CN116532788B - 一种圆柱电池激光加工设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种圆柱电池激光加工设备及方法。该设备包括驱动机构和多工位旋转圆盘,多工位旋转圆盘的每一工位上设有夹具,夹具用以装夹圆柱电池,多工位旋转圆盘的外侧间隔设有IO传感器,IO传感器根据工位位置生成触发信号,且其与激光加工控制设备连接,以将触发信号反馈至激光加工控制设备,激光加工控制设备与角度采集传感器连接,圆柱电池的上方间隔设有激光振镜。本发明可根据圆柱电池的线速度计算激光振镜的补偿量,并根据所处的速度阶段调用对应的偏移量,然后根据相机识别的角度偏差、位置偏差对激光加工轨迹进行矩阵变换,然后控制激光振镜在做圆周运动的圆柱电池上实现旋转飞行激光加工,并保证一定的精度、效率和加工品质。
Description
技术领域
本发明涉及圆柱电池激光加工技术领域,具体涉及一种圆柱电池激光加工设备及方法。
背景技术
目前圆柱电池的激光加工方式多为静态加工,一般的使用直线平台或圆盘转动平台作为上料机构,将圆柱电池送到激光加工头下方,圆柱电池静止后进行激光加工,激光加工过程中圆柱电池相对于振镜没有相对位移,激光加工完毕后,圆柱电池流转至下一工位。这种加工方式上料机构需要频繁的运动-静止-运动,上料机构从运动状态到静止状态需要一定的稳定时间才能确保圆柱电池静止下来,如果运动速度过大则需要更长的稳定时间,由于圆柱电池的间距较小,运动机构在短距离内无法加速到更高的速度,这在一定程度上限制了上料机构的运动速度,该加工方式极大的制约了圆柱电池的激光加工效率,进而影响圆柱电池的生产产能。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术存在的不足,提供一种圆柱电池激光加工设备及方法。
为实现上述目的,在第一方面,本发明提供了一种圆柱电池激光加工设备,包括驱动机构,所述驱动机构的上侧固定连接有多工位旋转圆盘,所述多工位旋转圆盘的每一工位上设有夹具,所述夹具用以装夹圆柱电池,所述多工位旋转圆盘的外侧间隔设有IO传感器,所述IO传感器用以根据工位位置生成触发信号,且其与激光加工控制设备连接,以将触发信号反馈至激光加工控制设备,所述激光加工控制设备与角度采集传感器连接,所述角度采集传感器用以采集多工位旋转圆盘的旋转信号,并将多工位旋转圆盘的旋转信号反馈至激光加工控制设备,所述圆柱电池的上方间隔设有激光振镜,所述激光振镜与激光加工控制设备连接,所述激光加工控制设备根据多工位旋转圆盘的旋转角度信号计算圆柱电池的旋转角速度,且其还用以配置每一工位的圆柱电池对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径和IO触发逻辑参数,所述激光加工控制设备根据IO传感器反馈的触发信号调用该工位对应的加工模板和该圆柱电池的旋转半径,并根据圆柱电池的旋转角速度和旋转半径计算圆柱电池的线速度/>,具体如下:
其中,为圆柱电池的旋转半径;
然后根据圆柱电池的线速度计算激光振镜的补偿量/>,具体如下:
其中,为采样时间;
最后根据加工模板和激光振镜的补偿量计算激光振镜的运动轨迹,并控制激光振镜沿所述运动轨迹动作,以跟随圆柱电池完成激光加工。
进一步的,所述激光加工控制设备还用以配置运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量,且其根据多工位旋转圆盘的旋转角度信号判断当前运动的速度阶段,并根据圆柱电池所处的速度阶段调用对应的偏移量,然后根据偏移量偏移激光振镜的运动轨迹,以补偿加速阶段、匀速阶段、减速阶段的激光加工位置;
进一步的,所述角度采集传感器为同轴编码器,所述同轴编码器设置在多工位旋转圆盘的中部,其计算圆柱电池的旋转角速度的方式如下:
其中,为同轴编码器转动一圈输出的脉冲数,/>为采样时间内同轴编码器输出的脉冲数。
进一步的,所述激光振镜的前侧工位上方设有相机,所述相机用以对进入相机所处的工位下方的圆柱电池进行拍照,并将拍摄的圆柱电池的图像与预设的圆柱电池的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,并将圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差反馈至激光加工控制设备,所述激光加工控制设备根据圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置。
