CN117102690A - 极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了一种极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备,方法包括:根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;在极片走带经过模切工位时,控制振镜根据激光行走路径对极片走带进行切割,以在极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,相比传统方法中需要额外的切割凹孔工序,本方案减少了制造步骤,节省了时间和人力资源,提高了生产效率;且通过一次性切割出具备片状极片所需形状的极耳,避免了后续额外的切割凹孔工序,在减少材料和资源的浪费,降低了制造成本的同时,还可以确保切割出的极耳和凹孔形状尺寸更容易符合要求,有助于提升产品的一致性和精度。
Description
技术领域
本发明涉及电池加工技术领域,尤其涉及一种极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备。
背景技术
激光极耳成型技术是一种用于制造电子设备中极片的成型工艺。极片通常由连续放卷的极片材料切割而成,其中激光极耳成型是一种常用的切割方法。该方法利用聚焦的激光束通过扫描振镜在2D扫描区域内进行扫描,配合极片的连续运行,为极片材料切割出极耳的形状。
然而,在现有的激光极耳成型控制***中,常用的振镜扫描轨迹(例如“几”字形轨迹)只能形成单个极耳的切割轨迹,导致在后续制备片状极片时会面临以下问题:因为制备片状极片需要在极片上形成倒角或圆角的凹孔,为此需要额外增加切割凹孔的工序,以满足形成片状极片所需的几何形状,而这种额外工序的引入会增加制造时序和成本。
因此,目前需要一种更加高效和经济的极耳成型方法,以克服现有技术中的这些问题。
发明内容
本发明实施例的主要目的在于提出一种极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备,旨在在极片走带经过模切工位时,配合振镜循环行走预设路径,即可同时在极片走带上形成极耳与用于形成片状极片倒角的凹孔,进而使极耳成型的工序更加高效和经济。
为实现上述目的,本发明实施例的第一方面提出了极耳成型方法,所述方法包括:
控制极片走带沿预设路径移动;
根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;
在所述极片走带经过模切工位时,控制振镜根据所述激光行走路径对所述极片走带进行切割,以在所述极片走带上形成目标极耳和目标凹孔。
在一些实施例中,所述激光行走路径包括用于切割极耳的极耳激光路径和用于切割凹孔的凹孔激光路径,所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径,包括:
根据所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置;
根据所述接入位置连接所述凹孔激光路径和所述极耳激光路径,得到所述激光行走路径;
其中,所述极耳激光路径为预设的闭合扫描路径。
在一些实施例中,所述闭合扫描路径为“8”字形路径,所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置,包括:
在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的情况下,所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置为所述“8”字形路径的顶部直线段;
在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳的顶部直线段上的情况下,所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置为所述“8”字形路径的底部直线段。
在一些实施例中,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第一路径段、第二路径段和第三路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第一路径段的头部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,所述第三路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的右侧端点;
所述第一路径段的尾部端位于所述左侧端点的右上方,所述第一路径段为直线段;
所述第二路径段的尾部端位于所述第一路径段的尾部端位的正左方,所述第二路径段为凹口向下的圆弧;
所述第三路径段的尾部端位于所述第二路径段的尾部端右下方,所述第三路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第一路径段、所述第二路径段和所述第三路径段以形成所述目标凹孔的第一高度边、第一圆弧和第二高度边。
在一些实施例中,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳的顶部直线段上的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第四路径段、第五路径段、第六路径段和第七路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第四路径段的头部端连接所述“8”字形路径的底部直线段的左侧端点,所述第七路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的底部直线段的右侧端点;
