CN112886070B - 叠片设备、隔离膜纠偏装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

一种叠片设备、隔离膜纠偏装置及其控制方法，其装置包括安装基座、大板纠偏组件、纠偏大板以及安装在所述纠偏大板上的放卷辊、尾端纠偏组件、隔离膜过辊以及尾端辊。所述纠偏大板运动时，能够带动纠偏大板上的尾端辊纠偏组件和尾端辊同时运动，并且所述尾端辊纠偏组件能够带动所述尾端辊沿其轴向上运动，从而可以调节尾端辊上的隔离膜位置，带动纠偏大板运动能够完成一级纠偏，而进一步带动纠偏大板上的尾端辊运动能够完成二级纠偏，从而完成对该隔离膜精准纠偏。能够使得整体的纠偏效率更高，且不需要多个传感器分别反馈位置信息，无需进行基准调试，纠偏效果更好。

Description

叠片设备、隔离膜纠偏装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及电池制造设备领域，特别涉及一种叠片设备、隔离膜纠偏装置及其控制方法。

背景技术

锂电池电芯制造可采用卷绕或叠片工艺制造，其中叠片方式有Z型叠片工艺。现有技术中采用隔离膜放卷机构进行隔膜放卷，Z型叠片设备中的叠片平台左右移动拉取隔膜，极片被搬至叠片平台，完成Z型叠片。

在高速叠片设备的运行过程中，由于叠片平台左右移动进行叠片的速度极快，在隔膜传送过程中，隔离膜运动的加速度很大，叠片过程当中会出现隔离膜回缩现象，隔膜位置容易沿着传送辊的轴向方向发生偏移，而且偏移的幅度较大，传统的纠偏方式的纠偏效果不够理想，最终导致隔离膜叠得不整齐，隔离膜纠偏机构是高速叠片设备非常重要的部分，隔离膜的效率也影响着叠片设备的效率。

现有技术中提出了一种使用放卷纠偏加二级支撑板纠偏的方式进行纠偏，该方法进行隔离膜纠偏会容易出现一级纠偏和二级纠偏的基准不一致的情况，使得纠偏结果不理想，导致隔离膜出现褶皱，并且在高速叠片的过程中，纠偏效率低下。

因此，需要提供一种能够改善隔离膜纠偏效果，提高纠偏的效率隔离膜纠偏装置。

发明内容

本发明主要解决的技术问题是提供一种隔离膜纠偏装置及其控制方法，改善纠偏效果并且能够提高纠偏效率。

根据第一方面，一种实施例中提供一种隔离膜纠偏装置,包括：

安装基座；

安装在所述安装基座上的大板纠偏组件，所述安装基座上设有导轨，所述导轨沿放卷辊的轴向方向上设置，所述纠偏大板设置在所述导轨上；

所述大板纠偏组件上连接有纠偏大板，所述纠偏大板上安装有放卷辊、尾端纠偏组件、隔离膜过辊以及尾端辊，所述放卷辊用于放置隔离膜，所述隔离膜通过所述隔离膜过辊和所述尾端辊之后用于叠片；

所述大板纠偏组件用于带动所述纠偏大板沿放卷辊的轴向方向上进行移动，所述纠偏大板运动带动所述尾端纠偏组件、隔离膜过辊以及所述尾端辊同时运动；

所述尾端纠偏组件与所述尾端辊连接，所述尾端纠偏组件用于带动尾端辊沿所述尾端辊的轴向上移动，隔离膜绕在所述尾端辊上，所述尾端辊运动带动隔离膜移动，完成隔离膜纠偏动作。

