CN115824126A - 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置 - Google Patents

卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置 Download PDF

Info

Publication number
CN115824126A
CN115824126A CN202211170178.1A CN202211170178A CN115824126A CN 115824126 A CN115824126 A CN 115824126A CN 202211170178 A CN202211170178 A CN 202211170178A CN 115824126 A CN115824126 A CN 115824126A
Authority
CN
China
Prior art keywords
roll
time point
roll diameter
angular velocity
film roll
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN202211170178.1A
Other languages
English (en)
Inventor
蔡浩
黄慧平
吴堃
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Original Assignee
Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Contemporary Amperex Technology Co Ltd filed Critical Contemporary Amperex Technology Co Ltd
Priority to CN202211170178.1A priority Critical patent/CN115824126A/zh
Publication of CN115824126A publication Critical patent/CN115824126A/zh
Priority to PCT/CN2023/102841 priority patent/WO2024060748A1/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01B—MEASURING LENGTH, THICKNESS OR SIMILAR LINEAR DIMENSIONS; MEASURING ANGLES; MEASURING AREAS; MEASURING IRREGULARITIES OF SURFACES OR CONTOURS
    • G01B21/00—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant
    • G01B21/10—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters
    • G01B21/12—Measuring arrangements or details thereof, where the measuring technique is not covered by the other groups of this subclass, unspecified or not relevant for measuring diameters of objects while moving
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
    • G06F17/00—Digital computing or data processing equipment or methods, specially adapted for specific functions
    • G06F17/10—Complex mathematical operations
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E60/00—Enabling technologies; Technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
    • Y02E60/10—Energy storage using batteries

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Theoretical Computer Science (AREA)
  • Mathematical Physics (AREA)
  • Data Mining & Analysis (AREA)
  • Mathematical Analysis (AREA)
  • Mathematical Optimization (AREA)
  • Computational Mathematics (AREA)
  • Pure & Applied Mathematics (AREA)
  • Databases & Information Systems (AREA)
  • Software Systems (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • Algebra (AREA)
  • Controlling Rewinding, Feeding, Winding, Or Abnormalities Of Webs (AREA)

Abstract

本申请提供一种卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置、电子设备及计算机可读存储介质，卷径检测方法包括：在膜卷传送过程中，按照预设采样频率获取牵引辊的线速度信息以及测量辊的角速度信息；基于采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算测量辊上的膜卷卷径；以及至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径。

