CN116295049A - 一种卷绕卷针上极耳状态检测方法及系统 - Google Patents

一种卷绕卷针上极耳状态检测方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种卷绕卷针上极耳状态检测方法及系统，方法包括：卷针处根据极耳所在的位置增加厚度检测传感器；厚度检测传感器可连续或间断检测极耳上2点位置处、卷芯上1点位置处的厚度信息；根据检测的点位处的厚度数据信息组合对比，判定极耳有无缺失、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息。本发明解决了无法判定极耳错位方向、特定场景下误判率高、判定效果受光照、装配空间以及极耳错位的制约的技术问题。

Description

一种卷绕卷针上极耳状态检测方法及系统
技术领域
本发明涉及锂电池制造技术领域，具体涉及一种卷绕卷针上极耳状态检测方法及系统。
背景技术
卷绕是由正极片、负极片、上隔膜、下隔膜通过不同数量和类型的过辊输送，并按一定的排列顺序，在卷针上通过卷针的转动卷成卷芯的过程。此时极片上极耳的尺寸和形状已由激光切切好。卷芯外观好坏的判定多集中于卷绕后极耳的状态，常见的外观不良有极耳错位、极耳翻折、极耳破损、极耳缺失。这些不良一定程度上会影响卷芯的装配及性能，如极耳翻折可能造成卷芯短路测试不合格，极耳错位严重导致装配焊接时焊印面积不足等过程异常。因此，如何减少卷绕过程中极耳产生的不良是当前各电池厂家及卷绕机生产厂家重点关注的问题。同时，如何有效的识别卷绕后已产生的极耳状态不良，避免流入下工序亦成为需重点解决的问题。
公布号为CN113594556A的现有发明专利申请文献《一种卷绕极耳错位调节方法及控制系统》，该方法包括：根据卷针的线速度以及所检测到的极耳的前端与尾端之间的时间，计算出极耳错位量；根据极耳错位量，调节贴胶辊在卷绕方向上施加的压力；以及根据下料后检测出的极耳错位量，修正所述贴胶辊在卷绕方向上施加的压力。该现有技术方案中公开了一种根据卷针的线速度以及所检测到的极耳的前端与尾端之间的时间，计算出极耳错位量的方法，但未描述错位方向的判定方法且遇到极耳翻折时易误判。
公布号为CN114562959A的现有发明专利申请文献《一种采用3D面阵相机的卷绕机设备极耳翻折检测方法》，该方法包括以下步骤：S1：准备所需的原料；S2：将准备好的原料放入机器中；S3：通过机器将原料卷绕在一起，对极耳位置进行拍照处理，拍出的照片传送至PLC控制板处；S4：然后压紧之后进行切断，将切断后的产品进行贴胶处理；S5：将贴好胶的电芯进行输送至取料处；S6：根据PLC控制板发出的检测结果进行处理。但该现有技术方案中因使用到面阵相机，检测效果易受光照条件影响，在背光条件下有一定效果，但在向光条件下由于极耳反光易导致无法检测翻折，同时设备占用空间较大。现有的技术中，多使用通过检测宽度或面积判定极耳翻折，或通过CCD相机的拍摄图片分析卷针上极耳翻折和错位，也有技术方案采用卷针上颜色区域识别判定翻折等。这些技术都存在一定的缺陷，如只适用于检测入卷前极耳的状态，或者仅能单一的检测极耳一种状态，或易受外部光源环境因素、极耳错位的影响。目前的技术中未有简单有效的通过一组极耳的数据信息综合判定卷针上极耳状态的信息。
现有的技术方案中，若使用通过检测宽度或面积判定极耳翻折，此方案只适用于检测入卷前极耳的状态。若通过CCD相机的拍摄图片，识别设定抓边框里灰色差灰度变化确定是否翻折，此方案受CCD光源亮度和拍照清晰度的影响，亮度较低，清晰度低，识别能力降低，同时极耳错位严重时，极耳翻折未落入抓边框内会影响判定结果。若采用面阵或线阵相机进行拍照，此类相机占用的体积较大，装配较复杂，调试难度大，同时检测效果也易受光照条件影响。若技术方案采用卷针上颜色区域识别判定翻折，采用颜色识别传感器，通过不同颜色物体的反射率差作为检测原理，识别和对比目标物体的表面灰色差灰度变化，位置多置于离隔膜边缘5-15mm处，这类检测自带检测光源，基本不受环境亮度的影响，但只能检测极耳翻折到隔膜区域下的情况，其余打折的情况存在漏判。
