CN108907427A - 多层金属焊接装置及其焊接方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了多层金属焊接装置及其焊接方法，所述的装置包括框架、电缸组、压力随动机构、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件、工件；所述的电源组件还包括人机界面、执行组件、控制器、焊接电源、驱动器；所述的焊接电源包括帘栅回路、焊接回路组、补正回路组；所述的帘栅回路、焊接回路组、补正回路组的主回路并联后分别和电源正极、电源负极、继电器中的ZK1的常闭触点连接，触发回路的触发器分别和晶体管控制器、可控硅对应连接；所述的帘栅回路、焊接回路组、补正回路组采用的是并联电路结构、树形放电方式；因此，本焊接装置具有体积小、重量轻、功能强、效率高、成本低、结构紧凑、焊接熔核物理、化学性能稳定的特点。

Description

多层金属焊接装置及其焊接方法

技术领域

本发明涉及一种焊接装置，特别是一种多层金属的电阻焊焊接装置及其焊接方法。

背景技术

目前，大功率的锂电池、水素电池和燃料电池的焊接方法基本上都是采用超声波焊接，而超声波焊接属于摩擦焊接的一种；因此，在几十层或者是上百层的铝箔或者是铜箔等多层金属的摩擦焊接过程中，会因金属材料的相互摩擦会产生细微的金属粉末或者是焊渣藏在多层的金属箔夹层中，而夹层的金属粉末或者是焊渣无法直接清理干净而被直接应用到电池产品中；所以，当带有电解液的电池在充放电过程中，液体会在电池内部产生气泡冲击流动，将金属箔夹层中的金属粉末或者是焊渣冲洗出来，当电解液中的金属粉末或者是焊渣达到一定浓度时，电池就会产生极板短路或者是漏电现象，影响电池寿命。

日本专利CN104981316A提供了一种 叠层金属箔的制造方法、包含叠层金属箔的制造方法的密封型电池的制造方法以及密封型电池，隶属电阻焊接范畴，主要包括以下步骤：第1工序，在叠层的金属箔焊接部位，借助刀具沿叠层方向贯通线状切缝，然后密合；第2工序，将电阻焊的电极压在密合的焊接位置上，然后通电焊接；该专利的方法主要是解决了叠层铝箔或者是铜箔等叠层金属在焊接过程中不产生焊渣或者是金属粉末以及焊接打火等不稳定的问题；因此，该装置体积大、重量重、工序多、熔核小、刀口处的熔核弥合不稳定，工序节拍时间长等缺陷。

发明内容

为了避免上述技术中存在的缺陷和不足之处，本发明的目的是要提供一种多层金属的焊接装置及其焊接方法，在保证体积小、重量轻、功能强、效率高、熔核大、成本低和产品一致性好、一次焊接成型的同时，又可兼顾不污染电解液、现场环境好、结构紧凑的、全自动的、智能型的焊接装置，并在运行过程中免维护，长寿命、无需人工操作的精密电阻焊接装置。

为了实现上述目的，本发明的技术方案如下：

多层金属焊接装置，包括框架、电缸组、压力随动机构、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件、工件；所述的框架分别和电缸组、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件；

所述的电缸组还包括上电缸和下电缸；所述的上电缸分别和框架、压力随动机构连接；所述的下电缸分别和框架、拉伸机构连接；所述的压力随动机构分别和上电缸、焊接组件连接；所述的拉伸机构分别和框架、下电缸、工件连接；所述的机械手组件和框架连接；所述的焊接组件分别和框架、压力随动机构、工件连接；所述的电源组件分别和框架、焊接组件、电缸组、机械手组件连接；

所述的框架包括台面、立柱、导向杆、支撑杆；所述的台面分别和立柱、导向杆、支撑杆、拉伸机构、焊接组件、电源组件连接；所述的立柱和台面连接；所述的导向杆分别和台面、电缸组连接；所述的支撑杆分别和台面、电缸组连接；

所述的压力随动机构包括上压板、调整螺帽、下压板、下自锁螺帽、顶杆、弹簧；所述的上压板分别和压杆、自锁螺帽、调整螺帽、弹簧、顶杆连接；所述的调整螺帽分别和上压板、顶杆连接；所述的下压板分别和上绝缘板、下自锁螺帽、顶杆、弹簧连接；所述的下自锁螺帽分别和顶杆、下压板连接；所述的顶杆分别和上压板、调整螺帽、下压板、下自锁螺帽、弹簧连接；所述的弹簧分别和顶杆、上压板、下压板连接；

所述的拉伸机构包括L上螺帽、L上板、拉杆、L下螺帽、L下板、L滑动轴承、L下压盖、L上压盖；所述的L上螺帽分别和L上板、拉杆连接；所述的L上板分别和工件、L上螺帽、拉杆连接；所述的拉杆分别和L上螺帽、L上板、L下螺帽、L下板、L滑动轴承、L下压盖、L上压盖连接；所述的L下螺帽分别和拉杆、L下板连接；所述的L下板分别和下电缸的压杆、下电缸的G自锁螺帽、拉杆、L下螺帽连接；所述的L滑动轴承分别和台面、L上压盖、L下压盖连接；所述的L下压盖分别和台面、拉杆、L滑动轴承连接；所述的L上压盖分别和台面、拉杆、L滑动轴承连接；

所述的机械手组件包括十字滑台、回转轴、Y轴、夹持组件；所述的十字滑台分别和台面、回转轴、电源组件连接；所述的回转轴分别和十字滑台、Y轴、电源组件连接；所述的夹持组件和Y轴连接；所述的十字滑台还包括X轴和Z轴；所述的X轴分别和台面、Z轴连接；所述的Z轴分别和X轴、回转轴连接；

所述的焊接组件包括上绝缘板、电源正极、加长杆、正电极、负电极、电源负极、下绝缘板；所述的上绝缘板分别和电源正极、下压板连接；所述的电源正极分别和上绝缘板、加长杆连接；所述的加长杆分别和电源正极、正电极连接；所述的正电极分别和加长杆、工件连接；所述的负电极分别和工件、电源负极连接；所述的电源负极分别和负电极、下绝缘板连接；所述的下绝缘板分别和电源负极、台面连接；所述的工件分别和正电极、负电极、L上板连接；

所述的电源组件还包括人机界面、执行组件、控制器、焊接电源、驱动器；所述的人机界面和控制器连接；所述的执行组件和控制器连接；所述的控制器分别和人机界面、执行组件、触发器、焊接电源、驱动器连接；所述的焊接电源分别和执行组件、控制器连接；所述的驱动器和控制器连接；

所述的人机界面包括触摸屏、传输线、电源接口；所述的触摸屏分别和传输线、电源接口连接；所述的传输线分别和触摸屏、晶体管控制器连接；所述的电源接口分别和市电隔离电源、触摸屏连接；

所述的执行组件由10--30个继电器组成，所述的继电器的结构、原理、性能、参数、尺寸相同，装配、连接方法一致；所述的继电器线圈分别和直流电源、继电器控制器连接，所述的继电器触点部分分别和主控电源、驱动器、焊接电源、电源负极、电源正极连接；

所述的控制器还包括晶体管控制器、继电器控制器、AD模块、DA模块；所述的晶体管控制器分别和人机界面、继电器控制器、驱动器、焊接电源连接；所述的继电器控制器分别和执行组件、焊接电源、晶体管控制器、AD模块连接；所述的AD模块分别和焊接电源、继电器控制器、DA模块连接；所述的DA模块分别和焊接电源、驱动器、AD模块连接；

所述的驱动器包括电源、位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件；所述的电源分别和位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件连接；所述的位置伺服驱动组件分别和电源、机械手组件连接；所述的扭矩伺服驱动组件分别和电源、电缸组连接；所述的位置伺服驱动组件由4套位置伺服驱动构件组成，分别和十字滑台的X轴电机、Y轴电机以及回转轴电机与Y轴的电机连接；所述的位置驱动构件包括位置驱动器和位置伺服电机；所述的位置驱动器分别和晶体管控制器、位置伺服电机连接，所述的位置伺服电机分别和位置驱动器、X轴电机或者是Y轴电机或者是回转轴电机或者是Y轴的电机连接；所述的扭矩伺服驱动组件由2套扭矩伺服构件组成，分别和上电缸的电机与下电缸的电机连接；所述的扭矩伺服构件包括扭矩驱动器、扭矩电机；所述的扭矩驱动器分别和晶体管控制器、DA模块、扭矩电机连接；所述的扭矩电机分别和扭矩驱动器、上电缸电机或者是下电缸电机连接；

