專利名稱：螺旋卷繞裝置、不良卷繞檢測系統(tǒng)及不良卷繞檢測方法
技術(shù)領(lǐng)域：
所描述的技術(shù)大體涉及螺旋卷繞裝置、不良卷繞檢測系統(tǒng)(miss-Winding inspection system)以及檢測電極板和隔板不良卷繞的方法，其中該電極板和隔板螺旋卷繞以形成電極組件。
背景技術(shù)：

與一次電池不同，可再充電電池能重復(fù)充電和放電并包括電極組件、用于安裝電極組件的殼和包圍并密封殼的開口的蓋組件。例如，通過堆疊將隔板插在其間的正電極板和負(fù)電極板或者通過將隔板插在其間的正電極板和負(fù)電極板螺旋卷繞成果凍卷(jelly roll)形狀來形成電極組件。隔板防止正電極板或負(fù)電極板的短路，并能使電解液或電解質(zhì)離子遷移。在果凍卷形的電極組件中，正電極板和負(fù)電極板，即，隔板插在其間的電極板被插入到心軸(mandrel)的插入槽并且被螺旋卷繞到心軸的外表面，該心軸在傳送輥的引導(dǎo)下旋轉(zhuǎn)。在傳送過程期間，電極板和隔板接觸傳送輥。在此情況下，傳送輥與電極板的接觸位置和傳送輥與隔板的接觸位置可能不一致，因此電極板和隔板以不良卷繞狀態(tài)關(guān)于傳送輥運(yùn)動，使得它們可能不良地卷繞 (miss-wound)到心軸。因此，在螺旋卷繞之后，電極板和隔板沿寬度方向的切割線會不一致。因此，電極板和隔板的長度沿整個寬度方向范圍可能不一致，這會導(dǎo)致電池性能的劣化。另外，由于切割線在寬度方向上不一致，所以螺旋卷繞的電極組件的側(cè)表面變得不一致。即，電極板的端部的高度變得不一致，并且隔板的端部的高度變得不一致，使得在電極板的端部會發(fā)生短路。在背景技術(shù)部分中公開的上述信息僅用于增強(qiáng)對所描述技術(shù)的背景的理解，因此，它會包含不構(gòu)成在本國已為本領(lǐng)域普通技術(shù)人員所知的現(xiàn)有技術(shù)的信息。

發(fā)明內(nèi)容
所描述的技術(shù)致力于提供螺旋卷繞裝置、不良卷繞檢測系統(tǒng)和用于在螺旋卷繞電極組件期間測量電極板和隔板的不良卷繞程度的檢測方法。根據(jù)示范實(shí)施方式的螺旋卷繞裝置，包括供應(yīng)輥和傳送輥，分別供應(yīng)和傳送第一電極板、隔板和第二電極板；咬送輥，將第一電極板、隔板和第二電極板層疊并傳送到一側(cè)； 心軸，通過螺旋卷繞第一電極板和第二電極板同時經(jīng)由咬送輥將隔板插置在其間來形成電極組件；以及檢測單元，在電極組件的與心軸分開的一側(cè)測量關(guān)于第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度。檢測單元可以包括位移傳感器，通過輻照激光束到電極組件的所述一側(cè)來測量第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度；傳感器控制器，控制位移傳感器的操作；以及信號處理器，處理從傳感器控制器接收的信號。
檢測單元還可以測量第一電極板、隔板和第二電極板的端部之間的距離。位 移傳感器可以使用線形或點(diǎn)形激光束，或者使用由共焦法形成的激光束。檢測單元可以包括臺架，調(diào)整位移傳感器的位置；支撐單元，支撐被螺旋卷繞的電極組件，用于通過位移傳感器檢測第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部； 傳送單元，傳送已在支撐單元上完成檢測的電極組件；以及托架，支撐臺架、支撐單元和傳送單元。支撐單元可以形成支撐槽，該支撐槽彼此面對地設(shè)置且其間有一距離，從而支撐電極組件的兩側(cè)；傳送單元可以設(shè)置在支撐單元中，從而在測量了第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度之后，傳送單元通過舉起、向前運(yùn)送和落下電極組件以及向后移動而反復(fù)執(zhí)行將設(shè)置在支撐槽上的電極組件傳送到另一支撐單元的操作。信號處理器可以通過結(jié)合由反復(fù)測量第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度所獲得的數(shù)據(jù)而在所測量的數(shù)據(jù)中選取正常值，利用所選取的正常值產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，比較預(yù)定正常圖案與測量數(shù)據(jù)圖案以計算第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離差量(dispersion)以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度差量。