CN111276343B - 用于电容卷绕装置的极耳定位方法以及电容卷绕装置 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种用于电容卷绕装置的极耳定位方法以及电容卷绕装置,其方法包括:获取电容卷纸的长度和极耳的数量,分配极耳在电容卷纸上的预设位置;电容卷绕装置开始运行,在电容卷纸从放卷单元进入收卷单元的过程中,当电容卷纸到达每一预设位置时,极耳打入单元将极耳打入电容卷纸,电容卷纸与极耳共同进入收卷单元并被卷绕成电容;以及获取极耳在电容上的偏差弧长Sn和极耳所处位置的半径Rn,计算得到极耳的偏差角度θn,其中,θn=Sn/Rn,通过偏差角度θn对后一次设置极耳的预设位置进行修正。本发明能够快速修正极耳偏差位置,从而提高调试效率。
Description
技术领域
本发明涉及电容卷绕领域,具体地说,涉及用于电容卷绕装置的极耳 定位方法以及电容卷绕装置。
背景技术
近年来,随着电子信息技术的日新月异,数码电子产品的更新换代速 度越来越快,以平板电视(LCD和PDP)、笔记本电脑、数码相机等产 品为主的消费类电子产品产销量持续增长,带动了电容产业增长。自改革 开放以来,日本和韩国将电容制造业转向中国内地,世界电子信息整机制 造业在中国内地设厂,跨国公司在中国内地采购,国内市场整机生产所需 的电容器有较大增长。目前,中国正逐渐成为全球电容的主要生产基地和 产业转移的主要承接地,产能得到了迅速扩张。另外,由于电容器技术具 有无污染、效率高的明显优势,因此,符合当下发展绿色能源的主流趋势, 预计电容器行业将成为未来能源技术的发展方向之一。
传统的电容卷绕设备在卷绕电容时,常通过多次肉眼观察来修正极耳 的偏差角度,使得修正的误差较大且效率低下。此外,目前市场上电容卷 绕设备的张力控制不稳定,从而影响最终焊接效果。
发明内容
本发明提供了一种用于电容卷绕装置的极耳定位方法以及电容卷绕 装置,解决了现有的电容卷绕装置修正极耳偏差误差较大且效率低下的技 术问题。
根据本公开的一方面,提供一种用于电容卷绕装置的极耳定位方法, 所述电容卷绕装置包括放卷单元、收卷单元和极耳打入单元;所述方法包 括:
预定位步骤,获取电容卷纸的长度和极耳的数量,分配所述极耳在所 述电容卷纸上的预设位置;
卷绕步骤,所述电容卷绕装置开始运行,在所述电容卷纸从所述放卷 单元进入所述收卷单元的过程中,当所述电容卷纸到达每一所述预设位置 时,所述极耳打入单元将所述极耳打入所述电容卷纸,所述电容卷纸与所 述极耳共同进入所述收卷单元并被卷绕成电容;以及
修正步骤,获取所述极耳在所述电容上的偏差弧长Sn和所述极耳所 处位置的半径Rn,计算得到所述极耳的偏差角度θn,其中,θn=Sn/Rn, 通过所述偏差角度θn对后一次设置极耳的所述预设位置进行修正。
优选地,所述修正步骤还包括:根据所述极耳在所述电容卷纸上的预 设位置获得所述收卷单元中收卷轴的预设旋转角度,根据所述预设旋转角 度和所述偏差角度θn得到后一次所述收卷轴的预设旋转角度。
优选地,所述电容卷绕装置还包括摆杆,所述摆杆设置于所述放卷单 元与所述收卷单元之间;所述卷绕步骤还包括:
实时测量所述电容卷纸行进的弧长L、所述放卷单元中放卷轴的旋转 角度θ1和所述收卷单元中收卷轴的旋转角度θ2,
获得所述放卷轴上电容卷纸的实时半径R1和所述收卷轴上电容卷纸 的实时半径R2,其中,R1=L/θ1,R2=L/θ2;
