权利要求
工作台(1)，所述工作台(1)顶端右侧转动连接有机械臂(2)，所述机械臂(2)左端固定连接有激光焊接设备(5)，所述激光焊接设备(5)左端固定连接有用于进行焊接的焊接管(3)，所述激光焊接设备(5)底端固定连接有用于进行气体保护的气管(4);
两个支撑板(11)，两个所述支撑板(11)底端均固定连接在工作台(1)的顶端，两个所述支撑板(11)右侧内壁均通过阻尼转动连接有双向丝杆(22)，所述双向丝杆(22)外壁套设有两个移动板(23)，两个所述移动板(23)相近一端均通过弹力组件连接有夹板(25)，所述双向丝杆(22)前端通过电磁离合器(21)连接有转杆二(20);
转杆一(13)，所述转杆一(13)转动连接在工作台(1)的顶端，所述转杆一(13)外壁后侧通过齿轮组件连接有连接柱(16)，所述连接柱(16)外壁转动连接有支撑架二(18)，所述支撑架二(18)底端固定连接在工作台(1)的顶端，所述连接柱(16)顶端固定连接有旋转套(17)，所述旋转套(17)底端转动连接在支撑架二(18)的顶端，所述旋转套(17)内壁固定连接有导流罩(10)，所述导流罩(10)右端通过连管组件连接有用于对焊接时产生的有毒气体进行净化的净化设备(6)，所述净化设备(6)底端固定连接在工作台(1)的顶端。
2.根据权利要求1所述的一种
铜排激光焊接装置，其特征在于，所述弹力组件包括位于两个夹板(25)相离一端的滑杆一(24)，两个所述滑杆一(24)外壁均滑动连接在移动板(23)的内壁，两个所述滑杆一(24)外壁均设置有弹簧(26)，两个所述弹簧(26)一端分别与夹板(25)相连，两个所述弹簧(26)另一端分别与移动板(23)相连。
3.根据权利要求1所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，两个移动板(23)相近一端均固定连接有滑杆二(29)，所述滑杆二(29)外壁均滑动连接有滑套(28)，所述滑套(28)相近一端均通过连杆(27)与夹板(25)相连。
4.根据权利要求1所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，所述齿轮组件包括位于转杆一(13)外壁后侧的锥齿轮一(14)，所述锥齿轮一(14)后端顶底两侧均设置有锥齿轮二(15)，两个所述锥齿轮二(15)固定连接在连接柱(16)的外壁，两个所述锥齿轮二(15)相对设置，两个所述锥齿轮二(15)和锥齿轮一(14)上齿牙的间距相同，所述锥齿轮一(14)为缺齿锥齿轮，两个所述锥齿轮二(15)均为全齿锥齿轮。
5.根据权利要求1所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，所述连管组件包括位于导流罩(10)右端的连管二(9)，所述连管二(9)右端固定连接有连管一(7)，所述连管一(7)与净化设备(6)相连，所述连管一(7)外壁固定连接有支撑架一(8)，所述支撑架一(8)底端固定连接在工作台(1)的顶端。
6.根据权利要求1所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，所述转杆二(20)外壁通过同步带(19)与转杆一(13)相连，两个所述支撑板(11)相近一端左侧通过滑杆三(30)相连，所述滑杆三(30)外壁滑动连接在两个移动板(23)的内壁。
7.根据权利要求1所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，前侧所述支撑板(11)前端通过固定架安装有电机(12)，所述电机(12)驱动端固定连接在转杆一(13)的前端。