更具體地，信號處理器可以通過將反復(fù)測量的數(shù)據(jù)中的最頻值作為正常值而產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，并且比較測量數(shù)據(jù)圖案與正常圖案以補(bǔ)償測量數(shù)據(jù)圖案，正常圖案可以是由按照第一電極板、隔板、第二電極板和隔板的卷繞順序的螺旋卷繞圖案產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)的圖案。信號處理器可以比較測量數(shù)據(jù)圖案與正常圖案，并當(dāng)隔板的數(shù)據(jù)被遺漏時利用先前的測量數(shù)據(jù)圖案的隔板測量數(shù)據(jù)來修補(bǔ)隔板的遺漏數(shù)據(jù)，當(dāng)?shù)谝浑姌O板和第二電極板的數(shù)據(jù)被遺漏時保持第一電極板和第二電極板的遺漏數(shù)據(jù)。當(dāng)與正常圖案不匹配的異常值產(chǎn)生在測量數(shù)據(jù)圖案中時，信號處理器可以除去該異常值并補(bǔ)償(compensate)測量數(shù)據(jù)圖案。根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞檢測系統(tǒng)，包括位移傳感器，通過輻照激光束到螺旋卷繞的電極組件的一側(cè)來測量關(guān)于第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度；傳感器控制器，控制位移傳感器；以及信號處理器，處理從傳感器控制器接收的信號。位移傳感器還可以測量第一電極板、隔板和第二電極板的端部之間的距離。位移傳感器可以使用線形或點(diǎn)形激光束，或者使用由共焦法形成的激光束。根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞檢測系統(tǒng)還可以包括臺架，調(diào)整位移傳感器的位置；支撐單元，支撐電極組件，用于通過位移傳感器檢測第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部；傳送單元，傳送已在支撐單元上完成檢測的電極組件；以及托架，支撐臺架、支撐單元和傳送單元。支撐單元可以形成支撐槽，該支撐槽彼此面對地設(shè)置且其間有一距離，從而支撐電極組件的兩側(cè)；傳送單元可以設(shè)置在支撐單元中，從而在測量了第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度之后，傳送單元可以通過舉起、向前運(yùn)送和落下電極組件以及向后移動而反復(fù)執(zhí)行將設(shè)置在支撐槽上的電極組件傳送到另一支撐單元的操作。
根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞控制方法，包括第一步，從螺旋卷繞的電極組件測量第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度；第二步，從測量數(shù)據(jù)計算第一電極板的端部、 隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離差量以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度差量；第三步，通過比較距離差量和高度差量與預(yù)定的確定標(biāo)準(zhǔn)來確定電極組件的適用性(suitability)；以及第四步，根據(jù)電極組件的適用性來運(yùn)轉(zhuǎn)或停止螺旋卷繞單元。 第二步可以包括區(qū)分隔板、第一電極板和第二電極板的類別；根據(jù)類別將測量數(shù)據(jù)再分類；產(chǎn)生電極組件的橫截剖面；以及由橫截剖面計算距離差量和高度差量。根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞控制方法還可以包括第五步，用于根據(jù)在第二步中計算的距離差量和高度差量來補(bǔ)償螺旋卷繞單元。在根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞控制方法中，第一步可以被重復(fù)多次，和第二步可以包括通過結(jié)合反復(fù)測量的第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度而在測量數(shù)據(jù)中選取正常值；利用所選取的正常值產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，比較預(yù)定正常圖案與測量數(shù)據(jù)圖案以計算第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度。正常值的選取可以包括將反復(fù)測量的數(shù)據(jù)中的最頻值作為正常值；計算第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度包括利用正常值產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，并且通過比較測量數(shù)據(jù)圖案與正常圖案來補(bǔ)償測量數(shù)據(jù)圖案。