CN117697178B - 极耳成型设备、极耳成型方法、电子设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请公开了一种极耳成型设备、极耳成型方法、电子设备及存储介质。该极耳成型设备包括：用于输送极片的极片输送机构；用于固定极片的极片固定机构；用于发射激光光束以对极片进行切割的激光器；沿极片走带方向设置在极片输送机构与激光器之间的多个测距仪，用于检测极片的不同位置与对应的测距仪之间的极片距离；与极片固定机构、多个测距仪、激光器连接的上位机，用于根据极片距离从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，调整待调整组件以使激光光束聚焦在极片上。在本申请中，根据极片距离来实时对激光光束进行聚焦，避免了激光光束离焦的问题，从而避免了极耳成型披锋、毛刺的问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
Description
技术领域
本申请涉及极耳成型技术领域，特别是涉及一种极耳成型设备、极耳成型方法、电子设备及存储介质。
背景技术
极耳成型是对极片进行剪切，使极片按预设尺寸要求形成极耳的过程。在极耳成型过程中，若极片发生褶皱或波动，则激光器发射的激光光束会发生离焦，从而导致极耳出现披锋、毛刺等质量问题，进而降低了电池的安全性能。
发明内容
本申请提供一种极耳成型设备、极耳成型方法、电子设备及存储介质，其能避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
第一方面，本申请提供了一种极耳成型设备，包括：极片输送机构，用于输送极片；极片固定机构，用于固定极片；激光器，用于发射激光光束以对极片进行切割；多个测距仪，沿极片走带方向设置在极片输送机构与激光器之间，用于检测极片的不同位置与对应的测距仪之间的极片距离；上位机，与极片固定机构、多个测距仪、激光器连接，用于根据极片距离从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，对待调整组件进行调整，以使激光光束聚焦在极片上。
由上述内容可知，在本申请中，极片与测距仪之间的极片距离可以反映极片的表面状态，因此，根据极片距离来实时对激光光束进行聚焦，可以避免因极片的褶皱、抖动等导致激光光束离焦的问题，进而可以避免极耳成型披锋、毛刺的问题。另外，在本申请实施例中，还根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，激光器与多个测距仪设置在极片固定机构的不同侧。
通过将激光器与测距仪设置在极片固定机构的不同侧，可避免测距仪占用激光器的工作空间导致激光切割精度低的问题，从而提高了极耳成型的质量，提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，多个测距仪的采集频率大于或等于50KHz。
通过使用较高采集频率的测距仪可以避免漏检的风险，提高距离的检测精度，进而使激光光束能够聚焦在极片上，避免了极耳成型披锋、毛刺的问题。
在一些实施例中，多个测距仪在极片上的检测位置处于极片的空白区内，其中，极片包括沿宽度方向设置的涂层区和空白区。
在本申请实施例中，测距仪检测的是极耳与测距仪之间的距离，该距离能够反映极耳的表面状态，进而根据该距离调整待调整组件可使激光光束聚焦在极耳上，以保证极耳切割的精度，避免极耳毛刺和披锋的产生。
在一些实施例中，多个测距仪在空白区上的检测位置与涂层区之间的水平间距为第一间距，空白区的宽度为第二间距，第一间距与第二间距之间的比值大于或等于50%。
通过测距仪检测极耳外侧区域与测距仪之间的距离，能够更加准确地确定极耳的表面状态，进而根据极耳的表面状态来调整激光器或极片固定机构，以避免极耳切割过程中的毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，极片固定机构包括：负压吸附机构，用于调整极片在竖直方向上的位置；横向吸附皮带，用于调整极片在第一水平方向上的位置；侧吸机构，用于调整极片在第二水平方向上的位置，其中，第一水平方向与第二水平方向相互垂直。
通过设置极片固定机构，可实现对极片位置的调整，以使激光光束能够聚焦在极片上，进而避免极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，上位机对极片距离进行线性拟合，得到表征极片的表面状态的拟合曲面；根据拟合曲面确定激光器所对应的实时激光焦深，基于实时激光焦深与基准激光焦深之间的差值从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，调整待调整组件，以使激光光束聚焦在极片上。
通过根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
第二方面，本申请还提供了一种极耳成型方法，应用于如第一方面所述的极耳成型设备中，该方法包括：获取多个测距仪所检测到的极片距离，其中，极片距离包括每个测距仪与极片之间的距离；根据极片距离，从极片固定机构和激光器中确定待调整组件；对待调整组件进行调整，以使激光器发射的激光光束聚焦在极片上，其中，激光光束用于对极片进行切割得到极耳。