8.一种铜排激光焊接方法，使用如权利要求1-7任意一项所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，包括以下步骤：
步骤一：将待焊接的铜排放置在工作台(1)上，位于两个夹板(25)之间;
步骤二：启动电机(12)，通过转杆一(13)、同步带(19)带动转杆二(20)旋转，经电磁离合器(21)驱动双向丝杆(22)转动，使两个移动板(23)沿滑杆三(30)相对滑动，通过弹力组件带动夹板(25)靠近并夹持铜排，直至铜排精准对接;
步骤三：铜排对接到位后，控制电磁离合器(21)断开，双向丝杆(22)停止转动，夹板(25)在阻尼作用下保持夹持状态;
步骤四：电机(12)持续驱动转杆一(13)，通过锥齿轮一(14)与锥齿轮二(15)的交替啮合，带动连接柱(16)往复旋转，使旋转套(17)带动导流罩(10)做固定角度来回摆动;
步骤五：通过机械臂(2)调整激光焊接设备(5)的位置，使焊接管(3)对准铜排对接处，启动激光焊接设备(5)输出激光进行焊接，同时气管(4)输送保护气体;
步骤六：焊接过程中，导流罩(10)通过连管二(9)、连管一(7)将产生的有毒气体导入净化设备(6)进行净化，直至焊接完成。
9.根据权利要求8所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，步骤二中，所述弹力组件的弹簧(26)在夹板(25)接触铜排后产生弹性形变，通过滑杆一(24)的滑动缓冲夹持力，同时滑杆二(29)、滑套(28)与连杆(27)配合限制夹板(25)的偏移轨迹，确保铜排对接面平行对齐。
10.根据权利要求8所述的一种铜排激光焊接装置，其特征在于，步骤四中，所述锥齿轮一(14)为缺齿锥齿轮，其与两个相对设置的锥齿轮二(15)交替啮合时，使连接柱(16)的旋转角度被限定在预设范围内，进而控制导流罩(10)的摆动角度覆盖铜排焊接区域。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及铜排激光焊接技术领域，具体为一种铜排激光焊接装置。
背景技术
[0002]随着电力系统、
新能源汽车及
储能设备等领域的快速发展，铜排作为高效导电连接件被广泛应用于各类电气设备中，其连接质量直接影响设备的导电性能、机械强度及安全性。激光焊接技术因能量密度高、热影响区小、焊接精度高等优势，成为铜排连接的核心工艺之一，尤其适用于高纯度、薄壁铜排的精密焊接场景。
[0003]目前，现有铜排激光焊接装置在实际应用中存在诸多局限：其一，铜排夹持与焊接排烟多为分步操作，夹持机构完成铜排定位后，需单独启动排烟装置，导致作业流程冗长，效率低下;同时，传统排烟罩多为固定角度设计，难以全面覆盖焊接区域，易造成有毒气体(如氧化铜烟尘)扩散，影响操作环境及人员健康，其二，夹持机构多采用刚性夹持方式，若夹持力控制不当，易导致铜排表面压痕、变形，且无法自适应不同厚度铜排的夹持需求，对接时易出现铜排偏移、错位，影响焊接精度。
发明内容
[0004]针对现有技术的不足，本发明提供了一种铜排激光焊接装置，解决了铜排夹持与焊接排烟多为分步操作和传统排烟罩多为固定角度设计的问题。
[0005]为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种铜排激光焊接装置，包括：