所述的焊接电源包括帘栅回路、焊接回路组、补正回路组；所述的帘栅回路、焊接回路组、补正回路组的主回路并联后分别和电源正极、电源负极、继电器中的ZK1的常闭触点连接，触发回路的触发器分别和晶体管控制器、可控硅对应连接；

所述的帘栅回路包括触发器中的LM-1、可控硅中的KT1、续流二极管、电感、二极管、储能组件中的CN1、高压储能；所述的触发器中的LM-1分别和晶体管控制器、可控硅中的KT1连接；所述的可控硅中的KT1与续流二极管并联后分别和电源正极、继电器中的ZK1、电感连接；所述的续流二极管与可控硅中的KT1并联后分别和电源正极、继电器中的ZK1、电感连接；所述的电感分别和可控硅中的KT1、续流二极管、二极管、高压储能连接；所述的二极管分别和电感、高压储能、储能组件中的CN1连接；所述的储能组件中的CN1分别和电源负极、继电器中的ZK1、二极管连接；所述的高压储能分别和电感、二极管、电源负极连接；

所述的焊接回路组是由1—10条结构、原理、参数完全相同的焊接支路组成；所述的焊接支路包括触发器中的LM-2、可控硅中的KT2、储能组件中的CN2；所述的触发器中的LM-2分别和晶体管控制器、可控硅中的KT2连接；所述的可控硅中的KT2分别和触发器中的LM-2、储能组件中的CN2连接；所述的储能组件中的CN2分别和可控硅中的KT2、电源负极连接；

所述的补正回路组由1—10条结构、原理、参数完全相同的补正支路组成；所述的补正支路包括触发器中的LM-3、可控硅中的KT3、储能组件中的CN3；所述的触发器中的LM-3分别和晶体管控制器、可控硅中的KT3连接；所述的可控硅中的KT3分别和触发器中的LM-3、储能组件中的CN3连接；所述的储能组件中的CN3分别和可控硅中的KT3、电源负极连接；

所述的储能组件还包括电容、反馈电阻、充电电源、卸电电阻中的FD3、保险开关中的ZK3、功率管的RG3、卸电控制；所述的电容、反馈电阻、充电电源并联后分别和卸电电阻中的FD3、保险开关、可控硅中的KT3、电源负极中的ZK3连接；所述的卸电电阻中的FD3分别和可控硅中的KT3、电容、反馈电阻、充电电源、保险开关中的ZK3、功率管中的RG3；所述的保险开关中的ZK3、功率管中的RG3并联后分别和卸电电阻中的FD3、电源负极连接；所述的卸电控制分别和DA模块、功率管、直流电源、电源负极连接；

所述的正电极和负电极的原理、结构、尺寸链相同，并且装配在同一轴线上，镜像放置，即：正电极和负电极的外圆M同轴，球面SR的N同轴；

所述的正电极的圆角C的尺寸是H尺寸的10至30倍；正电极的球面SR高度是工件压紧厚度的0.2倍；正电极的球面SR直径是工件厚度的10至100倍；正电极的轮廓线ΦR尺寸范围是正电极直径ΦD的二分之一至四分之三之间，轮廓线ΦR是1至5个；即：球面SR的外轮廓线V的直径尺寸小于圆角C的内轮廓线W直径尺寸；正电极的球面SR是1至100个，当球面SR是1个时，球面SR的轴线和外圆M同轴，当球面SR是2个以上时，球面SR的中心线放置在轮廓线ΦR上，并在轮廓线ΦR上均布，并且一个球面SR的外圆X和相邻的一个球面SR的外圆X不得相交，X和X的间距不得小于2mm；当一个轮廓线不能按照要求放置多个球面SR时，可在正电极的直径ΦD的二分之一至四分之三之间均布轮廓线，然后在每一条轮廓线上均布球面SR。

所述的正电极和负电极可以是圆形，也可以是方形，但无论是圆形还是方形，正电极和负电极的焊接面都有放电凸台H，并且凸台H与平面连接都是平滑的曲面连接。

所述的上电缸和下电缸的结构、原理、尺寸链、性能、参数完全一致，上电缸的压力是10-15000公斤，上电缸是带有制动器的扭矩电机，电机功率在1至10千瓦。

所述的帘栅回路、焊接回路组、补正回路组采用的是并联电路结构、树形放电方式，即：每一回路的电容的耐压和容量不同，根据焊接工件需求的电流不同，可选择任意回路放电，可单独使用，也可组合使用，还可按照时序间歇放电或者是间隔放电；所述的帘栅回路是高低压组合的叠加电源，高低压的电源切换是通过二极管自动切换的；所述的焊接回路组和补正回路组可互换通用，即：焊接回路组和补正回路组即可作为焊接模块使用，也可作补正模块使用。

所述的高压储能充电电压和放电电压大于500伏特。

所述的储能组件是1至20个回路；每个回路可单独使用，也可并联使用，也可间歇放电使用；所述的储能组件可单独充电也可同时充电。

所述的工件是指2层至500层之间的铝箔、铜箔、铝带、铜带或者是铝基材表面处理材料或者是铜基材表面处理材料，基材厚度在0.006mm至1mm之间。

所述的上电缸和下电缸的结构、原理一致，镜像、同轴放置。

多层金属焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

A、准备步骤：按照工件的技术要求，选择正电极和负电极的电极形状，并计算工件的材质电阻、需要焊接的层数及总电阻、不同层的氧化膜电阻，确定是中心点焊接还是贯通焊接；然后根据技术要求的焊接面积选择正电极和负电极的ΦD尺寸，同时计算球面SR和轮廓线ΦR数量与均布数量，焊接熔核形成的熔核数量；最后根据材质的不同和有色金属冷作硬化特性，计算电缸组的扭矩以及工件因受高热而产生的屈服点和硬度降低数值，调整压力随动机构弹簧的压力后，安装焊接使用的正电极和负电极，之后调整负电极的轴线断面坐标，使正电极和负电极同轴后，固定负电极，随后旋转负电极的旋转角度，使负电极的N轴线和正电极的N轴线同轴，并紧固负电极的旋转螺栓，使负电极不能上、下、左、右、前、后窜动；这时，准备步骤A完成，进入到下一步骤，自检步骤B；

B、自检步骤：经步骤A准备步骤完成后，多层金属焊接装置进入到自检步骤B；首先检查急停和报警是否有效，如果有效，则控制器向执行组件发出声光报警信号，同时通过传输线向触摸屏发出故障位置和故障处理方法；其次检查各轴运动副是否在原点位置，如果不在原点位置，则触摸屏显示哪个轴不在原点位置，并显示“是否按照规定路径和轴运动顺序返回到原点位置”；最后，当控制器初始化完成，自检通过后，在触摸屏上显示“请选择焊接工件序号”，如果选择是已经焊接过的工件，则控制器自动跳转到自动步骤E开始自动循环焊接操作；如果选择是新工件，则控制器自动跳转到点动控制/参数设置菜单页面；这时，自检步骤B处理完成，进入到设置步骤C或者是自动步骤E；

C、设置步骤：经步骤B自检步骤处理后，控制器自动跳转到设置步骤C，并将触摸屏的画面切换到点动控制/参数设置菜单；然后按照准备步骤A计算的数据，将参数分别录入到机械手部分、预压部分、预拉部分、放电部分、充电部分、卸电部分；其中：机械手部分是从进料架中取出工件后放入到正电极和负电极中间的焊接坐标处等待焊接，当焊接完成后，再将工件移送到出料架上；在此期间，机械手X轴、Y轴、Z轴、回转轴上电缸、下电缸的工作速度可在线调整和设置参数，经调整和设置好的参数可进行人工反复的点动测试X轴、Y轴、Z轴、回转轴上电缸、下电缸的运行速度、联动插补、软中断测试，直至达到工艺要求为止，同时机械手还可自动判断进料架和出料架是否有料以及取料和放料顺序；

