CN110095068A - 锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法及装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法及装置，包括：硬件设备，包括：输送转辊、编码盘、直线光源模块、光电传感器及计算机；所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数；操作流程，包括以下步骤：S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；S2：当中途触发停止时，所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，中止计量，并对已记录的脉冲信号计算分析，换算出极片材料已经过输送转辊的长度数值。本发明用于解决因编码盘存在转动惯量和微小回弹所导致的计量误差。

Description

锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法及装置
技术领域
本发明涉及锂电池极片质检方法和设备领域，尤其涉及一种锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法及装置。
背景技术
日常的锂电池生产过程中，需要对电池极片进行质检，例如，质检的范围包括是否存在表面物理缺陷、尺寸是否合规等内容目。由于极片多数情况下属于呈带状的材料，并且执行质检的同时还需要记录长度，而对于所述带状的材料一般都需要利用一些工具进行长度测量，由于场地所限，加上使用卷尺等进行直接测量的方式也不现实。所以一般都会借助一些专用设备进行辅助测量，常见的方式是利用编码盘与输送转辊联动，计算圈数及编码数，然后通过公式换算得知当前极片的带状材料长度。如此方式尚存在一缺陷，具体地，在触发停止时，编码轮会因为惯性而出现继续前进一段，并且前进到尽头时又因为期间存有微小弹力而回转一小段。此时，如果过早地中断读取信号，会出现对减速段的部分极片长度漏检；如果等编码盘彻底停止转动再中断读取信号，就会出现所测结果比实物要长的情形。如此一来，不论是采取前述哪一种方式，其系统误差必然会比较大，使得极片材料在接受后续加工步骤时会存在不利影响。
发明内容
为了克服现有技术的不足，本发明的目的之一在于提供一种方法，用于减少因编码盘存在转动惯量和微小回弹所导致的计量误差；
本发明的目的之二，旨在提供实现上述方法的装置。
为了实现本发明的目的之一，本发明所述极片材料物理缺陷多级曝光时间检测方法，包括：
硬件设备，包括：输送转辊、编码盘、直线光源模块、光电传感器及计算机；所述输送转辊供极片材料同步带动；所述编码盘与所述输送转辊联动，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
操作流程，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
进一步地，所述计算分析包括第一计算方法S31：计算机获得脉冲信号中包括匀速段及第一减速段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N1时，N1＜N0，标定为所述第一减速段的起始端，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N2时，N2＜N1，标定为所述第一减速段的终结端。
进一步地，所述计算分析包括第二计算方法S32：计算机获得脉冲信号中的匀速段、第一减速段以及第一反向运动段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，设计算机对于第一反向运动段测得的单位时间内脉冲数具有一极大值N4，然后计算机查找位于第一减速段，且单位时间内所测量到的脉冲数为N3的测量节段，满足N3＝N4；最后，计算所测得脉冲数为N4时极片材料所对应的长度结果S’，以及计算所测得脉冲数为N3时，极片材料所对应的长度结果S”，然后求得平均值S＝(S’+S”)/2；S值为当前极片材料已经过输送转辊的长度。
进一步地，所述单位时间为毫秒。
进一步地，N1＝9个/ms，N2＝1个/ms；N0＝10个/ms。
进一步地，N0＝10个/ms，N3＝N4＝2个/ms。
一种用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，包括机架，所述机架上设有一工作平台，该工作平台设有测量模块及质检模块，所述测量模块包括：
位于枢接于机架的输送转辊，所述输送转辊供极片材料同步带动；
与输送转辊同步联动的编码盘；
直线光源模块；
光电传感器，所述直线光源模块与光电传感器分设于编码盘的两侧；
及计算机，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
所述测量模块用于执行一种锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