工作台，所述工作台顶端右侧转动连接有机械臂，所述机械臂左端固定连接有激光焊接设备，所述激光焊接设备左端固定连接有用于进行焊接的焊接管，所述激光焊接设备底端固定连接有用于进行气体保护的气管;
两个支撑板，两个所述支撑板底端均固定连接在工作台的顶端，两个所述支撑板右侧内壁均通过阻尼转动连接有双向丝杆，所述双向丝杆外壁套设有两个移动板，两个所述移动板相近一端均通过弹力组件连接有夹板，所述双向丝杆前端通过电磁离合器连接有转杆二;
转杆一，所述转杆一转动连接在工作台的顶端，所述转杆一外壁后侧通过齿轮组件连接有连接柱，所述连接柱外壁转动连接有支撑架二，所述支撑架二底端固定连接在工作台的顶端，所述连接柱顶端固定连接有旋转套，所述旋转套底端转动连接在支撑架二的顶端，所述旋转套内壁固定连接有导流罩，所述导流罩右端通过连管组件连接有用于对焊接时产生的有毒气体进行净化的净化设备，所述净化设备底端固定连接在工作台的顶端。
[0006]优选的，所述弹力组件包括位于两个夹板相离一端的滑杆一，两个所述滑杆一外壁均滑动连接在移动板的内壁，两个所述滑杆一外壁均设置有弹簧，两个所述弹簧一端分别与夹板相连，两个所述弹簧另一端分别与移动板相连。
[0007]优选的，两个移动板相近一端均固定连接有滑杆二，所述滑杆二外壁均滑动连接有滑套，所述滑套相近一端均通过连杆与夹板相连。
[0008]优选的，所述齿轮组件包括位于转杆一外壁后侧的锥齿轮一，所述锥齿轮一后端顶底两侧均设置有锥齿轮二，两个所述锥齿轮二固定连接在连接柱的外壁，两个所述锥齿轮二相对设置，两个所述锥齿轮二和锥齿轮一上齿牙的间距相同，所述锥齿轮一为缺齿锥齿轮，两个所述锥齿轮二均为全齿锥齿轮。
[0009]优选的，所述连管组件包括位于导流罩右端的连管二，所述连管二右端固定连接有连管一，所述连管一与净化设备相连，所述连管一外壁固定连接有支撑架一，所述支撑架一底端固定连接在工作台的顶端。
[0010]优选的，所述转杆二外壁通过同步带与转杆一相连，两个所述支撑板相近一端左侧通过滑杆三相连，所述滑杆三外壁滑动连接在两个移动板的内壁。
[0011]优选的，前侧所述支撑板前端通过固定架安装有电机，所述电机驱动端固定连接在转杆一的前端。
[0012]一种铜排激光焊接方法，包括以下步骤：
步骤一：将待焊接的铜排放置在工作台上，位于两个夹板之间;
步骤二：启动电机，通过转杆一、同步带带动转杆二旋转，经电磁离合器驱动双向丝杆转动，使两个移动板沿滑杆三相对滑动，通过弹力组件带动夹板靠近并夹持铜排，直至铜排精准对接;
步骤三：铜排对接到位后，控制电磁离合器断开，双向丝杆停止转动，夹板在阻尼作用下保持夹持状态;
步骤四：电机持续驱动转杆一，通过锥齿轮一与锥齿轮二的交替啮合，带动连接柱往复旋转，使旋转套带动导流罩做固定角度来回摆动;
步骤五：通过机械臂调整激光焊接设备的位置，使焊接管对准铜排对接处，启动激光焊接设备输出激光进行焊接，同时气管输送保护气体;
步骤六：焊接过程中，导流罩通过连管二、连管一将产生的有毒气体导入净化设备进行净化，直至焊接完成。
[0013]优选的，步骤二中，所述弹力组件的弹簧在夹板接触铜排后产生弹性形变，通过滑杆一的滑动缓冲夹持力，同时滑杆二、滑套与连杆配合限制夹板的偏移轨迹，确保铜排对接面平行对齐。
[0014]优选的，步骤四中，所述锥齿轮一为缺齿锥齿轮，其与两个相对设置的锥齿轮二交替啮合时，使连接柱的旋转角度被限定在预设范围内，进而控制导流罩的摆动角度覆盖铜排焊接区域。
