CN114873343B - 一种极片料带纠偏结构及其纠偏方法 - Google Patents

一种极片料带纠偏结构及其纠偏方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种极片料带纠偏结构，包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器、料带段位数传感器、料带纠偏装置以及料带偏移量传感器，料带段位数传感器用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，料带输送距离编码器用于测量一料段单元中已被输送的距离，料带偏移量传感器用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，料带纠偏装置用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏。本发明还提供了一种上述的极片料带纠偏结构采用的纠偏方法，上述极片料带纠偏结构具有结构紧凑、占用空间小以及响应快的优点，上述纠偏方法具有减小极片料带的偏离趋势以及使料带运行更加稳定的优点。

Description

一种极片料带纠偏结构及其纠偏方法
技术领域
本发明涉及锂电池生产的技术领域，具体涉及一种极片料带纠偏结构及其纠偏方法。
背景技术
随着社会的迅速发展，人们的环保意识也在不断增强，锂电池作为一种绿色环保的能源，由于其所具有的高能量、使用寿命长、重量轻等优点，其被广泛地应用于手机、笔记本电脑、数码相机、电动车、电动工具、新能源汽车等各种产品。
众所周知，现有的电池生产中的包括了对极片料带进行输送的步骤。然而，现有的输送装置通常都是包括一个转动辊和一个压合辊，在实际的工作过程中，通过该压合辊和转动辊相互压紧以实现对极片料带的压紧，然后通过转动辊的转动来实现对极片料带的输送，但是，极片在输送过程中会发生偏移的现象，而现有的极片料带输送装置中则不能很好地解决这一问题，现有的输送装置中没有方法可以针对极片料带的偏离进行计算补偿。
因此，亟需一种极片料带纠偏结构及其纠偏方法来解决上述问题。
发明内容
本项发明是针对现在的技术不足，提供一种极片料带纠偏结构。
本发明为实现上述目的所采用的技术方案是：
一种极片料带纠偏结构，包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器、料带段位数传感器、料带纠偏装置以及料带偏移量传感器，所述料带段位数传感器用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，所述料带输送距离编码器用于测量一料段单元中已被输送的距离，所述料带偏移量传感器用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，所述料带纠偏装置用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏。
作进一步改进，所述料带纠偏装置包括安装架、固定座、夹持辊组件、第一直线驱动装置以及旋转装置，所述第一直线驱动装置安装于所述安装架上，所述第一直线驱动装置的输出端与所述旋转装置连接并驱使所述旋转装置做直线运动，所述第一直线驱动装置的输出端的运动方向与极片料带的输送方向相交错地布置，所述旋转装置的输出端与所述固定座连接并驱使该固定座转动，所述夹持辊组件呈可转动地安装于所述固定座上以实现对极片料带的压合夹持。
作进一步改进，所述夹持辊组件包括第一转动辊、第二转动辊以及第二直线驱动装置，所述第一转动辊呈可转动地安装于所述固定座上，所述第二转动辊和所述第一转动辊呈相对立地布置以形成有供极片料带穿过用的穿置空间，所述第二直线驱动装置安装于所述固定座上，且所述第二直线驱动装置的输出端与所述第二转动辊呈可转动地连接并驱使该第二转动辊靠近或者远离所述第一转动辊。
本发明还提供了一种如上所述极片料带纠偏结构的纠偏方法，包括以下步骤：S100：通过所述料带偏移量传感器检测当前料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值Δyn，当Δyn大于预设的偏离值时，进入步骤S200，当Δyn小于预设的偏离值时，则不进行纠偏操作；S200：通过所述料带纠偏装置对同一料段单元进行直线平移纠偏，目标纠偏距离Syn＝(k1*Δyn-k2*Sy(n-1))；其中，k1为偏移折算系数，且k1的取值范围为：0＜k1＜1；k2为超调修正系数，且k2的取值范围为：0＜k2＜1；Sy(n-1)为上一料段单元的实际纠偏距离，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sy(n-1)＝Sy0＝0；进行直线平移纠偏时，以当前料段单元的偏移方向为正向，纠偏方向则朝反向进行。
