バッテリーパック組立用両面自動スポット溶接機

TOB-850DN-XZ-10000A AI駆動型バッテリーモジュール＆パック組立用両面自動スポット溶接機

製品概要と最適な用途

円筒形セル端子へのニッケルタブの高速・高精度抵抗スポット溶接は、あらゆるリチウムイオンバッテリーパック生産ラインにおけるボトルネックです。位置ずれ、不安定な電流、または遅いサイクルタイムは、直接的に生産能力を制限し、パックの安全性を損なう弱い溶接を引き起こす可能性があります。TOB-850DN-XZ-10000Aは、人工知能と多軸サーボモーション制御を統合することでこれらの課題に対応する、完全自動の両面スポット溶接機です。スチールケース円筒形セル（18650、21700、26650、32700など）の正極および負極端子にニッケルストリップを溶接する反復的な大量生産作業専用に設計されており、セルの両側を同時に溶接できます。

手動または片面溶接ステーションとは異なり、この機械は1回のインデックスサイクルで両端面の溶接を完了し、工場設定で1溶接あたり0.4秒（毎時9000溶接）の速度を実現します。プログラム可能な速度は毎時10500溶接まで対応します。溶接電源には10000A単極トランジスタユニット（オプションで6000B双極ユニット、実効12000A出力）が搭載されており、滑らかな溶接ナゲット形成のための電流勾配制御と、低電流、低電圧、溶接スパッタ異常の内蔵検出機能を備えています。

溶接精度は、位置決め精度±0.02mmの4つのサーボ駆動軸（X、2つのY、2つのR、2つのZ）によって保証されます。AIベースの自己補正ルーチンは、セル長さの自動測定、スポット溶接針の摩耗検出、リミット位置の確認を行います。本機はDXFファイルをインポートして溶接経路を生成でき、色分けされたステータスでリアルタイムの溶接位置を表示し、異常停止後の中断点からの再開にも対応します。カスタマイズ可能なバーコードスキャン、圧力検出、MESデータアップロード機能により、スマートファクトリーでの完全なデジタルトレーサビリティに対応します。

最適な用途：

• 直列・並列構成で18650、21700、26650、または32700セルにニッケルストリップを溶接するEVバッテリーモジュールおよびパック生産ライン。
• 円筒形セルアセンブリ向けに、大量生産で一貫性があり追跡可能なスポット溶接を必要とするエネルギー貯蔵システム（ESS）パックメーカー。
• 手動溶接ステーションを完全自動のインラインソリューションへ置き換えたいEバイク、電動工具、民生電子機器用バッテリーパックメーカー。
• 完全な製品履歴管理のため、スポット溶接データをMES / SCADAシステムへ統合したいあらゆるメーカー。

この溶接機が特定のニッケルタブ厚さやセルピッチに対応できるか確認したいですか？パック設計ファイルまたはセルデータシートを当社の自動化エンジニアへ送付してください。溶接実現可能性評価とサイクルタイム見積もりを提供します。

この機械がバッテリーパック製造工程のどこに適合するか

円筒形セルベースのパック生産ラインでは、一般的な工程順序は以下の通りです：

1. セル選別– 容量と内部抵抗によってセルをグループ化します。
2. 治具／ホルダーへのセル挿入– セルはモジュール形状を定義するプラスチックキャリアへ配置されます。
3. ニッケルストリップのスポット溶接– ストリップをセル端子上に配置し、直列・並列電気接続を形成するために溶接します。
4. BMSおよび電圧検出配線の取り付け– 多くの場合、これも抵抗溶接によって実施されます。
5. 絶縁、検査、最終組立。

TOB-850DN-XZ-10000Aは工程3を実行し、治具設計が対応している場合は工程4にも対応できます。両面溶接機能は特に有用です。標準的な円筒形セルには正極端子（上部キャップ）と負極端子（底部缶または一体型リング）の両方があるためです。両端子を同時に溶接することで、本機は取り扱い工程数を半減し、治具を反転する必要をなくし、サイクルタイムと位置ずれリスクを低減します。

