用于加工带状材料的方法和装置.pdf

公开了一种方法和装置，根据该方法和装置，拖曳装置使带状件以恒定的速度前进，同时动态系统使一带状件部分在切割站中周期性地静止不动，在该切割站中，带状件的侧部被切割以形成成形的轮廓，该轮廓适于制造用于形成电能存储器件的元件。该动态系统包括两个偏心辊子，该两个偏心辊子与所述带状件联接，并且以具有周期性波动模式的可变的旋转速度旋转。

权利要求书1.  一种方法，该方法包括以下步骤：沿路径输送带状件(2)；在所述路径中布置加工站(5)，所述加工站以一系列加工循环对所述带状件(2)间歇地进行加工；使所述带状件(2)的第一张紧构件(8、9)旋转，用于周期性地改变所述加工站(5)的上游的第一路径部分的长度，从而使所述带状件(2)在各加工循环中在所述加工站中暂时地停止；使所述带状件(2)的第二张紧构件(10、11)旋转，用于周期性地改变所述加工站(5)的下游的第二路径部分的长度，从而补偿所述第一路径部分的长度变化；其特征在于，所述方法包括以下步骤：周期性地改变所述第一张紧构件的旋转速度以及所述第二张紧构件的旋转速度，以便在各加工循环中具有至少一个加速步骤以及至少一个减速步骤。2.  根据权利要求1所述的方法，其中，所述第一张紧构件(8、9)的旋转速度是变化的，以在所述第一张紧构件的各旋转循环中确定所述加工循环的静止部分和所述加工循环的运动部分，在所述静止部分中，所述带状件(2)能够在所述加工站中静止不动，而在所述运动部分中，所述带状件(2)能够在所述加工站中运动。3.  根据权利要求2所述的方法，其中，所述第一张紧构件(8、9)在所述加工循环的所述运动部分中的加速度的最大绝对值等于或小于所述第一张紧构件(8、9)在所述加工循环的所述静止部分中的加速度的最大绝对值。4.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一张紧构件(8、9)的旋转速度是变化的，以在各旋转循环中确定加速度为零的单一最大速度点以及加速度为零的单一最小速度点。5.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第二张紧构件(10、11)的旋转速度是变化的，以在各旋转循环中确定加速度为零的单一最大速度点以及加速度为零的单一最小速度点。6.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，在瞬间，在所述第一张紧构件(8、9)的旋转速度增大的同时，所述第二张紧构件(10、11)的旋转速度减小，和/或其中，在所述第一张紧构件(8、9)的旋转速度减小的同时，所述第二张紧构件(10、11)的旋转速度增大。7.  根据前述任一项权利要求所述的方法，其中，所述第一张紧构件的加速度的绝对值在瞬间能够大致等于所述第二张紧构件的加速度的绝对值。8.  一种装置，尤其是用于实现根据前述任一项权利要求所述的方法的装置，所述装置包括：带状件(2)的输送路径；加工站(5)，所述加工站布置在所述输送路径中，所述加工站用于以一系列加工循环对所述带状件(2)间歇性地进行操作。所述带状件的第一张紧构件(8、9)，所述第一张紧构件能够旋转以周期性地改变所述输送路径在所述加工站(5)的上游的第一部分中的长度，从而使所述带状件在各加工循环中在所述加工站中暂时地停止；所述带状件的第二张紧构件(10、11)，所述第二张紧构件能够旋转以周期性地改变所述输送路径在所述加工站(5)的下游的第二部分中的长度，从而补偿在所述第一部分中的所述输送路径的长度的变化。其特征在于，所述装置包括变速构件，所述变速构件用于周期性地改变所述第一张紧构件的旋转速度和所述第二张紧构件的旋转速度，以便在各加工循环中具有至少一个加速部分以及至少一个减速部分。9.  根据权利要求8所述的装置，其中，所述变速构件包括能够编程的电子控制单元，以及能够在所述电子控制单元上执行的程序指令，以便控制用于使所述第一张紧构件和第二张紧构件旋转的旋转构件。10.  根据权利要求8或9所述的装置，其中，所述第一张紧构件包括与所述带状件(2)联接的第一主体(8)，所述第一主体安装在第一旋转支撑件(9)上的偏心位置处，和/或其中，所述第二张紧构件 包括与所述带状件(2)联接的第二主体(10)，所述第二主体安装在第二旋转支撑件(11)的偏心位置处。