正常圖案可以是由按照第一電極板、隔板、第二電極板和隔板的卷繞順序的螺旋卷繞圖案產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)的圖案。如上所述，根據(jù)示范實(shí)施方式，螺旋卷繞的電極組件被放置在支撐單元上，第一電極板、第二電極板和隔板的端部之間的距離以及各端部的高度被測量以檢測不良卷繞的程度，接著使用傳送單元將電極組件傳送到相鄰的支撐單元。在示范實(shí)施方式中，在螺旋卷繞裝置處于驅(qū)動狀態(tài)時能檢測關(guān)于在螺旋卷繞裝置上螺旋卷繞的所有電極組件的第一電極板和第二電極板及隔板的不良卷繞程度。因此，能提高電極組件的螺旋卷繞的生產(chǎn)力。示范實(shí)施方式使用輻照激光束的位移傳感器，使得無法被傳統(tǒng)X射線檢測裝置感測的隔板的端部能被檢測到，因此隔板、第一電極板和第二電極板的端部之間的距離以及隔板、第一電極板和第二電極板的端部的高度能被測量。如上所述，在電極組件的生產(chǎn)中，根據(jù)所得到的距離差量和高度差量補(bǔ)償螺旋卷繞單元，從而能夠穩(wěn)定電極組件的質(zhì)量。


圖1為根據(jù)示范實(shí)施方式的卷繞裝置的透視圖；圖2為應(yīng)用于圖1的不良卷繞檢測系統(tǒng)的透視圖；圖3A、圖3B、圖3C和圖3D為將圖2的不良卷繞檢測系統(tǒng)的電極組件從檢測位置傳送到檢測終止位置的操作狀態(tài)圖4為使用圖1的螺旋卷繞裝置完成螺旋卷繞的電極組件的透視圖；圖5為沿V-V線截取的圖4的截面圖；圖6為根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞檢測方法的流程圖；圖7為曲線圖，示出在電極組件一側(cè)得到的第一電極板、第二電極板、第一隔板和第二隔板的端部之間距離差量，和各端部的高度差量?！锤綀D標(biāo)記〉10:電極組件11，12 第一電極板和第二電極板21，22 第一隔板和第二隔板31:位移傳感器32 傳感器控制器33 信號處理器41:臺架42，242:支撐單元43 傳送單元44 托架100 螺旋卷繞單元200 檢測單元421，431:支撐槽Bi，B2，B3 第一、第二和第三方框M:心軸R5 咬送輥Rll, R12，R13，R14 第一、第二、第三、第四支撐輥R21，R22，R23，R24 第一、第二、第三、第四傳送輥
具體實(shí)施例方式將參考其中顯示本發(fā)明的示范實(shí)施例的附圖在其后更全面地描述本發(fā)明。如同本領(lǐng)域技術(shù)人員所能了解到的，所描述的實(shí)施方式可以以各種不同的方式改變，所有這些改變均不脫離本發(fā)明的精神或范圍。附圖和文字描述被認(rèn)為本質(zhì)上是說明性的而非限制性的。通篇說明書中，相同的附圖標(biāo)記指示相同的元件。圖1為根據(jù)示范實(shí)施方式的螺旋卷繞裝置的透視圖。參考圖1，根據(jù)本示范實(shí)施方式的螺旋卷繞裝置包括螺旋卷繞單元100和檢測單元200，該螺旋卷繞單元100螺旋卷繞構(gòu)成電極組件10的電極板和隔板，該檢測單元200測量在螺旋卷繞狀態(tài)下電極板和隔板的端部之間的距離以及各電極板和隔板的每個端部的高度。螺旋卷繞單元100形成為通過螺旋卷繞第一電極板11、第二電極板12、第一隔板 21和第二隔板22來制造電極組件10。例如，螺旋卷繞單元100包括第一供應(yīng)輥R11、第二供應(yīng)輥R12、第三供應(yīng)輥R13和第四供應(yīng)輥R14 ；第一傳送輥R21、第二傳送輥R22、第三傳送輥R23和第四傳送輥R24 ；咬送輥(nip roll)R5 ；以及心軸M。第一供應(yīng)輥Rll和第二供應(yīng)輥R12分別供應(yīng)形成為螺旋卷繞帶的第一電極板11 和第二電極板12。第三供應(yīng)輥R13和第四供應(yīng)輥R14分別供應(yīng)形成為螺旋卷繞帶的第一隔板21和第二隔板22。 第一傳送輥R21和第二傳送輥R22支撐并傳送從第一供應(yīng)輥Rll和第二供應(yīng)輥 R12供應(yīng)的第一電極板11和第二電極板12到咬送輥R5。第三傳送輥R23和第四傳送輥 R24支撐并傳送從第三供應(yīng)輥R13和第四供應(yīng)輥R14供應(yīng)的第一隔板21和第二隔板22到咬送輥R5。另外，第一傳送輥R21和第四傳送輥R24分別將第一電極板11和從第三傳送輥 R23傳送的第一隔板21以及第二隔板22和從第二傳送輥R22傳送的第二電極板12傳送到一起。第一傳送輥R21、第二傳送輥R22、第三傳送輥R23和第四傳送輥R24分別設(shè)置多個， 使得它們能以各種狀態(tài)傳送第一電極板11和第二電極板12以及第一隔板21和第二隔板 22。例如，第一電極板11能形成電極組件10中的正電極，在此情況下，它可以由鋁片薄膜形成。第二電極板12能形成電極組件10中的負(fù)電極，在此情況下，它可以由銅片薄膜形成。咬送輥R5成對地布置在所有第一傳送輥R21、第二傳送輥R22、第三傳送輥R23和第四傳送輥R24的一側(cè)。