权利要求
所述精切收卷装置(1)包括机架、多个收卷伺服电机;各收卷伺服电机设置于机架上;还包括设置于机架内部相互配合并平行设置的：上收卷辊(13)、下收卷辊(14)、多个用于连接机架的固定辊(15)、精切组件(3);上收卷辊(13)与下收卷辊(14)配合设置;所述各固定辊(15)水平设置于机架顶部内侧;所述精切组件(3)设置于其中一个固定辊(15)上，所述精切组件(3)与该固定辊(15)平行设置;所述精切组件(3)包括刀轴和设置在刀轴上的至少一个分切刀;
所述放卷装置(2)包括装载锂电池铝箔(22)的放卷辊(26)、放卷张力感应辊(21)、多个放卷伺服电机;所述放卷辊(26)与放卷张力感应辊(21)分别平行位于放卷装置(2)的内部两端，放卷辊(26)与放卷伺服电机传动连接;放卷装置(2)输出的锂电池铝箔(22)经过放卷张力感应辊(21)进入精切收卷装置(1);
所述的PLC控制器与精切收卷装置(1)的各收卷伺服电机、放卷装置(2)的各放卷伺服电机均电性连接。
2.根据权利要求1所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述精切收卷装置(1)还包括：设置于机架左侧的机械箱(11)、设置于机架右侧的电控箱(12)、控制面板(4);所述机械箱(11)与电控箱(12)平行设置，所述PLC控制器设置于所述电控箱(12)内;所述控制面板(4)设置于电控箱(12)前端侧面，所述控制面板(4)与PLC控制器电性连接，所述控制面板(4)还包括显示屏幕和控制按钮。
3.根据权利要求2所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述各收卷伺服电机均设置于机械箱(11)内，所述各收卷伺服电机分别与上收卷辊(13)、下收卷辊(14)传动连接;所述上收卷辊(13)、下收卷辊(14)均设置有张力传感器;所述张力传感器与PLC控制器电性连接。
4.根据权利要求2所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述电控箱(12)还包括仪表显示区(5)，所述仪表显示区(5)设置于所述控制面板(4)上方;所述仪表显示区(5)包括多个设置在其中的仪表，具体为放卷张力显示仪表、收卷速度监测仪表，收卷伺服电机状态仪表、上收卷张力显示仪表、下收卷张力显示仪表，所述各仪表均与PLC控制器电性连接。
5.根据权利要求2-4任一项所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述电控箱(12)还包括两个可上下调节的用于调整机架稳定性的调节支撑(16)，所述调节支撑(16)均设置于电控箱(12)的底部外侧。
6.根据权利要求1所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述放卷装置(2)还包括多个放卷动力辊(23);所述各放卷动力辊(23)与放卷辊(26)、放卷张力感应辊(21)平行设置;所述各放卷动力辊(23)分别与放卷伺服电机传动连接。
7.根据权利要求6所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述放卷装置(2)还包括纠边组件(20)，所述纠边组件(20)设置于所述放卷动力辊(23)下方出料口位置，并且与PLC控制器电性连接。
8.根据权利要求1所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述放卷装置(2)还包括多个辅助辊(27)、气缸(24)，所述各辅助辊(27)与放卷辊(26)、放卷张力感应辊(21)平行设置;所述各辅助辊(27)均与放卷伺服电机传动连接;所述气缸(24)设置于辅助辊(27)两端的外侧。
9.根据权利要求1所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述放卷装置(2)还包括用于制动的磁粉控制器(25)，所述磁粉控制器(25)设置于放卷辊(26)的一端，磁粉控制器(25)与PLC控制器电性连接。
10.根据权利要求1所述的锂电池铝箔高速稳定精切设备，其特征在于，所述放卷装置(2)与所述精切收卷装置(1)之间的可调节距离为2m-5m。
说明书
技术领域
[0001]本实用新型涉及锂电池制造设备技术领域，尤其是涉及一种锂电池铝箔高速稳定精切设备。
