[实用新型]全闭环锂电池电芯卷绕装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及一种收卷装置及收卷方法，具体涉及一种全闭环锂电池电芯卷绕装置。

背景技术

锂电池电芯卷绕设备是锂电池生产过程中一个非常重要的工序，目前现存的设备生产锂电池时，对于方形（或异形）电池，利用方形（或异形）卷针卷绕电池，通过卷针自学习的方法，获取整个卷绕过程中卷针的外形轮廓，并以一个基础线速度除以外形轮廓的实时半径，从而得到对应基础线速度下的实时角速度。再建立凸轮表，将得到的卷针实时角速度与卷针角位置关系，填入其中。实际生产时，通过开环的方式，查表得到当前角位置对应的角速度，并依照凸轮表上的顺序下发数据给卷针伺服电机执行，期望以此方式来实现收卷恒线速度运行。这种自学习方式通常耗时较长（通常需要半小时以上的自学习时间），并且无法实现柔性化，每次更换规格，必须停机自学习一次数据，严重制约锂电池整体生产效率，且受凸轮表的总长度限制（凸轮表最大65536个数据点），无法精准还原外形轮廓，同时还限制了卷绕的长度和速度(长度越长，速度越快，还原的外形轮廓越差)。再有凸轮表方式属于开环控制，即逻辑控制器只管按照凸轮表格上的数据进行下发，而不管卷针伺服电机是否有跟随上，由此生产中无法获得更高的生产质量。

总结来说，目前使用自学习卷绕的方式严重制约了锂电池电芯卷绕效率及质量，无法适应今后柔性化及更高要求的生产需求。

实用新型内容

本实用新型的目的在于克服现有技术中存在的不足，提供一种全闭环锂电池电芯卷绕装置，包括支撑结构，所述的支撑结构上设置有放卷辊、卷针、张力摆杆、逻辑控制器、测速机构、控速机构和伺服驱动机构，所述伺服驱动机构连接逻辑控制器；

所述控速机构包括：放卷伺服电机、张力摆杆伺服电机和卷针伺服电机分别连接控制放卷辊、张力摆杆和卷针；

所述测速机构包括：测速辊以及连接测速辊的外部测速编码器，所述外部测速编码器连接卷针伺服电机，构成卷针全闭环控制。

作为一种优选，所述的支撑结构上设有若干中间过渡辊。

优选的，所述驱动机构包括收卷伺服驱动器、摆杆伺服驱动器和放卷伺服驱动分别驱动收卷卷伺服电机、张力摆杆伺服电机和卷针伺服电机。

优选的，所述收卷伺服驱动器、摆杆伺服驱动器和放卷伺服驱动器之间通过有线数据通讯连接。

本实用新型的有益效果：本专利通过利用全闭环收卷，无需自学习，不受卷针形状的限制，不受卷绕长度的限制，不受卷绕速度的限制，可以有效提高卷绕效率，并提高成型锂电池的合格率，给出相关的方法步骤保证运行可行性。

附图说明

图1是本实用新型立体图示意图。

图2是本实用新型俯视图。

图3是本实用新型主视图。

图4保护机制流程图。

图中：放卷辊1、张力摆杆2、测速辊3、卷针4、中间过渡辊5、放卷伺服电机6、张力摆杆伺服电机7、收卷伺服驱动器8、摆杆伺服驱动器9、放卷伺服驱动器10、外部测速编码器11、逻辑控制器12、卷针伺服电机13、支撑结构15。

具体实施方式

下面结合具体附图对本实用新型进一步说明。

本实用新型所述的一种全闭环锂电池电芯卷绕装置，如图1-3所示，主要包括有一垂直板构成的支撑结构15，在支撑结构15的竖板上安装有放卷辊1，原料卷带设置在此位置，放卷辊1后端连接放卷伺服电机6，其通过初始阶段的被动放卷及依靠自身计算卷径方式进行放卷速度给定与调节，同时需要设置在横板上的收卷伺服驱动器8驱动运行；竖板上还装有卷针4和测速辊3，卷针4末端连接卷针伺服电机13通过放卷伺服驱动器10驱动运行，卷针伺服电机13与外部测速编码器11构成全闭环控制，给定与调节卷针角速度，其卷针形状不固定，卷针角速度根据逻辑控制器12设定的目标线速度与外部测速编码器所得到的实际线速度之差，以μs级的执行周期进行调节补偿，同时卷带上产生的微小张力波动通过同样安装在竖板一侧的张力摆杆2的位置变化缓冲，同样的，张力摆杆2的位置变化反馈信息至连接在其后端的张力摆杆伺服电机7，协同摆杆伺服驱动器9驱动运行，并提供数据反馈，测速辊3末端设置的外部测速编码器11，并连接至放卷伺服驱动器的摆杆编码器接口上，构成全闭环控制，将预设卷带目标线速度、实际卷带线速度以及数据反馈整合，利用250微妙的设备反应周期，时时跟随调控速度，为了避免和减小速度突变带来张力对卷带的拉损，竖板上设置若干中间过渡辊5加长放出卷带长度，减缓及时张力。