CN114171777B - 卷材卷绕设备和卷材卷绕方法 - Google Patents

卷材卷绕设备和卷材卷绕方法 Download PDF

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Abstract

本发明实施例涉及电极组件卷绕技术领域,具体涉及一种卷材卷绕设备和卷材卷绕方法,该设备包括卷针,用于卷绕卷材,所述卷针包括磁性部,所述磁性部沿所述卷针轴线方向设置;和,供磁组件,用于提供磁场,所述供磁组件与所述磁性部对应设置,所述磁场与所述磁性部相互作用产生磁力,以抵抗所述卷针的变形。通过该卷材卷绕设备减小了卷针的形变,降低了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险。

Description

卷材卷绕设备和卷材卷绕方法
技术领域
本发明实施例涉及电极组件卷绕技术领域,具体涉及一种卷材卷绕设备和卷材卷绕方法。
背景技术
节能减排是汽车产业可持续发展的关键,电动车辆由于其节能环保的优势成为汽车产业可持续发展的重要组成部分。对于电动车辆而言,电池技术又是关乎其发展的一项重要因素。
随着电池技术的发展,对电池的需求日益增长,如何快速和高效的生产和制造出符合质量要求的电池,变得越来越重要,本申请发明人发现现有的电池生产技术在进行电极组件生产时,通常采用卷针卷绕卷材的方式形成电极组件,由于卷针在卷绕卷材时,会受到卷材的张力作用,造成卷针变形,进而会导致电池中极片和绝缘件发生不同程度的变形和褶皱,从而导致电极组件性能下降,造成电极组件卷绕效率低下。
发明内容
鉴于上述问题,本发明实施例提供了一种卷材卷绕设备和卷材卷绕方法,用于解决现有技术中存在的上述问题。
本申请实施例的一方面,提供了一种卷材卷绕设备,包括卷针和供磁组件,其中,卷针用于卷绕卷材,该卷针包括磁性部,该磁性部沿该卷针轴线方向设置;供磁组件用于提供磁场,该供磁组件与该磁性部对应设置,该磁场与该磁性部相互作用产生磁力,以抵抗该卷针的变形。
本申请实施例在卷针上设置磁性部,通过供磁组件向磁性部提供磁场,该磁场与磁性部相互作用产生磁力,抵抗了卷针发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题,改进了电极组件的卷绕效率,提高了电池性能。而且,由于卷针变形量减小,卷材卷绕设备可以采用更小直径和更大长度的卷针,能够进一步提高电池的能量密度。
一些实施例中,该供磁组件包括调节单元和励磁线圈;该励磁线圈与该磁性部对应设置;该调节单元与该励磁线圈电连接,该调节单元用于对经过该励磁线圈的电流和/或电压进行调整,以调整该磁场的强度。
本申请实施例通过上述设置,可以方便对供磁组件形成的磁场的强度进行调节,进而调节供磁组件与卷针上的磁性部之间的相互作用力,提高了对卷针的变形量进行调整的便利性。
一些实施例中,该供磁组件包括监控单元和控制单元;该监控单元用于获取该卷针的变形量,并将该变形量发送给该控制单元;该控制单元与该调节单元电连接,该控制单元用于根据该变形量控制该调节单元,以对该磁场的强度进行调整。
本申请实施例通过对卷针的变形量进行监控,并根据变形量对励磁线圈产生的磁场的强度进行调节,调整了励磁线圈的磁场与卷针上的磁性部之间的相互作用力,实现了对卷针的变形量的调整,能够使其变形量保持在较小的范围内。
一些实施例中,该监控单元与该卷针的一端或两端相对设置。通过该设置方式简化了卷材卷绕设备的结构,能够方便的获取卷针的变形量。
一些实施例中,在沿该卷针轴线方向间隔设置有多个磁性部;该供磁组件包括多个励磁线圈,该每个励磁线圈与每个该磁性部相对设置。
通过这种方式,可以更精准的对卷针的特定位置的变形进行调整,使卷针的各个部位都能够受力均衡,使卷针始终处于零变形或者变形量在允许的范围之内。
一些实施例中,该卷针表面设置有环形凹槽,该磁性部设置于该环形凹槽内。通过将磁性部设置在环形凹槽内,可以避免供磁组件凸出于卷针的表面,对卷绕出的卷材的质量造成影响。
一些实施例中,该磁性部外侧表面与该卷针表面平齐。通过将磁性部外侧表面设置成与卷针表面平齐,可以使卷针的表面保持平滑状态,使卷针更容易从卷材中拔出。
本申请实施例的另一方面,还提供了一种卷材卷绕方法,包括:通过卷针对卷材进行卷绕,该卷针上沿轴线方向设置有磁性部;向该卷针提供磁场,该磁场与该磁性部相互作用产生磁力,以抵抗该卷针的变形。
本申请实施例提供的卷材卷绕方法通过向设置有磁性部的卷针提供磁场,该磁场与磁性部的磁场相互作用产生磁力,抵抗卷针发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题的发生,改进了电极组件的卷绕效率,提高了电池性能。而且,由于卷针变形减小,卷材卷绕设备可以采用更小直径和更大长度的卷针,能够进一步提高电池的能量密度。
一些实施例中,该方法还包括:对该卷针进行监控,并获取该卷针的变形量;根据该变形量对该磁场的强度进行调整。通过该方式实时获取卷针的变形量,根据该变形量实时调整磁场强度,进而调整卷针受到的磁力,能够在卷针卷绕过程中使卷针的变形量保持在较小的范围内。
一些实施例中,该获取卷针的变形量,并根据该变形量对该磁场的强度进行调整,包括:获取该卷针当前位置与初始位置的位移变化量;根据该位移变化量和预设的挠度变形量模型确定该卷针的最大挠度变形量;若该最大挠度变形量大于预设的阈值,则对该磁场的强度进行调整。
本申请实施例通过这种方式简化了获取卷针变形量的操作,提高了获取卷针变形量的准确性,同时,只有在最大挠度变形量大于预设的阈值时,才进行磁场强度的调整,避免了对卷针进行频繁的调整,提高了卷绕效率。
一些实施例中,该卷针上沿轴线方向间隔设置有多个磁性部;该卷绕方法还包括:分别向该卷针上的各磁性部提供磁场;对该卷针进行监控,并获取卷针的变形量;根据该变形量分别对与各磁性部对应的磁场的强度进行调整。通过这种方式,可以更精准的对卷针的特定位置的变形进行调整,使卷针的各个部位都能够受力均衡,使卷针始终处于零变形或者变形量在允许的范围之内。
