電極箔切割裝置及方法
【專利摘要】本發(fā)明提供一種電極箔切割裝置及方法，上述電極箔切割裝置包括：旋轉(zhuǎn)體，水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置；旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的中心，由第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而使旋轉(zhuǎn)體以規(guī)定的運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)；以及掃描器，設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工尺寸的速度變化率而將激光束照射到加工對(duì)象物的加工部位。
【專利說(shuō)明】電極箔切割裝置及方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及切割裝置及方法，更具體地涉及電極箔切割裝置及方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著全世界對(duì)電動(dòng)汽車的關(guān)心的增加以及研發(fā)競(jìng)爭(zhēng)的深化，可以預(yù)測(cè)關(guān)聯(lián)產(chǎn)業(yè)也會(huì)大幅地成長(zhǎng)，尤其是二次電池市場(chǎng)會(huì)成為中心。
[0003]電動(dòng)汽車以混合方式的HEV (Hybrid Electric Vehicle ;混合動(dòng)力電動(dòng)汽車)為開始，正在向PHEV (Plug in Hybrid Electric Vehicle ;插電式混合動(dòng)力電動(dòng)汽車)、EV(Electric Vehicle ;純電動(dòng)汽車)發(fā)展。另外,現(xiàn)實(shí)的情況是,作為動(dòng)力源的電池的研發(fā)是電動(dòng)汽車市場(chǎng)的主要關(guān)注點(diǎn)，電池企業(yè)等都為了搶先占有新技術(shù)而竭盡全力。
[0004]在這種現(xiàn)實(shí)背景下，在二次電池行業(yè)中，用于電池的大量生產(chǎn)的新工藝的研究開發(fā)無(wú)疑是為獲得通過(guò)降低生產(chǎn)單價(jià)而可以提高市場(chǎng)占有率的機(jī)會(huì)的非常重要的事項(xiàng)。
[0005]尤其是，內(nèi)置在中、大型鋰離子電池組(Li 1n Battery)的電池單元內(nèi)的電極(Electrode)的切割是有可能對(duì)電池的壽命(Lifetime)及性能產(chǎn)生極大的影響的非常重要的工序，同時(shí)也是為縮短大量生產(chǎn)所必需的工序時(shí)間的必須的工序。
[0006]在電極上涂覆可以匯集電流的電極活性物質(zhì)，這種活性物質(zhì)在切割時(shí)以粉塵(particle)形式產(chǎn)生而可以污染切割面。另外，切割刃使電極的一部分拉伸而會(huì)殘留為毛刺(burr)。在電極切割工序中，最重要的部分是不能在切割面上存在這種毛刺與粉塵，毛刺與粉塵可導(dǎo)致電池壽命的短縮及電極內(nèi)部的短路，是必須著重管理的因素。
[0007]目前，在電極箔切割工序中所利用的是利用機(jī)械式切割機(jī)(Punching)的技術(shù)。這種機(jī)械式切割有工序時(shí)間短的優(yōu)點(diǎn)，但在切割品質(zhì)方面存在會(huì)生成毛刺與粉塵的問(wèn)題。另夕卜，由于切割刃的磨損，切割品質(zhì)會(huì)不均勻，因此刀刃也應(yīng)定期更換并管理，與此相伴，工序費(fèi)用會(huì)上升。
[0008]為了克服機(jī)械式切割的這些限制，正在研究各種技術(shù)，其中利用激光的切割技術(shù)的研究正在最活躍地進(jìn)行著。但是，利用激光的切割技術(shù)不得不克服的最大的問(wèn)題是與機(jī)械切割相比可以大大地短縮工序時(shí)間的方案。激光切割工序要相對(duì)于機(jī)械切割具有意義，就必須確保至少60m/min以上的速度。考慮到今后二次電池的需要，必須研發(fā)出適合大量生產(chǎn)體制的工序技術(shù)。
[0009]關(guān)于利用激光的技術(shù),有利用一般的切割頭(Cutting Head)的氣體輔助切割(Gasassisted Cutting)方式。但是，由于機(jī)械臺(tái)的驅(qū)動(dòng),在工序時(shí)間上沒(méi)有大的利益可圖。
[0010]作為激光應(yīng)用切割方法的另一例,有利用掃描器(Scanner)的遠(yuǎn)程切割(RemoteCutting)方式。它是非接觸式方法,不必?fù)?dān)心由機(jī)械磨損引起的加工品質(zhì)不均勻,可以利用掃描器的優(yōu)點(diǎn)、即高速驅(qū)動(dòng)，與現(xiàn)有的方式相比是有利的技術(shù)。
