[發(fā)明專利]一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的方法與裝置

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• 申請日: 2022-02-22
• 公開（公告）號: CN114628081A
• 公開（公告）日: 2022-06-14
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 周超;張展;李佐光;秦經(jīng)剛;金環(huán);李建剛
• 申請（專利權(quán)）人: 合肥綜合性國家科學(xué)中心能源研究院（安徽省能源實驗室）
• 主分類號: H01B13/00
• 分類號: H01B13/00;H01B12/02;B23K26/38;B23K26/70
• 代理公司: 北京科迪生專利代理有限責任公司 11251
• 代理人: 江亞平

1.一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述裝置主要包括四個部分：

第一部分為皮秒激光裝置，包括機柜，固定腳，光具座，皮秒激光器，激光頭，電動升降機構(gòu)，工件定位板；

第二部分為底座，安裝在第一部分皮秒激光裝置頂部；

第三部分為送線和收線結(jié)構(gòu)，包括支撐座，螺栓，線圈卡盤，伺服電機，放置板；

第四部分為導(dǎo)向結(jié)構(gòu)，包括定位塊，支撐鈑金，導(dǎo)向輪，導(dǎo)柱；第三部分和第四部分安裝在第二部分即底座上。

2.如權(quán)利要求1所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述機柜是電氣控制設(shè)備的載體，采用冷軋鋼板或合金制作而成，提供對存放設(shè)備的防水、防塵、防電磁干擾的防護；

所述光具座配備了多個獨立組件，包括：平行光管、透鏡、偏正片及夾持器，能夠按需要排列、調(diào)節(jié)，進行多項測試工作。

3.如權(quán)利要求2所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述皮秒激光器作為一種產(chǎn)生脈寬為皮秒的激光器，用于利用其發(fā)射的激光分割制備多芯帶材；所述激光頭作為激光器包括激光發(fā)生器，半反光棱鏡，物鏡，透鏡構(gòu)件，用于將激光束作用到加工材料上。

4.如權(quán)利要求2所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述電動升降結(jié)構(gòu)包括底部基座、升降阻斷柱、動力傳動裝置、控制部分，以電能作為動力驅(qū)動工件定位板的上升和下降；所述工件定位板與電動升降結(jié)構(gòu)配合，能夠調(diào)整其高度，激光通過定位板上的孔進行定位，對通過的帶材進行分割處理。

5.如權(quán)利要求1所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述支撐座主要起支撐和穩(wěn)定作用，保證第三部分其它零部件的正常運轉(zhuǎn)，尺寸大小由線圈卡盤的外徑確定；

所述螺栓用于支撐座和線圈卡盤的連接；

所述線圈卡盤為防止接觸摩擦破壞超導(dǎo)帶材，所選材料為亞克力板，通過伺服系統(tǒng)按一定速度穩(wěn)定的控制傳輸，用于放線和收線；

所述伺服電機選用交流伺服電機，通過其平穩(wěn)的運轉(zhuǎn)，提供所需大小的張力收放REBCO帶材。

6.如權(quán)利要求5所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述放置板用于放置伺服電機，且放線部分和收線部分的放置板的相對位置為對稱安裝，以確保裝置的平衡。

7.如權(quán)利要求1所述的一種基于皮秒激光卷對卷制備REBCO多芯帶材的裝置，其特征在于，所述定位塊起支撐和固定作用，通過控制尺寸標準以確保導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的整體高度；所述支撐鈑金起定位和支撐連接作用，配合定位塊確定導(dǎo)向結(jié)構(gòu)的高度；所述導(dǎo)向輪為防止接觸摩擦破壞超導(dǎo)帶材，所選材料為環(huán)氧樹脂，用于對REBCO帶材定位導(dǎo)向，實現(xiàn)高效平穩(wěn)的傳輸；所述導(dǎo)柱兩端與支撐鈑金固定，然后與導(dǎo)向輪配合連接，保證REBCO帶材傳送穩(wěn)定。

8.一種利用權(quán)利要求1-7之一的裝置制備REBCO多芯帶材的方法，其特征在于，包括如下步驟：

1)裝置的組裝：裝置四個部分依次安裝，接通電源后檢測各裝置的運行情況是否正常；

2)帶材的試傳送：首先將待分割的帶材從放線卡盤中引出，經(jīng)過導(dǎo)向結(jié)構(gòu)部分的導(dǎo)向輪，然后在工作臺根據(jù)帶材寬度進行定位，再從導(dǎo)向結(jié)構(gòu)部分另一側(cè)的導(dǎo)向輪引出，最終在收線卡盤中收納；

3)張力大小和尺寸調(diào)整：通過收線和放線結(jié)構(gòu)中的伺服電機調(diào)整運行速度和張力大小；通過皮秒激光裝置上的高精度光學(xué)平臺進行加工尺寸的定位；

4)帶材的分割：裝置按照設(shè)置好的參數(shù)運行，再根據(jù)所需要求進行分割，以制備性能優(yōu)異的多芯帶材；

5)實時監(jiān)測制備狀態(tài)：通過高精度光學(xué)平臺實時監(jiān)測制備狀態(tài)。

9.如權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述裝置按第一部分皮秒激光裝置，第二部分底座，第三部分送線和收線結(jié)構(gòu)；第四部分導(dǎo)向結(jié)構(gòu)依次安裝，安裝完畢后接通電源，檢測各裝置的運行是否正常。