CN102290608B - 一种方型卷绕机变转速卷绕系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统及方法，所述方型卷绕机变转速卷绕系统包括伺服电机模块、编码模块、采集模块和控制模块，所述伺服电机模块包括卷针驱动单元和脉冲发生器单元，所述脉冲发生器单元输出伺服电机模块的工作脉冲；所述编码模块采用编码器单元定时中断输出反馈脉冲；所述采集模块同时采集所述的工作脉冲和反馈脉冲；所述控制模块包括中央处理器单元、存储器单元和控制单元，所述中央处理器单元用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元，所述控制单元根据工作脉冲和所述的对应关系改变该系统的卷绕转速。

Description

一种方型卷绕机变转速卷绕系统及方法

技术领域

本发明涉及一种方型卷绕机系统，尤其涉及一种方型卷绕机变转速卷绕系统及方法。

背景技术

锂电池行业的发展是目前世界上日趋发展的热门行业，特别是方型电池有其独特的优点并得到广泛应用，而锂离子电池电芯的卷绕是锂离子电池制作的关键环节之一，其卷绕张力控制精度、卷绕速度、成品率等指标直接决定了电池性能。特别是常见方形电池，由于卷绕方形电池电芯的卷针是扁平状的，故此在卷绕过程中，卷针匀速转动卷绕时，带料的实际线速度其实是呈周期性变化的，从而引起带料的张力也呈周期性变化，直接导致卷绕出来的电芯存在变形，电芯卷绕不齐，严重影响电池的质量和生产效率，因此，变形问题是目前方形电芯在制造过程中的一个难题。

目前普遍的做法是采用的通常数学建模或描点方式来控制，在更换卷进针之后，由于卷针的形状各异，因此需要重新计算或描点，调试时间相当漫长，而且在卷针卷绕过程中随着卷绕圈数的增加，会导致宽度的变化，卷针在相同的角度、相应的角速度等情况下，卷绕线速度也会发生变化，这样也会制约卷绕速度的提升，加大了张力的波动和调试的难度，所以，急需一种快速、简单、准确的方型卷绕机卷绕系统。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是需要提供一种快速、简单、准确的方型卷绕机卷绕系统，提供一种描绘出卷针根据不同角度改变相应的卷绕转速的系统及方法。

对此，本发明提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统，包括伺服电机模块、编码模块、采集模块和控制模块，所述伺服电机模块包括卷针驱动单元和脉冲发生器单元，所述卷针驱动单元采用伺服电机驱动卷针，所述脉冲发生器单元用于输出伺服电机模块的工作脉冲；

所述编码模块采用编码器单元定时输出反馈脉冲；

所述采集模块用于同时采集所述工作脉冲和所述反馈脉冲；

所述控制模块包括中央处理器单元、存储器单元和控制单元，所述中央处理器单元用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元，所述控制单元根据工作脉冲和所述的对应关系改变该系统的卷绕转速。

其中，所述工作脉冲为所述脉冲发生器单元工作状态下输出的伺服电机模块的脉冲；所述反馈脉冲为编码模块采用编码器单元定时中断而输出的脉冲，即编码器单元反馈的脉冲；所述卷绕转速为该系统在卷绕过程中卷针卷绕的角速度；所述对应关系为将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲在存储器单元中按一定长度字节一一对应地连续进行存储，存储所得的一一对应的数据关系即为所述的对应关系；所述脉冲发生器单元为能够产生电平1：50‰，电平0：50‰的脉冲装置，可以是PLC；所述中央处理器单元采用CPU ，用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元；所述编码模块采用编码器单元，编码器单元采用编码器的连接轴连接至具体的电路里面，所述连接轴为编码器单元的连接器，本发明的电气控制过程为，伺服电机驱动卷针，卷针带动物料进行电芯卷绕操作，所述的物料卷绕通过编码器的连接轴连接卷针和张力摆杆，带动电芯的卷绕，所述电芯卷绕所需的卷绕物料放置于物料卷上。

