1隔膜跑偏的原因分析
成卷的隔膜在拉开过程中，由于惯性、静电等作用必然会在一定长度范围内产生褶皱或移位现象，造成隔膜在输送过程中的跑偏现象；再者输送隔膜的张力辊在加工及安装时会出现误差，使各输送辊之间产生平行度误差，也会导致隔膜在卷绕过程中跑偏；另外生产车间的温湿度变化，也会引起机械误差或隔膜张力的变化，使隔膜跑偏。从跑偏的结果可以看出，隔膜的偏移没有特别的规律，具有很强的随机性，通过设备固定的机构来达到隔膜的不跑偏是不可能的。因此必须设计一套自动检测及实时自动控制的纠偏装置，把隔膜在输送过程中的偏差控制在一定的范围内，保证电池极组卷绕成型后的质量。
2自动纠偏装置
①为放置隔膜卷气涨轴，②为恒张力保证机构，③④为导向过渡轴，⑤为纠偏执型步进电机，⑥传感器位置调节微分头，⑦为光学检测传感器，⑧为除静电棒。图中隔膜卷在气涨轴①夹紧固定后，通过过渡辊和恒张力保证机构②后由隔膜输送机构传送隔膜，隔膜首先由放卷电机从隔膜卷释放出一定长度以保证后端输送隔膜的顺畅进行，张力辊自动调节高度以保证整个输送过程中隔膜的张力恒定不变。膜的外侧端面布置有光学传感器⑦检测隔膜的位置，在隔膜边缘处于标准位置时，记录下此时的传感器光通量对应输出电压值U0作为判定门限，当隔膜发生跑偏时，传感器的光通量就会发生变化，根据当前光通量对应的电压输出值Ui与门限值U0的比较，去实时驱动执行机构予以纠正。
3隔膜偏移的检测
用于检测隔膜的位置及偏移量。隔膜输送过程中偏移量的快速、准确检测是保证纠偏系统正常工作的前提。为保证纠偏系统的及时性和高效性，根据隔膜的特性，我们选择了模拟量输出的U型光学传感器，并将其安装固定在安装基座上。光信号从传感器的上侧窗口发射，经下侧接收窗口返回，根据返回的光信号宽度判断被检测物的大小及位置。当U型传感器槽内无任何阻挡物时，上侧窗口发出的光信号几乎完全被下侧接收窗口接收，我们可以近似地认为这时的光线接收强度为100%，对应的输出电压为+10V；相反，当U型槽下侧接收窗口被完全阻挡无光信号时，我们认为这时的光线接收强度为0，对应的输出电压为0V。隔膜在传感器U型槽中位置不同，光线的透过量亦不同，对应的输出电压Ui亦不同。为使设备调试维护方便并保证不同设备的一致性，在光学传感器的安装基座上装配了调节微分头，用以对传感器位置的微调。当隔膜标准位置确定好以后，通过微调传感器的位置以设置判断基准U0（如将50%光通量对应电压U0作为比较门限值），在隔膜传送过程中，当传感器实时电压输出值Ui＞U0时，说明隔膜偏向内侧；当Ui＜U0时，说明隔膜偏向外侧；当Ui≈U0时，这时隔膜处于正常位置。
4纠偏控制系统设计
当传感器实时电压输出值Ui＞U0时，说明隔膜偏向内侧，这时需要驱动纠偏执行机构向外侧移动隔膜补偿位置；当Ui＜U0时，说明隔膜偏向外侧，同理纠偏执行机构需要向内侧移动隔膜补偿位置；当Ui=U0时，隔膜处于正常位置，这时不需要位置补偿，纠偏执行机构停止动作。本项目选用五相步进电机作为纠偏执行电机，执行机构螺杆导程为6mm，理论纠偏精度可达0.01mm，响应时间小于0.1s，满足设计要求。
5结论
由于纠偏控制的高精度和高响应优势，降低了导向过渡轴和张力轴等加工件的精度要求，不仅节约了加工采购成本，而且很大程度上降低了加工、安装调试难度，缩短了生产周期，提高了设备竞争力。
作者：高志方 单位：中国电子科技集团公司第二研究所