一些实施例中,该方法还包括:获取该卷针当前位置与初始位置的位移变化量;根据该位移变化量和预设的挠度变形量模型确定该卷针上各磁性部位置对应的各最大挠度变形量;根据各磁性部位置对应的各最大挠度变形量和各磁性部位置预设的阈值,分别对各磁性部对应的磁场的磁场强度进行调整。本申请实施例通过这种方式提高了获取卷针变形量的准确性,同时,只有在最大挠度变形量大于预设的阈值时,才进行磁场强度的调整,避免了对卷针进行频繁的调整,提高了卷绕效率。
上述说明仅是本发明技术方案的概述,为了能够更清楚了解本发明的技术手段,而可依照说明书的内容予以实施,并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂,以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述,各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的,而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中,用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中:
图1示出了电池单体结构示意图;
图2示出了电极组件卷绕示意图;
图3示出了电极组件卷绕设备卷针弯曲示意图;
图4示出了本申请实施例提出的卷材卷绕设备总体结构图;
图5示出了本申请实施例提出的卷材卷绕设备卷针挠度变形示意图;
图6示出了本申请另一实施例提出的卷材卷绕设备结构图;
图7示出了本申请实施例提出的卷针结构局部放大图;
图8示出了本申请实施例提出的卷材卷绕方法流程示意图;
图9示出了本申请实施例提出的另一卷材卷绕方法流程示意图;
图10示出了本申请实施例提出的最大挠度变形量监测流程示意图;
图11示出了本申请实施例提出的计算最大挠度变形量的简化模型。
具体实施方式中的附图标号如下:
电池单体1000,电极组件1100,第一绝缘件1110,第一极片1120,第二绝缘件1130,第二极片1140,壳体1200,端盖1300;
卷材卷绕设备2000,驱动机构100,卷针底座200,卷针300,磁性部310,励磁线圈403,调节单元413,环形凹槽311,磁性涂层312,第一磁性部320,第二磁性部330,供磁组件400,电源401,控制单元402,第一励磁线圈404,第一可变电阻414,第二励磁线圈405,第二可变电阻415,监控单元406,卷材500。
具体实施方式
下面将结合附图对本申请技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本申请的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本申请的保护范围。
除非另有定义,本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的,不是旨在于限制本申请;本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中,技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中,“多个”的含义是两个以上,除非另有明确具体的限定。
在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例,也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是,本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中,术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系,表示可以存在三种关系,例如A和/或B,可以表示:存在A,同时存在A和B,存在B这三种情况。另外,本文中字符“/”,一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中,术语“多个”指的是两个以上(包括两个),同理,“多组”指的是两组以上(包括两组),“多片”指的是两片以上(包括两片)。
在本申请实施例的描述中,技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中,除非另有明确的规定和限定,技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解,例如,可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体;也可以是机械连接,也可以是电连接;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连,可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言,可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
目前,从市场形势的发展来看,电池的应用越加广泛。电池不仅被应用于水力、火力、风力和太阳能电站等储能电源系统,而且还被广泛应用于电动自行车、电动摩托车、电动汽车等电动交通工具,以及军事装备和航空航天等多个领域。随着电池应用领域的不断扩大,其市场的需求量也在不断地扩增。
随着电池技术的发展,对电池的需求日益增长,如何快速和高效的生产和制造出符合质量要求的电池,变得越来越重要。现有的电池生产技术在进行电极组件卷绕时,由于卷针变形,往往会导致卷绕效率低下,成品率不高问题的出现。