一些实施例中，所述大板纠偏组件包括动力机构和丝杠模组，所述动力机构驱动丝杠模组运动，带动纠偏大板在所述导轨上移动。

一些实施例中，所述尾端纠偏组件包括动力机构和丝杠模组，所述动力机构驱动所述丝杠模组运动，带动所述尾端辊在所述纠偏大板上沿所述尾端辊的轴向上运动。

一些实施例中，还包括纠偏传感器，设置在所述安装基座上，所述纠偏传感器固定在所述安装基座上，用于获取隔离膜的位置偏移值。

一些实施例中，所述纠偏传感器用于测量隔离膜上预设位置点的偏移值，并将所述位置偏移值同时反馈给所述大板纠偏组件和尾端纠偏组件。

根据第二方面，一种实施例中提供一种隔离膜纠偏装置的控制方法，包括：

获取隔离膜的位置偏移值；

对比所述位置偏移值与预设的大板偏移值，得到第一对比结果；

根据所述第一对比结果，移动纠偏大板，完成对所述隔离膜的一级纠偏；

对比所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值，得到第二对比结果；

根据所述第二对比结果，移动尾端辊，完成对所述隔离膜的二级纠偏。

一些实施例中，所述获取隔离膜的位置偏移值包括：通过纠偏传感器测量所述隔离膜的边缘的偏移值。

一些实施例中，对比所述位置偏移值与预设的大板偏移值时，得到的第一对比结果包括：所述位置偏移值大于预设的大板偏移值，或者，所述位置偏移值小于预设的大板偏移值；

当所述位置偏移值大于所述预设的大板偏移值时，移动纠偏大板；

当所述位置偏移值小于所述预设的大板偏移值时，停止移动纠偏大板，完成对所述隔离膜的一级纠偏。

一些实施例中，当所述位置偏移值小于所述预设的大板偏移值时，停止移动纠偏大板之后，还包括：对比所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值；

通过对比所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值得到的所述第二对比结果包括：所述位置偏移值大于预设的尾端辊偏移值，或者，所述位置偏移值小于预设的尾端辊偏移值；

当所述位置偏移值大于预设的尾端辊偏移值时，移动尾端辊；

当所述位置偏移值小于预设的尾端辊偏移值时，停止移动尾端辊，完成对所述隔离膜的二级纠偏。

根据第三方面，一种实施例中提供一种叠片设备，包括：叠片平台，所述叠片平台往返移动用于叠片；以及上述任一项中所述的隔离膜纠偏装置，所述隔离膜纠偏装置安装在所述叠片平台上。

依据上述实施例的隔离膜纠偏装置及其控制方法，由于安装基座上安装有大板纠偏组件以及纠偏大板，所述大板纠偏组件能够带动纠偏大板运动，所述纠偏大板上安装有尾端辊纠偏组件和尾端辊，所述纠偏大板运动时，能够带动纠偏大板上的尾端辊纠偏组件和尾端辊同时运动，并且所述尾端辊纠偏组件能够带动所述尾端辊沿其轴向上运动，从而可以调节尾端辊上的隔离膜位置，带动纠偏大板运动能够完成一级纠偏，类似于粗调，而进一步带动纠偏大板上的尾端辊运动能够完成二级纠偏，类似于精调，从而完成对该隔离膜精准纠偏。通过上述装置及控制方法对隔离膜进行纠偏时，能够使得整体的纠偏效率更高，且不需要多个传感器分别反馈位置信息，无需进行基准调试，纠偏效果更好。

附图说明

图1为本发明一实施例中提供的隔离膜纠偏装置示意图；

图2为本发明一实施例中提供的隔离膜纠偏装置示意图；

图3为本发明一实施例中提供的隔离膜纠偏装置中纠偏大板结构示意图；

图4为本发明一实施例中提供的隔离膜纠偏装置侧视图；

图5为本发明一实施例中提供的隔离膜纠偏装置的控制方法流程图。

其中，安装基座100，大板纠偏组件200，纠偏大板210，放卷辊301、尾端纠偏组件310，隔离膜过辊302，尾端辊303。

具体实施方式

下面通过具体实施方式结合附图对本发明作进一步详细说明。其中不同实施方式中类似元件采用了相关联的类似的元件标号。在以下的实施方式中，很多细节描述是为了使得本申请能被更好的理解。然而，本领域技术人员可以毫不费力的认识到，其中部分特征在不同情况下是可以省略的，或者可以由其他元件、材料、方法所替代。在某些情况下，本申请相关的一些操作并没有在说明书中显示或者描述，这是为了避免本申请的核心部分被过多的描述所淹没，而对于本领域技术人员而言，详细描述这些相关操作并不是必要的，他们根据说明书中的描述以及本领域的一般技术知识即可完整了解相关操作。

另外，说明书中所描述的特点、操作或者特征可以以任意适当的方式结合形成各种实施方式。同时，方法描述中的各步骤或者动作也可以按照本领域技术人员所能显而易见的方式进行顺序调换或调整。因此，说明书和附图中的各种顺序只是为了清楚描述某一个实施例，并不意味着是必须的顺序，除非另有说明其中某个顺序是必须遵循的。

本文中为部件所编序号本身，例如“第一”、“第二”等，仅用于区分所描述的对象，不具有任何顺序或技术含义。而本申请所说“连接”、“联接”，如无特别说明，均包括直接和间接连接(联接)。