综上，现有技术存在无法判定极耳错位方向、特定场景下误判率高、判定效果受光照、装配空间以及极耳错位的制约的技术问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于如何解决现有技术中无法判定极耳错位方向、特定场景下误判率高、判定效果受光照、装配空间以及极耳错位的制约的技术问题。
本发明是采用以下技术方案解决上述技术问题的：一种卷绕卷针上极耳状态检测方法包括：
S1、在卷针处根据极耳所在位置，设置厚度检测传感器，其中，厚度检测传感器的设置位置包括：卷芯第一检测点、极耳第一检测点以及极耳第二检测点；
S2、利用厚度检测传感器，检测极耳第一检测点、极耳第二检测点的所在位置的厚度信息，以及卷芯上监测点所在位置的厚度信息；
S3、对比极耳上检测点以及卷芯上监测点的厚度数据信息组合，据以判定极耳状态，其中，极耳状态包括：缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息。
本发明利用厚度检测传感器的分布设置和取值检测判定逻辑，通过极耳上不同位置处的厚度信息对比，可以有效识别卷针上卷芯卷绕时各层极耳的状态、判定极耳有无缺失、翻折程度以及对应的层数信息，同时可以计算错位程度和错位方向。本发明采用厚度检测传感器，可称为测距传感器，使用激光或红外，不受环境的影响。
在更具体的技术方案中，步骤S1中，极耳第一检测点设定于极耳的远离隔膜端，极耳第二检测点设定于极耳的靠近隔膜端。
在更具体的技术方案中，步骤S1中，卷芯第一检测点设定于卷芯的上距极耳根部。
在更具体的技术方案中，根据正负极耳的位置确定厚度检测传感器的数量。
在更具体的技术方案中，步骤S2中，采用反射型激光移位计，以卷针表面为原点，检测极耳和卷芯的通过后高度差，根据通过后高度差，测得当前极耳和卷芯的厚度。
在更具体的技术方案中，根据极耳的层数，选取适用测量范围，据以测得当前极耳和卷芯的厚度。
在更具体的技术方案中，步骤S2包括：
S21、根据卷绕角度确定卷芯第一检测点、极耳第一检测点以及极耳第二检测点的数据记录起止点；
S22、利用各厚度检测传感器检测获取各层极耳的厚度数据，以及卷芯第一检测点的厚度数据；
S23、利用下述逻辑求取厚度数据ni的取值：
Figure BDA0004114827300000031
其中，厚度数据ni的取值由传感器采样频率K、层极耳检测宽度Wm、卷绕速度S决定；
S24、在极耳2无错位时，利用下述逻辑求取两位置点的检测数据量：
Figure BDA0004114827300000032
其中，两位置点每层的检测数据量固定为N1和N2，W1、W2为正常极耳两位置点处极耳宽度。
本发明通过一组极耳的数据信息综合判定卷针上极耳状态的信息，不受光照、装配空间以及极耳错位的影响，提高了极耳状态判定的准确性。
在更具体的技术方案中，步骤S3包括：
S31、根据卷芯第一检测点厚度信息及卷绕结构，计算对应层极耳厚度范围；
S32、根据对应层极耳厚度范围，对比处理极耳第二检测点的厚度，判定对应极耳层数，并获取当前待判定极耳状态层的检测数据组；
S33、对比极耳第二检测点的检测数据组内的数据前后差值，对比监测数据组的检测数据量与预设数据量，在对应检测时段内，检测卷芯第一检测点的厚度数值波动，据以判定极耳的缺失状态以及翻折程度；
S34、根据检测数据组处理得到根据极耳第二检测点的厚度数据的变化趋势，据以判定极耳的错位方向；
S35、通过极耳第二检测点的检测数据量，计算层检测宽度与极耳第二检测点的极耳正常宽度的差值，取差值的最大值，以作为极耳错位量。
本发明对极耳错位方向进行判定，避免了在遇到极耳翻折时产生误判。本发明可提前识别极耳状态异常卷芯进行拦截，减少因极耳状态异常无法识别及人工目检漏检的风险。
在更具体的技术方案中，步骤S32包括：
S321、对第m层极耳计算卷芯第一检测点的厚度数据中值，根据卷绕时极片及隔膜叠加顺序，根据厚度数据中值减去相应设计厚度，得到对应层极耳的理论厚度；
S322、分析第m层极耳的极耳第二检测点的厚度数据，取厚度数据满足大于预设阈值的连续数据组，以作为当前待判定极耳状态层的检测数据组。
在更具体的技术方案中，步骤S33包括：
S331、计算检测数据组内的数据前后差值T1mni-T1mn(i-1)、T2mni-T2mn(i-1)；