背景技术
[0002]锂电池铝箔在分切过程中往往存在张力不稳定，张力波动在15N左右，张力波动过大容易导致拉伤锂电池铝箔;即使轻微拉伤也会破坏锂电池铝箔表面结构，拉伤、划伤均会导致后期电池容量大大衰减和电池寿命也会降低;严重拉伤会导致整卷材料报废，报废一卷锂电池铝箔的成本在3万至5万，甚至更高;现有技术中的切割方式因张力波动大导致精度不高，切口不整齐，还容易导致局部拉伸材料，造成浪费;分切过程自动化程度较低，需要人工干预，操作复杂，效率低下，一般铝箔分切速度为250m/min左右;设备结构复杂，维护难度较大，故障率较高。
[0003]例如现有技术中，中国实用新型专利文献CN217476119U公开了一种铝箔分切装置，其通过设置箱体单元、设置在箱体单元并用于切割铝箔的分切刀单元，以及设置在箱体单元上并用于分类并收纳切割后铝箔的收集辊单元，虽然该现有技术设置集辊单元起到了分批收纳分切后铝箔的技术效果，但是其切割存在切口不整齐、切口拉伸的问题;其通过设置前后两个收集辊实现对分切后铝箔的分批收纳，通过旋转切割的方式分切铝箔便于收纳工作，但是这种切割方式精度不高、误差大，还造成了切割上的材料浪费;该设备与放卷单元配合还容易出现铝箔拉伤等问题，不适合高精度、高速度的精切场景。
[0004]综上所述，现有锂电池铝箔分切设备存在着设备结构复杂、分切张力不稳定、切割速度慢、精度低、自动化程度低、操作不方便、设备状态不能显示等问题，难以满足高速度、高精度、高效率的锂电池铝箔分切需求，降低了最终生产锂电池的一致性。因此，亟待开发一种锂电池铝箔高速稳定精切设备。
发明内容
[0005]本实用新型的目的在于提供一种锂电池铝箔高速稳定精切设备，将放卷装置和精切收卷装置进行分体式设计，并通过多方面的结构改进，以解决上述背景技术中存在的放卷精切设备一体化所导致的结构复杂、难以维护维修的问题，以及铝箔高速分切时的速度慢、稳定性差、精度不高的问题，以满足高速度、高精度、高效率的锂电池铝箔分切需求，提高最终生产锂电池的一致性。
[0006]为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：
[0007]一种锂电池铝箔高速稳定精切设备，其包括PLC控制器及相互配合工作、分体式设计的精切收卷装置与放卷装置;
[0008]所述精切收卷装置包括机架、多个收卷伺服电机;各收卷伺服电机设置于机架上;还包括设置于机架内部相互配合并平行设置的：上收卷辊、下收卷辊、多个用于连接机架的固定辊、精切组件;上收卷辊与下收卷辊配合设置;所述各固定辊水平设置于机架顶部内侧;所述精切组件设置于其中一个固定辊上，所述精切组件与该固定辊平行设置;所述精切组件包括刀轴和设置在刀轴上的至少一个分切刀;
[0009]所述放卷装置包括装载锂电池铝箔的放卷辊、放卷张力感应辊、多个放卷伺服电机;所述放卷辊与放卷张力感应辊分别平行位于放卷装置的内部两端，放卷辊与放卷伺服电机传动连接;放卷装置输出的锂电池铝箔经过放卷张力感应辊进入精切收卷装置;
[0010]所述的PLC控制器与精切收卷装置的各收卷伺服电机、放卷装置的各放卷伺服电机均电性连接。
[0011]进一步的，所述精切收卷装置还包括设置于机架左侧的机械箱、设置于机架右侧的电控箱、控制面板;所述机械箱与电控箱平行设置，所述PLC控制器设置于所述电控箱内;所述控制面板设置于电控箱前端侧面，所述控制面板与PLC控制器电性连接，所述控制面板还包括显示屏幕和控制按钮。
[0012]与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：
[0013]1、本申请提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，将放卷装置和精切收卷装置进行分离，通过分体式设计及其他多方面的结构改进，使PLC控制器、伺服电机、各张力传感器、纠边组件、精切组件等相互配合，一方面解决了放卷精切设备一体化导致的结构复杂、难以维护维修的问题;另一方面解决了铝箔高速分切时的速度慢、稳定性差、精度不高的问题，可以满足高速度、高精度、高效率的锂电池铝箔分切需求，提高了最终生产的锂电池产品的一致性。
