CN113059286A - 一种动力电池极片数控激光切割控制系统 - Google Patents

一种动力电池极片数控激光切割控制系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及数控激光切割控制设备领域，具体是一种动力电池极片数控激光切割控制系统，包括柱形套，还包括：锥形吸尘罩，连接于所述柱形套底部；吸尘管路，对称连接于所述柱形套下半段的外侧，其中所述吸尘管路连接鼓风结构；气动活塞缸，连接在所述鼓风结构同轴位置；蒸汽管，连接在所述气动活塞缸上，其中所述蒸汽管连接风冷水冷设备；液态管，连接在所述风冷水冷设备上；高压激光枪，安装于所述柱形套中心位置，其中所述柱形套内部设有散热结构。该装置能实现激光切割过程中的实时降温，还伴随着吸力可变的烟尘吸收效果，通过利用降温剂汽化的动能转换为吸尘提供机械能，有效利用了激光散发的热量，节约能源，激光测距自动调节既方便又实用。

Description

一种动力电池极片数控激光切割控制系统
技术领域
本发明涉及数控激光切割控制设备领域，具体是一种动力电池极片数控激光切割控制系统。
背景技术
动力电池极片是电池的重要部分，分正极片与负极片，正极片是在铝铂上涂上含锂离子的浆料，负极片是在铜铂上涂上主要成分为石墨的桨料，制作时正负极片之间用隔膜纸隔开，然后卷成外型所需的形状，极耳是正负电极的引出头，分别接在正负极片上，材料有镍带，铝带等。动力电池极片厚度一般都比较薄，但是长宽尺寸不一，在制作时由于材料比较易变形，所以一般的冲压裁剪设备不能够很好的完成切割任务，目前阶段用的比较先进的为激光切割。
但数控激光切割过程中金属碎屑一般都比较小，很容易在切割金属表面形成不规则的溅射熔融物，造成动力电池极片表面粗糙，溅射在空气中的碎屑会成为烟尘，污染切割工作环境，而且激光散发的热量很高，激光头降温比较麻烦，其散发的热量不好再利用，能源利用率有待提高，激光靠机械臂调节高度，设备成本高。
发明内容
本发明的目的在于提供一种动力电池极片数控激光切割控制系统，以解决数控激光切割过程中金属碎屑一般都比较小，很容易在切割金属表面形成不规则的溅射熔融物，造成动力电池极片表面粗糙，溅射在空气中的碎屑会成为烟尘，污染切割工作环境，而且激光散发的热量很高，激光头降温比较麻烦，其散发的热量不好再利用，能源利用率有待提高，激光靠机械臂调节高度，设备成本高的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种动力电池极片数控激光切割控制系统，包括柱形套，还包括：锥形吸尘罩，连接于所述柱形套底部；吸尘管路，对称连接于所述柱形套下半段的外侧，其中所述吸尘管路连接鼓风结构；气动活塞缸，连接在所述鼓风结构同轴位置；蒸汽管，连接在所述气动活塞缸上，其中所述蒸汽管连接风冷水冷设备；液态管，连接在所述风冷水冷设备上；高压激光枪，安装于所述柱形套中心位置，其中所述柱形套内部设有散热结构。
为了对金属焰筒进行更有效的降温，优选的，所述散热结构包括金属焰筒，所述金属焰筒内套高压激光枪，所述金属焰筒底端外侧固定有锥形底板，所述锥形底板上方的金属焰筒外侧还固定有若干等距离分布的散热锥形板，所述金属焰筒侧面还设有蒸汽上升筒，处于所述蒸汽上升筒内部的散热锥形板上均匀开有蒸汽气孔，位于所述蒸汽上升筒外侧的散热锥形板上均匀开有液体流通孔。
为了能够调节高压激光枪的激设高度，进一步的，所述高压激光枪滑动连接于柱形套中部，所述高压激光枪上安装有伸缩杆，位于所述柱形套内侧安装有一对用于控制伸缩杆的距离传感器。
为了能够将柱形套下方的金属碎屑吸收，防止烟尘四散，优选的，所述吸尘管路包括吸尘管，所述吸尘管下端设有集尘箱，所述吸尘管中间设有滤网，所述吸尘管下端连通柱形套下半段，所述吸尘管上端连接鼓风结构。
为吸风提供吸力，进一步的，所述鼓风结构包括排风箱，所述排风箱的转动轴上固定有转盘，所述转盘边缘位置转动连接有连接板，所述转盘按照惯性轮的标准制作，所述排风箱上端连通排风管。
以高温汽化的降温剂用于气动活塞缸提供动力，优选的，所述气动活塞缸包括缸体，所述缸体底端设有第一简易单向阀，所述缸体内滑动连接活塞，所述活塞上安装有第二简易单向阀，所述第二简易单向阀阀片固定有弹簧，所述弹簧固定于活塞的通道内，所述活塞上端连接滑动杆，所述活塞上方的缸体上设有凸起。