[0015]工作原理：将需要焊接的铜排放置到工作台上，之后启动电机，电机驱动转杆一旋转，转杆一通过同步带带动转杆二旋转，转杆二通过电磁离合器将动力传递至双向丝杆，使两个移动板沿滑杆三相对滑动，移动板通过滑杆一和弹簧带动夹板靠近铜排，弹簧的弹性缓冲确保夹持力适中，同时滑杆二、滑套和连杆配合保证夹板稳定，实现铜排精准对接，当铜排对接到位后，通过电磁离合器切断双向丝杆的动力来源，在阻尼的作用下夹板保持夹持状态，同时转杆一通过锥齿轮一和两个锥齿轮二带动连接柱在支撑架二上往复旋转，使旋转套带动导流罩做固定角度来回摆动，导流罩通过连管二和连管一与净化设备连通，实现焊接废气的实时收集与净化，通过机械臂调整激光焊接设备的位置，使焊接管对准铜排对接处输出激光进行焊接，气管同步输送保护气体防止焊接部位氧化，最终完成铜排激光焊接的一体化操作。
[0016]本发明提供了一种铜排激光焊接装置。具备以下有益效果：
1、本发明通过缺齿锥齿轮与双锥齿轮二的传动设计，使导流罩能够进行摆动，其摆动角度精准覆盖焊接区域，配合连管组件与净化设备的协同，提升焊接废气收集率，相比固定排烟罩，动态摆动设计使排烟范围扩大，有效降低操作人员接触有毒气体的风险，符合工业安全标准。
[0017]2、本发明中滑杆一和弹簧与滑杆二、滑套和连杆的组合，既通过弹簧弹性缓冲避免铜排被夹伤，又能自适应不同厚度铜排的夹持需求，解决了刚性夹持对铜排表面质量和规格兼容性的限制。
[0018]3、本发明基于电机驱动的双路径传动，实现铜排夹持对接与导流罩排烟的同步启动，且电磁离合器可单独切断夹持动力，使夹板锁定后排烟仍持续进行，解决了传统设备夹持与排烟分步操作的效率瓶颈;同时，滑杆三的导向、锥齿轮组的角度限定等结构，满足高精度焊接需求。
附图说明
[0019]图1为本发明的立体图;
图2为本发明的移动板结构示意图;
图3为本发明的电磁离合器结构示意图;
图4为本发明的旋转套结构示意图;
图5为本发明的连接柱结构示意图;
图6为本发明的滑杆一结构示意图。
[0020]其中，1、工作台;2、机械臂;3、焊接管;4、气管;5、激光焊接设备;6、净化设备;7、连管一;8、支撑架一;9、连管二;10、导流罩;11、支撑板;12、电机;13、转杆一;14、锥齿轮一;15、锥齿轮二;16、连接柱;17、旋转套;18、支撑架二;19、同步带;20、转杆二;21、电磁离合器;22、双向丝杆;23、移动板;24、滑杆一;25、夹板;26、弹簧;27、连杆;28、滑套;29、滑杆二;30、滑杆三。
具体实施方式
[0021]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，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做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。
实施例
[0022]请参阅附图1-附图6，本发明实施例提供一种铜排激光焊接装置，包括：
工作台1，工作台1顶端右侧转动连接有机械臂2，机械臂2左端固定连接有激光焊接设备5，激光焊接设备5左端固定连接有用于进行焊接的焊接管3，激光焊接设备5底端固定连接有用于进行气体保护的气管4;
两个支撑板11，两个支撑板11底端均固定连接在工作台1的顶端，两个支撑板11右侧内壁均通过阻尼转动连接有双向丝杆22，双向丝杆22外壁套设有两个移动板23，两个移动板23相近一端均通过滑杆一24连接有夹板25，双向丝杆22前端通过电磁离合器21连接有转杆二20;