Description

卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置
技术领域
本申请涉及电池技术领域，尤其涉及一种卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置、电子设备及计算机可读存储介质。
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。
电极极片是动力电池的基础，直接决定电池的电化学性能以及安全性。电极极片由集流体和均匀的涂敷在集流体上的涂层组成。目前制备电池极片采用的是将搅拌均匀的浆料均匀地涂覆在箔材(即集流体)上，并将浆料中的有机溶剂进行烘干的极片涂布工艺。电极极片在制备过程中可以卷材的形式进行传送，在传送过程中准确获取膜卷的卷径是生产设备控制过程中的必要手段。
发明内容
本申请旨在至少解决现有技术中存在的技术问题之一。为此，本申请的一个目的在于提出一种卷径检测方法、卷径检测装置、膜卷输送装置、辊压装置、电子设备及存储介质，以解决膜卷传送时卷径测量的问题。
本申请第一方面的实施例提供一种卷径检测方法，其包括：
步骤S101：在膜卷传送过程中，按照预设采样频率获取牵引辊的线速度信息以及测量辊的角速度信息；
步骤S102：基于采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算测量辊上的膜卷卷径；
步骤S103：至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径。
本实施例中，由于膜卷是与牵引辊、测量辊一起同步传动，且膜卷传送时会保持恒张力绷紧，相同时间内牵引辊的走过的膜卷长度和放卷辊或收卷辊走过的膜卷长度是相等的，也就是说牵引辊的线速度和膜卷所在的测量辊表面的线速度是相等的，这样就可以利用线速度、角速度以及半径的关系得到对应的膜卷卷径。而牵引辊的线速度和测量辊的角速度都无需额外传感器即可获得，减少了设备的成本开支以及传感器的安装和调试难度。
在一些实施例中，基于采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径包括：在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算；膜卷卷径计算被配置为至少基于执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点和执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，计算与在后触发时点对应的所述测量辊上的膜卷卷径。
本实施例中，通过设定一个与预设采样频率不同的预设计算频率以实现周期性计算膜卷卷径，这样对于采样数据的获取可以按照一个较高的频率进行，保证数据的及时更新，为膜卷卷径计算提供更及时准确的数据，而膜卷卷径计算则相对数据采样而言不需要频率那么高，特别是在膜卷传送平稳的状态下，膜卷卷径的变化是相对稳定的，因此另外设定一个预设计算周期能够减小对计算能力的要求，降低成本，同时由于采样频率高能够保证每次计算得到的数据都是接近实时的最新数据，也能够保证计算结果的准确性。
在一些实施例中，在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算包括：
对执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点与当前时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与当前时点对应的第一当前角速度积分值；
响应于第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度，将当前时点作为执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点，触发本次膜卷卷径计算。
本实施例通过对在先触发时点与当前时点之间的测量辊的角速度做积分计算得到的第一当前角速度积分与第一预设角度比对来作为本次膜卷卷径的触发条件，从而实现周期性计算膜卷卷径，这种周期判定方式可以直接利用获取的测量辊的角速度信息计算，无需另外设置传感器进行检测，而且考虑膜卷传送过程中不可避免会存在一些波动，采样旋转的角度去判定相对于以固定的时间间隔而言，能够保证任意两次计算时点膜卷传送长度相同，从而有利于提高卷径计算结果的准确性，避免因为传送时的波动导致计算误差。
在一些实施例中，膜卷卷径计算包括：
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的线速度积分值；
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的角速度积分值；
至少根据在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径。
本实施例中，由于每次采样得到的线速度和角速度是同步采集，在时效上具有一致性，以此计算得到的线速度积分和角速度积分也是具有相同的时效，利用线速度积分和角速度积分去计算得到的卷径能够保证卷径的平稳变化，避免因为传送过程中的波动导致卷径测量结果失真；而且由于角速度和线速度会按照预设采样频率不断更新，能够保证卷径结果的准确性和时效性。
在一些实施例中，至少根据在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径包括：
存储与每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值；
将存储时间最近的预设数量的角速度积分值累加得到角速度积分累加值；
将存储时间最近的预设数量的线速度积分值累加得到线速度积分累加值，
根据所述角速度积分累加值和线速度积分累加值计算得到在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径。
本实施例中，通过将最近几次触发时点的角速度积分值和线速度积分值分别累加后再进行计算，可以使得当前的计算结果相对于上一计算时点的计算结果更平顺，避免传送波动导致部分时点对应的数据出现较大计算结果出现较大波动，进而影响卷径计算结果的准确性。
在一些实施例中，每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值以先进先出的方式存储。
本实施例中，对于有限的存储空间,以先进先出的方式进行存储能够保证存储的数据始终是与当前时点的最接近的数据，存储空间内存储的数据能够不断被更新，能够保证数据的实时性，同时个别偏差较大的数据不会一直参与累加计算，从而能消除系统累计产生的误差，使得后续的计算结果更准确。
在一些实施例中，至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径包括：
响应于第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度的情况下，将本次膜卷卷径计算得到的测量辊上的膜卷卷径确定为测量辊上的当前膜卷卷径；
响应于第一当前角速度积分值小于第一预设角度的情况下，根据当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径以及第一当前角速度积分插值计算得到测量辊上的当前膜卷卷径。
本实施例中，对于触发时点的当前膜卷卷径直接采用计算的方式确定，对于非触发时点的卷径，通过当前时点前最近的两次触发膜卷卷径计算时得到的膜卷卷径做插值计算，使得计算的膜卷卷径值以平滑变化的方式不断更新,既能实时反映当前膜卷卷径，又无需始终保持高频率的计算，避免出现异常波动。
在一些实施例中，第一预设角度为360°的N倍，N为正整数；响应于当前角速度积分值小于预设角度的情况下，根据当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径、第一当前角速度积分插值计算得到N圈前卷径值；根据N圈前卷径值和测量辊上膜卷的厚度确定测量辊上的当前膜卷卷径。
本实施例中，通过对相邻的两个触发时点之间获取的角速度信息计算的第一当前角速度积分进行判断，能够简单可靠的识别出当前时点测量辊的旋转角度是否大于或等于对应的第一预设角度，利用每个计算周期之间刚好卷径变化N个膜卷厚度可以有效的避免传送速度波动导致的每个周期之间无法准确对应从而给插值计算造成误差，采样最近两次触发计算的膜卷卷径做插值可以保证计算结果更贴近当前时点的真实状态，这样在非采样时点下也能够获得准确度高的实时卷径值，提高卷径测量的精度和准确性。