由上述内容可知，在本申请中，极片与测距仪之间的极片距离可以反映极片的表面状态，因此，根据极片距离来实时对激光光束进行聚焦，可以避免因极片的褶皱、抖动等导致激光光束离焦的问题，进而可以避免极耳成型披锋、毛刺的问题。另外，在本申请实施例中，还根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，根据极片距离，从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，包括：根据极片距离确定激光器所对应的激光焦深；根据激光焦深从极片固定机构和激光器中确定待调整组件。
通过在极片不同的表面状态下，对不同的组件进行调整，可以使激光光束能够更加精准地聚焦在极片上，从而避免了激光光束离焦的问题，提高了极耳成型的质量。
在一些实施例中，根据极片距离确定激光器所对应的激光焦深，包括：对多个测距仪所检测到的极片距离进行线性拟合，得到拟合曲面，其中，拟合曲面用于表征极片的表面状态；根据极片距离与激光焦深之间的第一预设关联关系，确定拟合曲面中坐标点所对应的激光焦深，得到激光器所对应的激光焦深。
通过对多个测距仪检测到的极片距离进行线性拟合，以根据拟合曲面确定极片中各个坐标点所对应的激光焦深，进而当激光光束照射该坐标点时，上位机调整激光器或极片固定机构，以使激光光束能够聚焦在极片上，避免极耳成型过程中的毛刺和披锋的产生。
在一些实施例中，根据激光焦深从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，包括：确定激光焦深与基准激光焦深之间的焦深差值；在焦深差值小于或等于预设焦深差值时，确定极片固定机构为待调整组件；在焦深差值大于预设焦深差值时，确定激光器为待调整组件。
根据激光焦深与基准激光焦深之间的差异程度来选择合适的待调整组件，以提高激光光束聚焦的准确性。
在一些实施例中，在极片固定机构为待调整组件的情况下，对待调整组件进行调整，包括：根据焦深差值与极片位置之间的第二预设关联关系，确定极片所对应的目标极片位置；根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定极片固定机构的目标负压风速；将极片固定机构的负压风速调整为目标负压风速，以将极片的极片位置调整至目标极片位置。
通过对极片固定机构的负压风速进行调整，可实现对极片位置的调整，以使激光光束能够聚焦在极片上，进而避免极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，极片固定机构至少包括负压吸附机构以及侧吸机构，其中，根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定极片固定机构的目标负压风速，包括：根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定负压吸附机构所对应的第一风速调整量以及侧吸机构对应的第二风速调整量；分别基于第一风速调整量以及第二风速调整量，对负压吸附机构的负压风速以及侧吸机构的负压风速进行调整。
通过对负压吸附机构和侧吸机构的负压风速进行调整，可实现对极片位置的调整，从而激光光束能够聚焦在极片上，进而避免了极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，在激光器为待调整组件的情况下，对待调整组件进行调整，包括：基于焦深差值与激光器的激光振镜的移动向量之间的第三预设关联关系，确定激光振镜所对应的目标移动向量；按照目标移动向量将激光振镜移动至目标位置，以使激光光束聚焦在极片上。
在激光焦深偏离基准激光焦深的程度较大时，对激光器进行调整，可以使激光光束能够及时聚焦在极片的极耳上，提高了激光聚焦的精准度。
在一些实施例中，在按照目标移动向量将激光振镜移动至目标位置，以使激光光束聚焦在极片上之后，极耳成型方法还包括：计算激光振镜在目标位置处时，激光器所对应的目标激光焦深；将基准激光焦深更新为目标激光焦深。
通过对基准激光焦距进行更新，可以使得激光光束能够准确地聚焦在极片上，避免了极耳毛刺、披锋的产生。
第三方面，本申请提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现如第二方面所述的极耳成型方法。
第四方面，本申请提供了一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现如第二方面所述的极耳成型方法。
上述说明仅是本申请技术方案的概述，为了能够更清楚了解本申请的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本申请的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本申请的具体实施方式。
附图说明
下面将参考附图来描述本申请示例性实施例的特征、优点和技术效果。
图1为相关技术中，极耳成型设备的主视图；
