專利名稱：一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法及系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電池極片生產(chǎn)中的激光切割控制技術(shù)，具體是涉及一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法及其系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
鋰離子動(dòng)力電池是新近興起的動(dòng)力汽車等產(chǎn)品中最重要的部件之一，其出現(xiàn)的時(shí)間較短，需求巨大，而目前在生產(chǎn)中并沒有出現(xiàn)相對(duì)較為成熟的技術(shù)?，F(xiàn)有技術(shù)中在動(dòng)力電池的電芯成型過程時(shí)，需要切割電芯的正、負(fù)極材料。傳統(tǒng)的機(jī)械切割方法會(huì)導(dǎo)致切割后在極片斷開處產(chǎn)生毛刺，影響鋰電池的安全性，而且機(jī)械切割的作用力對(duì)電池極片性能也會(huì)造成不利影響。采用激光來切割電芯正、負(fù)極材料(激光在材料上行走，利用激光的高密度能量使得材料被切斷)，可以克服機(jī)械切割的缺陷，從而形成附有多個(gè)突起的極耳的各種特定的極片形狀?，F(xiàn)有的極片激光切割控制技術(shù)普遍采用激光打標(biāo)軟件來輸入圖形，然后等待流水線上的產(chǎn)品經(jīng)過的時(shí)候利用振鏡作為執(zhí)行機(jī)構(gòu)控制激光在產(chǎn)品上高速進(jìn)走，從而在產(chǎn)品上留下痕跡。對(duì)批量的極片切割來說，這種控制技術(shù)并不如意，如存在以下問題不能解決 a.無法完成流水線上的連續(xù)切割功能，現(xiàn)有的打標(biāo)控制方式只能是逐次地完成單個(gè)產(chǎn)品的切割或打標(biāo)；b.采用是圖形輸入方式時(shí)，在當(dāng)前圖形處理完后，載入并處理下一個(gè)圖形需要耗費(fèi)一定的時(shí)間，當(dāng)流水線速度較大，這段時(shí)間就成為了不可忽視的時(shí)間片，無法被響應(yīng)及處理，從而產(chǎn)生較大的切割位置誤差；c.如果切割形狀的極片的形狀稍微發(fā)生變化，在處理上比較困難，都需要重新設(shè)計(jì)、輸入圖形，操作中控制程序不能通過修改參數(shù)的方式自動(dòng)適應(yīng)圖形變化。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法及其系統(tǒng)，可以很好地適應(yīng)電池極片圖形的變化，并保證切割圖形的精度。本發(fā)明提出的這種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法包括以下步驟1)控制單元接收待切割極片的圖形數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；幻控制單元將控制命令和運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；幻執(zhí)行單元執(zhí)行控制命令，并控制激光按照運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)所規(guī)定的軌跡移動(dòng)。其中步驟幻包括以下步驟31)執(zhí)行單元的命令處理模塊接收控制單元的控制命令，將其中的隊(duì)列指令依次添加到命令隊(duì)列緩存中；3 執(zhí)行單元的解析隊(duì)列命令模塊對(duì)命令隊(duì)列緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以生成運(yùn)動(dòng)軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)依次輸入到輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存中；3 執(zhí)行單元的發(fā)送數(shù)據(jù)模塊將坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息依次發(fā)送給振鏡，通過振鏡的控制將激光依次反射到坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。其中步驟1)中的接收的圖形數(shù)據(jù)包括極片和極耳的高度、寬度、各邊長、相鄰間隔距離的數(shù)據(jù)。
本發(fā)明提出的這種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制系統(tǒng)包括控制單元和執(zhí)行單元，所述控制單元包括用于接收待切割極片圖形數(shù)據(jù)的圖形數(shù)據(jù)接收模塊、用于根據(jù)極片的圖形數(shù)據(jù)計(jì)算出激光運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊，所述執(zhí)行單元用于接收運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)并控制激光的反射位置。所述執(zhí)行單元包括命令處理模塊、解析隊(duì)列命令模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊和振鏡，所述命令處理模塊用于接收控制單元的控制命令，將其中的隊(duì)列指令添加到命令隊(duì)列緩存中； 所述解析隊(duì)列命令模塊用于對(duì)命令隊(duì)列緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以生成運(yùn)動(dòng)軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入到輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存中；所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊用于將坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息依次發(fā)送給振鏡。所述執(zhí)行單元還包括進(jìn)程管理模塊。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對(duì)比所具有的有益效果是采用運(yùn)動(dòng)軌跡來描述激光運(yùn)動(dòng)路線，預(yù)先規(guī)劃好激光軌跡，可以進(jìn)行連續(xù)性激光切割，使得電芯成型的速度加快，并保證切割形狀的精度，在流水線速度為400mm/s時(shí)控制在0. Imm以內(nèi)；而且由于采用了軌跡描述的方法，能夠很方便地輸入、修改圖形的尺寸數(shù)據(jù)等參數(shù)，能夠靈活地適應(yīng)電池極片圖形頻繁發(fā)生變化的情況。