进一步的,对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换的方式具体如下:
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
进一步的,所述圆柱电池的激光加工位置包括顶盖、侧壁、内壁、极柱、集流盘和底盖,当激光加工位置为顶盖、极柱、集流盘和底盖时,所述激光振镜设置在圆柱电池的正上方,所述激光加工控制设备控制激光振镜跟随圆周运动的圆柱电池实现旋转飞行激光加工;当激光加工位置为侧壁和内壁时,所述激光振镜的加工平面和圆柱电池的旋转平面设有固定的夹角,所述激光加工控制设备还控制激光振镜跟随圆柱电池的公转路径保持激光聚焦点相对于圆柱电池中心位置不变,通过圆柱电池的自转形成激光加工轨迹。
进一步的,所述激光加工控制设备还将激光振镜的加工平面投影到圆柱电池的旋转平面上,并将激光振镜的加工轨迹进行投影变换,以匹配在圆柱电池旋转平面上的加工位置坐标。
进一步的,所述激光加工控制设备包括:
参数配置模块,用以存储配置的每一工位对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量;
反馈数据处理模块,用以接收并处理IO传感器反馈的触发信息、角度采集传感器采集的多工位旋转圆盘的旋转信号、相机反馈的圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,调用当前速度阶段对应的偏移量,并计算出激光振镜的补偿量;
第一控制模块,用以根据加工模板、激光振镜的补偿量、当前速度阶段对应的偏移量及圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差计算出激光振镜的运动轨迹;
第二控制模块,用以根据第一控制模块计算出的激光振镜的运动轨迹控制激光振镜工作,以生成激光加工轨迹。
进一步的,所述激光加工包括激光清洗、激光焊接和激光标刻。
在第二方面,本发明提供了一种圆柱电池激光加工方法,包括:
步骤S1,将圆柱电池装夹在多工位旋转圆盘上;
步骤S2,配置每一工位的圆柱电池对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量;
步骤S3,检测工位位置并输出触发信号,以使多工位旋转圆盘带动圆柱电池旋转运动到激光振镜下方时,根据配置的参数信息获取该工位对应的激光加工模板和旋转半径;
步骤S4,在旋转运动的圆柱电池指定位置进行激光加工,具备包括:
步骤S41,当圆柱电池随多工位旋转圆盘旋转时,实时计算多工位旋转圆盘的旋转角速度,根据旋转半径计算出圆柱电池的线速度/>,具体如下:
其中,为圆柱电池的旋转半径;
然后计算出激光振镜的补偿量,并根据加工模板和激光振镜的补偿量/>计算激光振镜的运动轨迹,激光振镜的补偿量/>的计算方式具体如下:
其中,为采样时间;
步骤S42,根据多工位旋转圆盘的旋转角速度判断当前运动的速度阶段,根据所处的速度阶段调用对应的偏移量,偏移激光振镜的运动轨迹;
步骤S43,在激光振镜的前侧对圆柱电池进行拍照,并将拍摄的圆柱电池的图像与预设的圆柱电池的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,根据圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置,具体如下:
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
有益效果:本发明可根据圆柱电池的线速度计算激光振镜的补偿量,并根据所处的速度阶段调用对应的偏移量,然后根据相机识别的角度偏差、位置偏差对激光加工轨迹进行矩阵变换,然后控制激光振镜在做圆周运动的圆柱电池上实现旋转飞行激光加工,并保证一定的精度、效率和加工品质;本发明可以实现工作在圆盘流水线上不间断运动时完成激光加工操作,这种方式激光加工时流水线不需要停下,减少了流水线加减速过程,也不需要设置稳定时间,大大的缩短了激光加工过程的时间,提高了整体的加工效率。