说明书用于加工带状材料的方法和装置
技术领域
本发明涉及一种用于加工带状材料的方法和装置，特别是用于切割柔性材料制成的带状件的侧部的方法和装置。
背景技术
具体地，但不排他地，本发明能够有利地用于切割带状材料，旨在用于形成用于电能存储器件的元件(所述电能存储器件例如是，锂离子电池、电容器、超级电容器以及类似的器件)，使得获得的轮廓形成有根据需要的几何形状的一系列的凸起和凹口。
根据预设的步骤，随后的切割已知为沿从卷轴退绕的由柔性材料制成的带状件的至少一侧进行。
侧向切割的带状件随后被横向切割，以获得构成用于电能存储器件的元件的单体成形的薄板。总体上，对于这样的元件而言需要特别精确的加工(以百分之几毫米的数量级)。
为获得要求的精度，至少在启动的切割步骤过程中，要切割的带状件相对于切割装置保持静止。
在另一方面，为获得高生产率，期望以稳定的速度连续地输送带状件。为实现该目的，使用具有沿一定方向(该方向对于要切割的带状件的输送线而言呈纵向)进行往复运动的切割装置是已知的，以便在切割的瞬间使得其相对速度相对于带状件基本为零。
然而，这样的解决方案实现起来复杂，并且不能保证有效以及可靠的操作。特别地，其无法获得高的操作速度，主要原因在于，该切割装置由于自身相对高的质量，不能够以过高的速度沿纵向方向运动，因此显然地迫使带状件的前进速度受到限制。
所讨论的加工方法的类型是根据第一项权利要求的前序部分的类型，在该方法中，对加工站中作用在带状件上的操作装置而言，其没 有必要设置成沿带状件的输送线的纵向方向进行往复运动，该带状件(例如)在加工站所处的带状件路径的部分中被加工，该带状件由动态系统以一定方式引导，以便形成一系列操作循环，该一系列操作循环中的各操作循环包括静止步骤以及回收步骤，在该静止步骤中，所述带状件是静止的，并且加工站的工具能够有效地工作；在回收步骤中，所述带状件快速地前进通过所述加工站，以确保在路径的剩余部分中的运动的连续性。
这样的一种方法是已知的，例如，根据专利公开文件DE 1227304以及GB 06369所述。
然而，该类型的已知方法具有一些局限性和缺点。
首先，使用了结构复杂并且昂贵的装置。
其次，需要延长静止时段，在各加工循环中，所述带状件在该静止时段中在加工站中保持静止。
其还期望改进带状件行进的规律性，并且进一步保证同时具有可观的生产率的高加工精度。
发明内容
本发明的一个目的是克服上述的现有技术的局限性和缺点，设计用于在加工站中加工带状件的方法，该加工站间歇地工作，在该加工站中，带状件被规律地并且连续地向前传输，但是在各加工循环中，使至少一个带状件部分在加工站中暂时地停止。
本发明的一个优点在于，允许带状件在加工站中长时间静止。
本发明的一个优点在于，允许带状件特别有规律地前进，最小化由于穿越不同区域导致的干扰，在其中，为允许使部分带状件停留，会产生堆积以及恢复带状件的循环。
本发明的一个优点在于，提供了具有多用途的加工方法，该加工方法能够简单并且快速地改变操作参数，特别是不需要对加工系统进行结构改变。
本发明的一个优点在于，保证了所需的加工精度，同时具有高的生产率。
本发明的一个优点在于，可以在各加工循环中简单并且快速地改变带状件的前进步骤。
本发明的一个优点在于，能够对带状材料进行可靠并且精准地侧向切割，以制造用于形成电能存储器件的部件。
本发明的一个目的在于，提供一种用于加工带状件的装置，该带状件被规律地并且连续地向前拖动，并且在各加工循环中，该带状件具有一部分暂时地在加工站中保持静止，该加工站间歇地操作。
本发明的一个优点在于，提供一种在结构上简单并且廉价的装置。
本发明的所有目的和优点全部通过根据下文阐述的一项或更多项权利要求的装置和方法来实现。