根据所述放卷轴上电容卷纸的实时半径R1、所述收卷轴上电容卷纸 的实时半径R2以及所述收卷轴的转速V2,通过调节所述放卷轴的转速 V1使所述摆杆在目标位置保持不动,其中,V1/V2=K×R2/R1,K为固定值。
优选地,所述卷绕步骤还包括:
所述电容卷绕装置开始运行之初,所述放卷轴保持不动,所述收卷轴 转动一预设弧长L0,带动所述摆杆偏移;以及
所述收卷轴保持不动,所述放卷轴转动,带动所述摆杆复位,并获取 所述放卷轴的旋转角度θ0,计算得到所述放卷轴上电容卷纸的初始半径 R0,其中,R0=L0/θ0,所述预设弧长L0的范围小于所述摆杆可偏移的最 大距离。
优选地,所述卷绕步骤还包括:
设置所述摆杆的目标电压U1,并实时测量所述摆杆的反馈电压U2;
计算得到所述摆杆的反馈电压U2与目标电压U1的差值ΔU;以及
根据所述差值ΔU调节所述放卷轴的转速V1,以减小所述摆杆的反馈 电压U2与所述目标电压U1的差值ΔU。
优选地,所述电容卷绕装置还包括调压模块,所述调压模块根据所述 电容卷纸的种类为所述摆杆设置目标电压U1,使得所述摆杆受力最小。
优选地,所述卷绕步骤还包括:
当所述电容卷纸到达每一所述预设位置时,所述放卷单元与所述收卷 单元均停止动作;
所述极耳打入单元将所述极耳打入所述电容卷纸;以及
所述放卷单元与所述收卷单元继续动作。
优选地,所述极耳的数量为多对,每对所述极耳包括一正极耳与一负 极耳,所述偏差弧长Sn为前一对所述正极耳与后一对所述正极耳之间的 偏差距离,或者所述偏差弧长Sn为前一对所述负极耳与后一对所述负极 耳之间的偏差距离。
优选地,所述电容卷绕装置还包括正负折度调整单元,所述卷绕步骤 还包括:
将每对所述极耳中的正极耳与负极耳同时打入所述电容卷纸后,通过 所述正负折度调整单元调整每对所述极耳中的正极耳与负极耳之间的距 离,使得每对所述极耳卷绕至所述电容后,每对所述正极耳与所述负极耳 之间的角度相同。
优选地,所述电容卷纸包括依次设置的第一绝缘纸、正极铝箔纸、第 二绝缘纸、第三绝缘纸、负极铝箔纸以及第四绝缘纸,所述正极耳打入所 述正极铝箔纸,所述负极耳打入所述负极铝箔纸。
根据本公开的另一方面,提供一种电容卷绕装置,所述电容卷绕装置 实施上述的极耳定位方法。
本发明的用于电容卷绕装置的极耳定位方法以及电容卷绕装置,能够 通过修正步骤快速修正极耳偏差位置,从而提高调试效率。此外,通过保 证摆杆位置不动,有效减少张力波动引起的产品不稳定情况发生,在准确 位置打入极耳,保持极耳的位置对齐,从而提高产品良品率。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述,本发明的 其它特征、目的和优点将会变得更明显。
图1是本发明实施例的用于电容卷绕装置的极耳定位方法的流程图;
图2是本发明实施例的电容卷绕装置的原理示意图。
附图标记
1 放卷单元
2 摆杆
3 编码器
4 极耳打入单元
5 正负折度调整单元
6 收卷单元
具体实施方式
现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而,示例实施方式能 够以多种形式实施,且不应被理解为限于在此阐述的实施方式。相反,提 供这些实施方式使得本发明将全面和完整,并将示例实施方式的构思全面 地传达给本领域的技术人员。在图中相同的附图标记表示相同或类似的结 构,因而将省略对它们的重复描述。
