锂电池安全核心在于正负极之间的绝缘，电池正极材料和负极材料之间有一层厚度为5μm的隔膜，在生产电池过程中，隔膜不能被拉扯或是褶皱，隔膜拉扯将导致绝缘性能下降，而褶皱将严重影响电池储能多少，所以锂电叠片环节至关重要。机械模型如下图：

隔膜由放卷轴放出，经过张力摆杆、储料轴和拉膜轴，一层一层叠片成成品电池。拉膜轴左右运动的过程中，从放卷轴到最终产品之间的隔膜长度因为几何形状变化而发生变化，为了维持隔膜不被拉扯或褶皱，储料轴要实时吸收或放出隔膜，以维持隔膜张力恒定，所以算法第一步是建立物理模型。

在实际工艺中，根据定子垂线是否在电池平台上，可分为两种情况(主要考虑到设备是否存在机械干涉)，如下图：

► 定义机械模型（L1, L2, L3, L5, L6, L7, R)

当定子垂线在叠台上时，垂线距离叠台左边（L5）和右边(L6)均为正值，同时L5+L6恰好是叠台宽度当定子垂线不在叠台上时，垂线距离叠台左边（L5）为负值，右边(L6)为正值，同时L5+L6恰好是叠台宽度在实际工艺中，为了避免机械干涉或者相机视野干涉，动子的上辊和下辊也有可能不在同一个垂线上，可定义下辊对上辊的水平偏移量为L7在垂直方向上，可以以定子为参考点，依次定义上动子、下动子叠台的偏移高度水平方向上，可以以定子为参考点定义动子以及叠台的位置，同时动子过辊为圆形，可定义圆形半径R

► 定义动子水平运动范围

同样，可以以定子为参考点，定义A1，A2。

*因为在整个机构中，定子的位置始终是不会发生变化的，所以作为参考点最合适

保持隔膜不被拉扯或褶皱的关键在于保证运动过程中长度恒定，即运动过程中隔膜拉长时，储料机构放料；运动过程中，隔膜变短时，储料机构收料。那么就必须计算出整个过程中拉膜轴在不同位置时隔膜长度变化，以及未来的变化趋势。

► 核心的隔膜长度计算

机械结构分两种，即定子中心在叠台或不在叠台上，就要分别计算两种模型：两种模型都需要机械模型参数，同时自变量为拉膜轴的位置，输出为定子到叠台之间隔膜总长度。

计算过程实际上就是纯数学几何问题，不做深入展开，只贴出部分代码：

► 考虑拉膜轴运动拉膜轴一个周期运动趋势：从零速开始加速、匀速，从匀速减速到0，这个过程中为了对机械负载冲击最小。加速和减速采取S曲线运动，即变加速和变减速运动，拉膜曲线可用0..4数组来表示关键点，每个元素由主轴位置、从轴位置、斜率、曲率组成，关键点计算比较简单，不做展开，代码如下：

► 根据关键点计算凸轮插补曲线

► 根据关键点计算放卷轴插补曲线

放卷轴类似，先计算关键点位置，然后再根据关键点计算插补线段表达式到凸轮里：

► 计算储料轴凸轮表

确定储料轴分辨率，即主轴间隔多长加个一个点。

通常可以取0.3-0.5mm插入一个特征点，然后用for指令轮训各个特征点主值对应的拉膜轴的位置，放卷轴放卷长度，从而计算储料轴的位置：

储料轴膜长变化量=放料膜长-定子到级片之间的膜长

代码片段如下：

► 调用插补指令对凸轮进行插补

► 封装成算法功能块输入机械参数，输出结果到凸轮表：

► 仿真，录波

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