CN109301147B - 极耳错位控制方法及卷绕装置 - Google Patents

极耳错位控制方法及卷绕装置 Download PDF

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Abstract

本申请涉及极耳错位控制方法及卷绕装置。该控制方法包括步骤S10，获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，所述T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻，步骤S20，判断是否满足：第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1，如果是，重复步骤S10，反之，进入步骤S31，步骤S31，调节第一极片的张力。该方法能够有效控制极耳错位现象的发生。

Description

极耳错位控制方法及卷绕装置
技术领域
本申请涉及储能器件制造技术领域，尤其涉及一种极耳错位控制方法及卷绕装置。
背景技术
对于卷绕圈数较多的电极组件而言，极耳的错位控制是卷绕过程中难度较大的部分。现有技术中，主要是通过控制来料质量(厚度以及模切尺寸等)来改善极耳的错位现象。
但是，来料质量的控制水平已经达到业界的极限，在此方面已经很难有大的突破，但极耳的错位现象依然无法得到有效控制。
发明内容
本申请提供了一种极耳错位控制方法及卷绕装置，能够有效控制极耳错位现象的发生。
本申请的第一方面提供了一种极耳错位控制方法，包括：
步骤S10，获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，所述T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻，和/或
获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2，计算第二角度值θ2与第二预设值θ02的第二差值δ2，所述T2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；
步骤S20，判断是否满足：第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1，如果是，重复步骤S10，反之，进入步骤S31，
和/或
判断是否满足：第二最小极限值δmin2≤第二差值δ2≤第二最大极限值δmax2，如果是，重复步骤S10，反之，进入步骤S32；
步骤S31，调节第一极片的张力；
步骤S32，调节第二极片的张力。
根据一个可选实施例，在所述步骤S20之后还包括：
步骤S22，判断是否满足：第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1，如果是，进入步骤S41，反之，进入步骤S51；和/或
判断是否满足：第二差值δ1＜第二最小极限值δmin2，如果是，进入步骤S42，反之，进入步骤S52；
步骤S41，增大第一极片的张力；
步骤S42，增大第二极片的张力；
步骤S51，减小第一极片的张力；
步骤S52，减小第二极片的张力。
根据一个可选实施例，在所述步骤S10中，
所述获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1具体为，通过上升沿或下降沿触发以获取所述第一角度值θ1，和/或
所述获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2具体为，通过上升沿或下降沿触发以获取所述第二角度值θ2。
本申请的第二方面还提供了一种卷绕装置，该卷绕装置采用上述任一项所述的极耳错位控制方法，包括：
第一处理部，用于获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，以及用于计算所述第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，所述T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻；
第一检测部，用于感应即将卷绕于卷针的第一极耳；以及
第一张力调节部，用于当不满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1时，调节第一极片的张力，
所述第一处理部分别与所述第一检测部以及所述第一张力调节部通信连接，
和/或