图2为相关技术中，极耳成型设备的侧视图；
图3为本申请一个实施例的极耳成型设备的结构示意图；
图4为本申请一个实施例的极片示意图；
图5为本申请另一个实施例的极耳成型方法的流程图；
图6为本申请另一个实施例的极耳成型过程的流程图；
图7为本申请一个实施例的电子设备的结构示意图。
在附图中，附图未必按照实际的比例绘制。
具体实施方式
为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本申请保护的范围。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请；本申请的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本申请实施例的描述中，技术术语“第一”“第二”等仅用于区别不同对象，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量、特定顺序或主次关系。在本申请实施例的描述中，“多个”的含义是两个以上，除非另有明确具体的限定。
在本申请实施例中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本申请实施例所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
在本申请实施例的描述中，术语“和/或”仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如A和/或B，可以表示：单独存在A，同时存在A和B，单独存在B这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。
在本申请实施例的描述中，术语“多个”指的是两个以上（包括两个），同理，“多组”指的是两组以上（包括两组），“多片”指的是两片以上（包括两片）。
在本申请实施例的描述中，技术术语“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请实施例和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请实施例的限制。
在本申请实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，技术术语“安装”“相连”“连接”“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；也可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请实施例中的具体含义。
脉冲式激光切割应用于锂电池中的卷绕工艺已有数年的技术积累，随着设备提速增效，无论是激光单点能量还是能量密度也在不断迭代提升，但极耳切割毛刺、披锋这两类关键质量问题一直没有很好的解决方案。
图1示出了相关技术中，极耳成型设备的主视图，图2示出了沿图1中箭头A的方向的极耳成型设备的侧视图。由图1和图2可知，相关技术中的极耳成型设备至少包括：激光器10、负压吸附机构20、横向吸附皮带30、落料皮带40、侧吸机构50。其中，负压吸附机构20、横向吸附皮带30以及侧吸机构50用于固定极片。激光器10向极片发射激光光束，激光光束与极片的交点即为极片的切割点。
在相关技术中，在使用激光器对极片进行切割时，通常需要保持激光切割点附近区域避空，通过手动调整负压电机功率及手阀开度的方式来调节负压吸附机构，即一次性调整好焦距后，手动调整吸附风速、侧吸风速、托辊等，以切割面毛刺＜7μm为标准衡量调整效果。当极耳来料有较大波动时，例如，由于工艺拉伸或者极耳本身所导致的极耳来料波动，激光器会出现局部离焦，从而导致激光切割极片时形成披锋、毛刺等切不断的现象，进而降低了锂电池的产品质量。
为解决上述问题，本申请实施例提供了一种极耳成型设备，在本申请实施例中，采用高频激光测距仪实现极片表面状态的实时检测，通过PID（Proportion IntegralDifferential，比例、积分和微分）等控制方法计算出极片发生褶皱或波动的程度，进而调整激光器或者固定极片的极片固定机构，以使激光器发射的激光能够聚焦在极片上。
在一个实施例中，图3示出了本申请实施例所提供的极耳成型设备的结构示意图，由图3可知，在本申请实施例中，极耳成型设备至少包括：极片输送机构（图3中未标出）、极片固定机构（图3中未标出）、激光器10、多个测距仪60以及上位机（图3中未标出）。
作为一个示例，极片输送机构用于向极耳成型设备输送极片，例如，在图3中，极片输送机构从上方向极耳成型设备输送极片，在完成极片的切割得到极耳之后，从图3的底部流出；切割的废料则由落料皮带40流出。
作为一个示例，极片固定机构可以由负压吸附机构20、横向吸附皮带30以及侧吸机构50组成，其用于固定极片。在本申请实施例中，也可通过调整极片固定机构的负压风速的方式来调整极片的位置。
作为一个示例，激光器10可以发射激光光束以对极片进行切割；多个测距仪60，沿极片走带方向设置在极片输送机构与激光器10之间，用于检测极片的不同位置与对应的测距仪之间的极片距离。
