一种智能锂电池隔膜张力控制装置及控制方法与流程

本发明涉及锂电池隔膜制造技术领域，特别是涉及一种智能锂电池隔膜张力控制装置及控制方法。

背景技术：

制备锂电池隔膜时，锂电池隔膜的在传送的过程中，往往会因为驱动电机故障或一些其他因素而导致隔膜张力的变化，导致整张隔膜的张力出现偏差，进而出现问题，影响锂电池隔膜的质量和产量。

技术实现要素：

为解决现有技术中存在的问题，本发明提供了一种智能锂电池隔膜张力控制装置及控制方法，可以及时的对锂电池隔膜的位置信息进行修正，使整个锂电池隔膜的传送系统更加稳定可靠，提高锂电池隔膜的质量和产量。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种智能锂电池隔膜张力控制装置，包括plc控制器、驱动电机、两个伺服驱动器和显示器，两个所述伺服驱动器连接有两个伺服电机，两个所述伺服电机上均设有增量式编码器，两个伺服电机的输出端通过变速箱分别连接有两个隔膜传输辊，两个所述隔膜传输辊分别位于锂电池隔膜的输入端和输出端，所述驱动电机的输出端连接有标记辊，所述标记辊和两个隔膜传输辊均通过支撑座支撑固定，且标记辊位于锂电池隔膜的输入端，标记辊的端部沿周向均布有若干打孔刀，所述打孔刀与位于锂电池隔膜输入端的隔膜传输辊配合，靠近锂电池隔膜的输出端设有光电传感器，所述光电传感器与锂电池隔膜的侧边对应，光电传感器通过固定支架支撑固定。

所述光电传感器的信号输出端连接所述plc控制器的第一信号输入端，两个所述增量式编码器的信号输出端分别连接plc控制器的第二信号输入端和第三信号输入端，所述plc控制器的第一信号输出端连接所述显示器的信号输入端，plc控制器的第二信号输出端和第三信号输出端分别两个伺服驱动器的信号输入端，两个所述伺服驱动器的信号输出端分别连接两个伺服电机的信号输入端。

工作原理：锂电池隔膜通过两个隔膜传输辊进行传输，位于锂电池隔膜输入端的隔膜传输辊为驱动辊，位于锂电池隔膜输出端的隔膜传输辊为跟随辊，驱动辊在运转时，标记辊上的打孔刀与驱动辊配合，在锂电池隔膜的边缘打标记孔，作为跟随辊前端的检测标记，两个伺服电机上均带有增量式编码器，伺服电机驱动隔膜传输辊运转时，增量式编码器可以对两个隔膜传输辊的旋转速率和位置信息(角位移)进行实时检测，并将检测信号输出给plc控制器，plc控制器对该检测信号进行处理，然后将数据信息显示在显示器上，如此，可以在显示器上直观的观察到驱动辊和跟随辊的旋转速率以及位置信息，在锂电池隔膜传输到跟随辊之前，光电传感器捕捉到标记孔的前沿，将检测信号输出给plc控制器，plc控制器处理信息，计算得到锂电池隔膜在跟随辊处的实际位置信息，驱动辊根据工艺要求产生一个固定的转速和位置信息，将驱动辊的位置信息作为基准，并将计算得到的锂电池隔膜的实际位置信息与驱动辊的位置信息进行比较，plc控制器根据比较得到的位置信息差值，输出信号给跟随辊的伺服驱动器，该伺服驱动器通过伺服电机来调整跟随辊的旋转速率和位置信息，进而对锂电池隔膜的位置信息进行修正，使其与驱动辊的位置信息相匹配，从而保证整个锂电池隔膜的张力不会因为驱动辊和跟随辊的偏差而不同，使整个锂电池隔膜的传送系统更加稳定可靠，提高系统快速响应时间，及时修正锂电池隔膜的传送速率，保证锂电池隔膜的质量，进而提高产量。当没有锂电池隔膜或者锂电池隔膜有较大位置的偏差，不能自调整时，可以通过显示器的手动修正和home功能，或者手动输入一个修正值作为系统修正增量改变跟随辊的位置。

本发明中伺服驱动器采用kinetix6000，伺服电机为ab伺服电机，增量式编码器采用zsp3806型号，光电传感器、plc控制器均为现有型号，显示器为与plc控制器通信的触摸屏显示器，型号为西门子系列。

