一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统技术方案

本发明专利技术适用于锂电池制造设备技术领域，提供了一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，包括用于带动放卷转装置转动放出锂电池隔离膜的隔离膜放卷电机，用于整个放卷控制系统提供一个稳定张力的张紧电机，用于带动储料装置进行运动的储料电机，用于带动叠片平台往复运动的叠片电机，用于带动叠片平台上升和下降的升降电机，用于对层叠在叠片平台上的锂电池电芯进行压紧的压紧装置 ，用于控制各个电机协调运动工作的控制器。可以实现锂电池叠片机隔离膜的全自动主被动放卷，而且能提高叠片电芯的生产效率。通过运动控制技术实现锂电池叠片机隔离膜的间接张力控制；主动放卷技术适用于锂电池叠片机隔离膜的高速放卷。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于锂电池制造设备
，尤其涉及一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统。
技术介绍
目前，在行业中锂电池的生产方式主要以卷绕和叠片两种工艺。卷绕技术相对较为成熟，主要针对圆柱型电池以及小容量的方形锂电池，针对大容量的动力锂电池以及异型电池，需要采用叠片工艺技术来生产。隔离膜的放卷技术是锂电池叠片生产设备的核心技术之一，叠片平台的周期性往复运动带来的隔离膜局部速度变化需要通过储料系统来吸收平衡，进而使得系统的张力保持恒定，实现膜片的稳定输送，继而对膜片边缘进行检测，通过纠偏控制算法保证隔离目的对齐度，叠出高质量的锂电池。目前，锂电池叠片机的放卷技术主要有被动放卷和主动放卷两种方式。被动放卷技术固然实现起来较为简单，但是放卷电机需要频繁启停，不仅导致效率底下，而且很难实现良好的张力控制，电池的一致性也难以保证。相比于被动放卷技术，主动放卷技术避免了放卷电机的频繁启停，不仅提升了锂电池的生产效率，而且使得电池的一致性和质量都会较好。锂电池叠片机主动放卷的关键技术就是张力和纠偏控制。叠片过程中，张力过大，将容易使隔离膜或极片产生拉伸变形，掉粉、甚至发生扯断现象。张力过小，隔离膜或极片将产生褶皱，出现叠偏，锯齿状现象。隔离膜的放卷技术是锂电池叠片机的核心技术之一。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，旨在解决上述的技术问题。本专利技术是这样实现的，一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，包括用于带动放卷转装置转动放出锂电池隔离膜的隔离膜放卷电机，用于整个放卷控制系统提供一个稳定张力的张紧电机，用于带动储料装置进行运动的储料电机，用于带动叠片平台往复运动的叠片电机，用于带动叠片平台上升和下降的升降电机，用于对层叠在叠片平台上的锂电池电芯进行压紧的压紧装置 ，用于控制各个电机协调运动工作的控制器。本专利技术的进一步技术方案是：根据放出的隔离膜长度实时控制放卷电机的运行速度实现恒速放卷。本专利技术的进一步技术方案是：利用PID微调放卷电机的运行速度使得张力摆臂始终保持到平衡位置。本专利技术的进一步技术方案是：所述储料电机的运动轨迹曲线通过数学建模或工程实测数据描点获得本专利技术的进一步技术方案是：通过数学模型实时计算储料电机的运动轨迹点，以消除在不同速度下叠片平台跟踪误差不同所导致的固定轨迹曲线不能动态应对误差的变化。本专利技术的进一步技术方案是：所述叠片电机及储料电机均采用直线电机驱动或回转电机驱动或任何驱动方式与实现直线运动机构构成的直线运动系统。本专利技术的进一步技术方案是：所述控制器采用PLC控制器或或运动控制器的电子凸轮同步指令。本专利技术的进一步技术方案是：储料电机通过运动来协调恒速放卷和拉料伺服驱动辊的间歇运动。本专利技术的有益效果是：可以实现锂电池叠片机隔离膜的全自动主被动放卷，而且能提高叠片电芯的生产效率。通过运动控制技术实现锂电池叠片机隔离膜的间接张力控制；主动放卷技术适用于锂电池叠片机隔离膜的高速放卷；可适用于其它类似的采用运动协调控制实现间接张力控制或放卷的装置。附图说明图1是本专利技术实施例提供的锂电池叠片机隔离膜放卷系统工作原理图。图2是本专利技术实施例提供的主动放卷控制策略实施案例示意图。图3是本专利技术实施例提供的另一种主动放卷控制策略实施案例示意图。图4是本专利技术实施例提供的另一种主动放卷控制策略实施案例示意图。具体实施方式附图标记：图1示出了本专利技术提供的一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，包括用于带动放卷转装置转动放出锂电池隔离膜的隔离膜放卷电机，用于整个放卷控制系统提供一个稳定张力的张紧电机，用于带动储料装置进行运动的储料电机，用于带动叠片平台往复运动的叠片电机，用于带动叠片平台上升和下降的升降电机，用于对层叠在叠片平台上的锂电池电芯进行压紧的压紧装置 ，用于控制各个电机协调运动工作的控制器。