[0011]但是，當(dāng)高速驅(qū)動(dòng)掃描器時(shí)，在直線區(qū)間可以確保恒定的品質(zhì)，但存在這樣的缺點(diǎn):在四邊形的頂點(diǎn)部分的拐角區(qū)間處速度越快，則品質(zhì)越差。這對(duì)切割時(shí)間的縮短是致命的弱點(diǎn)。另外，由于掃描器是固定的，因此掃描器的工作區(qū)域(working field)寬，為了切割寬的截面面積的尺寸，必須使用長(zhǎng)焦距鏡頭(Long Focal Lens)。這導(dǎo)致光束光斑(beamspot)的尺寸增加，導(dǎo)致提高激光輸出功率的結(jié)果，結(jié)果使系統(tǒng)的價(jià)格上升。
[0012]圖1為用于說(shuō)明在利用固定式掃描器的情況下的掃描器的工作區(qū)域的圖。
[0013]通常，二次電池電極箔以矩形(a*b)的形式制造。
[0014]固定式掃描器不僅在橫軸上，在縱軸上也以相同的長(zhǎng)度照射光束，因此根據(jù)對(duì)象物、即電極箔10的長(zhǎng)邊a的長(zhǎng)度即可確定工作區(qū)域(a*a) 12。通常，電極箔的尺寸為300mm*250mm，因此固定式掃描器的工作區(qū)域?qū)?，?00mm*300mm。因此，必須是長(zhǎng)焦距鏡頭，在長(zhǎng)焦距鏡頭的情況下，光束的截面積寬，因此為了對(duì)其進(jìn)行補(bǔ)償，必須提高激光輸出功率。
[0015]為了解決這種問(wèn)題，最近，正在構(gòu)思結(jié)合掃描器與X-Y工作臺(tái)的方法。上述方法是增設(shè)工作臺(tái)(stage)裝置以便補(bǔ)償在掃描器切割的拐角部分的品質(zhì)下降的方法，當(dāng)然也存在很多問(wèn)題。最大的問(wèn)題是工作臺(tái)經(jīng)過(guò)直線拐角時(shí)速度發(fā)生急劇的變化，這種急劇的速度變化對(duì)機(jī)械裝置而言是難以實(shí)現(xiàn)的，難以在短時(shí)間內(nèi)瞬間到達(dá)60m/min的速度。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0016]本發(fā)明的實(shí)施例提供以多邊形作為對(duì)象物進(jìn)行切割時(shí)，能夠在確保切割品質(zhì)的同時(shí)，高速地進(jìn)行切割的電極箔切割裝置及方法。
[0017]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割裝置可以包括:旋轉(zhuǎn)體，水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置；旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的中心，被第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，使上述旋轉(zhuǎn)體以規(guī)定的運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)；以及掃描器，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工尺寸的速度變化率，將激光束照射到上述加工對(duì)象物的上述加工部位。
[0018]另一方面，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割方法為利用切割裝置的電極箔切割方法，上述切割裝置包括:旋轉(zhuǎn)體，以由旋轉(zhuǎn)軸規(guī)定的速度運(yùn)動(dòng)，并水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置；和掃描器，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，所述電極箔切割方法可以包括:輸入包括上述旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)速度、加工對(duì)象物的加工尺寸及形狀的加工參數(shù)的步驟；在使上述旋轉(zhuǎn)體按照上述運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工部位的速度變化率來(lái)使上述掃描器運(yùn)動(dòng)的步驟；以及從光源照射激光束，并經(jīng)由上述掃描器照射到上述加工對(duì)象物的步驟。
[0019](發(fā)明的效果)
[0020]根據(jù)本發(fā)明，能夠利用激光對(duì)多邊形、尤其是矩形形狀的電極箔進(jìn)行高速、高品質(zhì)的加工。進(jìn)而，在多邊形的頂點(diǎn)部分也能確保優(yōu)異的加工品質(zhì)，能夠提高電極箔的可靠性和
量產(chǎn)性。
[0021]進(jìn)而，由于掃描器在接近加工位置的位置對(duì)電極箔進(jìn)行加工，因此能夠?qū)⒓す饧庸に褂玫膾呙杵鞯墓ぷ鲄^(qū)域(working field)和視場(chǎng)(field of view)抑制在最小限度，由此能夠進(jìn)行穩(wěn)定的動(dòng)作，能夠提高對(duì)象物加工品質(zhì)。另外，上述技術(shù)構(gòu)思可帶來(lái)減小激光輸出功率的結(jié)果，能夠大幅度地降低系統(tǒng)構(gòu)成單價(jià)。