本機の治具クランプシステムは、長さ260～680mm、高さ260～450mmのバッテリーパックに対応し、治具側板を交換することで厚さを76.5mmと150mmの間で切り替えられます。これにより、小型Eバイクパックから大型EVサブモジュールまで幅広いモジュールサイズをカバーします。サーボ駆動X軸（ストローク620mm）が治具を搬送し、Y軸がセル列上の溶接ヘッドを位置合わせし、R軸が円形端子パターンに追従するよう溶接チップを回転させます。Z軸は溶接針を前進させて接触させ、低速の最終接近により衝撃損傷を防止します。

MESおよびデジタル製造への統合：

Intel N100、8G RAM＋1TBを搭載した本機の産業用PCは、独自制御システム上で動作し、Web/API経由で生産データをアップロードします。各溶接イベントはバーコードスキャンされたパックシリアル番号と関連付けることができ、溶接パラメータ（電流、電圧、時間、圧力）は.xlsx形式でローカル保存されます。このデータは統計的工程管理、保証分析、顧客監査の基盤となります。

AI駆動型両面スポット溶接システムの動作原理

溶接技術

TOB-850DN-XZ-10000Aはトランジスタ式抵抗スポット溶接を使用します。高電流・低電圧パルスが、ニッケルストリップをスチールセル端子へ押し付ける一対の対向スポット溶接針を通じて放電されます。トランジスタ電源によって精密制御された電流パルスは、接合部で局所的な抵抗発熱を発生させ、ニッケルを溶融してスチールへ接合します。熱は抵抗が最も高い箇所（材料界面）に集中するため、セル本体の大部分は低温に保たれ、内部セパレーターと電解液を保護します。

標準構成には、電流の緩やかな増加および減少機能を備えた10000A単極トランジスタ電源が含まれます。この電流波形制御により、溶接スパッタ（爆発）や焼き抜けを引き起こす急激なピークを防止します。電源は出力電流と電圧を自動監視し、いずれかが設定範囲外になると警報を発して機械を停止できます。さらに厳密な制御が必要な場合、オプションでMIYACHI MDA-8000BまたはMDB-4000B電源を指定できます。

モーション制御とAI自己補正

本機は7つのサーボ軸と1つの空圧押圧軸を採用しています：

• X軸（700Wサーボ）：溶接ステーションを通して治具を縦方向に移動します（ストローク1～620mm）。
• Y軸（2×700Wサーボ）：セル列に沿って溶接ヘッドを位置決めします（ストローク1～390mm）。
• R軸（2×400Wサーボ）：溶接チップを回転させ（0～100°）、セル端子上のパターンに追従できるようにします。
• Z軸（2×400Wサーボ）：溶接針を前進・後退させます（ストローク40～160mm、セル長さ20～150mmに合わせて調整可能）。
• 空圧押圧軸：溶接前に初期クランプ力を加えます。

AI自己補正ルーチンは、溶接前または溶接中に実行され、精度を確保します：

• 長さ検出：システムは実際のセル長さ（接触時のZ軸位置に基づく）を測定し、それに応じて溶接深さを調整します。測定された長さが期待値からずれる場合、警報が生成されます。
• ニードル摩耗検出:電流と電圧の特徴を使用して、AIがスポット溶接ニードルの摩耗や接触抵抗の増加を検知し、弱い溶接の発生を防ぎます。
• リミット検出:AIは、プログラムされた溶接位置が軸の機械的制限内にあることを確認します。

溶接経路のプログラミングと可視化

オペレーターはニッケルストリップのパターンのDXF図面を機械ソフトに直接インポートします。制御システムは自動的に溶接点の座標を抽出します。配列はブロック配列として定義でき、不要なポイントは手動で削除可能です。溶接中、24インチディスプレイには各溶接点のリアルタイム位置が表示され、溶接済みは青、未溶接は黄で表示されます。この可視化により、複雑なストリップ上の何百ものポイントでも、オペレーターはどの溶接が完了したかを瞬時に確認できます。

機械は地域溶接（特定のポイント範囲、例：20–50の溶接のみ）や中断再開（故障後、オペレーターが最後に溶接したポイント番号を入力すると、機械がそこから再開し、完了済みポイントを再溶接する必要をなくす）にも対応しています。