第二处理部，用于获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2，以及用于计算所述第二角度值θ2与第二预设值θ02的第二差值δ2，所述T2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；
第二检测部，用于感应即将卷绕于卷针的第二极耳；以及
第二张力调节部，用于当不满足第二最小极限值δmin2≤第二差值δ2≤第二最大极限值δmax2时，调节第二极片的张力，
所述第二处理部分别与所述第二检测部以及所述第二张力调节部通信连接。
根据一个可选实施例，所述第一张力调节部和所述第二张力调节部中的至少一者为移动调节部，
所述移动调节部包括相连接的动辊以及驱动部，所述动辊具有移动行程，在所述移动行程中，所述动辊沿垂直于极片的方向运动以调节极片的张力，
所述驱动部具有活动行程，所述驱动部在所述活动行程中带动所述动辊产生所述移动行程。
根据一个可选实施例，所述移动调节部还包括定轴转动的定辊，
所述定辊与所述动辊相邻设置，位于所述定辊与所述动辊之间的极片的输送路径与所述移动行程的方向平行。
根据一个可选实施例，所述定辊的数量为多个，各所述定辊沿所述极片的输送路径分布在所述动辊的两侧。
根据一个可选实施例，所述驱动部包括直线电机或伸缩式气缸。
根据一个可选实施例，还包括转动部，所述转动部与所述动辊连接，在所述转动部的带动下，所述动辊产生转动行程以用于朝卷针的一侧输送所述极片。
根据一个可选实施例，所述第一检测部以及所述第二检测部中的至少一者包括光电传感器。
本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：
本申请提供了一种极耳错位控制方法，该方法通过获取到的卷针转过的第一角度值θ1，并计算第一角度值θ1与第一预设值θ01第一差值δ1来判断极耳是否存在错位现象，如果满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1这一条件，则说明即将卷绕于卷针的第一极耳未出现错位现象，如果不满足上述条件，则说明第一极耳存在错位现象，此时，可以调节施加于第一极片的张力，使得第一极耳的位置向预想的方向产生偏移，从而使得第一极耳的错位得到纠正。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性的，并不能限制本申请。
附图说明
图1为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第一实施例的流程图；
图2为本申请实施例提供的第一极耳错位控制方法的第二实施例的流程图；
图3为本申请实施例提供的第二极耳错位控制方法的一个实施例的流程图；
图4为本申请实施例提供的第一极耳和第二极耳的错位控制方法的流程图；
图5为本申请实施例提供的卷绕装置的示意图。
附图标记：
1-卷绕装置；
11-第一检测部；
12-第一张力调节部；
121-动辊；
122-驱动部；
123-定辊；
13-卷针；
11’-第二检测部；
12’-第二张力调节部；
21-第一极片；
22-第二极片；
31-第一隔膜；
32-第二隔膜。
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。
具体实施方式
下面通过具体的实施例并结合附图对本申请做进一步的详细描述。
如图1所示，本申请提供了一种极耳错位控制方法，该极耳错位控制方法用于缓解极耳错位现象的发生，确保层叠后的极耳相对集中、整齐。
以第一极耳的错位控制方法为例，该控制方法具体包括：
步骤S10，获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，其中，T1时刻指的是感应到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻。
通常情况下，第一极耳通过模切的方式形成在第一极片上，卷针每转动一周，相应长度的第一极片则被卷绕在了卷针上，该相应长度的第一极片可以包括一个第一极耳，也可以包括两个第一极耳，卷绕后，各第一极耳叠置。
容易理解的，在卷针卷绕的过程中，由于卷针每转动一周，相应长度的一段第一极片被卷绕在了卷针上，因此，对于即将被卷绕的下一段第一极片而言，其能够在卷针上卷绕一周的长度也在逐渐增加。
第一计时零点可以是卷针开始转动一周的行程的起始点处，也可以是其它位置处，针对第一计时零点的设置时刻的不同，只需相应的改变第一预设值θ01即可，当第一角度值θ1被获取，并计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1后，即可进入步骤S20。
接下来，在步骤S20中，判断是否满足：第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1这一条件，如果满足，重复步骤S10，反之，进入步骤S31。这里判断的依据主要基于第一差值δ1。
