CN119703371A - 一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备及方法，通过温度检测实现精确焊接对准。该设备通过掩模板上的透光孔和温度传感器，监测焊接区域的温度分布，确保焊接点的精确对准。温度传感器的数据反馈给控制单元，动态调整激光源的移动速度和功率，以适应焊接过程中的温度变化，保证焊接质量。温度反馈机制不仅提高了焊接精度，还提升了成品率，避免了材料热损伤和焊接缺陷，对于提升耳机的声学性能和耐用性至关重要。本发明的焊接设备以其高精度、高效率和成本效益，为动圈平板组合耳机的制造提供了一种创新的解决方案。

Description

一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备及方法

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，具体涉及一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备及方法。

背景技术

在动圈平板组合耳机的设计和制造中，如图2所示，平板振膜的焊接精度至关重要，因为它直接影响到平板喇叭和动圈喇叭的声场配合以及最终的音质表现。平板振膜作为一种精密的音响元件，其焊接质量直接关系到耳机的声学性能和耐用性。在现有的技术中，针对这类元件的焊接经常使用脉冲激光焊接，待激光对准焊接位置后再启动激光进行焊接。但是如图1所示，脉冲激光的能量变化具有上升沿和下降沿，脉冲激光焊接由于其功率的不稳定性，往往无法保证焊接过程中的精确控制。这种不稳定性可能会导致焊接缺陷，影响振膜的结构完整性和声学特性。此外，由于脉冲激光器的输出功率的长时间稳定性通常不如连续激光器，这意味着在焊接过程中需要更频繁的调节和监控，增加了操作的复杂性和成本。

基于此，需要设计一种能够利用稳定输出的连续激光进行焊接的动圈平板组合耳机焊接设备和方法。

发明内容

为了解决上述问题，本发明提供一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，包括：

焊接激光源，用于发射红外连续激光，激光穿过所述透光孔后对振膜的焊接点进行激光焊接；

掩模板，掩模板用于对待焊接的振膜提供高温屏蔽，所述掩模板上对应焊接点位置开设有透光孔；

掩模板设置有温度传感器，温度传感器设置在掩模板的透光孔的底部与振膜接触的位置，用于检测焊接区域周围的温度；

控制单元，连接所述温度传感器，根据检测到的温度控制焊接激光源的移动速度。

掩模板包括屏蔽区域和设置在屏蔽区域上的透光孔，透光孔周围设置一环形检测区域；

屏蔽区域由耐高温反光材料制成，环形检测区域由多层材料制成，包括依次设置在顶部的光衰减层、光能量传感器层、隔热层和设置在底部的温度传感器层；

光衰减层用于衰减照射到光能量传感器上的光能量；隔热层用于隔绝光能量传感器和温度传感器之间的热传导，温度传感器设置在底部与待焊接振膜接触。

掩模板的形状与待焊接平板喇叭的振膜外框相同，掩模板的边缘开设透光孔。

控制单元连接位移控制模块、焊接激光源和掩模板；焊接激光源设置有能量控制器和光纤耦合器，光纤耦合器设置有耦合调节单元，耦合调节单元能够调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例，能量控制器用于调节光纤耦合器，以实现调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例；

掩模板包括环形检测区域，环形检测区域设置光能量传感器和温度传感器，光能量传感器检测激光源照射到透光孔附近的激光能量，温度传感器检测透光孔附近的振膜温度；

位移控制模块连接激光位移模块和掩模位移模块；激光位移模块设置有X轴和Y轴驱动机构，用于带动激光头进行水平方向的移动；掩模位移模块用于调节掩模板和振膜的位置，以保证掩模板和振膜及振膜框架对准。

所述焊接激光源发射的激光形成的圆形光斑，其直径范围为透光孔直径的1.1倍至1.9倍；所述环形检测区域包括多个温度测量点，测量点均匀分布在透光孔周围，用于测量透光孔附近区域的温度分布；测量时耦合调节单元能够调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率低于焊接功率；控制单元接收温度传感器的测量数据，计算各测量点的温度值与平均温度值之间的偏差；控制单元进一步计算温度偏差的标准差σ，以量化温度分布的均匀性；

控制单元根据标准差σ判断掩模板的透光孔与振膜焊接点的对准情况，当σ小于预设的阈值时，表明温度分布均匀，掩模板与振膜对准；当σ大于或等于预设的阈值时，控制单元发出调整信号至位移控制模块，调整掩模板的位置，直至温度分布均匀。