【專利附圖】

【附圖說(shuō)明】[0022]圖1為用于說(shuō)明在利用固定式掃描器的情況下的掃描器的工作區(qū)域的圖。
[0023]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0024]圖3為圖2中示出的旋轉(zhuǎn)體以及掃描器的立體圖。
[0025]圖4為用于說(shuō)明本發(fā)明的電極箔切割裝置中的掃描器的運(yùn)動(dòng)速度的圖。
[0026]圖5為用于說(shuō)明本發(fā)明的電極箔切割裝置中的掃描器的工作區(qū)域的圖。
【具體實(shí)施方式】
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割裝置可以包括:旋轉(zhuǎn)體，水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置；旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的中心，被第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)，使上述旋轉(zhuǎn)體以規(guī)定的運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)；以及掃描器，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工尺寸的速度變化率，向上述加工對(duì)象物的上述加工部位照射激光束。
[0028]以下，參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施例更具體地進(jìn)行說(shuō)明。
[0029]圖2為本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割裝置的結(jié)構(gòu)圖。
[0030]參照?qǐng)D2，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電極箔切割裝置100包括控制部101、輸入部103、輸出部105、存儲(chǔ)部107、光源109、光束傳輸線纜111、旋轉(zhuǎn)軸113、旋轉(zhuǎn)編碼器114、旋轉(zhuǎn)體115、掃描器117、光束傳遞路徑119、第一驅(qū)動(dòng)器121以及第二驅(qū)動(dòng)器123。
[0031]旋轉(zhuǎn)體115水平地與安裝有工作對(duì)象物200的作業(yè)臺(tái)垂直地隔開規(guī)定的距離而設(shè)置。根據(jù)控制部101的控制，由第一驅(qū)動(dòng)器121所驅(qū)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)軸113以規(guī)定的速度(ω = Δ Θ/At=恒定)旋轉(zhuǎn),據(jù)此旋轉(zhuǎn)體115也以規(guī)定的速度(ω = Δ Θ/At=恒定)進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)。此時(shí)，旋轉(zhuǎn)體115的長(zhǎng)度可以設(shè)定成與將工作對(duì)象物200加工成多邊形210之后的對(duì)角線中的最長(zhǎng)的對(duì)角線的長(zhǎng)度對(duì)應(yīng)，但并不局限于此。另外，旋轉(zhuǎn)體115可以使用能夠透過(guò)激光束的材料來(lái)形成。
[0032]另外，旋轉(zhuǎn)體115的旋轉(zhuǎn)角度和速度通過(guò)設(shè)置在旋轉(zhuǎn)軸113上的旋轉(zhuǎn)編碼器114而傳遞到控制部101?？刂撇?01基于從旋轉(zhuǎn)編碼器114接收到的旋轉(zhuǎn)體115的旋轉(zhuǎn)角度和速度，來(lái)控制掃描器117的運(yùn)動(dòng)速度，這會(huì)在后文中說(shuō)明。
[0033]舉例來(lái)說(shuō)，如果要將工作對(duì)象物200加工成300mm*250mm的矩形，旋轉(zhuǎn)體115的長(zhǎng)度可與300mm*250mm尺寸的矩形的對(duì)角線的長(zhǎng)度相同，或形成得更長(zhǎng)。
[0034]另一方面，在旋轉(zhuǎn)體115的一側(cè)末端設(shè)置有掃描器117,掃描器117 —邊與旋轉(zhuǎn)體115 一起旋轉(zhuǎn)，一邊將激光束照射到工作對(duì)象物200上。掃描器117根據(jù)旋轉(zhuǎn)體115的旋轉(zhuǎn)角度、運(yùn)動(dòng)的速度和工作對(duì)象物200的加工部位而以不同的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，后面對(duì)其進(jìn)行更具體的說(shuō)明。