在一些实施例中，基于采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径还包括：
根据当前时点前采样得到的全部测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与当前时点对应的第二当前角速度积分，
响应于所述第二当前角速度积分大于或等于第二预设角度的情况下，清除存储的每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分和线速度积分。
本实施例中通过设定一个第二预设角度作为膜卷卷径计算的初始启动条件，可以将传送初始阶段产生的不准确的数据清除，取后续平稳传送状态下的数据再开始进行卷径计算，这样能够保证用于卷径计算的数据更加的准确，从而保证膜卷测量结果的准确性。
在一些实施例中，根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的线速度积分值还包括：
对在后触发时点的线速度信息中的线速度进行滤波得到平滑线速度，根据平滑线速度计算在后触发时点的线速度积分。
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的角速度积分值包括：
对在后触发时点的角速度信息中的角速度进行滤波得到平滑角速度；根据平滑角速度计算在后触发时点的角速度积分。
本实施例中，对采样得到的线速度和角速度进行滤波处理能够避免单次采样异常而使得线速度积分和角速度积分的计算发生较大偏差，进而影响到计算的膜卷卷径值的准确性，能够保证计算结果的平顺变化，波动范围较小。
在一些实施例中，测量辊为放卷辊或收卷辊，预设采样频率为1毫秒/次。
本实施例中具体将预设采样频率设定为1毫秒/次能够实现高频率的检测和数据更新，使得测量结果更加精准，满足高精度卷径测量的应用场景的要求，测量辊既可以是放卷辊，也可以是收卷辊，提高了本实施例卷径检测方法的适用范围。
本申请第二方面的实施例提供一种卷径检测装置，其包括获取模块、处理模块和确定模块。获取模块被配置为在膜卷传送过程中按照预设采样频率获取牵引辊的线速度以及测量辊的角速度。处理模块被配置为基于已获取的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，按照预设计算频率计算测量辊上的膜卷卷径。确定模块被配置为至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径。
本申请第三方面的实施例提供一种膜卷输送装置，其包括放卷辊、牵引辊、收卷辊，以及与放卷辊、牵引辊和收卷辊信号连接的卷径检测装置；卷径检测装置采用上述实施例的卷径检测方法测量放卷辊和/或收卷辊的卷径，或，卷径检测装置为上述实施例的卷径检测装置。
本实施例中通过卷径检测装置对膜卷所在的辊的卷径的实时计算，能够获得平稳变化、波动小、准确度高的卷径值，保证膜卷输送时张力和锥度控制的稳定性。
本申请第四方面的实施例提供一种辊压装置，其包括：放卷辊、牵引辊、收卷辊，以及与放卷辊、牵引辊和收卷辊信号连接的控制器；其中，控制器被配置为采用上述实施例的卷径检测方法测量放卷辊和/或收卷辊的卷径。
本实施例中通过利用控制器与放卷辊、牵引辊和收卷辊的驱动电机之间通讯协议获取相应的角速度和线速度能够在准确获取上述参数的同时无需布置其他传感器，降低装置的成本，同时这种数据采集方式的采样频率高，使得卷径检测速度和精度能够满足高精度使用场景的要求，保证膜卷输送时张力和锥度控制的稳定性，提高产品质量。
本申请第五方面的实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如前所述的卷径检测方法。
本申请第六方面的实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的卷径检测方法。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1为本申请一些实施例的膜卷输送过程的结构示意图；
图2为本申请一些实施例的卷径检测方法的流程示意图；
图3为本申请一些实施例的卷径检测装置的结构示意图；
图4为本申请一些实施例的膜卷输送装置的结构示意图；
图5为本申请一些实施例的辊压装置的结构示意图。
附图标记说明：
放卷辊1001、301、401，牵引辊1002、302、402，收卷辊1003、303、403，卷径检测装置200、304，辊压装置400，控制器404，膜卷1010、310、410，采样模块201，处理模块202，确定模块203。
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：单独存在A，同时存在A和B，单独存在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，动力电池的应用越加广泛。动力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。随着动力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。
动力电池中包括电池单体。电极极片是单体电池的主要组成部分，直接决定电池的电化学性能以及安全性。电池极片由金属集流体和均匀的涂覆在金属集流体上的涂层组成。电池极片在制造过程中都是以膜卷的形式传送以便对电池极片进行涂布、辊压、分切等工序。
本申请人注意到，无论的涂布、辊压还是分切工序，膜卷输送过程中都需要保持膜卷处于紧绷状态，以期望能保持膜卷平稳传送以满足涂布、辊压以及分切的工艺要求，因而往往需要对膜卷输送过程中施加膜卷张力控制和锥度控制，这就使得对膜卷所在的辊的卷径进行准确的实时测量显得很有必要。
为了准确测量卷径，申请人研究发现，可以在设备上布置超声波测卷径装置或增加光电测速装置，但是这样就增加了设备成本，增加了安装调试的复杂性，而且检测频率较低，难以满足高精度的使用场景。
基于以上考虑，为了膜卷输送过程中卷径的实时测量的问题，申请人经过深入研究，设计了一种卷径检测方法、卷径检测装置、膜卷输送装置以及辊压装置。通过在实时获取膜卷所在的测量辊的角速度以及牵引辊的线速度，利用相同时间内牵引辊的走过的膜卷长度和放卷辊或收卷辊走过的膜卷长度是相等的原理，通过线速度与角速度以及半径的关系计算得到对应的卷径，这样就无需设置额外的卷径检测传感器，降低装置的成本的安装调试的难度。
每个采样周期内采集的线速度和角速度是同步采集，在时效上具有一致性，以此计算得到的线速度积分和角速度积分也是具有相同的时效，利用线速度积分和角速度积分去计算得到的卷径能够保证卷径的平稳变化，避免因为传送过程中的波动导致卷径测量结果失真；而且由于角速度和线速度会按照预设采样频率不断更新，能够保证卷径结果的准确性和时效性。
通过对角速度积分预设一个第一预设条件，使得每次角速度积分满足该条件时启动第一计算卷径和第二计算卷径的计算，再利用线性插值的方式计算卷径的实时尺寸，这样可以在满足高频率的线速度和角速度采样的同时，又可以减少计算的频次，避免对处理器以及存储空间的要求过高，保证张力和锥度控制的稳定性，从而提高产品质量。
本申请实施例公开的电池单体可以但不限用于车辆、船舶或飞行器等用电装置中。可以使用具备本申请公开的电池单体、电池等组成该用电装置的电源系统，这样，有利于缓解并自动调节电芯膨胀力恶化，补充电解液消耗，提升电池性能的稳定性和电池寿命。
电池单体为构成电池的基本单元，电池单体包括外壳、电极组件和电解液，电极组件由正极极片、负极极片和隔离膜组成。电池单体主要依靠金属离子在正极极片和负极极片之间移动来工作。正极极片包括正极集流体和正极活性物质层，正极活性物质层涂覆于正极集流体的表面，未涂敷正极活性物质层的正极集流体凸出于已涂覆正极活性物质层的正极集流体，未涂敷正极活性物质层的正极集流体作为正极极耳。以锂离子电池为例，正极集流体的材料可以为铝，正极活性物质可以为钴酸锂、磷酸铁锂、三元锂或锰酸锂等。负极极片包括负极集流体和负极活性物质层，负极活性物质层涂覆于负极集流体的表面，未涂敷负极活性物质层的负极集流体凸出于已涂覆负极活性物质层的负极集流体，未涂敷负极活性物质层的负极集流体作为负极极耳。负极集流体的材料可以为铜，负极活性物质可以为碳或硅等。在电池单体的制造过程中，在正极集流体上涂覆正极活性物质层以及在负极集流体上涂覆负极活性物质层的过程即称为涂布工艺过程，涂布完成后会再经过辊压工序，让涂覆的材料更紧密，提升能量密度，保证厚度的一致性，另一方面也会进一步管控粉尘和湿度。再将辊压后的极片根据需要生产电池的尺寸进行分切。这些工序中极片都是以膜卷形式进行传输。
本申请实施例提供一种卷径检测方法和卷径检测装置，可以用于对以膜卷形式传输的卷材的卷径进行检测，卷材可以是电池极片或其他柔性卷材。卷径检测装置可以是电池极片制造过程中的卷径检测装置，也可以是其他领域中膜卷传输过程涉及的卷径检测装置。