所述控制单元进一步包括升温速率计算模块，用于计算焊接过程中温度传感器检测到的温度升高速率；所述控制单元根据升温速率计算模块得出的升温速率来调整焊接激光源的移动速度，具体为：

当温度升高速率超过预设的阈值时，表明焊接区域升温过快，控制单元增加激光的移动速度，以减少激光在透光孔的照射时间，防止焊接区域过热；当温度升高速率低于预设的阈值时，表明焊接区域升温适宜，控制单元将保持或适当调整激光的移动速度，以确保焊接质量；所述控制单元通过闭环控制方式，实时监测温度传感器的温度数据，动态调整激光移动速度，以实现精确的温度控制；

所述控制单元设置有PID调节功能，通过比例、积分和微分控制算法，根据温度升高速率的变化趋势，精细调节激光移动速度，以保持焊接过程中的温度稳定；控制单元存储有温度-速度映射表，该映射表根据历史数据和实验结果预先设定，用于将温度升高速率直接映射到对应的激光移动速度，实现快速响应和精确控制；

温度升高速率的计算公式为：温度升高速率=ΔT/Δt；ΔT是温度传感器在时间间隔Δt内检测到的温度变化量；

设定温度-速度映射表时，根据温度升高速率调整激光移动速度的计算公式为：

；

其中，V是调整后的激光移动速度，V₀是初始激光移动速度，K_p、K_i和K_d分别是PID控制的比例、积分和微分系数，T_ref是预设的温度升高速率参考值；

控制单元精确计算根据温度升高速率调整后的激光移动速度，确保焊接过程中的温度控制在理想范围内。

所述屏蔽区域由耐高温反光材料制成，该材料为多层复合结构，具体包括：

外层为高反射率的金属镀层，如铝或银的真空镀层，用于反射激光光源发出的红外光，中间层为耐高温的陶瓷纤维材料，采用氧化铝纤维或碳纤维，用于提供隔热和耐火性能；内层为耐高温的柔性基材，采用硅橡胶或氟橡胶，确保材料在高温环境下的柔韧性和耐用性；

屏蔽区域的外表面涂覆耐高温的反光涂料，能够在不低于300°C的高温环境下稳定工作，保持其物理性能和反射性能不发生显著退化。

光能量传感器用于实时监测焊接过程中激光的光功率稳定性，确保透光孔周围的激光功率达到焊接工艺要求；光能量传感器能够检测激光源发出的光能量，并将其转换为电信号，电信号随后被送往控制单元进行分析和处理；

控制单元根据光能量传感器的反馈数据调节能量控制器，以调整激光输出功率。

能量控制器通过调整光纤耦合器内的光路分配比例，将激光分成两束：一束直接传输至激光头用于焊接，另一束则输入到光吸收阱中，通过改变输入到光吸收阱的激光能量比例，能量控制器能够精细调节到达激光头的激光功率，从而实现对焊接过程中激光功率的精确控制。

根据所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备进行焊接的方法，包括以下步骤：

步骤一：启动焊接设备，使焊接激光源发射红外连续激光，同时控制单元初始化，准备接收来自光能量传感器和温度传感器的信号；

步骤二：掩模板被定位至待焊接振膜的上方，确保掩模板的透光孔与振膜的焊接点对齐，通过位移控制模块调整掩模板的位置，确保精确对准；

步骤三：光能量传感器监测激光源的光功率，并将数据反馈给控制单元，控制单元根据反馈数据通过能量控制器调整光纤耦合器，以确保激光功率稳定且符合焊接要求；

步骤四：焊接激光源开始以测量功率工作，通过透光孔照射振膜，同时温度传感器测量透光孔周围的温度分布，控制单元计算温度偏差的标准差，判断掩模板是否与振膜对准；

步骤五：一旦确认掩模板与振膜对准，焊接激光源切换至焊接功率，开始实际焊接过程，同时控制单元根据温度传感器检测到的温度升高速率动态调整激光的移动速度，以保持焊接区域的温度稳定；

步骤六：焊接完成后，设备进入冷却和自检状态，控制单元监控焊接区域的温度，确保温度降至安全水平；

步骤七：设备完成自检，确认焊接质量符合标准后，关闭焊接激光源，完成整个焊接过程，设备准备进行下一次焊接作业。

本发明的有益效果为：

连续激光焊接技术提供了稳定的热源，适合于焊接较厚的材料或长距离的焊接任务。它能够实现高速焊接，提高生产效率。在连续焊接过程中，温度分布更加均匀，有利于提高焊接接头的质量。

