【摘 要】
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近年来,新能源动力电池的应用逐渐增加,软包动力电池作为新兴动力锂电池的一员,必然具有更加广阔的市场和巨大的潜力。在软包动力电池生产的过程中,极耳焊接是极为重要的一环,关系到动力电池成品的性能和质量。目前对于软包动力电池极耳的焊接,还是采用在焊接前进行机械式的整平操作,但这种仅通过机械进行整平的效果有限,仍然会影响焊接的质量。针对软包动力电池极耳的焊接难点,本文利用激光传感器表面检测技术及曲线拟合技
【基金项目】
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福建省战略新兴产业科技重大项目:新能源汽车软包动力电池生产线的智能制造装备研发;
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近年来,新能源动力电池的应用逐渐增加,软包动力电池作为新兴动力锂电池的一员,必然具有更加广阔的市场和巨大的潜力。在软包动力电池生产的过程中,极耳焊接是极为重要的一环,关系到动力电池成品的性能和质量。目前对于软包动力电池极耳的焊接,还是采用在焊接前进行机械式的整平操作,但这种仅通过机械进行整平的效果有限,仍然会影响焊接的质量。针对软包动力电池极耳的焊接难点,本文利用激光传感器表面检测技术及曲线拟合技术,对软包动力电池极耳焊接轨迹跟踪系统进行了研究,主要研究内容包括:(1)设计了软包动力电池极耳焊缝表面检测方案,完成了检测系统平台的搭建。针对极耳表面高反光度、低平整度等特点,设计了一个与极耳相类似的仿形铁块模型。在对比多种检测方案后,选用了二维线激光传感器作为检测工具,实现对铁块模型检测数据的采集。(2)研究了激光传感器测量数据的预处理方法。包括数据平滑滤波及数据精简,分别采用了S-G法平滑滤波和基于数据法向量的数据精简方法,并对其进行了实验分析。实验结果表明,经过预处理后的数据在保留了数据特征的基础上减少了数据中的噪声干扰以及数据处理量,为后续的焊接轨迹曲线拟合工作奠定了基础。(3)对软包动力电池极耳焊接轨迹的曲线拟合方法进行了研究。介绍了三次样条插值法、最小二乘法曲线拟合、Bezier曲线拟合及三次B样条曲线拟合四种拟合算法,并对其进行了实验对比分析。通过实验,得到三次B样条曲线拟合得到的焊接轨迹平均偏差为0.0585mm,拟合效果最佳,满足焊接跟踪精度需求。(4)进行了焊接轨迹跟踪实验。通过轨迹跟踪实验平台的搭建,以及NJ控制器软件的开发,实现伺服电机的两轴插补控制,对拟合生成的焊接轨迹进行跟踪实验。实验结果表明,沿焊接轨迹方向上的运行速度为100mm/s,垂直于焊接基准方向上的偏离误差≤0.1mm,满足焊接跟踪技术指标要求,验证了所研制的焊接轨迹跟踪系统的可行性与准确性。
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