所述第四路径段的尾部端位于所述左侧端点的右上方,所述第四路径段为直线段;
所述第五路径段的尾部端位于所述第四路径段的尾部端位的左上方,所述第五路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第六路径段的尾部端位于所述第五路径段的尾部端位的左下方,所述第六路径段为向下弯曲的圆弧;
所述第七路径段的尾部端位于所述第六路径段的尾部端右下方,所述第七路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第四路径段、第五路径段、第六路径段和第七路径段以形成所述目标凹孔的第三高度边、第一半弧、第二半弧和第四高度边。
在一些实施例中,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前,所述待切割凹孔用于叠片工艺的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第八路径段的头部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,所述第十一路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点;
所述第八路径段的尾部端位于所述左侧端点的左上方,所述第八路径段为向上弯曲的圆弧;
所述第九路径段的尾部端位于所述第八路径段的尾部端的正左方,所述第九路径段为凹口向下的圆弧;
所述第十路径段的尾部端位于所述第九路径段的尾部端的左下方,所述第十路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第十一路径段的尾部端位于所述第十路径段的尾部端位正右方,所述第十一路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第八路径段、所述第九路径段、所述第十路径段和所述第十一路径段以形成所述目标凹孔的第三半弧、第二圆弧、第四半弧和间距段。
在一些实施例中,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前,所述待切割凹孔用于叠片工艺,所述待切割极耳正左方的间距段小于预设间距阈值的情况下,所述闭合扫描路径为三角形路径,所述凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第八路径段的头部端和所述第十一路径段的尾部端连接所述三角形路径的顶部端点;
所述第八路径段的尾部端位于所述顶部端点的左上方,所述第八路径段为向上弯曲的圆弧;
所述第九路径段的尾部端位于所述第八路径段的尾部端的正左方,所述第九路径段为凹口向下的圆弧;
所述第十路径段的尾部端位于所述第九路径段的尾部端的左下方,所述第十路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第十一路径段的尾部端位于所述第十路径段的尾部端位正右方,所述第十一路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第八路径段、所述第九路径段、所述第十路径段和所述第十一路径段以形成所述目标凹孔的第三半弧、第二圆弧、第四半弧和间距段。
为实现上述目的,本发明实施例的第二方面提出了一种模切机,所述模切机包括:
传动装置,用于控制极片走带沿预设路径移动;
振镜,用于在所述极片走带经过模切工位时,根据激光行走路径对所述极片走带进行切割,以在所述极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,所述激光行走路径根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定。
为实现上述目的,本发明实施例的第三方面提出了一种切叠一体机,所述切叠一体机包括上述第二方面所述的模切机。
为实现上述目的,本发明实施例的第四方面提出了一种电子设备,所述电子设备包括存储器、处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法。
为实现上述目的,本发明实施例的第五方面提出了一种计算机可读存储介质,所述计算机可读存储介质存储有计算机程序,所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面所述的方法。
本发明提出的极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备,其通过控制极片走带沿预设路径移动;根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;在所述极片走带经过模切工位时,控制振镜根据所述激光行走路径对所述极片走带进行切割,以在所述极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,通过控制极片走带沿预设路径移动,并在振镜根据激光行走路径对极片走带进行切割,该方案实现了同时在极片走带上形成极耳和用于形成片状极片倒角的凹孔,相比传统方法中需要额外的切割凹孔工序,本方案减少了制造步骤,节省了时间和人力资源,提高了生产效率;且通过一次性切割出具备片状极片所需形状的极耳,避免了后续额外的切割凹孔工序,在减少材料和资源的浪费,降低了制造成本的同时,还可以确保切割出的极耳和凹孔形状尺寸更容易符合要求,有助于提升产品的一致性和精度。