本发明的实施例中，所述编码器单元定时中断输出反馈脉冲，所述定时中断的时间周期计为T，计第一个定时中断为T1，第二个定时中断为T2, 第n个定时中断为Tn；本发明计第一个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p1，第二个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p2，第n个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为pn，由所述编码器单元的分辩率和所述编码器单元的连接轴直径能够计算出放卷物料每行走1mm，所述编码器单元输出的反馈脉冲的个数为m，本发明约定所述编码器单元的连接轴直径为D，所述编码器单元的分辩率为N，则m=（N/（3.14*D））。本发明在每产生一个定时中断时，就会算出当时放卷物料速度，也就是电芯卷绕的线速度，所述电芯卷绕的线速度为V=（（pn-p（n-1））/m）*（1000/T），本发明所述卷针的变速运动为F=1/V，由此可以得到带动所述卷针的伺服电机运转的速度，本发明能实现放卷物料尽可能均速运动，也就是电芯卷绕的线速度尽可能匀速地进行卷绕。

对于方型卷绕机卷绕过程中，由于卷针是扁平状的，在卷针均速卷绕过程中极片和隔膜的速度变化很大，如果提高转针的转速，会因为速度的陡变导致张力的陡变，从而使极片抖动引起电芯变形以及电芯卷绕不齐，严重影响电池的质量和生产效率，因此，本发明采用卷针变转速卷绕，提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统，从而使得电芯在卷绕过程中极片和隔膜速度波动范围大大减少，在提高卷绕速度的基础上，减少方型卷绕机卷绕过程中的电芯变形。 

本发明的实施例中，所述脉冲发生器单元输出伺服电机模块的工作脉冲，所述编码模块采用编码器单元定时中断输出反馈脉冲，当换上不同形状的卷针时，首先，采用伺服电机恒速驱动卷针，利用采集模块同时采集所述工作脉冲和所述反馈脉冲，并将所述的工作脉冲和反馈脉冲发送至控制模块，控制模块所述的中央处理器单元根据所述反馈脉冲计算出对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲一一对应存储至存储器单元，形成卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系，然后，根据当前状态下所实时采集的工作脉冲，找出所述对应关系中的卷绕转速，保持当前状态下的卷绕转速与所述对应关系中的卷绕转速一致，从而实时改变该系统的卷绕转速，本发明在提高卷绕转速的情况下，也能快速实现卷针在不同角度控制相应的卷绕转速，根据所述对应关系实时改变该系统的卷绕转速。当没有更换卷针时，可以直接根据当前状态下所实时采集的工作脉冲，并找出所述对应关系中的卷绕转速，用于保持当前状态下的卷绕转速与所述对应关系中的卷绕转速一致，实时改变该系统的卷绕转速。

由于卷针的形状不同，对卷绕转速的提高也不同，与不进行变转速卷绕系统相比，本发明能够将卷绕转速提高到1.5至2.5倍，张力的变化可以从±60％缩小到±22％以内，因此，本发明能大大减小卷绕电芯的变形，在更换卷针的形状时，所需的调试时间，也就是采样形成对应关系的时间也比现有的数学建模方式减少十倍以上。

与现有技术相比，本发明提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统，能快速、简单、准确地控制卷针在不同角度改变其卷绕转速的系统，即使换上不同形状的卷针，也能快速形成所述的对应关系，在此基础上，本发明能尽可能保证该系统的卷绕线速度和张力恒定，有效促进了卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，从而大大减小了卷绕电芯的变形，电芯卷绕整齐，提高电池的质量和生产效率，操作简单、便捷。