S332、在数据前后差值T1mni-T1mn(i-1)、T2mni-T2mn(i-1)的绝对值均小于单极耳厚度，且数据组内数据量与检测数据量N1、N2相同时，判定当前层的极耳无翻折、无缺失；
S333、在检测数据组内的数据量均为0，且同检测区间内卷芯第一检测点的检测厚度数据的数据前后差值的绝对值均小于单极耳厚度时，判定当前层的极耳出现缺失；
S334、在同极耳厚度检测区间内的卷芯第一检测点数据前后差值的绝对值大于单极耳厚度，且极耳第一检测点和极耳第二检测点的厚度数据前后差值的绝对值大于单极耳厚度，且检测数据量异常时，判定极耳翻折到卷芯内部，否则判定极耳存在翻折。
本发明适用于检测入卷前、入卷后以及入卷过程中极耳的状态，能检测极耳的缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向。同时本发明避免了现有技术应受外部光源环境因素、极耳错位的影响产生的判定误差。
在更具体的技术方案中，一种卷绕卷针上极耳状态检测系统包括：
传感器设置模块，用以在卷针处根据极耳所在位置，设置厚度检测传感器，其中，厚度检测传感器的设置位置包括：卷芯第一检测点、极耳第一检测点以及极耳第二检测点；
各监测点厚度检测模块，用以利用厚度检测传感器，检测极耳第一检测点、极耳第二检测点的所在位置的厚度信息，以及卷芯上监测点所在位置的厚度信息，各监测点厚度检测模块与传感器设置模块连接；
极耳状态判定模块，用以对比极耳上检测点以及卷芯上监测点的厚度数据信息组合，据以判定极耳状态，其中，极耳状态包括：缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息，所述极耳状态判定模块与所述各监测点厚度检测模块连接。
本发明相比现有技术具有以下优点：本发明利用厚度检测传感器的分布设置和取值检测判定逻辑，通过极耳上不同位置处的厚度信息对比，可以有效识别卷针上卷芯卷绕时各层极耳的状态、判定极耳有无缺失、翻折程度以及对应的层数信息，同时可以计算错位程度和错位方向。本发明采用厚度检测传感器，可称为测距传感器，使用激光或红外，不受环境的影响。
本发明通过一组极耳的数据信息综合判定卷针上极耳状态的信息，不受光照、装配空间以及极耳错位的影响，提高了极耳状态判定的准确性。
本发明对极耳错位方向进行判定，避免了在遇到极耳翻折时产生误判。本发明可提前识别极耳状态异常卷芯进行拦截，减少因极耳状态异常无法识别及人工目检漏检的风险。
本发明适用于检测入卷前、入卷后以及入卷过程中极耳的状态，能检测极耳的缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向。同时本发明避免了现有技术应受外部光源环境因素、极耳错位的影响产生的判定误差。本发明解决了现有技术中存在的无法判定极耳错位方向、特定场景下误判率高、判定效果受光照、装配空间以及极耳错位的制约的技术问题。
附图说明
图1为本发明实施例1的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法基本步骤示意图；
图2为本发明实施例1的厚度信息检测具体步骤示意图；
图3为本发明实施例1的厚度数据信息组合对比具体步骤示意图；
图4为本发明实施例2的厚度检测传感器检测位置点分布及检测范围的示意图；
图5为本发明实施例2的各检测点厚度检测数据综合对比分析极耳缺失、翻折程度异常的示意图；
图6为本发明实施例2的各检测点厚度检测数据综合对比分析极耳错位方向及错位程度的示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例，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作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。
实施例1
如图1所示，本发明提供的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法包括以下基本步骤：
S1、卷针3处根据极耳2所在的位置增加厚度检测传感器；
