一种激光切割锂电池极耳方法技术

本发明专利技术公开了一种激光切割锂电池极耳的方法，步骤以下包括：基于需要切割的极耳尺寸及形状，参数极耳参数，选择耳形状，设置极耳速度；计算XY方向的步长为轨迹精度，计算单片极耳数据段数和轨迹中一个步长应叠加的偏移值，生成相应的极耳运动轨迹数据；根据极耳材料不同，将整个轨迹分成不同的部分，各个部分单独设置激光参数，生成极耳的激光能量参数数据；切割尺寸的方形，通过分别测量每毫米间隔的XY方向的尺寸，制作对应的补偿数据，在最终的坐标生产处对每一个坐标点位进行振镜失真补偿；将补偿后数据加载进运动控制卡，开启料带，使待切割极片移动，根据编码器的返回值来控制激光切割的移动速度随传送带的速度动态变化。光切割的移动速度随传送带的速度动态变化。光切割的移动速度随传送带的速度动态变化。

【技术实现步骤摘要】
一种激光切割锂电池极耳方法


[0001]本专利技术涉及锂电池极耳加工
，具体涉及一种激光切割锂电池极耳方法。
技术背景
[0002]随着新能源汽车及其他移动设备的发展，锂电池应用市场发展迅猛，成为目前电池产品中最重要的产品。随着能源危机、环境污染等世界问题的日益严重，锂离子电池凭借其工作电压高、比能量大、体积小、重量轻、循环寿命长、自放电率低、无记忆效应、无污染等特点占用相当大的市场份额。
[0003]传统的激光切割方式的激光切割区域较大，激光的光路沿着极耳成型后的路线走。由于激光高速切割产生的料带抖动，严重影响料带的稳定性，进而影响极耳的切割精度及效率。此种切割方式固定，无法在线变换切割形状(一种锂电池极片激光制片方法)。
[0004]然而，极片作为整个锂离子电池制造的基础，对极片制造设备和制造方法提出了很苛刻的条件，需要具备良好的性能，对精度、稳定性、灵活度及生产效率等都有很高的要求。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对以上指出的不足，提出了一种激光切割锂电池极耳方法，通过设置不同的极耳尺寸参数和形状参数，可以实现在线变换切割极耳的尺寸和类型；根据极片的材料划分不同的激光能量区域，有效减少极片毛边的产生，并且降低了激光能量的损耗；通过测量的补偿数据，对振镜自身机械结构带来的失真进行补偿，有效地提高了极耳的切割精度；通过设置极耳速度倍率参数，压缩了激光在X方向的有效切割区域，使得防抖机械部件能够成功安装在加工平面前端，极大减少了料带的抖动，从而提高极耳的切割精度。
>[0006]本专利技术至少通过如下技术方案之一实现。
[0007]一种激光切割锂电池极耳的方法，用于完成多种极耳形状的切割；将整个极耳图形分段，根据细分路径段可以进行不同的速度比例设定和激光参数设定，包括以下步骤：
[0008]S1、设置待切割极片的形状和尺寸参数，根据所选形状和尺寸参数设置极耳速度比例；
[0009]S2、根据轨迹精度和极耳速度比例，计算Y方向的步长，X方向的步长，根据单片极耳全长和轨迹精度，计算单片极耳数据段数，再由极片总长和数据段数计算出轨迹中一个步长应叠加的偏移值，生成极耳运动轨迹数据；
[0010]S3、分别设置极耳顶部部分，极耳高度部分，削薄部分和基材部分的激光能量参数功率和频率，生成极耳激光能量参数数据；
[0011]S4、在料带静止的状态下，切割一定尺寸的方形，通过分别测量每毫米间隔的X,Y方向的尺寸，制作对应的补偿数据，在最终的坐标生产处对每一个坐标点位进行振镜失真补偿；
[0012]S5、加载数据到运动控制卡，开启传送带使待切割极片移动，根据编码器的返回脉
冲来控制激光切割的速度随传送带的速度动态变化；
[0013]S6、启动系统控制激光在加工平面对移动极片进行周期性切割。
