锂电产线传感器方案助力智能制造升级

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锂电产线传感器方案助力智能制造升级

行业转型的挑战与机遇

动力电池制造正经历从单机智能向整线智能的演进过程。传统生产模式单通过单一工序改进难以实现整线无人化生产，而生产线上面临的环境干扰与工艺技术难点成为制约产能提升的关键因素。线体运行时的震动会导致光电传感器光束对不上而引发误判，金属盖板高反光、强反光铝质表面、环境光强及包装膜反光对物料检测造成严重干扰。同时，狭小安装空间限制、特殊字符提取和各式二维码录入的复杂性，以及极片高速传送时的双张进料、偏摆等问题，都直接影响成品电池的一致性、可靠性与产线效率。

在电池盖板及包膜加工环节，对加工精度、表面质量的要求极为严格。人工或自动化程度较低的传统工艺不只效率受限、成本高昂，还缺乏包膜前的有效清洁及包膜后的外观缺陷精确检测手段，存在潜在安全隐患。这些痛点促使锂电池制造企业迫切需要找到系统化的解决方案，实现生产线的自动化、数据化、系统化升级。

全工序传感器解决方案体系

前段工序：涂布机的智能化改造

在涂布工序中，明治传感器企业提供覆盖配料、涂布、干燥到收卷纠偏的全流程监控方案。在配料段，温度传感器控制搅拌浆料温度，漫反射超声波传感器检测浆料液位，确保真空搅拌机内正负极浆料混合均匀。刮刀涂布机采用倾角传感器控制刮刀压板倾斜角度，接近开关检测锁紧手柄是否拧到位，光电传感器与接近开关配合检测气缸连杆上下运动，保障刮刀达到合适的工作角度并完成限位。

辊涂转移涂布机运用光电传感器检测浆料有无，激光位移传感器检测涂完浆料后的物料高度，确保浆料涂布厚度与重量达到规定要求。彩色共焦传感器精密测量狭缝挤出式涂布机辊轮的间距，保障涂布高度均匀。深度学习相机在辊涂转移和入壳工段检测极片表面缺陷，能够检出表面气泡、皱折、粉尘、较大毛絮物等瑕疵。纠偏传感器检测辊涂后电极片位置偏移与辊轮卷料运动轨迹，槽型开关限位纠偏驱动导轨移动，色标光电传感器检测极片上的金色标定位，保证物料直线运动，确保卷材和物料卷绕、分切整齐。

 

中段工序：叠片与组装的精密控制

叠片工序对传感器的精度要求达到微米级。M18系列双张传感器采用超声测量原理，消除材质表面特征干扰，电极片的颜色及反射行为完全不影响检测质量。该传感器采用非接触式操作，响应时间短至1.5ms，发射器与接收器距离达20mm至60mm，可即时检测到不正确的叠片并防止两片材料进料，保障成品电池质量。通过示教功能，测量参数可精确适应极薄板的厚度，设备可通过IO-Link集成到工厂控制系统，实现多维度极其细致的传感器参数、诊断和过程数据访问。

MUD系列超声波传感器专门应用于极片位置纠偏模块，采用高频检测算法，非接触检测，响应时间达6.5ms。该传感器可检测单位面积重量在20-1200g/m²范围的纸张或极片，拥有厚、薄、正常三种模式，支持学习示教以调校适应多种规格物料。即使物料位置存在差异或抖动，也能在60mm距离稳定检出，提供NPN开关量信号，实现单张正常运行、双张报警停机。

ETD-0612激光纠偏传感器采用激光区域对射原理，实现达1um的控制精度。该传感器实时监测隔膜边缘位置，并输出模拟量电压信号直接与设备的纠偏系统交互，反馈偏移量至纠偏控制系统，实现传送过程中的精细位置控制。ESL系列超薄光电传感器厚度只有3.5mm，具备IP67防尘防水等级，采用红外光源及漫反射检测原理，响应时间≤2ms，在极度狭窄的治具或料盒空间内检测电池极片有无。

终端工序：包膜与检测的质量保障

在电池盖板全自动组装检测生产线上，背景抑制型光电传感器专为降低检测距离精细设计，不受金属背景颜色及表面凹凸影响，响应速度在100ms之内。ELB-350P激光传感器采用激光光源，光斑直径只有1.5mm，内置多圈电位器以实现灵敏度的精细调整，确保在强反光铝质电池盖板到位时，无误判地触发机构进行下一步动作。