如图1所示,目前电池单体1000主要包括壳体1200、电极组件1100、端盖1300以及其他的功能性,电极组件1100设置于壳体1200内,端盖1300用于盖设于壳体1200的开口处,用于将电极组件1100设置于壳体1200内。壳体1200是形成电池单体的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件、电解液以及其他部件。
端盖1300是指盖合于壳体1200的开口处以将电极组件1100的内部环境隔绝于外部环境的部件。不限地,端盖1300的形状可以与壳体1200的形状相适应以配合壳体1200。可选地,端盖1300可以由具有一定硬度和强度的材质(如铝合金)制成,这样,端盖1300在受挤压碰撞时就不易发生形变,使电池单体1000能够具备更高的结构强度,安全性能也可以有所提高。端盖1300的材质也可以是多种的,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。在一些实施例中,在端盖1300的内侧还可以设置有绝缘件,绝缘件可以用于隔离壳体1200内的电连接部件与端盖1300,以降低短路的风险。示例性的,绝缘件可以是塑料、橡胶等。
壳体1200是用于配合端盖1300以形成电池单体1000的内部环境的组件,其中,形成的内部环境可以用于容纳电极组件1100、电解液以及其他部件。壳体1200和端盖1300可以是独立的部件,可以于壳体1200上设置开口,通过在开口处使端盖1300盖合开口以形成电池单体1000的内部环境。不限地,也可以使端盖1300和壳体1200一体化,具体地,端盖1300和壳体1200可以在其他部件入壳前先形成一个共同的连接面,当需要封装壳体1200的内部时,再使端盖1300盖合壳体1200。壳体1200可以是多种形状和多种尺寸的,例如长方体形、圆柱体形、六棱柱形等。具体地,壳体1200的形状可以根据电极组件1100的具体形状和尺寸大小来确定。壳体1200的材质可以是多种,比如,铜、铁、铝、不锈钢、铝合金、塑胶等,本申请实施例对此不作特殊限制。
电极组件1100是电池单体1000中发生电化学反应的部件。壳体内可以包含一个或更多个电极组件1100。电极组件1100主要由正极片和负极片卷绕或层叠放置形成,并且通常在正极片与负极片之间设有绝缘件。正极片和负极片具有活性物质的部分构成电极组件1100的主体部,正极片和负极片不具有活性物质的部分各自构成极耳。正极极耳和负极极耳可以共同位于主体部的一端或是分别位于主体部的两端。在电极组件1100形成过程中,当正极极片、负极极片和绝缘件完成卷绕或层叠放置后,需要向壳体内注入电解液,卷绕后的电极组件充分吸收注入的电解液,使电极组件与电解液能够充分的混合,达到最好的浸润效果。在电池的充放电过程中,正极活性物质和负极活性物质与电解液发生反应,极耳连接电极端子以形成电流回路。
电极组件1100形成过程中,正极片、负极片以及绝缘件之间的卷绕或层叠放置是电极组件制成工艺中非常重要的一部分。如图2所示,电极组件1100的卷绕主要是指借助卷材卷绕设备将第一极片1120、第一绝缘件1110、第二极片1140以及第二绝缘件1130等卷材设置在卷针300上,通过转动卷针300带动卷材进行卷绕形成电极组件1100。其中,第一极片1120可以为正极片或负极片,第二极片1140可以为负极片或正极片,其叠放的顺序不做限定。
申请人在研究中发现,现有的电极组件卷绕设备在卷绕过程中,卷针容易受到自身重力以及卷材张力的作用而发生变形,特别是在卷针较长时,卷针由于刚性不足,受卷材张力以及自身重力的影响,经常发生变形。卷针变形后容易导致卷材卷绕不良,影响卷材的卷绕效率,比如:容易出现正极极片、负极极片和绝缘件等卷材发生错位,使得卷绕而成的电极组件在后续使用过程中容易发生短路的风险。同时,卷针的变形容易导致极片和绝缘件等卷材发生褶皱,当极片和绝缘件发生褶皱时,会导致卷绕后的电极组件体积变大,电池容量降低,进而导致电池性能下降。而且卷针变形很容易导致卷针无法对位进前,从而造成卷针在卷绕过程中从卷针底座中脱出,出现卷针断针的情况。如图3所示,当卷针300未发生变形时,卷针300插接于卷针300两侧的卷针底座200上,当卷针300发生变形时,会出现卷针300脱出卷针底座200的情况,如果该脱出过程发生在卷材卷绕过程中,就会出现卷针300断裂的情况。现有技术中,通常通过增加卷针300的直径来增加卷针300的刚性,减小卷针300的形变,但是,随着卷针300直径的增加,会导致电极组件中部空间过大,造成电极组件的能量密度降低,进一步影响电池的性能。
为了解决现有技术中卷材卷绕设备在卷绕过程中由于受到卷材张力以及卷针重力的影响而导致卷针发生形变的问题,本申请实施例提出了一种卷材卷绕设备及卷绕方法,通过在卷针上设置磁性部,并通过供磁组件为磁性部提供磁场,使磁场与卷针的磁性部产生的磁场相互作用,产生磁性吸力或者排斥力,该磁力作用于卷针上,用以抵抗卷针的变形。供磁组件可以在卷材卷绕开始前或者在卷材卷绕过程中为卷针提供磁场,并根据卷针变形量的大小实时调整磁场的强度,以使卷针始终处于较小的变形状态下。本申请实施例提供的卷材卷绕设备,结构简单,可以很好的抵抗由于卷材的张力以及卷针的重力带来的卷针的形变,始终保证卷针处于不变形或者较小变形的状态下,解决了卷针刚性不足的问题,使得卷材卷绕设备可以采用直径更小的卷针进行卷材的卷绕,提高了卷材卷绕的效率和质量,提高了电池的能量密度。
本申请实施例一方面提供了一种卷材卷绕设备2000,如图4所示,卷材卷绕设备2000用于对卷材500进行卷绕,卷材卷绕设备2000包括卷针300和供磁组件400,卷针300用于卷绕卷材500,卷针300包括磁性部310,磁性部310沿该卷针300轴线方向设置;供磁组件400用于提供磁场,供磁组件400与磁性部310相对设置,该磁场与磁性部310相互作用产生磁力,用于抵抗卷针300的变形。