[0014]2、本申请提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，将传统设备中的三相异步电机替换为伺服电机，提高了分切的速度、效率和稳定性;在高速精切过程中，使铝箔的切口大小均匀一致，最高精切速度可达到300m/min，优于传统的精切速度250m/min;可同时保证分切的稳定性和精度，解决了传统三相异步电机分切设备故障率高、张力波动大、速度慢等问题。
[0015]3、本申请提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，通过在放卷装置上设置放卷张力感应辊，保证输出的锂电池铝箔张力稳定;锂电池铝箔在切割过程中也能保持平整，避免切割偏差，提高切割精度，结合设置的纠边组件以确保高精度切割，大大提高了切割后锂电池铝箔的储能效果。
[0016]4、本申请提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，通过在精切收卷装置设置的与上收卷轴、下收卷轴配合各张力传感器，确保切割后锂电池铝箔结构不受张力破坏，提高锂电池铝箔使用寿命。
[0017]5、本申请提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，设置PLC控制器及控制面板，使操作简单便捷，自动化程度高;通过配备显示仪表，使设备工作状态和多项工作参数均可详细显示，便于工作人员监控和调整，可保证精切设备长时间工作时性能的稳定性。
附图说明
[0018]为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
[0019]图1为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的立体外形结构示意图;
[0020]图2为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的主视结构示意图;
[0021]图3为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的后视结构示意图;
[0022]图4为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的左视结构示意图;
[0023]图5为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的右视结构示意图;
[0024]图6为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的俯视结构示意图;
[0025]图7为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的仰视结构示意图;
[0026]图8为本实用新型实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备的精切控制流程示意图。
[0027]附图标记说明：
[0028]1、精切收卷装置;2、放卷装置;3、精切组件;4、控制面板;5、仪表显示区;11、机械箱;12、电控箱;13、上收卷辊;14、下收卷辊;15、固定辊;16、调节支撑;20、纠边组件;21、放卷张力感应辊;22、锂电池铝箔;23、放卷动力辊;24、气缸;25、磁粉控制器;26、放卷辊;27、辅助辊。
具体实施方式
[0029]下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
[0030]实施例1
[0031]参见图1至图7，本实用新型提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，是针对现有的集成一体式锂电池铝箔精切设备存在的问题而进行的针对性改进，其包括PLC控制器及相互配合工作、分体式设计的精切收卷装置1与放卷装置2;
[0032]所述精切收卷装置1包括机架、多个收卷伺服电机;各收卷伺服电机设置于机架上;还包括设置于机架内部相互配合并平行设置的：上收卷辊13、下收卷辊14、多个用于连接机架的固定辊15、精切组件3;上收卷辊13与下收卷辊14配合设置;所述各固定辊15水平设置于机架顶部内侧;所述精切组件3设置于其中一个固定辊15上，所述精切组件3与该固定辊15平行设置;所述精切组件3包括刀轴和设置在刀轴上的至少一个分切刀;