为了冷却汽化的降温剂，优选的，所述风冷水冷设备包括水箱，所述水箱内接蒸汽管和液态管，所述蒸汽管和液态管内接部分为循环管束，所述水箱设有大功率电动风机。
为了更快将汽化的降温剂冷却至液态，进一步的，所述循环管束置于水箱内的水表面，所述大功率电动风机对着循环管束吹。
为了增大散热接触面积，更进一步的，所述循环管束为多组环形管路组合而成。
与现有技术相比，本发明提供了一种动力电池极片数控激光切割控制系统，具备以下有益效果：
1、该一种动力电池极片数控激光切割控制系统，内部充入液态降温剂，通过接触金属焰筒高温汽化吸走热量；这里汽化的降温剂通过鼓风结构动力转换来实现为吸尘管路提供吸力来源，进而实现吸尘操作实现无电节能运转；吸尘强度随高压激光枪工作功率而变化，比如高压激光枪功率增大，金属焰筒温度上升加快，液态降温剂汽化速率变快，进而汽化压力加强，进而鼓风结构运转效率增加，进而吸尘管路吸力加强，吸尘效果更强。
2、该一种动力电池极片数控激光切割控制系统，通过蒸汽行走线路a1和液体行走线路a2的线路，实现内部降温和外部降温的循环，这种降温结构能够更快且不间断减低金属焰筒的温度，保护了金属焰筒，避免金属焰筒高温变形。
3、该一种动力电池极片数控激光切割控制系统，通过气动活塞缸对蒸汽上升筒内的高压蒸汽进行动能转换，将气动能变为机械能，实现能源的节约利用，而气动活塞缸本身就是一个单向阀，不会发生上放蒸汽逆行挤压蒸汽上升筒左边液态降温剂，避免了整个循环逆流。机械能通过排风箱提供动力，排风箱对吸尘管提供吸力，吸尘管通过锥形吸尘罩向下方吸取金属烟尘。风冷水冷设备属于外部降温用，当蒸汽经过蒸汽管进入风冷水冷设备中，首先会被循环管束分散置于冷水中液化，其次，大功率电动风机从上方对着循环管束吹，进行进一步散热降温，最后低温液体从液态管排出，循环管束设计成多束回形结构增大热交换面积，使得散热效率更高。
本发明实施例提供的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，该装置能实现激光切割过程中的实时降温，还伴随着吸力可变的烟尘吸收效果，通过利用降温剂汽化的动能转换为吸尘提供机械能，有效利用了激光散发的热量，节约能源，激光测距自动调节既方便又实用。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种动力电池极片数控激光切割控制系统的结构图；
图2为图1的剖视图；
图3为图2中A处的结构放大图；
图4为图2中B处的结构放大图；
图5为循环管束的结构图。
图中：1、柱形套；2、锥形吸尘罩；3、吸尘管路；31、吸尘管；32、集尘箱；33、滤网；4、鼓风结构；41、排风箱；42、转盘；44、连接板；43、排风管；5、气动活塞缸；51、缸体；52、第一简易单向阀；53、活塞；54、第二简易单向阀；55、弹簧；56、滑动杆；57、凸起；6、蒸汽管；7、风冷水冷设备；71、水箱；72、循环管束；73、大功率电动风机；8、液态管；9、高压激光枪；10、金属焰筒；11、锥形底板；12、散热锥形板；13、蒸汽上升筒；14、气液补位通道；15、蒸汽气孔；17、距离传感器；18、伸缩杆；19、液体流通孔；a1、蒸汽行走线路；a2、液体行走线路；b、吸尘空气流向。
具体实施方式
下面结合具体实施方式对本专利的技术方案作进一步详细地说明。
下面详细描述本专利的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本专利，而不能理解为对本专利的限制。
实施例：
如图1-5所示，在本发明实施例中，一种动力电池极片数控激光切割控制系统，包括柱形套1，还包括：锥形吸尘罩2，连接于柱形套1底部；吸尘管路3，对称连接于柱形套1下半段的外侧，其中吸尘管路3连接鼓风结构4；气动活塞缸5，连接在鼓风结构4同轴位置；蒸汽管6，连接在气动活塞缸5上，其中蒸汽管6连接风冷水冷设备7；液态管8，连接在风冷水冷设备7上；高压激光枪9，安装于柱形套1中心位置，其中柱形套1内部设有散热结构。