需要说明的是，在本申请实施例中，多个测距仪60检测的是极片与测距仪之间的距离，而测距仪与极片之间的距离可以反映极片的表面状态，例如，极片表面是否平整、极片表面是否褶皱等。而且，在本申请实施例中，由于测距仪设置在极片输送机构与激光器之间，因此，在激光器对极片进行切割之前，上位机可获取极片的表面状态，进而根据极片的表面状态来确定是否对激光器或者极片固定机构进行调整，以使激光器发射的激光光束聚焦在极片上，进而可以避免相关技术中由于激光光束离焦所导致的极耳成型披锋、毛刺的问题。
此外，为提高测距仪的测距精度，在本申请实施例中，测距仪可以为激光测距仪。
作为一个示例，在本申请实施例中，极耳成型设备还包括上位机，该上位机可与极片固定机构、多个测距仪60、激光器10连接，用于根据极片距离从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，对待调整组件进行调整，以使激光光束聚焦在极片上。其中，在本申请实施例中，可通过调整激光器的焦距的方式来实现激光光束的聚焦；可通过调整极片固定机构的负压风速的方式来实现极片位置的调整，进而使激光光束聚焦在极片上。
需要说明的是，由于极片距离可以反映极片的表面状态，因此，可根据不同的表面状态来选择合适的待调整组件，以使激光光束能够实时聚焦在极片上，避免极耳成型披锋、毛刺的问题。
由上述内容可知，在本申请中，极片与测距仪之间的极片距离可以反映极片的表面状态，因此，根据极片距离来实时对激光光束进行聚焦，可以避免因极片的褶皱、抖动等导致激光光束离焦的问题，进而可以避免极耳成型披锋、毛刺的问题。另外，在本申请实施例中，还根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，激光器与多个测距仪设置在极片固定机构的不同侧。例如，在图3中，激光器位于极片正面朝向的一侧，而测距仪位于极片负面朝向的一侧。将激光器与测距仪设置在极片固定机构的不同侧，可避免测距仪占用激光器的工作空间导致激光切割精度低的问题，从而提高了极耳成型的质量，提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，多个测距仪的采集频率大于或等于50KHz，即在本申请实施例中，测距仪可以为高频测距仪。
需要说明的是，在测距仪的采集频率较低时，测距仪存在漏检的风险；而使用较高采集频率的测距仪可以避免漏检的风险，提高距离的检测精度，进而使激光光束能够聚焦在极片上，避免了极耳成型披锋、毛刺的问题。
在一些实施例中，多个测距仪在极片上的检测位置处于极片的空白区内，其中，极片包括沿宽度方向设置的涂层区和空白区。
需要说明的是，极片包括涂层区和空白区，其中，涂层区为涂覆活性物质层的区域，而空白区为未涂覆活性物质层的区域。在本申请实施例中，通过激光光束对极片的空白区进行切割，即可得到极耳。
此外，还需要说明的是，在本申请实施例中，测距仪在极片上的检测位置位于极片的空白区内，即测距仪检测的是极耳与测距仪之间的距离，该距离能够反映极耳的表面状态（例如，平整、褶皱），进而根据该距离调整待调整组件可使激光光束聚焦在极耳上，以保证极耳切割的精度，避免极耳毛刺和披锋的产生。
在一些实施例中，多个测距仪在空白区上的检测位置与涂层区之间的水平间距为第一间距，空白区的宽度为第二间距，第一间距与第二间距之间的比值大于或等于50%。
作为一个示例，在图4所示的极片示意图中，检测位置与涂层区之间的水平间距为L1，空白区的宽度为L2，则L1与L2需满足L1/L2≥50%，即测距仪的检测位置设置在极耳外侧50%的区域内。
需要说明的是，通常极耳发生的褶皱、波动出现在极耳外侧的区域内，因此，在本申请实施例中，通过测距仪检测极耳外侧区域与测距仪之间的距离，能够更加准确地确定极耳的表面状态，进而根据极耳的表面状态来调整激光器或极片固定机构，以避免极耳切割过程中的毛刺、披锋的产生。
作为一个示例，如图3所示，极片固定机构包括：负压吸附机构20、横向吸附皮带30以及侧吸机构50。其中，负压吸附机构20用于调整极片在竖直方向上的位置，例如，在图3中，负压吸附机构中的箭头表示吹风方向，当负压吸附机构中的吹风方向为竖直方向时，负压吸附机构在竖直方向上调整极片的位置；类似的，横向吸附皮带30用于调整极片在第一水平方向上的位置；侧吸机构50用于调整极片在第二水平方向上的位置，其中，第一水平方向与第二水平方向相互垂直。
需要说明的是，通过设置极片固定机构，可实现对极片位置的调整，以使激光光束能够聚焦在极片上，进而避免极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，上位机对极片距离进行线性拟合，得到表征极片的表面状态的拟合曲面；根据拟合曲面确定激光器所对应的实时激光焦深，基于实时激光焦深与基准激光焦深之间的差值从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，调整待调整组件，以使激光光束聚焦在极片上。
需要说明的是，激光器的焦深是决定激光光束聚焦效果的重要参数之一，其指一束激光光束在光轴上的一段距离范围内能够聚焦成为最小点的区间长度。