附图说明
图1是本发明实施例的圆柱电池激光加工设备的结构示意图;
图2是本发明实施例的激光加工控制设备的原理框图;
图3是本发明实施例的圆柱电池激光加工方法流程示意图。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施例,进一步阐明本发明,本实施例在以本发明技术方案为前提下进行实施,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。
如图1所示,本发明实施例提供了一种圆柱电池激光加工设备,包括驱动机构1,驱动机构1的上侧固定连接有多工位旋转圆盘2,驱动机构1用来带动多工位旋转圆盘2转动,在多工位旋转圆盘2的每一工位上设有夹具,夹具用以装夹圆柱电池3,多工位旋转圆盘2的外侧间隔设有IO传感器4,IO传感器4优选为备有多种配备高精度CMOS的光电传感器,IO传感器4用以根据工位位置生成触发信号。具体的,上述驱动机构1可以安装在底板6上,在底板6上固定有安装杆7,上述IO传感器4可以通过安装架11固定在安装杆7上,圆柱电池3与IO传感器4间隔设置,当圆柱电池3经过IO传感器4的位置时,IO传感器4即可生成触发信号。IO传感器4与激光加工控制设备5连接,以将触发信号反馈至激光加工控制设备5,激光加工控制设备5与角度采集传感器连接,角度采集传感器用以采集多工位旋转圆盘2的旋转信号,并将多工位旋转圆盘2的旋转信号反馈至激光加工控制设备5,以供激光加工控制设备5根据多工位旋转圆盘2的旋转角度信号计算圆柱电池3的旋转角速度。角度采集传感器优选为同轴编码器,同轴编码器设置在多工位旋转圆盘2的中部,其计算圆柱电池3的旋转角速度/>的方式如下:
其中,为同轴编码器转动一圈输出的脉冲数,/>为采样时间内同轴编码器输出的脉冲数。
在圆柱电池3的上方间隔设有激光振镜8,具体的,在底板6上固定有直线导轨9,激光振镜8可通过支架10与直线导轨9连接,支架10在直线导轨9上的高度优选可调,以便于调整激光振镜8的高度。激光振镜8由激光扫描头、聚焦镜(场镜)等结构组成,其为现有技术,不再赘述。激光振镜8与激光加工控制设备5连接,由激光加工控制设备5控制激光振镜8工作,通过电信号驱动激光振镜偏转移动,可实现激光偏转控制。由于多工位旋转圆盘2和夹具机械结构本身存在偏差,导致不同工位圆柱电池3的旋转半径不同,为了解决这一问题,激光加工控制设备5还用以配置每一工位的圆柱电池3对应的加工模板、每一圆柱电池3的旋转半径和IO触发逻辑参数,其中,上述加工模板包括配置好的原始加工轨迹和激光加工的工艺等参数,激光加工的工艺包含激光器的功率、频率设定参数以及振镜的速度设定参数等,激光加工控制设备5根据IO传感器反馈的触发信号调用该工位对应的加工模板和该圆柱电池3的旋转半径,并根据圆柱电池3的旋转角速度和旋转半径计算圆柱电池3的线速度,具体如下:
其中,为圆柱电池3的旋转半径。
然后根据圆柱电池3的线速度计算激光振镜8的补偿量/>,具体如下:
其中,为采样时间。
最后根据加工模板中的原始加工轨迹和激光振镜8的补偿量计算激光振镜8的运动轨迹,并控制激光振镜8沿上述运动轨迹动作,以跟随圆柱电池3完成激光加工。
为了保证圆柱电池3在加速、匀速和减速阶段加工结果的一致性,激光加工控制设备5还用以配置运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量,一般情况下,加速阶段和减速阶段对应的偏移量的绝对值与其加速度的绝对值呈正比关系,驱动机构1的控制参数分别将加速阶段和减速阶段的加速度限定为一个定值,对应的,加速阶段和减速阶段的偏移量也设置为一个定值,匀速阶段无需偏移,该阶段的偏移量设置为0。激光加工控制设备5还根据多工位旋转圆盘2的旋转角度信号判断当前运动的速度阶段,具体的,取t1和t2时刻(t2>t1)的速度的差值,是匀速,/>是加速阶段,是减速阶段。激光加工控制设备5根据圆柱电池3所处的速度阶段调用对应的偏移量,然后根据该偏移量偏移激光振镜的运动轨迹,以补偿加速阶段、匀速阶段、减速阶段的激光加工位置。