以下实施例为了方便说明，以本申请一实施例描述的膜卷输送装置为例进行说明。
请参照图1，图1为本申请一些实施例提供的膜卷输送装置包括放卷辊1001、牵引辊1002和收卷辊1003，膜卷1010从放卷辊1001放卷，在牵引辊1002的牵引下传送至收卷辊1003完成收卷。其中，膜卷输送装置还可以包括对膜卷1010在输送过程中进行涂布、辊压或分切等处理工序的相应部件或设备，这里不再示出。
本申请第一方面的实施例提供一种卷径检测方法，可以用于检测膜卷所在的放卷辊或收卷辊的卷径，如图1-图2所示，其包括：
步骤S101：在膜卷传送过程中，按照预设采样频率获取牵引辊的线速度信息以及测量辊的角速度信息；
步骤S102：基于采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算测量辊上的膜卷卷径；
步骤S103：至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径。
在示例中，测量辊为膜卷所在的辊。预设采样频率为提前设定的采样频率，预设采样频率可以为定值，即相邻两次采样的间隔周期相等，也可以根据需要设置为不相等。
可以理解的是，在膜卷平稳传送的阶段，牵引轴处传送的膜卷长度与收卷辊或放卷辊处膜卷收卷或放卷的长度相同。基于此，可以根据牵引轴处的线速度与膜卷所在的测量辊的角速度的关系，可以计算得到相应的膜卷卷径。牵引辊的线速度信息包括与采样时点对应的牵引辊表面的线速度，测量辊的角速度信息包括与采样时点对应的膜卷所在的辊的旋转角速度。由于牵引辊的线速度和测量辊的角速度都是在相应的驱动伺服的驱动下实现的，在一些实施例中，可以通过牵引辊和测量辊的驱动伺服的运动参数中获得相关的数据从而得到牵引辊的线速度信息以及测量辊的角速度信息。
在示例中，预设采样频率是获取线速度和角速度数据的频率，其大小可以提前进行设定，在整个膜卷卷径计算过程中，预设采样频率可以是固定不变的，也可以根据不同的传送阶段进行调整。
基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，可以采样数据处理的方式计算得到测量辊上的当前膜卷卷径，例如通过之前计算得到的膜卷卷径拟合得到测量辊上膜卷卷径的变化曲线，基于该变化曲线得到当前膜卷卷径，对预设计算频率较高的情况，也可以考虑直接对最近计算得到一个或多个膜卷卷径做近似计算得到当前膜卷卷径。
本实施例中，由于膜卷是与牵引辊、测量辊一起同步传动，且膜卷传送时会保持恒张力绷紧，相同时间内牵引辊的走过的膜卷长度和放卷辊或收卷辊走过的膜卷长度是相等的，也就是说牵引辊的线速度和膜卷所在的测量辊表面的线速度是相等的，这样就可以利用线速度、角速度以及半径的关系得到对应的膜卷卷径。而牵引辊的线速度和测量辊的角速度都无需额外传感器即可获得，减少了设备的成本开支以及传感器的安装和调试难度。
在一些实施例中，步骤S102包括：在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算。膜卷卷径计算被配置为至少基于执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点和执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，计算与在后触发时点对应的所述测量辊上的膜卷卷径。
在示例中,预设计算频率与预设采样频率不同，预设计算频率是衡量相邻两次触发的膜卷卷径计算的间隔时间长短，即每间隔一定时间触发一次膜卷卷径计算，预设计算频率可以根据卷径更新精度的要求进行设定。可以理解的是，预设计算频率可以直接通过预设的间隔时间来实现，也可以通过设定一预设条件，通过满足预设条件作为触发膜卷卷径计算的前置条件，实现周期性的执行膜卷卷径计算流程，每次触发膜卷卷径计算对应的时点就是一个触发时点。
在先触发时点和在后触发时点是相邻的两次触发膜卷卷径计算的时点，其中在先触发时点是触发时间处于在后触发时点之前的时点，其对应的是执行上一次膜卷卷径计算的时点，在后触发时点则对应的是本次膜卷卷径计算的时点。
每次膜卷卷径计算的计算流程都是相同的，都是基于相邻两次膜卷卷径计算对应的触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息进行计算。
本实施例中，通过设定一个与预设采样周期不同的预设计算周期以实现周期性计算膜卷卷径，这样对于采样数据的获取可以按照一个较高的频率进行，保证数据的及时更新，为膜卷卷径计算提供更及时准确的数据，而膜卷卷径计算则相对数据采样而言不需要频率那么高，特别是在膜卷传送平稳的状态下，膜卷卷径的变化是相对稳定的，因此另外设定一个预设计算周期能够减小对计算的要求，降低成本，同时由于采样频率高能够保证每次计算得到的数据都是接近实时的最新数据，也能够保证计算结果的准确性。
在一些实施例中，在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算包括：
对执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点与当前时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与当前时点对应的第一当前角速度积分值；
响应于第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度，将当前时点作为执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点，触发本次膜卷卷径计算。
在示例中，采样得到的角速度信息包括采样时点及与采样时点对应的角速度，这样可以将角速度信息中的角速度沿时间作积分计算从而得到对应该时点的角速度积分，可以理解的是，角速度积分反映的是旋转的角度。将在先触发时点与当前时点之间采样得到的角速度信息做积分计算得到的第一角速度积分值实际上就是测量辊从在先触发时点到当前时点所旋转的角度。
通过设定一个第一预设角度作为判断是否触发膜卷卷径计算的前置判断条件，当第一当前角速度积分大于或等于第一预设角度，就会认定为触发本次膜卷卷径计算，此时当前时点就会被作为执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点。
本实施例通过对在先触发时点与当前时点之间的测量辊的角速度做积分计算得到的第一当前角速度积分与第一预设角度比对来作为本次膜卷卷径的触发条件，从而实现周期性计算膜卷卷径，这种周期判定方式可以直接利用获取的测量辊的角速度信息计算，无需另外设置传感器进行检测，而且考虑膜卷传送过程中不可避免会存在一些波动，采样旋转的角度去判定相对于以固定的时间间隔而言，能够保证任意两次计算时点膜卷传送长度相同，从而有利于提高卷径计算结果的准确性，避免因为传送时的波动导致计算误差。
在一些实施例中，膜卷卷径计算包括：
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的线速度积分值；
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的角速度积分值；
至少根据在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径。
在示例中，线速度积分值是将采样得到的线速度信息中的线速度沿时间积分计算得到的，同样角速度是将采样得到的角速度信息中的角速度沿时间积分计算得到的。可以理解的是，相邻两次采样时点之间的间隔时间也就是一个采样周期，当采样频率高时，对应的采样周期的足够小时，可以直接利用两次采样时间对应的采样值与采样周期形成的梯形面积近似作为当个采样周期增加的积分值，进而得到对应于当次采样时点的线速度积分和角速度积分。下面对角速度积分和线速度积分的计算做进一步说明。
对应于当次采样时点Tn的角速度积分ω积分n可以按以下公式计算：
ω积分n＝ω积分n-1+(ωn+ωn-1)×ΔT/2，
式中，ω积分n-1为对应前次采样时点Tn-1的角速度积分；
ωn为当次采样时点Tn采集的测量辊的角速度；
ωn-1为前次采样时点Tn-1采集的测量辊的角速度，
ΔT为对应预设采样频率的单个采样周期，即当次时点Tn与前次时点Tn-1的时间间隔。
类似的，对应于当次采样时点的线速度积分V积分n可以按以下公式计算：
V积分n＝V积分n-1+(Vn+Vn-1)×ΔT/2，
式中，V积分n-1为对应前次采样时点Tn-1的角速度积分；
Vn为当次采样时点Tn采集的牵引辊的线速度；
Vn-1为前次采样时点Tn-1采集的牵引辊的线速度。
