ES3038134T3 - Measurement device and measurement method for measuring roundness of coating roll for manufacturing battery - Google Patents
Measurement device and measurement method for measuring roundness of coating roll for manufacturing batteryInfo
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Abstract
La presente invención se refiere a un dispositivo de laminación para la fabricación de conjuntos de celdas de electrodos mediante la laminación de electrodos y membranas de separación desenrolladas de un rollo de electrodos y de un rollo de membranas de separación. El dispositivo comprende: una parte de laminación donde se apilan y fabrican los conjuntos de celdas de electrodos; una unidad de inspección para detectar un conjunto de celdas de electrodos defectuoso midiendo su espesor; una parte de descarga para separar el conjunto de celdas de electrodos defectuoso de los conjuntos de celdas de electrodos no defectuosos y descargar el conjunto de celdas de electrodos defectuoso separado; y una unidad de control que calcula el momento en que el conjunto de celdas de electrodos defectuoso llega a la parte de descarga, basándose en datos sobre la distancia entre el punto de detección del conjunto de celdas de electrodos defectuoso y la parte de descarga, y controla que el conjunto de celdas de electrodos defectuoso se separe y descargue al llegar a la parte de descarga. Además, la presente invención se refiere a un método de descarga de conjuntos de celdas de electrodos defectuosos para el dispositivo de laminación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de medición y método de medición para medir la redondez de rodillo de recubrimiento para fabricar baterías
Sector de la técnica
La presente invención se refiere a un dispositivo de medición de redondez y a un método de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para la fabricación de baterías. De manera más específica, la presente invención se refiere a un dispositivo de medición de redondez y a un método de medición de redondez, que son capaces de medir con precisión la redondez de un rodillo de recubrimiento al medir la redondez del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto y, simultáneamente, reducir un error de medición durante la medición.
Antecedentes de la invención
A medida que aumenta el precio de las fuentes de energía debido al agotamiento de los combustibles fósiles y el interés por la contaminación ambiental aumenta, la demanda de fuentes de energía alternativas amigables con el medio ambiente se está convirtiendo en un factor indispensable para la vida futura. En particular, a medida que el desarrollo de la tecnología y la demanda de dispositivos móviles aumentan, aumenta rápidamente la demanda de baterías secundarias como fuentes de energía.
En general, a diferencia de las baterías primarias no capaces de cargarse, las baterías secundarias se refieren a baterías capaces de cargarse y descargarse, y dichas baterías secundarias se usan ampliamente en varios campos como, por ejemplo, teléfonos móviles, ordenadores portátiles y vehículos.
Los electrodos de dichas baterías secundarias se fabrican recubriendo bases de metal con lechadas de electrodos, donde materiales activos y materiales conductores se mezclan, calentando y secando los resultantes, y llevando a cabo un proceso de laminación.
El proceso de recubrimiento incluye un método de recubrimiento de matriz ranurada de descarga de la lechada de electrodo en la base de metal (un colector de corriente) usando una matriz ranurada, y un método de recubrimiento con rodillo en el cual la lechada de electrodo se aplica a un rodillo giratorio y luego el rodillo giratorio rota para transferir la lechada de electrodo al colector de corriente.
La FIG. 1 es un diagrama que ilustra que el recubrimiento de lechada de electrodo se lleva a cabo por un método de recubrimiento con matriz ranurada.
Como se muestra en el dibujo, una matriz 10 ranurada es soportada por un rodillo 20 de recubrimiento (un rodillo de respaldo) y la lechada 1 de electrodo se descarga con respecto a una base 2 metálica que se desplaza continuamente desde un labio 11 de la matriz 10 ranurada para recubrir la base 2 metálica con la lechada 1 de electrodo.
La FIG. 2 es un diagrama que ilustra que el recubrimiento con la lechada 1 de electrodo se lleva a cabo por un método de recubrimiento con rodillo.
En el método de recubrimiento con rodillo, un rodillo A giratorio al cual se aplica la lechada 1 de electrodo rota, la base 2 metálica se mueve en un estado de entrar en estrecho contacto con el rodillo A giratorio, y la lechada 1 de electrodo aplicada en el rodillo A giratorio se transfiere a la base 2 metálica. Como la FIG. 1, incluso en el método de recubrimiento con rodillo, la base 2 metálica es soportada por el rodillo 20 de recubrimiento (un rodillo de respaldo). Como se describe más arriba, la base metálica (una hoja de colector de corriente) a la cual se aplica la lechada de electrodo es soportada por el rodillo de recubrimiento, movida continuamente según la rotación del rodillo de recubrimiento y está recubierta con la lechada de electrodo. Dado que el rodillo de recubrimiento soporta la base metálica y, simultáneamente, sirve para guiar la base metálica, el rodillo de recubrimiento se denomina un rodillo de respaldo o un rodillo de guía.
Mientras tanto, durante el recubrimiento con la lechada de electrodo, una cantidad de lechada de electrodo cargada en una dirección de ancho (una dirección TD) y una dirección de desplazamiento (una dirección de longitud: una dirección MD) de la base metálica debe ser uniforme para una excelente calidad de recubrimiento. Entre estas direcciones, aunque hay varios motivos para una desviación de carga en la dirección de desplazamiento, una variación en la redondez del rodillo de recubrimiento se determina como una causa principal. La variación en la redondez del rodillo de recubrimiento significa que un espacio de recubrimiento varía con periodicidad.
