卷板厚度测量设备和方法
【专利说明】卷板厚度测量设备和方法
[0001]本申请要求于2013年11月11日提交的第10-2013-0136325号韩国专利申请的优先权和权益，该韩国专利申请的全部内容通过引用被包含于此。
技术领域
[0002]本发明的多个方面涉及一种卷板厚度测量设备及其方法。
【背景技术】
[0003]伴随着近来对移动装置技术的开发和需求的增加，对作为移动装置的能量源的二次电池的需求正在快速增加。因此，正在对电池进行研究，以应对广泛且多样的需求。具体地说，对具有高的能量密度、放电电压和输出稳定性的锂二次电池的需求高。
[0004]通常，通过下述步骤制造二次电池:通过在集流体的表面上涂覆活性物质来形成正极板和负极板(在下文中将均被称为电极板)并将隔板插入二者之间来形成电极组件，随后将电极组件置于由铝层叠片形成的圆柱形或棱柱形罐或者袋型壳中。此时，将液体电解质或固体电解质注入或灌输到电极组件中。
[0005]在二次电池中，在保持电池质量的一致性的同时尽可能多地生产二次电池是重要的因素。因此，很好地管理形成在集流体上的卷板状电极板的厚度非常重要。
[0006]在制造传统二次电池的电极板时，在绕着辊卷绕的电极板周围安装光学设备，并读取从光学设备获取的卷板状电极板的图像，由此测量电极板的厚度。
[0007]然而，在传统的卷板厚度测量设备中，辊会由于辊的连续使用而变形，从而导致电极板厚度的测量误差。
[0008]为了避免出现电极板厚度的测量误差，需要对卷板厚度测量设备进行校正。然而，卷板厚度测量设备的校正效果微乎其微，所以会无法避免突然出现的误差。
【发明内容】
[0009]本发明的多个方面提供了一种卷板厚度测量设备，该卷板厚度测量设备能够通过利用电极板的每个分量控制电极板的厚度来测量卷板状电极板的厚度而改善测量均匀性和测量的厚度数据的可靠性。
[0010]本发明的其他方面提供了一种卷板厚度测量方法，该卷板厚度测量方法能够通过利用分量控制电极板的厚度来测量电极板的厚度而改善测量的一致性和测量的厚度数据的可靠性。
[0011]根据本发明的一方面，提供了一种卷板厚度测量设备，所述卷板厚度测量设备包括:旋转辊；电极板，绕辊卷绕并且沿辊的旋转方向移动；检测器，检测来自辊的外周表面或卷绕在辊上的电极板的外表面的光的量或图像；处理器，使用辊的外周表面的光的量或图像检测信号生成辊的外周表面的第一轮廓数据，将第一轮廓数据分成第一分量和第二分量，通过第一分量和第二分量中的每一个来计算参考数据和测量数据之间的差值，通过使用计算出的差值校正包括在第一轮廓数据中的第一分量和第二分量的测量数据来生成第二轮廓数据，使用辊的外周表面的光的量或图像检测信号生成电极板的目标外表面的位移量数据，以及通过将第二轮廓数据与位移量数据进行比较来计算电极板的厚度。
[0012]处理器可以包括:数据生成器，使用辊的外周表面和电极板的外表面的光的量或图像检测信号来生成第一轮廓数据和位移量数据；分量分离器，将第一轮廓数据分离为与偏离角相关的第一分量和与高度相关的第二分量；第一函数生成器和第二函数生成器，通过第一轮廓数据中的第一分量和第二分量中的每一个使用参考数据和测量数据之间的差值来生成用于通过第一分量和第二分量中的每一个校正测量数据的第一函数和第二函数；校正数据生成器，使用使生成的第一函数和第二函数彼此叠加的控制函数来生成第二轮廓数据；厚度计算单元，使用生成的第二轮廓数据和位移量数据计算电极板的厚度。
[0013]第一函数可以用来校正棍的外周表面上的在参考时间时的第一分量和在测量时间时的第一分量之间的角度差值。
[0014]角度差值可以被定义为基于在参考时间时的辊的外周表面在测量时间时相对于辊的外周表面的中央区域在辊的纵向方向上偏离的左区域和右区域的角度值。
[0015]第二函数可以用来校正辊的外周表面上的在参考时间时的第二分量和在测量时间时的第二分量之间的高度差值。
[0016]高度差值可以被定义为基于在参考时间时的辊的外周表面在测量时间时辊的外周表面在辊的纵向方向上的高度值。