[0035]可以通過(guò)輸入部103來(lái)提供加工參數(shù)等，輸出部105輸出切割裝置100的加工工藝和加工結(jié)果。在存儲(chǔ)部107中可存儲(chǔ)切割裝置100動(dòng)作所需的各種應(yīng)用程序、控制信號(hào)、數(shù)據(jù)等。
[0036]根據(jù)控制部101的控制，若從光源109射出激光束，則上述的激光束通過(guò)光束傳輸線纜111而傳遞至旋轉(zhuǎn)軸113。在旋轉(zhuǎn)軸113的底部可設(shè)置第一反射部件Ml來(lái)反射傳送到旋轉(zhuǎn)軸113內(nèi)的光束。
[0037]在反射部件Ml上反射的激光束再次傳遞到掃描器117內(nèi)的第二反射部件M2，在第二反射部件M2上反射的光束利用聚光鏡頭(未圖示)聚光后，照射到對(duì)象物200的加工部位210。
[0038]在本發(fā)明的優(yōu)選的實(shí)施例中，在第一反射部件Ml上反射的激光束可以通過(guò)光束傳遞路徑119而提供至掃描器117內(nèi)。在構(gòu)成光束傳遞路徑119的情況下，可以保護(hù)激光束不受外部的影響。
[0039]當(dāng)然，還可以另外具備用于向旋轉(zhuǎn)軸113、掃描器117、控制部101等各構(gòu)成部供給電力的裝置，尤其是旋轉(zhuǎn)軸113的電源可以通過(guò)集電環(huán)(slip ring)來(lái)供給。
[0040]圖3為圖2所示的旋轉(zhuǎn)體和掃描器的立體圖。
[0041]如圖3所示，旋轉(zhuǎn)體115可以構(gòu)成為實(shí)質(zhì)上具有圓板形狀，但不局限于此。
[0042]旋轉(zhuǎn)軸113的內(nèi)部是空的，在其底部設(shè)置第一反射部件Ml來(lái)反射進(jìn)入旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的激光束。
[0043]在第一反射部件Ml上反射的激光束可以通過(guò)光束傳遞路徑119進(jìn)入掃描器117內(nèi)，利用掃描器117的第二反射部件M2再次反射，而照射到對(duì)象物200。
[0044]進(jìn)而，在本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例中，也可以在旋轉(zhuǎn)軸113的內(nèi)部設(shè)置用于進(jìn)行控制部101、旋轉(zhuǎn)編碼器114以及第一驅(qū)動(dòng)器121的信號(hào)交換的通信線纜連接路徑125，而控制部101設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體115的另一側(cè)末端。未說(shuō)明的附圖標(biāo)記127表不驅(qū)動(dòng)掃描器117的第二驅(qū)動(dòng)器123與控制部101之間的通信線纜連接路徑。 [0045]控制部101在設(shè)置在旋轉(zhuǎn)體115的另一側(cè)末端的情況下，與旋轉(zhuǎn)體115 —起旋轉(zhuǎn)，因此旋轉(zhuǎn)體115與控制部101之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)。另外，旋轉(zhuǎn)編碼器114/第一驅(qū)動(dòng)器121與控制部101，或掃描器117/第二驅(qū)動(dòng)器123與控制部101之間的信號(hào)交換所需的線纜經(jīng)由線纜連接路徑125、127而延伸，因此無(wú)需從外部連接旋轉(zhuǎn)編碼器114或掃描器117與線纜，能夠提供簡(jiǎn)單且結(jié)實(shí)的切割裝置。
[0046]另外，若在旋轉(zhuǎn)體115的一側(cè)末端設(shè)置掃描器117,在另一側(cè)末端設(shè)置控制部101,則能夠保持旋轉(zhuǎn)體115兩側(cè)的重量均衡，能夠進(jìn)一步提高加工可靠性。
[0047]如上所述，掃描器117根據(jù)旋轉(zhuǎn)體115的旋轉(zhuǎn)角度、運(yùn)動(dòng)速度以及工作對(duì)象物200的加工部位而以不同的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，以下，以將工作對(duì)象物200加工成a*b尺寸的矩形的情況為例進(jìn)行說(shuō)明。
[0048]圖4為用于說(shuō)明本發(fā)明的電極箔切割裝置中的掃描器的運(yùn)動(dòng)速度的圖。
[0049]根據(jù)控制部101的控制，借助于第一驅(qū)動(dòng)器121來(lái)驅(qū)動(dòng)旋轉(zhuǎn)軸113，由此旋轉(zhuǎn)體115以ω = Λ Θ/At的速度進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)(參照300)。
[0050]在欲將對(duì)象物加工成圖4的附圖標(biāo)記400那樣的形狀、即a*b尺寸的矩形時(shí)，在掃描器117上反射的光束必須沿著附圖標(biāo)記400的軌跡來(lái)照射光束。