经研究发现，现有技术中由于一级纠偏和二级纠偏时需要进行基准调试，而基准调试无法使得基准完全一致，使得二级纠偏一直保留较大的纠偏量，无法精准纠偏，导致隔离膜褶皱，并且现有技术中的二级纠偏使用的大板是对整体进行纠偏，其负载重，在高速叠片运动过程中会导致纠偏效率低。

在本发明实施例中，安装基座上安装有大板纠偏组件以及纠偏大板，所述大板纠偏组件能够带动纠偏大板运动，所述纠偏大板上安装有尾端辊纠偏组件和尾端辊，所述纠偏大板运动时，能够带动纠偏大板上的尾端辊纠偏组件和尾端辊同时运动，并且所述尾端辊纠偏组件能够带动所述尾端辊沿其轴向上运动，从而可以调节尾端辊上的隔离膜位置，带动纠偏大板运动能够完成一级纠偏，类似于粗调，而进一步带动纠偏大板上的尾端辊运动能够完成二级纠偏，类似于精调，从而完成对该隔离膜精准纠偏。通过该装置纠偏时，通过纠偏大板完成隔离膜整体的基准纠偏，尾端辊完成末端的隔离膜纠偏，末端的隔离膜为轻负载，能够使得整体的纠偏效率更高，且不需要多个传感器分别反馈位置信息，无需进行基准调试，提高了纠偏效率。

参考图1至图4，本实施例中提供一种隔离膜纠偏装置，包括安装基座100、大板纠偏组件200、纠偏大板210以及安装在所述纠偏大板210上的放卷辊301、尾端纠偏组件310、隔离膜过辊302以及尾端辊303。

本实施例中的所述安装基座100为隔离膜纠偏装置的支架，大板纠偏组件200固定在所述安装基座100上，所述大板纠偏组件200上连接有纠偏大板210，所述大板纠偏组件300可以带动纠偏大板210运动。

本实施例中，所述大板纠偏组件300包括动力机构和丝杠模组，所述动力机构可以驱动丝杠模组运动，所述丝杠模组运动可以带动所述纠偏大板210运动。

本实施例中，所述纠偏大板210通过导轨可移动的设置在所述安装基座100上。

本实施例中，所述导轨为滑块导轨，所述导轨固定在所述安装基座100上，并且沿放卷辊301的轴向方向上设置，因此，使得设置在所述导轨上的所述纠偏大板210可沿放卷辊301的轴向方向上移动，从而能对所述放卷辊301上放置的隔膜卷进行纠偏。

本实施例中，所述动力机构可以为伺服电机。本实施例中，通过一个伺服电机驱动丝杠模组运动，从而带动所述纠偏大板210运动。

由于所述纠偏大板210上安装有放卷辊301、尾端纠偏组件310、隔离膜过辊302以及尾端辊303，因此，当所述纠偏大板210运动，其上的放卷辊301、尾端纠偏组件310、隔离膜过辊302以及尾端辊303均随之运动。

所述放卷辊301上用于放置隔离膜，所述隔离膜在进行叠片之前还经过多个隔离膜过辊302，多个隔离膜过辊302之间的角度和路径可以根据需要设置，隔离膜绕过多个隔离膜过辊302以保障叠片时隔离膜的角度和张力，最后一个隔离膜过辊为尾端辊303，尾端辊303可移动的设置在所述纠偏大板210上，因此，所述尾端辊303即可以随着纠偏大板210的运动而运动，也可以相对所述纠偏大板210独立运动。

本实施例中，所述尾端纠偏组件310与所述尾端辊303连接，所述尾端纠偏组件310可以带动尾端辊303沿所述尾端辊303的轴向上移动，由于隔离膜绕在所述尾端辊303上，所以，当所述尾端辊303运动可以带动隔离膜移动，进而可以完成隔离膜的纠偏。

本实施例中，所述尾端纠偏组件310包括动力机构和丝杠模组，通过所述动力机构驱动所述丝杠模组运动，带动所述尾端辊303在所述纠偏大板210上沿所述尾端辊303的轴向运动。

本实施例中，所述动力机构为伺服电机，本实施例中，由于用于叠片的隔离膜尾端的尾端辊303有两个(分别用于叠片平台左右两边的阴极位和阳极位)，因此，具有左右两个伺服电机分别驱动对应的丝杠模组运动，从而带动对应位置处的所述尾端辊303运动。

所述尾端辊303与隔离膜之间具有摩擦力，相较于多个隔离膜过辊302的直径粗细可以不同，本实施例中，所述动力机构和丝杠模组设置在所述尾端辊303的顶部，可以更合理的利用位置空间，为其他组件提供位置避让，满足功能的同时，提高装置整体的紧凑性。