[0033]所述放卷装置2包括装载锂电池铝箔22的放卷辊26、放卷张力感应辊21、多个放卷伺服电机;所述放卷辊26与放卷张力感应辊21分别平行位于放卷装置2的内部两端，放卷辊26与放卷伺服电机传动连接;放卷装置2输出的锂电池铝箔22经过放卷张力感应辊21进入精切收卷装置1;
[0034]所述的PLC控制器与精切收卷装置1的各收卷伺服电机、放卷装置2的各放卷伺服电机均电性连接，PLC控制器通过调整各放卷伺服电机实现对精切收卷装置1、放卷装置2的工艺协同控制和工艺参数调整。
[0035]所述精切收卷装置1还包括设置于机架左侧的机械箱11、设置于机架右侧的电控箱12、控制面板4;所述机械箱11与电控箱12平行设置，所述PLC控制器设置于所述电控箱12内;所述控制面板4设置于电控箱12前端侧面，所述控制面板4与PLC控制器电性连接，所述控制面板4还包括供工作人员观察和操作的显示屏幕和控制按钮;工作人员可以通过控制面板4，对PLC控制器的运行程序和工作参数进行设定或修改。
[0036]本实施例提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，通过分体式设计和对其他部分多方面的结构改进，实现了简化设备结构、降低故障率和便于维护维修的效果;通过在精切收卷装置设置各张力感应辊、张力传感器，可以实时监测放卷、收卷的张力变化，并将信号传输给PLC控制器;PLC控制器根据张力的信号，结合现有技术的PID算法，实时调整伺服电机转速，精确控制上、下收卷轴的张力，使其保持在设定范围内，实现闭环控制，确保切割后锂电池铝箔结构不受张力破坏，提高锂电池铝箔使用寿命;从总体上解决了铝箔高速分切时的速度慢、稳定性差、精度不高的问题，可以满足高速度、高精度、高效率的锂电池铝箔分切需求，提高了分切后的铝箔最终生产的锂电池产品的一致性。
[0037]实施例2
[0038]参见图1至图7，本实施例在实施例1的基础上继续改进，所述各收卷伺服电机均设置于机械箱11内，所述各收卷伺服电机分别与上收卷辊13、下收卷辊14传动连接;所述上收卷辊13、下收卷辊14均设置有张力传感器;所述张力传感器与PLC控制器电性连接。收卷伺服电机一般通过轴与各收卷动力辊14直接传动连接，考虑到复杂场景，也可以使用齿轮、链条等传动连接方式。
[0039]所述电控箱12还包括仪表显示区5，所述仪表显示区5设置于所述控制面板4上方;所述仪表显示区5包括多个设置在其中的仪表，具体为放卷张力显示仪表、收卷速度监测仪表，收卷伺服电机状态仪表、上收卷张力显示仪表、下收卷张力显示仪表，所述各仪表均与PLC控制器电性连接。
[0040]所述电控箱12还包括两个可上下调节的用于调整机架稳定性的调节支撑16，所述调节支撑16均设置于电控箱12底部外侧。调节支撑16可以对机架的水平程度进行微调，避免机架受力不均匀产生的异常振动。
[0041]所述放卷装置2还包括多个放卷动力辊23;所述各放卷动力辊23与放卷辊26、放卷张力感应辊21平行设置;所述各放卷动力辊23分别与放卷伺服电机传动连接。
[0042]所述放卷装置2还包括纠边组件20，所述纠边组件20设置于所述放卷动力辊23下方出料口位置;所述纠边组件20与PLC控制器电性连接，并在PLC控制器的控制下保证铝箔的运送精度。
[0043]所述放卷装置2还包括多个辅助辊27、多个气缸24，所述各辅助辊27与所述放卷辊26、所述放卷张力感应辊21平行设置;所述各辅助辊27均与所述放卷伺服电机传动连接;所述气缸24设置于辅助辊27两端外侧。
[0044]所述放卷装置2还包括用于制动的磁粉控制器25，所述磁粉控制器25设置于所述放卷辊26的一端，所述磁粉控制器25与PLC控制器电性连接。各气缸24、放卷伺服电机、磁粉控制器25均通过PLC控制器进行动作，紧急时相互配合完成制动，避免锂电池铝箔22发生拉伤。
[0045]本实施例中，所述放卷装置2与所述精切收卷装置1之间的可调节距离为2m-5m，具体可以根据生产线的设计及铝箔的强度等进行选择。