转杆一13，转杆一13转动连接在工作台1的顶端，转杆一13外壁后侧通过锥齿轮一14和锥齿轮二15连接有连接柱16，连接柱16外壁转动连接有支撑架二18，支撑架二18底端固定连接在工作台1的顶端，连接柱16顶端固定连接有旋转套17，旋转套17底端转动连接在支撑架二18的顶端，旋转套17内壁固定连接有导流罩10，导流罩10右端通过连管一7和连管二9连接有用于对焊接时产生的有毒气体进行净化的净化设备6，净化设备6底端固定连接在工作台1的顶端;
具体的，将待焊接的铜排平稳放置于工作台1的操作区域，使其处于两个夹板25之间的预设路径上，工作台1作为整个装置的承载基础，为各部件提供稳定的安装平台，确保后续夹持、焊接等动作在同一基准面上完成，避免因基础不稳导致的定位偏差，此时，机械臂2处于初始待命位置，激光焊接设备5及焊接管3暂不介入，导流罩10处于初始静止状态，通过机械臂2的多轴转动调整激光焊接设备5的空间位置，使激光焊接设备5左端的焊接管3精准对准铜排对接缝，启动激光焊接设备5，焊接管3输出高能量激光束对铜排进行焊接;同时，激光焊接设备5底端的气管4同步输送氩气等保护气体，直接作用于焊接区域，隔绝空气中的氧气，防止铜排焊接处因高温氧化产生气孔或脆化，焊接过程中，导流罩10持续做固定角度摆动，通过右端的连管二9、连管一7将焊接产生的有毒气体如氧化铜烟尘、有机物挥发物导入净化设备6-连管一7通过外壁固定的支撑架一8保持稳定，避免因导流罩摆动导致管路晃动;净化设备6对吸入的气体进行过滤净化，最终排出洁净空气，实现焊接废气的实时处理。
[0023]其中位于两个夹板25相离一端的滑杆一24，两个滑杆一24外壁均滑动连接在移动板23的内壁，两个滑杆一24外壁均设置有弹簧26，两个弹簧26一端分别与夹板25相连，两个弹簧26另一端分别与移动板23相连，两个移动板23相近一端均固定连接有滑杆二29，滑杆二29外壁均滑动连接有滑套28，滑套28相近一端均通过连杆27与夹板25相连，其中位于转杆一13外壁后侧的锥齿轮一14，锥齿轮一14后端顶底两侧均设置有锥齿轮二15，两个锥齿轮二15固定连接在连接柱16的外壁，两个锥齿轮二15相对设置，两个锥齿轮二15和锥齿轮一14上齿牙的间距相同，锥齿轮一14为缺齿锥齿轮，两个锥齿轮二15均为全齿锥齿轮，其中位于导流罩10右端的连管二9，连管二9右端固定连接有连管一7，连管一7与净化设备6相连，连管一7外壁固定连接有支撑架一8，支撑架一8底端固定连接在工作台1的顶端，转杆二20外壁通过同步带19与转杆一13相连，两个支撑板11相近一端左侧通过滑杆三30相连，滑杆三30外壁滑动连接在两个移动板23的内壁，前侧支撑板11前端通过固定架安装有电机12，电机12驱动端固定连接在转杆一13的前端;
具体的，电机12驱动端直接带动转杆一13旋转，将动力分为两条路径同步传输，转杆一13通过外壁的同步带19带动转杆二20同步旋转，转杆二20前端通过电磁离合器21将动力传递至双向丝杆22，双向丝杆22两端通过阻尼转动连接在两个支撑板11的右侧内壁，其外壁套设的两个移动板23因与丝杆的螺纹旋向相反，在丝杆转动时沿滑杆三30做相对滑动-滑杆三30连接两个支撑板11的左侧，为移动板23提供导向，避免其随丝杆转动发生偏移，移动板23通过弹力组件带动夹板25靠近铜排：弹力组件中，滑杆一24贯穿移动板23并与夹板25固定，其外壁的弹簧26在夹板25接触铜排后产生弹性形变，通过滑杆一24的轴向滑动缓冲夹持力，防止因刚性接触导致铜排表面压痕或变形;同时，移动板23上的滑杆二29、外壁滑动连接的滑套28及连杆27形成辅助支撑结构-连杆27两端分别铰接滑套28与夹板25，限制夹板25在夹持过程中的横向偏移，确保两块铜排的对接面始终保持平行