预压部分是以上电缸为动力源，拖动上电缸、压力随动机构、焊接组件的上绝缘板、电源正极、加长杆、正电极向工件方向移动，并以负电极为固定参照基准，对工件施加压力，压力的大小可在触摸屏上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小，同时将反馈信号反馈到晶体管控制器中，然后晶体管控制器再和触摸屏录入的压力值进行比较，如果反馈数值和录入压力值相等，则上电缸制动关闭，上电缸停止工作；当反馈数值大于录入压力值，则上电缸向工件相反的方向运动，直至反馈数值等于录入压力值时，上电缸制动关闭，上电缸停止工作；否则相反；预拉部分是下电缸拖动拉伸机构向工件方向移动，并以工件为固定参照基准，对工件施加压力，压力的大小可在触摸屏上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小；此时，运动副各轴参数设置、调整完成，进入到储能和放电参数设置；即：首先设置帘栅回路，也就是：根据待焊工件氧化膜厚度和层数不同，计算氧化膜的击穿电压，击穿电压就是高压储能充电电压，充电电压选择范围是500至5000伏特，然后再设置储能组件中的CN1充电电压，充电电压选择范围是20至100伏特，计算方法是工件预热时间和预热温度，电压越高，预热时间越长；其次是设置焊接回路组，即：选择工件的焊接功率，也就是：根据工件每层厚度、层数、焊接面积计算焊接功率和焊接电流，然后再根据焊接功率和焊接电流选择焊接支路的数量，并确定储能组件中的CN2组的充电电压，并确定焊接支路是同时放电还是间歇放电或者是时序放电；然后通过触摸屏录入到控制器中，录入的充电电压范围是0至50伏特；最后是设置补正回路组，补正支路充电电压值按照电压值除以补正支路数量给每个补正支路充电，并在触摸屏录入到控制器中，录入的充电电压范围是0至50伏特；这时；设置步骤B处理完成，进入到自动步骤D；

D、自动步骤：经步骤C设置步骤处理完成后，控制器自动跳转到自动步骤D等待人工发出自动运行命令，当操作者在触摸屏上按下自动运行按钮时，设备便自动运行；首先，当控制器接收到触摸屏的自动运行命令时，控制器就会发出机械手部分的X轴、Y轴、Z轴、回转轴、上电缸、下电缸自动回零点操作，当各轴回零点完成后，夹持组件的卡抓张开、L上板开启、卸电继电器吸合，并同时判断进料架是否有料，哪个料架有料，如果没有料，机械手自动进入等待程序，如果进料架上有料，控制器就会发出到哪个取料架取料和动作顺序命令，此时，X轴、Y轴、Z轴、回转轴会按照位置数据控制表的运行距离、运行速度到指定的坐标去抓取工件，然后将工件送到焊接工位的负电极的定位夹具中，工件放到定位夹具后，定位夹具向控制器发出工件到位指令，这时，控制器向夹持组件发出松开命令，并缩回手臂Z轴到原点位置等待；当控制器接收到Z轴到达原点命令后，发出下电缸压紧命令，并由下电缸拖动L上板压住工件，其中：L上板的压力是在触摸屏上设定完成的扭矩信号；控制器也同时发出对帘栅回路、焊接回路组、补正回路组充电命令，并实时比较电容的充电电压是否和触摸屏录入的充电数据一致，如果一致，便向控制器发出充电完成指令，同时检测L上板和上电缸的压力值已经达到设定压力值时，控制器发出焊接指令；然后，按照触摸屏设定的放电时序进行顺序放电；即：帘栅回路的高压储能首先放电，当高压储能的存储电压低于储能组件中的CN1存储电压时，二极管导通，这时，高压储能和储能组件中的CN1同时放电；

其中补正回路组的放电时序是：当控制器检测到焊接回路组放电完成信号时，马上对焊接回路组进行平均化分析功率、电阻、电压、电流是否满足设定要求；如果不满足，控制器就会计算焊接回路组产生的误差值是多少，然后与补正回路组中的那条补正支路或者是哪几条补正支路的并联值与误差值接近或者是相等，然后进行二次放电，用于补充焊接能量的不足；

当控制器检测到二次放电完成信号时；控制器首先发出继电器卸电命令，随后发出上电缸、下电缸开启指令，当控制器检测到下电缸和上电缸到达信号后，再次将Z轴的手臂伸出，到达工件的坐标后，夹持组件夹住工件送到出料口的空位；然后机械手返回原位，这时，第一个工作循环完成，如果继续工作，设备便周而复始的工作；如果人工干预发出结束命令，这时，自动步骤D完成，进入到卸电步骤E；

E、卸电步骤：经步骤D自动步骤处理完成后，控制器发出伺服使能关闭命令，检测继电器是否断开，电容是否放电完成后，自动关闭电源；控制器在自动关闭电源的同时，也切断控制器本身的供电电源。

与现有技术相比，本发明具有以下有益效果：

1、由于本发明采用了高低压电源的多网络的树形放电结构；因此，本焊接装置由3道工序变为1道工序，而且是一次成型；所以，本焊接装置具有体积小、重量轻、功能强、效率高、成本低、结构紧凑的特点。

2、由于本发明采用了大吨位的电缸压延、拉伸和本体焊接技术以及高低压电源的多网络树形放电原理和结构；因此，焊接熔核具有优异的物理力学性能和化学稳定性，使用效果好、寿命长、熔核大。

3、由于本发明所焊接的产品表面不需要任何处理，而且焊接过程中也没有颗粒或者是粉末以及焊渣产生；因此，本装置制造的产品不污染电解液、现场环境好等特点。

4、由于本发明采用了全自动智能控制技术；因此，本装置在运行过程中无需人为干预和操作，也不因人的因素而出现产品质量问题；所以，经本装置生产的产品稳定、可靠、一致性好。

附图说明

本发明共有9幅附图。其中：

图1是多层金属焊接装置流程图。

图2是多层金属焊接装置俯视示意图。

图3是图2的A—A剖面示意图。

图4是图3的右视示意图。

图5是树形放电波形示意图。

图6是多层金属焊接装置电极主视示意图。

图7是图6的俯视示意图。

图8是图3的B放大图。

图9是多层金属焊接装置电气部分的示意图。

图中：1、台面，2、立柱，3、电源组件，4、上电缸，5、下电缸，6、十字滑台，7、回转轴，8、Y轴，9、夹持组件，10、导向杆，11、扭矩电机， 17、支撑杆，40、顶杆， 48、上压板，49、调整螺帽，51、弹簧，52、下压板，53、上绝缘板，54、下自锁螺帽，55、电源正极，56、加长杆，57、正电极，58、L上螺帽，59、L上板，60、拉杆，61、L下螺帽，62、工件，63、负电极，64、电源负极，65、下绝缘板，66、L下板，67、L滑动轴承，68、L下压盖，69、L上压盖， 73、位置伺服电机，98、高压储能，124、人机界面，125、执行组件，126、焊接电源，127、驱动器，128、控制器，129、传输线，130、触摸屏，131、晶体管控制器，132、继电器控制器，133、AD模块，134、DA模块，135、继电器，136、触发器，137、可控硅，138、储能组件，139、位置驱动器， 141、扭矩驱动器， 143、电感，144、卸电控制，145、功率管，146、保险开关，147、充电电源，148、反馈电阻，149、电容，150、卸电电阻，151、二极管， 154、帘栅回路，155、焊接回路组，156、补正回路组，157、续流二极管。

具体实施方式

下面结合附图对本发明作进一步说明。

多层金属焊接装置，包括框架、电缸组、压力随动机构、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件3、工件62；所述的框架分别和电缸组、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件3；所述的电缸组还包括上电缸4和下电缸5；所述的上电缸4分别和框架、压力随动机构连接；所述的下电缸5分别和框架、拉伸机构连接；所述的压力随动机构分别和上电缸4、焊接组件连接；所述的拉伸机构分别和框架、下电缸5、工件62连接；所述的机械手组件和框架连接；所述的焊接组件分别和框架、压力随动机构、工件62连接；所述的电源组件3分别和框架、焊接组件、电缸组、机械手组件连接；