附图说明
图1是本发明实施例提供的极耳成型方法的流程图;
图2是本发明实施例提供的极耳成型方法的另一流程图;
图3是本发明实施例提供根据固定的闭合扫描轨迹进行极耳切割的示意图;
图4是本发明实施例提供的极耳成型方法的另一流程图;
图5是本发明实施例提供的所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的极耳切割示意图;
图6是本发明实施例提供的所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳的顶部直线段上的极耳切割示意图;
图7是本发明实施例提供的所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的另一极耳切割示意图;
图8是本发明实施例提供的三角形轨迹示意图;
图9是本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。应当理解,此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明,并不用于限定本发明。
在一些实施例中,虽然在***示意图中进行了功能模块划分,在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于***中的模块划分,或流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。说明书和权利要求书及上述附图中的术语第一、第二等是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。
此外,除非另有明确的规定和限定,术语“连接/相连”应做广义理解,例如,可以是固定连接或活动连接,也可以是可拆卸连接或不可拆卸连接,或一体地连接;可以是机械连接,也可以是电连接或可以相互通讯;可以是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连。
在本发明实施例的描述中,参考术语“一个实施例/实施方式”、“另一实施例/实施方式”或“某些实施例/实施方式”、“在上述实施例/实施方式”等的描述意指结合实施方式或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明公开的至少两个实施例或实施方式中。在本发明公开中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的示实施例或实施方式。需要说明的是,虽然在流程图中示出了逻辑顺序,但是在某些情况下,可以以不同于流程图中的顺序执行所示出或描述的步骤。
目前,激光极耳成型技术是一种用于制造电子设备中极片的成型工艺。极片通常由连续放卷的极片材料切割而成,其中激光极耳成型是一种常用的切割方法。该方法利用聚焦的激光束通过扫描振镜在2D扫描区域内进行扫描,配合极片的连续运行,为极片材料切割出极耳的形状。
然而,在现有的激光极耳成型控制***中,常用的振镜扫描轨迹(例如“几”字形轨迹)只能形成单个极耳的切割轨迹,导致在后续制备片状极片时会面临以下问题:因为制备片状极片需要在极片上形成倒角或圆角的凹孔,为此需要额外增加切割凹孔的工序,以满足形成片状极片所需的几何形状,而这种额外工序的引入会增加制造时序和成本。
为至少解决上述问题,本申请提出一种极耳成型方法、模切机、切叠一体机及电子设备,旨在解决既有的如“几字型”等用于切极耳的振镜扫描轨迹仅能够形成单个极耳的轨迹,而在后续需要形成用于进行叠片的片状极片时,需要在后续额外增加切凹孔的工序,用于形成片状极片的倒角或圆角,导致时序与成本的提高等问题,在极片走带经过模切工位时,配合振镜循环行走预设路径,即可同时在极片走带上形成极耳与用于形成片状极片倒角的凹孔,进而使极耳成型的工序更加高效和经济。
下面结合附图,对本发明实施例作进一步描述。
参考图1,图1是本发明实施例提供的极耳成型方法的流程图;本发明实施例的第一方面提出了极耳成型方法,方法包括但不限于有以下步骤:
步骤S110,控制极片走带沿预设路径移动;
步骤S120,根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;
步骤S130,在极片走带经过模切工位时,控制振镜根据激光行走路径对极片走带进行切割,以在极片走带上形成目标极耳和目标凹孔。
根据步骤S110至步骤S130,本发明通过控制极片走带沿预设路径移动;根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;在极片走带经过模切工位时,控制振镜根据激光行走路径对极片走带进行切割,以在极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,通过控制极片走带沿预设路径移动,并在振镜根据激光行走路径对极片走带进行切割,该方案实现了同时在极片走带上形成极耳和用于形成片状极片倒角的凹孔,相比传统方法中需要额外的切割凹孔工序,本方案减少了制造步骤,节省了时间和人力资源,提高了生产效率;且通过一次性切割出具备片状极片所需形状的极耳,避免了后续额外的切割凹孔工序,在减少材料和资源的浪费,降低了制造成本的同时,还可以确保切割出的极耳和凹孔形状尺寸更容易符合要求,有助于提升产品的一致性和精度。
图2是本发明实施例提供的极耳成型方法的另一流程图;在一些实施例中,激光行走路径包括用于切割极耳的极耳激光路径和用于切割凹孔的凹孔激光路径,根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径,包括但不限于有以下步骤:
步骤S210,根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定凹孔激光路径在极耳激光路径中的接入位置;
步骤S220,根据接入位置连接凹孔激光路径和极耳激光路径,得到激光行走路径;
其中,极耳激光路径为预设的闭合扫描路径。
在一些实施例中,极耳激光路径即为基于固定的闭合扫描轨迹(8字形、三角形或者梯形)算法进行极耳切割的路径,其中,为了实现固定轨迹切割,极耳各段切割速度与极片走带速度之比k需要为定值,但是各段(如极耳底部圆弧、高度边直线段、顶部圆弧、顶部直线段、极耳间距边)可以有不同的k值。扫描轨迹的形状和尺寸由极耳形状尺寸以及各段设定的k值决定。
具体的,请参考图3,图3是本发明实施例提供根据固定的闭合扫描轨迹进行极耳切割的示意图,连接凹孔激光路径之前的极耳激光路径如图3所示,其中,图3(a)是极耳激光路径对应的极耳形状尺寸及分段示意图,此示意图假定极片自左向右走带,上边为极片,OCDGH为一个扫描周期形成的切缝(包括极耳及其相邻的间距边直线段),切缝下侧形成废料边;其中,由于极耳激光路径为预设的闭合扫描路径,故3(b)中极耳激光路径的起始点o′和终止点h为一端点,即o(h,o′)为闭合扫描路径的起始点和终止点。
图3(b)是对应的扫描轨迹及分段示意图,即8字形极耳激光路径的示意图,当振镜依次扫描oc、cd、dg、gh段时配合极片走带切出OC、CD、DG、GH等极耳的对应部分,振镜扫描一个完整的周期ocdgh时激光切出切缝OCDGH。
在一些实施例中,在根据极耳激光路径进行激光极耳切割的过程中,振镜的扫描运动与极片的走带运动之间的相对运动形成切缝切出极耳及间距边。
振镜的极耳激光路径与极片走带路径、切缝的关系如下:
其中,与/>分别表示切缝、振镜扫描与极片走带在极片表面所定义平面内的二维矢量,t为时间。
因此在极耳激光路径中振镜扫描矢量为
在极片进入激光极耳切割工位前一般有过程纠偏,此时极片走带矢量变为走带方向(x方向)上的标量e(t),振镜仅在x方向补偿切割过程中极片的运动,极耳高度方向(y方向)完全由振镜扫描进行切割。
切割速度比定义为 和w(t)分别为瞬时切割速度矢量和走带速度。
故为使极耳成型方法更加高效和经济,本发明根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定凹孔激光路径在极耳激光路径中的接入位置;并根据接入位置连接凹孔激光路径和极耳激光路径,得到激光行走路径,使得在极片走带经过模切工位时,配合振镜循环行走预设路径,即可同时在极片走带上形成极耳与用于形成片状极片倒角的凹孔。
图4是本发明实施例提供的极耳成型方法的另一流程图;在一些实施例中,闭合扫描路径为“8”字形路径,根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定凹孔激光路径在极耳激光路径中的接入位置,包括但不限于有以下步骤:
步骤S410,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前的情况下,凹孔激光路径在极耳激光路径中的接入位置为“8”字形路径的顶部直线段;
步骤S420,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳的顶部直线段上的情况下,凹孔激光路径在极耳激光路径中的接入位置为“8”字形路径的底部直线段。
在一些实施例中,“8”字形路径的顶部直线段即为上述实施例中的gh段,h为顶部直线段的左侧端点,g为顶部直线段的右侧端点;“8”字形路径的底部直线段即为上述实施例中的dc段,d为底部直线段的左侧端点,c为底部直线段的右侧端点。
在一些实施例中,待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前的情况下指的是在切割形成首极耳之前的间距段d i内,先根据凹孔激光路径对凹口进行切割;而待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳的顶部直线段上的情况下指的是在切割形成首极耳的同时(在CD段之间)根据凹孔激光路径对凹口进行切割。
图5是本发明实施例提供的待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前的极耳切割示意图;图5(a)为凹孔形状尺寸及分段示意图,图5(b)为与图5(a)对应的凹孔扫描轨迹、分段及与极耳扫描轨迹相对位置示意图(本发明中的凹孔扫描轨迹即为上述实施例中的凹孔激光轨迹,同理极耳扫描轨迹即为上述实施例中的极耳激光轨迹)。
在一些实施例中,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前的情况下,凹孔激光路径包括依次连接的第一路径段、第二路径段和第三路径段;在极片走带自左向右经过模切工位的情况下,第一路径段的头部端连接“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,第三路径段的尾部端连接“8”字形路径的顶部直线段的右侧端点;第一路径段的尾部端位于左侧端点的右上方,第一路径段为直线段;第二路径段的尾部端位于第一路径段的尾部端位的正左方,第二路径段为凹口向下的圆弧;第三路径段的尾部端位于第二路径段的尾部端右下方,第三路径段为直线段;参考图5,振镜依次经过第一路径段oj、第二路径段jk和第三路径段k I以形成目标凹孔的第一高度边I J、第一圆弧JK和第二高度边KL。
