具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。

因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

在本发明的描述中，需要说明的是，若出现术语“上”、“下”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该发明产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

此外，若出现术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例中的特征可以相互结合。

在制造业领域中，卷材应用于各项生产作业中，随着自动化作业程度越来越高，卷材的自动换卷作业也广泛出现。目前的锂电池制造行业，由于电极段均为卷材，卷材的剩余量不好掌控，若余量过多容易造成材料的浪费，提高生产成本。若余量太少，会导致自动换卷作业中设备停机，可能造成更大的损失，严重影响生产效率。

目前，在自动更换卷材时，卷材的剩余量检测主要依靠超声波测厚或者计量米数的方式进行。若依靠超声波测量的厚度来确定卷材是否用完需要进行换卷，现有的工艺只能满足测量厚度精度为±0.5mm，为确保自动换卷的顺利进行，一般卷料的剩余厚度至少在0.5mm以上，卷材余量造成的浪费较为严重，导致生产成本增加。若通过计量米数来确定卷材是否用完需要更换，这种方法一般会有误差且误差不可控，一旦稍有偏差便会造成余量留存不足导致报废量更大，且容易造成设备停机损坏，产能利用率降低，这种方式在锂电池制造过程中几乎不采用。

为了克服现有技术的缺陷，本发明实施例提供的一种卷材余量的控制方法和装置，能够对卷材的余量进行合理控制，在保证自动换卷的设备不停机的前提下，避免余量过多造成的原料浪费，节约生产成本，提高生产产能。

请参考图1至图4，本实施例提供了一种卷材余量的控制方法，包括：

S100：记录第一设备10对原材料进行收卷过程中的第一转动圈数；

S200：记录第二设备20对收卷后的卷材进行放卷过程中的第二转动圈数；

S300：实时比较第一转动圈数和第二转动圈数的差值；

S400：若差值小于或等于预设圈数，控制第二设备20执行换卷作业。

第一设备10包括卷筒100和第一检测器，卷筒100上设置至少一个标识110。可选地，卷筒100为圆柱形结构，用于对原材料进行收卷时，即原材料层层缠绕在卷筒100的外表面。标识110可以设置在卷筒100的任意位置，标识110的数量可以是一个、两个、三个、四个或更多。标识110可以是可识别的颜料涂层，形状和大小都可以根据实际情况灵活设置，在卷筒100转动时随着卷筒100一起转动。可以理解，第一检测器和标识110间隔设置，且第一检测器为固定安装，第一检测器能够通过感应识别标识110。可选地，本实施例中，卷筒100的外周面设有一个标识110，如图2所示。或者，卷筒100的端面间隔设置两个标识110，如图3所示。当然，还有其它多种设置方式，这里不作具体限定。

可选地，标识110随卷筒100每转动一圈，则第一检测器执行一次计数。由于第一检测器为固定安装，即位置固定不动，标识110转动过程中会有一个预设位置，使得标识110和第一检测器的位置相对应，此时第一检测器检测或感应到标识110，则计数一次。当标识110转动第二圈至相同的预设位置，第一检测器会第二次检测到标识110，则执行第二次计数。如此往复，卷筒100转动的圈数即标识110转动的圈数，同时也是第一检测器的计数次数。这样，第一检测器通过统计计数次数则能够获取收卷过程中的第一转动圈数，并生成第一转动圈数的数据信息。

容易理解，第一检测器可以为接近开关，标识110可以为贴装在卷筒100上的磁块，当磁块转动至靠近接近开关的位置，接近开关接收一个高电平信号，即感应到标识110，计数一次。或者，第一检测器可以是激光感测器，标识110为激光感测器能检测的涂标，涂标仅设置在卷筒100的表面的局部位置，包括但不限于设置在卷筒100的外周面或端面上，应当理解，仅有设置涂标的地方才能被激光感测器检测，卷筒100上的其它位置无法被激光感测器检测到。这样，卷筒100每转动一次，激光感测器检测到涂标一次，则计数一次，也能实现通过激光感测器计数。当然，在其它可选的实施方式中，获取收卷过程中第一转动圈数的方法还有很多，可以采用其他各种现有的计数器，这里不再一一举例。