所述的框架包括台面1、立柱2、导向杆10、支撑杆17；所述的台面1分别和立柱2、导向杆10、支撑杆17、拉伸机构、焊接组件、电源组件3连接；所述的立柱2和台面1连接；所述的导向杆10分别和台面1、电缸组连接；所述的支撑杆17分别和台面1、电缸组连接；

所述的压力随动机构包括上压板48、调整螺帽49、下压板52、下自锁螺帽54、顶杆40、弹簧51；所述的上压板48分别和压杆、自锁螺帽、调整螺帽49、弹簧51、顶杆40连接；所述的调整螺帽49分别和上压板48、顶杆40连接；所述的下压板52分别和上绝缘板53、下自锁螺帽54、顶杆40、弹簧51连接；所述的下自锁螺帽54分别和顶杆40、下压板52连接；所述的顶杆40分别和上压板48、调整螺帽49、下压板52、下自锁螺帽54、弹簧51连接；所述的弹簧51分别和顶杆40、上压板48、下压板52连接；

所述的拉伸机构包括L上螺帽58、L上板59、拉杆60、L下螺帽61、L下板66、L滑动轴承67、L下压盖68、L上压盖69；所述的L上螺帽58分别和L上板59、拉杆60连接；所述的L上板59分别和工件62、L上螺帽58、拉杆60连接；所述的拉杆60分别和L上螺帽58、L上板59、L下螺帽61、L下板66、L滑动轴承67、L下压盖68、L上压盖69连接；所述的L下螺帽61分别和拉杆60、L下板66连接；所述的L下板66分别和下电缸的压杆、下电缸的G自锁螺帽、拉杆60、L下螺帽61连接；所述的L滑动轴承67分别和台面1、L上压盖69、L下压盖68连接；所述的L下压盖68分别和台面1、拉杆60、L滑动轴承67连接；所述的L上压盖69分别和台面1、拉杆60、L滑动轴承67连接；

所述的机械手组件包括十字滑台6、回转轴7、Y轴8、夹持组件9；所述的十字滑台6分别和台面1、回转轴7、电源组件3连接；所述的回转轴7分别和十字滑台6、Y轴8、电源组件3连接；所述的夹持组件9和Y轴8连接；所述的十字滑台6还包括X轴和Z轴；所述的X轴分别和台面1、Z轴连接；所述的Z轴分别和X轴、回转轴7连接；

所述的焊接组件包括上绝缘板53、电源正极55、加长杆56、正电极57、负电极63、电源负极64、下绝缘板65；所述的上绝缘板53分别和电源正极55、下压板52连接；所述的电源正极55分别和上绝缘板53、加长杆56连接；所述的加长杆56分别和电源正极55、正电极57连接；所述的正电极57分别和加长杆56、工件62连接；所述的负电极63分别和工件62、电源负极64连接；所述的电源负极64分别和负电极63、下绝缘板65连接；所述的下绝缘板65分别和电源负极64、台面1连接；

所述的工件62分别和正电极57、负电极63、L上板59连接；

所述的电源组件3还包括人机界面124、执行组件125、控制器128、焊接电源126、驱动器127；所述的人机界面124和控制器128连接；所述的执行组件125和控制器128连接；所述的控制器128分别和人机界面124、执行组件125、触发器136、焊接电源126、驱动器127连接；所述的焊接电源126分别和执行组件125、控制器128连接；所述的驱动器127和控制器128连接；

所述的人机界面124包括触摸屏130、传输线129、电源接口；所述的触摸屏130分别和传输线129、电源接口连接；所述的传输线129分别和触摸屏130、晶体管控制器131连接；所述的电源接口分别和市电隔离电源、触摸屏130连接；

所述的执行组件125由10--30个继电器135组成，所述的继电器135的结构、原理、性能、参数、尺寸相同，装配、连接方法一致；所述的继电器135线圈分别和直流电源、继电器控制器132连接，所述的继电器135触点部分分别和主控电源、驱动器127、焊接电源126、电源负极64、电源正极55连接；

所述的控制器128还包括晶体管控制器131、继电器控制器132、AD模块133、DA模块134；所述的晶体管控制器131分别和人机界面124、继电器控制器132、驱动器127、焊接电源126连接；所述的继电器控制器132分别和执行组件125、焊接电源126、晶体管控制器131、AD模块133连接；所述的AD模块133分别和焊接电源126、继电器控制器132、DA模块134连接；所述的DA模块134分别和焊接电源126、驱动器127、AD模块133连接；

所述的驱动器127包括电源、位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件；所述的电源分别和位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件连接；所述的位置伺服驱动组件分别和电源、机械手组件连接；所述的扭矩伺服驱动组件分别和电源、电缸组连接；所述的位置伺服驱动组件由4套位置伺服驱动构件组成，分别和十字滑台6的X轴电机、Y轴电机以及回转轴7电机与Y轴8的电机连接；所述的位置驱动构件包括位置驱动器139和位置伺服电机73；所述的位置驱动器139分别和晶体管控制器131、位置伺服电机73连接，所述的位置伺服电机73分别和位置驱动器139、X轴电机或者是Y轴电机或者是回转轴7电机或者是Y轴8的电机连接；所述的扭矩伺服驱动组件由2套扭矩伺服构件组成，分别和上电缸4的电机与下电缸5的电机连接；所述的扭矩伺服构件包括扭矩驱动器141、扭矩电机11；所述的扭矩驱动器141分别和晶体管控制器131、DA模块134、扭矩电机11连接；所述的扭矩电机11分别和扭矩驱动器141、上电缸4电机或者是下电缸5电机连接；

所述的焊接电源126包括帘栅回路154、焊接回路组155、补正回路组156；所述的帘栅回路154、焊接回路组155、补正回路组156的主回路并联后分别和电源正极55、电源负极64、继电器135中的ZK1的常闭触点连接，触发回路的触发器136分别和晶体管控制器131、可控硅137对应连接；

所述的帘栅回路154包括触发器136中的LM-1、可控硅137中的KT1、续流二极管157、电感143、二极管151、储能组件138中的CN1、高压储能98；所述的触发器136中的LM-1分别和晶体管控制器131、可控硅137中的KT1连接；所述的可控硅137中的KT1与续流二极管157并联后分别和电源正极55、继电器135中的ZK1、电感143连接；所述的续流二极管157与可控硅137中的KT1并联后分别和电源正极55、继电器135中的ZK1、电感143连接；所述的电感143分别和可控硅137中的KT1、续流二极管157、二极管151、高压储能98连接；所述的二极管151分别和电感143、高压储能98、储能组件138中的CN1连接；所述的储能组件138中的CN1分别和电源负极64、继电器135中的ZK1、二极管151连接；所述的高压储能98分别和电感143、二极管151、电源负极64连接；

所述的焊接回路组155是由1—10条结构、原理、参数完全相同的焊接支路组成；所述的焊接支路包括触发器136中的LM-2、可控硅137中的KT2、储能组件138中的CN2；所述的触发器136中的LM-2分别和晶体管控制器131、可控硅137中的KT2连接；所述的可控硅137中的KT2分别和触发器136中的LM-2、储能组件138中的CN2连接；所述的储能组件138中的CN2分别和可控硅137中的KT2、电源负极64连接；

所述的补正回路组156由1—10条结构、原理、参数完全相同的补正支路组成；所述的补正支路包括触发器136中的LM-3、可控硅137中的KT3、储能组件138中的CN3；所述的触发器136中的LM-3分别和晶体管控制器131、可控硅137中的KT3连接；所述的可控硅137中的KT3分别和触发器136中的LM-3、储能组件138中的CN3连接；所述的储能组件138中的CN3分别和可控硅137中的KT3、电源负极64连接；

所述的储能组件138还包括电容149、反馈电阻148、充电电源147、卸电电阻150中的FD3、保险开关146中的ZK3、功率管145的RG3、卸电控制144；所述的电容149、反馈电阻148、充电电源147并联后分别和卸电电阻150中的FD3、保险开关146、可控硅137中的KT3、电源负极64中的ZK3连接；所述的卸电电阻150中的FD3分别和可控硅137中的KT3、电容149、反馈电阻148、充电电源147、保险开关146中的ZK3、功率管145中的RG3；所述的保险开关146中的ZK3、功率管145中的RG3并联后分别和卸电电阻150中的FD3、电源负极64连接；所述的卸电控制144分别和DA模块134、功率管145、直流电源、电源负极64连接；