[0014]进一步地，所述待切割极片的形状包括普通极耳、反极耳和定位孔。
[0015]进一步地，尺寸参数包括单片极片总长L、极耳底部宽度M、极耳高度H2、极耳右侧底部圆角r_bot、极耳右侧顶部圆角r_top、极耳左侧顶部圆角l_top和极耳左侧底部圆角l_bot；
[0016]反极耳极耳前的尺寸参数包括反极耳水平距离W
f
、反极耳垂直高度H
f
、反极耳圆弧直径D
f
、反极耳底弧半径R
f
；
[0017]定位孔极耳前的尺寸参数，包括定位孔水平距离W
d
、定位孔垂直距离H
d
、定位孔圆弧直径D
d
、定位孔垂直长度F；
[0018]极耳中的尺寸参数无需设置水平距离W
f
或W
d
。
[0019]进一步地，根据轨迹精度P和极耳速度比例R，计算Y方向的步长：
[0020]S
y
＝P*R
[0021]X方向的步长：
[0022]S
x
＝P
[0023]将单片极耳全长T分为X方向长度T
x
和Y方向长度T
y
，计算单片极耳数据段数S：
[0024]S＝T
x
/S
x
+T
y
/S
y
[0025]再由极片总长L和数据段数S计算出轨迹中一个步长应叠加的偏移值O：
[0026]O＝S/L
[0027]在每一个给定的x坐标点位叠加偏移值O，即可生成极耳运动轨迹数据。
[0028]进一步地，以极耳右底圆弧为起点，计算右底圆弧段坐标：
[0029]x_rb＝x_arc_rb
‑
r_bot*sin(m*angle_arc_rb)
[0030]y_rb＝y_arc_rb+(r_bot
‑
r_bot*cos(m*angle_arc_rb))
[0031]其中，r_bot表示极耳右侧底部圆角的半径，x和y为当前点位坐标，x_arc_rb和y_arc_rb为右底圆弧起点，定义为(0,0)，即：
[0032]x_arc_rb＝0，y_arc_rb＝0
[0033]m为右底圆弧当前段数，angle_arc_rb为右底圆弧起点的单步的弧度，其值由单步长度S
x
和右底圆弧半径r_bot计算出：
[0034]angle_arc_rb＝S
x
/r_bot
[0035]计算极耳高度右段坐标：
[0036]y_rh＝y+S
y
[0037]其中，S
x
、S
y
表示X方向的步长、Y方向的步长；
[0038]计算右顶圆弧段坐标：
[0039]x_rt＝x_arc_rt
‑
(r_top
‑
r_top*cos(m*angle_arc_rt*R))
[0040]y_rt＝y_arc_rt+r_top*sin(m*angle_arc_rt*R)
[0041]其中，r_top表示极耳右侧顶部圆角的半径，R表示极耳速度比例为：
[0042]x_arc_rt＝
‑
r_bot，y_arc_rt＝H2‑
r_top
[0043]右顶圆弧起点的单步的弧度：
[0044]angle_arc_rt＝S
x
/r_top
[0045]计算极耳顶部直线坐标：
[0046]x_t＝x
‑
S
x
[0047]计算左顶圆弧段坐标：
[0048]x_lt＝x_arc_lt
‑
l_top*sin(m*angle_arc_lt*R)
[0049]y_lt＝y_arc_lt
‑
(l_top
‑