Según la técnica relacionada, como se muestra en la FIG. 3, con el fin de evaluar la redondez del rodillo de recubrimiento, se emplea un método de contacto físico a través de un indicador 30 de dial. Es decir, la redondez del rodillo de recubrimiento se evalúa haciendo que un punto 31 de medición del indicador 30 de dial entre en contacto con una superficie del rodillo de recubrimiento, aumentando el mínimo movimiento de un husillo mediante el uso de un dispositivo de engranaje, leyendo un tamaño indicado en una escala, y comparando una longitud.
Sin embargo, dado que el método de medición es un método en el cual el rodillo de recubrimiento está en contacto directo con el indicador de dial, existen los siguientes problemas.
En primer lugar, dado que el indicador de dial está en contacto directo con el rodillo de recubrimiento, ya que una línea de equipos se detiene inevitablemente para medir la redondez o la redondez se mide inevitablemente a una baja velocidad (2 m/min o menos), no es posible medir la redondez a una velocidad operativa en línea real.
En segundo lugar, dado que el método de medición es un método de contacto físico, tiene la limitación de que solo se mide una periferia exterior de un área de recubrimiento, que es irrelevante incluso cuando ocurren rasguños, y es difícil medir la redondez de una porción de recubrimiento real importante.
En tercer lugar, según el nivel de habilidad de la persona que lleva a cabo la medición que opera el indicador de dial, inevitablemente ocurren errores de medición.
Por lo tanto, se desea desarrollar una tecnología capaz de medir con precisión la redondez de un rodillo de recubrimiento a una velocidad operativa en línea real.
Documentos de la técnica relacionada
Documentos de Patente
Solicitud de Patente Coreana abierta a inspección pública n.° 10-2018-0114380, CN107664483A, JPH0769151B2, JP2012225848A. El documento US 2005/050745 A1 se refiere a la medición de una forma de un miembro tubular mediante el uso de múltiples sensores de desplazamiento fijados a un miembro de soporte.
Explicación de la invención
Problema técnico
Un objeto de la presente invención es proveer un dispositivo de medición de redondez y un método de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías, que sean capaces de medir la redondez de un rodillo de recubrimiento a una velocidad operativa en línea real.
Otro objeto de la presente invención es proveer un dispositivo de medición de redondez y un método de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías, que sean capaces de medir la coaxialidad del rodillo de recubrimiento midiendo la redondez del rodillo de recubrimiento en múltiples puntos.
Incluso otro objeto de la presente invención es proveer un dispositivo de medición de redondez y un método de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías, que sean capaces de medir con precisión la redondez de una periferia exterior del rodillo de recubrimiento y la redondez de una porción de recubrimiento real en la cual se lleva a cabo el recubrimiento real sin errores debidos a la persona que lleva a cabo la medición.
Solución técnica
Con el fin de lograr los objetos descritos anteriormente, la presente solicitud provee un dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento según la reivindicación 1 que soporta una hoja de electrodo cuando la hoja de electrodo está recubierta con una lechada de electrodo, incluye un sensor de desplazamiento espaciado del rodillo de recubrimiento y configurado para medir la redondez del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto, y un miembro de soporte en el cual se instala un sensor de desplazamiento y que se extiende en una dirección de longitud del rodillo de recubrimiento, en donde el sensor de desplazamiento se instala como múltiples sensores de desplazamiento en el miembro de soporte en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento.
El sensor de desplazamiento puede instalarse en un lado posterior de la hoja de electrodo recubierta con la lechada de electrodo.
El sensor de desplazamiento puede instalarse como un total de tres sensores de desplazamiento para mirar a posiciones de un lado izquierdo, un centro y un lado derecho del rodillo de recubrimiento.
La coaxialidad del rodillo de recubrimiento puede medirse a través de la medición de la redondez mediante el uso de los tres sensores de desplazamiento.
El sensor de desplazamiento puede instalarse en una dirección perpendicular a una línea de eje central del rodillo de recubrimiento.
El miembro de soporte puede acoplarse a una estructura de soporte instalada adyacente a ambos extremos del rodillo de recubrimiento.
El dispositivo de medición de redondez incluye además un mecanismo de movimiento lineal configurado para mover el sensor de desplazamiento hacia delante y hacia atrás para permitir que el sensor de desplazamiento se aproxime a y se separe del rodillo de recubrimiento, y el mecanismo de movimiento lineal se monta en el miembro de soporte. El mecanismo de movimiento lineal puede incluir una microplataforma, y el sensor de desplazamiento puede montarse en la microplataforma para moverse hacia delante y hacia atrás.
Un punto cero del sensor de desplazamiento puede ajustarse por el movimiento hacia delante y hacia atrás del sensor de desplazamiento por la microplataforma.
Miembros imantados pueden instalarse en ambos extremos del miembro de soporte, y los miembros imantados pueden fijarse en posiciones predeterminadas de la estructura de soporte.
En otro aspecto, la presente invención provee un método de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías según la reivindicación 10 que incluye instalar múltiples sensores de desplazamiento en una dirección de longitud de un rodillo de recubrimiento para estar espaciados del rodillo de recubrimiento, medir consecutivamente diámetros externos del rodillo de recubrimiento en posiciones que miran a los sensores de desplazamiento a medida que rota el rodillo de recubrimiento, y calcular la redondez del rodillo de recubrimiento al medir consecutivamente los diámetros exteriores del rodillo de recubrimiento.