根据放出的隔离膜长度实时控制放卷电机的运行速度实现恒速放卷。利用PID微调放卷电机的运行速度使得张力摆臂始终保持到平衡位置。所述储料电机的运动轨迹曲线通过数学建模或工程实测数据描点获得通过数学模型实时计算储料电机的运动轨迹点，以消除在不同速度下叠片平台跟踪误差不同所导致的固定轨迹曲线不能动态应对误差的变化。所述叠片电机及储料电机均采用直线电机驱动或回转电机驱动或任何驱动方式与实现直线运动机构构成的直线运动系统。所述控制器采用PLC控制器或或运动控制器的电子凸轮同步指令。储料电机通过运动来协调恒速放卷和拉料伺服驱动辊的间歇运动。一种锂电池叠片机隔离膜放卷控制系统，包括：隔离膜放卷电机1、张力张紧装置驱动电机2、储料装置伺服电机3、锂电池隔离膜4、叠片平台伺服电机5、叠片平台升降伺服电机6、压紧装置7，如图1所示；隔离膜放卷电机1负责放出锂电池隔离膜4，张力张紧装置2驱动电机为整个放卷控制系统提供一个稳定的张力，叠片平台伺服电机5牵引放出的锂电池隔离膜4往复运动，叠片平台升降伺服电机6通过运动控制来保证叠出的锂电池电芯的上平面保持不变，压紧装置7交替运动对层叠的锂电池电芯进行压紧以辅助叠片平台的往复运动进行锂电池的电芯的叠置。本专利技术涉及锂电池叠片机主动放卷控制策略。该锂电池叠片机主动放卷控制策略是通过储料吸收装置与叠片平台的协调运动控制，使得储料吸收装置来吸收由于叠片平台往复直线运动引起的隔离膜的收回与快速放出，以此来保证隔离膜放卷过程中的线速度恒定，根据放出的隔离膜长度实时控制放卷电机的运行速度，以此实现恒速放卷，系统运行误差引起的张力摆臂的偏移，通过PID微调放卷电机的运行速度，从而使张力摆臂始终保持到平衡位置，使系统张力保持基本不变实现膜片稳定放出，从而实现隔离膜的主动放卷，放卷控制策略如图2，图3所示。该锂电池叠片机主动放卷控制策略较被动放卷避免了放卷的电机的频繁启停，提升锂电池的叠片效率。而且无需张力检测传感器，通过协调运动控制技术实现了锂电池叠片机的主动放卷。不仅提高了锂电池的生产效率，而且提高了锂电池的生产质量，使得生产的锂电池质量一致性较好。本专利技术对储料装置伺服电机与叠片平台驱动伺服电机采用协调运动控制技术巧妙地间接实现了隔离膜放卷系统张力稳定。本专利技术的储料装置伺服电机的运动轨迹曲线通过数学建模或工程实测数据描点获得，但是当进行主动放卷时，需通过数学建模来获得。本专利技术可以根据叠片平台的位置，通过数学模型实时计算储料装置伺服电机的运动轨迹点，以消除在不同速度下叠片平台跟踪误差不同所导致的固定轨迹曲线不能动态应对误差的变化，导致系统张力波动大的问题，对应的控制策略如图3所示。本专利技术也可以用于锂电池的极片放卷，如图4所示，拉料伺服驱动辊间歇拉出阴极片或阳极片以便等待极片切割装置进行极片切割，放卷电机恒线速度放出系统所需的阴极片或阳极片，储料装置伺服驱动电机通过协调运动来保证放卷电机的恒线速度放出，实现主动放卷。一种实现锂电池叠片机隔离膜放卷控制系统具体的工作流程如下：叠片平台伺服电机5牵引锂电池隔离膜4从A到B或从B到A往复运动，当叠片平台运动到A或B的位置时，阴阳极片交替放置于层叠的锂电池隔离膜4上，压紧装置7交替压紧叠层电芯，最终叠出方形锂电池，放卷电机1放出被叠片平台伺服电机5的往复运动叠出的锂电池隔离膜4，叠片平台伺服电机5的往复运动引起叠片平台上方的锂电池隔离膜4先回缩本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，其特征在于，包括用于带动放卷转装置转动放出锂电池隔离膜的隔离膜放卷电机，用于整个放卷控制系统提供一个稳定张力的张紧电机，用于带动储料装置进行运动的储料电机，用于带动叠片平台往复运动的叠片电机，用于带动叠片平台上升和下降的升降电机，用于对层叠在叠片平台上的锂电池电芯进行压紧的压紧装置 ，用于控制各个电机协调运动工作的控制器。

【技术特征摘要】
1.一种锂电池叠片机隔离膜的放卷控制系统，其特征在于，包括用于带动放卷转装置转动放出锂电池隔离膜的隔离膜放卷电机，用于整个放卷控制系统提供一个稳定张力的张紧电机，用于带动储料装置进行运动的储料电机，用于带动叠片平台往复运动的叠片电机，用于带动叠片平台上升和下降的升降电机，用于对层叠在叠片平台上的锂电池电芯进行压紧的压紧装置 ，用于控制各个电机协调运动工作的控制器。2.根据权利要求1所述的放卷控制系统，其特征在于，根据放出的隔离膜长度实时控制放卷电机的运行速度实现恒速放卷。3.根据权利要求2所述的放卷控制系统，其特征在于，利用PID微调放卷电机的运行速度使得张力摆臂始终保持到平衡位置。4.根据权利要求3所述的放卷控制系...

【专利技术属性】
技术研发人员：丁文华，李秋池，韩磊，李建明，
申请(专利权)人：深圳科瑞技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东;44