通过以上计算方式，就可以根据在先触发时点与在后触发时点之间每个采样时点采集到是角速度信息和线速度信息积分计算得到在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，进而进行一次膜卷卷径计算。
可以理解的是，本实施例以及本申请的其他实施例中所声称的角速度积分和线速度积分均是指对应的数值。
本实施例中，由于每次采样得到的线速度和角速度是同步采集，在时效上具有一致性，以此计算得到的线速度积分和角速度积分也是具有相同的时效，利用线速度积分和角速度积分去计算得到的卷径能够保证卷径的平稳变化，避免因为传送过程中的波动导致卷径测量结果失真；而且由于角速度和线速度会按照预设采样频率不断更新，能够保证卷径结果的准确性和时效性。
在一些实施例中，至少根据在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径包括：
存储每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值；
将存储时间最近的预设数量的角速度积分值累加得到角速度积分累加值；
将存储时间最近的预设数量的线速度积分值累加得到线速度积分累加值，
根据所述角速度积分累加值和线速度积分累加值计算得到在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径。
在示例中，触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值可以存储至存储空间中，存储空间可以是存储器内的某个存储区，例如缓存区间。角速度积分累加值ω累加和线速度积分累加值V累加是将存储空间内存储时间最近的预设数量的角速度积分和线速度积分分别累加计算得到。
可以理解的是，由于膜卷传送的波动特性，会存在传送速度在预设速度上下波动的情况，甚至于一些意外状况导致的波动幅度过大，这会使得对应时点的卷径计算得到的值发送较大的偏差，通过将最近几次触发时点的角速度积分值和线速度积分值分别累加后再进行计算，可以使得当前的计算结果相对于上一计算时点的计算结果更平顺。进行累加的数值的存储时间越近，意味着其对应的触发时点与当前时点越近，对应的膜卷卷径与当前的膜卷卷径差别也越小，累加后计算的结果也与当前的实际卷径越接近，更有利于保证计算结果的准确性。进行累加的预设数量可以是全部存储的角速度积分值或线速度积分值，也可以是已存储的部分角速度积分值或线速度积分值。
由于角速度和线速度是同步采集和计算积分的，二者具有完全相同的时效，因此在后触发时点触发的本次膜卷卷径计算的本次卷径值可以采用以下计算公式计算：
R本次＝V累加/ω累加，
其中，R本次为本次卷径值，ω累加为角速度积分累加值，V累加为线速度积分累加值。
可以理解的是，本次卷径值是在角速度积分满足第一预设角度这一触发条件后计算得到的最新的卷径值。
本实施例中，通过将最近几次触发时点的角速度积分值和线速度积分值分别累加后再进行计算，可以使得当前的计算结果相对于上一计算时点的计算结果更平顺，避免传送波动导致部分时点对应的数据出现较大计算结果出现较大波动，进而影响卷径计算结果的准确性。
在一些实施例中，每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值以先进先出的方式存储。
可以理解的是，存储空间并不可能是无限大的，而且在实际应用中，也没有必要将所有的数据都存储起来，浪费宝贵的存储空间。可以根据实际累加计算的数据数量的需要，设定存储空间的存储长度。
本实施例中，对于有限的存储空间,以先进先出的方式进行存储能够保证存储的数据始终是与当前时点的最接近的数据，存储空间内存储的数据能够不断被更新，能够保证数据的实时性，同时个别偏差较大的数据不会一直参与累加计算，从而能消除系统累计产生的误差，使得后续的计算结果更准确。
在一些实施例中，步骤S03包括：
响应于第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度的情况下，将本次膜卷卷径计算得到的测量辊上的膜卷卷径确定为测量辊上的当前膜卷卷径；
响应于第一当前角速度积分值小于第一预设角度的情况下，根据当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径以及第一当前角速度积分插值计算得到测量辊上的当前膜卷卷径。
对于当前时点对应的第一当前角速度积分满足触发条件时，直接以计算得到的膜卷卷径作为测量辊上的当前膜卷卷径。对于当前时点对应的第一当前角速度积分不满足触发条件时，可以根据当前时点之前计算得到的膜卷卷径以插值计算的方式得到当前膜卷卷径。
本实施例中，对于触发时点的当前膜卷卷径直接采用计算的方式确定，对于非触发时点的卷径，通过当前时点前最近的两次触发膜卷卷径计算时得到的膜卷卷径做插值计算，使得计算的膜卷卷径值以平滑变化的方式不断更新,既能实时反映当前膜卷卷径，又无需始终保持高频率的计算，避免出现异常波动。
在一些实施例中，第一预设角度为360°的整数倍，示例性的，第一预设角度为360°的N倍，N为正整数。响应于当前角速度积分值小于预设角度的情况下，根据当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径、第一当前角速度积分插值计算得到N圈前卷径值；根据N圈前卷径值和测量辊上膜卷的厚度确定测量辊上的当前膜卷卷径。
在示例中，将第一预设角度设定为360°的N倍意味着相邻两次触发膜卷卷径计算之间测量辊转动了N圈，此时对应膜卷卷径的变化就是N个膜卷厚度t，N可以根据具体实际需要设定，例如取2。这样在对非触发时点的插值计算时，可以通过先计算当前时点在之前相邻两次膜卷卷径计算之间的计算周期内的对应时点的卷径值，再利用每个计算周期对应的膜卷卷径相隔N×t来换算到当前膜卷卷径。具体插值计算公式为：
Figure BDA0003859796440000151
其中，R当前为测量辊的当前膜卷卷径，
ω积分n为与当前时点对应的第一当前角速度积分，
R1为当前时点前最近一次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径，
R2为R1之前最近一次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径，
t为膜卷的厚度。
可以理解是的，第一当前角速度积分是自执行前次膜卷卷径计算的在先触发时点与当前时点之间采样的角速度的积分值，如果当前时点还不是触发时点，此时第一当前角速度积分是小于N×360°的，一旦第一当前角速度积分大于或等于N×360°，就会触发一次新的膜卷卷径计算，这样在后续计算第一当前角速度积分的时候就会又重新以最近一次触发时点之后的采样数据执行积分计算。
由于放卷辊的卷径是随着膜卷传送过程而减小的，收卷辊的卷径则是随着膜卷传送而增大的。因此，若测量辊为放卷辊，则实时卷径相对于N圈前的卷径就是减少了N×t，若测量辊为收卷辊，则实时卷径相对于N圈前的卷径就是增加了N×t。
可以理解的是，插值计算式还可以根据需要选取任意两个相邻的触发时点对应的膜卷卷径，根据选取的两个触发时点与当前时点之间间隔的计算周期换算即可。
本实施例中，通过对相邻的两个触发时点之间获取的角速度信息计算的第一当前角速度积分进行判断，能够简单可靠的识别出当前时点测量辊的旋转角度是否大于或等于对应的第一预设角度，利用每个计算周期之间刚好卷径变化N个膜卷厚度可以有效的避免传送速度波动导致的每个周期之间无法准确对应从而给插值计算造成误差，采样最近两次触发计算的膜卷卷径做插值可以保证计算结果更贴近当前时点的真实状态，这样在非采样时点下也能够获得准确度高的实时卷径值，提高卷径测量的精度和准确性。
在一些实施例中，步骤S102还包括：
根据当前时点前采样得到的全部测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与当前时点对应的第二当前角速度积分，
响应于第二当前角速度积分大于或等于第二预设角度的情况下，清除存储的每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分和线速度积分。
可以理解的是，当膜卷刚开始传送时，膜卷会有一个从不稳定传送向稳定传送转变的过渡时期，例如传送初始阶段张力控制和锥度控制等控制功能尚未调整到位，就需要有一个过渡时期才能够使膜卷在保持张力和锥度要求下平稳传送，而在这个过渡时期膜卷因为传送状态不稳定，会导致采集并存储的角速度积分和线速度积分并不能准确反应卷径的真实状态，对于这种不准确的数据就需要清除以免在后续计算过程中导致卷径测量的偏差太大。
本实施例中通过设定一个第二预设角度作为膜卷卷径计算的初始启动条件，可以将传送初始阶段产生的不准确的数据清除，取后续平稳传送状态下的数据再开始进行卷径计算，这样能够保证用于卷径计算的数据更加的准确，从而保证膜卷测量结果的准确性。