S2、厚度检测传感器可连续或间断检测极耳2上2点位置处的厚度信息，卷芯1上卷芯第一检测点11处厚度信息；
S3、根据检测的点位处的厚度数据信息组合对比，判定极耳2有无缺失、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息。
在本实施例中，采用反射型激光移位计，以卷针3表面为0原点，极耳2和卷芯1通过后形成高度差以此测量出当前极耳2和卷芯1的厚度，测量范围根据极耳2层数进行选择。
在本实施例中，厚度检测传感器检测极耳2的极耳第二检测点22处、卷芯1上卷芯第一检测点11位置处厚度信息。在本实施例中，厚度检测传感器的检查方式包括但不限于：连续、间断。极耳2的极耳第二检测点22的分布：极耳第一检测点21位置设定极耳k1h处，在本实施例中，极耳第一检测点21位置远离隔膜端，h为极耳高度，k1≤1/4，极耳第二检测点22位置设定k2h处，在本实施例中，极耳第二检测点22的位置靠近隔膜端，k2≥3/4。卷芯第一检测点11位置设定在卷芯1上距极耳2根部k3h处，k3≤1/4。检测点位可集中在1个检测传感器上，在本实施例中，检测传感器的布设方式还包括：利用不少于2个独立检测传感器检测。在本实施例中，检测传感器数量根据正负极耳位置确定。
如图2所示，在本实施例中，步骤S2还包括以下具体步骤：
S21、3点的数据记录起止根据卷绕的角度确定，检测到卷针3表面，厚度记为0；
在本实施例中，除0值外，角度的设定满足卷芯第一检测点11数据检测量≥极耳第二检测点22位置数据检测量≥极耳第一检测点21位置数据检测量；
S22、利用各位置点检测传感器检测获取各层极耳2的厚度数据，检测获取卷芯第一检测点11位置处厚度数据；
在本实施例中，极耳第一检测点21检测到第1层极耳2的厚度数据记为T111、T112······T11n1，极耳第二检测点22检测到第1层极耳2的厚度数据记为T211、T212······T21n2。以此类推，极耳第一检测点21检测到第m层极耳的厚度数据记为T1m1、T1m2······T1mn3，极耳第二检测点22检测到第m层极耳的厚度数据记为T2m1、T2m2······T2mni，卷芯第一检测点11位置处厚度数据记为T31、T32······T3j；
S23、利用下述逻辑求取厚度数据ni的取值：
Figure BDA0004114827300000071
其中，厚度数据ni的取值由传感器采样频率K、层极耳检测宽度Wm、卷绕速度S决定；
在本实施例中，受极耳2错位及极耳2尺寸异形的影响，层极耳2检测宽度Wm并不相等，因此，每层及每点上测得的厚度数据ni值不相等；
S24、在极耳2无错位时，利用下述逻辑求取两位置点的检测数据量：
Figure BDA0004114827300000072
其中，两位置点每层的检测数据量固定为N1和N2，W1、W2为正常极耳两位置点处极耳宽度。
如图3所示，在本实施例中，步骤S3中的厚度数据信息组合对比具体步骤包括：
S31、根据卷芯第一检测点11位置处厚度信息及卷绕结构，计算对应层极耳2的理论厚度范围；
S32、对比极耳第二检测点22位置处的厚度，判定数据对应的极耳2层数，并找出当前需判定极耳状态层的检测数据组；
S33、通过极耳第二检测点22位置处检测数据组内数据前后差值对比及数据量与理论数据量对比，结合对应检测时段卷芯第一检测点11位置处厚度数值波动，判定极耳2有无缺失、翻折程度；
S34、根据极耳第二检测点22位置处的厚度数据变化趋势判定极耳2错位方向；
S35、通过极耳第二检测点22位置处检测数据量计算层检测宽度与极耳第二检测点22位置处极耳正常宽度的差值，取2个差值数据中的最大值作为极耳错位量。