透光孔焊接模式通过精确的光束定位实现振膜的精确焊接，避免了对非焊接部位造成损伤。由于透光孔对激光束的定位作用，降低了执行机构对激光头移动位置的精度要求，且在激光焊接时无需对激光光斑的形状进行调节。这种模式可以实现焊接部位空间狭窄的焊接，提高了焊接效率。

通过实时监测温度传感器的温度数据，控制单元能够动态调整激光移动速度，以保持焊接区域的温度稳定。这种闭环控制方式提高了焊接过程的稳定性和焊接质量。PID调节功能通过比例、积分和微分控制算法，根据温度升高速率的变化趋势，精细调节激光移动速度，以保持焊接过程中的温度稳定。

通过精确测量焊接区域周围温度分布的均匀性，能够确保掩模板的透光孔与振膜焊接点的精确对准。这种温度反馈机制允许控制单元动态调整焊接激光源的移动速度和功率，以适应焊接过程中的温度变化，从而提高焊接精度和成品率。此外，温度检测系统能够实时监测焊接区域的温度，及时发现并纠正任何对准偏差，确保焊接过程中的热能分布均匀，避免材料的热损伤和焊接缺陷，从而提升焊接接头的质量和一致性。这种高精度的温度控制和对准定位检测，对于实现动圈平板组合耳机中平板振膜的精密焊接至关重要，直接影响到耳机的声学性能和耐用性。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。

附图1为现有技术中的脉冲激光的功率时间曲线 ；

附图2为动圈平板组合耳机的结构图；

附图3为动圈平板组合耳机的平板振膜结构图；

附图4为振膜和掩模板的结构示意图；

附图5为焊接时的原理示意图；

附图6为掩模板透光孔的位置示意图；

附图7的本发明焊接装置的架构示意图。

其中，外壳1、动圈喇叭2、接口3、平板喇叭4、平板喇叭垫盘5、耳套6、头梁组件7、平板振膜41、振膜框架42、焊接点43、透光孔44、掩模板45、检测区域451、屏蔽区域452。

具体实施方式

实施例1：

参见图1至图7，本发明提供一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，包括：

焊接激光源，用于发射红外连续激光，激光穿过所述透光孔后对振膜的焊接点进行激光焊接；

掩模板，掩模板用于对待焊接的振膜提供高温屏蔽，所述掩模板上对应焊接点位置开设有透光孔；

掩模板设置有温度传感器，温度传感器设置在掩模板的透光孔的底部与振膜接触的位置，用于检测焊接区域周围的温度；

控制单元，连接所述温度传感器，根据检测到的温度控制焊接激光源的移动速度。

掩模板包括屏蔽区域和设置在屏蔽区域上的透光孔，透光孔周围设置一环形检测区域；

屏蔽区域由耐高温反光材料制成，环形检测区域由多层材料制成，包括依次设置在顶部的光衰减层、光能量传感器层、隔热层和设置在底部的温度传感器层；

光衰减层用于衰减照射到光能量传感器上的光能量；隔热层用于隔绝光能量传感器和温度传感器之间的热传导，温度传感器设置在底部与待焊接振膜接触。

掩模板的形状与待焊接平板喇叭的振膜外框相同，掩模板的边缘开设透光孔。

控制单元连接位移控制模块、焊接激光源和掩模板；焊接激光源设置有能量控制器和光纤耦合器，光纤耦合器设置有耦合调节单元，耦合调节单元能够调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例，能量控制器用于调节光纤耦合器，以实现调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例；

掩模板包括环形检测区域，环形检测区域设置光能量传感器和温度传感器，光能量传感器检测激光源照射到透光孔附近的激光能量，温度传感器检测透光孔附近的振膜温度；

位移控制模块连接激光位移模块和掩模位移模块；激光位移模块设置有X轴和Y轴驱动机构，用于带动激光头进行水平方向的移动；掩模位移模块用于调节掩模板和振膜的位置，以保证掩模板和振膜及振膜框架对准。