图4示出了本申请实施例提出的卷材卷绕设备2000的示意图,在一些实施例中,卷材卷绕设备2000包括驱动机构100、卷针底座200、卷针300和供磁组件400。驱动机构100设置在卷材卷绕设备2000的机架上,通过传动机构将动力传输给卷针300。可选的,驱动机构100可以为电机,电机通过传动机构与卷针300连接,用于带动卷针300进行转动,对设置于卷针300上的卷材500进行卷绕。卷针300两侧设置有卷针底座200,用于固定卷针300,可选的,卷针300可以通过插接的方式设置于卷针底座200上。在一些实施例中,卷针底座200可以相对卷针300活动,当卷针300完成卷材500的卷绕时,通过移动卷针300一侧的卷针底座200,可以将卷针300从一侧的卷针底座200上拔出,同时将卷针300从卷绕完成的卷材500中抽出,完成对卷材500的卷绕。
其中,卷材500可以为极片和绝缘件,通过将极片和绝缘件进行卷绕形成电极组件,卷材500也可以为其他卷绕材料,本申请实施例提供的卷材卷绕设备都可以对其进行卷绕,在本申请实施例中,以卷绕形成电极组件为例进行说明。
卷针300包括磁性部310,磁性部310沿卷针300轴线方向设置。可选的,磁性部310可以通过在卷针300表面涂覆磁性涂层形成,磁性涂层可以为铁钴镍等磁性材料,也可以为其他磁性材料,本申请实施例对此不做限定。在卷针300表面涂覆磁性涂层时,可以在卷针300挠度变形量最大的区域进行涂覆,针对变形量最大的区域提供磁力,挠度变形量最大的区域一般位于卷针300的中部区域;当然,可选的,也可以在整个卷针300表面都涂覆磁性材料,以对卷针的所有区域进行调节。卷针300还可以采用磁性材料制成,一体成型,使卷针300自身任何部位都具有磁性。卷针300还可以采用磁性材料和非磁性材料间隔设置的方式组成一个整体,比如卷针300的两端可以采用非磁性材料制成,中间挠度变形量较大的区域采用磁性材料制成,将磁性材料和非磁性材料组合在一起,形成卷针300。卷针300可以为具有一定长度的杆件或棒体等,其形状可以根据电池本身的需要进行设置,其可以设置成圆柱状、扁平状和棱柱体形(比如正四棱柱、正五棱柱形等),但不限于此。
供磁组件400与磁性部310对应设置,用于提供磁场,该磁场与卷针300的磁性部310相互作用产生磁力,用于抵抗卷针300的变形。供磁组件400与磁性部310之间相互作用产生的磁力可以为朝向磁性部310的排斥力,也可以为朝向供磁组件400的吸引力。例如,当供磁组件400设置于卷针300的下方时,为了对抗卷针300的向下的重力和卷材500的张力,供磁组件400需要向卷针300的磁性部310提供向上的排斥力,该排斥力使卷针300发生向上变形,该形变与由于卷针300的重力以及卷材500的张力发生的向下的变形相互抵消,从而使卷针300的变形减小;而当供磁组件400位于磁性部310的上方时,供磁组件400需要向卷针300的磁性部310提供向上的吸引力,该吸引力使卷针300发生向上的变形,该变形与由于卷针300的重力以及卷材500的张力发生的向下的变形相互抵消。
供磁组件400可以采用多种形式产生磁场,其可以设置为条形磁铁或蹄形磁铁,也可以设置为励磁线圈403。当设置为励磁线圈403时,励磁线圈403的磁场强度可以通过调节经过线圈的电流或者电压大小进行调节。当设置为条形磁铁或蹄形磁铁时,可以通过调整条形磁铁或蹄形磁铁与磁性部之间的距离来调节通过磁性部的磁场的强度。通过调节磁场的强度,可以调节供磁组件400与磁性部310之间的磁力,进而对卷针300的变形量进行调节。
本申请实施例在卷针300上设置磁性部310,通过供磁组件400向磁性部310提供磁场,该磁场与磁性部310相互作用产生磁力,抵抗了卷针300发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针300在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题,改进了电极组件的卷绕效率,提高了电池性能。而且,由于卷针300变形量减小,卷材卷绕设备2000可以采用更小直径和更大长度的卷针,能够进一步提高电池的能量密度。
一些实施例中,供磁组件400包括调节单元413和励磁线圈403,励磁线圈403与磁性部310对应设置;调节单元413与励磁线圈403电连接,调节单元413用于对经过励磁线圈403的电流和/或电压进行调整,以调整磁场的强度。
为了方便的对供磁组件400的磁场强度进行调节,在本申请实施例中,供磁组件400采用励磁线圈403的方式产生磁场,采用励磁线圈403的方式产生磁场可以方便的通过改变流经励磁线圈403的电压和/或电流的大小,改变磁场的强度。
如图4所示,示出了供磁组件400的结构示意图,供磁组件400包括电源401、调节单元413和励磁线圈403,电源401用于向供磁组件400提供电能。为了使励磁线圈403产生的磁场能更好的与卷针300上的磁性部310的磁场相互作用,将励磁线圈403设置在与磁性部310相对应的位置,例如,可以设置在磁性部310的上方,也可以设置在磁性部310的下方。励磁线圈403的磁场方向可以通过改变流经励磁线圈403的电流的方向进行调整。例如,当励磁线圈403位于磁性部310的下方时,需要向磁性部310产生相互排斥的作用力,电源401提供的流经励磁线圈403的电流朝第一方向流动;当励磁线圈403位于磁性部310的下方时,需要向磁性部310提供相互吸引的作用力,电源401提供的流经励磁线圈403的电流朝第二方向流动,第一方向和第二方向为相反的两个方向。
在一些实施例中,调节单元413可以为可变电阻,通过调节可变电阻的电阻值,对流经励磁线圈403的电流和/或电压进行调整,进而对励磁线圈403产生的磁场的强度进行调整。当然,调节单元413也可以是其他电流或电压调节装置,对流经励磁线圈403的电流或电压进行调整,在这里不做限定。
励磁线圈403为金属导线呈螺旋状形或涡旋形设置形成的励磁线圈单元,也可以为金属导线缠绕在铁磁材料制成的基体上形成的励磁绕组,在这里不做限定。
本申请实施例通过设置调节单元413和励磁线圈403,并将励磁线圈与卷针300的磁性部310相对设置,可以方便对供磁组件400形成的磁场的强度进行调节,进而调节供磁组件400与卷针300上的磁性部310之间的相互作用力,提高了对卷针300的变形量进行调整的便利性。