优选地，本发明所述卷针驱动单元驱动的卷针为方形卷针。

对于扁平状的方形卷针，本发明采用采集模块同时采集所述工作脉冲和所述反馈脉冲，由于卷针是方形卷针，所以所述对应关系也呈现周期的变化，即电芯卷绕处于同一周的时候，所述的对印关系前半部分和后半部分是一样的，因此，可以提高恒速采样的卷绕转速，进一步促进该系统采样模块的工作过程，当采集到一定长度物料数据后，也就是采集到一个完整的电芯卷绕的对应关系后，存储在该系统的存储器单元里，本发明进一步采用上述技术特征，其优点在于，能够非常容易地得到卷针在不同角度所需的卷绕转速，即使换上不同形状的卷针，也能快速形成所述的对应关系，进而尽可能保证该系统的卷绕线速度和张力恒定，有效促进了卷绕过程中线速度的匀速卷绕，减小带料的张力，大大减小了卷绕电芯的变形，电芯卷绕整齐，操作简单、快捷。

本发明还提供一种所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，包括采样步骤和控制步骤，  

所述采样步骤用于同时采集所述的工作脉冲和反馈脉冲，恒速驱动该系统所述卷针，所述采样步骤同时采集恒速状态下的工作脉冲和反馈脉冲，并将工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤； 

所述控制步骤将接收到的工作脉冲和反馈脉冲形成对应关系，用于控制该系统的卷绕转速，所述控制步骤实时采集当前的工作脉冲，并保持当前的卷绕转速和所述工作脉冲对应的卷绕转速一致。

其中，所述当前的工作脉冲为方型卷绕机卷绕系统在正常运行时，即在控制步骤时实时采集脉冲发生器单元输出伺服电机模块的工作脉冲，本发明所述的卷绕方法包括两个步骤，所述的采样步骤用于对更换后的卷针进行对应关系所需数据的采集，得到所述对应关系后，高速运行所述的方形卷绕机卷绕系统，进入控制步骤，根据所述对应关系和实时采集当前状态下的当前工作脉冲进行卷绕转速的改变，使当前状态下的卷绕转速与当前工作脉冲对应的卷绕转速保持一致。

本发明所述控制步骤将接收到的工作脉冲和反馈脉冲形成对应关系，所述对应关系还包括工作脉冲、反馈脉冲和卷绕转速的对应关系，用于控制该系统的卷绕转速。所述编码器单元定时中断输出反馈脉冲，所述定时中断的时间周期计为T，计第一个定时中断为T1，第二个定时中断为T2, 第n个定时中断为Tn；本发明计第一个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p1，第二个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p2，第n个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为pn，由所述编码器单元的分辩率和所述编码器单元的连接轴直径能够计算出放卷物料每行走1mm，所述编码器单元输出的反馈脉冲的个数为m，本发明约定所述编码器单元的连接轴直径为D，所述编码器单元的分辨率为N，则m=（N/（3.14*D））。本发明在每产生一个定时中断时，就会算出当时放卷物料，也就是电芯卷绕的线速度，所述电芯卷绕的线速度为V=（（pn-p（n-1））/m）*（1000/T），本发明所述卷针的变速运动为F=1/V，由此可以得到带动所述卷针的伺服电机运转的速度，本发明能实现放卷物料尽可能均速运动，也就是电芯卷绕的线速度尽可能匀速地进行卷绕。

本发明在换上了不同形状的卷针时，只需要重新进行采样步骤即可；倘若没有更换卷针，可以直接使用该卷针的对应关系来控制当前的卷绕转速变化，即无需重新经过恒速状态下的采样步骤，与现有技术相比，本发明能快速、简单、准确地形成所述对应关系，当换上不同形状的卷针之后，只需进行采样步骤便能快速形成所述的对应关系，在此基础上，本发明很大程度上保证了该系统的卷绕线速度和张力恒定，有效地促进了卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，大大减小了卷绕电芯的变形，电芯卷绕整齐，提高电池的质量和生产效率，实现操作简单、便捷的卷绕方法。