圖1是具體實(shí)施方式
的組成模塊圖。
具體實(shí)施例方式如圖1所示的一種對(duì)鋰離子動(dòng)力電池的極片成型進(jìn)行激光切割的系統(tǒng)，包括控制單元和執(zhí)行單元。控制單元包括圖形數(shù)據(jù)接收模塊、運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊。執(zhí)行單元包括進(jìn)程管理模塊、命令處理模塊、解析隊(duì)列命令模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊、振鏡。圖形數(shù)據(jù)接收模塊用于接收待切割極片圖形數(shù)據(jù)。運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊用于根據(jù)極片的圖形數(shù)據(jù)計(jì)算出激光運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)。圖形數(shù)據(jù)接收模塊首先接收用戶預(yù)先輸入的參數(shù)數(shù)據(jù)，比如需切割的極片及其上的極耳的高度、寬度，極耳之間的間隔長度，還包括切割速度等控制信息。運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊根據(jù)用戶輸入的有關(guān)極片和極耳的圖形數(shù)據(jù)，生成與圖形數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的軌跡。命令處理模塊用于接收控制單元的控制命令，為執(zhí)行單元與上層應(yīng)用程序的接口，提供豐富的接口功能，控制命令分為隊(duì)列指令和普通指令兩大類。隊(duì)列指令包括隊(duì)列開啟指令、隊(duì)列關(guān)閉指令、隊(duì)列執(zhí)行指令、直線添加指令、圓弧添加指令、速度設(shè)置指令、開激光延時(shí)指令、關(guān)激光延時(shí)指令、線段之間的延時(shí)等待指令、飛行打標(biāo)的實(shí)際運(yùn)動(dòng)系數(shù)設(shè)置指令、特定條件觸發(fā)指令等。普通指令則有激光類型選擇指令、激光功率設(shè)置指令、激光點(diǎn)位置控制指令、隊(duì)列立即停止指令、開激光控制指令、關(guān)激光控制指令等。針對(duì)兩類不同的指令做出不同的處理如果是隊(duì)列指令，則是把指令、附加的圖形數(shù)據(jù)依次添加到命令隊(duì)列緩存上；如果是普通指令，則根據(jù)指令的具體內(nèi)容進(jìn)行各種相應(yīng)的控制操作處理。解析隊(duì)列命令模塊用于對(duì)命令隊(duì)列緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以生成運(yùn)動(dòng)軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入到輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存中。當(dāng)接收命令模塊把隊(duì)列命令添加到隊(duì)列緩存后，此模塊就開始進(jìn)行對(duì)隊(duì)列緩存的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，如果是隊(duì)列控制指令如開啟、關(guān)閉、執(zhí)行等指令，則發(fā)送到流程控制模塊，執(zhí)行相對(duì)應(yīng)的動(dòng)作；如果是速度設(shè)置指令，則把當(dāng)前隊(duì)列速度更新為新的速度值；如果是位置添加命令如直線、圓弧等，則調(diào)用插補(bǔ)函數(shù)， 根據(jù)上一個(gè)坐標(biāo)點(diǎn)和新添加的坐標(biāo)點(diǎn)的之間形成的線段及其類型，按照給定的隊(duì)列速度進(jìn)行插補(bǔ)，從而在這兩個(gè)給定的坐標(biāo)點(diǎn)之間生成了許多線段軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把這些插補(bǔ)計(jì)算出來的坐標(biāo)點(diǎn)存放在輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存里。發(fā)送數(shù)據(jù)模塊用于將坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息依次發(fā)送給振鏡。在解析隊(duì)列命令模塊把數(shù)據(jù)坐標(biāo)點(diǎn)生成并存放在輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存之后，發(fā)送模塊會(huì)按照設(shè)定的頻率，如100000Hz， 依次把坐標(biāo)位置信息發(fā)送給振鏡。振鏡按照要求的坐標(biāo)點(diǎn)位置把激光的焦點(diǎn)反射到對(duì)應(yīng)的實(shí)際位置上。另外設(shè)有進(jìn)程管理模塊協(xié)調(diào)上述三個(gè)模塊配合的溝通和協(xié)作。比如在接收命令模塊中收到了執(zhí)行隊(duì)列數(shù)據(jù)輸出時(shí)，它會(huì)通過進(jìn)程管理模塊通知發(fā)送數(shù)據(jù)模塊開始傳送位置點(diǎn)信息給振鏡，發(fā)送數(shù)據(jù)模塊在收到此命令時(shí)就開始發(fā)送在輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列里面的坐標(biāo)點(diǎn)給振鏡。另外，關(guān)于整個(gè)程序的一些狀態(tài)也是由該模塊來管理，比如設(shè)定隊(duì)列里面的數(shù)據(jù)是否全部發(fā)送給振鏡、當(dāng)前激光的行走的速度、位置等。工作時(shí)，控制單元首先接收用戶預(yù)先輸入的參數(shù)數(shù)據(jù)，比如需切割的極片及其上的極耳的高度、寬度，極耳之間的間隔長度，還包括切割速度等控制信息；并根據(jù)用戶輸入的有關(guān)極片和極耳的圖形數(shù)據(jù)，生成與圖形數(shù)據(jù)相對(duì)應(yīng)的軌跡?？