[0051]由于旋轉(zhuǎn)體115以ω = Λ θ / Λ t的速度進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)，因此掃描器117的運(yùn)動(dòng)速度被控制成根據(jù)旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)速度和加工部位而以不同的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
[0052]在圖4中，X方向上的變化率與Y分量的變化率具有完全不同的方式，必須按照反映上述的變化率的方式來(lái)確定掃描器的轉(zhuǎn)速。
[0053]旋轉(zhuǎn)體115以ω = Δ Θ/At的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，當(dāng)r= V (a*a/4+b*b/4)時(shí)，X=r*cos (ω t)，因此X分量的隨時(shí)間的變化率、即速度具有如【數(shù)學(xué)式I】那樣的比例特性。
[0054]【數(shù)學(xué)式I】[0055]dX/dt=_r ω *sin (ω t)
[0056]同樣地，當(dāng)r= V (a*a/4+b*b/4)時(shí)，Y=r*sin (ω t),因此Y分量的隨時(shí)間的變化率、即速度具有如【數(shù)學(xué)式2】那樣的比例特性。
[0057]【數(shù)學(xué)式2】
[0058]dY/dt=r ω *cos (ω t)
[0059]即，掃描器117可以以如 上述數(shù)學(xué)式I以及數(shù)學(xué)式2那樣的速度的方式變化地動(dòng)作，這種情況下，可以以與圖4的400相同的形狀對(duì)對(duì)象物進(jìn)行加工。
[0060]利用激光的切割工序根據(jù)鏡頭的焦點(diǎn)位置處光束的光斑尺寸(直徑)來(lái)確定激光的輸出功率。焦距越短，則光束的光斑尺寸越小。
[0061]例如，對(duì)焦距為IOOmm的鏡頭與焦距為300mm的鏡頭進(jìn)行比較，就光束的光斑尺寸而言，與焦距為IOOmm的鏡頭的情況相比，焦距為300mm的鏡頭的情況的光斑尺寸增加為3倍，而截面積增加為9倍。這種情況下，為了具有相同的輸出功率密度，必須將激光的輸出功率(power)增加為9倍。換句話說(shuō)，焦距越短，則光束光斑越小，在要求相同的輸出功率密度(Power IntenSity[W/cm2])時(shí)，若光斑小，則所需的激光輸出功率也低。
[0062]圖5為用于說(shuō)明在本發(fā)明的電極箔切割裝置中的掃描器的工作區(qū)域的圖。
[0063]在本發(fā)明的切割裝置100中，在旋轉(zhuǎn)體115旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，掃描器117 —起旋轉(zhuǎn)，并在運(yùn)動(dòng)的同時(shí)照射激光束，因此能夠顯著收窄工作區(qū)域。
[0064]如圖5所示，在對(duì)對(duì)象物的長(zhǎng)邊a側(cè)大致1/2處進(jìn)行加工時(shí)，旋轉(zhuǎn)體115在區(qū)間SI旋轉(zhuǎn)，此時(shí)，掃描器117在區(qū)間S2的工作區(qū)域運(yùn)動(dòng)。
[0065]與圖1所示的利用固定式掃描器的切割裝置比較可知，工作區(qū)域顯著變小。
[0066]掃描器117的工作區(qū)域窄意味著可以使用短焦鏡頭，結(jié)果，能夠降低激光的輸出功率，存在能夠降低系統(tǒng)的構(gòu)成單價(jià)的優(yōu)點(diǎn)。
[0067]這樣，在本發(fā)明中，以利用掃描器的遠(yuǎn)程切割方式為基礎(chǔ)，并組合固定掃描器并進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)的旋轉(zhuǎn)體，據(jù)此構(gòu)成了切割裝置。掃描器在旋轉(zhuǎn)體旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，與其一起旋轉(zhuǎn)，且掃描器以另外的速度方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，而將對(duì)象物(電極箔)切割成所需的形狀。
[0068]因此，即便掃描器的工作區(qū)域變小，激光輸出功率低，也能夠高速、高品質(zhì)地將對(duì)象物加工成多邊形形狀。
[0069]另外，若在旋轉(zhuǎn)體的另一側(cè)設(shè)置控制部，則控制部與旋轉(zhuǎn)體之間沒(méi)有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，不但無(wú)需從外部連接用于控制旋轉(zhuǎn)體和掃描器的線纜，還能夠保持旋轉(zhuǎn)體兩側(cè)的重量均衡，由此能夠提供簡(jiǎn)單且結(jié)實(shí)的可靠性高的切割裝置。結(jié)果，在使旋轉(zhuǎn)體和掃描器動(dòng)作后，僅打開從光源射出的激光束，就能夠以高可靠性對(duì)電極箔進(jìn)行高速加工。