Efectos ventajosos
Según la presente invención, dado que la redondez de un rodillo de recubrimiento se mide en una manera sin contacto, es posible medir la redondez del rodillo de recubrimiento correspondiente a una parte de recubrimiento real según una velocidad operativa de una línea de equipos en tiempo real.
Además, es posible medir no solo la redondez del rodillo de recubrimiento sino también la coaxialidad mediante el uso de múltiples sensores de desplazamiento.
Además, existe el efecto de medir con precisión la redondez y la coaxialidad del rodillo de recubrimiento sin una desviación entre personas que llevan a cabo la medición debido a una función de ajuste cero por una microplataforma.
Breve descripción de los dibujos
La FIG 1 es un diagrama que ilustra que el recubrimiento de lechada de electrodo se lleva a cabo por un método de recubrimiento con matriz ranurada.
La FIG 2 es un diagrama que ilustra que el recubrimiento de lechada de electrodo se lleva a cabo por un método de recubrimiento con rodillo.
La FIG. 3 es un diagrama esquemático que ilustra un método de medición de redondez de rodillo de recubrimiento mediante el uso de un indicador de dial convencional.
La FIG. 4 es una vista frontal que ilustra un dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías según una realización de la presente invención.
La FIG. 5 muestra una vista en perspectiva y una vista lateral de una microplataforma que es un componente aplicado a la realización de la FIG 4.
La FIG 6 es una vista que ilustra el dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías según la realización de la FIG 4.
La FIG. 7 es una vista lateral que ilustra el funcionamiento de una microplataforma y un proceso de ajuste de punto cero de un sensor de desplazamiento según la realización de la FIG. 4.
La FIG. 8 es una vista lateral que ilustra el funcionamiento de la microplataforma y el proceso de ajuste de punto cero del sensor de desplazamiento según la realización de la FIG. 4.
La FIG. 9 es una vista frontal que ilustra un dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías según otra realización de la presente invención.
Descripción detallada de las realizaciones preferidas
De aquí en adelante, se describirá en detalle una configuración detallada de la presente invención con referencia a los dibujos anexos y varias realizaciones. Las realizaciones descritas más abajo se muestran de manera ilustrativa para ayudar a comprender la presente invención, los dibujos anexos no se dibujan a escala para ayudar a comprender la presente invención, y las dimensiones de algunos componentes pueden estar exageradas.
La presente invención puede modificarse en varias formas y puede tener una variedad de realizaciones y, por lo tanto, realizaciones específicas se ilustrarán en los dibujos y una descripción de las mismas se describirá en detalle en la siguiente descripción. El alcance de protección se define en las reivindicaciones anexas.
Un dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento de la presente invención, que soporta una hoja de electrodo cuando la hoja de electrodo está recubierta con una lechada de electrodo, incluye un sensor de desplazamiento espaciado del rodillo de recubrimiento y configurado para medir la redondez del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto, y un miembro de soporte en el cual se instala un sensor de desplazamiento y que se extiende en una dirección de longitud del rodillo de recubrimiento. El sensor de desplazamiento se instala como múltiples sensores de desplazamiento en el miembro de soporte en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento.
Una de las principales características de la presente invención es que, como dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento, se excluye un indicador de dial tipo contacto convencional, y se emplea un sensor de desplazamiento, que no está en contacto con el rodillo de recubrimiento.
Como sensor de desplazamiento aplicable a la presente invención, puede aplicarse un sensor de desplazamiento de corriente de Foucault, un sensor de desplazamiento óptico, un sensor de desplazamiento ultrasónico, un sensor de proximidad lineal, un sensor de desplazamiento magnetorresistivo, o similares. Sin embargo, la presente invención no se encuentra limitada a ello, y puede emplearse cualquier sensor de desplazamiento siempre que pueda medir un diámetro exterior del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto.
Como ejemplo del sensor de desplazamiento óptico, puede usarse un sensor de desplazamiento láser. El sensor de desplazamiento láser incluye un proyector de luz para emitir un láser y un receptor de luz para recibir luz reflejada. El proyector de luz emite un láser sobre una superficie del rodillo de recubrimiento, el receptor de luz recibe luz reflejada y, simultáneamente, mide un ángulo de la luz reflejada usando una cámara y, por consiguiente, una distancia (desplazamiento) del sensor de desplazamiento a la superficie del rodillo de recubrimiento puede medirse en una manera sin contacto.
