CN114603253B - 一种正极极片的多振镜激光制片方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及极片制作工艺技术领域，公开了一种正极极片的多振镜激光制片方法及系统，其方法通过将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面，并采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片。其利用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器可以保证激光器的脉冲能量不被削弱的情况下，增大振镜的扫描范围，便于振镜拼接，提高了切割效率和极片质量，便于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行批量切割，提高了对大幅面的正极极片片体的激光切割的加工效率。

Description

一种正极极片的多振镜激光制片方法及系统
技术领域
本发明涉及极片制作工艺技术领域，尤其涉及一种正极极片的多振镜激光制片方法及系统。
背景技术
目前，锂电池作为新能源储能设备的重要动力部件之一，其具有两种极片结构，一种为卷绕式，一种为叠片式，而随着储能应用的发展，对于储能容量的需求越来越大，因此，叠片式极片越来越受到市场认可。
叠片式极片可以分为正极极片和负极极片，其中，正极极片的结构主要包括主正极主体（涂料区）和极耳区域（铝箔区），传统的正极极片制片方法是采用模切的方式对正极极片片体进行切割，但这种模切方式不仅加工效率低，且容易产生毛刺，对正极极片的安全性能容易造成负面的影响。
而利用激光切割正极极片片体，可以提高加工效率，且减少毛刺的产生。但如今对大尺寸的正极极片片体的需求越来越多，如尺寸为120mm×590mm、120mm×950mm和120mm×1250mm，而对于这类大幅面的正极极片片体，一般的激光切割设备由于振镜的加工范围较小，需要通过不断移动振镜至每个加工位置进行加工，这就导致加工时长较长，加工效率较低。
发明内容
本发明提供了一种正极极片的多振镜激光制片方法及系统，解决了对大幅面的正极极片片体的激光切割的加工效率较低的的技术问题。
有鉴于此，本发明第一方面提供了一种正极极片的多振镜激光制片方法，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，包括以下步骤：
通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在所述正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面；其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器；
以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面；
采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，所述预设的切割参数包括切割轨迹。
可选地，本方法还包括：
获取所述正极极片片体幅面的当前位姿；
根据预设的位姿对所述正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
可选地，以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面的步骤具体包括：
获取每个所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据所述第一坐标差值对所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合；
以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据所述第二坐标差值对相应的相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面。
可选地，所述切割轨迹与预设的切割槽的位置相对应，使所述切割轨迹落入至所述预设的切割槽内，其中，所述预设的切割槽设置于用于放置正极极片片体的治具上。
可选地，本方法还包括：
对所述激光器切割所述正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
可选地，本方法还包括：
判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告。
可选地，本方法还包括：
根据各个所述扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，所述预置的切割参数库包括每个所述扫描幅面在所述网格幅面中的位置以及所述网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，所述切割参数包括切割轨迹和切割速度。
可选地，采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片的步骤具体包括：
采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部。
可选地，所述扫描振镜的定位分辨率≥20bit。
可选地，所述扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
第二方面，本发明还提供了一种正极极片的多振镜激光制片系统，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，包括：
扫描模块，用于通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在所述正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面；其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器；
振镜拼接模块，用于以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面；
制片模块，用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，所述预设的切割参数包括切割轨迹。