[0070]在利用這種電極箔切割裝置來(lái)切割電極箔時(shí)，首先經(jīng)由輸入部103輸入加工參數(shù)。加工參數(shù)例如可為旋轉(zhuǎn)體的轉(zhuǎn)速、對(duì)象物的加工尺寸以及形狀、激光輸出功率等。
[0071]控制部101參照加工參數(shù)來(lái)驅(qū)動(dòng)第一驅(qū)動(dòng)器121，而使旋轉(zhuǎn)體115旋轉(zhuǎn)，另一方面，基于由旋轉(zhuǎn)體115的旋轉(zhuǎn)角度/速度和掃描器的位置所確定的速度變化率來(lái)驅(qū)動(dòng)第二驅(qū)動(dòng)器123，而使掃描器117運(yùn)動(dòng)。另外，從光源109射出激光束，以便提供到旋轉(zhuǎn)軸113內(nèi)。
[0072]由此，旋轉(zhuǎn)體115以規(guī)定的速度(Θ =cot)開始勻速圓周運(yùn)動(dòng)，掃描器117的第二反射部件M2根據(jù)加工參數(shù)和旋轉(zhuǎn)體115的速度，以基于上述數(shù)學(xué)式I以及數(shù)學(xué)式2的速度方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。[0073]在旋轉(zhuǎn)軸113的底部的第一反射部件Ml上反射的激光束在掃描器117的第二反射部件M2上反射后，照射到對(duì)象物。此時(shí)，掃描器117 —邊與旋轉(zhuǎn)體115 —起旋轉(zhuǎn)，一邊以數(shù)學(xué)式I以及2的速度方式進(jìn)行運(yùn)動(dòng)，一邊反射激光束，因此對(duì)象物可以被加工成a*b尺寸的矩形。
[0074]以上說(shuō)明的本發(fā)明所屬的【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員應(yīng)該理解，本發(fā)明在不改變其技術(shù)思想、必要特征的情況下，可以以其他具體的方式來(lái)實(shí)施。因此，以上說(shuō)明的實(shí)施例的所有方面僅是示例，不能理解為是用于限定本發(fā)明的。本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)解釋為不是根據(jù)上述的詳細(xì)說(shuō)明，而是根據(jù)權(quán)利要求書的范圍來(lái)表示的，權(quán)利要求書的含義、范圍以及從其等價(jià)概念導(dǎo)出的所有的變更或變形的方式都屬于本發(fā)明的范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種電極箔切割裝置，包括: 旋轉(zhuǎn)體，水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置； 旋轉(zhuǎn)軸，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的中心，由第一驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)而使上述旋轉(zhuǎn)體以規(guī)定的運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)；以及 掃描器，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工尺寸的速度變化率而將激光束照射到上述加工對(duì)象物的上述加工部位。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極箔切割裝置，還包括設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)軸上、將上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和運(yùn)動(dòng)速度發(fā)送到控制部的旋轉(zhuǎn)編碼器。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的電極箔切割裝置，其中，上述控制部設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)軸的另一側(cè)末端。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極箔切割裝置，還包括用于在上述控制部與上述旋轉(zhuǎn)編碼器之間交換信號(hào)的通信線纜的連接路徑，其中，上述通信線纜的連接路徑經(jīng)由上述旋轉(zhuǎn)體的內(nèi)部而延伸到上述旋轉(zhuǎn)編碼器。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電極箔切割裝置，還包括設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的上部、用于在上述掃描器與上述控制部之間交換信號(hào)的通信線纜的連接路徑。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極箔切割裝置，還包括在上述旋轉(zhuǎn)軸內(nèi)的底部形成的反射部件，其中，上述激光束從光源經(jīng)由上述反射部件照射到上述掃描器。