在一些实施例中，根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的线速度积分值还包括：
对在后触发时点的线速度信息中的线速度进行滤波得到平滑线速度，根据平滑线速度计算在后触发时点的线速度积分。
根据在先触发时点和在后触发时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到在后触发时点对应的角速度积分值包括：
对在后触发时点的角速度信息中的角速度进行滤波得到平滑角速度；根据平滑角速度计算在后触发时点的角速度积分。
对采样线速度和采样角速度所采取的滤波处理可以是中值滤波，也可以是一阶滞后滤波。下面以一阶滞后滤波为例进行说明。
首先根据预设采样频率和预设平滑周期确定滤波平滑系数。
滤波平滑系数可以按照以下公式计算：
a＝ΔT/(ΔT+T平滑)，
式中，a为滤波平滑系数，ΔT为对应预设采样频率的单个采样周期，T平滑为预设平滑周期。
预设平滑周期T平滑是根据滤波平滑系数计算的需要设定的一个周期值，可以设定为对应预设采样频率的单个采样周期ΔT的整数倍，例如5-10倍。
再根据滤波平滑系数、当次采样时点的采样数据和前次采样时点的采样数据，计算与当次采样时点对应的平滑角速度和平滑线速度，并用计算得到平滑角速度和该平滑新速度执行后续的积分计算。
平滑角速度ω平滑和平滑线速度V平滑的具体计算公式为：
ω平滑＝(1-a)ωn-1+aωn，
V平滑＝(1-a)Vn-1+aVn；
式中，ωn和Vn分别为当次采样时点采样得到的角速度和线速度，ωn-1和Vn-1分别为前次采样周期采样得到的角速度和线速度。
本实施例中，对采样得到的线速度和角速度进行滤波处理能够避免单次采样异常而使得线速度积分和角速度积分的计算发生较大偏差，进而影响到计算的膜卷卷径值的准确性，能够保证计算结果的平顺变化，波动范围较小。
在一些实施例中，测量辊为放卷辊或收卷辊，预设采样频率为1毫秒/次。
本实施例中具体将预设采样频率设定为1毫秒/次能够实现高频率的检测和数据更新，使得测量结果更加精准，满足高精度卷径测量的应用场景的要求，测量辊既可以是放卷辊，也可以是收卷辊，提高了本实施例卷径检测方法的适用范围。
本申请第二方面的实施例提供一种卷径检测装置，如图3所示，卷径检测装置200包括获取模块201，处理模块202和确定处理模块203。
获取模块201被配置为在膜卷传送过程中按照预设采样频率获取牵引辊的线速度以及测量辊的角速度.
处理模块202被配置为基于已获取的牵引辊的线速度信息和测量辊的角速度信息，按照预设计算频率计算测量辊上的膜卷卷径。
确定模块203被配置为至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径。
本申请第三方面的实施例提供一种膜卷输送装置，如图4所示，膜卷输送装置300包括放卷辊301、牵引辊302、收卷辊303，以及与放卷辊301、牵引辊302和收卷辊303信号连接的卷径检测装置304；膜卷310套设在放卷辊301上，并经由牵引辊302传送至收卷辊303。卷径检测装置304可以采用上述实施例的卷径检测方法测量放卷辊301的卷径。
在一些实施例中，卷径检测装置304可以采用上述实施例的卷径检测方法测量收卷辊303的卷径。
在一些实施例中，卷径检测装置304可以采用上述实施例的卷径检测方法测量同时测量还可以放卷辊301的卷径和收卷辊303的卷径。
在一些实施例中，卷径检测装置304还可以为上述实施例的卷径检测装置200。
在示例中，膜卷输送装置可以是任意类型、任意场景的膜卷传送的装置，例如可以是用于涂布工序的膜卷输送装置，也可以是用于辊压工序的膜卷输送装置，还可以是极片分切工序的膜卷输送装置，可以理解的是，对于非电池制造领域的膜卷传送场景，本申请实施例中的膜卷检测方法和膜卷检测装置也同样适用。
以上第三方面的实施例中通过卷径检测装置对膜卷所在的辊的卷径的实时计算，能够获得平稳变化、波动小、准确度高的卷径值，保证膜卷输送时张力和锥度控制的稳定性。
本申请第四方面的实施例提供一种辊压装置，如图5所示，辊压装置400包括：放卷辊401、牵引辊402、收卷辊403，以及与放卷辊401、牵引辊402和收卷辊403信号连接的控制器404；膜卷410套设在放卷辊401上，并经由牵引辊402传送至收卷辊403。控制器404被配置为采用上述实施例的卷径检测方法测量放卷辊401卷径。
在一些实施例中，控制器404还可以采用上述实施例的卷径检测方法测量收卷辊403的卷径。
在一些实施例中，控制器404还可以采用上述实施例的卷径检测方法测量同时测量还可以放卷辊401的卷径和收卷辊403的卷径。
在示例中，控制器404可以是PLC控制器，控制器404通过通讯协议从放卷辊401或收卷辊403的驱动电机处获取实时的角速度，以及通过通讯协议从牵引辊402的渠道电机处获取实时的线速度，再根据具体传动机构的减速比计算膜卷传动表面的角速度和线速度。
辊压装置400可以是辊压一体机。辊压装置可以是用于电池极片辊压的装置，也可以是其他技术领域的辊压装置。
在上述第四方面的实施例中，通过利用控制器与放卷辊、牵引辊和收卷辊的驱动电机之间通讯协议获取相应的角速度和线速度能够在准确获取上述参数的同时无需布置其他传感器，降低装置的成本，同时这种数据采集方式的采样频率高，使得卷径检测速度和精度能够满足高精度使用场景的要求，保证膜卷输送时张力和锥度控制的稳定性，从而提高产品质量。
本申请第五方面的实施例提供一种电子设备，其包括：至少一个处理器；以及与至少一个处理器通信连接的存储器，存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令，指令被至少一个处理器执行，以使至少一个处理器能够执行如前所述的卷径检测方法。
本申请第六方面的实施例提供一种计算机可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的卷径检测方法。
如图5所示，辊压装置400包括放卷辊401、牵引辊402、收卷辊403，以及控制器404，膜卷410套设在放卷辊401上，并经由牵引辊402传送至收卷辊403。控制器404与放卷辊401、牵引辊402和收卷辊403信号连接的PLC控制器。
控制器404按照1毫秒/次的预设采样频率分别与放卷辊401、牵引辊402和收卷辊403的伺服电机通过通讯协议获取放卷辊401、收卷辊403的角速度、牵引辊402的线速度。
控制器404对采样的数据进行处理计算得到膜卷410所在的放卷辊401的卷径和收卷辊403的卷径，具体计算方法包括：
滤波处理：对采样得到的线速度和角速度采用一阶滞后滤波方式进行滤波。
积分计算：对当前采样时点的线速度滤波后得到的平滑线速度沿时间积分得到线速度积分，对当前采样时点的采样角速度滤波后得到的平滑角速度沿时间积分得到角速度积分；
卷径计算启动判断：根据当前时点前的所有采样时点采集的角速度信息计算得到第二当前角速度积分值，判断第二当前角速度积分值是否大于或等于第二预设角度，若是，则清除存储的角速度积分和线速度积分，将当前时点作为第一个膜卷卷径计算的触发时点。第二预设角度可以取720°。
膜卷卷径计算：对执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点与当前时点之间所采样得到的测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与当前时点对应的第一当前角速度积分值；判断第一角速度积分值是否大于或等于第一预设角度，若是，则将当前时点作为一个触发时点，触发一次膜卷卷径计算，得到一个测量辊上的膜卷卷径。第一预设角度可以取720°。
基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定测量辊上的当前膜卷卷径，具体包括：
在第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度的情况下，直接将本次膜卷卷径计算得到的测量辊上的膜卷卷径确定为测量辊上的当前膜卷卷径；
在第一当前角速度积分值小于第一预设角度的情况下，根据当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径以及第一当前角速度积分作插值计算得到测量辊2圈前的卷径；再根据膜卷的厚度计算得到测量辊上的当前膜卷卷径。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请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。本申请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 (16)