优选的，所述打孔刀包括刀头和刀身，所述标记辊的端部沿周向均布有若干安装座，所述刀身与所述安装座螺纹连接。

打孔刀螺纹连接在标记辊上，方便拆卸和更换。

优选的，所述刀头远离所述刀身一端的端面向内凹陷有内锥面，该内锥面的端口形成刀刃。

优选的，所述隔膜传输辊和标记辊的两端均通过轴承与所述支撑座转动连接。

本发明还提供了一种智能控制锂电池隔膜张力的方法，其技术方案如下：

一种智能控制锂电池隔膜张力的方法，包括以下步骤：

s1、通过显示器的数据输入模块设置两个隔膜传输辊的初始旋转速率，之后启动两个伺服电机，带动两个隔膜传输辊工作，传输锂电池隔膜；

s2、两个增量式编码器分别对两个隔膜传输辊的旋转速率和位置信息进行实时监测；

s3、plc控制器接收两个增量式编码器传来的信息，并以位于锂电池隔膜的输入端的隔膜传输辊的旋转速率和位置信息为基准，对位于锂电池隔膜的输出端的隔膜传输辊的旋转速率和位置信息进行实时修正；

s4、伺服驱动器接受修正信息，对位于锂电池隔膜的输出端的隔膜传输辊的旋转速率进行调整，使两个隔膜传输辊的旋转速率和位置信息保持一致。

优选的，还包括以下步骤：

当没有锂电池隔膜或者锂电池隔膜有较大位置的偏差，不能自调整时，通过显示器的数据输入模块输入一个修正值作为系统修正增量，改变位于锂电池隔膜的输出端的隔膜传输辊的旋转速率和位置信息。

本发明的有益效果是：可以及时对锂电池隔膜的位置信息进行修正，使其与驱动辊的位置信息相匹配，从而保证整个锂电池隔膜的张力不会因为驱动辊和跟随辊的偏差而不同，使整个锂电池隔膜的传送系统更加稳定可靠，提高系统快速响应时间，及时修正锂电池隔膜的传送速率，保证锂电池隔膜的质量，进而提高产量。

附图说明

图1为本发明实施例的结构示意图；

图2为本发明实施例所述锂电池隔膜输入端的结构示意图；

图3为图2中a处的结构示意图；

图4为本发明实施例的控制原理框图。

附图标记：

1、plc控制器；2、驱动电机；3、第一伺服驱动器；4、第二伺服驱动器；5、显示器；6、第一伺服电机；7、第二伺服电机；8、第一增量式编码器；9、第二增量式编码器；10、第一变速箱；11、第一隔膜传输辊；12、锂电池隔膜；13、第二变速箱；14、第二隔膜传输辊；15、标记辊；16、支撑座；17、轴承；18、打孔刀；19、光电传感器；20、固定支架；21、标记孔；22、刀头；23、刀身；24、安装座；25、刀刃；b、锂电池隔膜传输方向。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的实施例进行详细说明。

实施例1

如图1-图4所示，一种智能锂电池隔膜张力控制装置，包括plc控制器1、驱动电机2、第一伺服驱动器3、第二伺服驱动器4和显示器5，第一伺服驱动器3和第二伺服驱动器4分别连接有第一伺服电机6和第二伺服电机7，第一伺服电机6和第二伺服电机7上分别设有第一增量式编码器8和第二增量式编码器9，第一伺服电机6的输出端通过第一变速箱10连接有第一隔膜传输辊11，第二伺服电机7的输出端通过第二变速箱13连接有第二隔膜传输辊14，第一隔膜传输辊11位于锂电池隔膜12的输入端，第二隔膜传输辊14位于锂电池隔膜12的输出端，驱动电机2的输出端连接有标记辊15，标记辊15、第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14均通过支撑座16支撑固定，且标记辊15、第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14均通过轴承17与支撑座16转动连接，标记辊15位于锂电池隔膜12的输入端，标记辊15的右端端部沿周向均布有两个打孔刀18(本实施例中，打孔刀18的数量不限于两个，可以为一个至四个，具体使用时，根据锂电池隔膜传送速率来具体确定打孔刀18的打孔间距，进而根据标记辊15的直径来确定具体安装几个打孔刀18)，打孔刀18与第一隔膜传输辊11配合对锂电池隔膜12打孔，靠近第二隔膜传输辊14设有光电传感器19，光电传感器19与锂电池隔膜12的侧边对应，光电传感器19通过固定支架20支撑固定。