优选地，本发明所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针的卷绕转速为0.2~0.6圈/秒。

进一步采用上述技术方案，本发明在采样步骤中低速恒速转动，如此便能稳定得到所述编码器单元输出的反馈脉冲，所述卷针的卷绕转速为0.2~0.6圈/秒,便能得到足够多的脉冲数据，从而得到非常精确的对应关系。本发明考虑到存储器单元的容量，所述对应关系将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲可以按2~5个数据/度的长度一一对应地连续存储在存储器单元中，如此设置既能得到非常精确的对应关系，也避免了因为存储的数据过多而浪费存储器单元的容量，在此基础上，有效地促进卷绕过程中与匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，大大减小了卷绕电芯的变形，卷绕整齐，实现操作简单、快速的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法。

优选地，本发明所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针的卷绕转速为0.4圈/秒。

进一步采用上述技术方案，本发明在采样步骤中低速恒速转动，具体为0.4圈/秒，如此便能稳定得到所述编码器单元输出的反馈脉冲，从而得到足够多的脉冲数据，同时避免因为存储的数据过多而浪费存储器单元的容量，得到非常精确而有效的对应关系，本发明可以将所述对应关系将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲按2~5个数据/度的长度一一对应地连续存储在存储器单元中，有效实现卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，大大减小了卷绕电芯的变形，卷绕整齐，实现操作简单、快速的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法。

优选地，本发明还包括滤波步骤，所述滤波步骤用于对采样步骤所得到的脉冲数据进行滤波处理，并将滤波处理后的工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤形成对应关系。

本发明将每个脉冲数据及其所述的对应关系从前至后放在一个数据表格中即可形成所述卷针从开始卷绕到结束卷绕的卷绕转速曲线图，本发明进一步采用上述的技术方案，采用滤波步骤对对采样步骤所得到的脉冲数据进行滤波处理，并将滤波处理后的工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤形成对应关系，在卷绕过程中，所述控制步骤接收到一定频率的工作脉冲时，控制模块就会按照接收的所述工作脉冲的频率快慢来查找对应关系，并根据所述对应关系的卷绕转速来控制该系统分当前的卷绕速度，在不超过伺服电机最高加速的情况下，接收工作脉冲的频率越快，所述卷针的卷绕转速也越快，这样便能大大减少卷绕过程中放卷物料运行速度的波动，减少电芯卷绕线速度的波动，促进电芯卷绕线速度的匀速卷绕，减小张力的波动，即使提高了卷绕转速，也能大大减小了卷绕电芯的变形，卷绕整齐，操作简单、便捷。

优选地，本发明经过滤波步骤后，所述卷绕转速的最低卷绕转速和最高卷绕转速比例范围为1：1~1：4。

本发明进一步采用上述技术特征，其优点在于，所述卷绕转速的最低卷绕转速和最高卷绕转速比例范围为1：1~1：4，能够防止伺服电机在急速加速时出现过载报警，本发明对采样步骤得到的脉冲数据进行滤波处理，使所述控制步骤接收到一定频率的工作脉冲时，控制模块就会按照接收的所述工作脉冲的频率快慢来查找对应关系，本发明根据所述对应关系的卷绕转速来控制该系统当前的卷绕速度，在不超过伺服电机最高加速的情况下，接收工作脉冲的频率越快，所述卷针的卷绕转速也越快，这样便能大大减少卷绕过程中放卷物料运行速度的波动，促进电芯卷绕线速度的匀速卷绕，减小张力的波动，同时也能提高卷绕转速，进一步实现上述技术效果的同时，在卷绕转速提高的情况下也能大大减小卷绕电芯的变形，卷绕整齐。

附图说明

图1是本发明实施例1的结构示意图；

图2是本发明实施例1的电气控制示意图；

图3是本发明实施例1的工作流程图。

图中标记：1-物料卷；2-张力摆杆；3-连接轴；4-卷针。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的较优的实施例作进一步的详细说明：

实施例1：

如图1所示，本例提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统，包括伺服电机模块、编码模块、采集模块和控制模块，所述伺服电机模块包括卷针驱动单元和脉冲发生器单元，所述卷针驱动单元采用伺服电机驱动卷针4，所述脉冲发生器单元用于输出伺服电机模块的工作脉冲；