一些实施例中,供磁组件400包括监控单元406和控制单元402;监控单元406用于获取卷针300的变形量,并将变形量发送给控制单元402;控制单元402与调节单元413电连接,用于根据变形量控制调节单元413,以对磁场的强度进行调整。
继续参考图4,供磁组件400包括控制单元402,该控制单元402可以为单片机、PLC芯片或其他控制器,控制单元402与电源401电连接,并与调节单元413电连接,用于对调节单元413进行控制,从而控制流经励磁线圈403的电流的大小。
供磁组件400进一步包括监控单元406,监控单元406可以为位移传感器,也可以是其他监控设备,监控单元406与卷针300相邻设置,用于对卷针300的变形量进行监控。以下以通过位移传感器对卷针300的变形量进行监控为例进行说明,如图5所示,位移传感器可以设置在卷针300的一端,A0为卷针没有发生形变时卷针表面与该位移传感器的距离,A为卷针受重力或卷材张力的影响发生形变时,卷针表面与该位移传感器的距离,卷针的变形量
Figure 38232DEST_PATH_IMAGE001
为:
Figure 324113DEST_PATH_IMAGE002
。当卷针进行卷材卷绕时,位移传感器也可以实时获取卷针的变形量。
控制单元402获取卷针的变形量
Figure 924859DEST_PATH_IMAGE001
,根据预设的挠度变形量模型对卷针300在磁性部310位置处的变形量进行估计,得出磁性部310的变形量
Figure 919360DEST_PATH_IMAGE003
,如果磁性部310的变形量
Figure 263753DEST_PATH_IMAGE003
过大,比如大于预设的阈值,则控制单元402根据该变形量对调节单元413进行控制,以对磁场的强度进行调节,使卷针300的形变量减小,从而将卷针300的变形量控制在一定的范围内。
监控单元406也可以通过对卷针300的其他部位进行监控,获取卷针300的变形量,比如:通过在卷针300两端设置CCD摄像设备,通过获取卷针300卷绕过程中的图像,并对图像进行分析,获取卷针300的变形量,在这里不做限定。
本申请实施例通过设置监控单元406,对卷针300的变形量进行监控,并通过控制单元402根据卷针300的变形量对励磁线圈403产生的磁场的强度进行调节,调整励磁线圈403的磁场与卷针300上的磁性部310之间的相互作用力,进而对卷针300的变形量进行调整,使其保持在较小的范围内。
一些实施例中,监控单元406与卷针300的一端或两端相对设置。如图4所示,为了能够准确的对卷针300的变形量进行监测,本申请实施例通过对卷针300的特定位置的变形量进行监测,并通过挠度变形量模型对磁性部310所处位置的变形量进行预测的方式进行变形量的获取。由于卷针300在卷绕过程中,卷绕有卷材的部分会被卷材遮挡,且随着卷材的卷绕该位置的尺寸会变得越来越厚,卷针300的变形量变得比较难以测量。但是,卷针300的两端在卷绕过程中,始终处于裸露状态,使得卷针300的变形容易测量,因此,本申请实施例将监控单元406设置在卷针300的一端或两端,通过对卷针300一端或者两端的变形量进行测量,再结合挠度变形量模型对磁性部310所处位置的变形量进行测量,能够方便并且准确的获取卷针300各个位置的变形量,简化了卷材卷绕设备2000的结构,能够方便的获取卷针300的变形量。
一些实施例中,为了更加精准的对卷针300的变形进行调整,本申请实施例中,在卷针300上沿卷针300轴线方向间隔设置有多个磁性部310;供磁组件400包括多个励磁线圈403,每个励磁线圈403与每个磁性部310相对设置。
当卷针300长度较长时,其发生变形的变形量比较大,通过对卷针300的单一位置进行调整,很难完全对其变形量进行控制,如图6所示,本申请实施例提出在沿卷针300轴线方向间隔设置多个磁性部310,多个磁性部310至少包括第一磁性部320和第二磁性部330。其中,第一磁性部320和第二磁性部330之间的间隔可以根据需要设置成相同,也可以设置成不同的间距,比如:在卷针的中部位置,卷针300的变形量较大,则在卷针300的中部位置将多个磁性部310设置的较为密集,其间隔相对较小;在卷针的两端的位置,卷针300的变形量相对较小,则各磁性部310之间的距离可以设置的相对较大。
相应的,对应于多个磁性部310,供磁组件400包括多个励磁线圈403,该多个励磁线圈403至少包括第一励磁线圈404和第二励磁线圈405,励磁线圈403的数量与磁性部310的数量相等,一一对应设置。如图6所示,供磁组件400至少包括第一励磁线圈404和第二励磁线圈405,为了对经过第一励磁线圈404和第二励磁线圈405的电流进行调整,将第一可变电阻414与第一励磁线圈404串联,形成第一串联电路,将第二可变电阻415与第二励磁线圈405串联,形成第二串联电路。依次类推,各个串联电路之间相互并联,分别与监控单元406和控制单元402相连接。
监控单元406对卷针的变形进行监控,获取卷针300的变形量,将变形量发送给控制单元402,控制单元402分别与各调节单元413通信连接,根据该变形量并通过挠度变形量模型计算各个磁性部310对应的变形量,并根据各个磁性部310对应的变形量,分别对与各个磁性部310相对应的调节单元413进行调节,进而调节流经各个磁性部对应的励磁线圈的电流或电压,实现对各个磁性部对应的励磁线圈的磁场强度的调节。
通过这种方式,可以更精准的对卷针300的特定位置的变形进行调整,使卷针300的各个部位都能够受力均衡,使卷针300始终处于零变形或者变形量在允许的范围之内。
一些实施例中,为了更好的设置磁性部310,在卷针300表面设置有环形凹槽311,磁性部310设置于环形凹槽311内。如图7所示,在卷针300沿轴心的方向上,设置有环形凹槽311,环形凹槽311的深度可以根据需要进行设定,在环形凹槽311内涂覆有磁性涂层312,形成磁性部310,当卷针300上具有多个磁性部310时,各个磁性部310之间间隔一定的间距。