在本申请实施例中，在相关技术中的极耳成型设备的基础上设置了多个测距仪，多个测距仪通过实时检测极片与测距仪之间的距离，上位机对实时检测到的距离进行线性拟合，所得到的拟合曲面可以表征极片的表面状态。进而，上位机根据拟合曲面所确定的激光器的实时激光焦深与基准激光焦深之间的偏离程度来选择对激光器进行调整，还是选择对极片固定机构进行调整，以使激光光束聚焦在极片上。
由上述内容可知，在本申请实施例中，通过根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
在一个实施例中，图5示出了极耳成型方法的流程图，该方法可应用于上述的极耳成型设备中，具体可应用于极耳成型设备的上位机中。如图5所示，该方法可以包括如下步骤：
步骤S501，获取多个测距仪所检测到的极片距离。
在步骤S501中，极片距离包括每个测距仪与极片之间的距离。在一个示例中，每个测距仪均与上位机连接，从而上位机可以获取到每个测距仪实时检测到的极片距离。
步骤S502，根据极片距离，从极片固定机构和激光器中确定待调整组件。
在步骤S502中，上位机除能够获取到每个测距仪所检测到的极片距离，还可确定每个测距仪在极片上的检测位置，从而上位机可根据极片距离、检测位置进行线性拟合，得到拟合曲面，进而根据拟合曲面来确定激光焦深，以根据激光焦深从极片固定机构和激光器中确定待调整组件。
需要说明的是，在本申请实施例中，根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
步骤S503，对待调整组件进行调整，以使激光器发射的激光光束聚焦在极片上。
在步骤S503中，激光光束用于对极片进行切割得到极耳。
作为一个示例，对于不同的待调整组件，其对应的调整方式有所不同，例如，对于激光器，上位机主要调整激光器的激光振镜的位置，从而使激光器发射的激光光束聚焦在极片上；对于极片固定机构，上位机主要调整极片固定机构的负压风速，以实现对极片位置的调整，从而使激光器发射的激光光束能够聚焦在极片上。
基于上述步骤S501至步骤S503所限定的方案，可以获知，在本申请实施例中，极片与测距仪之间的极片距离可以反映极片的表面状态，因此，根据极片距离来实时对激光光束进行聚焦，可以避免因极片的褶皱、抖动等导致激光光束离焦的问题，进而可以避免极耳成型披锋、毛刺的问题。另外，在本申请实施例中，还根据极片距离来确定对激光光束进行聚焦的待调整组件，即在不同的表面状态下，使用最佳的待调整组件来对激光光束进行聚焦，可以提高激光光束聚焦的准确性，从而可以避免极耳的披锋、毛刺等质量问题，提高了极耳成型的质量，进而提高了电池的安全性能。
在一些实施例中，根据极片距离，从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，包括：根据极片距离确定激光器所对应的激光焦深；根据激光焦深从极片固定机构和激光器中确定待调整组件。
需要说明的是，极片距离反映了极片的表面状态，在不同的表面状态其对应的激光焦深是不同的。在极片不同的表面状态下，对不同的组件进行调整，可以使激光光束能够更加精准地聚焦在极片上，从而避免了激光光束离焦的问题，提高了极耳成型的质量。
在一些实施例中，根据极片距离确定激光器所对应的激光焦深，包括：对多个测距仪所检测到的极片距离进行线性拟合，得到拟合曲面；根据极片距离与激光焦深之间的第一预设关联关系，确定拟合曲面中坐标点所对应的激光焦深，得到激光器所对应的激光焦深。
在本申请实施例中，可采用已有的线性拟合算法来对极片距离进行线性拟合，从而得到拟合曲面。在确定了拟合曲面之后，上位机即可根据已有的极片距离与激光焦深之间的关联关系，来确定拟合曲面中每个坐标点所对应的激光焦深。其中，拟合曲面的形状与极片的形状相同，拟合曲面表征了极片的表面状态，拟合曲面中每个坐标点对应的属性信息包括坐标信息以及该坐标点所对应的极片距离，坐标信息反映了该检测位置在极片中的坐标。
通过对多个测距仪检测到的极片距离进行线性拟合，以将拟合曲面融合进入激光器的切割轨迹中，进而可根据拟合曲面确定极片中各个坐标点所对应的激光焦深，进而当激光光束照射该坐标点时，上位机调整激光器或极片固定机构，以使激光光束能够聚焦在极片上，避免极耳成型过程中的毛刺和披锋的产生。
在一些实施例中，根据激光焦深从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，包括：确定激光焦深与基准激光焦深之间的焦深差值；在焦深差值小于或等于预设焦深差值时，确定极片固定机构为待调整组件；在焦深差值大于预设焦深差值时，确定激光器为待调整组件。
在上述实施例中，基准激光焦深可以为但不限于0.6mm。在本申请实施例中，在激光焦深偏离基准激光焦深的程度较小时，对极片的位置进行微调即可使激光光束聚焦在极片的极耳上；而当激光焦深偏离基准激光焦深的程度较大时，仅对极片的位置进行调整，可能无法及时使激光光束聚焦在极片的极耳上，此时，对激光器进行调整，可以使激光光束能够及时聚焦在极片的极耳上。
由此可见，根据激光焦深与基准激光焦深之间的差异程度来选择合适的待调整组件，以提高激光光束聚焦的准确性。
