一种控制涂布量的方法与流程

本发明属于涂布工艺技术领域，具体涉及一种控制涂布量的方法。

背景技术

锂离子电池极片生产过程中，在纵向和横向两个方向上，对极片面密度的均匀性要求都很高，这种均匀性最终会对锂离子电池的性能造成很大的影响。

现有技术中，涂布量的控制方法如下：通过螺杆泵在机头位置进行纵向的手动或自动控制，利用涂布模头整体左右进退刀的方式进行粗略的手动横向控制，有些模头在横向依次配有多个千分尺手调机构，从而手动对在横向上的局部区域进行控制。

现有技术中控制涂布量的方式有以下缺点：

1、除了对螺杆泵的控制是自动控制外，对极片横向的调节均是手动方式；由于涂布机的车速相对较慢，手动调节的效果要几分钟后才能看出来，调节速度慢，中途的反复调节容易造成涂料浪费；并且人工调节的缺点是在发现问题后才去被动的调节，但在发现问题时，已经产生了很多废品，造成了极大的浪费，而且锂电极片和涂料都很昂贵，这种浪费是不可忍受的；

2、纵向控制和横向控制之间、模头进退刀和千分尺手调机构之间，都有耦合关系，通过人工的方式很难分辨，也很难调节，严重依赖人工的操作水平，不同的人有不同的调节效果；

3、千分尺手调机构在调节某一分区的面密度时，还要考虑左右相邻分区的开度情况，否则容易造成不可恢复的机械形变，极大地增加了人工操作的难度。

技术实现要素：

为了解决现有技术存在的上述问题，本发明目的在于提供一种能够全幅自动控制涂布量的方法。

本发明所采用的技术方案为：

一种控制涂布量的方法，包括步骤：

s100.获取基材待涂布表面的扫描曲线p1；

s200.分离步骤s100中的扫描曲线p1，得到纵向数据w和横向数据p2；

s300.将横向数据p2分解为低频横向数据p2l和高频横向数据p2h；

s400.对低频横向数据p2l进行二维映射得到二维横向数据p3l，对高频横向数据p2h进行多维映射，得到多维横向数据p3h；

s500.根据所述纵向数据w校正涂布浆液的输出流量；根据所述二维横向数据p3l校正涂布模头与基材之间的间隙l；根据所述多维横向数据p3h校正涂布模头出料口的宽度b。

进一步地，所述步骤s200中，纵向数据w为扫描曲线p1的平均值。

进一步地，所述步骤s200中，横向数据p2根据连续多次扫描基材待涂布表面得到，公式如下：

p2icurrent＝p1i*factor+p2ilast*(1-factor)，其中：

p2icurrent表示扫描曲线p1上第i个点分离后的值；

p1i表示扫描曲线p1上第i个点的值；

p2ilast表示上次数据分离后第i个点的值；

factor表示权重因子。

进一步地，所述步骤s300中分解横向数据p2的具体过程为：将横向数据p2进行低通滤波得到所述低频横向数据p2l；将横向数据p2进行高通滤波得到高频横向数据p2h。

进一步地，使用无限脉冲响应滤波器对横向数据p2进行低通滤波和高通滤波。

进一步地，使用有限长单位冲激响应滤波器对横向数据p2进行低通滤波和高通滤波。

进一步地，所述步骤s500中，校正涂布浆液的输出流量的具体过程为：

将所述纵向数据w发送给涂布机的螺杆泵控制器，螺杆泵控制器调节螺杆泵的输出流量，螺杆泵的输出流量即为所述浆液的输出流量。

进一步地，所述步骤s500中，校正涂布模头与基材之间的间隙l的具体过程为：

将所述二维横向数据p3l发送给涂布机的进退刀控制器，进退刀控制器调节所述涂布模头与基材之间的间隙l。

进一步地，所述步骤s500中，校正涂布模头出料口的宽度b的具体过程为：

将所述多维横向数据p3h发送给电调控制器，电调控制器调节所述涂布模头出料口的宽度b。

进一步地，所述控制涂布量的方法用于锂离子电池的涂布生产线；所述基材为锂离子电池极片。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：

(1)极片的横向和纵向的涂布量均实现自动控制，特别是有序协调了进退刀控制和电调执行机构控制这两种控制方法，实现了两种横向控制执行机构的协调统一。由于涂布量不依赖人工，极大地提高了产品品质。