咬送輥R5將經(jīng)過第一傳送輥R21、第二傳送輥R22、第三傳送輥 R23和第四傳送輥R24的第一電極板11和第二電極板12及第一隔板21和第 二隔板22安置在一個位置并順序堆疊第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22，用于引導(dǎo)傳送。在被咬送輥R5引導(dǎo)的第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22 中，其每端插入到形成在心軸M的中心的橫穿槽(未示出)中并連接到該橫穿槽。在此狀態(tài)下，心軸M在旋轉(zhuǎn)的同時將第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22以果凍卷狀態(tài)螺旋卷繞在其外側(cè)。在螺旋卷繞之后，第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22被切斷，固定帶貼附到切割線使得電極組件10能保持果凍卷狀態(tài)。檢測單元200測量電極組件20中的第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12 和第二隔板22的與心軸M間隔開的端部之間的距離(在下文，為了方便稱為距離)，測量第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22的每個端部的高度(在下文，為了方便稱為高度)，以及由測得的數(shù)據(jù)計算距離差量和高度差量從而確定電極組件10的品質(zhì)。為了方便，圖1示出螺旋卷繞單元100和作為檢測單元200的一部分的位移傳感器31的整個構(gòu)造。圖2中示出包括位移傳感器31的檢測單元200的整個構(gòu)造。圖2為應(yīng)用于圖1的不良卷繞檢測系統(tǒng)的透視圖。參考圖2，不良卷繞檢測系統(tǒng)由檢測單元200形成，不包括圖1的螺旋卷繞裝置中的螺旋卷繞裝置100。檢測單元200包括位移傳感器31、傳感器控制器32和信號處理器33，該位移傳感器31通過輻照激光束到電極組件10的側(cè)表面來測量端部的距離和高度，該傳感器控制器 32控制位移傳感器31的操作，該信號處理器33處理從傳感器控制器32接收的信號。檢測單元200還包括臺架(Stage)41，用于準(zhǔn)確調(diào)整位移傳感器31的位置；支撐單元42，支撐螺旋卷繞的電極組件10，從而利用位移傳感器31檢測端部的距離和高度 ’傳送單元43，傳送已在支撐單元42上完成檢測的電極組件10 ；以及托架(bracket) 44，支撐臺架41、支撐單元42和傳送單元43。臺架41能在χ軸、y軸和ζ軸方向上精細(xì)調(diào)整，使得它能穩(wěn)定地安裝位移傳感器31從而保持與電極組件10的側(cè)表面間的預(yù)定距離。臺架41的位置可以使用測微計 (micrometer)手動控制，也可以使用電動機(jī)自動控制。由于已知的技術(shù)能適用于臺架41， 所以將不提供進(jìn)一步的描述。位移傳感器31安裝在臺架41上并保持其與電極組件10之間的預(yù)定距離，并可以利用線形或點(diǎn)形的激光束或通過使用共焦(confocal)方法形成的激光束。根據(jù)示范實(shí)施方式的位移傳感器31通過輻照激光束產(chǎn)生關(guān)于第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12 和第二隔板22的端部之間的距離以及各端部的高度的測量數(shù)據(jù)。支撐單元42設(shè)置在螺旋卷繞單元100的一側(cè)。分離的傳送器件(未示出)將螺旋卷繞單元100中已完成卷繞的電極組件10傳送到檢測單元200的支撐單元42。支撐單元42支撐被傳送的電極組件10，使得能利用位移傳感器31測量各端部之間的距離以及各端部的高度。例如，支撐單元42彼此相對地布置以支撐螺旋卷繞的電極組件10的橫向側(cè)并形成支撐槽421。由于電極組件10處于果凍卷狀態(tài)，所以支撐槽421具有與電極組件10的外圓周表面相應(yīng)的彎曲(curvature)。支撐槽421可以形成多個以支撐多個電極組件10。傳送單元43設(shè)置在支撐單元42的內(nèi)側(cè)，并且在與支撐單元42的支撐槽421相應(yīng)的位置處設(shè)置有支撐槽431。在一個支撐單元42上的電極組件10被傳送到另一個相鄰的支撐單元242期間，支撐槽431支撐電極 件10。圖3A、圖3B、圖3C和圖3D分別示出在圖2的不良卷繞檢測系統(tǒng)中將電極組件從檢測位置傳送到檢測完成位置的操作圖。參考圖3A，在測量了端部的距離和高度之后，傳送單元43被升高以從支撐槽421舉起安置在檢測位置處的支撐槽421上的電極組件10。如圖3A和圖3B所示，傳送單元43將在被傳送到檢測單元200的時間內(nèi)已測得端部的距離和高度的電極組件10從作為檢測位置的一側(cè)的支撐單元42傳送到作為檢測完成位置的另一個支撐單元242，同時該傳送單元43反復(fù)執(zhí)行升高、向前、落下和向后操作。