所述编码模块采用编码器单元定时中断输出反馈脉冲；

所述采集模块用于同时采集所述工作脉冲和所述反馈脉冲；

所述控制模块包括中央处理器单元、存储器单元和控制单元，所述中央处理器单元用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元，所述控制单元根据工作脉冲和所述的对应关系改变该系统的卷绕转速。

本例所述对应关系为将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲在存储器单元中按2个数据/度的长度一一对应地连续进行存储，存储所得的一一对应的数据关系即为所述的对应关系；本例所述中央处理器单元采用CPU       ，用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元。

如图2所示，本例所述编码模块采用编码器单元，编码器单元采用编码器的连接轴3连接至具体的电路里面，所述连接轴3为编码器单元的连接器，本发明的电气控制过程为，伺服电机驱动卷针4，卷针4带动物料卷1上的物料进行电芯卷绕操作，所述的物料卷绕通过编码器的连接轴3连接卷针4和张力摆杆2，带动电芯的卷绕，所述电芯卷绕所需的卷绕物料放置于物料卷1上，将卷绕所需的物料通过张力摆杆2再绕过编码器的连接轴3，最后贴在卷针4上面。

本例所述编码器单元定时中断输出反馈脉冲，所述定时中断的时间周期计为T，计第一个定时中断为T1，第二个定时中断为T2, 第n个定时中断为Tn；计第一个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p1，第二个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为p2，第n个定时中断所述编码器单元的反馈脉冲读数为pn，由所述编码器单元的分辨率和所述编码器单元的连接轴3直径能够计算出放卷物料每行走1mm，所述编码器单元输出的反馈脉冲的个数为m，本例所述编码器单元的连接轴3的直径为D，所述编码器单元的分辩率为N，则m=（N/（3.14*D））。

本例产生一个定时中断时，所述中央处理器单元就会计算出当时放卷物料速度，也就是电芯卷绕的线速度，所述电芯卷绕的线速度为V=（（pn-p（n-1））/m）*（1000/T），本例所述卷针4的变速运动为F=1/V，由此可以得到带动所述卷针4的伺服电机运转的速度，本发明能实现放卷物料尽可能均速运动，也就是电芯卷绕的线速度尽可能匀速地进行卷绕。

本例的工作流程图如图3所示，所述脉冲发生器单元输出伺服电机模块的工作脉冲，所述编码模块采用编码器单元定时中断输出反馈脉冲，当换上不同形状的卷针4时，首先，采用伺服电机恒速驱动卷针4，卷针4被恒速驱动后，脉冲发生器单元发出工作脉冲，编码器单元发出反馈脉冲，利用采集模块同时采集所述的工作脉冲和反馈脉冲，并将所述的工作脉冲和反馈脉冲发送至控制模块，控制模块所述的中央处理器单元根据所述反馈脉冲计算出对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲一一对应存储至存储器单元，形成卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系；然后，根据当前状态下所实时采集的工作脉冲，找出所述对应关系中的卷绕转速，并保持当前状态下的卷绕转速与所述对应关系中的卷绕转速一致，从而实时改变该系统的卷绕转速。

本例在提高卷绕转速的情况下，也能快速实现控制卷针4在不同角度改变相应的卷绕转速，根据所述对应关系实时改变该系统的卷绕转速。当没有更换卷针4时，可以直接根据当前状态下所实时采集的工作脉冲，并找出所述对应关系中的卷绕转速，用于保持当前状态下的卷绕转速与所述对应关系中的卷绕转速一致，而无需再进行恒速状态的采样，实时改变该系统的卷绕转速。

与现有技术相比，本例提供一种方型卷绕机变转速卷绕系统，能快速、简单、准确地控制卷针4根据不同角度调整相应卷绕转速的系统，即使换上不同形状的卷针4，也能快速形成所述的对应关系，在此基础上，本例有效维持该系统的卷绕线速度和张力恒定，有效促进了卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，大大减小了卷绕电芯的变形，电芯卷绕整齐，提高电池的质量和生产效率，操作简单、便捷。