所述焊接激光源发射的激光形成的圆形光斑，其直径范围为透光孔直径的1.1倍至1.9倍；所述环形检测区域包括多个温度测量点，测量点均匀分布在透光孔周围，用于测量透光孔附近区域的温度分布；测量时，耦合调节单元调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率低于材料的焊接功率；控制单元接收温度传感器的测量数据，计算各测量点的温度值与平均温度值之间的偏差；控制单元进一步计算温度偏差的标准差σ，以量化温度分布的均匀性；

控制单元根据标准差σ判断掩模板的透光孔与振膜焊接点的对准情况，当σ小于预设的阈值时，表明温度分布均匀，掩模板与振膜对准；当σ大于或等于预设的阈值时，控制单元发出调整信号至位移控制模块，调整掩模板的位置，直至温度分布均匀。

所述控制单元进一步包括升温速率计算模块，用于计算焊接过程中温度传感器检测到的温度升高速率；所述控制单元根据升温速率计算模块得出的升温速率来调整焊接激光源的移动速度，具体为：

当温度升高速率超过预设的阈值时，表明焊接区域升温过快，控制单元增加激光的移动速度，以减少激光在透光孔的照射时间，防止焊接区域过热；当温度升高速率低于预设的阈值时，表明焊接区域升温适宜，控制单元将保持或适当调整激光的移动速度，以确保焊接质量；所述控制单元通过闭环控制方式，实时监测温度传感器的温度数据，动态调整激光移动速度，以实现精确的温度控制；

所述控制单元设置有PID调节功能，通过比例、积分和微分控制算法，根据温度升高速率的变化趋势，精细调节激光移动速度，以保持焊接过程中的温度稳定；控制单元存储有温度-速度映射表，该映射表根据历史数据和实验结果预先设定，用于将温度升高速率直接映射到对应的激光移动速度，实现快速响应和精确控制；

温度升高速率的计算公式为：温度升高速率=ΔT/Δt；ΔT是温度传感器在时间间隔Δt内检测到的温度变化量；

设定温度-速度映射表时，根据温度升高速率调整激光移动速度的计算公式为：

；

其中，V是调整后的激光移动速度，V₀是初始激光移动速度，K_p、K_i和K_d分别是PID控制的比例、积分和微分系数，T_ref是预设的温度升高速率参考值；

控制单元精确计算根据温度升高速率调整后的激光移动速度，确保焊接过程中的温度控制在理想范围内。

所述屏蔽区域由耐高温反光材料制成，该材料为多层复合结构，具体包括：

外层为高反射率的金属镀层，如铝或银的真空镀层，用于反射激光光源发出的红外光，中间层为耐高温的陶瓷纤维材料，采用氧化铝纤维或碳纤维，用于提供隔热和耐火性能；内层为耐高温的柔性基材，采用硅橡胶或氟橡胶，确保材料在高温环境下的柔韧性和耐用性；

屏蔽区域的外表面涂覆耐高温的反光涂料，能够在不低于300°C的高温环境下稳定工作，保持其物理性能和反射性能不发生显著退化。

光能量传感器用于实时监测焊接过程中激光的光功率稳定性，确保透光孔周围的激光功率达到焊接工艺要求；光能量传感器能够检测激光源发出的光能量，并将其转换为电信号，电信号随后被送往控制单元进行分析和处理；

控制单元根据光能量传感器的反馈数据调节能量控制器，以调整激光输出功率。

能量控制器通过调整光纤耦合器内的光路分配比例，将激光分成两束：一束直接传输至激光头用于焊接，另一束则输入到光吸收阱中，通过改变输入到光吸收阱的激光能量比例，能量控制器能够精细调节到达激光头的激光功率，从而实现对焊接过程中激光功率的精确控制。

实施例2：

根据所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备进行焊接的方法，包括以下步骤：

步骤一：启动焊接设备，使焊接激光源发射红外连续激光，同时控制单元初始化，准备接收来自光能量传感器和温度传感器的信号；

这个过程中，焊接激光源被激活，开始发射红外连续激光，同时控制单元进行自检，确保所有传感器和执行器处于待命状态。掩模板被自动放置到待焊接振膜的正上方，并通过位移控制模块进行初步对准。在这个阶段，设备还会进行自我诊断，检查所有系统参数是否正常，包括激光源的稳定性、传感器的响应速度和控制单元的逻辑处理能力。