所述的正电极57和负电极63的原理、结构、尺寸链相同，并且装配在同一轴线上，镜像放置，即：正电极57和负电极63的外圆M同轴，球面SR的N同轴；

所述的正电极57的圆角C的尺寸是H尺寸的10至30倍；正电极57的球面SR高度是工件62压紧厚度的0.2倍；正电极57的球面SR直径是工件厚度的10至100倍；正电极57的轮廓线ΦR尺寸范围是正电极57直径ΦD的二分之一至四分之三之间，轮廓线ΦR是1至5个；即：球面SR的外轮廓线V的直径尺寸小于圆角C的内轮廓线W直径尺寸；正电极57的球面SR是1至100个，当球面SR是1个时，球面SR的轴线和外圆M同轴，当球面SR是2个以上时，球面SR的中心线放置在轮廓线ΦR上，并在轮廓线ΦR上均布，并且一个球面SR的外圆X和相邻的一个球面SR的外圆X不得相交，X和X的间距不得小于2mm；当一个轮廓线不能按照要求放置多个球面SR时，可在正电极57的直径ΦD的二分之一至四分之三之间均布轮廓线，然后在每一条轮廓线上均布球面SR。

所述的正电极57和负电极63可以是圆形，也可以是方形，但无论是圆形还是方形，正电极57和负电极63的焊接面都有放电凸台H，并且凸台H与平面连接都是平滑的曲面连接。

所述的上电缸4和下电缸5的结构、原理、尺寸链、性能、参数完全一致，上电缸4的压力是10-15000公斤，上电缸4是带有制动器的扭矩电机，电机功率在1至10千瓦。

所述的帘栅回路154、焊接回路组155、补正回路组156采用的是并联电路结构、树形放电方式，即：每一回路的电容149的耐压和容量不同，根据焊接工件62需求的电流不同，可选择任意回路放电，可单独使用，也可组合使用，还可按照时序间歇放电或者是间隔放电；所述的帘栅回路154是高低压组合的叠加电源，高低压的电源切换是通过二极管151自动切换的；所述的焊接回路组155和补正回路组156可互换通用，即：焊接回路组155和补正回路组156即可作为焊接模块使用，也可作补正模块使用。

所述的高压储能98充电电压和放电电压大于500伏特。

所述的储能组件138是1至20个回路；每个回路可单独使用，也可并联使用，也可间歇放电使用；所述的储能组件138可单独充电也可同时充电。

所述的工件62是指2层至500层之间的铝箔、铜箔、铝带、铜带或者是铝基材表面处理材料或者是铜基材表面处理材料，基材厚度在0.006mm至1mm之间。

所述的上电缸4和下电缸5的结构、原理一致，镜像、同轴放置。

多层金属焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

B、 准备步骤：按照工件62的技术要求，选择正电极57和负电极63的电极形状，并计算工件62的材质电阻、需要焊接的层数及总电阻、不同层的氧化膜电阻，确定是中心点焊接还是贯通焊接；然后根据技术要求的焊接面积选择正电极57和负电极63的ΦD尺寸，同时计算球面SR和轮廓线ΦR数量与均布数量，焊接熔核形成的熔核数量；最后根据材质的不同和有色金属冷作硬化特性，计算电缸组的扭矩以及工件62因受高热而产生的屈服点和硬度降低数值，调整压力随动机构弹簧51的压力后，安装焊接使用的正电极57和负电极63，之后调整负电极63的轴线断面坐标，使正电极57和负电极63同轴后，固定负电极63，随后旋转负电极63的旋转角度，使负电极63的N轴线和正电极57的N轴线同轴，并紧固负电极63的旋转螺栓，使负电极63不能上、下、左、右、前、后窜动；这时，准备步骤A完成，进入到下一步骤，自检步骤B；

B、自检步骤：经步骤A准备步骤完成后，多层金属焊接装置进入到自检步骤B；首先检查急停和报警是否有效，如果有效，则控制器128向执行组件125发出声光报警信号，同时通过传输线129向触摸屏130发出故障位置和故障处理方法；其次检查各轴运动副是否在原点位置，如果不在原点位置，则触摸屏130显示哪个轴不在原点位置，并显示“是否按照规定路径和轴运动顺序返回到原点位置”；最后，当控制器128初始化完成，自检通过后，在触摸屏130上显示“请选择焊接工件序号”，如果选择是已经焊接过的工件，则控制器128自动跳转到自动步骤E开始自动循环焊接操作；如果选择是新工件，则控制器128自动跳转到点动控制/参数设置菜单页面；这时，自检步骤B处理完成，进入到设置步骤C或者是自动步骤E；

C、设置步骤：经步骤B自检步骤处理后，控制器128自动跳转到设置步骤C，并将触摸屏130的画面切换到点动控制/参数设置菜单；然后按照准备步骤A计算的数据，将参数分别录入到机械手部分、预压部分、预拉部分、放电部分、充电部分、卸电部分；其中：机械手部分是从进料架中取出工件62后放入到正电极57和负电极63中间的焊接坐标处等待焊接，当焊接完成后，再将工件62移送到出料架上；在此期间，机械手X轴、Y轴、Z轴、回转轴7上电缸4、下电缸5的工作速度可在线调整和设置参数，经调整和设置好的参数可进行人工反复的点动测试X轴、Y轴、Z轴、回转轴7上电缸4、下电缸5的运行速度、联动插补、软中断测试，直至达到工艺要求为止，同时机械手还可自动判断进料架和出料架是否有料以及取料和放料顺序；预压部分是以上电缸4为动力源，拖动上电缸、压力随动机构、焊接组件的上绝缘板53、电源正极55、加长杆56、正电极57向工件62方向移动，并以负电极63为固定参照基准，对工件62施加压力，压力的大小可在触摸屏130上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小，同时将反馈信号反馈到晶体管控制器131中，然后晶体管控制器131再和触摸屏130录入的压力值进行比较，如果反馈数值和录入压力值相等，则上电缸4制动关闭，上电缸4停止工作；当反馈数值大于录入压力值，则上电缸4向工件62相反的方向运动，直至反馈数值等于录入压力值时，上电缸4制动关闭，上电缸4停止工作；否则相反；预拉部分是下电缸5拖动拉伸机构向工件62方向移动，并以工件62为固定参照基准，对工件62施加压力，压力的大小可在触摸屏130上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小；此时，运动副各轴参数设置、调整完成，进入到储能和放电参数设置；即：首先设置帘栅回路154，也就是：根据待焊工件62氧化膜厚度和层数不同，计算氧化膜的击穿电压，击穿电压就是高压储能98充电电压，充电电压选择范围是500至5000伏特，然后再设置储能组件138中的CN1充电电压，充电电压选择范围是20至100伏特，计算方法是工件62预热时间和预热温度，电压越高，预热时间越长；其次是设置焊接回路组155，即：选择工件62的焊接功率，也就是：根据工件62每层厚度、层数、焊接面积计算焊接功率和焊接电流，然后再根据焊接功率和焊接电流选择焊接支路的数量，并确定储能组件138中的CN2组的充电电压，并确定焊接支路是同时放电还是间歇放电或者是时序放电；然后通过触摸屏130录入到控制器128中，录入的充电电压范围是0至50伏特；最后是设置补正回路组156，补正支路充电电压值按照电压值除以补正支路数量给每个补正支路充电，并在触摸屏130录入到控制器128中，录入的充电电压范围是0至50伏特；这时；设置步骤B处理完成，进入到自动步骤D；