冷却および消耗品

両方の溶接ヘッドは専用チラー（Huayou Intelligent HY‑002HP）で水冷され、約6 L/分で水を循環させ、温度を20 °C以下に保ちます。これにより、高稼働サイクル運転中でもスポット溶接ニードルの過熱を防ぎます。標準ニードルはODSC材（USA）、直径1.7×100 mm。直径1.5 mm、2.0 mm、3.0 mmの代替品や、厚いニッケルストリップ用の凸型スポットニードルも利用可能です。

TOB‑850DN‑XZ‑10000Aの主要なエンジニアリング上の利点

1. 両面同時溶接で生産性が2倍に- 2つの独立したZ軸溶接ヘッドがセルの両端を同時に溶接します。工場設定では1溶接あたり0.4秒（1時間に9,000溶接）、最大10,500溶接/時間に調整可能で、典型的なマルチセルモジュールのサイクルタイムを非常に短縮します。デュアルヘッド設計により溶接時間が実質的に半分になり、治具の反転が不要となり、オペレーターの作業負荷も軽減されます。
2. AI自己補正で人為的エラーと再作業を最小化- 手動または半自動溶接ステーションでは、セル長のわずかな変化でも不完全な接触や過剰な力が発生する可能性があります。TOB‑850DN‑XZ‑10000AのAIルーチンは、実際のセル長とニードル摩耗を継続的に測定し、リアルタイムで補正します。その結果、弱溶接の不合格率と関連する再作業コストが大幅に減少します。
3. 強力な10,000 Aトランジスタ電源と勾配制御- 緩やかな上昇/下降機能により、溶接電流パルスを調整してニッケルストリップを優しく加熱し、圧力下で冷却します。これにより、ひび割れやスパッタが少ない、より滑らかで強い溶接ナゲットが得られます。自動の低電流、低電圧、溶接スプラッシュ警報により、製品と機械の両方を保護する追加の品質保証が提供されます。
4. DXFインポートでプログラミングが簡単に- 各溶接ポイントを手動で教える代わりに、オペレーターはニッケルストリップレイアウトのDXFファイルをインポートするだけで、制御システムが穴位置やポイントマーカーを認識して自動的に溶接プログラムを生成します。この機能は、パック設計を頻繁に変更する受託製造業者に特に有用で、新しいプログラムを数時間ではなく数分で生成できます。
5. 完全なデジタルトレーサビリティとMES統合- すべての溶接イベントはタイムスタンプ、溶接パラメータ、バーコードデータと共に記録され、ローカル保存されるほか、Web/API経由でアップロード可能です。これにより、受入セルから完成品まで、各バッテリーパックの完全なデジタルスレッドが作成されます。現場での保証返却時には、スポット溶接が仕様内で行われたかどうかを即座に確認できます。圧力検出オプション（MS2009‑20KGセンサー + MI2008コンバーター）により、さらに品質データの次元が追加されます。
6. 堅牢なサーボ駆動機構、±0.02 mm精度- 全軸にXinjieサーボモーターと高精度モジュール（Runyangボールねじおよびスライダー）を使用することで、溶接チップが常に正確な位置に到達します。±0.02 mmの位置決め精度は手動溶接治具の一般的な公差より桁違いに高く、すべての溶接がニッケルストリップの意図されたターゲット範囲内に配置されることを保証します。
7. 柔軟な治具システムで幅広いセルタイプとパックサイズに対応- ロック機構により治具の厚さを76.5 mmと150 mmに切り替え可能、X軸の移動距離は620 mmです。Y軸の範囲390 mm、Z軸の調整可能ストロークと組み合わせることで、小型デジタルバッテリー群から大型エネルギー貯蔵サブモジュールまで処理可能です。治具幅の切替は機械的で迅速に行え、切替ダウンタイムを最小化します。

完全な技術仕様

主要技術パラメータ（トランジスタ電源）

カスタマイズ機能（オプション）

推奨溶接パラメータ（開始値）

これらは0.15 mm純ニッケルストリップを使用した標準的な 18650セルの一般的な設定です。最終的なパラメータは、使用するセル、ストリップ材料、およびパック設計に合わせて 最適化する必要があります。