1.一种卷径检测方法，其特征在于，包括：
在膜卷传送过程中，按照预设采样频率获取牵引辊的线速度信息以及测量辊的角速度信息；
基于采样得到的所述牵引辊的线速度信息和所述测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径；以及
至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定所述测量辊上的当前膜卷卷径。
2.根据权利要求1所述的卷径检测方法，其特征在于，所述基于采样得到的所述牵引辊的线速度信息和所述测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径包括：
在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算；所述膜卷卷径计算被配置为至少基于执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点和执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点之间所采样得到的所述牵引辊的线速度信息和所述测量辊的角速度信息，计算与在后触发时点对应的测量辊上的膜卷卷径。
3.根据权利要求2所述的卷径检测方法，其特征在于，所述在膜卷传送过程中按照预设计算频率触发膜卷卷径计算包括：
对执行上一次膜卷卷径计算的在先触发时点与所述当前时点之间所采样得到的所述测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与所述当前时点对应的第一当前角速度积分值；
响应于所述第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度，将所述当前时点作为执行本次膜卷卷径计算的在后触发时点，触发本次膜卷卷径计算。
4.根据权利要求2所述的卷径检测方法，其特征在于，所述膜卷卷径计算包括：
根据所述在先触发时点和所述在后触发时点之间所采样得到的所述牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到所述在后触发时点对应的线速度积分值；
根据所述在先触发时点和所述在后触发时点之间所采样得到的所述测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到所述在后触发时点对应的角速度积分值；
至少根据所述在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与所述在后触发时点对应的所述测量辊上的膜卷卷径。
5.根据权利要求4所述的卷径检测方法，其特征在于，所述至少根据所述在后触发时点对应的线速度积分值和角速度积分值，计算与所述在后触发时点对应的所述测量辊上的膜卷卷径包括：
存储与每个膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值；
将存储时间最近的预设数量的所述角速度积分值累加得到角速度积分累加值；
将存储时间最近的预设数量的所述线速度积分值累加得到线速度积分累加值，
根据所述角速度积分累加值和所述线速度积分累加值计算得到所述在后触发时点对应的所述测量辊上的膜卷卷径。
6.根据权利要求5所述的卷径检测方法，其特征在于，所述膜卷卷径计算的触发时点对应的角速度积分值和线速度积分值以先进先出的方式存储。
7.根据权利要求3-6中任一项所述的卷径检测方法，其特征在于，所述至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定所述测量辊上的当前膜卷卷径包括：
响应于所述第一当前角速度积分值大于或等于第一预设角度的情况下，将本次膜卷卷径计算得到的所述测量辊上的膜卷卷径确定为所述测量辊上的当前膜卷卷径；
响应于所述第一当前角速度积分值小于第一预设角度的情况下，根据所述当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径以及所述第一当前角速度积分作插值计算得到所述测量辊上的当前膜卷卷径。
8.根据权利要求7所述的卷径检测方法，其特征在于，
所述第一预设角度为360°的N倍，N为正整数；
响应于所述第一当前角速度积分值小于第一预设角度的情况下，根据所述当前时点之前最近两次膜卷卷径计算得到的膜卷卷径、所述当前时点对应的第一当前角速度积分插值计算得到N圈前卷径值；
根据所述N圈前卷径值和所述测量辊上膜卷的厚度确定所述测量辊上的当前膜卷卷径。
9.根据权利要求5或6所述的卷径检测方法，其特征在于，所述基于采样得到的所述牵引辊的线速度信息和所述测量辊的角速度信息，在膜卷传送过程中按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径还包括：
根据所述当前时点前采样得到的全部所述测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到与所述当前时点对应的第二当前角速度积分，
响应于所述第二当前角速度积分大于或等于第二预设角度的情况下，清除存储的每个膜卷卷径计算的触发时点对应的所述角速度积分和所述线速度积分。
10.根据权利要求4-6中任一项所述的卷径检测方法，其特征在于，所述根据所述在先触发时点和所述在后触发时点之间所采样得到的所述牵引辊的线速度信息进行积分计算，以得到所述在后触发时点对应的线速度积分值还包括：
对所述在后触发时点的线速度信息中的线速度进行滤波得到平滑线速度，
根据所述平滑线速度计算所述在后触发时点的线速度积分；
所述根据所述在先触发时点和所述在后触发时点之间所采样得到的所述测量辊的角速度信息进行积分计算，以得到所述在后触发时点对应的角速度积分值包括：
对所述在后触发时点的角速度信息中的角速度进行滤波得到平滑角速度；
根据所述平滑角速度计算所述在后触发时点的角速度积分。
11.根据权利要求1-6中任一项所述的卷径检测方法，其特征在于，所述测量辊为放卷辊或收卷辊，所述预设采样频率为1毫秒/次。
12.一种卷径检测装置，其特征在于，包括：
获取模块，被配置为在膜卷传送过程中按照预设采样频率获取牵引辊的线速度以及测量辊的角速度；
处理模块，被配置为基于已获取的所述牵引辊的线速度信息和所述测量辊的角速度信息，按照预设计算频率计算所述测量辊上的膜卷卷径；
确定模块，被配置为至少基于当前时点之前所计算得到的膜卷卷径，确定所述测量辊上的当前膜卷卷径。
13.一种膜卷输送装置，其特征在于，包括放卷辊、牵引辊、收卷辊，以及与所述放卷辊、所述牵引辊和所述收卷辊信号连接的卷径检测装置；
其中，所述卷径检测装置采用如权利要求1-11中任一项所述的卷径检测方法测量所述放卷辊和/或所述收卷辊的卷径，或所述卷径检测装置为权利要求12所述的卷径检测装置。
14.一种辊压装置，其特征在于，包括：放卷辊、牵引辊、收卷辊，以及与所述放卷辊、所述牵引辊和所述收卷辊信号连接的控制器；
其中，所述控制器被配置为按照权利要求1-11中任一项所述的卷径检测方法测量所述放卷辊和/或所述收卷辊的卷径。
15.一种电子设备，其特征在于，包括：
至少一个处理器；以及
与所述至少一个处理器通信连接的存储器，其中，所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1-11中任一项所述的卷径检测方法。
16.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-11中任一所述的卷径检测方法。
CN202211170178.1A 2022-09-22 2022-09-22 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置 Pending CN115824126A (zh)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211170178.1A CN115824126A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置
PCT/CN2023/102841 WO2024060748A1 (zh) 2022-09-22 2023-06-27 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202211170178.1A CN115824126A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN115824126A true CN115824126A (zh) 2023-03-21