在一个示例中，沿穿过间歇操作的加工站的路径输送的带状件与旋转张紧构件联接，该旋转张紧构件进行一系列加工循环，在该一系列加工循环中，各加工循环包括带状件停止步骤以及带状件回收步骤，在该停止步骤中，在加工站的带状件路径上游产生加速，而在带状件路径的下游产生减速，以便使带状件在加工站中保持静止，而在所述带状件回收步骤中，在带状件路径的上游减速，而在带状件路径的下游加速，以使在所述停止步骤中堆积的带状件部分快速地通过加工站，以便保证带状件在剩下的路径中的运动的连续性。
该旋转张紧构件以具有周期性波动模式的可变的旋转速度旋转。该带状件能够从卷轴上连续地退绕，例如，以恒定的速度退绕。该旋转张紧构件能够在带状件路径中形成尺寸可变的两个环，一个环位于加工站的上游，而另一个环位于加工站的下游，在其中，所述旋转张紧构件的旋转使所述环的尺寸产生变化。
特别地，提供了拖曳装置来使带状件(例如，以恒定的速度)沿穿过切割站的预设路径连续地前进，同时两个偏心的辊子与带状件联接，一个辊子位于切割站的上游，而另一个辊子位于切割站的下游，从而使得一带状件部分在该切割站中周期性地停止，在该停止过程中，在该切割站内，带状件的侧向部分被切割以形成适于制造(例如)电能存储器件(特别是锂离子电池、电容器、超级电容器等器件)的元件的成型轮廓。该带状件盘绕在两个偏心辊子上，所述两个偏心辊子 以具有周期性波动模式的可变的旋转速度来旋转。
附图说明
借助附图的内容能够更好地理解并且实现本发明，所述附图通过非限制性的示例的方式显示了本发明的实施例。
图1是所述装置的示例的竖立侧视图。
图2显示了图1中的装置的放大的细节部分。
图3是在由于带状件在各循环中的前进步骤而彼此不同的两个模式中，偏心辊子的旋转速度根据旋转角度而变化的曲线图。
图4是在由于带状件在加工站中的停留时段而彼此不同的两个模式中，偏心辊子的旋转速度根据旋转角度而变化的曲线图。
图5是在由于带状件在加工站中的停留时段而彼此不同的三个模式中，带状件在加工站中的前进速度根据偏心辊子的旋转角度而变化的曲线图。
具体实施方式
借助参考图1，已用附图标记1整体表示用于加工带状材料2的装置，特别是用于切割带状件2的装置。该装置1能够用于切割带状件2的侧部，以便形成用于电能存储器件(例如，锂离子电池、电容器、超级电容器等器件)的元件的成形边缘(其具有与凹口交替布置的凸起)。
该装置1包括输送装置，该输送装置用于沿输送路径连续地输送(以恒定的速度)带状件2。该输送装置可以包括(如在特定的情况中)拖曳装置，该拖曳装置具有两个夹持器3和夹持器4，该夹持器能够夹持带状件2，并且沿带状件2的输送路径将一个夹持器布置在另一个夹持器的后面。夹持器3和4中的各夹持器设置成具有向外行程和返回行程的交替运动。该拖曳装置根据预设加工循环受控制，使得在夹持器(3或4)通过抓住带状件以将该带状件向前拖曳来在闭合的位置中执行向外行程的同时，另一个夹持器(4或3)在开放位置中执行返回行程，在该返回行程中所述另一个夹持器松开带状件，以随 后在之后紧接的循环中重新开始向外行程，在该随后的向外行程中所述另一个夹持器重新夹住带状件，该带状件将由另一夹持器松开，同时该另一夹持器执行返回行程。两个可运动的夹持器向前和向后的配合工作使得带状件2能够规律地并且连续地前进(以恒定的速度)。
装置1包括加工站5(特别地，用于切割带状件的侧边缘的切割站)，该加工站设置有加工装置，例如，能够在开放位置和闭合位置之间交替地运动的两个切割半部模块6和7，以间歇地切割带状件2的至少一个侧部。
装置1包括第一张紧构件，该第一张紧构件布置成用于连续地改变在加工站5的上游处的第一部分中的带状件2的路径的长度。该第一张紧构件确定带状件2的堆积步骤，在该堆积步骤中，带状件在加工站5中的速度将为零。该装置1还包括第二张紧构件，该第二张紧构件布置成用于连续地改变在加工站5的下游处的第二部分中的带状件2的路径的长度，以补偿带状件2在所述加工站的上游处的第一部分中的长度的变化。该补偿将使得带状件2的路径的总体长度在一部分路径中保持恒定，该一部分路径位于在第一张紧构件和第二张紧构件之间。
第一张紧构件和第二张紧构件基本上使得能够获得一路径部分，在该路径部分中，带状件2间歇地运动(在具有速度基本为零的静止步骤以及快速的前进步骤的循环的情况下，在该静止步骤中，所述带状件堆积，而在该前进步骤中堆积的带状件被回收)，然而，在该路径的剩余部分中，该带状件2连续运动(例如，以恒定的速度)。