D、自动步骤：经步骤C设置步骤处理完成后，控制器128自动跳转到自动步骤D等待人工发出自动运行命令，当操作者在触摸屏130上按下自动运行按钮时，设备便自动运行；首先，当控制器128接收到触摸屏130的自动运行命令时，控制器128就会发出机械手部分的X轴、Y轴、Z轴、回转轴7、上电缸4、下电缸5自动回零点操作，当各轴回零点完成后，夹持组件的卡抓张开、L上板59开启、卸电继电器135吸合，并同时判断进料架是否有料，哪个料架有料，如果没有料，机械手自动进入等待程序，如果进料架上有料，控制器128就会发出到哪个取料架取料和动作顺序命令，此时，X轴、Y轴、Z轴、回转轴7会按照位置数据控制表的运行距离、运行速度到指定的坐标去抓取工件62，然后将工件62送到焊接工位的负电极63的定位夹具中，工件62放到定位夹具后，定位夹具向控制器128发出工件62到位指令，这时，控制器128向夹持组件发出松开命令，并缩回手臂Z轴到原点位置等待；当控制器128接收到Z轴到达原点命令后，发出下电缸5压紧命令，并由下电缸5拖动L上板59压住工件62，其中：L上板59的压力是在触摸屏130上设定完成的扭矩信号；控制器128也同时发出对帘栅回路154、焊接回路组155、补正回路组156充电命令，并实时比较电容149的充电电压是否和触摸屏130录入的充电数据一致，如果一致，便向控制器128发出充电完成指令，同时检测L上板59和上电缸4的压力值已经达到设定压力值时，控制器128发出焊接指令；然后，按照触摸屏130设定的放电时序进行顺序放电；即：帘栅回路154的高压储能98首先放电，当高压储能98的存储电压低于储能组件138中的CN1存储电压时，二极管151导通，这时，高压储能98和储能组件138中的CN1同时放电；其中补正回路组156的放电时序是：当控制器128检测到焊接回路组155放电完成信号时，马上对焊接回路组155进行平均化分析功率、电阻、电压、电流是否满足设定要求；如果不满足，控制器128就会计算焊接回路组155产生的误差值是多少，然后与补正回路组156中的那条补正支路或者是哪几条补正支路的并联值与误差值接近或者是相等，然后进行二次放电，用于补充焊接能量的不足；当控制器128检测到二次放电完成信号时；控制器128首先发出继电器135卸电命令，随后发出上电缸4、下电缸5开启指令，当控制器128检测到下电缸5和上电缸4到达信号后，再次将Z轴的手臂伸出，到达工件62的坐标后，夹持组件夹住工件62送到出料口的空位；然后机械手返回原位，这时，第一个工作循环完成，如果继续工作，设备便周而复始的工作；如果人工干预发出结束命令，这时，自动步骤D完成，进入到卸电步骤E；

E、卸电步骤：经步骤D自动步骤处理完成后，控制器128发出伺服使能关闭命令，检测继电器135是否断开，电容149是否放电完成后，自动关闭电源；控制器128在自动关闭电源的同时，也切断控制器128本身的供电电源。

Claims (9)

1.多层金属焊接装置，其特征在于：包括框架、电缸组、压力随动机构、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件（3）、工件（62）；所述的框架分别和电缸组、拉伸机构、机械手组件、焊接组件、电源组件（3）；所述的电缸组还包括上电缸（4）和下电缸（5）；所述的上电缸（4）分别和框架、压力随动机构连接；所述的下电缸（5）分别和框架、拉伸机构连接；所述的压力随动机构分别和上电缸（4）、焊接组件连接；所述的拉伸机构分别和框架、下电缸（5）、工件（62）连接；所述的机械手组件和框架连接；所述的焊接组件分别和框架、压力随动机构、工件（62）连接；所述的电源组件（3）分别和框架、焊接组件、电缸组、机械手组件连接；

所述的框架包括台面（1）、立柱（2）、导向杆（10）、支撑杆（17）；所述的台面（1）分别和立柱（2）、导向杆（10）、支撑杆（17）、拉伸机构、焊接组件、电源组件（3）连接；所述的立柱（2）和台面（1）连接；所述的导向杆（10）分别和台面（1）、电缸组连接；所述的支撑杆（17）分别和台面（1）、电缸组连接；

所述的压力随动机构包括上压板（48）、调整螺帽（49）、下压板（52）、下自锁螺帽（54）、顶杆（40）、弹簧51；所述的上压板（48）分别和压杆、自锁螺帽、调整螺帽（49）、弹簧51、顶杆（40）连接；所述的调整螺帽（49）分别和上压板（48）、顶杆（40）连接；所述的下压板（52）分别和上绝缘板（53）、下自锁螺帽（54）、顶杆（40）、弹簧51连接；所述的下自锁螺帽（54）分别和顶杆（40）、下压板（52）连接；所述的顶杆（40）分别和上压板（48）、调整螺帽（49）、下压板（52）、下自锁螺帽（54）、弹簧51连接；所述的弹簧51分别和顶杆（40）、上压板（48）、下压板（52）连接；

所述的拉伸机构包括L上螺帽（58）、L上板（59）、拉杆（60）、L下螺帽（61）、L下板（66）、L滑动轴承（67）、L下压盖（68）、L上压盖（69）；所述的L上螺帽（58）分别和L上板（59）、拉杆（60）连接；所述的L上板（59）分别和工件（62）、L上螺帽（58）、拉杆（60）连接；所述的拉杆（60）分别和L上螺帽（58）、L上板（59）、L下螺帽（61）、L下板（66）、L滑动轴承（67）、L下压盖（68）、L上压盖（69）连接；所述的L下螺帽（61）分别和拉杆（60）、L下板（66）连接；所述的L下板（66）分别和下电缸的压杆、下电缸的G自锁螺帽、拉杆（60）、L下螺帽（61）连接；所述的L滑动轴承（67）分别和台面（1）、L上压盖（69）、L下压盖（68）连接；所述的L下压盖（68）分别和台面（1）、拉杆（60）、L滑动轴承（67）连接；所述的L上压盖（69）分别和台面（1）、拉杆（60）、L滑动轴承（67）连接；

所述的机械手组件包括十字滑台（6）、回转轴（7）、Y轴（8）、夹持组件（9）；所述的十字滑台（6）分别和台面（1）、回转轴（7）、电源组件（3）连接；所述的回转轴（7）分别和十字滑台（6）、Y轴（8）、电源组件（3）连接；所述的夹持组件（9）和Y轴（8）连接；所述的十字滑台（6）还包括X轴和Z轴；所述的X轴分别和台面（1）、Z轴连接；所述的Z轴分别和X轴、回转轴（7）连接；

所述的焊接组件包括上绝缘板（53）、电源正极（55）、加长杆（56）、正电极（57）、负电极（63）、电源负极（64）、下绝缘板（65）；所述的上绝缘板（53）分别和电源正极（55）、下压板（52）连接；所述的电源正极（55）分别和上绝缘板（53）、加长杆（56）连接；所述的加长杆（56）分别和电源正极（55）、正电极（57）连接；所述的正电极（57）分别和加长杆（56）、工件（62）连接；所述的负电极（63）分别和工件（62）、电源负极（64）连接；所述的电源负极（64）分别和负电极（63）、下绝缘板（65）连接；所述的下绝缘板（65）分别和电源负极（64）、台面（1）连接；

所述的工件（62）分别和正电极（57）、负电极（63）、L上板（59）连接；

所述的电源组件（3）还包括人机界面（124）、执行组件（125）、控制器（128）、焊接电源（126）、驱动器（127）；所述的人机界面（124）和控制器（128）连接；所述的执行组件（125）和控制器（128）连接；所述的控制器（128）分别和人机界面（124）、执行组件（125）、触发器（136）、焊接电源（126）、驱动器（127）连接；所述的焊接电源（126）分别和执行组件（125）、控制器（128）连接；所述的驱动器（127）和控制器（128）连接；

所述的人机界面（124）包括触摸屏（130）、传输线（129）、电源接口；所述的触摸屏（130）分别和传输线（129）、电源接口连接；所述的传输线（129）分别和触摸屏（130）、晶体管控制器（131）连接；所述的电源接口分别和市电隔离电源、触摸屏（130）连接；

所述的执行组件（125）由10--30个继电器（135）组成，所述的继电器（135）的结构、原理、性能、参数、尺寸相同，装配、连接方法一致；所述的继电器（135）线圈分别和直流电源、继电器控制器（132）连接，所述的继电器（135）触点部分分别和主控电源、驱动器（127）、焊接电源（126）、电源负极（64）、电源正极（55）连接；

所述的控制器（128）还包括晶体管控制器（131）、继电器控制器（132）、AD模块（133）、DA模块（134）；所述的晶体管控制器（131）分别和人机界面（124）、继电器控制器（132）、驱动器（127）、焊接电源（126）连接；所述的继电器控制器（132）分别和执行组件（125）、焊接电源（126）、晶体管控制器（131）、AD模块（133）连接；所述的AD模块（133）分别和焊接电源（126）、继电器控制器（132）、DA模块（134）连接；所述的DA模块（134）分别和焊接电源（126）、驱动器（127）、AD模块（133）连接；