进一步地，所述锂电池物理缺陷检测防止重复检测的装置还包括一触发开关，所述触发开关与计算机电性连接，用于感知极片材料起始端及终结端。
进一步地，所述质检模块包括一拍摄装置及照明装置。
进一步地，所述拍摄装置为CCD相机。
相比现有技术，实施本发明的有益效果在于：
(1)利于数学方法对所测量的信号进行截取，通过结合极片材料实际的运动状态，再利用标定出来的第一减速段终结端方法，使得极片材料实际中止运动的位置的长度数值与系统所测的长度数值更接近，减少了背景技术中所提到的系统误差；
(2)利用测量反向运动的极大值的方式，以及求平均值的方式，获得逼近极片材料当实际长度数值的系统测量数值；
(3)本发明的装置结构简单，实施方便。旨在应用于极片材料接受质检时，设备会因为发现物理缺陷而随时停止所导致的长度数值测量误差。标定表面物理缺陷后，极片材料继续运动也可以从原长度数值位置继续计量，即使出现较多次设备停止，所累积的测量误差也相对较小，属于后续加工工艺可接受的范围内。
附图说明
图1为本发明的脉冲原理说明图；
图2为本发明所述编码盘的线速度-时间图；
图3为本发明所述编码盘的工作状态示意图；
图4为本发明所述锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的装置的结构示意图；
图5为本发明执行质检和测量时，外部显示设备所显示UI界面内容；
图中，1、机架；10、编码盘；11、转轴；12、直线光源模块；13、光电传感器；20、输送转辊；21、配合压轮；22、触发开关；200、匀速段；201、匀速段信号脉冲；210、第一减速段；211、第一减速段信号脉冲；220、第一反向运动段；221、第一反向运动段信号脉冲；230、渐趋静止段信号脉冲；231、渐趋静止段；3、极片材料；30、起始端；31、终结端；4、拍摄装置；5、照明装置。
具体实施方式
下面，结合附图以及具体实施方式，对本发明做进一步描述，需要说明的是，在不相冲突的前提下，以下描述的各实施例之间或各技术特征之间可以任意组合形成新的实施例。
如图1-5所示，极片材料物理缺陷多级曝光时间检测方法，包括：
硬件设备，包括：输送转辊、编码盘、直线光源模块、光电传感器及计算机；所述输送转辊供极片材料同步带动；所述编码盘与所述输送转辊联动，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
操作流程，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
作为一种优选的方案，所述计算分析包括第一计算方法S31：计算机获得脉冲信号中包括匀速段及第一减速段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N1时，N1＜N0，标定为所述第一减速段的起始端，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N2时，N2＜N1，标定为所述第一减速段的终结端。
作为一种优选的方案，所述计算分析包括第二计算方法S32：计算机获得脉冲信号中的匀速段、第一减速段以及第一反向运动段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，设计算机对于第一反向运动段测得的单位时间内脉冲数具有一极大值N4，然后计算机查找位于第一减速段，且单位时间内所测量到的脉冲数为N3的测量节段，满足N3＝N4；最后，计算所测得脉冲数为N4时极片材料所对应的长度结果S’，以及计算所测得脉冲数为N3时，极片材料所对应的长度结果S”，然后求得平均值S＝(S’+S”)/2；S值为当前极片材料已经过输送转辊的长度。
作为一种优选的方案，所述单位时间为毫秒。
作为一种优选的方案，N1＝9个/ms，N2＝1个/ms；N0＝10个/ms。
作为一种优选的方案，N0＝10个/ms，N3＝N4＝2个/ms。
一种用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，包括机架，所述机架上设有一工作平台，该工作平台设有测量模块及质检模块，所述测量模块包括：
位于枢接于机架的输送转辊，所述输送转辊供极片材料同步带动；
与输送转辊同步联动的编码盘；
直线光源模块；
光电传感器，所述直线光源模块与光电传感器分设于编码盘的两侧；
及计算机，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
所述测量模块用于执行一种锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
作为一种优选的方案，所述锂电池物理缺陷检测防止重复检测的装置还包括一触发开关，所述触发开关与计算机电性连接，用于感知极片材料起始端及终结端。
作为一种优选的方案，所述质检模块包括一拍摄装置及照明装置。
作为一种优选的方案，所述拍摄装置为CCD相机。