關(guān)于作為檢測位置的支撐單元42和作為檢測完成位置的支撐單元242，已知的技術(shù)可以應(yīng)用于使傳送單元43升高、向前、落下和向后移動的機(jī)械構(gòu)造。將省略關(guān)于該機(jī)械構(gòu)造的詳細(xì)描述。托架44形成為支撐臺架41、支撐單元42和242以及傳送單元43。托架44將臺架41安裝在其較低部分上，將支撐單元42和242及傳送單元43安裝在其較高部分，使得能利用位移傳感器31來測量端部的距離和高度，該位移傳感器31在設(shè)置于支撐單元42上的電極組件10的一側(cè)。此外，托架44最小化由螺旋卷繞單元100產(chǎn)生的振動通過支撐單元42和242以及傳送單元43對位移傳感器31的影響。例如，托架44在支撐單元42和傳送單元43下面形成通孔441以吸收由螺旋卷繞單元100產(chǎn)生的振動(參考圖2)。傳感器控制器32接收來自信號處理器33的控制信號以控制位移傳感器31的操作，并將位移傳感器31測量的測量數(shù)據(jù)傳輸?shù)叫盘柼幚砥?3。位移傳感器31的操作包括輻照激光束的開始時間和終止時間。信號處理器33通過分析由位移傳感器31測量的波形來計算第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22的各端部之間的距離差量和各端部的高度差量。信號處理器33根據(jù)位移傳感器31測量的距離和高度來計算第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22的各端部之間的距離差量和各端部的高度差量。根據(jù)示范實(shí)施方式的信號處理器33通過結(jié)合由反復(fù)測量端部之間的距離和端部的高度所獲得的數(shù)據(jù)來選取出測量數(shù)據(jù)的正常值(normal value) 0利用所選取的正常值， 信號處理器33產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，并比較正常圖案與測量數(shù)據(jù)圖案以計算端部之間的距離差量和端部的高度差量。
信號處理器33反復(fù)地接收與每個端部相應(yīng)的測量數(shù)據(jù)數(shù)字以產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，然后將測量數(shù)據(jù)中的最頻值(mode value)作為正常值。 信號處理器33比較產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)圖案與正常圖案從而補(bǔ)償測量數(shù)據(jù)圖案。正常圖案意指按照正電極板、隔板、負(fù)電極板和隔板的卷繞順序的螺旋卷繞圖案產(chǎn)生的測量數(shù)據(jù)的圖案。例如，在第一電極板是正電極和第二電極板是負(fù)電極的情況下，電極組件10 以正電極、隔板、負(fù)電極和隔板的順序被螺旋卷繞。在此情況下，正常圖案意味著以正電極的測量數(shù)據(jù)、隔板的測量數(shù)據(jù)、負(fù)電極的測量數(shù)據(jù)和隔板的測量數(shù)據(jù)的順序形成的測量數(shù)據(jù)圖案。更具體地，信號處理器33比較測量數(shù)據(jù)圖案與正常圖案，當(dāng)隔板的數(shù)據(jù)被遺漏時，利用先前數(shù)據(jù)圖案的隔板的測量數(shù)據(jù)來修補(bǔ)被遺漏的隔板的數(shù)據(jù)，當(dāng)正電極板和負(fù)電極板的數(shù)據(jù)被遺漏時，保持測量數(shù)據(jù)圖案而沒有額外的修補(bǔ)(restoration)。另外，當(dāng)測量數(shù)據(jù)圖案產(chǎn)生了與正常圖案不匹配的異常值時，信號處理器33去除該異常值并補(bǔ)償測量數(shù)據(jù)圖案。圖4為使用圖1的螺旋卷繞裝置完成螺旋卷繞的電極組件的透視圖，圖5為沿著 V-V線截取的圖4的截面圖。參考圖4和圖5，在螺旋卷繞單元100中的電極組件10具有第一電極板11和第二電極板12的層疊結(jié)構(gòu)，第一隔板21和第二隔板22插置到第一電極板11與第二電極板12之間。由于包括螺旋卷繞單元100的機(jī)械結(jié)構(gòu)和螺旋卷繞條件的幾個因素，第一電極板 11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22分別具有不同的距離且各端部的高度彼此不同。當(dāng)距離和高度超過預(yù)定范圍時，電極組件10被確定為不合格。圖6為根據(jù)示范實(shí)施方式的不良卷繞檢測方法的流程圖。參考圖6，在不良卷繞檢測方法中，測量第一電極板11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22的端部的距離和高度并且檢測端部的距離差量和高度差量以確定電極組件10的品質(zhì)，由此控制螺旋卷繞單元100。