在一些实施例中，在极片固定机构为待调整组件的情况下，对待调整组件进行调整，包括：根据焦深差值与极片位置之间的第二预设关联关系，确定极片所对应的目标极片位置；根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定极片固定机构的目标负压风速；将极片固定机构的负压风速调整为目标负压风速，以将极片的极片位置调整至目标极片位置。
作为一个示例，上位机中存储有焦深差值与极片位置之间的关联关系，在确定了拟合曲面中每个坐标点所对应的焦深差值之后，上位机基于上述的关联关系即可确定在每个坐标点下极片的位置，从而确定目标极片位置。然后，计算目标极片位置与极片位置之间的差值，即可得到位置向量。上位机基于位置向量调整极片固定机构的负压风速即可实现对极片位置的调整，即将极片由极片位置调整至目标极片位置。
通过对极片固定机构的负压风速进行调整，可实现对极片位置的调整，以使激光光束能够聚焦在极片上，实现极片的准确切割，进而避免极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定极片固定机构的目标负压风速，包括：根据极片位置与目标极片位置之间的位置向量，确定负压吸附机构所对应的第一风速调整量以及侧吸机构对应的第二风速调整量；分别基于第一风速调整量以及第二风速调整量，对负压吸附机构的负压风速以及侧吸机构的负压风速进行调整。
在上述实施例中，极片固定机构至少包括负压吸附机构以及侧吸机构。其中，负压吸附机构用于调整极片在竖直方向上的位置，侧吸结构用于调整极片在水平方向上的位置。
通过对负压吸附机构和侧吸机构的负压风速进行调整，可实现对极片位置的调整，从而激光光束能够聚焦在极片上，进而避免了极耳毛刺、披锋的产生。
在一些实施例中，在激光器为待调整组件的情况下，对待调整组件进行调整，包括：基于焦深差值与激光器的激光振镜的移动向量之间的第三预设关联关系，确定激光振镜所对应的目标移动向量；按照目标移动向量将激光振镜移动至目标位置，以使激光光束聚焦在极片上。
在本申请实施例中，激光振镜可以为但不限于3D振镜。在本申请实施例中，上位机还存储有焦深差值与激光振镜的移动向量之间的关联关系，在确定了焦深差值之后，上位机即可基于上述的关联关系确定激光振动的移动向量，从而使激光振镜在目标位置发射的激光光束聚焦在极片上。
在激光焦深偏离基准激光焦深的程度较大时，对激光器进行调整，可以使激光光束能够及时聚焦在极片的极耳上，提高了激光聚焦的精准度。
在一些实施例中，在按照目标移动向量将激光振镜移动至目标位置，以使激光光束聚焦在极片上之后，上位机还计算激光振镜在目标位置处时，激光器所对应的目标激光焦深；将基准激光焦深更新为目标激光焦深。
通过对基准激光焦距进行更新，可以使得激光光束能够准确地聚焦在极片上，避免了极耳毛刺、披锋的产生。
为了易于理解本申请实施例所提供的技术方案，以下结合图6以完整的极耳成型过程对本申请实施例所提供的方案进行简要说明：
上位机基于基准激光焦深来从极片固定机构和激光器中确定待调整组件。在对待调整组件进行调整之后，激光器发射的激光光束即可聚焦到极片上。同时，测距仪继续检测极片与测距仪之间的极片距离，并基于该极片距离进行线性拟合，得到拟合曲面，通过该拟合曲面对基准激光焦深进行调整，从而形成闭环控制。
由上述内容可知，本申请实施例所提供的方案可实现对激光焦点的实时调整，避免极耳成型过程中毛刺、披锋的产生。
应该理解的是，虽然如上所述的各实施例所涉及的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，如上所述的各实施例所涉及的流程图中的至少一部分步骤可以包括多个步骤或者多个阶段，这些步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤中的步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
在一个实施例中，本申请还提供了一种电子设备，该电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；处理器执行计算机程序指令时实现上述的极耳成型方法。
图7示出了本申请实施例提供的电子设备的硬件结构示意图。
电子设备可以包括处理器701以及存储有计算机程序指令的存储器702。
具体地，上述处理器701可以包括中央处理器（CPU），或者特定集成电路（Application Specific Integrated Circuit ，ASIC），或者可以被配置成实施本申请实施例的一个或多个集成电路。
存储器702可以包括用于数据或指令的大容量存储器。举例来说而非限制，存储器702可包括硬盘驱动器（Hard Disk Drive，HDD）、软盘驱动器、闪存、光盘、磁光盘、磁带或通用串行总线（Universal Serial Bus，USB）驱动器或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，存储器702可包括可移除或不可移除(或固定)的介质。在合适的情况下，存储器702可在综合网关容灾设备的内部或外部。在特定实施例中，存储器702是非易失性固态存储器。