Como se muestra en las FIGS. 1 y 2, cuando la base metálica se recubre con la lechada de electrodo, dado que el rodillo de recubrimiento rota para guiar y soportar la base metálica, el sensor de desplazamiento puede medir consecutivamente diámetros externos o radios del rodillo de recubrimiento en un punto de medición establecido cuando rota el rodillo de recubrimiento. La redondez del rodillo de recubrimiento puede determinarse a partir de una serie de valores de diámetro exterior o radio en el punto de medición medido cuando el rodillo de recubrimiento rota una vez. Incluso cuando el rodillo de recubrimiento rota una vez, según una variación en la temperatura ambiente y una variación en la temperatura de la lechada de electrodo suministrada, el diámetro exterior del rodillo de recubrimiento puede variar en unidades de varios micrómetros. Por consiguiente, cuando el rodillo de recubrimiento rota una vez, la redondez del rodillo de recubrimiento puede calcularse a partir de valores sucesivos del diámetro exterior o radio medidos por el sensor de desplazamiento. Por ejemplo, cuando el rodillo de recubrimiento rota una vez y valores sucesivos de desplazamiento del diámetro exterior o radio se miden usando el sensor de desplazamiento sobre la base de un punto inicial de medición como un punto de referencia, variaciones en el diámetro exterior o radio pueden expresarse como valores numéricos. Cuando la variación en el diámetro exterior o radio está dentro de un rango predeterminado, no puede determinarse ningún problema serio en la redondez de un rodillo de recubrimiento correspondiente. Sin embargo, cuando la variación en el diámetro exterior o radio supera el rango predeterminado, ocurre un problema en la redondez del rodillo de recubrimiento, y puede esperarse que haya una anormalidad en la calidad de la lechada de electrodo recubierta sobre la base del rodillo de recubrimiento. Es decir, según la presente invención, la calidad de un proceso de recubrimiento de lechada de electrodo puede predecirse midiendo la redondez del rodillo de recubrimiento.
Según la presente invención, el sensor de desplazamiento se instala como múltiples sensores de desplazamiento en un miembro de soporte que se extiende a lo largo de la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento.
El rodillo de recubrimiento puede fabricarse en varios tamaños y longitudes según el tipo de electrodo. La uniformidad de la temperatura según la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento determina la calidad de recubrimiento en una dirección de ancho de la lechada de electrodo. Es decir, incluso cuando la redondez de cualquier punto en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento se encuentra dentro de un rango predeterminado, y cuando la redondez en otro punto está fuera del rango predeterminado, puede dañarse la calidad de recubrimiento en la dirección de ancho de la lechada de electrodo. Por lo tanto, según la presente invención, dado que los múltiples sensores de desplazamiento se instalan en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento y se mide la redondez en cada punto en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento, puede predecirse o gestionarse la calidad de recubrimiento en la dirección de ancho de la lechada de electrodo. Además, la redondez del rodillo de recubrimiento está relacionada con la calidad de recubrimiento de la lechada de electrodo en la dirección de desplazamiento (una dirección MD), y la redondez en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento está relacionada con la calidad de recubrimiento de la lechada de electrodo en la dirección de ancho (una dirección TD). Por consiguiente, según la presente invención, el sensor de desplazamiento se instala como múltiples sensores de desplazamiento dispuestos en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento de modo tal que es posible predecir la calidad de recubrimiento de la lechada de electrodo en la dirección de desplazamiento y la dirección de ancho.
Además, cuando un total de tres sensores de desplazamiento se instala en posiciones en un lado izquierdo, un centro y un lado derecho en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento, puede determinarse la coaxialidad del rodillo de recubrimiento. Es decir, cuando tres sensores de desplazamiento miden la redondez de tres puntos del rodillo de recubrimiento, y cuando estos valores de redondez se reemplazan en una ecuación predeterminada, puede calcularse la linealidad o coaxialidad del rodillo de recubrimiento (es decir, el grado en el cual el rodillo de recubrimiento no se dobla y se ubica linealmente en el mismo eje). Con el fin de obtener el número de valores variables requeridos para una ecuación para calcular la coaxialidad, es necesario medir la redondez usando al menos tres sensores de desplazamiento.
Mientras tanto, según la presente invención, con el fin de instalar los múltiples sensores de desplazamiento, se incluye un miembro de soporte que se extiende en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento. El miembro de soporte puede instalarse en una pared de una sala de trabajo donde está instalado el rodillo de recubrimiento o puede instalarse en una estructura de soporte dedicada.
Como se describe más arriba, según la presente invención, múltiples sensores de desplazamiento sin contacto se instalan en la dirección de longitud del rodillo de recubrimiento y, por consiguiente, la redondez o coaxialidad del rodillo de recubrimiento puede medirse para predecir la calidad de recubrimiento o la ocurrencia de una anormalidad de la lechada de electrodo.
Además, la calidad de recubrimiento puede mejorarse controlando una temperatura ambiente relacionada con el acondicionamiento del aire o una temperatura o una cantidad de carga de la lechada de electrodo a través de datos de redondez o coaxialidad. De manera alternativa, puede instalarse una unidad de calentamiento en el rodillo de recubrimiento para calentar parte de o todo el rodillo de recubrimiento para mejorar la redondez o coaxialidad del rodillo de recubrimiento. Además, es posible detectar un punto temporal de reemplazo del rodillo de recubrimiento con antelación a través de datos de redondez y coaxialidad.
Según la presente invención, dado que el sensor de desplazamiento puede medir con precisión la redondez del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto, la redondez de una porción central del rodillo de recubrimiento, que se recubre en verdad con la lechada de electrodo, puede medirse directamente, y la redondez puede medirse sin detener un dispositivo de recubrimiento a una velocidad operativa real del dispositivo de recubrimiento (p. ej., 1,3 mm/seg). Por lo tanto, según la presente invención, existe la ventaja de que la calidad de recubrimiento puede gestionarse al combinar datos de equipos en tiempo real.