看到的是，加工站5处于带状件2进行间歇运动的路径的部分，而拖曳装置(夹持器3和4)处于带状件2进行连续运动的路径的剩余部分。特别地，该拖曳装置布置在第二张紧构件的下游。
正如与第二张紧构件一样，第一张紧构件构造成以便形成带状件2的尺寸可变的环。在特定的情况中，该第一张紧构件包括第一圆柱主体，例如，第一辊子8，该第一辊子由第一旋转支撑件(第一曲柄盘9)承载在偏心的位置中，所述第一旋转支撑件围绕第一旋转轴线旋转，该第一旋转轴线横向于带状件2的前进方向。类似地，第二张 紧构件将包括第二圆柱主体，例如，第二辊子10，该第二辊子由第二旋转支撑件(第二曲柄盘11)承载在偏心的位置中，该第二旋转支撑件围绕第二旋转轴线旋转(其以与第一旋转支撑件相同的方向旋转)，该第二旋转轴线(其与第一旋转轴线平行)横向于带状件2的前进方向F。
带状件2将与两个偏心辊子8和偏心辊子10联接。各偏心辊子8和10承载为能够自由地在相应的支撑件上旋转。
如在该情况中，所述带状件的路径可以包括至少一个第一卷轴12，该第一卷轴位于该路径的起始处，该带状件将从该第一卷轴退绕。沿退绕的路径，多个张紧辊子13(其具有静置的旋转轴线)可以布置成与带状件2联接。将存在中央(水平)路径部分，在该中央路径部分中，带状件2经过加工站5。在所述路径的端部，该带状件2可以(例如)重新盘绕在至少一个第二卷轴14上。
该装置1包括变速构件，该变速构件用于周期性地改变所述带状件的第一张紧构件的旋转速度以及所述带状件的第二张紧构件的旋转速度，以便在各加工循环中，具有至少一个加速的步骤，以及至少一个减速的步骤。如在该特定的情况中，用于改变速度的该变速构件可以包括可编程的电子控制单元，以及能够在所述电子控制单元上实施的程序指令，以控制使所述带状件的第一张紧构件和第二张紧构件旋转的驱动装置。特别地，各曲柄盘将通过相应的马达(未显示)来旋转，所述马达由根据预设的计算机程序的控制单元来控制。
在操作中，该装置1将借助以下的步骤实现一种带状材料的加工方法。
带状件2将沿其预设的路径被输送。至少在未包含在两个偏心辊子8和10之间的路径的连续运动部分中，拖曳装置(可运动的夹持器3和4)将使带状件2以连续的运动状态前进(例如，以恒定的速度)。特别地，所述带状件将以连续并且规律的运动状态从卷轴12退绕(并且可能重新盘绕在卷轴14上)。
在包含在两个偏心辊子8和10之间的路径的间歇运动部分中，工作站(切割站)将在带状件2上以一系列的加工循环进行间歇地操 作。
所述带状件的第一张紧构件，特别是偏心地承载第一辊子8的第一曲柄盘9，其将旋转以周期性地改变位于加工站5的上游的第一路径部分的长度，以便在各加工循环中使带状件2在加工站中暂时地停止。同时，第二张紧构件，特别是偏心地承载第二辊子10的第二曲柄盘11，其将旋转来周期性地改变位于加工站的下游的第二路径部分的长度，以便补偿第一路径部分长度的变化，并且由此允许第二辊子10的下游的路径部分中的带状件能够连续运动。
第一张紧构件的旋转速度和/或第二张紧构件的旋转速度将被控制，以便提供速度的循环模式，在各加工循环中，该循环模式具有至少一个加速步骤，以及至少一个减速步骤。特别是第一张紧构件的旋转速度和/或第二张紧构件的旋转速度能够具有周期性波动的模式。以该方式，可以获得相对长的带状件静止时段，同时获得基本不受干扰的规律的带状件运动，保证了带状件的加工(侧向切割)中的高精度。
特别地，带状件的第一张紧构件(第一曲柄盘9)的旋转速度是变化的，以在(第一曲柄盘9的)各旋转循环中确定静止时段以及运动时段，在静止时段中，带状件2在加工站5中保持静止，而在运动时段中，该带状件在加工站中前进。该静止时段能够在第一张紧构件的角运动的量大于或至少等同于30度的旋转角度时获得。
在运动时段中的第一张紧构件的加速度的最大绝对值可以等于或小于在静止时段中的第一张紧构件的加速度的最大绝对值。通过如此操作，能够改进带状件的运动的规律性，减少运动干扰的风险。
特别地，第一张紧构件的旋转速度可以是变化的，以在各旋转循环中确定单一最大速度和单一最小速度。此外，第二张紧构件的旋转速度也可以是变化的，以在各旋转循环中确定单一最大速度和单一最小速度。