请参照图1-图2,图1是本发明实施例的用于电容卷绕装置的极耳定 位方法的流程图,图2是本发明实施例的电容卷绕装置的原理示意图。如 图1-图2所示,根据本公开的一方面,提供一种用于电容卷绕装置的极 耳定位方法,所述电容卷绕装置包括放卷单元1、收卷单元6以及极耳打 入单元4。所述方法包括以下步骤:
S101、预定位步骤,获取电容卷纸的长度和极耳的数量,分配所述 极耳在所述电容卷纸上的预设位置。
S102、卷绕步骤,所述电容卷绕装置开始运行,在所述电容卷纸从 所述放卷单元1进入所述收卷单元6的过程中,当所述电容卷纸到达每一 所述预设位置时,所述极耳打入单元4将所述极耳打入所述电容卷纸,所 述电容卷纸与所述极耳共同进入所述收卷单元6并被卷绕成电容。
S103、修正步骤,获取所述极耳在所述电容上的偏差弧长Sn和所述 极耳所处位置的半径Rn,计算得到所述极耳的偏差角度θn,其中, θn=Sn/Rn,通过所述偏差角度θn对后一次设置极耳的所述预设位置进行 修正。该用于电容卷绕装置的极耳定位方法,能够通过修正步骤快速修正 极耳的预设位置,从而提高调试效率。
在该实施例中,电容卷纸从放卷单元1经极耳打入单元4进入收卷单 元6,最终卷绕成相应极耳彼此对齐的电容。在预定位步骤,根据电容的 实际规格需要,人工输入电容卷纸的长度和极耳的数量,电容卷绕装置根 据电容卷纸的长度和极耳的数量,分配所述极耳在所述电容卷纸上的预设 位置。经卷绕步骤将电容卷纸和极耳卷绕成电容后,在修正步骤,人工测 量所述极耳在所述电容上的偏差弧长Sn,并获取所述极耳所处位置的半 径Rn,进而快速计算得出需修正的偏差角度θn,在生产下一个电容时, 对设置极耳的所述预设位置及时进行修正。最终使卷绕的电容中相应的极 耳彼此对齐,例如,所有的正极耳彼此对齐,所有的负极耳彼此对齐。
下面以打入三对极耳为例进行说明,如图2所示,第一对正极耳与负 极耳所在半径为r1,第二对正极耳与负极耳所在半径为r2,第三对正极 耳与负极耳所在半径为r3。第二对极耳中的正极耳与第一对极耳中的正极 耳间的偏差弧长为s2,第三对极耳中的正极耳与第一对极耳中的正极耳 间的偏差弧长为s3。根据公式:角度=弧长/半径,可以计算出第二对极 耳中的正极耳与第一对极耳中的正极耳间的偏差角度θ2为s2/r2,第三对 极耳中的正极耳与第一对极耳中的正极耳间的偏差角度θ3为s3/r3。在卷 绕下一个电容时,根据偏差角度一次性修正所有极耳的预设位置。如此不 仅可避免肉眼观测出现的误差,且可一次性调整好所有极耳的偏差角度。
根据本公开的实施例,所述修正步骤还包括:根据所述极耳在所述电 容卷纸上的预设位置获得所述收卷单元6中收卷轴的预设旋转角度,根据 所述预设旋转角度和所述偏差角度θn得到后一次所述收卷轴的预设旋转 角度。具体地,所述预设位置之间的距离作为电容的弧长,再结合测得的 极耳所在处电容的半径,根据弧长与半径和角度之间的关系,获得所述收 卷单元6中收卷轴的预设旋转角度;该预设旋转角度加上偏差角度θn即 得到后一次所述收卷轴的预设旋转角度。