[0017]控制函数可以是通过将第一函数和第二函数叠加来校正包括在第一轮廓数据中的第一分量和第二分量中的每一个的测量数据的函数。
[0018]检测器可以包括:光源单元，将光照射到辊的外周表面和电极板的外表面；光学位移传感器，面对光源单元并且布置为使得辊位于光学位移传感器和光源单元之间，检测器根据从光源单元照射并已穿过辊的外周表面和电极板的目标外表面的光的量的分布来实时检测棍的外周表面的光的量和电极板的目标外表面的光的量。
[0019]所述卷板厚度测量设备还可以包括传送框架，光源单元和光学位移传感器分别安装在传送框架中，其中，传送框架相对于棍的外周表面或电极板的目标外表面沿棍的纵向方向移动。
[0020]处理器还可以包括存储器单元，存储器单元存储辊的外周表面的第一轮廓数据和第二轮廓数据，其中，从存储器单元接收辊的外周表面的第一轮廓数据和第二轮廓数据，第二轮廓数据是基于辊的外周表面的第一轮廓数据而生成的，电极板的目标外表面的位移量数据是基于生成的第二轮廓数据而生成的。
[0021]处理器还可以包括:显示单元，向外部显示计算的电极板的厚度；警报生成器，当计算的电极板的厚度超过电极板的预设参考厚度值时，警报生成器生成警报信号；驱动控制器，控制辊的旋转和移动、电极板的移动以及检测器的驱动；主控制器，控制各个组件的操作。
[0022]辊的外周表面的轮廓数据可以包括辊的整个外周表面的位置坐标值。
[0023]电极板的目标外表面的位移量数据可以包括电极板的目标外表面的位置坐标值，所述位置坐标值是基于与电极板的目标外表面的位置相对应的辊的外周表面的第二轮廓数据所计算出的。
[0024]检测器可以包括:光源单元，将光照射到辊的外周表面和电极板的外表面；图像获取传感器，面对光源单元，并且通过检测从光源单元照射并已穿过辊的外周表面和电极板的目标外表面的光来检测棍的外周表面的光的量和电极板的目标外表面的光的量。
[0025]根据本发明的另一方面，提供了一种卷板厚度测量方法，所述卷板厚度测量方法包括:第一次将光照射到辊的外周表面；根据已穿过辊的外周表面的光的量的分布生成辊的外周表面的第一轮廓数据；通过将第一轮廓数据分成第一分量和第二分量、通过第一分量和第二分量中的每一个计算参考数据和测量数据之间的差值以及使用计算出的差值校正包括在第一轮廓数据中的第一分量和第二分量的测量数据来生成第二轮廓数据；第二次将光照射到绕辊的外周表面卷绕的电极板的目标外表面；使用来自绕辊卷绕的电极板的目标外表面的光检测信号生成电极板的目标外表面的位移量数据；通过将第二轮廓数据与位移量数据进行比较来计算电极板的厚度。
[0026]生成第二轮廓数据的步骤可以包括:将第一轮廓数据分离为与偏离角相关的第一分量和与高度相关的第二分量；通过包括在第一轮廓数据中的第一分量和第二分量中的每一个使用参考数据和测量数据之间的差值来生成用于通过第一分量和第二分量中的每一个校正测量数据的第一函数和第二函数；利用使生成的第一函数和第二函数彼此叠加的控制函数来生成校正数据，即第二轮廓数据。
[0027]所述卷板厚度测量方法还可以包括:向外部显示计算的电极板的厚度；当计算的电极板的厚度超过电极板的预设参考厚度时，生成警报信号。
[0028]如上所述，在根据本发明实施例的卷板厚度测量设备和方法中，使用光学设备生成电极板卷绕所绕的辊的轮廓数据，轮廓数据被分成为偏离角分量和高度分量以通过在分量的基础上控制轮廓数据而生成校正的轮廓数据，使用校正的轮廓数据和绕辊卷绕的电极板的位移量数据来测量电极板的厚度，由此改善测量电极板的厚度的均匀性并增强电极板厚度的测量数据的可靠性。
[0029]本发明的其他方面和/或优点将在下面的描述中进行部分阐述，部分将从描述中显而易见，或者可通过实施本发明而了解。
【附图说明】
[0030]通过下面结合附图进行的详细描述，本发明的目的、特征和优点将更加清楚，在附图中:
[0031]图1是示出根据本发明实施例的卷板厚度测量设备的剖视图；
[0032]图2是示出图1中示出的处理器的构造的框图；
[0033]图3A是简要地示出了通过将光照射到图1中示出的辊的外周表面来检测光的量的操作的示意图，图3B是简要地示出