可选地，本系统还包括：
CCD视觉模块，用于获取所述正极极片片体幅面的当前位姿；
位姿修正模块，用于根据预设的位姿对所述正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
可选地，所述振镜拼接模块具体包括：
第一拼接子模块，用于获取每个所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据所述第一坐标差值对所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合；
第二拼接子模块，用于以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据所述第二坐标差值对相应的相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面。
可选地，本系统还包括：治具，所述治具用于放置正极极片片体，所述治具设有切割槽，所述切割轨迹与所述切割槽的位置相对应，使所述切割轨迹落入至所述切割槽内。
可选地，本系统还包括：除尘模块，用于对所述激光器切割所述正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
可选地，本系统还包括：告警模块，用于判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告
可选地，本系统还包括：参数匹配模块，用于根据各个所述扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，所述预置的切割参数库包括每个所述扫描幅面在所述网格幅面中的位置以及所述网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，所述切割参数包括切割轨迹和切割速度。
可选地，所述制片模块具体用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部。
可选地，所述扫描振镜的定位分辨率≥20bit。
可选地，所述扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
从以上技术方案可以看出，本发明具有以下优点：
本发明通过将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面，并采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片。其利用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器可以保证激光器的脉冲能量不被削弱的情况下，增大振镜的扫描范围，便于振镜拼接，提高了切割效率和极片质量，便于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行批量切割，提高了对大幅面的正极极片片体的激光切割的加工效率。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种正极极片的多振镜激光制片方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的极片切割的过程图；
图3为本发明实施例提供的一种正极极片的多振镜激光制片系统的结构示意图。
具体实施方式
目前，利用激光切割正极极片片体，可以提高加工效率，且减少毛刺的产生。但如今对大尺寸的正极极片片体的需求越来越多，如尺寸为120mm×590mm、120mm×950mm和120mm×1250mm，而对于这类大幅面的正极极片片体，一般的激光切割设备由于振镜的加工范围较小，需要通过不断移动振镜至每个加工位置进行加工，这就导致加工时长较长，加工效率较低。
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
为了便于理解，请参阅图1，本发明提供的一种正极极片的多振镜激光制片方法，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，包括以下步骤：
步骤一、通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面。
需要说明的是，激光器可以根据预先输入的激光参数发出激光光束，其中，激光参数包括激光功率、单脉冲能量、单脉冲宽度、扫描频率，其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器。
步骤二、以正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面。
可以理解的是，通过将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，也即将映射到正极极片片体幅面上的扫描幅面进行拼接，从而可以将拼接得到的扫描幅面完全覆盖正极极片片体幅面，将正极极片片体幅面划分为网格幅面，其中，网格幅面中的每一格幅面对应有一个扫描幅面。
其中，通过扫描振镜可以设定相应的扫描幅面的扫描参数，如扫描边界尺寸和扫描边界形状，一般情况下，对于大尺寸幅面，扫描边界尺寸采用120mm×300mm，扫描边界形状为矩形。
步骤三、采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，预设的切割参数包括切割轨迹。
其中，由于步骤二是将正极极片片体幅面划分为网格幅面，而每个扫描振镜对应有扫描幅面，而网格幅面中的每一格幅面对应有一个扫描幅面，采用多个扫描振镜按照相应的扫描轨迹对相应的扫描幅面进行激光切割，由于对网格幅面中的每一格幅面进行切割，可以进一步实现对大尺寸幅面的正极极片片体进行切割，得到正极极片。
需要说明的是，对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，如尺寸为120mm×590mm、120mm×950mm和120mm×1250mm的正极极片，若采用单振镜是难以覆盖极片的全部幅面，而采用小功率的激光器通过振镜对正极极片片体进行扫描时，其振镜的扫描幅面很小，若增大振镜的扫描幅面时，则会削弱激光器的脉冲能量，从而减弱激光器的切割效果，而若采用大量的振镜进行拼接，则会浪费振镜的资源，也影响振镜拼接的精度。