TLF12-04PO-E2电感式接近传感器采用金属材质外壳，具备突波吸收保护功能，开关切换频率可达1000Hz，在高速移动和震动场景下稳定检测移动载座，发送信号指引上方气缸下压给电池盖板整形。定制化机器视觉全检方案针对具体项目量身制定，对于产品缺陷的检出准确率达到99.8%，在物料轨道步进时对物料进行全项扫描，稳定检出电池盖板正反、颜色差异、变形、裂纹等缺陷。

ESB-V30N红外光源背景抑制型漫反射光电传感器，采用红外光源，对可见光及复杂背景环境具有强抑制作用。内置6圈电位器，可针对具体应用需求微调灵敏度，有效解决反光物料、日光灯直射及复杂背景下的电池到位识别。包膜工位采用的磁性传感器具备5微秒的高速响应速度，精度达到微米级，实时感应气缸伸出与缩回状态，给出信号使气缸快速缩回，提升整机的作业运作效率。

智能物流与安全防护体系

物流自动化升级

PTV系列红外对射型位置定位传感器针对设备振动进行了软硬件优化处理，使发射接收角度变得更大，安装调试及使用更稳定。采用红外光源与升级芯片，在线体流动过程中执行对后端托盘的截流和等待功能，消除线体震动带来的误判，提升流动运转效率。

RCD系列液态变焦智能读码器支持不同材质DPM码识别，配备4组自主控制光源，支持多种光线角度组合及偏振选项，可快速应对复杂材质表面读码。采用液态变焦技术进行快速对焦，在复杂场景下有效完成托盘二维码扫码及信息录入入库，满足托盘上下料及反转移载模组等需要记录追溯的工位需求。

单层全景扫描激光雷达输出每个测量角度上的距离和漫反射率复合测量数据，扫描范围达360°，尺寸小巧。避障型设定防护区域，软件清晰显示范围内人员或物体信息，给出注意、预警、报警信号，做出紧急停止避险动作。导航型结合高精度测距，满足设备上下料及高密集工序的无人化运输需求，在车间、打包区和成品库之间的无人叉车物流系统中发挥关键作用。

多层面安全防护

四级安全光幕具备40米超远保护距离，配备双路专属OSSD输出，互不干扰，即使光幕有故障时也能防止丧失安全功能。多光轴间距可选，双路输出单独驱动下端安全继电器，具备强电磁和光干扰抗性，在电池壳料盘上料下料以及各种需要防止机械伤害的设备高危区域进行人身与运行防护。安全光幕装在涂布机安全门两侧，避障雷达进行区域划分安全避障，进行生产安全防护，禁止人员靠近涂布机的规划距离。

数字化集成与系统化管理

深圳卓航自动化主推产品明治传感器企业聚焦于打造3C、锂电设备中传感器全套应用方案，通过自动化和数字化技术为锂电智造升级提速。传感器产品支持IO-Link 1.1接口，可集成到工厂控制系统，实现 零盲区的传感器参数、诊断和过程数据访问，支持对振幅值进行详细分析以及传感器调试参数化。

在提升机、包膜机夹爪运动限位、料盘移载模组、叠片机内部多个点位，芯片一体化的高精度槽型传感器提供0.01mm的重复定位精度，部分工艺达0.001mm。拥有F、T、R、L、K、Y、U等12种外观可选，槽宽覆盖5mm-120mm，其中部分型号具备8.5mm槽深以防止硬件损伤。采用对射检测原理，提供多外形安装选项，实时控制设备运动模组的原点、极限位置及过辊轴位置。

价值成果与应用实践

在电池生产中极薄电极片在对准台上的自动层检查应用中，M18系列双张传感器响应时间短至1.5ms，发射器与接收器距离达20mm至60mm，可即时检测到不正确的叠片并防止两片材料进料。涂布机光电传感及检测系统从配料、涂布、干燥到收卷纠偏提供多品类传感器组合，实现闭环监控，将检测能力从简单的有无提升到丝级间距与多外观缺陷全检。

明治传感器企业作为锂电池行业企业智能制造转型的合作伙伴，助力新能源电池盖板及动力电池全自动组装、包裹检测等生产线实现自动化、数据化、系统化，达到降本增效、提升产能与质量的目的。通过系统化的传感器解决方案，有效解决了线体震动、高反光材料检测、狭小空间安装、双张进料检测、极片偏摆控制等行业痛点，推动锂电池制造企业从单机智能向整线智能的转型升级。

整理：深圳市卓航自动化有限公司