本实施例中，还包括纠偏传感器，所述纠偏传感器设置在所述安装基座100上，并用于获取隔离膜的位置偏移值。所述纠偏传感器不随纠偏大板的运动而移动，且所述纠偏传感器仅测量隔离膜上某个固定位置点的偏移值，以保障测量值有效，例如仅测量隔离膜外边缘上某个点并与这个点的初始位置进行比较，可得到隔离膜位置偏移值，从而获得隔离膜的位置偏移量。

本实施例中，当所述纠偏传感器所获得的隔离膜偏移量较大时，即当隔离膜较初始的位置偏移较大时，例如其偏移量在预设的大板偏移值范围内时，可以通过控制所述大板纠偏组件300带动纠偏大板210移动，从而可以实现对隔离膜位置的一级纠偏。所述纠偏传感器继续获得隔离膜的位置偏移值，当隔离膜偏移量较小时，即当隔离膜较初始的位置偏移较小，例如，其偏移量在预设的尾端辊偏移值范围内时，可以通过控制所述尾端纠偏组件310带动尾端辊303移动，从而可以实现对隔离膜位置的二级纠偏。

本实施例中，仅需通过一个纠偏传感器获取隔离膜的偏移量，控制纠偏大板210移动，实现粗调，进一步控制尾端303移动，实现精调，从而完成对隔离膜纠偏。不需要多个传感器获取位置信息，也不需要进行基准调试，且末端的隔离膜为轻负载，能够使得整体的纠偏效率更高，也提高了纠偏效率。

参考图5，基于上述隔离膜纠偏装置，本实施例还提供一种隔离膜纠偏装置的控制方法，包括：

步骤1，获取隔离膜的位置偏移值。

本实施例中，通过纠偏传感器测量所述隔离膜的位置偏移值，所述隔离膜的位置偏移值包括所述隔离膜的边缘的偏移值。

步骤2，对比所述位置偏移值与预设的大板偏移值，得到第一对比结果，根据所述第一对比结果，移动纠偏大板，完成一级纠偏。

本实施例中，所述预设的大板偏移值为X0，控制器根据获得的隔离膜偏移值X与所述预设的大板偏移值X0进行对比，若X>X0，则移动纠偏大板，移动大板之后，若获取得到的隔离膜偏移值X<X0时，停止移动纠偏大板。

本实施例中，所述预设的大板偏移值X0的取值范围可以为0.1mm-20mm。

例如，当所述预设的大板偏移值X0为0.3mm时，当所获取的隔离膜偏移值X大于0.3mm时，则控制移动纠偏大板，由于隔离膜放置在纠偏大板上的放卷辊上，当移动纠偏大板的同时，可以对隔离膜进行纠偏。

当所获取的隔离膜偏移值X小于0.3mm时，停止移动纠偏大板，完成对所述隔离膜的一级纠偏。

本实施例中，大板纠偏组件连接纠偏大板，通过控制大板纠偏组件移动纠偏大板的位移量。

本实施例中，基于隔离膜偏移值X与纠偏大板动作的控制采用PID控制。

步骤3，对比所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值，得到第二对比结果，根据所述第二对比结果，移动尾端辊，完成对所述隔离膜的二级纠偏。

本实施例中，所述预设的尾端辊偏移值为X1，控制器根据获得的隔离膜偏移值X与所述预设的尾端辊偏移值为X1进行对比，若X>X1，则移动尾端辊，移动尾端辊之后，若获取得到的隔离膜偏移值X<X1，则停止移动尾端辊，完成二级纠偏。

本实施例中，所述预设的尾端辊偏移值取值范围可以为0mm-0.3mm。

例如，当所述预设的尾端辊偏移值预定值设为0.1mm时，当所获取的隔离膜偏移值X大于0.1mm时，则控制移动尾端辊，由于隔离膜在叠片之前绕在所述尾端辊上，当尾端辊移动可以带动所述隔离膜移动，从而对隔离膜进行纠偏。

本实施例中，尾端纠偏组件与所述尾端辊连接，通过控制尾端纠偏组件移动所述尾端辊的移动量。

本实施例中，基于隔离膜偏移值X与尾端辊纠偏动作的控制采用PID控制。

基于上述隔离膜纠偏装置及其控制方法，本实施例还提供一种叠片设备，包括上述实施例中的隔离膜纠偏装置，还包括叠片平台，所述隔离膜纠偏装置安装在所述叠片平台上，该隔离膜纠偏装置用于叠片平台，所述叠片平台往返移动用于叠片。所述隔离膜纠偏装置设置在所述叠片平台阴极位和阳极位之间，可以左右拉取隔离膜，完成Z型叠片，通过隔离膜纠偏装置，能够使得该叠片设备的叠片质量和效率均得到提升。