光电传感器19的信号输出端连接plc控制器1的第一信号输入端，第一增量式编码器8的信号输出端连接plc控制器1的第二信号输入端，第二增量式编码器9的信号输出端连接plc控制器1的第三信号输入端，plc控制器1的第一信号输出端连接显示器5的信号输入端，plc控制器1的第二信号输出端连接第一伺服驱动器3的信号输入端，plc控制器1的第三信号输出端连接第二伺服驱动器4的信号输入端，第一伺服驱动器3的信号输出端和第二伺服驱动器4的信号输出端分别连接第一伺服电机6的信号输入端和第二伺服电机7的信号输入端。

工作原理：锂电池隔膜12通过第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14进行传输，第一隔膜传输辊11为驱动辊，第二隔膜传输辊14为跟随辊，驱动辊在运转时，标记辊15上的打孔刀18与驱动辊配合，在锂电池隔膜12的边缘打标记孔21，作为跟随辊前端的检测标记，两个伺服电机上均带有增量式编码器，伺服电机驱动隔膜传输辊运转时，增量式编码器可以对两个隔膜传输辊的旋转速率和位置信息(角位移)进行实时检测，并将检测信号输出给plc控制器1，plc控制器1对该检测信号进行处理，然后将数据信息显示在显示器5上，如此，可以在显示器5上直观的观察到驱动辊和跟随辊的旋转速率以及位置信息，在锂电池隔膜12传输到跟随辊之前，光电传感器19捕捉到标记孔21的前沿，将检测信号输出给plc控制器1，plc控制器1处理信息，计算得到锂电池隔膜12在跟随辊处的实际位置信息，驱动辊根据工艺要求产生一个固定的转速和位置信息，将驱动辊的位置信息作为基准，并将计算得到的锂电池隔膜12的实际位置信息与驱动辊的位置信息进行比较，plc控制器1根据比较得到的位置信息差值，输出信号给跟随辊的伺服驱动器，该伺服驱动器通过伺服电机来调整跟随辊的旋转速率和位置信息，进而对锂电池隔膜12的位置信息进行修正，使其与驱动辊的位置信息相匹配，从而保证整个锂电池隔膜12的张力不会因为驱动辊和跟随辊的偏差而不同，使整个锂电池隔膜12的传送系统更加稳定可靠，提高系统快速响应时间，及时修正锂电池隔膜12的传送速率，保证锂电池隔膜12的质量，进而提高产量。当没有锂电池隔膜12或者锂电池隔膜12有较大位置的便差，不能自调整时，可以通过显示器5的手动修正和home功能，或者手动输入一个修正值作为系统修正增量改变跟随辊的位置。

实施例2

如图3所示，本实施例在实施例1的基础上，打孔刀18包括刀头22和刀身23，标记辊15的右端端部沿周向均布有两个安装座24，刀身23与安装座24螺纹连接，方便拆卸和更换，刀头22顶端端面向内凹陷有内锥面，该内锥面的端口形成刀刃25。

实施例3

一种智能控制锂电池隔膜张力的方法，包括以下步骤：

s1、通过显示器5的数据输入模块设置第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14的初始旋转速率，之后启动第一伺服电机6和第二伺服电机7，带动第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14工作，传输锂电池隔膜；

s2、第一增量式编码器8和第二增量式编码器9分别对第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14的旋转速率和位置信息进行实时监测；

s3、plc控制器1接收第一增量式编码器8和第二增量式编码器9传来的信息，并以第一隔膜传输辊11的旋转速率和位置信息为基准，对第二隔膜传输辊14的旋转速率和位置信息进行实时修正；

s4、第二伺服驱动器4接受修正信息，对第二隔膜传输辊14的旋转速率进行调整，使第一隔膜传输辊11和第二隔膜传输辊14的旋转速率和位置信息保持一致。

还包括以下步骤，当没有锂电池隔膜或者锂电池隔膜有较大位置的偏差，不能自调整时，通过显示器5的数据输入模块输入一个修正值作为系统修正增量，改变第二隔膜传输辊14的旋转速率和位置信息。

以上所述实施例仅表达了本发明的具体实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。