溶接品質を検証するため、新しい各セットアップの初品については、必ず破壊的な剥離試験および断面分析を実施してください。

一般的な溶接問題とトラブルシューティング

エンジニアリングFAQ — バッテリーパック用自動スポット溶接

Q1：この機械は銅-ニッケル複合ストリップを溶接できますか、それとも純ニッケルのみですか？

この機械は、純ニッケル、ニッケルめっき、および銅-ニッケル複合シート向けに仕様設定されています。銅-ニッケル複合材は純ニッケルより導電率が高く接触抵抗が低いですが、より高い溶接電流が必要であり、電流を集中させるために凸型ポイントニードルが必要になる場合があります。10,000 A電源はこれらの材料の溶接に対応できますが、特定の複合材グレードで溶接性試験を実施することを推奨します。

Q2：同じ治具内で長さの異なるセルをどのように処理しますか？

AI長さ検出ルーチンは、Z軸が最初に接触した際に各セルを個別に測定し、それに応じてストロークを調整します。これにより、手動で再プログラムすることなく、1つの治具内のセルの長さに多少の違いがあっても対応できます。ただし、最適な一貫性を得るために、セルは長さと容量で事前に分類する必要があります。

Q3：セルが治具内で欠落している、または位置ずれしている場合はどうなりますか？

AI限界検出機能は、Z軸ストロークが予想範囲外であることを検知し、アラームを発生させます。機械は停止してオペレーターに警告するように設定することも、セルが存在しない場合にその溶接点をスキップするように設定することもできます。これにより、溶接ヘッドと治具の損傷を防ぎます。

Q4：MES統合は複雑ですか？

この機械はデータアップロード用のWeb/APIインターフェースを提供します。MESがこれらのプロトコルを介したデータ受信に対応している限り、統合は簡単です。データはDドライブに標準の.xlsx形式でローカル保存されるため、MESがなくても、USBドライブを接続するかネットワーク経由で接続することで完全な生産記録にアクセスできます。

Q5：スポット溶接ニードルはどのくらいの頻度で交換すべきですか。また再研磨できますか？

ODSCニードルは、適切に冷却され、溶接パラメータが推奨範囲内であれば長い耐用寿命を持ちます。大量生産（1日数千回の溶接）の場合、ニードルは数週間使用できることがあります。軽い研磨調整は可能ですが、一般的には先端形状が大きく変化し始めた時点で交換する方が経済的です。AIニードル摩耗検出機能は、溶接品質に影響が出る前に早期警告を提供します。

手動または半自動溶接ステーションよりTOB-850DN-XZ-10000Aを選ぶ理由

アップグレードする理由：

手動スポット溶接からTOB-850DN-XZ-10000Aへの移行は、単なる速度向上ではなく、品質の変革です。手動工程では、作業者が感覚で圧力、位置合わせ、溶接時間を判断する必要があり、その結果、溶接強度にばらつきが生じます。このばらつきは、フルパックのサイクル試験時になって初めて明らかになることがあります。TOB-850DN-XZ-10000Aは、この変動をサーボ駆動の高精度制御とAIによる品質検証に置き換え、10,000箇所の溶接を持つモジュール内のすべての溶接が互いに区別できないほど均一であることを保証します。そのモジュールがEVバッテリーパックに組み込まれ、10年間の寿命が期待される場合、この一貫性は妥協できません。

設置、試運転、およびトレーニング

• 設置：別途合意がない限り、購入者は機械の受け取り、開梱、設置場所までの搬送、および電気接続の準備を担当します。
• 試運転：販売者は、設備の設置、デバッグ、および購入者の生産ライン周辺機器とのシステム統合を担当します。
• 試験生産：設置後、購入者のセルおよびニッケルストリップを使用して小規模な試験生産を実施します。正式な量産は、試験片が購入者の品質部門によって承認された後にのみ開始されます。
• トレーニング：販売者は、購入者のオペレーターおよび保守担当者向けに無料トレーニングを提供します。トレーニング内容には、通常操作、日常保守、故障分析およびトラブルシューティング、操作安全、緊急停止手順が含まれます。

動作環境

円筒セルパックの組立を手動ステーションから、完全自動でトレーサブルなスポット溶接ラインへ移行する準備はできていますか？TOB-850DN-XZ-10000Aの見積もりをご依頼ください。セルタイプ、モジュールレイアウトDXF、目標生産能力をご提供いただければ、当社の自動化チームが詳細な溶接実現可能性調査とサイクルタイム分析をご返送します。

tob.amy@tobmachine.com | +86 181 2071 5609

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