通过在卷针300表面设置环形凹槽311,并将磁性部310设置在环形凹槽311内,可以避免供磁组件400凸出于卷针300的表面,对卷绕处的卷材的质量造成影响。
一些实施例中,磁性部310外侧表面与卷针300表面平齐。当卷绕完成后,卷针300一端从卷针底座200中拔出,同时需要将卷针300从卷绕完成的卷材500中拔出,通过将磁性部310外侧表面设置成与卷针300表面平齐,可以使卷针300的表面保持平滑状态,使卷针300更容易从卷材500中拔出。
本申请实施例在卷针300上设置磁性部310,通过供磁组件400向磁性部310提供磁场,该磁场与磁性部310相互作用产生磁力,抵抗卷针300发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题的发生,能够有效解决100-1000mm宽幅的长卷针刚性不足的问题,显著改善卷针的挠度变形,提高卷针刚性。同时,由于卷针变形大大降低,在同等幅宽条件下,卷材卷绕设备可以选用直径更小的卷针,比如:对于600mm幅宽的卷针,直径可以从12mm减小至8mm,大大提高了电池的容量和能量密度。同时,本申请实施例通过设置多个磁性部和励磁线圈,可以更有针对性的调节各个部位的变形,使卷针的各个部位受力均衡,从而使卷针的变形达到最小。
本申请实施例的另一方面,还提出一种卷绕方法,该卷绕方法主要用于对卷材进行卷绕,可以应用于本申请实施例在图4或图6中提出的卷材卷绕设备2000上,也可以应用于其他形式的卷材卷绕设备上,通过在该卷材卷绕设备上实施该卷绕方法,可以在卷绕开始之前,对卷针的变形进行校正,同时,在卷针卷绕过程中,也可以对卷针的变形进行校正。通过实施该卷绕方法能够最大程度减少卷针由于自身重力以及卷材的张力带来的变形,避免了卷材在卷绕过程中形成褶皱,提高了电池的质量。
图8示出了本申请实施例提出的卷材卷绕方法流程图,该卷材卷绕方法包括:
S100:通过卷针对卷材进行卷绕,卷针上沿轴线方向设置有磁性部;
S300:向卷针提供磁场,磁场与卷针的磁性部相互作用产生磁力,以抵抗卷针的变形;
卷材卷绕设备在卷绕开始前,需要将卷材设置在卷针上,可以通过在卷针上设置夹持部,将卷材的头端进行夹持;也可以通过在卷针上设置粘接部,将卷材的头端粘接在卷针上;还可以采用其他方式将卷材设置在卷针上。卷针开始转动时,能够将卷材缠绕在卷针的外部,形成电极组件。
在本申请实施例中,该卷材卷绕设备采用的卷针上沿其轴线方向设置有磁性部,该磁性部可以为在卷针表面涂覆磁性涂层形成的,磁性涂层可以为铁钴镍等磁性材料,也可以为其他磁性材料。在卷针表面涂覆磁性涂层时,可以在卷针挠度变形量最大的区域进行涂覆,针对变形量最大的区域提供磁力,挠度变形量最大的区域一般为卷针中部区域;也可以在整个卷针表面都涂覆磁性材料。卷针还可以采用磁性材料一体成型,使卷针自身具有磁性。卷针也还可以采用磁性材料和非磁性材料间隔设置的方式组成一个整体,比如卷针的两端可以采用非磁性材料制成,中间挠度变形量较大的区域采用磁性材料制成,将磁性材料和非磁性材料组合在一起,形成卷针。
通过供磁组件或其他方式向卷针提供磁场,以使该磁场与卷针上的磁性部相互作用产生磁力,该磁力用来抵抗卷针的变形。
其中,向卷针提供磁场可以在卷针开始卷绕前进行。卷材卷绕设备在开始卷绕前,卷针设置在卷针底座上,由于卷针自身的重力作用,即使卷针表面没有卷绕卷材,其自身也会发生变形。可以在卷材卷绕设备启动时,供磁组件就开始向卷针提供磁场,从而可以使卷针在卷绕开始前,就受到磁力的作用,保持在零变形或较小变形的状态下。
当然,为了节省电源,也可以在卷绕开始时,才向卷针提供磁场。当卷绕开始时,供磁组件开始向卷针提供磁场,该磁场与卷针的磁性部相互作用产生磁力,使卷针在卷绕过程中,始终保持零变形或者较小变形的状态下。
供磁组件或其他外部磁场向卷针的磁性部提供磁场,该磁场与卷针的磁性部之间的相互作用的磁力可以为朝向磁性部的排斥力,也可以为朝向供磁组件的吸引力。当供磁组件设置于卷针的下方时,为了对抗卷针向下的重力和卷材的张力,供磁组件需要向卷针的磁性部提供向上的排斥力,该排斥力使卷针发生向上变形,该形变与由于卷针的重力以及卷材的张力发生的向下的形变相互抵消,从而使卷针的变形减小。当供磁组件位于磁性部的上方时,供磁组件需要向卷针的磁性部提供向上的吸引力,该吸引力使卷针发生向上的变形,该变形与由于卷针的重力以及卷材的张力发生的向下的变形相互抵消。
本申请实施例提供的卷绕方法通过向设置有磁性部的卷针提供磁场,该磁场与磁性部的磁场相互作用产生磁力,抵抗卷针发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题的发生,改进了电极组件的卷绕效率,提高了电池性能。而且,由于卷针变形减小,卷材卷绕设备可以采用更小直径和更大长度的卷针,能够进一步提高电池的能量密度。
一些实施例中,如图9所示,为了能够在卷针卷绕过程中,实时对卷针的变形进行调整,本申请实施例提出的卷绕方法还包括:
S200:对卷针进行监控,并获取卷针的变形量,根据变形量对磁场的强度进行调整。
卷针在卷绕过程中,随着其表面卷绕的卷材厚度的增加,其受到的张力会逐渐增大,其变形也会逐渐增大,如果仅仅依靠卷针开始卷绕时供磁组件提供的磁场的强度,并不足以抵抗逐渐增加的张力,因此,本申请实施例中,为了能够实时根据卷针在卷绕过程中的变形量来调整磁场的强度,以实时调整磁场对卷针产生的磁力,提出了在卷针卷绕过程中,对卷针进行监控,获取卷针的变形量,并根据卷针的变形量对磁场的强度进行调整。
对供磁组件的磁场的强度进行的调整可以采用多种方式进行,比如:可以通过调整经过该供磁组件的电流或者电压大小来调整磁场的强度,也可以通过调整供磁组件与卷针的磁性部的距离来调整供磁组件的磁场与卷针的磁性部之间的磁力。