[0046]参见图1至图8，本实施例提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，进行了多方面的结构改进设计，将传统设备中的三相异步电机替换为伺服电机，由PLC控制器自动调节伺服电机匀速行进，精切过程中，切面大小均匀一致，最高精切速度可达到300m/min，优于传统的精切速度250m/min，并且精切精度也得到同步提升;通过在放卷装置设置放卷张力感应辊，保证传输过程中的锂电池铝箔张力稳定，并使锂电池铝箔在切割过程中也能保持平整，避免切割偏差，提高切割精度，其还能进一步再结合设置的纠边组件，使设备在长时间工作条件下保持切割的高精度，大大提高了切割后锂电池铝箔的一致性。本实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备，通过实际测试，其可以确保在高速精切时将张力波动控制在±2N以内，使锂电池铝箔完好无损通过分切流程，能够保证分切后的锂电池铝箔内部结构不受到拉伤破坏，避免了传统分切张力波动在15N上下容易拉伤锂电池铝箔，造成意外停机，以及后续制造的锂电池一致性差等问题。
[0047]参见图8，本实施例锂电池铝箔高速稳定精切设备的PLC控制器，控制伺服电机的工作过程如下：
[0048](1)控制总线5V模拟电路：由总线控制器发5V交叉模拟电压，控制伺服电机恒定输出扭矩，保证伺服电机不发生抖动。
[0049](2)控制总线差分电路：由总线5V差分电路输出高频短脉冲方波，控制伺服电机高速转动，同时保证伺服电机高速稳定。
[0050](3)控制双重PID闭环控制电路：第一层PID控制锂电池铝箔高速转动不抖动，第二层PID控制锂电池铝箔张力波动在±2N以内，确保锂电池铝箔不被拉伤。
[0051]本实施例的锂电池铝箔高速稳定精切设备放卷、精切、收卷的主要工作过程如下：
[0052](1)放卷装置将张力稳定的锂电池铝箔传送给精切收卷装置，精切收卷装置先把锂电池铝箔材料前段按照10米左右分切成两部分，左边的一部分缠绕在上收卷辊位置，右边的一部分缠绕在下收卷辊位置。
[0053](2)当在控制面板按下启动按钮时，上收卷辊、下收卷辊开始转动，放卷动力辊也开始转动分切刀，同时开始转动，锂电池铝箔传送至动分切刀位置时被分切开，分别给到上收卷辊、下收卷辊，继续进行分切锂电池铝箔和锂电池铝箔收卷。
[0054](3)优化控制流程，将设备中的传统电机改成总线伺服电机，具有速度更快，抗干扰能力更强，稳定性更高;配合PLC控制器，预设两种控制模式控制所有伺服电机，同时用两种现有技术的pid算法和张力传感器做闭环控制上下收卷轴，保证了运行的稳定性，同时也保证了铝箔不会被拉伤。
[0055]综上，本实用新型上述各实施例，重点是通对放卷装置和精切收卷装置的分体式设计及其他改进，降低了精切设备的结构复杂性，采用PLC控制器、伺服电机、各张力传感器协同工作，实现放卷、分切、收卷的精密自动化控制，确保各部件相互协调配合工作;设置控制面板，操作简单便捷;配备显示仪表，设备工作状态均可详细展示，保证精切设备稳定工作;通过在精切收卷装置设置各张力传感器，可以实时监测上、下收卷轴的张力变化，并将信号传输给PLC控制器;PLC控制器根据各张力传感器的信号，结合PID算法，实时调整伺服电机转速，精确控制上、下收卷轴的张力，使其保持在设定范围内，实现闭环控制，确保切割后锂电池铝箔结构不受张力破坏，提高了锂电池铝箔的使用寿命和品质的一致性。
[0056]本实用新型上述实施例提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备样机，申请人已经在保密的情况下，进行了小范围试制，并应用于某锂电池铝箔生产企业，该企业锂电池铝箔年产量1000吨，目前锂电池铝箔拉伤导致报废率5%;应用本实施例提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备后，根据实际测算，拉伤导致报废率降低到1%，精切效率提升了约15%;每年减少报废锂电池铝箔40吨，按照3万元/吨计算，直接增加经济效益120万元。本实用新型提供的锂电池铝箔高速稳定精切设备，较好的解决了工艺和产品质量两方面的问题，能够提高了分切后的锂电池铝箔使用寿命，提升锂电池铝箔制造的锂电池的一致性等性能，使产品具有更好的市场竞争力。
[0057]最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制;尽管参照前述各实施例对本实用新型进行了详细的说明，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实用新型各实施例技术方案的范围。
说明书附图(8)