作进一步改进，Sy(n-1)需要满足以下公式关系：Sy(n-1)＝Δyn-Δy(n-1)，Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值。
作进一步改进，还包括以下步骤：S300：通过所述料带纠偏装置对同一料段单元进行转动纠偏，该纠偏角度θ需要满足下列公式关系：(1)R＝K4w；(2)sin(-θ)＝Sn/R；(3)dθdt＝ωdt；以及
其中，K4为圆弧拟合系数；w为当前料段单元的宽度；R为穿过所述料带纠偏装置的夹持辊组件的中心的垂直线在所述夹持辊组件的中心至当前料段单元在直线平移纠偏前的输送方向所在直线的部分之间的距离；Vt为当前料段单元在直线平移纠偏时的速度；Sn为所述夹持辊组件在直线平移纠偏时的平移距离。
作进一步改进，在所述步骤S300中，Sn需要满足下列公式关系：Sn-1为所述夹持辊组件在上一料段单元的直线平移纠偏时的位移，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sn-1＝S0＝0。
作进一步改进，当前料段单元的直线平移纠偏速度Vt满足以下公式：(1)Vt＝K3*Syn*tat/t0 2；(2)t0＝(P-Sat)/Vat；(3)Vt＝(k3*(k1*Δyn-k2*(Δyn-Δy(n-1))))*tat*Vat 2/(P-Sat)2；其中，k3为速度拟合系数，且k3的取值范围为：k3＞0；Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Δy(n-1)＝Δy0＝0；P为每一料段单元的长度，该长度P由所述料带输送距离编码器和料带段位数传感器测得；Sat为当前料段单元已被输送的距离，该距离Sat由所述料带输送距离编码器测得；Vat为当前料段单元的已被输送部分的输送速度；tat为输送距离Sat所用的时间；t0为当前料段单元剩余部分按照速度Vat输送时所预测需要的时间。
本发明的有益效果：本发明的极片料带纠偏结构包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器、料带段位数传感器、料带纠偏装置以及料带偏移量传感器，料带段位数传感器用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，料带输送距离编码器用于测量一料段单元中已被输送的距离，料带偏移量传感器用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，料带纠偏装置用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏。故在实际工作时，可以由操作人员根据需要对极片料带分割成若干个料段单元，当检测到料段单元偏离预设位置的偏离值大于预设偏离值时，通过料带纠偏装置对料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏以使得该料段单元可以保持在预设偏离值内；本发明还提供了一种上述极片料带纠偏结构的纠偏方法，包括以下步骤：S100：通过料带偏移量传感器检测当前料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值Δyn，当Δyn大于预设的偏离值时，进入步骤S200，当Δyn小于预设的偏离值时，则不进行纠偏操作；S200：通过料带纠偏装置对同一料段单元进行直线平移纠偏，目标纠偏距离Syn＝(k1*Δyn-k2*Sy(n-1))；其中，k1为偏移折算系数，且k1的取值范围为：0＜k1＜1；k2为超调修正系数，且k2的取值范围为：0＜k2＜1；Sy(n-1)为上一料段单元的实际纠偏距离，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sy(n-1)＝Sy0＝0；进行直线平移纠偏时，以当前料段单元的偏移方向为正向，纠偏方向则朝反向进行；本发明的极片料带纠偏结构采用上述纠偏方法，通过对上一料段单元的实际纠偏距离和对当前料段单元的实际测量偏离值进行加权之后得到对当前料段单元的目标纠偏距离，通过该方法可以使得对当前料段进行直线平移纠偏时减小极片料带的偏离趋势，使料带的运行更加稳定。
下面结合附图与具体实施方式，对本发明进一步说明。