例如,当供磁组件设置于卷针的下方时,主要依靠供磁组件向卷针的磁性部提供的向上的排斥力,使卷针发生向上变形。当卷针向下的变形变大时,需要通过提高供磁组件的磁场的强度,来加大供磁组件的磁场与卷针磁性部之间的排斥力,以抵消卷针上逐渐加大的变形量;当供磁组件位于磁性部的上方时,主要依靠供磁组件向卷针的磁性部提供的向上的吸引力,使卷针发生向上的变形。当卷针向下的变形变大时,需要通过提高供磁组件的磁场的强度,来加大供磁组件的磁场与卷针磁性部之间的吸引力,以抵消卷针上逐渐加大的变形量。
本申请实施例通过对卷针进行监控,并实时获取卷针的变形量,根据该变形量实时调整磁场强度,进而调整卷针受到的磁力,能够在卷针卷绕过程中使卷针的变形量保持在较小的范围内。
一些实施例中,如图10所示,为了更加精准的对卷针的变形量进行调节,步骤S200包括:
S210:获取卷针当前位置与初始位置的位移变化量;
S220:根据位移变化量和预设的挠度变形量模型确定卷针的最大挠度变形量;
S230:若最大挠度变形量大于预设的阈值,则对磁场的强度进行调整。
由于卷针在卷绕过程中,随着卷材厚度的变化,其发生的变形量会不同,如何准确的获取卷针的变形量变得非常重要,本申请实施例通过获取卷针在特定位置的位移变化量,然后根据预设的挠度变形量模型确定卷针的最大挠度变形量,通过这种方式,可以准确的预测卷针的变形情况,并根据该变形情况对磁场的强度进行调整,进而调整卷针的变形量。
卷针变形量的获取可以采用多种方式。一种方式为通过位移传感器获取卷针的一端或两端的变形量。由于卷针在卷绕过程中,两端始终处于裸露状态,通过位移传感器能够准确的获取端部的变形量。如图5所示,A0为卷针没有发生形变时,卷针表面与该位移传感器的距离,A为卷针受重力或卷材张力的影响发生形变时,卷针表面与该位移传感器的距离。则此时,卷针的变形量
Figure 902676DEST_PATH_IMAGE001
为:
Figure 939902DEST_PATH_IMAGE002
。当卷针转动时,位移传感器也可以实时获取卷针的变形量。当通过对卷针的端部进行监控获取该位置的变形量后,根据预设的挠度变形量模型对卷针在磁性部的变形量进行估计,得出磁性部的最大挠度变形量
Figure 156120DEST_PATH_IMAGE003
另一种方式也可以通过在卷针两端设置CCD相机等方式,在卷针卷绕过程中对卷针进行拍照,通过图像分析获取卷针的最大挠度变形量,在这里不再赘述。
其中,根据卷针的变形量
Figure 304204DEST_PATH_IMAGE001
通过预设的挠度变形量模型对卷针的磁性部的变形量进行估计可以通过如下方式进行。如图11所示,给出了根据卷针的变形量计算最大挠度变形量的简化模型。其中A0为卷针没有发生形变时,卷针表面与位移传感器的距离,A为卷针受重力或卷材张力的影响发生形变时,卷针表面与位移传感器的距离,L为卷针的长度,该卷针的挠度变形量计算公式为:
Figure 63213DEST_PATH_IMAGE004
其中q为卷材张力系数,E为卷针弹性模量,L为卷针长度,I为卷针截面惯矩,卷针截面惯矩跟卷针的形状有关。
Figure 5761DEST_PATH_IMAGE005
时,
Figure 709275DEST_PATH_IMAGE006
其中F=q*L为卷材张力。
由卷针截面惯矩
Figure 536417DEST_PATH_IMAGE007
,其中D为卷针直径,可得:
Figure 8986DEST_PATH_IMAGE008
根据图11所示的最大挠度变形量的简化模型,再根据试验平台进行实际数据的测量,对简化模型进行修正,修正后的挠度变形量模型为:
Figure 388015DEST_PATH_IMAGE009
其中K为修正系数,b为补偿量。
根据上述修正后的挠度变形量模型及通过测量得到的卷针位置A,计算出的卷针变形量
Figure 578825DEST_PATH_IMAGE010
,即可推算出当卷针变形量
Figure 68712DEST_PATH_IMAGE011
时,根据上述挠度变形量计算公式,计算出该卷针的最大挠度变形量
Figure 35269DEST_PATH_IMAGE012
当获取到卷针的最大挠度变形量后,可以直接根据该最大挠度变形量对磁场强度进行调整,进而对卷针的变形进行调整,但这种方式容易造成对卷针的调整过于频繁,使其处于不稳定的状态下,反而会影响卷针的卷绕效果。在本申请实施例中,在获取到卷针的最大挠度变形量后,判断该最大挠度变形量是否大于预设的阈值,即卷针的变形是否处于合理的范围内,如果处于合理的范围内,则不对磁场强度进行调整。如果该最大挠度变形量大于预设的阈值,则对磁场的强度进行调整,使卷针的变形量处于合理的范围内。
本申请实施例通过监测卷针的位移变化量,并通过挠度变形量模型进行最大挠度变形量的预测,确定卷针的最大挠度变形量,只有在最大挠度变形量大于预设阈值时,才对磁场强度进行调整,通过这种方式简化了获取卷针变形量的操作,提高了获取卷针变形量的准确性,也避免了对卷针进行频繁的调整,提高了卷绕效率。
一些实施例中,为了更加精准的对卷针的变形进行调整,采用在轴线方向上间隔设置有多个磁性部的卷针进行卷材的卷绕,分别向卷针上的各磁性部提供磁场,对卷针进行监控,并获取卷针的变形量,根据变形量分别对与各磁性部对应的磁场的强度进行调整。
当卷针长度较长时,其发生变形的变形量比较大,通过对卷针的单一位置进行调整,无法完全对其变形进行控制,本申请实施例采用在沿卷针轴线方向间隔设置有多个磁性部的卷针进行卷材的卷绕,并分别向各磁性部提供磁场。多个磁性部之间的间隔可以根据需要设置成相同,也可以设置成不同的间距,比如:在卷针的中部位置,卷针的变形量较大,则在卷针的中部位置将多个磁性部设置的较为密集,其间隔相对较小;在卷针的两端的位置,卷针的变形量较小,则磁性部之间的距离可以设置的相对较大。
向各个磁性部分别提供不同的磁场,可以对卷针的不同位置施加不同的磁力,从而实现对卷针不同位置的变形量进行调整。在卷针卷绕过程中,通过监控卷针的变形量,并通过挠度变形量模型对各个磁性部对应的位置的变形量进行预测,根据预测处的每个磁性部对应的变形量,分别调整每个磁性部对应的磁场的强度,进而实现对卷针的不同位置的分别调整。