散热结构包括金属焰筒10，金属焰筒10内套高压激光枪9，金属焰筒10底端外侧固定有锥形底板11，锥形底板11上方的金属焰筒10外侧还固定有若干等距离分布的散热锥形板12，金属焰筒10侧面还设有蒸汽上升筒13，处于蒸汽上升筒13内部的散热锥形板12上均匀开有蒸汽气孔15，位于蒸汽上升筒13外侧的散热锥形板12上均匀开有液体流通孔19。
高压激光枪9滑动连接于柱形套1中部，高压激光枪9上安装有伸缩杆18，位于柱形套1内侧安装有一对用于控制伸缩杆18的距离传感器17。
吸尘管路3包括吸尘管31，吸尘管31下端设有集尘箱32，吸尘管31中间设有滤网33，吸尘管31下端连通柱形套1下半段，吸尘管31上端连接鼓风结构4。
鼓风结构4包括排风箱41，排风箱41的转动轴上固定有转盘42，转盘42边缘位置转动连接有连接板44，转盘42按照惯性轮的标准制作，排风箱41上端连通排风管43。
气动活塞缸5包括缸体51，缸体51底端设有第一简易单向阀52，缸体51内滑动连接活塞53，活塞53上安装有第二简易单向阀54，第二简易单向阀54阀片固定有弹簧55，弹簧55固定于活塞53的通道内，活塞53上端连接滑动杆56，活塞53上方的缸体51上设有凸起57。
风冷水冷设备7包括水箱71，水箱71内接蒸汽管6和液态管8，蒸汽管6和液态管8内接部分为循环管束72，水箱71设有大功率电动风机73。
循环管束72置于水箱71内的水表面，大功率电动风机73对着循环管束72吹。
循环管束72为多组环形管路组合而成。
在本发明的实施例中，高压激光枪9在运行过程中发出的超高温激光会对金属焰筒10造成过热，可能损坏，这时候金属焰筒10就需要包裹一套散热降温系统，内部充入液态降温剂，通过接触金属焰筒10高温汽化吸走热量；这里汽化的降温剂通过鼓风结构4动力转换来实现为吸尘管路3提供吸力来源，进而实现吸尘操作实现无电节能运转；吸尘强度随高压激光枪9工作功率而变化，比如高压激光枪9功率增大，金属焰筒10温度上升加快，液态降温剂汽化速率变快，进而汽化压力加强，进而鼓风结构4运转效率增加，进而吸尘管路3吸力加强，吸尘效果更强。
散热结构的工作原理：金属焰筒10通过锥形底板11和散热锥形板12散发一部分热量，靠近金属焰筒10部位的锥形底板11附近有液态降温剂，降温剂接触金属焰筒10表面汽化，蒸汽通过蒸汽行走线路a1，先后通过气动活塞缸5以及蒸汽管6，进入到风冷水冷设备7中进行降温液化，液化的降温剂顺着液体行走线路a2流动，通过液态管8回流到柱形套1内腔上端，依次经过液体流通孔19、气液补位通道14以及蒸汽气孔15，最后在蒸汽上升筒13部位汽化。
气动活塞缸5动能转换原理：蒸汽上升筒13内的高压蒸汽上升，由于下方气压大于第一简易单向阀52上方气压，蒸汽到达气动活塞缸5的缸体51内部，蒸汽推动活塞53上升，继而滑动杆56上滑，继而滑动杆56上端铰接的连接板44被推动，进而转盘42转动，当活塞53处于缸体51上端顶在凸起57上时，第二简易单向阀54上的阀片受到高压蒸汽压力大于弹簧55拉力，进而阀片打开，蒸汽从第二简易单向阀54进入蒸汽管6内；此时因为转盘42具有惯性力，转盘42转动反向通过连接板44带动滑动杆56下滑，进而活塞53下滑，这一过程中第二简易单向阀54依旧受压打开，直到活塞53再次上移，上移过程中下方气压小于上方，第二简易单向阀54关闭，第二简易单向阀54使得活塞53上方蒸汽体积变小，受压单向进入蒸汽管6。
吸尘工作方式：吸尘空气流向b为，烟尘吸收路径，转盘42转动，为与之同轴的排风箱41提供动力，进而排风箱41对吸尘管31提供吸力，继而从排风管43排出，吸尘管31通过锥形吸尘罩2向下方吸取金属烟尘，滤网33过滤一部分较大颗粒，掉入集尘箱32被收集。
风冷水冷设备7属于外部降温用，当蒸汽经过蒸汽管6进入风冷水冷设备7中，首先会被循环管束72分散置于冷水中液化，其次，大功率电动风机73从上方对着循环管束72吹，进行进一步散热降温，最后低温液体从液态管8排出，循环管束72设计成多束回形结构增大热交换面积，使得散热效率更高。
高压激光枪9自调节：高压激光枪9面对不同板厚的金属，距离传感器17会探测金属表面到距离传感器17的距离，在切割台高度不变的前提下，板越厚，伸缩杆18越伸长，进而高压激光枪9越下降，高压激光枪9的激光越靠近金属，对于高压激光枪9激光强度特定的情形，非常方便实用。