Una realización específica del dispositivo de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías de la presente invención se describirá en mayor detalle más abajo con referencia a los dibujos anexos.Modos de la invención
Primera realización
La FIG 4 es una vista frontal que ilustra un dispositivo 100 de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricación de baterías según una realización de la presente invención, la FIG. 5 muestra una vista en perspectiva y una vista lateral de una microplataforma 80 que es un componente aplicado a la realización de la FIG.
4, y la FIG. 6 es una vista lateral que ilustra el dispositivo 100 de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricación de baterías según la realización de la FIG. 4.
En la realización de la FIG. 4, un miembro 60 de soporte se instala para extenderse en la dirección de longitud del rodillo 20 de recubrimiento, y el miembro 60 de soporte se acopla a estructuras 70 de soporte dedicadas instaladas adyacentes a ambos extremos del rodillo 20 de recubrimiento. De manera alternativa, siempre que el espacio de instalación lo permita, el miembro 60 de soporte puede instalarse directamente en paredes internas de una sala de trabajo de proceso de recubrimiento. Como se muestra en la FIG. 6, en la presente realización, un par de miembros 60 de soporte se instalan en paralelo en la dirección de longitud del rodillo 20 de recubrimiento para soportar, de manera estable, un sensor 40 de desplazamiento.
El sensor 40 de desplazamiento se instala como múltiples sensores 40 de desplazamiento en el miembro 60 de soporte en la dirección de longitud del rodillo 20 de recubrimiento. En la presente realización, un total de tres sensores 40 de desplazamiento se instalan en posiciones en un lado izquierdo, un centro y un lado derecho del rodillo 20 de recubrimiento. Por ejemplo, cuando el rodillo 20 de recubrimiento tiene una longitud de 1400 mm, un total de tres sensores 40 de desplazamiento puede instalarse en una posición de 300 mm, una posición de 700 mm, y una posición de 1100 mm desde un extremo del rodillo de recubrimiento. Como se describe más arriba, cuando la redondez se mide usando los tres sensores 40 de desplazamiento, la coaxialidad del rodillo 20 de recubrimiento puede obtenerse y, por consiguiente, puede determinarse una distorsión de un eje del rodillo de recubrimiento. De manera alternativa, con el fin de obtener la coaxialidad del rodillo 20 de recubrimiento, tres o más sensores 40 de desplazamiento pueden instalarse en el miembro de soporte, según sea necesario. Cuando la redondez se mide usando más de tres sensores 40 de desplazamiento, puede obtenerse una coaxialidad más precisa.
El eje 21 del rodillo 20 de recubrimiento puede instalarse en la estructura 70 de soporte, un miembro de soporte separado o paredes laterales de la sala de trabajo de proceso de recubrimiento.
Como se muestra en las FIGS. 4 y 6, con el fin de reducir un error de medición del sensor 40 de desplazamiento, el sensor 40 de desplazamiento se instala en una dirección perpendicular a una línea de eje central del rodillo 20 de recubrimiento. En particular, como se muestra en la FIG. 6, una altura del sensor y una altura de la línea de eje central del rodillo de recubrimiento pueden establecerse de manera colineal, es decir, un ángulo entre el sensor 40 de desplazamiento y la línea de eje central del rodillo de recubrimiento puede establecerse para que sea de cero grados.
Mientras tanto, como se muestra en la FIG. 6, el sensor 40 de desplazamiento se instala para mirar al rodillo 20 de recubrimiento en un lado posterior de la hoja 2 de electrodo recubierta con la lechada 1 de electrodo. También es posible instalar el sensor 40 de desplazamiento en la superficie de la hoja 2 de electrodo. En este caso, puede haber un límite a la medición más precisa de una variación en el diámetro exterior debido a la contracción/expansión del rodillo 20 de recubrimiento que resulta de la influencia de la expansión superficial de la lechada de electrodo. Por consiguiente, como se muestra en la FIG. 6, el miembro 60 de soporte y el sensor 40 de desplazamiento de la presente invención pueden instalarse en el lado posterior de la hoja 2 de electrodo.
El dispositivo 100 de medición de redondez de la presente realización está provisto de un mecanismo de movimiento lineal configurado para mover el sensor 40 de desplazamiento al rodillo 20 de recubrimiento o separar el sensor 40 de desplazamiento del rodillo 20 de recubrimiento. Es decir, el mecanismo de movimiento lineal se monta en el miembro 60 de soporte, y el sensor 40 de desplazamiento se mueve a o se separa del rodillo 20 de recubrimiento por el mecanismo de movimiento lineal.
Los sensores 40 de desplazamiento se instalan como múltiples sensores 40 de desplazamiento en la dirección de longitud del rodillo 20 de recubrimiento, y cuando un operador (una persona que lleva a cabo la medición) necesita ajustar los múltiples sensores 40 de desplazamiento, se requiere el mecanismo de movimiento lineal para mover el sensor de desplazamiento al rodillo 20 de recubrimiento. En particular, es necesario reducir un error de medición entre operadores ajustando una distancia entre el sensor de desplazamiento y el rodillo de recubrimiento dentro de un rango predeterminado.
Las FIGS. 4 a 6 ilustran la microplataforma 80 como un ejemplo de dicho mecanismo de movimiento lineal. En la FIG. 4, la microplataforma 80 está montada sobre el miembro 60 de soporte a través de una ménsula 50, y el sensor 40 de desplazamiento se monta sobre la microplataforma 80.