在本实施例中，判定极耳2有无缺失、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息的过程中，对第m层极耳计算卷芯第一检测点11位置处厚度数据中值T3a，根据卷绕时极片及隔膜叠加顺序，由T3a减去相应设计厚度，计算出对应层极耳的理论厚度Tm；对第m层极耳上2点位置处的厚度数据进行分析，找出数据满足大于90％Tm的连续数据组，此数据组记为当前需判定极耳状态层的两位置点检测数据组，计算数据组内T1mni-T1mn(i-1)、T2mni-T2mn(i-1)，若前后数据差值绝对值均小于单极耳厚度且数据组内数据量与N1、N2相同，说明当前层极耳无翻折、无缺失；若数据组内数据量均为0，且同检测区间内卷芯第一检测点11检测厚度数据前后差值绝对值均小于单极耳厚度，说明当前层极耳缺失；若同极耳厚度检测区间内卷芯第一检测点11检测厚度数据前后差值绝对值大于单极耳厚度且另外两点位置上厚度数据前后差值绝对值有大于单极耳厚度和数据量与对应N1、N2不同异常，说明极耳翻折到卷芯内部；其余情况判定极耳2存在翻折。
根据极耳第二检测点22位置处的厚度数据变化趋势判定极耳错位方向，数据由小逐渐变大为逆卷绕方向错位，由大变小为顺卷绕方向错位；通过最后一层极耳第二检测点22位置处检测数据量计算层检测宽度与2点位置处极耳正常宽度的差值，取2个差值数据中的最大值作为卷芯极耳错位量。
在本实施例中，根据极耳第二检测点22位置处的厚度数据变化趋势判定极耳错位方向，数据由小逐渐变大为逆卷绕方向错位，由大变小为顺卷绕方向错位；通过最后一层极耳第二检测点22位置处检测数据量计算层检测宽度与2点位置处极耳正常宽度的差值，取2个差值数据中的最大值作为卷芯极耳错位量。
实施例2
如图4所示，在本实施例中，卷芯极耳分布于两侧。卷芯极耳分布于两侧且形状和尺寸相同，因极耳2和卷芯1上检测位置点设定相同，数据处理方式及判定相同，仅采集的数据有差异，案例仅以正极极耳侧作为示意。
在本实施例中，已知卷芯极耳形状为等腰梯形，正极极耳的高度h＝20mm，上宽23mm，下宽35mm，单层极耳厚度13μm。现将极耳第一检测点21检测位置设定在距极耳上端5mm处，即1/4极耳高度。极耳第二检测点22检测位置设定在距极耳上端15mm处，在本实施例中，极耳第二检测点22检测位置靠近隔膜端，即3/4极耳高度。卷芯上1点设定在距隔膜5mm处。可知，极耳第一检测点21检测到的极耳宽度为W1＝26mm，极耳第二检测点22检测到的极耳宽度为W2＝32mm。
在本实施例中，卷芯1设计隔膜厚度d1＝22μm，正极片厚度d2＝117μm，负极片厚度d3＝139μm，卷绕结构由内向外依次为负极极片、隔膜、正极极片、隔膜，理论上从第2层开始极耳层间厚度差值为(2*d1+d2+d3)＝300μm，同正极极耳层极耳上两点位置处检测的厚度数据相比对应卷芯上检测的数据要小74μm。
如图5所示，在本实施例中，厚度检测传感器使用独立检测3点位置处厚度数据，采样频率K为6000次/秒，分辨率0.3μm，采样重复精度0.1μm。单卷芯固定卷绕线速S＝1000mm/s。根据传感器和卷绕速度的数据，除0值外，可知极耳第一检测点21检测到的理论数据量N1＝156，极耳第二检测点22检测到的理论数据量N2＝192。因检测的数据较多，用前四层极耳数据进行图示的说明数据间的对比及对应极耳状态。
如图6所示，在本实施例中，第1层极耳对应卷芯第一检测点11检测的数据中值为0.3389mm，因此第一层极耳2上两点位置处的检测数据组的判定为数值大于(0.3389-0.074)*0.9＝0.2384的连续数据，第一层极耳2上两点位置处的检测数据组数据量分别与N1、N2相等且组内数据前后差值均小于0.013mm，判定第一层极耳状态正常，无翻折、缺失。第2层极耳对应卷芯第一检测点11检测的数据中值为0.6446mm且前后数据差值均小于0.013mm，因此第2层极耳上两点位置处的检测数据组的判定为数值大于0.5135mm的连续数据，但实际检测厚度数据均小于0.5135mm，实测的数据为第1层极耳的厚度数据，因此判定第2层极耳缺失。第3层极耳对应卷芯第一检测点11检测的数据中值为0.9386mm，因此第3层极耳上两点位置处的检测数据组的判定为数值大于0.7781mm的连续数据，但极耳第一检测点21位置处实际检测厚度数据均小于0.7781mm，实测的数据仍为第一层极耳的厚度数据，极耳第二检测点22位置处大于0.7781mm的连续数据组内数据量与N2相同，但数据组内数据前后差值存在大于0.013mm的波动，同时卷芯第一检测点11检测的数据前后差值也存在大于0.013mm的波动，因此判定第三层极耳翻折且翻折到隔膜区。