反之，如果不满足上述条件，则进入步骤S31，在步骤S31中，调节施加于第一极片的张力。
根据以上的描述可知，通过计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，并根据第一差值δ1与第一最小极限值δmin1以及第一最大极限值δmax1的比较即可判断第一极耳是否存在错位现象，并通过调节向第一极片施加的张力，即可使得第一极片在输送过程中产生向预想的方向的偏移，该偏移会带动第一极耳产生偏移，进而使得第一极耳的错位现象得到了有效控制。
且容易理解，卷针每卷绕一周，都会执行步骤S10～步骤S31的操作，从而使得第一极片上的每一个第一极耳的错位都得到了控制，提高了电极组件的良品率。
在卷绕过程中，为了防止第一极片发生褶皱以及提升电极组件的能量密度等，第一极片上始终作用有预设的张力，因此，调节第一极片的张力，就可以使第一极耳产生不同方向的偏移，从而实现第一极耳的位置调节，降低第一极耳的错位现象的发生概率。
如图2所示，为了确保第一极耳的偏移方向为预想方向，在步骤S20之后还加入判断步骤S22，在步骤S22中，判断是否满足：第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1，如果是，进入步骤S41，反之，进入步骤S51。
如果满足第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1这一条件，则说明第一极耳的位置较预设位置靠前，此时，进入步骤S41，增加向第一极片施加的张力，使得第一极片产生向后侧的偏移量，从而纠正第一极耳的错位量。
反之，如果不满足第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1这一条件，则可以断定第一差值δ1＞第一最大极限值δmax1，此时，则说明第一极耳的位置较预设位置靠前，此时，进入步骤S51，减小向第一极片施加的张力，使得第一极片产生向前进方向的偏移量，从而使得第一极耳的错位量得到纠正。
在第一极耳被感应到的瞬间，卷针从一周的初始位置处到这一时间点处的第一角度值θ1即被获取到，为了提高获取的准确度，根据一个实施例，用于获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1的方式具体为，通过上升沿或下降沿触发的方式来获取第一角度值θ1，也就是说，当感应到第一极耳时，通过将低电平信号转换为高电平信号的方式触发，或者通过将高电平信号转换为低电平信号的方式触发，使得第一角度值θ1快速被获取到，缓解了由于信号的延迟导致获取到的第一角度值θ1不准确的现象。
以上只针对第一极耳的错位控制方法进行了说明，可选择地，还可以对第二极耳的错位进行控制，第二极耳的错位控制方法可以与第一极耳的错位控制方法相同，也可以不同。
本实施例中，第二极耳的错位控制方法与前述中第一极耳的错位控制方法相同，此处不再赘述，第二极耳的错位控制方法流程图可参见图3。图3示出了第二极耳的错位控制方法的一个实施例的流程图。
并且，适应于第一极耳的错位控制方法的其它实施例同样适应于对第二极耳的错位控制。
在另外一种实施例中，还可以同时对第一极耳和第二极耳的错位进行控制，由于本领域技术人员在阅读前述内容后，很清楚的知道如何将第一极耳的错位控制方法和第二极耳的错位控制方法结合，以实现同时对第一极耳和第二极耳的错位控制，因此，此处不再赘述，具体的错位控制方法的流程图可参见图4。图4示出了对第一极耳和第二极耳进行错位控制的方法流程图。
基于上述的极耳错位控制方法，本申请还提供了一种卷绕装置1，该卷绕装置采用上述任一实施例中的极耳错位控制方法。
如图5所示，该卷绕装置1包括：
第一处理部(附图中未示出)，用于获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，以及用于计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，其中，T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻；
第一检测部11，用于感应即将卷绕于卷针的第一极耳；以及
第一张力调节部12，用于当不满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1这一条件时，调节第一极片的张力。其中，第一处理部分别与第一检测部11以及第一张力调节部12通信连接。
该卷绕装置1还包括卷针13，卷针13用于卷绕第一极片21、第二极片22以及第一隔膜31、第二隔膜32。