还优选在激光振镜8的前侧工位上方设有相机12,相机12优选通过安装板13安装在安装杆7上,相机12用以对进入相机12所处的工位下方的圆柱电池3进行拍照,并将拍摄的圆柱电池3的图像与预设的圆柱电池3的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池3装夹的角度偏差和位置偏差,并将圆柱电池3装夹的角度偏差和位置偏差反馈至激光加工控制设备5,激光加工控制设备5可以设定激光振镜8与相机12之间的工位关系,从而确定当前待激光加工的圆柱电池3装夹的角度偏差和位置偏差,激光加工控制设备5根据圆柱电池3装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置。
上述对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换的方式具体如下:
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
上述激光加工包括但不限于激光清洗、激光焊接和激光标刻。圆柱电池3的激光加工位置包括顶盖、侧壁、内壁、极柱、集流盘和底盖,当激光加工位置为顶盖、极柱、集流盘和底盖时,激光振镜8设置在圆柱电池3的正上方,激光加工控制设备5控制激光振8跟随圆周运动的圆柱电池3实现旋转飞行激光加工。当激光加工位置为侧壁和内壁时,圆柱电池3在绕多工位旋转圆盘2中心公转的同时,也会绕圆柱电池3的中心自转。为了避免光路和圆柱电池3产生干涉,将激光振镜8倾斜放置,激光振镜8的加工平面和圆柱电池3的旋转平面设有固定的夹角,激光加工控制设备5还控制激光振镜8跟随圆柱电池3的公转路径保持激光聚焦点相对于圆柱电池3中心位置不变,通过圆柱电池3的自转形成激光加工轨迹。在工作时,激光振镜8跟随圆柱电池3公转出光,可以根据圆柱电池3自转的速度,指定跟随出光的时间,匹配激光加工轨迹。
激光加工控制设备5还将激光振镜8的加工平面投影到圆柱电池3的旋转平面上,并将激光振镜8的加工轨迹进行投影变换,以匹配在圆柱电池3旋转平面上的加工位置坐标。
参见图2,本发明实施例的激光加工控制设备包括参数配置模块501、反馈数据处理模块502、第一控制模块503和第二控制模块504。其中,参数配置模块501用以存储配置的每一工位对应的加工模板、每一圆柱电池3的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量。反馈数据处理模块502用以接收并处理IO传感器反馈的触发信息、角度采集传感器采集的多工位旋转圆盘的旋转信号、相机反馈的圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,调用当前速度阶段对应的偏移量,并计算出激光振镜的补偿量。第一控制模块503用以根据加工模板、激光振镜的补偿量/>、当前速度阶段对应的偏移量及圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差计算出激光振镜的运动轨迹。第二控制模块504用以根据第一控制模块计算出的激光振镜的运动轨迹控制激光振镜工作,以生成激光加工轨迹。
参见图3,基于以上实施例,本领域技术人员可以轻易理解,本发明还提供了一种圆柱电池激光加工方法,包括:
步骤S1,将圆柱电池装夹在多工位旋转圆盘上。
步骤S2,配置每一工位的圆柱电池对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量。
步骤S3,检测工位位置并输出触发信号,以使多工位旋转圆盘带动圆柱电池旋转运动到激光振镜下方时,根据配置的参数信息获取该工位对应的激光加工模板和旋转半径。
步骤S4,在旋转运动的圆柱电池指定位置进行激光加工,具备包括:
步骤S41,当圆柱电池随多工位旋转圆盘旋转时,实时计算多工位旋转圆盘的旋转角速度,根据旋转半径计算出圆柱电池的线速度/>,具体如下:
其中,为圆柱电池的旋转半径;
然后计算出激光振镜的补偿量,并根据加工模板和激光振镜的补偿量/>计算激光振镜的运动轨迹,激光振镜的补偿量/>的计算方式具体如下:
其中,为采样时间。
步骤S42,根据多工位旋转圆盘的旋转角速度判断当前运动的速度阶段,根据所处的速度阶段调用对应的偏移量,偏移激光振镜的运动轨迹。