具体的,凹孔在首极耳之前,凹孔在首极耳之前的形状尺寸如图5(a)所示凹孔的高度(不含半圆弧)为h,圆弧的半径为rm,角度为180凹孔结束点L与首极耳下圆弧起点o之间的距离为d0。与图5(a)所对应的切割凹孔的扫描轨迹、轨迹3及与极耳扫描轨迹的相对位置如图5(b)所示。配合极片走带,振镜沿ojkLo的闭合轨迹扫描即可以切出凹孔I JKL和间距段LO。
在一些实施例中,对应图5,切割在首极耳之前凹孔的扫描轨迹中,凹孔各段对应的速度比K、扫描轨迹、走带范围,如表(1)所示:
表(1)
d0为间距段LO的长度,h为高度边IJ的长度,rm为圆弧JK的半径,e(t)代表极片走带在走带方向(x方向)上的标量,为用于计算走带范围的中间量,根据上述扫描轨迹表达式可以有效的在首极耳之前切割出凹孔。
图6是本发明实施例提供的待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳的顶部直线段上的极耳切割示意图;图6(a)为该情况下凹孔形状尺寸及分段示意图,图6(b)为与图6(a)对应的凹孔扫描(激光)轨迹、分段及与极耳扫描轨迹相对位置示意图。在一些实施例中,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳的顶部直线段上的情况下,凹孔激光路径包括依次连接的第四路径段、第五路径段、第六路径段和第七路径段;在极片走带自左向右经过模切工位的情况下,第四路径段的头部端连接“8”字形路径的底部直线段的左侧端点,第七路径段的尾部端连接“8”字形路径的底部直线段的右侧端点;第四路径段的尾部端位于左侧端点的右上方,第四路径段为直线段;第五路径段的尾部端位于第四路径段的尾部端位的左上方,第五路径段为向左弯曲的圆弧;第六路径段的尾部端位于第五路径段的尾部端位的左下方,第六路径段为向下弯曲的圆弧;第七路径段的尾部端位于第六路径段的尾部端右下方,第七路径段为直线段;振镜依次经过第四路径段Ij、第五路径段jPS、第六路径段PSk和第七路径段KL以形成目标凹孔的第三高度边IJ、第一半弧JPS、第二半弧PSK和第四高度边KL。
在一些实施例中,凹孔对应的凹孔激光路径关于竖直传感第五路径段的尾部端PS的中轴线对称。
具体的,凹孔在首极耳顶部直线段上时,凹孔在首极耳顶部直线段上的形状尺寸如图6(a)所示,凹孔的高度(不含半圆弧)为h,圆弧的半径为rm,角度为180°,包含凹孔的首极耳仍然为对称形状。与图6(a)所对应的切割凹孔的扫描轨迹、轨迹分段及与极耳扫描轨迹的相对位置如图6(b)所示。配合极片走带,振镜沿IjkLI的闭合轨迹扫描即可以切出凹孔IJKL。
在一些实施例中切凹孔在首极耳顶部直线段上的极耳时,凹孔的存在导致实际切割长度增加,如果使用无凹孔的极耳顶部直线段的速度比k5,扫描轨迹宽度将增加。为了保持极耳顶部扫描宽度不变,带凹孔的极耳顶部CIJKLD段的速度比为
在一些实施例中,对应图6,切极耳顶部CIJPS段的扫描轨迹如表(2)所示,PS为凹孔圆弧的顶点,即轨迹的对称轴上的点。通过对称即可得出切包含凹孔的整个极耳的扫描轨迹,凹孔各段对应的速度比K、扫描轨迹、走带范围如下:
表(2)
|CD|代表端点C与端点D之间的距离,H1为整个极耳在竖直方向上的深度,分别为对应各路径段起始位置为端点C、I、J时的初始路程长度,根据上述扫描轨迹表达式可以有效的在首极耳顶部直线段上切割出凹孔。
图7是本发明实施例提供的待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前的另一极耳切割示意图;图7(a)为该情况下凹孔形状尺寸及分段示意图,图7(b)为与图7(a)对应的凹孔扫描(激光)轨迹、分段及与极耳扫描轨迹相对位置示意图。
在一些实施例中,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前,待切割凹孔用于叠片工艺的情况下,凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;在极片走带自左向右经过模切工位的情况下,第八路径段的头部端连接“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,第十一路径段的尾部端连接“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点;第八路径段的尾部端位于左侧端点的左上方,第八路径段为向上弯曲的圆弧;第九路径段的尾部端位于第八路径段的尾部端的正左方,第九路径段为凹口向下的圆弧;第十路径段的尾部端位于第九路径段的尾部端的左下方,第十路径段为向左弯曲的圆弧;第十一路径段的尾部端位于第十路径段的尾部端位正右方,第十一路径段为直线段;振镜依次经过第八路径段oj、第九路径段jk、第十路径段jL和第十一路径段Lo以形成目标凹孔的第三半弧IJ、第二圆弧JK、第四半弧KL和间距段LO;具体的,用于叠片工艺的凹孔及极耳形状尺寸如图7(a)所示,凹孔由半径为R3和R4的圆弧(R3分别对应第三半弧IJ、第四半弧KL;R4对应第二圆弧JK)组成。对应的极耳和凹孔扫描轨迹及轨迹相对位置如图7(b)所示。振镜沿轨迹ojkLo扫描切出凹孔IJKL及凹孔与极耳间的直线段LO。
在一些实施例中,对应图7,切割在首极耳之前凹孔的扫描轨迹中,凹孔各段对应的速度比K、扫描轨迹、走带范围,如表(3)所示:
表(3)
其中,d0为间距段LO的长度,分别为对应各路径段起始位置为端点C、I、J时的初始路程长度,e(t)代表极片走带在走带方向(x方向)上的标量,根据上述扫描轨迹表达式可以有效的在首极耳之前切割出用于叠片工艺的凹孔。