所述的驱动器（127）包括电源、位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件；所述的电源分别和位置伺服驱动组件、扭矩伺服驱动组件连接；所述的位置伺服驱动组件分别和电源、机械手组件连接；所述的扭矩伺服驱动组件分别和电源、电缸组连接；所述的位置伺服驱动组件由4套位置伺服驱动构件组成，分别和十字滑台（6）的X轴电机、Y轴电机以及回转轴（7）电机与Y轴（8）的电机连接；所述的位置驱动构件包括位置驱动器（139）和位置伺服电机（73）；所述的位置驱动器（139）分别和晶体管控制器（131）、位置伺服电机（73）连接，所述的位置伺服电机（73）分别和位置驱动器（139）、X轴电机或者是Y轴电机或者是回转轴（7）电机或者是Y轴（8）的电机连接；所述的扭矩伺服驱动组件由2套扭矩伺服构件组成，分别和上电缸（4）的电机与下电缸（5）的电机连接；所述的扭矩伺服构件包括扭矩驱动器（141）、扭矩电机（11）；所述的扭矩驱动器（141）分别和晶体管控制器（131）、DA模块（134）、扭矩电机（11）连接；所述的扭矩电机（11）分别和扭矩驱动器（141）、上电缸（4）电机或者是下电缸（5）电机连接；

所述的焊接电源（126）包括帘栅回路（154）、焊接回路组（155）、补正回路组（156）；所述的帘栅回路（154）、焊接回路组（155）、补正回路组（156）的主回路并联后分别和电源正极（55）、电源负极（64）、继电器（135）中的ZK1的常闭触点连接，触发回路的触发器（136）分别和晶体管控制器（131）、可控硅（137）对应连接；

所述的帘栅回路（154）包括触发器（136）中的LM-1、可控硅（137）中的KT1、续流二极管（157）、电感（143）、二极管（151）、储能组件（138）中的CN1、高压储能（98）；所述的触发器（136）中的LM-1分别和晶体管控制器（131）、可控硅（137）中的KT1连接；所述的可控硅（137）中的KT1与续流二极管（157）并联后分别和电源正极（55）、继电器（135）中的ZK1、电感（143）连接；所述的续流二极管（157）与可控硅（137）中的KT1并联后分别和电源正极（55）、继电器（135）中的ZK1、电感（143）连接；所述的电感（143）分别和可控硅（137）中的KT1、续流二极管（157）、二极管（151）、高压储能（98）连接；所述的二极管（151）分别和电感（143）、高压储能（98）、储能组件（138）中的CN1连接；所述的储能组件（138）中的CN1分别和电源负极（64）、继电器（135）中的ZK1、二极管（151）连接；所述的高压储能（98）分别和电感（143）、二极管（151）、电源负极（64）连接；

所述的焊接回路组（155）是由1—10条结构、原理、参数完全相同的焊接支路组成；所述的焊接支路包括触发器（136）中的LM-2、可控硅（137）中的KT2、储能组件（138）中的CN2；所述的触发器（136）中的LM-2分别和晶体管控制器（131）、可控硅（137）中的KT2连接；所述的可控硅（137）中的KT2分别和触发器（136）中的LM-2、储能组件（138）中的CN2连接；所述的储能组件（138）中的CN2分别和可控硅（137）中的KT2、电源负极（64）连接；

所述的补正回路组（156）由1—10条结构、原理、参数完全相同的补正支路组成；所述的补正支路包括触发器（136）中的LM-3、可控硅（137）中的KT3、储能组件（138）中的CN3；所述的触发器（136）中的LM-3分别和晶体管控制器（131）、可控硅（137）中的KT3连接；所述的可控硅（137）中的KT3分别和触发器（136）中的LM-3、储能组件（138）中的CN3连接；所述的储能组件（138）中的CN3分别和可控硅（137）中的KT3、电源负极（64）连接；

所述的储能组件（138）还包括电容（149）、反馈电阻（148）、充电电源（147）、卸电电阻（150）中的FD3、保险开关（146）中的ZK3、功率管（145）的RG3、卸电控制（144）；所述的电容（149）、反馈电阻（148）、充电电源（147）并联后分别和卸电电阻（150）中的FD3、保险开关（146）、可控硅（137）中的KT3、电源负极（64）中的ZK3连接；所述的卸电电阻（150）中的FD3分别和可控硅（137）中的KT3、电容（149）、反馈电阻（148）、充电电源（147）、保险开关（146）中的ZK3、功率管（145）中的RG3；所述的保险开关（146）中的ZK3、功率管（145）中的RG3并联后分别和卸电电阻（150）中的FD3、电源负极（64）连接；所述的卸电控制（144）分别和DA模块（134）、功率管（145）、直流电源、电源负极（64）连接。

2.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：正电极（57）和负电极（63）的原理、结构、尺寸链相同，并且装配在同一轴线上，镜像放置，即：正电极（57）和负电极（63）的外圆M同轴，球面SR的N同轴；正电极（57）的圆角C的尺寸是H尺寸的10至30倍；正电极（57）的球面SR高度是工件（62）压紧厚度的0.2倍；正电极（57）的球面SR直径是工件厚度的10至100倍；正电极（57）的轮廓线ΦR尺寸范围是正电极（57）直径ΦD的二分之一至四分之三之间，轮廓线ΦR是1至5个；即：球面SR的外轮廓线V的直径尺寸小于圆角C的内轮廓线W直径尺寸；正电极（57）的球面SR是1至100个，当球面SR是1个时，球面SR的轴线和外圆M同轴，当球面SR是2个以上时，球面SR的中心线放置在轮廓线ΦR上，并在轮廓线ΦR上均布，并且一个球面SR的外圆X和相邻的一个球面SR的外圆X不得相交，X和X的间距不得小于2mm；当一个轮廓线不能按照要求放置多个球面SR时，可在正电极（57）的直径ΦD的二分之一至四分之三之间均布轮廓线，然后在每一条轮廓线上均布球面SR；正电极（57）和负电极（63）可以是圆形，也可以是方形，但无论是圆形还是方形，正电极（57）和负电极（63）的焊接面都有放电凸台H，并且凸台H与平面连接都是平滑的曲面连接。

3.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：上电缸（4）和下电缸（5）的结构、原理、尺寸链、性能、参数完全一致，上电缸（4）的压力是10-15000公斤，上电缸（4）是带有制动器的扭矩电机，电机功率在1至10千瓦。

4.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：帘栅回路（154）、焊接回路组（155）、补正回路组（156）采用的是并联电路结构、树形放电方式，即：每一回路的电容（149）的耐压和容量不同，根据焊接工件（62）需求的电流不同，可选择任意回路放电，可单独使用，也可组合使用，还可按照时序间歇放电或者是间隔放电；所述的帘栅回路（154）是高低压组合的叠加电源，高低压的电源切换是通过二极管（151）自动切换的；所述的焊接回路组（155）和补正回路组（156）可互换通用，即：焊接回路组（155）和补正回路组（156）即可作为焊接模块使用，也可作补正模块使用。

5.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：高压储能（98）充电电压和放电电压大于500伏特。

6.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：储能组件（138）是1至20个回路；每个回路可单独使用，也可并联使用，也可间歇放电使用；所述的储能组件（138）可单独充电也可同时充电。

7.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：工件（62）是指2层至500层之间的铝箔、铜箔、铝带、铜带或者是铝基材表面处理材料或者是铜基材表面处理材料，基材厚度在0.006mm至1mm之间。