存储器可包括只读存储器（ROM），随机存取存储器（RAM），磁盘存储介质设备，光存储介质设备，闪存设备，电气、光学或其他物理/有形的存储器存储设备。因此，通常，存储器包括一个或多个编码有包括计算机可执行指令的软件的有形（非暂态）计算机可读存储介质（例如，存储器设备），并且当该软件被执行（例如，由一个或多个处理器）时，其可操作来执行参考根据本公开的一方面的方法所描述的操作。
处理器701通过读取并执行存储器702中存储的计算机程序指令，以实现上述实施例中的任意一种极耳成型方法。
在一个示例中，电子设备还可包括通信接口703和总线710。其中，如图7所示，处理器701、存储器702、通信接口703通过总线710连接并完成相互间的通信。
通信接口703，主要用于实现本申请实施例中各模块、装置、单元和/或设备之间的通信。
总线710包括硬件、软件或两者，将电子设备的部件彼此耦接在一起。举例来说而非限制，总线可包括加速图形端口（AGP）或其他图形总线、增强工业标准架构（EISA）总线、前端总线（FSB）、超传输（HT）互连、工业标准架构（ISA）总线、无限带宽互连、低引脚数（LPC）总线、存储器总线、微信道架构（MCA）总线、***组件互连（PCI）总线、PCI-Express（PCI-X）总线、串行高级技术附件（SATA）总线、视频电子标准协会局部（VLB）总线或其他合适的总线或者两个或更多个以上这些的组合。在合适的情况下，总线710可包括一个或多个总线。尽管本申请实施例描述和示出了特定的总线，但本申请考虑任何合适的总线或互连。
在一个实施例中，本申请还提供了一种可读存储介质，该可读存储介质上存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器执行时实现上述的极耳成型方法。
需要明确的是，本申请并不局限于上文所描述并在图中示出的特定配置和处理。为了简明起见，这里省略了对已知方法的详细描述。在上述实施例中，描述和示出了若干具体的步骤作为示例。但是，本申请的方法过程并不限于所描述和示出的具体步骤，本领域的技术人员可以在领会本申请的精神后，作出各种改变、修改和添加，或者改变步骤之间的顺序。
以上的结构框图中所示的功能块可以实现为硬件、软件、固件或者它们的组合。当以硬件方式实现时，其可以例如是电子电路、专用集成电路（Application SpecificIntegrated Circuit，ASIC）、适当的固件、插件、功能卡等等。当以软件方式实现时，本申请的元素是被用于执行所需任务的程序或者代码段。程序或者代码段可以存储在机器可读介质中，或者通过载波中携带的数据信号在传输介质或者通信链路上传送。“机器可读介质”可以包括能够存储或传输信息的任何介质。机器可读介质的例子包括电子电路、半导体存储器设备、ROM、闪存、可擦除ROM（EROM）、软盘、CD-ROM、光盘、硬盘、光纤介质、射频（RadioFrequency，RF）链路，等等。代码段可以经由诸如因特网、内联网等的计算机网络被下载。
还需要说明的是，本申请中提及的示例性实施例，基于一系列的步骤或者装置描述一些方法或***。但是，本申请不局限于上述步骤的顺序，也就是说，可以按照实施例中提及的顺序执行步骤，也可以不同于实施例中的顺序，或者若干步骤同时执行。
上面参考根据本申请的实施例的极耳成型设备、极耳成型方法、电子设备及存储介质的流程图和/或框图描述了本申请的各方面。应当理解，流程图和/或框图中的每个方框以及流程图和/或框图中各方框的组合可以由计算机程序指令实现。这些计算机程序指令可被提供给通用计算机、专用计算机、或其它可编程数据处理装置的处理器，以产生一种机器，使得经由计算机或其它可编程数据处理装置的处理器执行的这些指令使能对流程图和/或框图的一个或多个方框中指定的功能/动作的实现。这种处理器可以是但不限于是通用处理器、专用处理器、特殊应用处理器或者现场可编程逻辑电路。还可理解，框图和/或流程图中的每个方框以及框图和/或流程图中的方框的组合，也可以由执行指定的功能或动作的专用硬件来实现，或可由专用硬件和计算机指令的组合来实现。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。尤其是，只要不存在结构冲突，各个实施例中所提到的各项技术特征均可以任意方式组合起来。本申请并不局限于文中公开的特定实施例，而是包括落入权利要求的范围内的所有技术方案。
Claims (16)
1.一种极耳成型设备，其特征在于，包括：
极片输送机构，用于输送极片；
极片固定机构，用于固定所述极片；
激光器，用于发射激光光束以对所述极片进行切割；
多个测距仪，沿极片走带方向设置在所述极片输送机构与所述激光器之间，用于检测所述极片的不同位置与对应的测距仪之间的极片距离；
上位机，与所述极片固定机构、所述多个测距仪、所述激光器连接，用于根据所述极片距离确定所述激光器所对应的激光焦深，基于所述激光焦深从所述极片固定机构和所述激光器中确定其中至少之一为待调整组件，对所述待调整组件进行调整，以使所述激光光束聚焦在所述极片上；
所述上位机对所述极片距离进行线性拟合，得到表征所述极片的表面状态的拟合曲面；根据所述拟合曲面确定所述激光器所对应的实时激光焦深，基于所述实时激光焦深与基准激光焦深之间的差值从所述极片固定机构和所述激光器中确定所述待调整组件，调整所述待调整组件，以使所述激光光束聚焦在所述极片上。