根据本公开的实施例,所述电容卷绕装置还包括摆杆2,所述摆杆2 设置于所述放卷单元1与所述收卷单元6之间。所述卷绕步骤还包括:实 时测量所述电容卷纸行进的弧长L、所述放卷单元1中放卷轴的旋转角度 θ1和所述收卷单元6中收卷轴的旋转角度θ2;获得所述放卷轴上电容卷 纸的实时半径R1和所述收卷轴上电容卷纸的实时半径R2,其中,R1=L/θ1, R2=L/θ2;根据所述放卷轴上电容卷纸的实时半径R1、所述收卷轴上电容 卷纸的实时半径R2以及所述收卷轴的转速V2,通过调节所述放卷轴的转 速V1使所述摆杆2在目标位置保持不动,其中,V1/V2=K×R2/R1,K为固 定值,K值与客户设置的张力有关。维持摆杆2在目标位置不动,可保证 电容卷纸所受的张力恒定,能够有效减少张力波动引起的产品不稳定情况 发生,在准确位置打入极耳,保持极耳的位置对齐,从而提高产品良品率。
具体地,该电容卷绕装置还可包括编码器3,实时测量所述电容卷纸 行进的弧长L。可采用放卷单元1中的放卷伺服驱动放卷轴转动,并实时 反馈放卷轴的旋转角度θ1。还可采用收卷单元6中的收卷伺服驱动收卷 轴转动,并实时反馈收卷轴的旋转角度θ2。本公开并不以此为限。
根据本公开的实施例,所述卷绕步骤还包括:所述电容卷绕装置开始 运行之初,所述放卷轴保持不动,所述收卷轴转动一预设弧长L0,带动 所述摆杆2偏移;所述收卷轴保持不动,所述放卷轴转动,带动所述摆杆 2复位,并获取所述放卷轴的旋转角度θ0,计算得到所述放卷轴上电容卷 纸的初始半径R0,其中,R0=L0/θ0,所述预设弧长L0的范围小于所述摆 杆2可偏移的最大距离。通过获得所述放卷轴上电容卷纸的初始半径R0以得到所述放卷轴的初始速度。
根据本公开的实施例,由于摆杆2的控制电压与所处的位置是一一对 应的,所述卷绕步骤还包括:设置所述摆杆2的目标电压U1,并实时测 量所述摆杆2的反馈电压U2;计算得到所述摆杆2的反馈电压U2与目标 电压U1的差值ΔU;根据所述差值ΔU调节所述放卷轴的转速V1,以减 小所述摆杆2的反馈电压U1与所述目标电压U2的差值ΔU。通过摆杆2 的实时电压反馈,通过例如PID调节等方式,调节所述放卷轴的实际转 速逐渐逼近理想转速V1,以维持摆杆2在目标位置不动。此时,编码器 3测得的所述电容卷纸行进的弧长L即等于放卷轴放卷的长度,进而保证 电容卷纸所受的张力恒定,在准确位置打入极耳,保持极耳的位置对齐, 提高产品良品率。
根据本公开的实施例,所述电容卷绕装置还包括调压模块,所述调压 模块根据所述电容卷纸的种类为所述摆杆2设置目标电压U1,使得所述 摆杆2受力最小。具体地,例如,在生产A产品时,摆杆2在位置S1(对 应目标电压UA)时,摆杆2受力最小;但在生产B产品(电容卷纸的重 量等与A产品的不同)时,摆杆2在位置S2(对应目标电压UB)时,摆 杆2受力最小。该调压模块可根据实际产品的不同特性,设定各自对应的 目标电压U1,使其受力最小。
根据本公开的实施例,所述卷绕步骤还包括:当所述电容卷纸到达每 一所述预设位置时,所述放卷单元1与所述收卷单元6均停止动作;所述 极耳打入单元4将所述极耳打入所述电容卷纸;以及所述放卷单元1与所 述收卷单元6继续动作。通过在放卷单元1与收卷单元6处于停止状态 时打入极耳,可有效保证极耳打入的稳定性和可靠性。
根据本公开的实施例,所述极耳的数量为多对,每对所述极耳包括一 正极耳与一负极耳,所述偏差弧长Sn为前一对所述正极耳与后一对所述 正极耳之间的偏差距离,或者所述偏差弧长Sn为前一对所述负极耳与后 一对所述负极耳之间的偏差距离。由于在本公开的修正步骤中,可分别获 得多对极耳的偏差距离,所以一次可修正多对极耳的预设位置,进一步提 高调试效率。