附图说明
图1为本发明的极片料带纠偏结构的布局结构示意图；
图2为本发明的料带纠偏装置的整体结构示意图；
图3为本发明的料带纠偏装置的剖视图；
图4为本发明的极片料带纠偏结构在纠偏时的拟合出圆弧时的结构示意图。
具体实施方式
以下所述仅为本发明的较佳实施例，并不因此而限定本发明的保护范围。
请参考图1至图4，本发明的极片料带纠偏结构1000，包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器200、料带段位数传感器300、料带纠偏装置100以及料带偏移量传感器400，料带段位数传感器300用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，料带输送距离编码器200用于测量一料段单元中已被输送的距离，料带偏移量传感器400用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，料带纠偏装置100用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏。较优的是，料带输送距离编码器200、料带段位数传感器300以及料带偏移量传感器400三者测量的是同一料段单元的数据，但不限于此。
请参考图1和图2，料带纠偏装置100包括安装架10、固定座20、夹持辊组件30、第一直线驱动装置40以及旋转装置50，第一直线驱动装置40安装于安装架10上，第一直线驱动装置40的输出端与旋转装置50连接并驱使旋转装置50做直线运动，第一直线驱动装置40的输出端的运动方向与极片料带的输送方向相交错地布置，旋转装置50的输出端与固定座20连接并驱使该固定座20转动，夹持辊组件30呈可转动地安装于固定座20上以实现对极片料带的压合夹持；故在实际工作时，通过旋转装置50可以驱使夹持辊组件30相对安装架10转动以进行转动纠偏，通过第一直线驱动装置40可以驱使夹持辊组件30相对安装架10做平移运动以进行直线平移纠偏。较优的是，夹持辊组件30包括第一转动辊31、第二转动辊32以及第二直线驱动装置33，第一转动辊31呈可转动地安装于固定座20上，第二转动辊32和第一转动辊31呈相对立地布置以形成有供极片料带穿过用的穿置空间30a，第二直线驱动装置33安装于固定座20上，且第二直线驱动装置33的输出端与第二转动辊32呈可转动地连接并驱使该第二转动辊32靠近或者远离第一转动辊31；故在实际使用时可以通过第一转动辊31和第二转动辊32的相互配合以实现对极片料带的压紧，确保纠偏的良好效果。
值得注意的是，本发明的第一直线驱动装置40和第二直线驱动装置33可以是气缸或者丝杆等本领域的技术人员所常用的直线驱动装置，本发明的旋转装置50可以为步进电机或者无间隙转动调节的装置，故在此并不一一赘述。
请参考图1至图4，本发明还提供了一种如上极片料带纠偏结构1000的纠偏方法，包括以下步骤：S100：通过料带偏移量传感器400检测当前料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值Δyn，当Δyn大于预设的偏离值时，进入步骤S200，当Δyn小于预设的偏离值时，则不进行纠偏操作；S200：通过料带纠偏装置100对同一料段单元进行直线平移纠偏，目标纠偏距离Syn＝(k1*Δyn-k2*Sy(n-1))；其中，k1为偏移折算系数，且k1的取值范围为：0＜k1＜1；k2为超调修正系数，且k2的取值范围为：0＜k2＜1；Sy(n-1)为上一料段单元的实际纠偏距离，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sy(n-1)＝Sy0＝0；进行直线平移纠偏时，以当前料段单元的偏移方向为正向，纠偏方向则朝反向进行。较优的是，Sy(n-1)需要满足以下公式关系：Sy(n-1)＝Δyn-Δy(n-1)，Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值；即是说，两个相邻料段单元之间的测量偏离值等于实际纠偏值。
请继续参考图1至图4，本发明的极片料带纠偏方法还包括以下步骤：S300：通过料带纠偏装置100对同一料段单元进行转动纠偏，该纠偏角度θ需要满足下列公式关系：(1)R＝K4w；(2)sin(-θ)＝Sn/R；(3)dθdt＝ωdt；以及