对齐，最终实现精准对接，电磁离合器21断电断开，切断转杆二20与双向丝杆22的动力连接，双向丝杆22因与支撑板11的阻尼转动连接，在失去动力后迅速停止转动，移动板23及夹板25在阻尼力作用下保持当前夹持状态，避免铜排在焊接过程中松动，与此同时，转杆一13的第二条动力路径持续运行：转杆一13外壁后侧的锥齿轮一14为缺齿锥齿轮，随转杆旋转，交替与连接柱16外壁相对设置的两个锥齿轮二15全齿锥齿轮啮合，锥齿轮一与二的齿牙间距相同，确保啮合顺畅，连接柱16通过外壁转动连接的支撑架二18底端固定于工作台1获得稳定支撑，在锥齿轮传动下做往复旋转;连接柱16顶端的旋转套17同步转动，其底端与支撑架二18顶端的转动连接进一步降低摩擦，使旋转套17内壁固定的导流罩10随之一体化摆动，由于锥齿轮一14为缺齿设计，其与锥齿轮二15的啮合范围被限定，最终使导流罩10的摆动角度精确覆盖铜排焊接区域，避免与夹板25、机械臂2等部件干涉，焊接结束后，激光焊接设备5停止输出激光，气管4停止输送保护气体，机械臂2带动激光焊接设备5复位，电机12反转，电磁离合器21重新结合，双向丝杆22反向转动使移动板23及夹板25分离，释放焊接完成的铜排;同时，导流罩10随转杆一13反转逐渐复位，净化设备6延迟关闭以确保残余废气被彻底处理，整个流程完成后，装置恢复初始状态，等待下一次作业。
[0024]一种铜排激光焊接方法，包括以下步骤：
步骤一：将待焊接的铜排放置在工作台1上，位于两个夹板25之间;
步骤二：启动电机12，通过转杆一13、同步带19带动转杆二20旋转，经电磁离合器21驱动双向丝杆22转动，使两个移动板23沿滑杆三30相对滑动，通过弹力组件带动夹板25靠近并夹持铜排，直至铜排精准对接;
步骤三：铜排对接到位后，控制电磁离合器21断开，双向丝杆22停止转动，夹板25在阻尼作用下保持夹持状态;
步骤四：电机12持续驱动转杆一13，通过锥齿轮一14与锥齿轮二15的交替啮合，带动连接柱16往复旋转，使旋转套17带动导流罩10做固定角度来回摆动;
步骤五：通过机械臂2调整激光焊接设备5的位置，使焊接管3对准铜排对接处，启动激光焊接设备5输出激光进行焊接，同时气管4输送保护气体;
步骤六：焊接过程中，导流罩10通过连管二9、连管一7将产生的有毒气体导入净化设备6进行净化，直至焊接完成。
[0025]步骤二中，弹力组件的弹簧26在夹板25接触铜排后产生弹性形变，通过滑杆一24的滑动缓冲夹持力，同时滑杆二29、滑套28与连杆27配合限制夹板25的偏移轨迹，确保铜排对接面平行对齐，步骤四中，锥齿轮一14为缺齿锥齿轮，其与两个相对设置的锥齿轮二15交替啮合时，使连接柱16的旋转角度被限定在预设范围内，进而控制导流罩10的摆动角度覆盖铜排焊接区域，步骤五中，保护气体的输送流量与激光焊接设备5的功率相适配，且净化设备6的抽气速率随导流罩10的摆动频率同步调节。
[0026]尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
说明书附图(6)
声明：
“铜排激光焊接装置” 该技术专利(论文)所有权利归属于技术(论文)所有人。仅供学习研究，如用于商业用途，请联系该技术所有人。
我是此专利(论文)的发明人(作者)
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编辑：北方有色网
来源：江西凯宏高导新材料科技有限公司
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