本申请实施例通过这种方式,可以更精准的对卷针的特定位置的变形进行调整,使卷针的各个部位都能够受力均衡,使卷针始终处于零变形或者变形量在允许的范围之内。
一些实施例中,为了更加精准的对卷针的变形量进行调节,通过获取卷针当前位置与初始位置的位移变化量,根据位移变化量和预设的挠度变形量模型确定卷针上各磁性部位置对应的各最大挠度变形量,据各磁性部位置对应的各最大挠度变形量和各磁性部位置预设的阈值,分别对各磁性部对应的磁场的磁场强度进行调整。
在根据卷针的变形量对各磁性部对应的磁场强度进行调整时,可以通过挠度变形量模型,对各个磁性部对应的位置的变形量进行预测,确定每个磁性部对应的最大挠度变形量,并根据确定出的每个磁性部对应的最大挠度变形量,对每个磁性部对应的磁场的强度进行调整。
在根据每个磁性部对应的最大挠度变形量分别调整其对应的磁场的强度时,可以首先判断每个磁性部对应的最大挠度变形量是否在各自预设的阈值范围内,如果在预设的阈值范围内,则说明卷针的该部分变形较小,可以不用进行调整;如果超出了预设的阈值范围,则说明卷针的该部分变形较大,则需要对该磁性部对应的强度进行调整。需要指出的是,由于每个磁性部在卷针上的位置不同,不同位置具有不同的变形情况,需要为不同的磁性部分别设置不同的阈值范围。在卷针的中间部分,变形量一般较大,在卷针的两端部分,变形量一般较小,因此,可以将中间部分的磁性部对应的阈值较大值,将卷针两端部分的磁性部对应的阈值设置为较小值。
本申请实施例通过监测卷针的位移变化量,并通过挠度变形量模型进行各个磁性部对应的最大挠度变形量的预测,同时为各个磁性部设置不同的阈值,当各磁性部对应的最大挠度变形量大于该磁性部对应的预设阈值时,则对该磁性部对应的磁场的强度进行调整,通过这种方式提高了获取卷针变形量的准确性,也避免了对卷针进行频繁的调整,提高了卷绕效率。
本申请实施例提供的卷绕方法,通过为卷针上的磁性部提供磁场,该磁场与磁性部相互作用产生磁力,抵抗卷针发生的变形,减小了电极组件在卷绕过程中发生错位或发生褶皱的风险,也避免了卷针在卷绕过程中由于变形导致的脱出或断裂的问题的发生,显著改善卷针挠度变形,提高卷针刚性。同时,由于卷针变形大大降低,在同等幅宽条件下,卷材卷绕设备可以选用直径更小的卷针,大大提高了电池的容量和能量密度。
最后应说明的是:以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围,其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。尤其是,只要不存在结构冲突,各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本发明并不局限于文中公开的特定实施例,而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。

Claims (12)

1.一种卷材卷绕设备,其特征在于,包括:
卷针,用于卷绕卷材,所述卷针包括磁性部,所述磁性部沿所述卷针轴线方向设置;和,
供磁组件,用于提供磁场,所述供磁组件与所述磁性部对应设置,所述磁场与所述磁性部相互作用产生磁力,以抵抗所述卷针的变形。
2.根据权利要求1所述的卷材卷绕设备,其特征在于,所述供磁组件包括调节单元和励磁线圈;
所述励磁线圈与所述磁性部对应设置;
所述调节单元与所述励磁线圈电连接,所述调节单元用于对经过所述励磁线圈的电流和/或电压进行调整,以调整所述磁场的强度。
3.根据权利要求2所述的卷材卷绕设备,其特征在于,所述供磁组件包括监控单元和控制单元;
所述监控单元用于获取所述卷针的变形量,并将所述变形量发送给所述控制单元;
所述控制单元与所述调节单元电连接,所述控制单元用于根据所述变形量控制所述调节单元,以对所述磁场的强度进行调整。
4.根据权利要求3所述的卷材卷绕设备,其特征在于,所述监控单元与所述卷针的一端或两端相对设置。
5.根据权利要求2-4任一项所述的卷材卷绕设备,其特征在于,沿所述卷针轴线方向间隔设置有多个磁性部;
所述供磁组件包括多个励磁线圈,每个所述励磁线圈与每个所述磁性部相对设置。
6.根据权利要求1所述的卷材卷绕设备,其特征在于,所述卷针表面设置有环形凹槽,所述磁性部设置于所述环形凹槽内。
7.根据权利要求6所述的卷材卷绕设备,其特征在于,所述磁性部外侧表面与所述卷针表面平齐。
8.一种卷材卷绕方法,其特征在于,所述方法包括:
通过卷针对卷材进行卷绕,所述卷针上沿轴线方向设置有磁性部;
向所述卷针提供磁场,所述磁场与所述磁性部相互作用产生磁力,以抵抗所述卷针的变形。
9.根据权利要求8所述的卷材卷绕方法,其特征在于,所述方法包括:
对所述卷针进行监控,并获取所述卷针的变形量;
根据所述变形量对所述磁场的强度进行调整。
10.根据权利要求9所述的卷材卷绕方法,其特征在于,获取所述卷针的变形量,根据所述变形量对所述磁场的强度进行调整,包括:
获取所述卷针当前位置与初始位置的位移变化量;
根据所述位移变化量和预设的挠度变形量模型确定所述卷针的最大挠度变形量;
若所述最大挠度变形量大于预设的阈值,则对所述磁场的强度进行调整。
11.根据权利要求8所述的卷材卷绕方法,其特征在于,所述卷针上沿轴线方向间隔设置有多个磁性部;
所述卷绕方法还包括:
分别向所述卷针上的各磁性部提供磁场;
对所述卷针进行监控,并获取卷针的变形量;
根据所述变形量分别对与各磁性部对应的磁场的强度进行调整。
12.根据权利要求11所述的卷材卷绕方法,其特征在于,所述获取卷针的变形量,并根据所述变形量分别对与各磁性部对应的磁场的强度进行调整,包括:
获取所述卷针当前位置与初始位置的位移变化量;
根据所述位移变化量和预设的挠度变形量模型确定所述卷针上各磁性部位置对应的各最大挠度变形量;
根据各磁性部位置对应的各最大挠度变形量和各磁性部位置预设的阈值,分别对各磁性部对应的磁场的磁场强度进行调整。
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