锂电池激光焊接市场应用背景

随着国内新能源汽车市场快速增长，其市场规模大、技术迭代快等特点，推动锂电池制造设备更新与产能扩张建设。目前，激光焊接成为锂电池制造重要工艺环节。

锂电池按形状和封装结构通常分为以下三类：

其中46系大圆柱电池已进入扩产和产能爬坡阶段，对集流盘、底壳等关键焊接工艺要求更高。

（圆柱电池正负极集流盘）

传统电阻点焊，易导致虚焊、效率受限等问题；多激光头串联焊接方案受工位停留、机械定位和协同控制限制，难以满足高速高精量产需求。

因此带动高速转塔飞行焊接设备需求增长，转塔飞行焊接可减少设备空跑与停顿时间。

传统圆柱电池激光焊接设备痛点

• 标准激光系统软件操作复杂，产线非标工艺需求难以快速响应；

• PLC与激光振镜卡独立控制，高精度飞行激光焊接应用软件开发复杂；

• 转塔走停间歇式焊接，效率低，产能提升受限。

正运动ZMC408SCAN在圆柱电池飞行焊接的应用

正运动针对上述问题，特此开发了一款基于ZMC408SCAN激光振镜运动控制器所拓展的圆柱电池飞行焊接解决方案，配合转塔机构，实现无接触、在线飞行激光焊接，减少空跑停顿，提升节拍与焊接一致性。支持接入上下料运动轴控制。

适用于圆柱、方形等各类电池激光焊接场景，也可拓展应用于其他激光焊接场景。

方案面向多轨迹飞行焊接、多角度同步跟随的高重复定位要求，采用转塔编码器同步与多个工位角度θ和圆心半径R动态补偿算法，实时修正振镜轨迹和出光位置，可解决高速旋转运动下焊偏和焊接图形畸变的问题。

（转塔飞行激光焊接设备运行示意图）

▌方案应用价值

相比传统平移式激光焊接产线，转塔结构更紧凑，可减少占地面积，提高空间利用率。

实时读取编码器数据，获取转塔位置与速度信息，实现高精度定位飞行激光焊接。

支持激光器功率自由配置，适应不同材料和需求。

柔性适配强，支持快速换型、工艺调整、设备升级改造等需求，满足新能源电池规模化生产需求。

激光焊接生产良率可达≥99.5%，节拍可提升50%以上。

传统方案转塔停顿激光焊接时间轴

正运动方案转塔飞行激光焊接时间轴

转塔飞行激光焊接核心控制工艺

01 旋转同步跟随

通过正运动机械手正逆解算法，根据机构参数快速建立同步关系，并实时读取转塔编码器位置，对每个工位的角度θ和圆心半径R进行补偿，计算出工位上产品中心位置，再驱动激光振镜进行高精度同步跟随激光焊接。

（多工位角度θ和R焊接坐标补偿示意图）

02  螺旋线型轨迹控制

（螺旋线型轨迹示意图）

在高能束焊接中，激光焊接通常具有能量密度高、焊缝深宽比较大的特点。

当不希望焊缝深宽比过大时，需采用螺旋线形轨迹焊接，激光振镜通过X/Y高速偏转使光斑沿主焊接轨迹方向做高速旋转运动，可在不改变外光路条件下调节能量，获得不同焊缝深宽比。

03 激光功率控制

激光焊接中功率(模拟量电压、PWM调制)控制至关重要，其控制好坏直接影响加工效果。

激光加工中的功率控制包括功率控制、功率与运动的同步控制两方面内容，功率控制是指生成适当的控制信号控制激光器输出所需功率，功率与运动的同步控制指功率紧跟加工位置或速度变化，以保证一致的加工质量。

方案配置（典型单转塔单头激光振镜机型）

支持多种复杂工艺曲线

采用示教编辑方式，自动生成加工轨迹，支持螺旋线、渐开线等焊接工艺曲线。支持CAD导入，满足不同锂电池激光焊接定制化需求。

正运动转塔飞行焊接系统操作流程

根据激光器类型及接线配置相应激光器参数。

通过校正软件校正振镜畸变，保存校正参数。

配置转塔参数，并校正转塔圆心半径R参数。

根据产品焊缝大小编辑对应的焊接轨迹与工艺。

设置加工速度及延时工艺参数。

触发标刻、观察检测焊接效果并调整参数。

正运动在转塔飞行焊接设备的运行效果

运行视频请点击→正运动转塔飞行焊接解决方案

开放式激光振镜运动控制器 ZMC408SCAN-V22

ZMC408SCAN-V22是一款高性能激光振镜嵌入式控制器，集成激光、振镜和总线轴/脉冲轴控制，具备多轴协调运动和高精度同步控制能力，能优化激光加工工艺流程，提升加工效率、精度和品质，助用户构建专属高端激光加工系统，适用于大幅面联动、多振镜、多工位等激光加工场景。

• 激光器：专用激光器接口、可适配多种类型激光器；

• 扫描振镜：XY2-100协议，支持3D与闭环反馈振镜；

• 运控轴：4路脉冲轴接口和EtherCAT接口，可达64轴控制；

• 手轮：专属手轮接口

• IO：24+8路输入/16+8输出；

• 模拟量：2AD、2DA（12bit），激光接口1路AD/DA(16bit)；

• 高速输入输出：4路高速色标锁存，8路高速PWM和4路硬件位置比较输出PSO。

正运动技术专注于运动控制技术研究和通用运动控制软硬件产品的研发，是国家级高新技术企业。正运动技术汇集了来自华为、中兴等公司的优秀人才，在坚持自主创新的同时，积极联合各大高校协同运动控制基础技术的研究。主要业务有：运动控制卡_运动控制器_EtherCAT运动控制卡_EtherCAT控制器_运动控制系统_视觉控制器__运动控制PLC_运动控制_机器人控制器_视觉定位_XPCIe/XPCI系列运动控制卡等等。