在一些实施例中,若极耳左侧GI’段的长度d1较大(相对于扫描轨迹go段长度),可以使用图7(b)所示的“8”字形进行极耳切割,或者使用三角形轨迹进行极耳切割;若间距段GI’的长度d1小于预设间接值或者为0,则需要使用三角形轨迹切割极耳,否则将导致GI’段很大的切割速度比从而降低整机切割速度。
图8是本发明实施例提供的三角形轨迹示意图,对应三角形轨迹切割极耳方案;在一些实施例中,在待切割凹孔的切割位置位于待切割极耳之前,待切割凹孔用于叠片工艺,待切割极耳正左方的间距段小于预设间距阈值的情况下,闭合扫描路径为三角形路径,凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;在极片走带自左向右经过模切工位的情况下,第八路径段的头部端和第十一路径段的尾部端连接三角形路径的顶部端点o;第八路径段的尾部端位于顶部端点的左上方,第八路径段为向上弯曲的圆弧;第九路径段的尾部端位于第八路径段的尾部端的正左方,第九路径段为凹口向下的圆弧;第十路径段的尾部端位于第九路径段的尾部端的左下方,第十路径段为向左弯曲的圆弧;第十一路径段的尾部端位于第十路径段的尾部端位正右方,第十一路径段为直线段;振镜依次经过第八路径段oj、第九路径段jk、第十路径段jL和第十一路径段Lo以形成目标凹孔的第三半弧IJ、第二圆弧JK、第四半弧KL和间距段LO。
综上,本申请方法可以在上述各实施例中有效的在极片走带经过模切工位时,配合振镜循环行走预设路径,达到同时在极片走带上形成极耳与用于形成片状极片倒角的凹孔的效果。
为实现上述目的,本发明实施例的第二方面提出了一种模切机,模切机包括:传动装置,用于控制极片走带沿预设路径移动;振镜,用于在极片走带经过模切工位时,根据激光行走路径对极片走带进行切割,以在极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,激光行走路径根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定。
为实现上述目的,本发明实施例的第三方面提出了一种切叠一体机包括上述第二方面的模切机。
在一些实施例中,切叠一体机是用于生产锂电池等电芯的设备,它将裁断和堆叠两个工序结合在一台机器中,实现自动化的生产过程,故切叠一体机还包括裁断机构和堆叠机构,裁断机构用于在极片上形成裁断轨迹,裁断轨迹为沿极片宽度方向沿伸,与凹口中心线重合的直线,(可参考图6(b)进行理解,凹口中心线即为图6(b)中竖直方向上通过PS的中轴线),堆叠机构用于将裁断形成的片状极片进行叠置,形成电芯,其中,可以理解的是,通过裁断机构可在极片上形成裁断轨迹后实现后续的切割操作,并通过堆叠机构将裁断形成的片状极片进行逐层叠置,最终形成电芯的结构,以确保片状极片的堆叠稳定性和精度,实现电芯的高效自动化生产。
此外,上述模切机、切叠一体机的其他具体实施方式与上述极耳成型方法的具体实施例基本相同,在此不再赘述。
参考图9,图9是本发明实施例提供的电子设备的硬件结构示意图,图9示意了另一实施例的电子设备的硬件结构,电子设备包括:
处理器901,可以采用通用的CPU(CentralProcessingUnit,中央处理器)、微处理器、应用专用集成电路(ApplicationSpecificIntegratedCircuit,ASIC)、或者一个或多个集成电路等方式实现,用于执行相关程序,以实现本申请实施例所提供的技术方案;
存储器902,可以采用只读存储器(ReadOnlyMemory,ROM)、静态存储设备、动态存储设备或者随机存取存储器(RandomAccessMemory,RAM)等形式实现。存储器902可以存储操作***和其他应用程序,在通过软件或者固件来实现本说明书实施例所提供的技术方案时,相关的程序代码保存在存储器902中,并由处理器901来调用执行本申请实施例的极耳成型方法;
输入/输出接口903,用于实现信息输入及输出;
通信接口904,用于实现本设备与其他设备的通信交互,可以通过有线方式(例如USB、网线等)实现通信,也可以通过无线方式(例如移动网络、WIFI、蓝牙等)实现通信;
总线905,在设备的各个组件(例如处理器901、存储器902、输入/输出接口903和通信接口904)之间传输信息;
其中处理器901、存储器902、输入/输出接口903和通信接口904通过总线905实现彼此之间在设备内部的通信连接。
本申请实施例还提供了一种计算机可读存储介质,计算机可读存储介质存储有一个或者多个程序,一个或者多个程序可被一个或者多个处理器执行,以实现上述极耳成型方法。
存储器作为一种非暂态计算机可读存储介质,可用于存储非暂态软件程序以及非暂态性计算机可执行程序。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非暂态存储器,例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非暂态固态存储器件。在一些实施方式中,存储器可选包括相对于处理器远程设置的存储器,这些远程存储器可以通过网络连接至该处理器。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。
本申请实施例描述的实施例是为了更加清楚的说明本申请实施例的技术方案,并不构成对于本申请实施例提供的技术方案的限定,本领域技术人员可知,随着技术的演变和新应用场景的出现,本申请实施例提供的技术方案对于类似的技术问题,同样适用。
本领域技术人员可以理解的是,图1-8中示出的技术方案并不构成对本申请实施例的限定,可以包括比图示更多或更少的步骤,或者组合某些步骤,或者不同的步骤。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,其中作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