在不良卷繞檢測之前，在螺旋卷繞單元100中螺旋卷繞的電極組件10被放置在支撐單元42上。根據(jù)本示范實(shí)施方式的不良卷繞檢測方法包括第一步ST1，測量第一電極板11、 第二電極板12、第一隔板21和第二隔板22的端部之間的距離以及各端部的高度；第二步 ST2，由測量數(shù)據(jù)計算端部的距離差量和高度差量；第三步ST3，通過比較預(yù)定的確定標(biāo)準(zhǔn)與計算得到的距離差量和高度差量來確定電極組件10的品質(zhì)；第四步ST4，根據(jù)電極組件 10的品質(zhì)來運(yùn)轉(zhuǎn)或停止螺旋卷繞單元100。第二步ST2包括第二十一步ST21，由測量數(shù)據(jù)區(qū)分第一隔板21和第二隔板22及第一電極板11和第二電極板12的類型；第二十二步ST22，根據(jù)類型將測量數(shù)據(jù)再分類；第二十三步ST23，產(chǎn)生電極組件10的橫截剖面(參考圖5)；第二十四步ST24，由橫截剖面來計算第一隔板21、第二隔板22、第一電極板11和第二電極板12的端部的距離差量和高度差量(參考圖7)。另外，不良卷繞檢測方法可以還包括第五步ST5，該第五步ST5根據(jù)第二步ST2中(即，第二十四步ST24中)計算的距離差量和高度差量來補(bǔ)償螺旋卷繞單元100。在第三步ST3中，用于確定電極組件10的品質(zhì)的預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)可以包括第一電極板 11、第一隔板21、第二電極板12和第二隔板22的端部之間的距離差量和端部的高度差量的至少一種。當(dāng)距離差量和高度差量兩者都包括在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)中時，能進(jìn)一步減少電極組件10 的品質(zhì)確定中的錯誤。在第四步ST4中，當(dāng)距離差量和高度差量滿足預(yù)定的確定標(biāo)準(zhǔn)時，螺旋卷繞單元 100持續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)以生產(chǎn)品質(zhì)優(yōu)良的電極組件10。另外，在第四步ST4中，當(dāng)距離差量和高度差量不滿足預(yù)定的確定標(biāo)準(zhǔn)時，螺旋卷繞單元100被停止以阻止生產(chǎn)不合格的電極組件10并
產(chǎn)生警報。圖7為曲線圖，示出在電極組件一側(cè)測量的第一電極板、第二電極板、第一隔板和第二隔板的各端部的距離差量和高度差量。參考圖7，該曲線圖示出了第一電極板11(即， 正電極)的端部的高度保持在最低水平，第二電極板12( S卩，負(fù)電極)的端部的高度保持在中等水平，第一隔板21和第二隔板22的端部的高度保持在最高水平。因此，通過用第一隔板21和第二隔板22形成絕緣結(jié)構(gòu)，第一電極板11和第二電極板12的端部能免受短路危害。例如，當(dāng)?shù)谝环娇駼l指示第一電極板 11的端部的預(yù)定高度范圍時，從電極組件10 測量的第一電極板11的端部的高度包括在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)中。當(dāng)?shù)诙娇駼2指示第二電極板12 的端部的預(yù)定高度范圍時，從電極組件10測量的第二電極板12的端部的高度包括在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)中。當(dāng)?shù)谌娇駼3指示第一隔板21和第二隔板22的端部的預(yù)定高度范圍時，第一隔板21和第二隔板22的端部的高度包括在預(yù)定標(biāo)準(zhǔn)中。雖然已經(jīng)結(jié)合當(dāng)前所認(rèn)為的實(shí)際示范實(shí)施方式描述了本公開，但是將理解本發(fā)明不限于所公開的實(shí)施方式，而是相反，旨在覆蓋包括在權(quán)利要求的精神和范圍內(nèi)的各種變化和等價布置。
權(quán)利要求
1.一種螺旋卷繞裝置，包括供應(yīng)輥和傳送輥，分別供應(yīng)和傳送第一電極板、隔板和第二電極板； 咬送輥，將所述第一電極板、所述隔板和所述第二電極板層疊并傳送到一側(cè)； 心軸，通過螺旋卷繞所述第一電極板和所述第二電極板而且經(jīng)由所述咬送輥將所述隔板插置在所述第一電極板和所述第二電極板之間來形成電極組件；以及檢測單元，在所述電極組件的與所述心軸分離的一側(cè)測量關(guān)于所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的螺旋卷繞裝置，其中所述檢測單元包括位移傳感器，通過輻照激光束到所述電極組件的所述一側(cè)來測量所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度， 傳感器控制器，控制所述位移傳感器的操作，以及信號處理器，處理從所述傳感器控制器接收的信號。