本发明利于数学方法对所测量的信号进行截取，通过结合极片材料实际的运动状态，再利用标定出来的第一减速段终结端方法，使得极片材料实际中止运动的位置的长度数值与系统所测的长度数值更接近，减少了背景技术中所提到的系统误差。同时，也利用测量反向运动的极大值的方式，以及求平均值的方式，获得逼近极片材料当实际长度数值的系统测量数值。本发明的装置结构简单，实施方便。旨在应用于极片材料接受质检时，设备会因为发现物理缺陷而随时停止所导致的长度数值测量误差。标定表面物理缺陷后，极片材料继续运动也可以从原长度数值位置继续计量，即使出现较多次设备停止，所累积的测量误差也相对较小，属于后续加工工艺可接受的范围内。
上述实施方式仅为本发明的优选实施方式，不能以此来限定本发明保护的范围，本领域的技术人员在本发明的基础上所做的任何非实质性的变化及替换均属于本发明所要求保护的范围。

Claims (10)

1.锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于，包括：
硬件设备，包括：输送转辊、编码盘、直线光源模块、光电传感器及计算机；所述输送转辊供极片材料同步带动；所述编码盘与所述输送转辊联动，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
操作流程，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
2.如权利要求1所述的锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于：所述计算分析包括第一计算方法S31：计算机获得脉冲信号中包括匀速段及第一减速段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N1时，N1＜N0，标定为所述第一减速段的起始端，当单位时间内所测量到的脉冲数小于或等于N2时，N2＜N1，标定为所述第一减速段的终结端。
3.如权利要求1所述的锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于：所述计算分析包括第二计算方法S32：计算机获得脉冲信号中的匀速段、第一减速段以及第一反向运动段，设触发停止前一瞬间的单位时间内所测量到的脉冲数为N0，设计算机对于第一反向运动段测得的单位时间内脉冲数具有一极大值N4，然后计算机查找位于第一减速段，且单位时间内所测量到的脉冲数为N3的测量节段，满足N3＝N4；最后，计算所测得脉冲数为N4时极片材料所对应的长度结果S’，以及计算所测得脉冲数为N3时，极片材料所对应的长度结果S”，然后求得平均值S＝(S’+S”)/2；S值为当前极片材料已经过输送转辊的长度。
4.如权利要求1所述的锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于，所述单位时间为毫秒。
5.如权利要求2所述的锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于：N1＝9个/ms，N2＝1个/ms；N0＝10个/ms。
6.如权利要求3所述的锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，其特征在于：N0＝10个/ms，N3＝N4＝2个/ms。
7.一种用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，其特征在于，包括机架，所述机架上设有一工作平台，该工作平台设有测量模块及质检模块，所述测量模块包括：
位于枢接于机架的输送转辊，所述输送转辊供极片材料同步带动；
与输送转辊同步联动的编码盘；
直线光源模块；
光电传感器，所述直线光源模块与光电传感器分设于编码盘的两侧；
及计算机，所述计算机与光电传感器电性连接，所述计算机用于计算分析由光电传感器感知的单位时间内测量的信号脉冲数，所述计算机安装有一计量分析程序；
所述测量模块用于执行一种锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法，包括以下步骤：
S1：极片材料起始端接触并带动输送转辊后，触发直线光源模块和光电传感器工作，计算机记录光电传感器所输入的脉冲信号；
S2：当中途触发停止时，极片材料做减速运动并最终达到静止，输送转辊的运动状态跟随极片材料变化，使得所述编码盘的转动线速度减少并最终为零；
S3：当编码盘的线速度为零且延时达到T1数值时，计算机中止计量，并对已记录的脉冲信号进行计算分析，然后换算出极片材料已经过输送转辊的长度。
8.如权利要求7所述的用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，其特征在于，所述锂电池物理缺陷检测防止重复检测的装置还包括一触发开关，所述触发开关与计算机电性连接，用于感知极片材料起始端及终结端。
9.如权利要求7所述的用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，其特征在于，所述质检模块包括一拍摄装置及照明装置。
10.如权利要求7所述的用于执行锂电池物理缺陷质检过程减少长度计量误差的方法的装置，其特征在于：所述拍摄装置为CCD相机。
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