本领域普通技术人员可以理解,上文中所公开方法中的全部或某些步骤、***、设备中的功能模块/单元可以被实施为软件、固件、硬件及其适当的组合。
本申请的说明书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象,而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换,以便这里描述的本申请的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外,术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形,意图在于覆盖不排他的包含,例如,包含了一系列步骤或单元的过程、方法、***、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元,而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
在本申请所提供的几个实施例中,应该理解到,所揭露的装置和方法,可以通过其它的方式实现。例如,以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的,例如,上述单元的划分,仅仅为一种逻辑功能划分,实际实现时可以有另外的划分方式,例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个***,或一些特征可以忽略,或不执行。另一点,所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口,装置或单元的间接耦合或通信连接,可以是电性,机械或其它的形式。
上述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的,作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元,即可以位于一个地方,或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
另外,在本申请各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能单元的形式实现。
集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解,本申请的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来,该计算机软件产品存储在一个存储介质中,包括多指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机,服务器,或者网络设备等)执行本申请各个实施例的方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、移动硬盘、只读存储器(Read-On ly Memory,简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory,简称RAM)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序的介质。
以上参照附图说明了本申请实施例的优选实施例,并非因此局限本申请实施例的权利范围。本领域技术人员不脱离本申请实施例的范围和实质内所作的任何修改、等同替换和改进,均应在本申请实施例的权利范围之内。
Claims (10)
1.一种极耳成型方法,其特征在于,所述方法包括:
控制极片走带沿预设路径移动;
根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径;
在所述极片走带经过模切工位时,控制振镜根据所述激光行走路径对所述极片走带进行切割,以在所述极片走带上形成目标极耳和目标凹孔。
2.根据权利要求1所述的极耳成型方法,其特征在于,所述激光行走路径包括用于切割极耳的极耳激光路径和用于切割凹孔的凹孔激光路径,所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定激光行走路径,包括:
根据所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置;
根据所述接入位置连接所述凹孔激光路径和所述极耳激光路径,得到所述激光行走路径;
其中,所述极耳激光路径为预设的闭合扫描路径。
3.根据权利要求2所述的极耳成型方法,其特征在于,所述闭合扫描路径为“8”字形路径,所述根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置,包括:
在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的情况下,所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置为所述“8”字形路径的顶部直线段;
在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳的顶部直线段上的情况下,所述凹孔激光路径在所述极耳激光路径中的接入位置为所述“8”字形路径的底部直线段。