La FIG. 5 muestra una vista en perspectiva (FIG. 5A) y una vista lateral (FIG. 5B) de la microplataforma 80. La microplataforma 80 es un mecanismo de movimiento lineal capaz de mover el sensor 40 de desplazamiento en una distancia extremadamente mínima y, en la presente realización, la microplataforma 80 tiene un recorrido de movimiento hacia delante y hacia atrás de, por ejemplo, ±6,5 mm.
De manera específica, la microplataforma 80 incluye una plataforma 81 superior y una plataforma 82 inferior, y la plataforma 82 inferior se acopla a una placa 85 de fijación. La plataforma 82 inferior y la placa 85 de fijación se acoplan, de manera fija, a la ménsula 50 instalada en el miembro 60 de soporte.
La plataforma 81 superior se conecta a un miembro 84 cilíndrico y es movible hacia delante y hacia atrás en un recorrido predeterminado según el movimiento hacia delante y hacia atrás del miembro 84 cilíndrico. El miembro 84 cilíndrico se conecta a un accionador 83 y es movible hacia delante y hacia atrás según la operación del accionador. El miembro 84 cilíndrico puede tener un mecanismo de conversión mecánica incorporado para convertir movimiento giratorio en movimiento rectilíneo mediante, por ejemplo, acoplamiento de tornillo de bola-tuerca de bola. Por consiguiente, el movimiento giratorio de un motor, que es el accionador 83, puede transmitirse y convertirse en movimiento rectilíneo del miembro 84 cilíndrico. De manera alternativa, además del mecanismo de conversión mecánica, pueden emplearse otros mecanismos de conversión en la microplataforma 80, y en la presente memoria se omitirán descripciones detalladas de los mismos. En algunos casos, una palanca de rotación se emplea como el accionador 83 en lugar del motor y, por consiguiente, el miembro 84 cilíndrico puede moverse hacia delante y hacia atrás por la rotación de la palanca de rotación. La microplataforma 80 se establece para controlar con precisión el movimiento hacia delante y hacia atrás del miembro 84 cilindrico cuando el movimiento giratorio de un cierto ángulo se transmite por el accionador 83. Por consiguiente, es posible mover el miembro 84 cilíndrico tanto como una cantidad muy pequeña de recorrido (p. ej., varios milímetros), lo cual es difícil para una persona de controlar. Debido a la microplataforma 80, es posible ajustar el punto cero del sensor 40 de desplazamiento.
Las FIGS. 7 y 8 son vistas laterales que ilustran el funcionamiento de la microplataforma y un proceso de ajuste de punto cero del sensor 40 de desplazamiento según la realización de la FIG. 4.
En el estado de la FIG 6, el accionador 83 es accionado y, por consiguiente, el miembro 84 cilíndrico se mueve de modo tal que la plataforma 81 superior de la microplataforma 80 se aproxima al sensor 40 de desplazamiento. En aras de la descripción, aunque la microplataforma 80 y el recorrido de movimiento del sensor 40 de desplazamiento debido a la microplataforma 80 están exagerados en los dibujos, el recorrido es en realidad muy pequeño (en unidades de varios milímetros). Por consiguiente, como se muestra en la FIG. 7, el sensor 40 de desplazamiento se acerca más al rodillo 20 de recubrimiento.
Además, en el estado de la FIG. 6, cuando el accionador 83 es accionado y, por consiguiente, el miembro 84 cilíndrico se mueve de modo tal que la plataforma 81 superior de la microplataforma 80 se aleja del sensor 40 de desplazamiento, la microplataforma 80 se convierte en el estado de la FIG. 8. Como en las FIGS. 7 y 8, una distancia entre el sensor de desplazamiento y el rodillo de recubrimiento puede estar dentro de un rango de distancia predeterminado mientras la microplataforma 80 es accionada y el sensor 40 de desplazamiento se mueve hacia delante y hacia atrás al rodillo 20 de recubrimiento. Es decir, el punto cero del sensor 40 de desplazamiento puede ajustarse por la operación de la microplataforma 80. Por ejemplo, cuando una distancia entre el sensor 40 de desplazamiento y el rodillo 20 de recubrimiento se encuentra dentro de un rango predeterminado, una lámpara (no se muestra) instalada en el sensor 40 de desplazamiento se enciende y, por consiguiente, puede confirmarse que se ajusta el punto cero del sensor 40 de desplazamiento. Este rango predeterminado se convierte en una posición de referencia de medición del sensor de desplazamiento, y cuando la redondez del rodillo de recubrimiento se mide en la posición de referencia, puede reducirse un error de medición de redondez debido a un operador (una persona que lleva a cabo la medición). Es decir, incluso cuando cualquier operador lleva a cabo la medición, cuando el punto cero del sensor de desplazamiento se ajusta por el movimiento hacia delante y hacia atrás del sensor 40 de desplazamiento por la microplataforma 80, puede minimizarse un error de medición de redondez o coaxialidad según el operador.
Segunda realización
La FIG 9 es una vista frontal que ilustra un dispositivo 200 de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricación de baterías según otra realización de la presente invención.
En la presente realización y la primera realización, las mismas partes se designan con los mismos numerales de referencia, y descripciones detalladas de las mismas se omitirán en la presente memoria.