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋卷繞裝置，其中所述檢測單元還測量所述第一電極板、 所述隔板和所述第二電極板的端部之間的距離。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的螺旋卷繞裝置，其中所述位移傳感器使用線形或點(diǎn)形激光束，或者使用由共焦法形成的激光束。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋卷繞裝置，其中所述檢測單元包括 臺架，調(diào)整所述位移傳感器的位置；支撐單元，支撐被螺旋卷繞的所述電極組件，用于通過所述位移傳感器檢測所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部；傳送單元，傳送已在所述支撐單元上完成檢測的所述電極組件；以及托架，支撐所述臺架、所述支撐單元和所述傳送單元。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的螺旋卷繞裝置，其中所述支撐單元形成支撐槽，該支撐槽彼此面對地設(shè)置且其間有一距離，從而支撐所述電極組件的兩側(cè)；所述傳送單元設(shè)置在所述支撐單元中，從而在測量了所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度之后，所述傳送單元通過舉起、向前運(yùn)送和落下所述電極組件以及向后移動而反復(fù)執(zhí)行將設(shè)置在所述支撐槽上的所述電極組件傳送到另一支撐單元。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的螺旋卷繞裝置，其中所述信號處理器通過結(jié)合由反復(fù)測量所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度所獲得的數(shù)據(jù)而在所測量的數(shù)據(jù)中選取正常值，利用所選取的正常值產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，并比較預(yù)定正常圖案與所述測量數(shù)據(jù)圖案，從而計算所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離差量以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度差量。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的螺旋卷繞裝置，其中所述信號處理器通過將反復(fù)測量的數(shù)據(jù)中的最頻值作為所述正常值而產(chǎn)生所述測量數(shù)據(jù)圖案，并且比較所述測量數(shù)據(jù)圖案與所述正常圖案以補(bǔ)償所述測量數(shù)據(jù)圖案，以及其中所述正常圖案是由按照所述第一電極板、所述隔板、所述第二電極板和所述隔板的卷繞順序的螺旋卷繞圖案產(chǎn)生的所述測量數(shù)據(jù)的圖案。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋卷繞裝置，其中所述信號處理器比較所述測量數(shù)據(jù)圖案與所述正常圖案，并當(dāng)所述隔板的數(shù)據(jù)被遺漏時利用先前的測量數(shù)據(jù)圖案的隔板測量數(shù)據(jù)來修補(bǔ)所述隔板的遺漏數(shù)據(jù)，當(dāng)所述第一電極板和所述第二電極板的數(shù)據(jù)被遺漏時保持所述第一電極板和所述第二電極板的遺漏數(shù)據(jù)。
10.根據(jù)權(quán)利要求8所述的螺旋卷繞裝置，其中當(dāng)與所述正常圖案不匹配的異常值產(chǎn)生在所述測量數(shù)據(jù)圖案中時，信號處理器除去所述異常值并補(bǔ)償所述測量數(shù)據(jù)圖案。
11.一種不良卷繞檢測系統(tǒng)，包括位移傳感器，通過輻照激光束到螺旋卷繞的電極組件的一側(cè)來測量關(guān)于第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度， 傳感器控制器，控制所述位移傳感器，以及信號處理器，處理從所述傳感器控制器接收的信號。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的不良卷繞檢測系統(tǒng)，其中所述位移傳感器還測量所述第一電極板、所述隔板和所述第二電極板的端部之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的不良卷繞檢測系統(tǒng)，其中所述位移傳感器使用線形或點(diǎn)形激光束，或者使用由共焦法形成的激光束。
