广东工业大学自动化学院 陈柏良 李 军 张文辉

卷绕机控制系统与张力分析

广东工业大学自动化学院 陈柏良 李 军 张文辉

为满足某工出厂的具体要求，设计一套适用于该工厂的卷绕机控制系统，且能对张力问题进行分析与解决。本文通过介绍卷绕机控制系统、张力系统控制结构、张力的产生及影响因素，最终设计出本套卷绕机控制系统，并已满足该工厂的需求。

卷绕机；控制系统；张力系统控制结构

1.概述

锂电池卷绕机多种多样，从生产的锂电池产品形状来分有方形卷绕机和圆形卷绕机；根据卷绕机的控制方式分为半自动卷绕机和全自动卷绕机；其中半自动锂电池卷绕机的主要工作任务是将制作好的极片与绝缘但可以让锂离子通过的隔膜按照一定的规则卷绕成特定的形状（一般分为圆形、方形）的电芯。根据使用的卷针多少分为单卷针型卷绕机和多卷针型卷绕机。

2.卷绕机控制系统的设计

卷绕机控制系统由两部分组成：主控制电路部分和输入/输出电路部分。主控制部分包括：电源电路，DSC（STM32F407）最小系统、ISP/实时监控电路、J-LINK下载/监控电路、使用SPI2的SD卡存储电路，RS485-Modbus通信电路；输入/输出电路包括：编码器输入电路、通用输入/输出电路、拓展输入/输出电路、位置传感器输入电路、电机驱动电路，系统设计图如图1所示。

图1 卷绕机控制系统

3.张力控制系统的结构

工艺与控制的流程如图2所示，包括放卷机构、张力检测、控制器、收卷机构等组成。……