(2)所有调节机构的位置均保存在相应的控制器中，整个生产过程从开始到结束都是可控的，极大地减少了涂料的浪费。

(3)由于所有电调控制器、螺杆泵控制器以及进退刀控制器是同步调节，因此避免某个调节机构单独调节造成的机械形变。

(4)解决了极片生产过程中涂布量均匀性的难题，适于推广使用。

附图说明

图1是本发明的一种控制涂布量的方法的流程图；

图2是实施例中的一种涂布机的结构示意图。

图中：1-螺杆泵；2-进退刀调节机构；3-涂布模头；4-电调调节机构；5-基材；6-背辊。

具体实施方式

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步阐释。

实施例1：

为方便说明本实施例中控制涂布量的方法的具体过程，本实施例中给出了一种涂布机，具体地，请参阅图2，拌好的浆料经螺杆泵1的进料口进入螺杆泵1，螺杆泵1连接有控制螺杆泵1的输出流量的螺杆泵控制器，螺杆泵控制器控制螺杆泵1泵出浆料，泵出的浆料经涂布模头3的进料口进入涂布模头3，然后经涂布模头3的出料口涂在基材5上；背辊6实现基材5的输送。本实施例中，螺杆泵1采用第三伺服电机驱动，则螺杆泵控制器即为控制第三伺服电机的第三伺服驱动器。涂布模头3连接有驱动其滑动的进退刀调节机构，具体地，本实施例中，进退刀调节机构包括机架、第一伺服电机、丝杠以及套在丝杠外的丝杠螺母；第一伺服电机固定在机架上，涂布模头3滑动设置在机架上，丝杆转动设置在机架上。第一伺服电机的输出端与丝杠的一端固定或传动连接；丝杠螺母与涂布模头3固定连接。进退刀调节机构连接有控制其进退量的进退刀控制器；具体地，本实施例中，进退刀控制器为控制第一伺服电机转动的第一伺服驱动器。进退刀控制器控制所述进退刀调节机构带动涂布模头3滑动，从而调节涂布模头3与基材5之间的间隙l。涂布模头3的出料口处设置有调节涂布模头3的出料口的局部宽度b的电调调节机构4；具体地，本实施例中，电调调节机构4包括第二伺服电机和丝杆；第二伺服电机固定在机架上；第二伺服电机的输出端与丝杆的一端固定或传动连接，丝杆与涂布模头3的调节孔螺纹连接。电调调节机构4连接有控制其运动的电调控制器，具体地，本实施例中，电调控制器为控制第二伺服电机的第二伺服驱动器。需要说明的是，本实施例中的涂布机仅是为了解释说明本实施例中控制涂布量的方法的具体过程，不包括在本发明的保护范围中。显而易见的是，可以采用其他现有的涂布机实现本实施例中的控制涂布量的方法。

请参阅图1，本实施例中控制涂布量的方法，包括步骤：

s100.获取基材待涂布表面的扫描曲线p1；

s200.分离步骤s100中的扫描曲线p1，得到纵向数据w和横向数据p2；

s300.将横向数据p2分解为低频横向数据p2l和高频横向数据p2h；

s400.对低频横向数据p2l进行二维映射得到二维横向数据p3l，对高频横向数据p2h进行多维映射，得到多维横向数据p3h；

s500.根据所述纵向数据w校正涂布浆液的输出流量；根据所述二维横向数据p3l校正涂布模头与基材之间的间隙l；根据所述多维横向数据p3h校正涂布模头出料口的宽度b。

具体地，在步骤s100中，使用现有的面密度测量仪来获取基材待涂布表面的扫描曲线p1，具体地，本实施例中，采用型号为dc-er-oh-b20的βray在线面密度测量仪来获取基材待涂布表面的扫描曲线p1。

在步骤s200中，纵向数据w为扫描曲线p1的平均值。

在步骤s200中，横向数据p2根据连续多次扫描基材待涂布表面得到，公式如下：

p2icurrent＝p1i*factor+p2ilast*(1-factor)，其中：

p2icurrent表示扫描曲线p1上第i个点分离后的值；

p1i表示扫描曲线p1上第i个点的值；

p2ilast表示上次数据分离后第i个点的值；

factor表示权重因子。

横向数据p2即为多个p2icurrent值的集合。

在步骤s300中，分解横向数据p2的具体过程为：将横向数据p2进行低通滤波得到所述低频横向数据p2l；将横向数据p2进行高通滤波得到高频横向数据p2h。本实施例中，使用无限脉冲响应滤波器对横向数据p2进行低通滤波和高通滤波。或者，使用有限长单位冲激响应滤波器对横向数据p2进行低通滤波和高通滤波。

由于扫描曲线p1上的数据点的个数和各调节机构的数量通常是不一致的，要进行控制，必须找到调节机构对应的数据点的位置，这样，调节机构动作的结果才能准确得到。通常情况下，数据点个数要远远大于调节机构数量，在步骤s400中，一个调节机构会对应一个区域，因此在进行二维或多维映射时，要对这个区域内的所有数据除掉最高点和最低点后再进行平均，以此得到该调节机构对应的值，即各伺服驱动器应该发多少个脉冲给各伺服电机。

在步骤s500中，校正涂布浆液的输出流量的具体过程为：

将所述纵向数据w发送给涂布机的螺杆泵控制器，螺杆泵控制器调节螺杆泵1的输出流量，螺杆泵1的输出流量即为所述浆液的输出流量。具体地，本实施例中，第一伺服驱动器根据纵向数据w控制第一伺服电机的转速来实现调节螺杆泵1的输出流量。

校正涂布模头与基材之间的间隙l的具体过程为：

将所述二维横向数据p3l发送给涂布机的进退刀控制器，进退刀控制器调节所述涂布模头3与基材5之间的间隙l。具体地，本实施例中，进退刀控制器即第二伺服驱动器根据二维横向数据p3l发送相应数量的脉冲给第二伺服电机，第二伺服电机转动相应的角度，从而通过丝杠和丝杠螺母转化为涂布模头3的直线移动量，从而调节了涂布模头3与基材5之间的间隙l。

校正涂布模头出料口的宽度b的具体过程为：

将所述多维横向数据p3h发送给电调控制器，电调控制器调节所述涂布模头3出料口的宽度b。具体地，本实施例中，电调控制器即第三伺服驱动器根据多维横向数据p3h发送相应数量的脉冲给第三伺服电机，第三伺服电机转动一定角度，使丝杆直线移动一段距离，即可调节涂布模头3出料口的宽度b。

本实施例中的控制涂布量的方法可以应用到不同产品的涂布工艺，具体地，本实施例中，控制涂布量的方法用于锂离子电池的涂布生产线；所述基材5为锂离子电池极片。

本发明不局限于上述可选的实施方式，任何人在本发明的启示下都可得出其他各种形式的产品。上述具体实施方式不应理解成对本发明的保护范围的限制，本发明的保护范围应当以权利要求书中界定的为准，并且说明书可以用于解释权利要求书。