4.根据权利要求3所述的极耳成型方法,其特征在于,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第一路径段、第二路径段和第三路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第一路径段的头部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,所述第三路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的右侧端点;
所述第一路径段的尾部端位于所述左侧端点的右上方,所述第一路径段为直线段;
所述第二路径段的尾部端位于所述第一路径段的尾部端位的正左方,所述第二路径段为凹口向下的圆弧;
所述第三路径段的尾部端位于所述第二路径段的尾部端右下方,所述第三路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第一路径段、所述第二路径段和所述第三路径段以形成所述目标凹孔的第一高度边、第一圆弧和第二高度边。
5.根据权利要求3所述的极耳成型方法,其特征在于,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳的顶部直线段上的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第四路径段、第五路径段、第六路径段和第七路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第四路径段的头部端连接所述“8”字形路径的底部直线段的左侧端点,所述第七路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的底部直线段的右侧端点;
所述第四路径段的尾部端位于所述左侧端点的右上方,所述第四路径段为直线段;
所述第五路径段的尾部端位于所述第四路径段的尾部端位的左上方,所述第五路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第六路径段的尾部端位于所述第五路径段的尾部端位的左下方,所述第六路径段为向下弯曲的圆弧;
所述第七路径段的尾部端位于所述第六路径段的尾部端右下方,所述第七路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第四路径段、第五路径段、第六路径段和第七路径段以形成所述目标凹孔的第三高度边、第一半弧、第二半弧和第四高度边。
6.根据权利要求3所述的极耳成型方法,其特征在于,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前,所述待切割凹孔用于叠片工艺的情况下,所述凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第八路径段的头部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点,所述第十一路径段的尾部端连接所述“8”字形路径的顶部直线段的左侧端点;
所述第八路径段的尾部端位于所述左侧端点的左上方,所述第八路径段为向上弯曲的圆弧;
所述第九路径段的尾部端位于所述第八路径段的尾部端的正左方,所述第九路径段为凹口向下的圆弧;
所述第十路径段的尾部端位于所述第九路径段的尾部端的左下方,所述第十路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第十一路径段的尾部端位于所述第十路径段的尾部端位正右方,所述第十一路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第八路径段、所述第九路径段、所述第十路径段和所述第十一路径段以形成所述目标凹孔的第三半弧、第二圆弧、第四半弧和间距段。
7.根据权利要求2所述的极耳成型方法,其特征在于,在所述待切割凹孔的切割位置位于所述待切割极耳之前,所述待切割凹孔用于叠片工艺,所述待切割极耳正左方的间距段小于预设间距阈值的情况下,所述闭合扫描路径为三角形路径,所述凹孔激光路径包括依次连接的第八路径段、第九路径段、第十路径段和第十一路径段;
在所述极片走带自左向右经过所述模切工位的情况下,所述第八路径段的头部端和所述第十一路径段的尾部端连接所述三角形路径的顶部端点;
所述第八路径段的尾部端位于所述顶部端点的左上方,所述第八路径段为向上弯曲的圆弧;
所述第九路径段的尾部端位于所述第八路径段的尾部端的正左方,所述第九路径段为凹口向下的圆弧;
所述第十路径段的尾部端位于所述第九路径段的尾部端的左下方,所述第十路径段为向左弯曲的圆弧;
所述第十一路径段的尾部端位于所述第十路径段的尾部端位正右方,所述第十一路径段为直线段;
所述振镜依次经过所述第八路径段、所述第九路径段、所述第十路径段和所述第十一路径段以形成所述目标凹孔的第三半弧、第二圆弧、第四半弧和间距段。
8.一种模切机,其特征在于,所述模切机包括:
传动装置,用于控制极片走带沿预设路径移动;
振镜,用于在所述极片走带经过模切工位时,根据激光行走路径对所述极片走带进行切割,以在所述极片走带上形成目标极耳和目标凹孔,其中,所述激光行走路径根据待切割极耳与待切割凹孔的相对位置确定。
9.一种切叠一体机,其特征在于,所述切叠一体机包括权利要求8所述的模切机。
10.一种电子设备,其特征在于,所述电子设备包括存储器和处理器,所述存储器存储有计算机程序,所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7任一项所述的极耳成型方法。
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