La segunda realización es diferente de la primera realización en que miembros 61 imantados predeterminados se instalan en ambos extremos del miembro 60 de soporte que soporta el sensor 40 de desplazamiento.
Según las especificaciones o el tipo de dispositivo de recubrimiento, el miembro 60 de soporte y el sensor 40 de desplazamiento pueden necesitar instalarse en otro dispositivo de recubrimiento. De manera alternativa, incluso en el mismo dispositivo de recubrimiento, cuando se reemplaza el rodillo de recubrimiento, es necesario cambiar una posición de instalación del sensor 40 de desplazamiento. En este caso, cuando los miembros 61 imantados se instalan en ambos extremos del miembro 60 de soporte y se separan de la estructura 70 de soporte, el sensor 40 de desplazamiento puede fijarse y separarse fácilmente.
En particular, cuando los miembros 61 imantados se fijan a posiciones predeterminadas establecidas en la estructura 70 de soporte, la posición de medición del sensor 40 de desplazamiento se normaliza y, por consiguiente, puede reducirse un error de medición según la persona que lleva a cabo la medición.
Por lo tanto, según la presente realización, existe la ventaja de que el sensor 40 de desplazamiento y el miembro 60 de soporte pueden fijarse y separarse fácilmente, y la función de ajuste de punto cero por la microplataforma 80 se combina orgánicamente para minimizar aún más el error de medición según la persona que lleva a cabo la medición. El método de medición de redondez que usa el dispositivo 100 y 200 de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricar baterías según la presente invención se describirá en detalle nuevamente.
En primer lugar, los múltiples sensores 40 de desplazamiento se instalan lejos del rodillo 20 de recubrimiento en la dirección de longitud del rodillo 20 de recubrimiento. En este caso, el sensor 40 de desplazamiento puede instalarse en el lado posterior de la hoja 2 de electrodo recubierta con la lechada de electrodo. Además, el sensor 40 de desplazamiento se instala en una dirección perpendicular a una línea de eje central del rodillo 20 de recubrimiento y, por consiguiente, puede reducirse un error de medición.
Después de instalar el sensor 40 de medición, los diámetros exteriores del rodillo de recubrimiento en puntos que miran a los sensores 40 de desplazamiento se miden consecutivamente a medida que se rota el rodillo 20 de recubrimiento.
Debido a la medición continua del diámetro exterior del rodillo de recubrimiento, se calcula una variación en el diámetro exterior durante una rotación del rodillo de recubrimiento, es decir, redondez.
Cuando al menos tres sensores 40 de desplazamiento se instalan en un lado izquierdo, un centro y un lado derecho del rodillo 20 de recubrimiento, la redondez del rodillo 20 de recubrimiento se mide usando los sensores 40 de desplazamiento, y los valores de redondez se reemplazan en una ecuación dada predeterminada, puede medirse un grado de distorsión de un eje del rodillo de recubrimiento, es decir, coaxialidad.
Además, el sensor 40 de desplazamiento se instala para aproximarse a y separarse del rodillo 20 de recubrimiento y, por consiguiente, incluso cuando las especificaciones o el tipo de rodillo de recubrimiento cambia, puede medirse con precisión la redondez del rodillo de recubrimiento.
En particular, al montar el sensor 40 de desplazamiento en la microplataforma 80 y al mover el sensor de desplazamiento hacia delante y hacia atrás usando la microplataforma 80, puede ajustarse con precisión el punto cero del sensor 40 de desplazamiento y, por consiguiente, pueden minimizarse errores de medición de redondez/coaxialidad según la persona que lleva a cabo la medición.
Como se describe más arriba, según la presente invención, al medir la redondez o coaxialidad del rodillo de recubrimiento en una manera sin contacto, es posible predecir la calidad de recubrimiento o la ocurrencia de una anormalidad de la lechada de electrodo. Además, es posible medir la redondez de la porción central del rodillo de recubrimiento que se recubre en realidad con la lechada de electrodo así como la periferia exterior del rodillo de recubrimiento según la velocidad operativa en línea del dispositivo de recubrimiento real. Por lo tanto, en relación con el control del aparato de recubrimiento, es posible la medición en línea, y es posible contribuir a la mejora de la calidad de recubrimiento al proveer datos de redondez a un controlador en tiempo real.
Además, al garantizar datos en tiempo real de la redondez/coaxialidad, el análisis de correlación con datos de equipos como, por ejemplo, una cantidad de carga de lechada, una temperatura de lechada, y una temperatura de acondicionamiento del aire, puede llevarse a cabo y, por consiguiente, la capacidad del proceso de carga/recubrimiento puede mejorarse a través del análisis de correlación.
Como se describe más arriba, la presente invención se ha descrito en mayor detalle con referencia a los dibujos anexos y a las realizaciones. Por lo tanto, las configuraciones descritas en la presente memoria o mostradas en los dibujos son meramente una realización de la presente invención. El alcance de protección se define únicamente en las reivindicaciones anexas.