2.根据权利要求1所述的极耳成型设备，其特征在于，所述激光器与所述多个测距仪设置在所述极片固定机构的不同侧。
3.根据权利要求1所述的极耳成型设备，其特征在于，所述多个测距仪的采集频率大于或等于50KHz。
4.根据权利要求1至3中任意一项所述的极耳成型设备，其特征在于，所述多个测距仪在所述极片上的检测位置处于所述极片的空白区内，其中，所述极片包括沿宽度方向设置的涂层区和所述空白区。
5.根据权利要求4所述的极耳成型设备，其特征在于，所述多个测距仪在所述空白区上的检测位置与所述涂层区之间的水平间距为第一间距，所述空白区的宽度为第二间距，所述第一间距与所述第二间距之间的比值大于或等于50%。
6.根据权利要求1所述的极耳成型设备，其特征在于，所述极片固定机构包括：
负压吸附机构，用于调整所述极片在竖直方向上的位置；
横向吸附皮带，用于调整所述极片在第一水平方向上的位置；
侧吸机构，用于调整所述极片在第二水平方向上的位置，其中，所述第一水平方向与所述第二水平方向相互垂直。
7.一种极耳成型方法，其特征在于，应用于权利要求1至6中任意一项所述的极耳成型设备，所述方法包括：
获取多个测距仪所检测到的极片距离，其中，所述极片距离包括每个测距仪与极片之间的距离；
根据所述极片距离，从极片固定机构和激光器中确定其中至少之一为待调整组件；
对所述待调整组件进行调整，以使所述激光器发射的激光光束聚焦在所述极片上，其中，所述激光光束用于对所述极片进行切割得到极耳。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述极片距离，从极片固定机构和激光器中确定待调整组件，包括：
根据所述极片距离确定所述激光器所对应的激光焦深；
根据所述激光焦深从所述极片固定机构和所述激光器中确定所述待调整组件。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，根据所述极片距离确定所述激光器所对应的激光焦深，包括：
对所述多个测距仪所检测到的极片距离进行线性拟合，得到拟合曲面，其中，所述拟合曲面用于表征所述极片的表面状态；
根据所述极片距离与激光焦深之间的第一预设关联关系，确定所述拟合曲面中坐标点所对应的激光焦深，得到所述激光器所对应的激光焦深。
10.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述激光焦深从所述极片固定机构和所述激光器中确定待调整组件，包括：
确定所述激光焦深与基准激光焦深之间的焦深差值；
在所述焦深差值小于或等于预设焦深差值时，确定所述极片固定机构为所述待调整组件；
在所述焦深差值大于所述预设焦深差值时，确定所述激光器为所述待调整组件。
11.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述极片固定机构为所述待调整组件的情况下，对所述待调整组件进行调整，包括：
根据所述焦深差值与极片位置之间的第二预设关联关系，确定所述极片所对应的目标极片位置；
根据所述极片位置与所述目标极片位置之间的位置向量，确定所述极片固定机构的目标负压风速；
将所述极片固定机构的负压风速调整为所述目标负压风速，以将所述极片的极片位置调整至所述目标极片位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，所述极片固定机构至少包括负压吸附机构以及侧吸机构，其中，根据所述极片位置与所述目标极片位置之间的位置向量，确定所述极片固定机构的目标负压风速，包括：
根据所述极片位置与所述目标极片位置之间的位置向量，确定所述负压吸附机构所对应的第一风速调整量以及所述侧吸机构对应的第二风速调整量；
分别基于所述第一风速调整量以及所述第二风速调整量，对所述负压吸附机构的负压风速以及所述侧吸机构的负压风速进行调整。
13.根据权利要求10所述的方法，其特征在于，在所述激光器为所述待调整组件的情况下，对所述待调整组件进行调整，包括：
基于所述焦深差值与所述激光器的激光振镜的移动向量之间的第三预设关联关系，确定所述激光振镜所对应的目标移动向量；
按照所述目标移动向量将所述激光振镜移动至目标位置，以使所述激光光束聚焦在所述极片上。
14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在按照所述目标移动向量将所述激光振镜移动至目标位置，以使所述激光光束聚焦在所述极片上之后，所述方法还包括：
计算所述激光振镜在所述目标位置处时，所述激光器所对应的目标激光焦深；
将所述基准激光焦深更新为所述目标激光焦深。
15.一种电子设备，其特征在于，电子设备包括：处理器以及存储有计算机程序指令的存储器；
所述处理器执行所述计算机程序指令时实现如权利要求7-14任意一项所述的极耳成型方法。
16.一种可读存储介质，其特征在于，可读存储介质上存储有计算机程序指令，所述计算机程序指令被处理器执行时实现如权利要求7-14任意一项所述的极耳成型方法。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant |