全自動鋰電池電芯卷繞機張力與糾偏控制關(guān)鍵技術(shù)研究.pdf

1、張力控制和糾偏控制是鋰離子電池卷繞最關(guān)鍵的技術(shù)之一,張力控制與糾偏控制的效果直接影響到鋰電池產(chǎn)品的質(zhì)量。本文以三工位鋰電池電芯卷繞機為載體,探討了鋰電池卷繞的工藝、張力和糾偏控制方案。從方型卷針的張力波動機理入手,分析了其卷繞的動態(tài)過程,提出了變角速度恒線速度控制方法,建立了恒線速度模型,并提出了具體的控制方案實現(xiàn)上述模型。分析了糾偏的原理,提出并研究了糾偏系統(tǒng)控制方案。
　　詳細介紹了鋰電池的卷繞工藝及其卷繞設(shè)備,研究了鋰電池的

2、生產(chǎn)工藝以及卷繞工藝的特點,明確了設(shè)備研發(fā)的技術(shù)要求,闡述了設(shè)備主要的工藝流程并提出了張力與糾偏控制的總體方案。分析了設(shè)備的功能需求,對比傳統(tǒng)控制方案,并根據(jù)需求選定了最優(yōu)方案,搭建了控制系統(tǒng)硬件平臺并對硬件平臺的元件進行了分析和選型,規(guī)劃了軟件的模塊,利用TwinCAT軟件平臺實現(xiàn)了主程序以及相應(yīng)的子程序。
　　重點對張力波動原理進行了分析,建立了方型卷針收卷的動態(tài)模型。根據(jù)動態(tài)模型的恒線速度卷繞結(jié)論,利用TwinCAT的電子凸

3、輪模塊來擬合恒線速度變角速度曲線,實現(xiàn)卷繞電機的恒線速度控制。研究了張力控制的原理,采用全閉環(huán)張力控制策略,編寫軟件實現(xiàn)了張力控制系統(tǒng)的運動控制,設(shè)計了人機界面。通過搭建實驗平臺,實測張力數(shù)據(jù),驗證了本文中提出的恒線速度卷繞控制方案的有效性。
　　對偏移產(chǎn)生的原因、糾偏檢測和控制原理也進行了研究,設(shè)計了主要的糾偏機構(gòu),計算了以交流同步伺服系統(tǒng)為核心部件的糾偏控制系統(tǒng)的傳遞函數(shù),并建立了糾偏控制系統(tǒng)的仿真模型,最后在TwinCAT軟