Descripción de numerales de referencia
1: lechada de electrodo
2: base metálica
10: matriz ranurada
11: labio
A: rodillo giratorio
20: rodillo de recubrimiento
21: eje de rodillo de recubrimiento
30: indicador de dial
31: punto de medición
40: sensor de desplazamiento
50: ménsula
60: miembro de soporte
70: estructura de soporte
80: mecanismo de movimiento lineal (microplataforma)
81: plataforma superior
82: plataforma inferior
83: accionador
84: miembro cilíndrico
85: placa de fijación
100 y 200: dispositivos de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento para fabricación de baterías
Claims (14)
1. Un dispositivo (100, 200) de medición de redondez de un rodillo de recubrimiento que soporta una hoja (2) de electrodo cuando la hoja (2) de electrodo está recubierta con una lechada (1) de electrodo, el dispositivo (100, 200) de medición de redondez comprendiendo:
un sensor (40) de desplazamiento espaciado del rodillo (20) de recubrimiento y configurado para medir la redondez del rodillo (20) de recubrimiento en una manera sin contacto; y
un miembro (60) de soporte sobre el cual se instala un sensor (40) de desplazamiento, en donde el miembro (60) de soporte se extiende en una dirección de longitud del rodillo (20) de recubrimiento, y
un mecanismo (80) de movimiento lineal configurado para mover el sensor (40) de desplazamiento hacia delante y hacia atrás para permitir que el sensor (40) de desplazamiento se aproxime a y se separe del rodillo (20) de recubrimiento,
en donde el sensor (40) de desplazamiento incluye múltiples sensores (40) de desplazamiento en el miembro (60) de soporte en la dirección de longitud del rodillo (20) de recubrimiento, y
en donde el mecanismo (80) de movimiento lineal se monta sobre el miembro (60) de soporte.
2. El dispositivo (100, 200) de medición de redondez de la reivindicación 1, en donde los sensores (40) de desplazamiento se instalan en un lado posterior de la hoja (2) de electrodo recubierta con la lechada (1) de electrodo.
3. El dispositivo (100, 200) de medición de redondez de la reivindicación 1, en donde los múltiples sensores de desplazamiento incluyen un total de tres sensores (40) de desplazamiento para mirar a posiciones en un lado izquierdo, un centro y un lado derecho del rodillo (20) de recubrimiento.
4. El dispositivo (100, 200) de medición de redondez de la reivindicación 3, en donde la coaxialidad del rodillo (20) de recubrimiento se mide a través de la medición de la redondez mediante el uso de los tres sensores (40) de desplazamiento.
5. El dispositivo de medición de redondez de la reivindicación 1, en donde los sensores (40) de desplazamiento se instalan en una dirección perpendicular a una línea de eje central del rodillo (20) de recubrimiento.
6. El dispositivo de medición de redondez de la reivindicación 1, en donde el miembro de soporte se acopla a estructuras (70) de soporte instaladas adyacentes a ambos extremos del rodillo (20) de recubrimiento.
7. El dispositivo (100, 200) de medición de redondez de la reivindicación 1, en donde el mecanismo (80) de movimiento lineal incluye una microplataforma, y los sensores (40) de desplazamiento se montan en la microplataforma para moverse hacia delante y hacia atrás.
8. El dispositivo (100, 200) de medición de redondez de la reivindicación 7, en donde un punto cero de los sensores (40) de desplazamiento se ajusta por el movimiento hacia delante y hacia atrás de los sensores (40) de desplazamiento por la microplataforma (80).
9. El dispositivo (200) de medición de redondez de la reivindicación 6, en donde miembros (61) imantados se instalan en ambos extremos del miembro (60) de soporte, y los miembros (61) imantados se fijan en posiciones predeterminadas de la estructura (70) de soporte.
10. Un método de medición de redondez de un rodillo (20) de recubrimiento para fabricar baterías, el método de medición de redondez comprendiendo:
instalar múltiples sensores (40) de desplazamiento en una dirección de longitud de un rodillo (20) de recubrimiento para que estén espaciados del rodillo (20) de recubrimiento;
medir consecutivamente diámetros exteriores del rodillo (20) de recubrimiento en posiciones que miran a los sensores (40) de desplazamiento a medida que el rodillo de recubrimiento rota; y
calcular la redondez del rodillo (20) de recubrimiento midiendo consecutivamente los diámetros exteriores del rodillo (20) de recubrimiento.
11. El método de medición de redondez de la reivindicación 10, en donde
los sensores (40) de desplazamiento incluyen un total de tres sensores (40) de desplazamiento para mirar a posiciones en un lado izquierdo, un centro y un lado derecho del rodillo (20) de recubrimiento; y
la coaxialidad del rodillo (20) de recubrimiento se mide a través de la medición de la redondez mediante el uso de los tres sensores (40) de desplazamiento.
12. El método de medición de redondez de la reivindicación 10, en donde los sensores (40) de desplazamiento se instalan en una dirección perpendicular a una línea de eje central del rodillo (20) de recubrimiento para medir la redondez del rodillo (20) de recubrimiento.
13. El método de medición de redondez de la reivindicación 10, en donde la redondez del rodillo (20) de recubrimiento se mide usando sensores (40) de desplazamiento instalados para aproximarse a y separarse del rodillo (20) de recubrimiento.
14. El método de medición de redondez de la reivindicación 13, en donde los sensores (40) de desplazamiento se montan en una microplataforma (80) para moverse hacia delante y hacia atrás por la operación de la microplataforma (80), y un punto cero de los sensores (40) de desplazamiento se ajusta por el movimiento hacia delante y hacia atrás de los sensores (40) de desplazamiento por la microplataforma (80).
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