根据本公开的实施例,所述电容卷绕装置还包括正负折度调整单元 5。所述卷绕步骤还包括:将每对所述极耳中的正极耳与负极耳同时打入 所述电容卷纸后,通过所述正负折度调整单元5调整每对所述极耳中的正 极耳与负极耳之间的距离,使得每对所述极耳卷绕至所述电容后,每对所 述正极耳与所述负极耳之间的角度相同。具体地,可保持正负折度调整单 元5中的正折度不动,同时打入一对极耳中的正极耳和负极耳后,正负折 度调整单元5中的负折度会移动一个定位,从而保证各对极耳中正极耳与 负极耳之间的角度都是一样的。当极耳偏差完全修正后,所有的正极耳彼 此对齐,所有的负极耳彼此对齐,正极耳与负极耳之间分开一定的角度。
根据本公开的实施例,所述电容卷纸包括依次设置的第一绝缘纸、正 极铝箔纸、第二绝缘纸、第三绝缘纸、负极铝箔纸以及第四绝缘纸,所述 正极耳打入所述正极铝箔纸,所述负极耳打入所述负极铝箔纸。这里在正 极铝箔纸与负极铝箔纸之间设置两层绝缘纸,可有效起到绝缘的作用,预 防个别绝缘纸破损造成的短路问题。此外,还需保证绝缘纸的长度略长于 铝箔纸的长度,以使绝缘纸完全包覆铝箔。
根据本公开的另一方面,提供一种电容卷绕装置,所述电容卷绕装置 实施上述的极耳定位方法。
根据本公开的实施例,该电容卷绕装置包括放卷单元1、摆杆2、编 码器3、极耳打入单元4、正负折度调整单元5、收卷单元6以及调压模 块,用于实施上述的极耳定位方法。其中,电容卷纸从放卷单元1依次经 过摆杆2、编码器3、极耳打入单元4以及正负折度调整单元5进入收卷 单元6。具体地,所述摆杆2用于保证所述电容卷纸张力的恒定;所述编 码器3用于实时测量所述电容卷纸行进的弧长L;所述极耳打入单元4用 于在预设位置打入极耳;所述正负折度调整单元5用于调整每对所述极耳 中正极耳与负极耳之间的距离,使得每对所述极耳卷绕至所述电容后,每 对所述正极耳与所述负极耳之间的角度相同;所述调压模块根据所述电容 卷纸的重量等特征为所述摆杆2设置目标电压U1,使得所述摆杆2在目 标电压U1对应的位置处受力最小。
综上,本发明的用于电容卷绕装置的极耳定位方法以及电容卷绕装 置,能够通过修正步骤快速修正极耳偏差位置,从而提高调试效率。此外, 通过保证摆杆位置不动,有效减少张力波动引起的产品不稳定情况发生, 在准确位置打入极耳,保持极耳的位置对齐,从而提高产品良品率。
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 (11)
1.一种用于电容卷绕装置的极耳定位方法,其特征在于,所述电容卷绕装置包括放卷单元、收卷单元和极耳打入单元;所述方法包括:
预定位步骤,获取电容卷纸的长度和极耳的数量,分配所述极耳在所述电容卷纸上的预设位置;
卷绕步骤,所述电容卷绕装置开始运行,在所述电容卷纸从所述放卷单元进入所述收卷单元的过程中,当所述电容卷纸到达每一所述预设位置时,所述极耳打入单元将每对所述极耳中的正极耳与负极耳同时打入所述电容卷纸,所述电容卷纸与所述极耳共同进入所述收卷单元并被卷绕成电容;以及
修正步骤,获取所述极耳在所述电容上的偏差弧长Sn和所述极耳所处位置的半径Rn,计算得到所述极耳的偏差角度θn,其中,θn=Sn/Rn,通过所述偏差角度θn对后一次设置极耳的所述预设位置进行修正。