与不进行变转速的方形卷绕机卷绕系统相比，本例能够将卷绕转速提高到1.5~2.5倍，张力的变化也从±60％缩小到±22％，甚至缩小到±22％以内，因此，本例能大大减小卷绕电芯的变形，在更换卷针4的形状时，所需要的调试时间，也就是采样形成对应关系的时间也比现有的数学建模方式减少十倍以上。

实施例2：

本例提供一种实施例1所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，包括采样步骤和控制步骤，  

所述采样步骤用于同时采集所述的工作脉冲和反馈脉冲，恒速驱动该系统所述卷针4，所述采样步骤同时采集恒速状态下的工作脉冲和反馈脉冲，并将工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤； 

所述控制步骤将接收到的工作脉冲和反馈脉冲形成对应关系，用于控制该系统的卷绕转速，所述控制步骤实时采集当前的工作脉冲，并保持当前的卷绕转速和所述工作脉冲对应的卷绕转速一致。

其中，所述当前的工作脉冲为方型卷绕机卷绕系统在正常运行时，即形成对应关系之后，伺服电机变速驱动卷针4所实时采集工作脉冲，同样也是在控制步骤时实时采集脉冲发生器单元输出伺服电机模块的工作脉冲，本例所述的卷绕方法包括两个步骤，所述的采样步骤用于对更换后的卷针4进行对应关系所需数据的采集，得到所述对应关系后，高速运行所述的方形卷绕机卷绕系统，进入控制步骤，根据所述对应关系和实时采集当前状态下的当前工作脉冲进行卷绕转速的改变，使当前状态下的卷绕转速与当前工作脉冲对应的卷绕转速保持一致。

本例在换上了不同形状的卷针4时，只需要重新进行采样步骤即可；倘若没有更换卷针4，可以直接使用该卷针4的对应关系来控制当前的卷绕转速变化，即无需重新经过恒速状态下的采样步骤，其优点在于，本发明能快速、准确地实现实施例1所示方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，大大减小了卷绕电芯的变形，电芯卷绕整齐。

实施例3：

与实施例2不同的是，本例所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针4的卷绕转速为0.2圈/秒。

本例在采样步骤中低速恒速转动，如此便能稳定得到所述编码器单元输出的反馈脉冲，所述卷针4的卷绕转速为0.2圈/秒,能得到足够多的脉冲数据，同时节省存储器单元的空间，得到精确的对应关系，在此基础上，本例能有效地促进卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，很大程度上避免了卷绕电芯的变形，卷绕整齐。

实施例4：

与实施例3不同的是本例所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针4的卷绕转速为0.6圈/秒。

本例在采样步骤中低速恒速转动，如此便能稳定得到所述编码器单元输出的反馈脉冲，所述卷针4的卷绕转速为0.6圈/秒,能得到足够多的脉冲数据，同时不浪费存储器单元的空间，得到非常精确的对应关系，在此基础上，本例能有效地促进卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小带料的张力，更大程度上避免了卷绕电芯的变形，卷绕整齐。

实施例5：

与实施例4不同的是，本例所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针4的卷绕转速为0.4圈/秒。

本例进一步考虑存储器单元容量和脉冲数据的关系，能稳定得到所述编码器单元输出的反馈脉冲，充分利用存储器单元的容量得到最佳的脉冲数据，进而得到非常精确且有效的对应关系，减小带料的张力，最大化减小卷绕电芯的变形，卷绕整齐。

实施例6：

与实施例5不同的是，本发明还包括滤波步骤，所述滤波步骤用于对采样步骤所得到的脉冲数据进行滤波处理，并将滤波处理后的工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤形成对应关系。