Family

ID=85523953

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN202211170178.1A Pending CN115824126A (zh) 2022-09-22 2022-09-22 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置

Country Status (2)

Country Link
CN (1) CN115824126A (zh)
WO (1) WO2024060748A1 (zh)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN116441325A (zh) * 2023-04-21 2023-07-18 邢台纳科诺尔精轧科技股份有限公司 一种减速比校准方法、装置、终端及存储介质
CN116675066A (zh) * 2023-08-04 2023-09-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 收放卷控制方法、收放卷控制装置、控制设备及存储介质
CN116793229A (zh) * 2023-08-25 2023-09-22 钛玛科（北京）工业科技有限公司 一种基于3d相机的智能视觉测宽装置
WO2024060748A1 (zh) * 2022-09-22 2024-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04179668A (ja) * 1990-11-09 1992-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 帯状物の巻硬さモニター装置
US20040154391A1 (en) * 2001-06-15 2004-08-12 Jari Paanasalo Method for determination of roll density
CN112919216A (zh) * 2021-02-08 2021-06-08 上海应用技术大学 基于离散pid和锥度张力控制的薄膜分切机张力调节方法
CN113682866A (zh) * 2021-07-27 2021-11-23 深圳弘博智能数码设备有限公司 一种料卷输送控制方法及其装置、卷对卷印刷设备

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
AR004741A1 (es) * 1995-11-28 1999-03-10 Perini Fabio Spa Metodo y dispositivo para la medicion del diametro de un carrete y rollo de material tramado
CN104457669A (zh) * 2014-09-30 2015-03-25 武汉钢铁(集团)公司 一种钢卷直径的测算方法
CN115028002A (zh) * 2022-05-31 2022-09-09 包头钢铁（集团）有限责任公司 一种镀锌机组开卷机卷径计算修正控制方法及系统
CN115824126A (zh) * 2022-09-22 2023-03-21 宁德时代新能源科技股份有限公司 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPH04179668A (ja) * 1990-11-09 1992-06-26 Mitsubishi Heavy Ind Ltd 帯状物の巻硬さモニター装置
US20040154391A1 (en) * 2001-06-15 2004-08-12 Jari Paanasalo Method for determination of roll density
CN112919216A (zh) * 2021-02-08 2021-06-08 上海应用技术大学 基于离散pid和锥度张力控制的薄膜分切机张力调节方法
CN113682866A (zh) * 2021-07-27 2021-11-23 深圳弘博智能数码设备有限公司 一种料卷输送控制方法及其装置、卷对卷印刷设备

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2024060748A1 (zh) * 2022-09-22 2024-03-28 宁德时代新能源科技股份有限公司 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置
CN116441325A (zh) * 2023-04-21 2023-07-18 邢台纳科诺尔精轧科技股份有限公司 一种减速比校准方法、装置、终端及存储介质
CN116441325B (zh) * 2023-04-21 2023-10-13 邢台纳科诺尔精轧科技股份有限公司 一种减速比校准方法、装置、终端及存储介质
CN116675066A (zh) * 2023-08-04 2023-09-01 宁德时代新能源科技股份有限公司 收放卷控制方法、收放卷控制装置、控制设备及存储介质
CN116675066B (zh) * 2023-08-04 2024-01-16 宁德时代新能源科技股份有限公司 收放卷控制方法、收放卷控制装置、控制设备及存储介质
CN116793229A (zh) * 2023-08-25 2023-09-22 钛玛科（北京）工业科技有限公司 一种基于3d相机的智能视觉测宽装置

Also Published As

Publication number Publication date
WO2024060748A1 (zh) 2024-03-28

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN115824126A (zh) 卷径检测方法及装置、膜卷输送装置、辊压装置
US8128715B2 (en) Method and apparatus for producing wound electrode assembly, and method for producing battery
US20160372779A1 (en) System for rolling electrode plates
CN112919216B (zh) 基于离散pid和锥度张力控制的薄膜分切机张力调节方法
JP6478110B2 (ja) 電極の製造方法
CN103935811A (zh) 一种柔性薄膜太阳能电池在线卷对卷张力控制系统
CN105336972A (zh) 用于二次电池的制造设备和制造方法
CN102479970A (zh) 用于制造可再充电电池的装置和方法
JP5581850B2 (ja) 電池の製造方法および電極製造装置
CN113148736B (zh) 叠片机张力控制方法、张力控制装置及叠片机
CN110950146A (zh) 卷径计算方法、装置、基于卷径计算的控制方法及控制器
CN114014069A (zh) 一种薄膜张力控制系统及方法
WO2024051280A1 (zh) 膜卷传送装置及其控制方法、电子设备和存储介质
CN213936238U (zh) 一种锂电池电极的干法制备设备
CN111824865A (zh) 收放卷控制方法和收放卷系统
JP6443723B2 (ja) 捲回機、及び電極の捲回方法
JP6481882B2 (ja) 捲回機、及び電極の捲回方法
US20220158154A1 (en) Method for manufacturing electrode and electrode paste coating device
US20220278307A1 (en) Method for producing electrode
US20240047639A1 (en) Measurement device and electrode plate production system
JP7154272B2 (ja) 電極の製造方法および電極の製造装置
CN220729082U (zh) 一种测量装置
CN115335304B (zh) 张力控制装置及存储介质
CN115528255A (zh) 一种适用于燃料电池催化剂涂覆层ccm批量生产线系统、方法以及铂载量在线检测方法
CN115502211B (zh) 一种料带的制备方法及料带的制备装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination