随着我国经济发展速度的逐步提升,电池行业取得了快速的发展。其中锂电池隔膜的涂布工艺是指在基膜上涂覆陶瓷氧化铝、PVDF等涂层,在整个涂布加工电池电极的过程中,生产线上张力的控制需要贯穿整个生产环节。如果张力过大将会导致基材弹性过度形变甚至崩断,张力过小又会使材料产生堆叠不利于生产。在涂布机加工时,可靠且精度高的张力控制系统可以提高产品质量和生产效率。鉴于此,本文以介绍张力控制为切入角度,设计一款隔膜涂布机的控制系统,实现能在工作中以稳定张力运行的设计要求。本文以隔膜涂布机的设计为基础,以设备中的张力控制为研究对象,首先对锂电池生产进行简单介绍,对于各个工艺流程的设备用途及其工作特点进行简要说明,之后对涂布机设备从用途,设备工艺流程,涂布设备性能指标进行进一步的阐述。紧接着对隔膜涂布机的张力进行区域划分,设备分为放卷区,中间工作区,收卷区。介绍了涂布机张力控制系统的构成等要点。接着描述了张力产生的原因,通过对张力公式的推导与计算,得到张力只与速度差有关的结论。以控制速度同步的方向进而确定了直接张力控制方案。然后对比了张力输入检测的两类方法并确定了摆辊与电位器结合的检测方案。之后对于控制系统进行了深入的研究,分别从控制器种类及张力控制算法,卷径的测量及计算方法,张力锥度控制四个方面进行展开,横向对比各类执行机构如磁粉制动器磁粉分离器,伺服电机,力矩电机,变频电机,机械制动器的工作原理及性能优缺点并选定了伺服电机作为本设备的执行机构。最后描述了系统核心NJ控制器的特点,然后介绍控制系统中的组态及参数设置,着重对于设备中张力控制要点如张力检测,张力调整,速度同步,卷径计算等功能块的程序和算法进行设计,最后通过Sysamac Studio软件对各区域速度进行跟踪,确定实现了控制效果。本控制系统,采用了欧姆龙NJ501—1300控制器和G5系列伺服驱动器,通过工业以太网实现了控制器对牵引轴,放卷轴,收卷轴等执行机构的控制,构成了一套完整的基于工业以太网的运动控制系统。此设计使本套设备实现了高效的涂布速度50m/min,稳定的张力,误差控制在±0.5N区间内。设备整体性能在国内处于较高水平,满足了预先设计时的技术要求,并且在实际的涂布机项目中投入生产使用,达到了项目目标。