在卷绕过程中，本例所述控制步骤接收到一定频率的工作脉冲时，控制模块就会按照接收的所述工作脉冲的频率快慢来查找对应关系，并根据所述对应关系的卷绕转速来控制该系统当前的卷绕速度，在不超过伺服电机最高加速的情况下，接收工作脉冲的频率越快，所述卷针4的卷绕转速也越快，这样便能大大减少卷绕过程中放卷物料运行速度的波动，即减少电芯卷绕线速度的波动，促进电芯卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小张力的波动，同时也便于提高卷绕转速。

实施例7：

本例经过滤波步骤后，所述卷绕转速的最低卷绕转速和最高卷绕转速比例范围为1：1~1：4。

本例所述卷绕转速的最低卷绕转速和最高卷绕转速比例范围为1：1~1：4，能够防止伺服电机在急速加速时出现过载报警，本例根据所述对应关系的卷绕转速来控制该系统当前的卷绕速度，在不超过伺服电机最高加速的情况下，接收工作脉冲的频率越快，所述卷针4的卷绕转速也越快，这样便能大大减少卷绕过程中放卷物料运行速度的波动，促进电芯卷绕过程中以匀速的线速度进行卷绕，减小张力的波动，同时也能保证提高卷绕转速也能实现上述技术效果，在卷绕转速提高的情况下也能大大减小卷绕电芯的变形，卷绕整齐。

以上内容是结合具体的优选实施方式对本发明所作的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种方型卷绕机变转速卷绕系统，包括：伺服电机模块、编码模块、采集模块，和控制模块；所述伺服电机模块包括卷针驱动单元和脉冲发生器单元，所述卷针驱动单元采用伺服电机驱动卷针，所述脉冲发生器单元用于输出伺服电机模块的工作脉冲；

所述编码模块采用编码器单元定时输出反馈脉冲；

所述采集模块用于同时采集所述工作脉冲和所述反馈脉冲；

所述控制模块包括：中央处理器单元、存储器单元和控制单元，所述中央处理器单元用于计算所述反馈脉冲对应的卷绕转速，并将卷绕转速、工作脉冲和反馈脉冲的对应关系存储至存储器单元，所述控制单元根据工作脉冲和所述的对应关系改变该系统的卷绕转速；其中，所述工作脉冲为所述脉冲发生器单元工作状态下输出的伺服电机模块的脉冲；所述反馈脉冲为编码模块采用编码器单元定时中断而输出的脉冲，即编码器单元反馈的脉冲；所述卷绕转速为该系统在卷绕过程中卷针卷绕的角速度。

2.根据权利要求1所述的方型卷绕机变转速卷绕系统，其特征在于，所述卷针驱动单元驱动的卷针为方形卷针。

3.一种采用权利要求1所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，包括：采样步骤和控制步骤；  

所述采样步骤用于同时采集所述的工作脉冲和反馈脉冲，恒速驱动该系统所述卷针，所述采样步骤同时采集恒速状态下的工作脉冲和反馈脉冲，并将工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤； 

所述控制步骤将接收到的工作脉冲、反馈脉冲和卷绕转速形成对应关系，用于控制该系统的卷绕转速，所述控制步骤实时采集当前的工作脉冲，并保持当前的卷绕转速和所述工作脉冲对应的卷绕转速一致。

4.根据权利要求3所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针的卷绕转速为0.2至0.6圈/秒。

5.根据权利要求3所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，所述采样步骤中，恒速驱动该系统所述卷针的卷绕转速为0.4圈/秒。

6.根据权利要求3、4或5所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，还包括滤波步骤，所述滤波步骤用于对采样步骤所得到的脉冲数据进行滤波处理，并将滤波处理后的工作脉冲和反馈脉冲的脉冲数据传送至控制步骤形成对应关系。

7.根据权利要求6所述的方型卷绕机变转速卷绕系统的卷绕方法，其特征在于，经过所述滤波步骤后，所述卷绕转速的最低卷绕转速和最高卷绕转速比例范围为1：1至1：4。

Images