第4层极耳对应卷芯第一检测点11检测的数据中值为1.2380mm，因此第3层极耳上两点位置处的检测数据组的判定为数值大于1.0476mm的连续数据，极耳第一检测点21位置处实际检测厚度数据数值大于1.0476mm的连续数据组内数据量为135，小于N1且数据前后差值也存在大于0.013mm的波动，极耳第二检测点22位置处大于1.0476mm的连续数据组内数据量与N2相同，数据组内数据前后差值不存在大于0.013mm的波动，同时卷芯第一检测点11检测的数据前后差值也不存在大于0.013mm的波动，因此判定第四层极耳2轻微翻折且未翻折到隔膜区。
在本实施例中，在相同的参数条件下，图6中为一卷芯最后一层极耳的厚度检测数据，可见：最后一层极耳无翻折、缺失，极耳第二检测点22位置处的厚度检测数据呈逐渐增大趋势，说明卷绕为逆卷绕方向错位。最后一层极耳第二检测点22位置处检测数据量分别为186和222，计算出层检测宽度分别为31mm与37mm，与2点位置处极耳正常宽度的差值均为5mm，取2个差值数据中的最大值作为极耳错位量，因此此卷芯1与极耳2错位量为5mm。
综上，本发明利用厚度检测传感器的分布设置和取值检测判定逻辑，通过极耳上不同位置处的厚度信息对比，可以有效识别卷针上卷芯卷绕时各层极耳的状态、判定极耳有无缺失、翻折程度以及对应的层数信息，同时可以计算错位程度和错位方向。本发明采用厚度检测传感器，可称为测距传感器，使用激光或红外，不受环境的影响。
本发明通过一组极耳的数据信息综合判定卷针上极耳状态的信息，不受光照、装配空间以及极耳错位的影响，提高了极耳状态判定的准确性。
本发明对极耳错位方向进行判定，避免了在遇到极耳翻折时产生误判。本发明可提前识别极耳状态异常卷芯进行拦截，减少因极耳状态异常无法识别及人工目检漏检的风险。
本发明适用于检测入卷前、入卷后以及入卷过程中极耳的状态，能检测极耳的缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向。同时本发明避免了现有技术应受外部光源环境因素、极耳错位的影响产生的判定误差。本发明解决了现有技术中存在的无法判定极耳错位方向、特定场景下误判率高、判定效果受光照、装配空间以及极耳错位的制约的技术问题。
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 (10)

1.一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述方法包括：
S1、在卷针处根据极耳所在位置，设置厚度检测传感器，其中，所述厚度检测传感器的设置位置包括：卷芯第一检测点、极耳第一检测点以及极耳第二检测点；
S2、利用所述厚度检测传感器，检测所述极耳第一检测点、所述极耳第二检测点的所在位置的厚度信息，以及卷芯上监测点所在位置的厚度信息；
S3、对比所述极耳上检测点以及所述卷芯上监测点的厚度数据信息组合，据以判定极耳状态，其中，所述极耳状态包括：缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息。
2.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S1中，所述极耳第一检测点设定于所述极耳的远离隔膜端，所述极耳第二检测点设定于所述极耳的靠近隔膜端，所述步骤S1中，所述卷芯第一检测点设定于所述卷芯的上距极耳根部。
3.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，根据正负所述极耳的位置确定所述厚度检测传感器的数量。
4.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S2中，采用反射型激光移位计，以所述卷针表面为原点，检测所述极耳和所述卷芯的通过后高度差，根据所述通过后高度差，测得当前所述极耳和所述卷芯的厚度。
5.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，根据所述极耳的层数，选取适用测量范围，据以测得当前所述极耳和所述卷芯的厚度。