步骤二：掩模板被定位至待焊接振膜的上方，确保掩模板的透光孔与振膜的焊接点对齐，通过位移控制模块调整掩模板的位置，确保精确对准；

这个过程中，光能量传感器和温度传感器开始监测激光的光功率和焊接区域的温度。控制单元接收这些数据，并根据光能量传感器的反馈调整能量控制器，确保激光功率达到预定水平。同时，通过分析温度传感器的数据，控制单元指导掩模位移模块微调掩模板位置，直至透光孔与振膜焊接点完全对准。在对准过程中，设备会使用精密的光学系统和算法来确保对准的精确性，以避免任何可能的焊接缺陷。

步骤三：光能量传感器监测激光源的光功率，并将数据反馈给控制单元，控制单元根据反馈数据通过能量控制器调整光纤耦合器，以确保激光功率稳定且符合焊接要求；

步骤四：焊接激光源开始以测量功率工作，通过透光孔照射振膜，同时温度传感器测量透光孔周围的温度分布，控制单元计算温度偏差的标准差，判断掩模板是否与振膜对准；

激光的测量功率低于焊接功率，在测量功率下，材料被激光加热，但不会发生熔化。

焊接激光源以测量功率工作，激光通过透光孔预热振膜焊接区域。此时，温度传感器测量透光孔周围的温度分布，控制单元计算温度偏差的标准差，以验证掩模板与振膜的对准精度。如对准不准确，控制单元将发出调整信号，直至达到最佳对准状态。这一步骤对于确保焊接质量至关重要，因为它允许设备在实际焊接前识别并纠正任何潜在的对准问题。

确认对准无误后，焊接激光源切换至焊接功率，开始焊接过程。控制单元根据实时温度数据动态调整激光移动速度，以保持焊接区域的温度稳定，防止过热或欠热。在焊接过程中，设备还会监测焊接区域的物理变化，如材料的熔化和流动，以确保焊接接头的形成符合设计要求。

步骤五：一旦确认掩模板与振膜对准，焊接激光源切换至焊接功率，开始实际焊接过程，同时控制单元根据温度传感器检测到的温度升高速率动态调整激光的移动速度，以保持焊接区域的温度稳定；

在焊接过程中，光能量传感器持续监测激光功率，确保焊接能量的稳定性。温度传感器提供的温度数据被用来进一步微调激光功率和移动速度，以补偿任何可能的焊接偏差。此外，设备还会记录焊接过程中的所有关键参数，以便于后续的质量控制和工艺优化。

本发明装置具备智能温度监控功能，能够在焊接过程中实时监测振膜的温度。当温度检测器检测到振膜的温度超过预设的安全阈值时，系统会自动触发安全机制，立即停止激光焊接作业。有效防止振膜因过热而受损，确保材料的完整性和焊接质量。同时，控制单元会记录超温事件并发出警报，以便操作人员及时检查焊接条件或进行必要的调整。增强了焊接过程的可靠性，降低了生产风险，保障了操作人员和设备的安全。

步骤六：焊接完成后，设备进入冷却和自检状态，控制单元监控焊接区域的温度，确保温度降至安全水平；

这个过程中，焊接完成后，进入冷却模式。控制单元监控焊接区域的温度，确保温度逐渐降低至安全水平，防止材料因热应力而损坏。在冷却阶段，设备还会检查焊接接头的完整性和均匀性，确保焊接质量达到预期标准。

步骤七：设备完成自检，确认焊接质量符合标准后，关闭焊接激光源，完成整个焊接过程，设备准备进行下一次焊接作业。

这个过程中，设备完成自检，包括检查焊接质量、传感器状态和机械部件的位置。确认一切正常后，设备准备进行下一次焊接作业，或者进入待机模式等待新的焊接任务。在待机模式下，设备会自动进行必要的维护和校准，以确保在下一次焊接任务中能够以最佳状态运行。

至此，以说明和描述的目的提供上述实施例的描述。不意指穷举或者限制本公开。特定的实施例的单独元件或者特征通常不受到特定的实施例的限制，但是在适用时，即使没有具体地示出或者描述，其可以互换和用于选定的实施例。在许多方面，相同的元件或者特征也可以改变。这种变化不被认为是偏离本公开，并且所有的这种修改意指为包括在本公开的范围内。

提供示例实施例，从而本公开将变得透彻，并且将会完全地将该范围传达至本领域内技术人员。为了透彻理解本公开的实施例，阐明了众多细节，诸如特定零件、装置和方法的示例。显然，对于本领域内技术人员，不需要使用特定的细节，示例实施例可以以许多不同的形式实施，而且两者都不应当解释为限制本公开的范围。在某些示例实施例中，不对公知的工序、公知的装置结构和公知的技术进行详细地描述。