步骤S43,在激光振镜的前侧对圆柱电池进行拍照,并将拍摄的圆柱电池的图像与预设的圆柱电池的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,根据圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置,具体如下:
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
以上所述仅是本发明的优选实施方式,应当指出,对于本技术领域的普通技术人员来说,其它未具体描述的部分,属于现有技术或公知常识。在不脱离本发明原理的前提下,还可以做出若干改进和润饰,这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。
Claims (9)
1.一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,包括驱动机构,所述驱动机构的上侧固定连接有多工位旋转圆盘,所述多工位旋转圆盘的每一工位上设有夹具,所述夹具用以装夹圆柱电池,所述多工位旋转圆盘的外侧间隔设有IO传感器,所述IO传感器用以根据工位位置生成触发信号,且其与激光加工控制设备连接,以将触发信号反馈至激光加工控制设备,所述激光加工控制设备与角度采集传感器连接,所述角度采集传感器用以采集多工位旋转圆盘的旋转信号,并将多工位旋转圆盘的旋转信号反馈至激光加工控制设备,所述圆柱电池的上方间隔设有激光振镜,所述激光振镜与激光加工控制设备连接,所述激光加工控制设备根据多工位旋转圆盘的旋转角度信号计算圆柱电池的旋转角速度 ,且其还用以配置每一工位的圆柱电池对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径和IO触发逻辑参数,所述激光加工控制设备根据IO传感器反馈的触发信号调用该工位对应的加工模板和该圆柱电池的旋转半径,并根据圆柱电池的旋转角速度和旋转半径计算圆柱电池的线速度/>,具体如下:
;
其中,为圆柱电池的旋转半径;
然后根据圆柱电池的线速度计算激光振镜的补偿量/>,具体如下:
;
其中,为采样时间;
最后根据加工模板和激光振镜的补偿量计算激光振镜的运动轨迹,并控制激光振镜沿所述运动轨迹动作,以跟随圆柱电池完成激光加工;
所述激光加工控制设备还用以配置运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量,且其根据多工位旋转圆盘的旋转角度信号判断当前运动的速度阶段,并根据圆柱电池所处的速度阶段调用对应的偏移量,然后根据偏移量偏移激光振镜的运动轨迹,以补偿加速阶段、匀速阶段、减速阶段的激光加工位置。
2.根据权利要求1所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述角度采集传感器为同轴编码器,所述同轴编码器设置在多工位旋转圆盘的中部,其计算圆柱电池的旋转角速度的方式如下:
;
其中,为同轴编码器转动一圈输出的脉冲数,/>为采样时间内同轴编码器输出的脉冲数。
3.根据权利要求1所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述激光振镜的前侧工位上方设有相机,所述相机用以对进入相机所处的工位下方的圆柱电池进行拍照,并将拍摄的圆柱电池的图像与预设的圆柱电池的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,并将圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差反馈至激光加工控制设备,所述激光加工控制设备根据圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置。
4.根据权利要求3所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换的方式具体如下:
;
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