而本实施例是采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器，不仅可以提高切割速度，降低激光切割时对片体的热效应，减少毛刺的产生，而且，还可以保证激光器的脉冲能量不被削弱的情况下，可以增大振镜的扫描范围，以较少的振镜拼接即可实现对大尺寸幅面的极片片体进行切割。
在一个具体示例中，皮秒/飞秒激光切割器的单个脉冲能量≥80μJ，单个脉冲宽度≤10皮秒，重复频率为2.0MHz-10MHz，采用扫描振镜多次切割方式，扫描振镜的单次扫描速度20000mm/s~70000mm/s。极片料区最少重复扫描次数为6次，最多重复扫描次数为25次，最终有效扫描速度为1000mm/s~3000mm/s。极片极耳区最少重复扫描次数为2次，最多重复扫描次数为10次，最终有效扫描速度为3000mm/s~9000mm/s，扫描振镜的定位分辨率≥20bit，扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
通过对皮秒/飞秒激光切割器的上述参数的具体限定，可以提高切割效率，同时，保证电池的性能。
以皮秒/飞秒激光切割器的优选设定为单个脉冲能量≥80μJ、单个脉冲宽度≤10皮秒、重复频率为2.0MHz-10MHz。其中，上述参数中，单个脉冲宽度、功率以及重复频率的关系如下：单个脉冲能量=功率/重复频率。基于这一参数设定，实现高功率、高重频及大能量的皮秒/飞秒激光切割器在正极极片制片中的应用，保证对正极极片更加稳定地切割，进一步提高切割效率及切割质量。具体每一功率对应的参数组合可以是例如下表格：
本实施例提供了一种正极极片的多振镜激光制片方法，通过将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面，并采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片。其利用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器可以保证激光器的脉冲能量不被削弱的情况下，增大振镜的扫描范围，便于振镜拼接，提高了切割效率和极片质量，便于对宽度为250mm以上的大幅面正极极片进行批量制作，提高了对大幅面的正极极片片体的激光切割的加工效率。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
S10、获取正极极片片体幅面的当前位姿。
S11、根据预设的位姿对正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
可以理解的是，通过采集到正极极片片体幅面的对角的当前角度，以确定其当前位姿，并以直角度作为基准角度，计算正极极片片体幅面的当前角度与基准角度之间的补偿角度，再将补偿角度通过加工平台的XY运动平台对正极极片片体幅面的当前角度进行角度补偿，从而将正极极片片体幅面进行摆正，实现对正极极片片体幅面的位姿修正以及粗定位。
在一个具体实施例中，步骤二具体包括：
S201、获取每个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据第一坐标差值对第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合。
S202、以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据第二坐标差值对相应的相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面。
需要说明的是，扫描振镜为n个，n≥2，可以定义其相应的扫描视场为第一个扫描视场、第二个扫描视场、第三个扫描视场...第n-1个扫描视场、第n个扫描视，其中，第一个扫描振镜可以为任一个扫描振镜，其中，靶点位置可以设置于扫描振镜的扫描幅面的一侧边界上，通过计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与靶点位置之间的坐标差值，通过坐标差值对第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，以使得第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合。其中，预设的靶点位置可以为特征点，如极耳与极片之间的交点或幅面对角点。
由于第一个扫描振镜的扫描幅面经过位置补偿到达指定位置，可以将经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算第二个扫描振镜的扫描幅面距离第一个扫描振镜的扫描幅面的边界最近的边界位置与第一个扫描振镜的扫描幅面的边界的位置之间的坐标差值，并以坐标差值对第二个扫描振镜的扫描幅面的边界位置进行位置补偿，使得第二个扫描振镜的扫描幅面的边界与第一个扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，以此类推，从而将剩余的扫描振镜的扫描幅面与其相邻的扫描振镜的扫描幅面进行边界重合，直至最后一个扫描振镜的扫描幅面的边界与其前一个相邻的扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面。
在实际应用中，由于正极极片片体幅面宽度是确定的，即可以横向拼接所有扫描振镜的扫描幅面，并使得拼接后的扫描幅面完全覆盖正极极片片体幅面。在一个示例中，在得到网格幅面后，还通过对相邻位置的扫描振镜的扫描幅面进一步位置补偿，以使得相邻位置的扫描振镜的扫描幅面部分重叠，从而提高拼接的精度。
在一个具体实施例中，切割轨迹与预设的切割槽的位置相对应，使切割轨迹落入至预设的切割槽内，其中，预设的切割槽设置于用于放置正极极片片体的治具上。
需要说明的是，通过对正极极片片体进行位置修正，可以使得修正后的正极极片片体在预设的位置范围内，并使得激光器的切割轨迹与预设的切割槽的位置相对应，而切割槽开槽在治具上，以使得在激光切割时，提高切割精度，并降低对治具的损害程度，提高治具的使用寿命。
同时，在一个具体实施例中，在切割过程中，还判断切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告，以告知工作人员及时维护。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