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極箔切割裝置，還包括用于將被上述反射部件反射的上述激光束傳遞到上述掃描器的光束傳遞路徑。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的電極箔切割裝置，還包括設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)軸的內(nèi)部的通信線纜的連接路徑。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電極箔切割裝置，其中，上述旋轉(zhuǎn)軸將上述旋轉(zhuǎn)體控制成進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極箔切割裝置，其中， 上述加工對(duì)象物被加工成矩形， 上述掃描器在對(duì)上述加工對(duì)象物的長(zhǎng)邊進(jìn)行加工時(shí)，以根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度以及上述掃描器的隨時(shí)間變化的長(zhǎng)邊側(cè)位置而確定的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
11.根據(jù)權(quán)利要求9所述的電極箔切割裝置，其中， 上述加工對(duì)象物被加工成矩形， 上述掃描器在對(duì)上述加工對(duì)象物的短邊進(jìn)行加工時(shí)，以根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度以及上述掃描器的隨時(shí)間變化的短邊側(cè)位置而確定的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
12.一種利用了切割裝置的電極箔切割方法，上述切割裝置包括:旋轉(zhuǎn)體，以由旋轉(zhuǎn)軸所規(guī)定的速度運(yùn)動(dòng)、并水平地與作業(yè)臺(tái)垂直隔開規(guī)定的距離而設(shè)置；和掃描器，設(shè)置在上述旋轉(zhuǎn)體的一側(cè)末端，上述電極箔切割方法包括: 輸入包括上述旋轉(zhuǎn)體的運(yùn)動(dòng)速度、加工對(duì)象物的加工尺寸及形狀的加工參數(shù)的步驟； 在使上述旋轉(zhuǎn)體根據(jù)上述運(yùn)動(dòng)速度旋轉(zhuǎn)的同時(shí)，根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度和基于加工對(duì)象物的加工部位的速度變化率來(lái)使上述掃描器運(yùn)動(dòng)的步驟；以及 從光源照射激光束，并經(jīng)由上述掃描器照射到上述加工對(duì)象物的步驟。
13.根據(jù)權(quán)利要求12所述的電極箔切割方法，其中，使上述掃描器運(yùn)動(dòng)的步驟還包括:基于從安裝在上述旋轉(zhuǎn)軸的旋轉(zhuǎn)編碼器接收到的上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度和運(yùn)動(dòng)速度，來(lái)確定上述掃描器的運(yùn)動(dòng)速度的步驟。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的電極箔切割方法，其中，上述運(yùn)動(dòng)速度為將上述旋轉(zhuǎn)體控制成進(jìn)行勻速圓周運(yùn)動(dòng)的速度。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電極箔切割方法，其中， 上述加工對(duì)象物被加工成矩形， 上述掃描器在對(duì)上述加工對(duì)象物的長(zhǎng)邊進(jìn)行加工時(shí)，以根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度以及上述掃描器的隨時(shí)間變化的長(zhǎng)邊側(cè)位置而確定的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
16.根據(jù)權(quán)利要求14所述的電極箔切割方法，其特征在于， 上述加工對(duì)象物被加工成矩形， 上述掃描器在對(duì)上述加工對(duì)象物的短邊進(jìn)行加工時(shí)，以根據(jù)上述旋轉(zhuǎn)體的旋轉(zhuǎn)角度、移動(dòng)速度以及上述掃描器的隨時(shí)間變化的短邊側(cè)位置確決定的速度進(jìn)行運(yùn)動(dòng)。
【文檔編號(hào)】B26D5/00GK103947014SQ201180074229
【公開日】2014年7月23日 申請(qǐng)日期:2011年12月9日 優(yōu)先權(quán)日:2011年10月24日
【發(fā)明者】韓裕熙, 權(quán)九徹 申請(qǐng)人:有限公司K-實(shí)驗(yàn)室