l_top*cos(m*angle_arc本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光切割锂电池极耳的方法，用于完成多种极耳形状的切割；其特征在于：将整个极耳图形分段，根据细分路径段可以进行不同的速度比例设定和激光参数设定，包括以下步骤：S1、设置待切割极片的形状和尺寸参数，根据所选形状和尺寸参数设置极耳速度比例；S2、根据轨迹精度和极耳速度比例，计算Y方向的步长，X方向的步长，根据单片极耳全长和轨迹精度，计算单片极耳数据段数，再由极片总长和数据段数计算出轨迹中一个步长应叠加的偏移值，生成极耳运动轨迹数据；S3、分别设置极耳顶部部分，极耳高度部分，削薄部分和基材部分的激光能量参数功率和频率，生成极耳激光能量参数数据；S4、在料带静止的状态下，切割一定尺寸的方形，通过分别测量每毫米间隔的X,Y方向的尺寸，制作对应的补偿数据，在最终的坐标生产处对每一个坐标点位进行振镜失真补偿；S5、加载数据到运动控制卡，开启传送带使待切割极片移动，根据编码器的返回脉冲来控制激光切割的速度随传送带的速度动态变化；S6、启动系统控制激光在加工平面对移动极片进行周期性切割。2.如权利要求1所述的一种激光切割锂电池极耳方法，其特征在于：所述待切割极片的形状包括普通极耳、反极耳和定位孔。3.如权利要求1所述的一种激光切割锂电池极耳方法，其特征在于：尺寸参数包括单片极片总长L、极耳底部宽度M、极耳高度H2、极耳右侧底部圆角r_bot、极耳右侧顶部圆角r_top、极耳左侧顶部圆角l_top和极耳左侧底部圆角l_bot；反极耳极耳前的尺寸参数包括反极耳水平距离W
f
、反极耳垂直高度H
f
、反极耳圆弧直径D
f
、反极耳底弧半径R
f
；定位孔极耳前的尺寸参数，包括定位孔水平距离W
d
、定位孔垂直距离H
d
、定位孔圆弧直径D
d
、定位孔垂直长度F；极耳中的尺寸参数无需设置水平距离W
f
或W
d
。4.如权利要求1所述的一种激光切割锂电池极耳方法，其特征在于：根据轨迹精度P和极耳速度比例R，计算Y方向的步长：S
y
＝P*RX方向的步长：S
x
＝P将单片极耳全长T分为X方向长度T
x
和Y方向长度T
y
，计算单片极耳数据段数S：S＝T
x
/S
x
+T
y
/S
y
再由极片总长L和数据段数S计算出轨迹中一个步长应叠加的偏移值O：O＝S/L在每一个给定的x坐标点位叠加偏移值O，即可生成极耳运动轨迹数据。5.如权利要求1所述的一种激光切割锂电池极耳方法，其特征在于：以极耳右底圆弧为起点，计算右底圆弧段坐标：x_rb＝x_arc_rb
‑
r_bot*sin(m*angle_arc_rb)y_rb＝y_arc_rb+(r_bot
‑
r_bot*cos(m*angle_arc_rb))其中，r_bot表示极耳右侧底部圆角的半径，x和y为当前点位坐标，x_arc_rb和y_arc_
rb为右底圆弧起点，定义为(0,0)，即：x_arc_rb＝0，y_arc_rb＝0m为右底圆弧当前段数，angle_arc_rb为右底圆弧起点的单步的弧度，其值由单步长度S
x
和右底圆弧半径r_bot计算出：angle_arc_rb＝S
x
/r_bot计算极耳高度右段坐标：y_rh＝y+S
y
其中，S
x
、S
y
表示X方向的步长、Y方向的步长；计算右顶圆弧段坐标：x_rt＝x_arc_rt
‑
(r_top
‑
r_top*cos(m*angle_arc_rt*R))y_rt＝y_arc_rt+r_top*sin(m*angle_arc_rt*R)其中，r_top表示极耳右侧顶部圆角的半径，R表示极耳速度比例为：x_arc_rt＝
‑
r_bot，y_arc_rt＝H2‑
r_top右顶圆弧起点的单步的弧度：angle_arc_rt＝S
x
/r_top计算极耳顶部直线坐标：x_t＝x
‑
S
x
计算左顶圆弧段坐标：x_lt＝x_arc_lt
‑
l_top*sin(m*angle_arc_lt*R...

【专利技术属性】
技术研发人员：罗伟森，黎振升，黄道平，谢志文，刘少君，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：