其中，K4为圆弧拟合系数；w为当前料段单元的宽度；如图4所示，R为穿过料带纠偏装置100的夹持辊组件30的中心的垂直线在夹持辊组件30的中心至当前料段单元在直线平移纠偏前的输送方向所在直线的部分之间的距离；Vt为当前料段单元在直线平移纠偏时的速度；Sn为夹持辊组件30在直线平移纠偏时的平移距离。其中，夹持辊组件30在转动时，以其转动辊的长度方向的中心为圆心进行转动，且设逆时针转动时为负值，顺时针转动时为正值。具体地，在步骤S300中，Sn需要满足下列公式关系：Sn-1为夹持辊组件30在上一料段单元的直线平移纠偏时的位移，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sn-1＝S0＝0。
请继续参考图1至图4，当前料段单元的直线平移纠偏速度Vt满足以下公式：(1)Vt＝K3*Syn*tat/t0 2；(2)t0＝(P-Sat)/Vat；(3)Vt＝(k3*(k1*Δyn-k2*(Δyn-Δy(n-1))))*tat*Vat 2/(P-Sat)2；其中，k3为速度拟合系数，且k3的取值范围为：k3＞0；Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Δy(n-1)＝Δy0＝0；P为每一料段单元的长度，该长度P由料带输送距离编码器200和料带段位数传感器300测得；Sat为当前料段单元已被输送的距离，该距离Sat由料带输送距离编码器200测得；Vat为当前料段单元的已被输送部分的输送速度；tat为输送距离Sat所用的时间；t0为当前料段单元剩余部分按照速度Vat输送时所预测需要的时间。
值得注意的是，作为本发明的极片料带纠偏方法的最优实施例之一，是先通过料带纠偏装置100对极片料带进行直线平移纠偏后，再根据需要对极片料带进行转动纠偏，即是说，本发明的极片料带纠偏方法按照先后顺序依次为：S100、S200以及S300，但不限于此；在其它实施例中，本领域的技术人员还可以根据需要对极片料带先进行转动纠偏，再进行直线平移纠偏或者同时进行转动纠偏和直线平移纠偏。另，本发明的各系数K1，K2，K3和K4均可以由操作人员根据需要设置或者通过软件测试拟合出最佳效果时所得出，故在此并不作进一步限定。
本发明的有益效果：本发明的极片料带纠偏结构1000包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器200、料带段位数传感器300、料带纠偏装置100以及料带偏移量传感器400，料带段位数传感器300用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，料带输送距离编码器200用于测量一料段单元中已被输送的距离，料带偏移量传感器400用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，料带纠偏装置100用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏。故在实际工作时，可以由操作人员根据需要对极片料带分割成若干个料段单元，当检测到料段单元偏离预设位置的偏离值大于预设偏离值时，通过料带纠偏装置100对料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏以使得该料段单元可以保持在预设偏离值内；本发明还提供了一种上述极片料带纠偏结构1000的纠偏方法，包括以下步骤：S100：通过料带偏移量传感器400检测当前料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值Δyn，当Δyn大于预设的偏离值时，进入步骤S200，当Δyn小于预设的偏离值时，则不进行纠偏操作；S200：通过料带纠偏装置100对同一料段单元进行直线平移纠偏，目标纠偏距离Syn＝(k1*Δyn-k2*Sy(n-1))；其中，k1为偏移折算系数，且k1的取值范围为：0＜k1＜1；k2为超调修正系数，且k2的取值范围为：0＜k2＜1；Sy(n-1)为上一料段单元的实际纠偏距离，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sy(n-1)＝Sy0＝0；进行直线平移纠偏时，以当前料段单元的偏移方向为正向，纠偏方向则朝反向进行；本发明的极片料带纠偏结构1000采用上述纠偏方法，通过对上一料段单元的实际纠偏距离和对当前料段单元的实际测量偏离值进行加权之后得到对当前料段单元的目标纠偏距离，通过该方法可以使得对当前料段进行直线平移纠偏时减小极片料带的偏离趋势，使料带的运行更加稳定。