对激光器切割正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
其中，清除的方式包括吹尘和/或吸尘，其清除装置不限于吹风设备或吸尘设备。
在一个具体实施例中，本方法还包括：
S21、根据各个扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，预置的切割参数库包括每个扫描幅面在网格幅面中的位置以及网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，切割参数包括切割轨迹和切割速度。
在一个具体示例中，将网格幅面加载至计算机系统的扫描图层中，以确定网格幅面中每一格幅面在正极极片片体幅面中的位置，由于网格幅面中每一格幅面与各扫描幅面相对应，从而可以确定各个扫描幅面之间的位置关系，在切割参数库包括每个扫描幅面在网格幅面中的位置以及网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，因此，通过各个扫描幅面之间的位置关系可以确定每个扫描幅面在网格幅面中的位置，并确定相应位置对应的切割参数，从而确定每个扫描振镜的切割参数。
可以理解的是，网格幅面中每一格幅面对应的切割轨迹可以组成正极极片片体幅面的总的切割轨迹。
在一个具体实施例中，步骤三具体包括：
S301、采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部，其中，预设的切割参数包括切割轨迹。
以下为步骤S301的部分示例：
在一个示例中，如图2所示，其示意了极片切割过程，正极极片片体的尺寸为240mm×250mm，激光器和扫描振镜均为两个，经过两个激光器11、12对待切割片体30进行激光切割，得到两个极片31、32，其中，两个极片31、32分别配置有极耳41和极耳42。
在一个实际应用中，具体是通过一个扫描振镜接收相应的激光器发出的激光光束按照预设的极耳切割路径对相应的扫描幅面（极耳区）进行激光切割形成极耳，同时，通过另一个扫描振镜接收相应的激光器发出的激光光束按照预设的倒角切割路径对相应的扫描幅面（涂覆区）进行激光切割形成倒角部，然后，两个扫描振镜按照各自对应的预设的极片分割路径对正极极片片体的主体进行激光切割，得到两个尺寸均为120mm×250mm的极片，两个极片均配置有极耳及倒角部，从而便于批量切割极片，提高了极片加工效率，同时，还大大减少了切割废料。
以上为本发明提供的一种正极极片的多振镜激光制片方法的实施例的详细描述，以下为本发明提供的一种正极极片的多振镜激光制片系统的实施例的详细描述。
为了方便理解，请参阅图3，本发明提供的一种正极极片的多振镜激光制片系统，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，包括：
扫描模块100，用于通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面；其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器。
需要说明的是，激光器可以根据预先输入的激光参数发出激光光束，其中，激光参数包括激光功率、单脉冲能量、单脉冲宽度、扫描频率，其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器。其中，扫描振镜的定位分辨率≥20bit，扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
振镜拼接模块200，用于以正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面。
可以理解的是，通过将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，也即将映射到正极极片片体幅面上的扫描幅面进行拼接，从而可以将拼接得到的扫描幅面完全覆盖正极极片片体幅面，将正极极片片体幅面划分为网格幅面，其中，网格幅面中的每一格幅面对应有一个扫描幅面。
其中，通过扫描振镜可以设定相应的扫描幅面的扫描参数，如扫描边界尺寸和扫描边界形状，一般情况下，对于大尺寸幅面，扫描边界尺寸采用120mm×300mm，扫描边界形状为矩形。
制片模块300，用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，预设的切割参数包括切割轨迹。
其中，由于步骤二是将正极极片片体幅面划分为网格幅面，而每个扫描振镜对应有扫描幅面，而网格幅面中的每一格幅面对应有一个扫描幅面，采用多个扫描振镜按照相应的扫描轨迹对相应的扫描幅面进行激光切割，由于对网格幅面中的每一格幅面进行切割，可以进一步实现对大尺寸幅面的正极极片片体进行切割，得到正极极片。
需要说明的是，对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，如尺寸为120×590mm、120×950mm和120×1250mm的正极极片，若采用单振镜是难以覆盖极片的全部幅面，而采用小功率（如50W左右）的激光器通过振镜对正极极片片体进行扫描时，其振镜的扫描幅面很小，若增大振镜的扫描幅面时，则会削弱激光器的脉冲能量，从而减弱激光器的切割效果，而若采用大量的振镜进行拼接，则会浪费振镜的资源，也影响振镜拼接的精度。
而本实施例是采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器，不仅可以提高切割速度，降低激光切割时对片体的热效应，减少毛刺的产生，而且，还可以保证激光器的脉冲能量不被削弱的情况下，可以增大振镜的扫描范围，以较少的振镜拼接即可实现对大尺寸幅面的极片片体进行切割。在一个具体实施例中，激光器的单脉冲能量为100μJ。
在一个具体实施例中，本系统还包括：
CCD视觉模块，用于获取正极极片片体幅面的当前位姿；
位姿修正模块，用于根据预设的位姿对正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
在一个具体实施例中，振镜拼接模块具体包括：
第一拼接子模块，用于获取每个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据第一坐标差值对第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合；