6.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
S21、根据卷绕角度确定所述卷芯第一检测点、所述极耳第一检测点以及所述极耳第二检测点的数据记录起止点；
S22、利用各所述厚度检测传感器检测获取各层极耳的厚度数据，以及所述卷芯第一检测点的厚度数据；
S23、利用下述逻辑求取厚度数据ni的取值：
Figure FDA0004114827290000011
其中，厚度数据ni的取值由传感器采样频率K、层极耳检测宽度Wm、卷绕速度S决定；
S24、在极耳2无错位时，利用下述逻辑求取两位置点的检测数据量：
Figure FDA0004114827290000021
其中，两位置点每层的检测数据量固定为N1和N2，W1、W2为正常极耳两位置点处极耳宽度。
7.根据权利要求1所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S3包括：
S31、根据卷芯第一检测点厚度信息及卷绕结构，计算对应层极耳厚度范围；
S32、根据所述对应层极耳厚度范围，对比处理极耳第二检测点的厚度，判定对应极耳层数，并获取当前待判定极耳状态层的检测数据组；
S33、对比所述极耳第二检测点的所述检测数据组内的数据前后差值，对比所述监测数据组的检测数据量与预设数据量，在对应检测时段内，检测所述卷芯第一检测点的厚度数值波动，据以判定极耳的所述缺失状态以及所述翻折程度；
S34、根据所述检测数据组处理得到根据所述极耳第二检测点的厚度数据的变化趋势，据以判定所述极耳的所述错位方向；
S35、通过所述极耳第二检测点的所述检测数据量，计算层检测宽度与所述极耳第二检测点的极耳正常宽度的差值，取所述差值的最大值，以作为极耳错位量。
8.根据权利要求7所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S32包括：
S321、对第m层极耳计算所述卷芯第一检测点的厚度数据中值，根据卷绕时极片及隔膜叠加顺序，根据厚度数据中值减去相应设计厚度，得到对应层极耳的理论厚度；
S322、分析所述第m层极耳的所述极耳第二检测点的厚度数据，取所述厚度数据满足大于预设阈值的连续数据组，以作为当前所述待判定极耳状态层的所述检测数据组。
9.根据权利要求7所述的一种卷绕卷针上极耳状态检测方法，其特征在于，所述步骤S33包括：
S331、计算所述检测数据组内的所述数据前后差值T1mni-T1mn(i-1)、T2mni-T2mn(i-1)；
S332、在所述数据前后差值T1mni-T1mn(i-1)、T2mni-T2mn(i-1)的绝对值均小于单极耳厚度，且数据组内数据量与所述检测数据量N1、N2相同时，判定当前层的所述极耳无翻折、无缺失；
S333、在所述检测数据组内的数据量均为0，且同检测区间内所述卷芯第一检测点的检测厚度数据的所述数据前后差值的绝对值均小于单极耳厚度时，判定当前层的所述极耳出现缺失；
S334、在同极耳厚度检测区间内的所述卷芯第一检测点数据前后差值的绝对值大于单极耳厚度，且所述所述极耳第一检测点和所述所述极耳第二检测点的厚度数据前后差值的绝对值大于单极耳厚度，且所述检测数据量异常时，判定所述极耳翻折到卷芯内部，否则判定所述极耳存在翻折。
10.一种卷绕卷针上极耳状态检测系统，其特征在于，所述系统包括：
传感器设置模块，用以在卷针处根据极耳所在位置，设置厚度检测传感器，其中，所述厚度检测传感器的设置位置包括：卷芯第一检测点、极耳第一检测点以及极耳第二检测点；
各监测点厚度检测模块，用以利用所述厚度检测传感器，检测所述极耳第一检测点、所述极耳第二检测点的所在位置的厚度信息，以及卷芯上监测点所在位置的厚度信息，所述各监测点厚度检测模块与所述传感器设置模块连接；
极耳状态判定模块，用以对比所述极耳上检测点以及所述卷芯上监测点的厚度数据信息组合，据以判定极耳状态，其中，所述极耳状态包括：缺失状态、翻折程度、错位程度、错位方向以及对应的层数信息，所述极耳状态判定模块与所述各监测点厚度检测模块连接。
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