需要说明的是，由于在安装卷材时，卷筒100上的标识110和第一检测器的位置不一定刚好对应，因此难免会有一定的测量误差，若将标识110的数量增加，则可以相对减少该测量误差，进一步提升卷材余量的控制精度。进一步地，在记录第一设备10对原材料进行收卷过程中的第一转动圈数的同时，还可以记录收卷过程中原材料的长度和/或宽度，在进行余量控制计算中，利用收卷过程中的长度和放卷过程中的长度进行比较，将比较结果作为参考值，以进一步提升卷材余量的控制精度。当然，并不仅限于此，除了记录收卷过程中的第一转动圈数、长度和宽度，还可以选择性地记录材料的类型、规格、厚度等参数，一方面可以作为余量判断的参考值，以提升卷材余量的控制精度；另一方面可以准确记录材料种类和型号，防止自动换卷时卷材的误放。

可选地，在记录第二设备20对收卷后的卷材进行放卷过程中的第二转动圈数的步骤之前，还需要接收第一转动圈数的数据信号。接收第一转动圈数的数据信号的主体可以是第二设备20或与第二设备20连接的控制器30，控制器30可以集成在第二设备20中，也可以单独设置，这里不作具体限定。本实施例中，接收第一转动圈数的数据信号的方法可以是：第一设备10根据第一转动圈数生成识别码，第二设备20或控制器30读取并保存识别码的信息，识别码包括但不限于条形码、二维码或其它信息读取码。可选地，第一检测器获取收卷过程中的第一转动圈数，并生成第一转动圈数的数据信息，将该第一转动圈数的数据信息生成条形码或二维码，该条形码或二维码可以通过数据传输方式发送至第二设备20或控制器30中，以便于第二设备20或控制器30自动读取并保存。该条形码或二维码也可以被打印出来，通过扫描设备扫描转换为数据信息后发送或保存至第二设备20或控制器30中。容易理解，该条形码或二维码也可以包括材料的长度、厚度、宽度、种类、规格型号等信息。

第二设备20对收卷后的卷材进行放卷，将卷筒100以及卷筒100上的卷材整体安装在第二设备20上，对卷筒100上的卷材进行放卷，记录放卷过程中的第二转动圈数。放卷过程的第二转动圈数的计数原理和收卷过程的第一转动圈数的计数原理相似。第二设备20上设有第二检测器，若标识110随卷筒100在放卷过程中每转动一圈，则第二检测器执行一次计数；第二检测器和第一检测器可以是相同种类的传感器。

可选地，第二检测器统计计数次数并依据计数次数生成放卷过程中的第二转动圈数。第二检测器可将第二转动圈数的数据信号传递至控制器30中，控制器30实时比较第一转动圈数和第二转动圈数的差值，若差值小于或等于预设圈数，则控制器30控制第二设备20执行换卷作业。容易理解，这里的预设圈数可以根据实际卷材的种类、型号规格、厚度等信息灵活设置，比如5至100圈，可以是10圈、15圈、20圈、25圈、30圈、50圈或70圈等，这里不作具体限定。例如，若收卷过程中第一转动圈数为500圈，预设圈数为10圈，则在第二设备20进行换卷作业时，第二检测器检测到第二转动圈数为490圈时，控制器30控制第二设备20执行自动换卷操作。

进一步地，在第二设备20进行放卷过程中，还可以记录放卷过程中原材料的长度和/或宽度。通过实时比较原材料的收卷长度和原材料的放卷长度的长度差，若长度差小于或等于预设参数，控制第二设备20执行换卷作业。这里的预设参数可以根据实际需求灵活设定，不作具体限定。这样可以在比较第一转动圈数和第二转动圈数的差值的基础上，进一步参考放卷长度和收卷长度的长度差，提升卷材余量控制的精度。需要说明的是，这里除了记录卷材的长度和宽度外，还可以选择性地记录卷材的厚度、种类、规格型号等信息，这里不作具体限定。