5.根据权利要求1所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述圆柱电池的激光加工位置包括顶盖、侧壁、内壁、极柱、集流盘和底盖,当激光加工位置为顶盖、极柱、集流盘和底盖时,所述激光振镜设置在圆柱电池的正上方,所述激光加工控制设备控制激光振镜跟随圆周运动的圆柱电池实现旋转飞行激光加工;当激光加工位置为侧壁和内壁时,所述激光振镜的加工平面和圆柱电池的旋转平面设有固定的夹角,所述激光加工控制设备还控制激光振镜跟随圆柱电池的公转路径保持激光聚焦点相对于圆柱电池中心位置不变,通过圆柱电池的自转形成激光加工轨迹。
6.根据权利要求5所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述激光加工控制设备还将激光振镜的加工平面投影到圆柱电池的旋转平面上,并将激光振镜的加工轨迹进行投影变换,以匹配在圆柱电池旋转平面上的加工位置坐标。
7.根据权利要求3所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述激光加工控制设备包括:
参数配置模块,用以存储配置的每一工位对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及运动轨迹在加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量;
反馈数据处理模块,用以接收并处理IO传感器反馈的触发信息、角度采集传感器采集的多工位旋转圆盘的旋转信号、相机反馈的圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,调用当前速度阶段对应的偏移量,并计算出激光振镜的补偿量;
第一控制模块,用以根据加工模板、激光振镜的补偿量、当前速度阶段对应的偏移量及圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差计算出激光振镜的运动轨迹;
第二控制模块,用以根据第一控制模块计算出的激光振镜的运动轨迹控制激光振镜工作,以生成激光加工轨迹。
8.根据权利要求1所述的一种圆柱电池激光加工设备,其特征在于,所述激光加工包括激光清洗、激光焊接和激光标刻。
9.一种圆柱电池激光加工方法,其特征在于,包括:
步骤S1,将圆柱电池装夹在多工位旋转圆盘上;
步骤S2,配置每一工位的圆柱电池对应的加工模板、每一圆柱电池的旋转半径、IO触发逻辑参数,以及加速阶段、匀速阶段、减速阶段的偏移量;
步骤S3,检测工位位置并输出触发信号,以使多工位旋转圆盘带动圆柱电池旋转运动到激光振镜下方时,根据配置的参数信息获取该工位对应的激光加工模板和旋转半径;
步骤S4,在旋转运动的圆柱电池指定位置进行激光加工,具备包括:
步骤S41,当圆柱电池随多工位旋转圆盘旋转时,实时计算多工位旋转圆盘的旋转角速度,根据旋转半径计算出圆柱电池的线速度/>,具体如下:
;
其中,为圆柱电池的旋转半径;
然后计算出激光振镜的补偿量,并根据加工模板和激光振镜的补偿量/>计算激光振镜的运动轨迹,激光振镜的补偿量/>的计算方式具体如下:
;
其中,为采样时间;
步骤S42,根据多工位旋转圆盘的旋转角速度判断当前运动的速度阶段,根据所处的速度阶段调用对应的偏移量,偏移激光振镜的运动轨迹;
步骤S43,在激光振镜的前侧对圆柱电池进行拍照,并将拍摄的圆柱电池的图像与预设的圆柱电池的图像模板进行对比,并计算出圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差,根据圆柱电池装夹的角度偏差和位置偏差对激光振镜的运动轨迹进行矩阵变换,以调整激光加工在圆柱电池上的角度和位置,具体如下:
;
其中,为激光振镜的运动轨迹矩阵变换后的坐标,/>为激光振镜的运动轨迹矩阵变换前的坐标,/>为圆柱电池装夹的角度偏差,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在X方向上的分量,/>为圆柱电池装夹的位置偏差在Y方向上的分量。
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