当第一检测部11感应到第一极耳时，第一检测部11向第一处理部发出电信号，第一处理部接收到该电信号后，获取这一时段内卷针13转动的第一角度值θ1，并将第一角度值θ1与第一预设值θ01比较，计算两者的第一差值δ1，计算后，根据计算结果发出相应指令。
当满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1这一条件时，第一处理部控制第一检测部11继续对下一个即将卷绕在卷针13上的第一极耳进行感应，且保持第一极片21的张力大小不变。
反之，当不满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1这一条件时，第一处理部控制第一张力调节部12动作，以调节施加于第一极片21的张力。
该卷绕装置通过第一处理部、第一检测部11以及第一张力调节部12的通信连接，并采用前述中的极耳错位控制方法，实现了对极耳错位现象的有效控制。
进一步，该卷绕装置1还包括第一判断部(附图中未示出)第一判断部用于判断是否满足：第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1这一条件，如果满足，第一张力调节部12增大施加于第一极片21的张力；反之，第一张力调节部12减小施加于第一极片21的张力，且第一判断部与第一处理部通信连接。这样设置后，第一张力调节部12可以向第一极片21施加确定方向的作用力，以确保对第一极耳的错位进行准确的控制。
在其它一些实施例中，还可以将第一判断部与第一处理部集成为一个通信模块。
同理，卷绕装置1还可以包括：第二处理部(附图中未示出)，用于获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2，以及用于计算第二角度值θ2与第二预设值θ02的第二差值δ2，其中，T2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；
第二检测部11’，用于感应即将卷绕于卷针的第二极耳；以及
第二张力调节部12’，用于当不满足第二最小极限值δmin2≤第二差值δ2≤第二最大极限值δmax2这一条件时，调节第二极片的张力。其中，第二处理部分别与第二检测部11’以及第二张力调节部12’通信连接。
在图5所示的实施例中，可以设置第一张力调节部12和第二张力调节部12’中的至少一者为移动调节部。具体地，移动调节部包括相连接的动辊121以及驱动部122，动辊121具有移动行程，在移动行程中，动辊121沿垂直于极片的方向运动，当动辊121向靠近极片的一侧运动时，动辊121施加于极片的力增大，则张力增大；当动辊121向远离极片的一侧运动时，动辊121施加于极片的力减小，则张力减小，从而实现极片的张力的调节。
驱动部122具有活动行程，在驱动部122的活动行程中，驱动部122带动动辊121产生移动行程。该方案通过移动动辊121即可实现极片张力的调节，其调节方式简单，且移动调节部的结构简单。
进一步，移动调节部还包括定轴转动的定辊123，定辊123定轴转动可以带动极片向卷针13处输送，定辊123与动辊121相邻设置，定辊123与动辊121组合设置可以改变极片的输送路径，且使得位于定辊123与动辊121之间极片的输送路径与移动行程的方向相平行。这样设置后，当动辊121移动时，可以将力施加于极片上，且由于该力与极片的延伸方向相同，则该力的效率较大，对极片的张力的调节相对有效。
更进一步，定辊123的数量可以设置为多个，多个定辊123可以沿极片的输送路径分布在动辊121的两侧，这样设置后，动辊121在移动行程中，可以对与其相连的两个定辊123之间的两端极片同时施加作用力，以此保证张力的调节更加方便、有效。
驱动部的实施方案有多种，例如，驱动部122可以采用直线电机或伸缩式气缸等。当然，除此之外，驱动部122还可以采用机械手等。
第一检测部11和第二检测部11’中的至少一者可以采用光电传感器，例如，当第一极耳阻挡使得光电传感器的光信号无法传递时，光电传感器感应到第一极耳，并发生电信号至第一处理部。
第一处理部和第二处理部可以均采用PLC处理单元，以实现第一处理部分别与第一检测部11和第一张力调节部12的通信连接，以及第二处理部分别与第二检测部11’和第二张力调节部12’的通信连接。当然，第一处理部和第二处理部可以共用一个PLC处理单元。
在极片的输送过程中，还可以通过动辊121为极片提供输送力，具体地，该卷绕装置1还可以包括转动部，转动部与动辊121连接，在转动部的带动下，动辊121产生转动行程以用于朝卷针13的一侧输送极片。这样一来，动辊121不仅用于调节极片的张力，还进一步保证了极片的正常输送。
在图5所示的实施例中，还可以对第一隔膜31和第二隔膜32进行张力调节。