第二拼接子模块，用于以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据第二坐标差值对相应的相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将正极极片片体幅面划分为网格幅面。
在一个具体实施例中，本系统还包括：治具，治具用于放置正极极片片体，治具设有切割槽，切割轨迹与切割槽的位置相对应，使切割轨迹落入至切割槽内。
在一个具体实施例中，本系统还包括：除尘模块，用于对激光器切割正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
在一个具体实施例中，本系统还包括：告警模块，用于判断切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告。
在一个具体实施例中，本系统还包括：参数匹配模块，用于根据各个扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，预置的切割参数库包括每个扫描幅面在网格幅面中的位置以及网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，切割参数包括切割轨迹和切割速度。
在一个具体实施例中，制片模块具体用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统，装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
以上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精神和范围。

Claims (18)

1.一种正极极片的多振镜激光制片方法，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，其特征在于，包括以下步骤：
通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在所述正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面；其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器；
以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面；
采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，所述预设的切割参数包括切割轨迹；
以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面的步骤具体包括：
获取每个所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据所述第一坐标差值对所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合；
以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据所述第二坐标差值对相应的相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面。
2.根据权利要求1所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，还包括：
获取所述正极极片片体幅面的当前位姿；
根据预设的位姿对所述正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
3.根据权利要求2所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，所述切割轨迹与预设的切割槽的位置相对应，使所述切割轨迹落入至所述预设的切割槽内，其中，所述预设的切割槽设置于用于放置正极极片片体的治具上。
4.根据权利要求3所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，还包括：
对所述激光器切割所述正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
5.根据权利要求3所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，还包括：
判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告。
6.根据权利要求1所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，还包括：
根据各个所述扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，所述预置的切割参数库包括每个所述扫描幅面在所述网格幅面中的位置以及所述网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，所述切割参数包括切割轨迹和切割速度。
7.根据权利要求1或6所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片的步骤具体包括：
采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部。
8.根据权利要求1所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，所述扫描振镜的定位分辨率≥20bit。
9.根据权利要求1所述的正极极片的多振镜激光制片方法，其特征在于，所述扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
10.一种正极极片的多振镜激光制片系统，应用于对宽幅为250mm以上的正极极片的材料进行切割，其特征在于，包括：
扫描模块，用于通过多个扫描振镜分别接收对应的激光器所发出的激光光束在正极极片片体幅面上进行扫描，在所述正极极片片体幅面上形成多个扫描幅面；其中，激光器采用250W~1000W的皮秒或飞秒激光器；