本发明并不限于上述实施方式，采用与本发明上述实施例相同或近似结构、装置、工艺或方法，而得到的其他的极片料带纠偏结构及其纠偏方法，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种极片料带纠偏结构的纠偏方法，其特征在于：
包括沿极片料带的输送方向依次布置的料带输送距离编码器、料带段位数传感器、料带纠偏装置以及料带偏移量传感器，所述料带段位数传感器用于将被输送的料带按照预设分隔成若干个料段单元，所述料带输送距离编码器用于测量一料段单元中已被输送的距离，所述料带偏移量传感器用于测量料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值，所述料带纠偏装置用于对测量偏离值大于预设偏离值的料段单元进行直线平移纠偏或者转动纠偏；所述料带纠偏装置包括安装架、固定座、夹持辊组件、第一直线驱动装置以及旋转装置，所述第一直线驱动装置安装于所述安装架上，所述第一直线驱动装置的输出端与所述旋转装置连接并驱使所述旋转装置做直线运动，所述第一直线驱动装置的输出端的运动方向与极片料带的输送方向相交错地布置，所述旋转装置的输出端与所述固定座连接并驱使该固定座转动，所述夹持辊组件呈可转动地安装于所述固定座上以实现对极片料带的压合夹持；所述夹持辊组件包括第一转动辊、第二转动辊以及第二直线驱动装置，所述第一转动辊呈可转动地安装于所述固定座上，所述第二转动辊和所述第一转动辊呈相对立地布置以形成有供极片料带穿过用的穿置空间，所述第二直线驱动装置安装于所述固定座上，且所述第二直线驱动装置的输出端与所述第二转动辊呈可转动地连接并驱使该第二转动辊靠近或者远离所述第一转动辊；
包括以下步骤：
S100：通过所述料带偏移量传感器检测当前料段单元偏离预设位置的偏离值以得到测量偏离值Δyn，当Δyn大于预设的偏离值时，进入步骤S200，当Δyn小于预设的偏离值时，则不进行纠偏操作；
S200：通过所述料带纠偏装置对同一料段单元进行直线平移纠偏，目标纠偏距离Syn＝(k1*Δyn-k2*Sy(n-1))；其中，k1为偏移折算系数，且k1的取值范围为：0＜k1＜1；k2为超调修正系数，且k2的取值范围为：0＜k2＜1；Sy(n-1)为上一料段单元的实际纠偏距离，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sy(n-1)＝Sy0＝0；进行直线平移纠偏时，以当前料段单元的偏移方向为正向，纠偏方向则以反向进行；
还包括以下步骤：
S300：通过所述料带纠偏装置对同一料段单元进行转动纠偏，纠偏角度θ需要满足下列公式关系：
(1) R＝K4w；
(2) sin(-θ)＝Sn/R；
(3)dθdt＝ωdt；以及
(4)
其中，K4为圆弧拟合系数；w为当前料段单元的宽度；R为穿过所述料带纠偏装置的夹持辊组件的中心的垂直线在所述夹持辊组件的中心至当前料段单元在直线平移纠偏前的输送方向所在直线的部分之间的距离；Vt为当前料段单元在直线平移纠偏时的速度；Sn为所述夹持辊组件在直线平移纠偏时的平移距离。
2.根据权利要求1所述的纠偏方法，其特征在于：Sy(n-1)需要满足以下公式关系：Sy(n-1)＝Δyn-Δy(n-1)，Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值。
3.根据权利要求2所述的纠偏方法，其特征在于：在所述步骤S300中，Sn需要满足下列公式关系：Sn-1为所述夹持辊组件在上一料段单元的直线平移纠偏时的位移，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Sn-1＝S0＝0。
4.根据权利要求3所述的纠偏方法，其特征在于：当前料段单元的直线平移纠偏速度Vt满足以下公式：
(1)Vt＝K3*Syn*tat/t0 2；
(2)t0＝(P-Sat)/Vat；
(3)Vt＝(k3*(k1*Δyn-k2*(Δyn-Δy(n-1))))*tat*Vat 2/(P-Sat)2；
其中，k3为速度拟合系数，且k3的取值范围为：k3＞0；Δy(n-1)为上一料段单元的测量偏离值，n为整数且n的取值范围为：1≤n，若当前料段单元为整个料带的初始料段单元时，则Δy(n-1)＝Δy0＝0；P为每一料段单元的长度，该长度P由所述料带输送距离编码器和料带段位数传感器测得；Sat为当前料段单元已被输送的距离，该距离Sat由所述料带输送距离编码器测得；Vat为当前料段单元的已被输送部分的输送速度；tat为输送距离Sat所用的时间；t0为当前料段单元剩余部分按照速度Vat输送时所预测需要的时间。
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