以上所述仅为本申请的优选实施例而已，并不用于限制本申请，对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种极耳错位控制方法，其特征在于，包括：
步骤S10，获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，计算第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，所述T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻，和/或
获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2，计算第二角度值θ2与第二预设值θ02的第二差值δ2，所述T2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；
步骤S20，判断是否满足：第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1，如果是，重复步骤S10，反之，进入步骤S22，
和/或
判断是否满足：第二最小极限值δmin2≤第二差值δ2≤第二最大极限值δmax2，如果是，重复步骤S10，反之，进入步骤S22；
步骤S22，判断是否满足：第一差值δ1＜第一最小极限值δmin1，如果是，进入步骤S41，反之，进入步骤S51；和/或
判断是否满足：第二差值δ1＜第二最小极限值δmin2，如果是，进入步骤S42，反之，进入步骤S52；
步骤S41，增大第一极片的张力；
步骤S42，增大第二极片的张力；
步骤S51，减小第一极片的张力；
步骤S52，减小第二极片的张力。
2.根据权利要求1所述的极耳错位控制方法，其特征在于，在所述步骤S10中，
所述获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1具体为，通过上升沿或下降沿触发以获取所述第一角度值θ1，和/或
所述获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2具体为，通过上升沿或下降沿触发以获取所述第二角度值θ2。
3.一种卷绕装置，该卷绕装置采用如权利要求1或2所述的极耳错位控制方法，其特征在于，包括：
第一处理部，用于获取卷针从第一计时零点到T1时刻所转过的第一角度值θ1，以及用于计算所述第一角度值θ1与第一预设值θ01的第一差值δ1，所述T1时刻为检测到即将卷绕于卷针的第一极耳的这一时刻；
第一检测部，用于感应即将卷绕于卷针的第一极耳；以及
第一张力调节部，用于当不满足第一最小极限值δmin1≤第一差值δ1≤第一最大极限值δmax1时，调节第一极片的张力，
所述第一处理部分别与所述第一检测部以及所述第一张力调节部通信连接，
和/或
第二处理部，用于获取卷针从第二计时零点到T2时刻所转过的第二角度值θ2，以及用于计算所述第二角度值θ2与第二预设值θ02的第二差值δ2，所述T2时刻为检测到即将卷绕于卷针的第二极耳的这一时刻；
第二检测部，用于感应即将卷绕于卷针的第二极耳；以及
第二张力调节部，用于当不满足第二最小极限值δmin2≤第二差值δ2≤第二最大极限值δmax2时，调节第二极片的张力，
所述第二处理部分别与所述第二检测部以及所述第二张力调节部通信连接。
4.根据权利要求3所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一张力调节部和所述第二张力调节部中的至少一者为移动调节部，
所述移动调节部包括相连接的动辊以及驱动部，所述动辊具有移动行程，在所述移动行程中，所述动辊沿垂直于极片的方向运动以调节极片的张力，
所述驱动部具有活动行程，所述驱动部在所述活动行程中带动所述动辊产生所述移动行程。
5.根据权利要求4所述的卷绕装置，其特征在于，所述移动调节部还包括定轴转动的定辊，
所述定辊与所述动辊相邻设置，位于所述定辊与所述动辊之间的极片的输送路径与所述移动行程的方向平行。
6.根据权利要求5所述的卷绕装置，其特征在于，所述定辊的数量为多个，各所述定辊沿所述极片的输送路径分布在所述动辊的两侧。
7.根据权利要求5所述的卷绕装置，其特征在于，所述驱动部包括直线电机或伸缩式气缸。
8.根据权利要求4所述的卷绕装置，其特征在于，还包括转动部，所述转动部与所述动辊连接，在所述转动部的带动下，所述动辊产生转动行程以用于朝卷针的一侧输送所述极片。
9.根据权利要求5所述的卷绕装置，其特征在于，所述第一检测部以及所述第二检测部中的至少一者包括光电传感器。
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