8.根据权利要求1所述的多层金属焊接装置，其特征在于：上电缸（4）和下电缸（5）的结构、原理一致，镜像、同轴放置。

9.多层金属焊接装置的焊接方法，包括以下步骤：

A、准备步骤：按照工件（62）的技术要求，选择正电极（57）和负电极（63）的电极形状，并计算工件（62）的材质电阻、需要焊接的层数及总电阻、不同层的氧化膜电阻，确定是中心点焊接还是贯通焊接；然后根据技术要求的焊接面积选择正电极（57）和负电极（63）的ΦD尺寸，同时计算球面SR和轮廓线ΦR数量与均布数量，焊接熔核形成的熔核数量；最后根据材质的不同和有色金属冷作硬化特性，计算电缸组的扭矩以及工件（62）因受高热而产生的屈服点和硬度降低数值，调整压力随动机构弹簧51的压力后，安装焊接使用的正电极（57）和负电极（63），之后调整负电极（63）的轴线断面坐标，使正电极（57）和负电极（63）同轴后，固定负电极（63），随后旋转负电极（63）的旋转角度，使负电极（63）的N轴线和正电极（57）的N轴线同轴，并紧固负电极（63）的旋转螺栓，使负电极（63）不能上、下、左、右、前、后窜动；这时，准备步骤A完成，进入到下一步骤，自检步骤B；

B、自检步骤：经步骤A准备步骤完成后，多层金属焊接装置进入到自检步骤B；首先检查急停和报警是否有效，如果有效，则控制器（128）向执行组件（125）发出声光报警信号，同时通过传输线（129）向触摸屏（130）发出故障位置和故障处理方法；其次检查各轴运动副是否在原点位置，如果不在原点位置，则触摸屏（130）显示哪个轴不在原点位置，并显示“是否按照规定路径和轴运动顺序返回到原点位置”；最后，当控制器（128）初始化完成，自检通过后，在触摸屏（130）上显示“请选择焊接工件序号”，如果选择是已经焊接过的工件，则控制器（128）自动跳转到自动步骤E开始自动循环焊接操作；如果选择是新工件，则控制器（128）自动跳转到点动控制/参数设置菜单页面；这时，自检步骤B处理完成，进入到设置步骤C或者是自动步骤E；

C、设置步骤：经步骤B自检步骤处理后，控制器（128）自动跳转到设置步骤C，并将触摸屏（130）的画面切换到点动控制/参数设置菜单；然后按照准备步骤A计算的数据，将参数分别录入到机械手部分、预压部分、预拉部分、放电部分、充电部分、卸电部分；其中：机械手部分是从进料架中取出工件（62）后放入到正电极（57）和负电极（63）中间的焊接坐标处等待焊接，当焊接完成后，再将工件（62）移送到出料架上；在此期间，机械手X轴、Y轴、Z轴、回转轴（7）上电缸（4）、下电缸（5）的工作速度可在线调整和设置参数，经调整和设置好的参数可进行人工反复的点动测试X轴、Y轴、Z轴、回转轴（7）上电缸（4）、下电缸（5）的运行速度、联动插补、软中断测试，直至达到工艺要求为止，同时机械手还可自动判断进料架和出料架是否有料以及取料和放料顺序；

预压部分是以上电缸（4）为动力源，拖动上电缸、压力随动机构、焊接组件的上绝缘板（53）、电源正极（55）、加长杆（56）、正电极（57）向工件（62）方向移动，并以负电极（63）为固定参照基准，对工件（62）施加压力，压力的大小可在触摸屏（130）上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小，同时将反馈信号反馈到晶体管控制器（131）中，然后晶体管控制器（131）再和触摸屏（130）录入的压力值进行比较，如果反馈数值和录入压力值相等，则上电缸（4）制动关闭，上电缸（4）停止工作；当反馈数值大于录入压力值，则上电缸（4）向工件（62）相反的方向运动，直至反馈数值等于录入压力值时，上电缸（4）制动关闭，上电缸（4）停止工作；否则相反；预拉部分是下电缸（5）拖动拉伸机构向工件（62）方向移动，并以工件（62）为固定参照基准，对工件（62）施加压力，压力的大小可在触摸屏（130）上进行在线修改，并自动实时触发和调整压力值的大小；此时，运动副各轴参数设置、调整完成，进入到储能和放电参数设置；即：首先设置帘栅回路（154），也就是：根据待焊工件（62）氧化膜厚度和层数不同，计算氧化膜的击穿电压，击穿电压就是高压储能（98）充电电压，充电电压选择范围是500至5000伏特，然后再设置储能组件（138）中的CN1充电电压，充电电压选择范围是20至100伏特，计算方法是工件（62）预热时间和预热温度，电压越高，预热时间越长；其次是设置焊接回路组（155），即：选择工件（62）的焊接功率，也就是：根据工件（62）每层厚度、层数、焊接面积计算焊接功率和焊接电流，然后再根据焊接功率和焊接电流选择焊接支路的数量，并确定储能组件（138）中的CN2组的充电电压，并确定焊接支路是同时放电还是间歇放电或者是时序放电；然后通过触摸屏（130）录入到控制器（128）中，录入的充电电压范围是0至50伏特；最后是设置补正回路组（156），补正支路充电电压值按照电压值除以补正支路数量给每个补正支路充电，并在触摸屏（130）录入到控制器（128）中，录入的充电电压范围是0至50伏特；这时；设置步骤B处理完成，进入到自动步骤D；

D、自动步骤：经步骤C设置步骤处理完成后，控制器（128）自动跳转到自动步骤D等待人工发出自动运行命令，当操作者在触摸屏（130）上按下自动运行按钮时，设备便自动运行；首先，当控制器（128）接收到触摸屏（130）的自动运行命令时，控制器（128）就会发出机械手部分的X轴、Y轴、Z轴、回转轴（7）、上电缸（4）、下电缸（5）自动回零点操作，当各轴回零点完成后，夹持组件的卡抓张开、L上板（59）开启、卸电继电器（135）吸合，并同时判断进料架是否有料，哪个料架有料，如果没有料，机械手自动进入等待程序，如果进料架上有料，控制器（128）就会发出到哪个取料架取料和动作顺序命令，此时，X轴、Y轴、Z轴、回转轴（7）会按照位置数据控制表的运行距离、运行速度到指定的坐标去抓取工件（62），然后将工件（62）送到焊接工位的负电极（63）的定位夹具中，工件（62）放到定位夹具后，定位夹具向控制器（128）发出工件（62）到位指令，这时，控制器（128）向夹持组件发出松开命令，并缩回手臂Z轴到原点位置等待；当控制器（128）接收到Z轴到达原点命令后，发出下电缸（5）压紧命令，并由下电缸（5）拖动L上板（59）压住工件（62），其中：L上板（59）的压力是在触摸屏（130）上设定完成的扭矩信号；控制器（128）也同时发出对帘栅回路（154）、焊接回路组（155）、补正回路组（156）充电命令，并实时比较电容（149）的充电电压是否和触摸屏（130）录入的充电数据一致，如果一致，便向控制器（128）发出充电完成指令，同时检测L上板（59）和上电缸（4）的压力值已经达到设定压力值时，控制器（128）发出焊接指令；然后，按照触摸屏（130）设定的放电时序进行顺序放电；即：帘栅回路（154）的高压储能（98）首先放电，当高压储能（98）的存储电压低于储能组件（138）中的CN1存储电压时，二极管（151）导通，这时，高压储能（98）和储能组件（138）中的CN1同时放电；

其中补正回路组（156）的放电时序是：当控制器（128）检测到焊接回路组（155）放电完成信号时，马上对焊接回路组（155）进行平均化分析功率、电阻、电压、电流是否满足设定要求；如果不满足，控制器（128）就会计算焊接回路组（155）产生的误差值是多少，然后与补正回路组（156）中的那条补正支路或者是哪几条补正支路的并联值与误差值接近或者是相等，然后进行二次放电，用于补充焊接能量的不足；

当控制器（128）检测到二次放电完成信号时；控制器（128）首先发出继电器（135）卸电命令，随后发出上电缸（4）、下电缸（5）开启指令，当控制器（128）检测到下电缸（5）和上电缸（4）到达信号后，再次将Z轴的手臂伸出，到达工件（62）的坐标后，夹持组件夹住工件（62）送到出料口的空位；然后机械手返回原位，这时，第一个工作循环完成，如果继续工作，设备便周而复始的工作；如果人工干预发出结束命令，这时，自动步骤D完成，进入到卸电步骤E；

E、卸电步骤：经步骤D自动步骤处理完成后，控制器（128）发出伺服使能关闭命令，检测继电器（135）是否断开，电容（149）是否放电完成后，自动关闭电源；控制器（128）在自动关闭电源的同时，也切断控制器（128）本身的供电电源。