2.如权利要求1所述的极耳定位方法,其特征在于,所述修正步骤还包括:根据所述极耳在所述电容卷纸上的预设位置获得所述收卷单元中收卷轴的预设旋转角度,根据所述预设旋转角度和所述偏差角度θn得到后一次所述收卷轴的预设旋转角度。
3.如权利要求1所述的极耳定位方法,其特征在于,所述电容卷绕装置还包括摆杆,所述摆杆设置于所述放卷单元与所述收卷单元之间;
所述卷绕步骤还包括:
实时测量所述电容卷纸行进的弧长L、所述放卷单元中放卷轴的旋转角度θ1和所述收卷单元中收卷轴的旋转角度θ2,
获得所述放卷轴上电容卷纸的实时半径R1和所述收卷轴上电容卷纸的实时半径R2,其中,R1=L/θ1,R2=L/θ2;
根据所述放卷轴上电容卷纸的实时半径R1、所述收卷轴上电容卷纸的实时半径R2以及所述收卷轴的转速V2,通过调节所述放卷轴的转速V1使所述摆杆在目标位置保持不动,其中,V1/V2=K×R2/R1,K为固定值。
4.如权利要求3所述的极耳定位方法,其特征在于,所述卷绕步骤还包括:
所述电容卷绕装置开始运行之初,所述放卷轴保持不动,所述收卷轴转动一预设弧长L0,带动所述摆杆偏移;以及
所述收卷轴保持不动,所述放卷轴转动,带动所述摆杆复位,并获取所述放卷轴的旋转角度θ0,计算得到所述放卷轴上电容卷纸的初始半径R0,其中,R0=L0/θ0,所述预设弧长L0的范围小于所述摆杆可偏移的最大距离。
5.如权利要求3所述的极耳定位方法,其特征在于,所述卷绕步骤还包括:
设置所述摆杆的目标电压U1,并实时测量所述摆杆的反馈电压U2;
计算得到所述摆杆的反馈电压U2与目标电压U1的差值ΔU;以及
根据所述差值ΔU调节所述放卷轴的转速V1,以减小所述摆杆的反馈电压U2与所述目标电压U1的差值ΔU。
6.如权利要求3所述的极耳定位方法,其特征在于,所述电容卷绕装置还包括调压模块,所述调压模块根据所述电容卷纸的种类为所述摆杆设置目标电压U1,使得所述摆杆受力最小。
7.如权利要求1所述的极耳定位方法,其特征在于,所述卷绕步骤还包括:
当所述电容卷纸到达每一所述预设位置时,所述放卷单元与所述收卷单元均停止动作;
所述极耳打入单元将所述极耳打入所述电容卷纸;以及
所述放卷单元与所述收卷单元继续动作。
8.如权利要求1所述的极耳定位方法,其特征在于,所述极耳的数量为多对,每对所述极耳包括一正极耳与一负极耳,所述偏差弧长Sn为前一对所述正极耳与后一对所述正极耳之间的偏差距离,或者所述偏差弧长Sn为前一对所述负极耳与后一对所述负极耳之间的偏差距离。
9.如权利要求8所述的极耳定位方法,其特征在于,所述电容卷绕装置还包括正负折度调整单元,所述卷绕步骤还包括:
将每对所述极耳中的正极耳与负极耳同时打入所述电容卷纸后,通过所述正负折度调整单元调整每对所述极耳中的正极耳与负极耳之间的距离,使得每对所述极耳卷绕至所述电容后,每对所述正极耳与所述负极耳之间的角度相同。
10.如权利要求8所述的极耳定位方法,其特征在于,所述电容卷纸包括依次设置的第一绝缘纸、正极铝箔纸、第二绝缘纸、第三绝缘纸、负极铝箔纸以及第四绝缘纸,所述正极耳打入所述正极铝箔纸,所述负极耳打入所述负极铝箔纸。
11.一种电容卷绕装置,其特征在于,所述电容卷绕装置实施如权利要求1至10中任一项所述的极耳定位方法。
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