国内锂电装备制造强势崛起，设备商出海步伐加快，但“走出去”远非易事。除了应对多变的贸易政策，更需跨过严苛的功能安全认证这一硬门槛。安全早已不止是防护底线，更是设备核心价值所在——尤其在欧洲市场，符合ISO标准的本地化安全功能，正是叩开高端市场的“通行证”。基于此，一家深耕方壳电池顶盖焊接的企业，在新一代方形电池顶盖全自动组装线研发之初，便将“国际合规+安全高效并存”列为关键目标，力求打破安全与产能难以兼得的困局。

设备介绍

PART 01

针对锂电方壳电池顶盖侧焊工艺开发的方形电池顶盖全自动组装线，专为高节拍、高精度焊接场景打造，是当前出色的全流程自动化解决方案。集成自动上料、精密定位、激光焊接、在线检测、磁驱工位切换及自动下料全流程，依托多段式精密焊接与双向同步对焊工艺，结合磁悬浮柔性工位切换系统，构建高稳定作业平台，综合生产效率达到极高水准。

设备运维四重难题

PART 02

该设备体积远大于普通顶盖焊设备，生产运维过程中面临多重挑战：

安全与效率如何兼顾

设备检修、内部调试时，传统STO断电防护会让整机完全停转，无法低速点动校准焊接参数，调试流程繁琐，大幅拉长停机维护时长，降低产线综合效率。

狭小空间作业风险大

设备内部空间狭小，人工进入调试时若设备意外高速运动，极易引发碰撞、挤压等人身伤害事故，常规安全方案无法区分生产模式与维修模式，缺少分级安全管控机制。

如何突破出海认证门槛

企业持续拓展欧洲锂电设备市场，欧盟强制要求设备具备合规安全限速、分级停机等功能安全能力，普通伺服系统无集成式安全运动监控，额外加装外部安全PLC、安全控制器集成难度大、成本高，难以通过ISO功能安全认证。

精密焊接稳定性挑战

激光焊接对运动速度波动极其敏感，速度波动过大会直接造成焊缝瑕疵、良品率下降，安全功能介入时不能破坏多轴同步控制精度与运动平稳性。

科尔摩根轻松破局

PART 03

针对上述挑战，设备制造商选择了由科尔摩根AKD2G伺服驱动器和IC直线电机构成的，集成‌了SMM（SafeMotion Monitor）安全‌功能技术的传动解决方案，将安全功能深度融入设备控制核心。

AKD2G伺服驱动器

IC直线电机

安全功能技术底座

SafeMotion技术将安全功能深度集成于AKD2G驱动器内，省去控制器、安全PLC与驱动器间复杂的外部联调环节，大幅降低系统复杂度与集成成本。SMM内置SafeStop、SafeSpeed、SafePosition全系列ISO认证安全功能，支持双通道STO及SIL1至SIL3多级安全等级，针对危险运动区域更提供16种细分安全功能，全面适配各类复杂工业场景。

核心安全功能应用

设备重点部署两项核心安全功能，精准匹配设备运行与维护需求：

SLS（安全限制速度）

SLS可以使运动继续进行，但会处于特定的速度限制下。如果出错，将会触发安全停止。

SS1（安全停止1）

凭借安全停止特性，轴会通过受控减速进入静止状态，随后电源中断使电机处于无转矩状态（SS1）或是将电机保持在受控静止状态（SS2）。

定制化系统配置

硬件层面，设备核心运动单元搭载科尔摩根IC系列直线电机，凭借高响应、高性能特性为高速焊接提供稳定动力，支撑μm级定位精度；安全功能选用AKD2G FS3伺服驱动器为载体，通过PLC安全IO模块动态控制SIN3/SIN4安全信号，实现生产与维修模式的灵活切换。参数配置上，在常规伺服参数基础上，结合实际工况针对性设定安全参数，明确SS1与SLS功能经SIN3/SIN4端口触发，确保安全机制精准响应。

安全参数设置

维修模式创新设计

方案最具突破性的设计在于维修模式下的慢动作运行策略：当切换至维修模式时，系统自动触发SLS功能，将各轴运动速度限制在安全阈值内，既避免了误触高速运动引发的碰撞、挤压风险，又通过可视化的低速运行状态为操作人员提供清晰的设备反馈，支持点动调试与精细校准，彻底解决了传统STO方案“停机即停摆”的问题。

四重收益全面落地

PART 04

生产效能与焊接质量双提升

整机测试数据显示，设备运行稳定性优异：焊接时速达300 mm/s，焊接效果良好；在处理360 mm×40 mm规格电池时，整机效率可达34 ppm。同时，全程速度波动峰峰值控制在5.6‰以内，匀速焊接阶段波动值进一步降低至2.8‰，更小的速度波动为获得更优异的焊接质量提供了关键保障。

兼顾运维安全与产线效率

维修模式下依靠SLS低速可控运行，无需整机断电停机，操作人员可直接低速点动调试、校准焊接参数，大幅缩短设备停机检修时长，解决传统STO方案停机调试效率低下的痛点；低速运行机制从根源规避设备内部高速运动伤人风险，人员作业安全等级显著提升。

功能安全合规，助力海外市场拓展

SLS等功能可满足相关欧盟功能安全标准要求，为设备通过海外认证提供了核心技术支撑。该方案的落地，不仅帮助客户满足了目标市场的准入要求，更形成了差异化竞争优势，为后续高端市场订单获取奠定了坚实基础。

一体化安全架构降低运维成本

统一驱动器内置安全监控体系，故障可快速诊断定位，区分普通运动故障与安全回路故障，便于设备售后检修；分级安全逻辑区分生产、维修工况，安全防护自动化切换，减少人工安全操作流程，降低现场运维人力成本。

综上，科尔摩根SMM功能安全方案通过深度集成的安全设计，既守住了人员安全底线，又释放了设备性能潜力，为锂电焊接设备的全球化应用提供了可复制的应用参考。

本文作者

The author of this article

张涛

科尔摩根高级应用工程师

具有15年自动化行业的从业经验，在运动控制系统方案选型和应用等方面拥有丰富的经验。

Kollmorgen AGV在过去的50多年里，通过NDC平台为自动导引车（AGV）和移动机器人提供了车辆自动化解决方案。通过OEM和系统集成商合作伙伴的生态体系，在全球范围内为各种应用部署了数万辆先进的自动引导车辆。

科尔摩根AGV的解决方案由：系统、车辆、软件工具和服务组成。其中NDC平台不仅支持目前市面上多种主流导航方式，如激光导航，自然导航，二维码导航等，还支持他们的组合导航方式。同时，NDC平台包括用于管理车队和有效引导车辆的软件，以及用于导航和控制的硬件。后期，科尔摩根AGV 定期为合作伙伴提供技术支持，培训，咨询等服务。

使用Kollmorgen NDC8，合作伙伴几乎可以实现不同类型的车辆或移动机器人的自动化，并将其集成到全球任何行业的任何类型的应用场景中。为终端用户降低从前期项目实施到后期系统运维各方的实际成本。