可选地，在复卷机上进行第二次收卷过程中记录第一转动圈数。在其它可选的实施方式中，为了适应生产工艺的需要，对收卷后的卷材还需要进行复卷，第一转动圈数的记录，以及原材料的长度、宽度和厚度等信息也可以在复卷过程中完成记录，这里不作具体限定。

此外，需要说明的是，在某些可选的实施方式中，第二设备20在放卷完成后，也可以执行收卷作业，收卷完成后的卷材用于其他设备进行放卷生产，其第二设备20上的收卷过程与第一设备10上的收卷过程相似，这里不再赘述。该收卷和放卷工序可应用在锂电池生产的涂布、辊压、分条、模切、凹版印刷等卷料工艺中，当然，也可以应用在其他卷材生产制造领域，这里不作具体限定。

请参考图4，本发明实施例还提供一种卷材余量的控制装置，适用于上述的卷材余量的控制方法，该卷材余量的控制装置包括第一设备10、第二设备20和控制器30，第一设备10和第二设备20分别与控制器30连接。其中，第一设备10用于对原材料进行收卷，并记录收卷过程中的第一转动圈数；第二设备20用于对收卷后的卷材进行放卷，并记录放卷过程中的第二转动圈数；控制器30用于实时比较第一转动圈数和第二转动圈数的差值，若差值小于或等于预设圈数，控制器30控制第二设备20执行换卷作业。

需要说明的是，这里的控制器30可以是独立设置的，也可以是集成在第二设备20或其它设备上，这里不作具体限定。控制器30可以采用通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processor，简称DSP)、专用集成电路(ApplicationSpecific Integrated Circuit，简称ASIC)、现成可编程门阵列(Field－ProgrammableGate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。当然，控制器30也可以集成为PLC控制器、单片机等，这里不作具体限定。第二设备20执行换卷作业为自动换卷操作，在保证设备不停机的前提下，尽量减少卷材余量的浪费，降低生产成本。

本发明实施例提供的一种卷材余量的控制方法和装置，通过先对原材料进行收卷，记录收卷过程中的第一转动圈数，再对收卷后的卷材进行放卷，记录放卷过程中的第二转动圈数，通过实时比较第二转动圈数和第一转动圈数的差值，当差值小于或等于预设圈数时，执行自动换卷作业。这样来减少自动换卷作业中卷材余量的浪费，同时保证卷材余量满足设备不停机的自动换卷需求。

按照本实施例提供的卷材余量的控制方法进行计算，将卷材余量作为是否执行自动换卷的依据，可将计数精度缩小到10圈以内，若将以下应用场景为例进行计算说明：

原材料为6微米厚的铜箔，卷筒100的外径即卷材的内径为D＝96.2mm，卷筒100上的卷材剩余余量为10圈时，10圈卷材的剩余长度为L1＝πD*10＝3.14*96.2*10＝3020.68mm＝3.02m，计算结果约为3米，即剩余卷材余量的长度约为3米。

同样以上述情形为例，按照现有的厚度测量方式计算余量，作为对比例，计算如下：

按目前厚度测量精度最高±0.5mm计算，卷材约需要剩余长度L2＝(π*98.2*98.2/4-π*96.2*96.2/4)/0.006/1000，计算结果约为50米。以上仅为粗略计算值，若考虑到卷筒100的真圆度偏差、设备的装配精度及稳定性等，实际剩余长度会更多，目前锂电池行业卷材余量通常浪费在100米以上，甚至达到两三百米，卷材余量浪费较为严重。

由此可以看出，以上述原材料和应用场景为例，现有技术按最高测量精度进行计算，余量至少约为50米即执行自动换卷，而本发明实施例提供的卷材余量控制方法，剩余余量约为3米进行自动换卷，每次自动换卷至少节约大约47米的卷材，大大降低了卷材余量的浪费，节约生产成本。

综上所述，本发明实施例提供的一种卷材余量的控制方法和装置，具有以下几个方面的有益效果：

本发明实施例提供的卷材余量的控制方法和装置，能够对卷材的余量进行合理控制，在保证自动换卷不停机的前提下，避免卷材余量过多造成的浪费，节约生产成本，提高生产产能。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。