可以控制所述装置，使得在瞬间，在带状件的第一张紧构件的旋转速度增加的同时，带状件的第二张紧构件的旋转速度减小。还可以以一定方式控制该装置，使得在瞬间，在带状件的第一张紧构件的速度减小的同时，带状件的第二张紧构件的速度增加。
带状件的第一张紧构件的加速度的绝对值可以在瞬间大致等同于带状件的第二张紧构件的加速度的绝对值。
图3中的曲线图显示了承载第一偏心辊子8的第一曲柄盘9(加工站的上游)的旋转速度以及承载第二偏心辊子10的第二曲柄盘11(加工站的下游)的旋转速度，所述第一曲柄盘和第二曲柄盘的旋转速度按参考旋转速度的百分比来计算，所述参考旋转速度假设为等于100％。上述的旋转速度的值根据辊子8和辊子10围绕相应的旋转轴线相对于参考位置所处的角度位置来计算，该参考位置假设等于0(零)度。在图3中，两种不同的模式显示为与各加工循环中带状件在加工站中的两种不同的前进步骤关联。改变前进步骤使得所述装置能够根据在各循环中、在加工站中必须加工(切割)的带状件长度来被调整。特别地，这使得产品能够被制成不同的尺寸(用于电能存储器件的元件)。在特定的示例中，该两种不同的模式涉及两种不同尺寸的产品，该两种不同尺寸的产品分别具有131mm的长度和134mm的长度。
曲线“131mm第一曲柄盘”和“131mm第二曲柄盘”分别是为131mm尺寸模式的第一曲柄盘9和第二曲柄盘11的旋转速度，而曲线“134mm第一曲柄盘”以及“134mm第二曲柄盘”分别是为134mm尺寸模式的第一曲柄盘9和第二曲柄盘11的旋转速度。
在图3的两个模式(131mm和134mm)中，静止时段出现于包含在0度至120度之间的偏心辊子的角运动量部分中，在该静止时段中，所述带状件在加工站中的速度为零。在120度和360度之间的其余部分处，带状件在加工站中以平均回收速度前进，该平均回收速度将大于拖曳装置使带状件前进的平均速度(其特别地将是恒定的)。
在图4中的曲线以两种不同模式显示了两个偏心辊子8和10的旋转速度展现的值，在该两个不同的模式中静止时段是变化的，在该静置时段中带状件在加工站中速度为零。在第一模式中，静止时段出现于包含在0度和120度(在图4中显示了尺寸模式为131mm的情况，对于该情况而言，处于该模式的两个辊子的曲线与图3中显示的相同情况的曲线对应)之间的偏心辊子8和10的角运动量部分中。在另一 模式(仍然是131mm的尺寸模式)中，带状件的静止时段出现于包含在0度和90度之间的部分中。
当带状件的静止时段出现于包含在0度和120度之间的部分中时，曲线“120°第一曲柄盘”和“120°第二曲柄盘”分别是第一曲柄盘9和第二曲柄盘11的旋转速度，而当带状件的静止时段出现于包含在0度和90度之间的部分时，曲线“90°第一曲柄盘”和“90°第二曲柄盘”分别是第一曲柄盘9和第二曲柄盘11的旋转速度。
在图5中所示的三个曲线表示在三种不同的模式中，各加工循环中的带状件在加工站中的前进速度根据偏心辊子8和10(处于尺寸为131mm的情况)的旋转角度的变化，在该三种不同的模式中，带状件的静止时段出现于分别包含在0度和40度之间、0度和90度之间以及0度和120度之间(这些分别是曲线“0-40°之间”、“0-90°之间”以及0-120°之间)的旋转部分中。还显示了(连续地)运动的带状件在包含在偏心辊子8和10之间的部分之外的路径中的速度的速度模式(“恒定速度”)，在特定的情况下，该模式通过表示恒定速度的水平直线来显示。在图5的曲线图中，前进速度的值表示为带状件在张紧构件之外的路径中的(恒定的)速度值的百分比。
已经看到的是，该旋转张紧构件布置成用于在带状件的路径中形成尺寸可变的两个环，一个环位于加工站的上游，而另一个环位于加工站的下游。旋转该张紧构件使得所述环以配合的方式产生尺寸的变化，使得包含在张紧构件之间的路径部分的长度保持大致恒定，以便避免干扰带状件在旋转张紧构件之外的运动。还已经看到的是，本文公开的该系统的一些变量能够在不改变该系统的机械部件的情况下，通过相对较简单的干涉手段被更改，该干涉手段更改控制张紧构件的旋转构件的计算机程序的指令。