振镜拼接模块，用于以所述正极极片片体幅面为基准，将多个扫描振镜分别对应的扫描幅面进行拼接，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面；
制片模块，用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到正极极片，其中，所述预设的切割参数包括切割轨迹；
所述振镜拼接模块具体包括：
第一拼接子模块，用于获取每个所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置，计算第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置之间的第一坐标差值，根据所述第一坐标差值对所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得所述第一个扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置与预设的靶点位置相重合；
第二拼接子模块，用于以经位置补偿后得到的第一个扫描振镜的扫描幅面的边界为基准，计算相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置的第二坐标差值，根据所述第二坐标差值对相应的相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界坐标位置进行位置补偿，使得相邻位置的所述扫描振镜的扫描幅面的边界相重合，从而将所述正极极片片体幅面划分为网格幅面。
11.根据权利要求10所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，还包括：
CCD视觉模块，用于获取所述正极极片片体幅面的当前位姿；
位姿修正模块，用于根据预设的位姿对所述正极极片片体幅面的当前位姿进行修正。
12.根据权利要求11所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，还包括：治具，所述治具用于放置正极极片片体，所述治具设有切割槽，所述切割轨迹与所述切割槽的位置相对应，使所述切割轨迹落入至所述切割槽内。
13.根据权利要求12所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，还包括：除尘模块，用于对所述激光器切割所述正极极片片体幅面产生的切割粉尘进行清除。
14.根据权利要求12所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，还包括：告警模块，用于判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置是否对应，若判断所述切割轨迹与预设的切割槽的位置不对应，则进行警告。
15.根据权利要求10所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，还包括：参数匹配模块，用于根据各个所述扫描幅面之间的位置关系在预置的切割参数库中匹配到每个扫描振镜的切割参数，其中，所述预置的切割参数库包括每个所述扫描幅面在所述网格幅面中的位置以及所述网格幅面中每一格幅面对应的切割参数，所述切割参数包括切割轨迹和切割速度。
16.根据权利要求10或15所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，所述制片模块具体用于采用多个扫描振镜按照相应的预设的切割参数对相应的扫描幅面进行激光切割，得到多个正极极片，每个正极极片均配置有极耳和倒角部。
17.根据权利要求10所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，所述扫描振镜的定位分辨率≥20bit。
18.根据权利要求10所述的正极极片的多振镜激光制片系统，其特征在于，所述扫描振镜为单次扫描速度20000mm/s以上的扫描振镜。
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Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103639593A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 苏州德龙激光股份有限公司 用于激光加工的大幅面无缝拼接的方法及系统
CN107234345A (zh) * 2017-07-14 2017-10-10 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光切割系统及其切割方法
CN206732372U (zh) * 2016-12-05 2017-12-12 深圳光韵达激光应用技术有限公司 一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备
CN111618442A (zh) * 2020-04-28 2020-09-04 深圳市东赢激光设备有限公司 一种振镜式激光拼接切割大幅面厚玻璃的方法
CN112059443A (zh) * 2020-09-21 2020-12-11 深圳市英尚智能技术有限公司 大幅面激光切割机

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103639593A (zh) * 2013-12-12 2014-03-19 苏州德龙激光股份有限公司 用于激光加工的大幅面无缝拼接的方法及系统
CN206732372U (zh) * 2016-12-05 2017-12-12 深圳光韵达激光应用技术有限公司 一种大幅面多激光头超快皮秒激光精密加工装备
CN107234345A (zh) * 2017-07-14 2017-10-10 大族激光科技产业集团股份有限公司 一种激光切割系统及其切割方法
CN111618442A (zh) * 2020-04-28 2020-09-04 深圳市东赢激光设备有限公司 一种振镜式激光拼接切割大幅面厚玻璃的方法
CN112059443A (zh) * 2020-09-21 2020-12-11 深圳市英尚智能技术有限公司 大幅面激光切割机

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