刂茊卧獙?duì)列指令和普通指令的控制命令輸出給底層執(zhí)行單元。執(zhí)行單元執(zhí)行控制命令，對(duì)于其中的軌跡描述隊(duì)列，采用相應(yīng)的處理方式，比如當(dāng)運(yùn)行到特定的位置時(shí)，要進(jìn)行切極耳動(dòng)作，此時(shí)激光就會(huì)按照生成的軌跡在電池的極片上行走，并利用激光的高能量密度把電池極片切割分離。在動(dòng)作隊(duì)列指令執(zhí)行完后，控制激光重新回到初始點(diǎn)，準(zhǔn)備下一個(gè)動(dòng)作隊(duì)列指令。而在程序運(yùn)行中，也能夠同時(shí)響應(yīng)用戶的其他控制命令，如暫停、重新啟動(dòng)、設(shè)置參數(shù)等。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對(duì)本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對(duì)于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡(jiǎn)單推演或替換，都應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法，包括以下步驟1)控制單元接收待切割極片的圖形數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；2)控制單元將控制命令和運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；3)執(zhí)行單元執(zhí)行控制命令，并控制激光按照運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)所規(guī)定的軌跡移動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法，其特征在于，其中步驟 3)包括以下步驟31)執(zhí)行單元的命令處理模塊接收控制單元的控制命令，將其中的隊(duì)列指令依次添加到命令隊(duì)列緩存中；32)執(zhí)行單元的解析隊(duì)列命令模塊對(duì)命令隊(duì)列緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以生成運(yùn)動(dòng)軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)依次輸入到輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存中；33)執(zhí)行單元的發(fā)送數(shù)據(jù)模塊將坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息依次發(fā)送給振鏡，通過振鏡的控制將激光依次反射到坐標(biāo)點(diǎn)對(duì)應(yīng)的位置。
3.如權(quán)利要求2所述的對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法，其特征在于，其中步驟 1)中的接收的圖形數(shù)據(jù)包括極片和極耳的高度、寬度、各邊長、相鄰間隔距離的數(shù)據(jù)。
4.一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制系統(tǒng)，包括控制單元和執(zhí)行單元，所述控制單元包括用于接收待切割極片圖形數(shù)據(jù)的圖形數(shù)據(jù)接收模塊、用于根據(jù)極片的圖形數(shù)據(jù)計(jì)算出激光運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)的運(yùn)動(dòng)軌跡生成模塊，所述執(zhí)行單元用于接收運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)并控制激光的反射位置。
5.如權(quán)利要求4所述的對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制系統(tǒng)，其特征在于所述執(zhí)行單元包括命令處理模塊、解析隊(duì)列命令模塊、發(fā)送數(shù)據(jù)模塊和振鏡，所述命令處理模塊用于接收控制單元的控制命令，將其中的隊(duì)列指令添加到命令隊(duì)列緩存中；所述解析隊(duì)列命令模塊用于對(duì)命令隊(duì)列緩存中的數(shù)據(jù)進(jìn)行解析，以生成運(yùn)動(dòng)軌跡上的坐標(biāo)點(diǎn)，并把坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)輸入到輸出數(shù)據(jù)隊(duì)列緩存中；所述發(fā)送數(shù)據(jù)模塊用于將坐標(biāo)點(diǎn)數(shù)據(jù)信息依次發(fā)送給振
6.如權(quán)利要求5所述的對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制系統(tǒng)，其特征在于所述執(zhí)行單元還包括進(jìn)程管理模塊。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種對(duì)電池極片進(jìn)行激光切割的控制方法及系統(tǒng)，本方法包括以下步驟1)控制單元接收待切割極片的圖形數(shù)據(jù)，生成相應(yīng)的運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)；2)控制單元將控制命令和運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)發(fā)送給執(zhí)行機(jī)構(gòu)；3)執(zhí)行單元執(zhí)行控制命令，并控制激光按照運(yùn)動(dòng)軌跡數(shù)據(jù)所規(guī)定的軌跡移動(dòng)。本發(fā)明采用運(yùn)動(dòng)軌跡來描述激光運(yùn)動(dòng)路線，提高了極片切割速度，保證了切割精度；而且能夠很方便地輸入、修改圖形的尺寸數(shù)據(jù)參數(shù)，能夠靈活地適應(yīng)電池極片圖形頻繁發(fā)生變化的情況。
文檔編號(hào)B23K26/38GK102205469SQ20101014059
公開日2011年10月5日 申請(qǐng)日期2010年3月31日 優(yōu)先權(quán)日2010年3月31日
發(fā)明者馮慶枝, 王立松 申請(qǐng)人:深圳市先陽軟件技術(shù)有限公司