以上应用了具体个例对本发明进行阐述，只是用于帮助理解本发明，并不用以限制本发明。对于本发明所属技术领域的技术人员，依据本发明的思想，还可以做出若干简单推演、变形或替换。

Claims (10)

1.一种隔离膜纠偏装置,其特征在于，包括：

安装基座；

大板纠偏组件，所述安装基座上设有导轨，所述导轨沿放卷辊的轴向方向上设置；

所述大板纠偏组件上连接有纠偏大板，所述纠偏大板设置在所述导轨上，所述纠偏大板上安装有放卷辊、尾端纠偏组件、隔离膜过辊以及尾端辊，所述放卷辊用于放置隔离膜，所述隔离膜通过所述隔离膜过辊和所述尾端辊之后用于叠片；

所述大板纠偏组件用于带动所述纠偏大板沿放卷辊的轴向方向上进行移动，所述纠偏大板运动带动所述尾端纠偏组件、隔离膜过辊以及所述尾端辊同时运动；

所述尾端纠偏组件与所述尾端辊连接，所述尾端纠偏组件用于带动尾端辊沿所述尾端辊的轴向上移动，隔离膜绕在所述尾端辊上，所述尾端辊运动带动隔离膜移动，完成隔离膜纠偏动作。

2.如权利要求1所述隔离膜纠偏装置，其特征在于，所述大板纠偏组件包括动力机构和丝杠模组，所述动力机构驱动丝杠模组运动，带动纠偏大板在所述导轨上移动。

3.如权利要求2所述隔离膜纠偏装置，其特征在于，所述尾端纠偏组件包括动力机构和丝杠模组，所述动力机构驱动所述丝杠模组运动，带动所述尾端辊在所述纠偏大板上沿所述尾端辊的轴向上运动。

4.如权利要求1所述隔离膜纠偏装置，其特征在于，还包括纠偏传感器，固定在所述安装基座上，用于获取隔离膜的偏移值。

5.如权利要求4所述隔离膜纠偏装置，其特征在于，所述纠偏传感器用于测量隔离膜上预设位置点的偏移值，并将所述位置偏移值同时反馈给所述大板纠偏组件和尾端纠偏组件。

6.一种隔离膜纠偏装置的控制方法，其特征在于，包括：

根据权利要求1-5中任一隔离膜纠偏装置，获取隔离膜的位置偏移值；

对比所述位置偏移值与预设的大板偏移值，得到第一对比结果；

根据所述第一对比结果，移动纠偏大板，完成对所述隔离膜的一级纠偏；

一级纠偏之后再次获取位置偏移值，并对比再次获取的所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值，得到第二对比结果；

根据所述第二对比结果，移动尾端辊，完成对所述隔离膜的二级纠偏。

7.如权利要求6所述隔离膜纠偏装置的控制方法，其特征在于，所述获取隔离膜的位置偏移值包括：通过纠偏传感器测量所述隔离膜的边缘的偏移值。

8.如权利要求6所述隔离膜纠偏装置的控制方法，其特征在于，对比所述位置偏移值与预设的大板偏移值时，得到的第一对比结果包括：所述位置偏移值大于预设的大板偏移值，或者，所述位置偏移值小于预设的大板偏移值；

当所述位置偏移值大于所述预设的大板偏移值时，移动纠偏大板；

当所述位置偏移值小于所述预设的大板偏移值时，停止移动纠偏大板，完成对所述隔离膜的一级纠偏。

9.如权利要求8所述隔离膜纠偏装置的控制方法，其特征在于，当所述位置偏移值小于所述预设的大板偏移值时，停止移动纠偏大板之后，还包括：再次获取位置偏移值，并对比再次获取的所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值；

通过对比所述位置偏移值与预设的尾端辊偏移值得到的所述第二对比结果包括：所述位置偏移值大于预设的尾端辊偏移值，或者，所述位置偏移值小于预设的尾端辊偏移值；

当所述位置偏移值大于预设的尾端辊偏移值时，移动尾端辊；

当所述位置偏移值小于预设的尾端辊偏移值时，停止移动尾端辊，完成对所述隔离膜的二级纠偏。

10.一种叠片设备，其特征在于，包括：叠片平台，所述叠片平台往返移动用于叠片；以及权利要求1至5中任一项中所述的隔离膜纠偏装置，所述隔离膜纠偏装置安装在所述叠片平台上。

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