本发明上述实施例中提供了一种动力电池极片数控激光切割控制系统，该装置能实现激光切割过程中的实时降温，还伴随着吸力可变的烟尘吸收效果，通过利用降温剂汽化的动能转换为吸尘提供机械能，有效利用了激光散发的热量，节约能源，激光测距自动调节既方便又实用。
以上的仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (9)

1.一种动力电池极片数控激光切割控制系统，包括柱形套(1)，其特征在于，还包括：
锥形吸尘罩(2)，连接于所述柱形套(1)底部；
吸尘管路(3)，对称连接于所述柱形套(1)下半段的外侧，
其中
所述吸尘管路(3)连接鼓风结构(4)；
气动活塞缸(5)，连接在所述鼓风结构(4)同轴位置；
蒸汽管(6)，连接在所述气动活塞缸(5)上，
其中
所述蒸汽管(6)连接风冷水冷设备(7)；
液态管(8)，连接在所述风冷水冷设备(7)上；
高压激光枪(9)，安装于所述柱形套(1)中心位置，
其中
所述柱形套(1)内部设有散热结构。
2.根据权利要求1所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述散热结构包括金属焰筒(10)，所述金属焰筒(10)内套高压激光枪(9)，所述金属焰筒(10)底端外侧固定有锥形底板(11)，所述锥形底板(11)上方的金属焰筒(10)外侧还固定有若干等距离分布的散热锥形板(12)，所述金属焰筒(10)侧面还设有蒸汽上升筒(13)，处于所述蒸汽上升筒(13)内部的散热锥形板(12)上均匀开有蒸汽气孔(15)，位于所述蒸汽上升筒(13)外侧的散热锥形板(12)上均匀开有液体流通孔(19)。
3.根据权利要求2所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述高压激光枪(9)滑动连接于柱形套(1)中部，所述高压激光枪(9)上安装有伸缩杆(18)，位于所述柱形套(1)内侧安装有一对用于控制伸缩杆(18)的距离传感器(17)。
4.根据权利要求1所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述吸尘管路(3)包括吸尘管(31)，所述吸尘管(31)下端设有集尘箱(32)，所述吸尘管(31)中间设有滤网(33)，所述吸尘管(31)下端连通柱形套(1)下半段，所述吸尘管(31)上端连接鼓风结构(4)。
5.根据权利要求4所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述鼓风结构(4)包括排风箱(41)，所述排风箱(41)的转动轴上固定有转盘(42)，所述转盘(42)边缘位置转动连接有连接板(44)，所述转盘(42)按照惯性轮的标准制作，所述排风箱(41)上端连通排风管(43)。
6.根据权利要求1所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述气动活塞缸(5)包括缸体(51)，所述缸体(51)底端设有第一简易单向阀(52)，所述缸体(51)内滑动连接活塞(53)，所述活塞(53)上安装有第二简易单向阀(54)，所述第二简易单向阀(54)阀片固定有弹簧(55)，所述弹簧(55)固定于活塞(53)的通道内，所述活塞(53)上端连接滑动杆(56)，所述活塞(53)上方的缸体(51)上设有凸起(57)。
7.根据权利要求1所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述风冷水冷设备(7)包括水箱(71)，所述水箱(71)内接蒸汽管(6)和液态管(8)，所述蒸汽管(6)和液态管(8)内接部分为循环管束(72)，所述水箱(71)设有大功率电动风机(73)。
8.根据权利要求7所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述循环管束(72)置于水箱(71)内的水表面，所述大功率电动风机(73)对着循环管束(72)吹。
9.根据权利要求8所述的一种动力电池极片数控激光切割控制系统，其特征在于，所述循环管束(72)为多组环形管路组合而成。
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