14.根據(jù)權(quán)利要求12所述的不良卷繞檢測系統(tǒng)，包括 臺架，調(diào)整所述位移傳感器的位置；支撐單元，支撐所述電極組件，用于通過所述位移傳感器來檢測所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部；傳送單元，傳送已在所述支撐單元上完成檢測的所述電極組件；以及托架，支撐所述臺架、所述支撐單元和所述傳送單元。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的不良卷繞檢測系統(tǒng)，其中所述支撐單元形成支撐槽，該支撐槽彼此面對地設(shè)置且其間有一距離，從而支撐所述電極組件的兩側(cè)；所述傳送單元設(shè)置在所述支撐單元中，從而在測量了所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度之后，所述傳送單元通過舉起、向前運(yùn)送和落下所述電極組件以及向后移動而反復(fù)進(jìn)行將設(shè)置在所述支撐槽上的所述電極組件傳送到另一支撐單元的操作。
16.一種不良卷繞控制方法，包括第一步，從螺旋卷繞的電極組件測量第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部之間的距離以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度；第二步，從測量數(shù)據(jù)計算所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離差量以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度差量；第三步，通過比較所述距離差量和所述高度差量與預(yù)定的確定標(biāo)準(zhǔn)來確定電極組件的適用性；以及第四步，根據(jù)電極組件的適用性來運(yùn)轉(zhuǎn)或停止螺旋卷繞單元。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的不良卷繞控制方法，其中所述第二步包括 區(qū)分所述隔板、所述第一電極板和所述第二電極板的類型；根據(jù)類型將所述測量數(shù)據(jù)再分類；產(chǎn)生所述電極組件的橫截剖面；以及由所述橫截剖面來計算所述距離差量和所述高度差量。
18.根據(jù)權(quán)利要求16所述的不良卷繞控制方法，還包括第五步根據(jù)在所述第二步中計算的所述距離差量和所述高度差量來補(bǔ)償所述螺旋卷繞單元。
19.根據(jù)權(quán)利要求16所述的不良卷繞控制方法，其中所述第一步被重復(fù)多次，和所述第二步包括通過結(jié)合反復(fù)測量的所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度，在所述測量數(shù)據(jù)中選取正常值；以及利用所選取的正常值產(chǎn)生測量數(shù)據(jù)圖案，比較預(yù)定正常圖案與所述測量數(shù)據(jù)圖案，從而計算所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離差量以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度差量。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的不良卷繞控制方法，其中所述選取正常值包括將反復(fù)測量的數(shù)據(jù)中的最頻值作為所述正常值，計算所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部之間的距離差量以及所述第一電極板的端部、所述隔板的端部和所述第二電極板的端部的高度差量包括利用所述正常值產(chǎn)生所述測量數(shù)據(jù)圖案，并且通過比較所述測量數(shù)據(jù)圖案與所述正常圖案來補(bǔ)償所述測量數(shù)據(jù)圖案，以及其中所述正常圖案是由按照根據(jù)所述第一電極板、所述隔板、所述第二電極板和所述隔板的卷繞順序的螺旋卷繞圖案產(chǎn)生的所述測量數(shù)據(jù)的圖案。
全文摘要
本發(fā)明的一個方面提供了一種螺旋卷繞裝置、不良卷繞檢測系統(tǒng)及不良卷繞檢測方法，該螺旋卷繞裝置在電極組件的螺旋卷繞中測量電極板和隔板的不良卷繞程度。根據(jù)示范實(shí)施方式的螺旋卷繞裝置包括供應(yīng)輥和傳送輥，分別供應(yīng)和傳送第一電極板、隔板和第二電極板；咬送輥，將第一電極板、隔板和第二電極板層疊并傳送到一側(cè)；心軸，通過螺旋卷繞第一電極板和第二電極板同時經(jīng)由咬送輥將隔板插置在其間來形成電極組件；以及檢測單元，在電極組件的與心軸分開的一側(cè)得到關(guān)于第一電極板的端部、隔板的端部和第二電極板的端部的高度差量。
文檔編號G01B11/14GK102386372SQ201110240420
公開日2012年3月21日 申請日期2011年8月19日 優(yōu)先權(quán)日2010年9月3日
發(fā)明者宋命烈, 李正郁, 趙昭燕, 鄭錫憲 申請人:三星Sdi株式會社