[发明专利]一种全闭环锂电池电芯卷绕装置及方法

权利要求书

1.一种全闭环锂电池电芯卷绕方法，其特征在于，包括以下步骤：

（1）由逻辑控制器预设卷带材料目标长度及卷绕材料目标线速度，控速机构以半闭环运行若干循环周期，卷针以一个预设的恒定角速度运行，产生系统运行所需的初始数据；

（2）外部测速编码器检测到运行实际线速度；

（3）控速机构切换至全闭环运行，伴随卷针半径的变化，卷绕的实际线速度会发生改变，实际线速度与预设线速度就会出现误差，对应实际卷绕长度和目标长度之间形成位置误差；

（4）位置误差乘以一个比例系数得到卷针线速度给定，比例系数通过反复现场调试得出，卷针线速度给定经过卷针伺服驱动器的内部闭环，得到新的卷针角速度给定；卷针伺服电机执行该角速度给定，进而改变卷针上的卷带线速度，达到消除卷带设定线速度与实际线速度误差，实现恒线速度运行；

（5）目标线速度与实际线速度误差，形成卷带材料表面的张力变化，张力摆杆感应后形成位置变动，放卷伺服电机跟随位置变化数据调控放卷速度；

（6）收卷过程进行中放卷的卷带材料半径减小，通过外部测速编码器测得的位置变化，结合放卷伺服电机本身集成的编码器测得的实际运行角速度，计算出当前卷带材料半径，放卷伺服电机根据控速机构预设的卷带目标线速度以及当前放卷实际卷径，更新放卷给定角速度，以保持卷带线速度与目标线速度一致；

（7）当外部测速编码器检测到的卷带实际长度等于设定的卷带目标长度时,即位置误差为0，此时卷绕结束。

2.一种全闭环锂电池电芯卷绕装置，应用如权利要求1所述的全闭环锂电池电芯卷绕方法，包括支撑结构，其特征在于：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驱动器，构成卷针全闭环控制。

3.根据权利要求2所述的全闭环锂电池电芯卷绕装置，其特征在于：所述的支撑结构上设有若干中间过渡辊。

4.根据权利要求2所述的全闭环锂电池电芯卷绕装置，其特征在于：所述驱动机构包括卷针伺服驱动器、摆杆伺服驱动器和放卷伺服驱动器分别驱动卷针伺服电机、张力摆杆伺服电机和放卷伺服电机。

5.根据权利要求4所述的全闭环锂电池电芯卷绕装置，其特征在于：所述卷针伺服驱动器、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。