在此，仅为了描述特定的示例实施例的目的使用专业词汇，并且不是意指为限制的目的。除非上下文清楚地作出相反的表示，在此使用的单数形式“一个”和“该”可以意指为也包括复数形式。术语“包括”和“具有”是包括在内的意思，并且因此指定存在所声明的特征、整体、步骤、操作、元件和/或组件，但是不排除存在或额外地具有一个或以上的其他特征、整体、步骤、操作、元件、组件和/或其组合。除非明确地指示了执行的次序，在此描述的该方法步骤、处理和操作不解释为一定需要按照所论述和示出的特定的次序执行。还应当理解的是，可以采用附加的或者可选择的步骤。

Claims (10)

1.一种基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于，包括：

焊接激光源，用于发射红外连续激光，激光穿过透光孔后对振膜的焊接点进行激光焊接；

掩模板，掩模板用于对待焊接的振膜提供高温屏蔽，所述掩模板上对应焊接点位置开设有透光孔；

掩模板设置有温度传感器，温度传感器设置在掩模板的透光孔的底部与振膜接触的位置，用于检测焊接区域周围的温度；

控制单元，连接所述温度传感器，根据检测到的温度控制焊接激光源的移动速度。

2.根据权利要求1所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

掩模板包括屏蔽区域和设置在屏蔽区域上的透光孔，透光孔周围设置一环形检测区域；

屏蔽区域由耐高温反光材料制成，环形检测区域由多层材料制成，包括依次设置在顶部的光衰减层、光能量传感器层、隔热层和设置在底部的温度传感器层；

光衰减层用于衰减照射到光能量传感器上的光能量；隔热层用于隔绝光能量传感器和温度传感器之间的热传导，温度传感器设置在底部与待焊接振膜接触。

3.根据权利要求1所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

掩模板的形状与待焊接平板喇叭的振膜外框相同，掩模板的边缘开设透光孔。

4.根据权利要求2所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

控制单元连接位移控制模块、焊接激光源和掩模板；焊接激光源设置有能量控制器和光纤耦合器，光纤耦合器设置有耦合调节单元，耦合调节单元能够调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例，能量控制器用于调节光纤耦合器，以实现调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率的分配比例；

掩模板包括环形检测区域，环形检测区域设置光能量传感器和温度传感器，光能量传感器检测激光源照射到透光孔附近的激光能量，温度传感器检测透光孔附近的振膜温度；

位移控制模块连接激光位移模块和掩模位移模块；激光位移模块设置有X轴和Y轴驱动机构，用于带动激光头进行水平方向的移动；掩模位移模块用于调节掩模板和振膜的位置，以保证掩模板和振膜及振膜框架对准。

5.根据权利要求4所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

所述焊接激光源发射的激光形成的圆形光斑，其直径范围为透光孔直径的1.1倍至1.9倍；所述环形检测区域包括多个温度测量点，测量点均匀分布在透光孔周围，用于测量透光孔附近区域的温度分布；测量时，耦合调节单元调节焊接激光源输出到焊接激光头的光功率，使光功率低于焊接功率；控制单元接收温度传感器的测量数据，计算各测量点的温度值与平均温度值之间的偏差；控制单元进一步计算温度偏差的标准差σ，以量化温度分布的均匀性；

控制单元根据标准差σ判断掩模板的透光孔与振膜焊接点的对准情况，当σ小于预设的阈值时，表明温度分布均匀，掩模板与振膜对准；当σ大于或等于预设的阈值时，控制单元发出调整信号至位移控制模块，调整掩模板的位置，直至温度分布均匀。

6.根据权利要求5所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

所述控制单元进一步包括升温速率计算模块，用于计算焊接过程中温度传感器检测到的温度升高速率；所述控制单元根据升温速率计算模块得出的升温速率来调整焊接激光源的移动速度，具体为：

当温度升高速率超过预设的阈值时，表明焊接区域升温过快，控制单元增加激光的移动速度，以减少激光在透光孔的照射时间，防止焊接区域过热；当温度升高速率低于预设的阈值时，表明焊接区域升温适宜，控制单元将保持或适当调整激光的移动速度，以确保焊接质量；所述控制单元通过闭环控制方式，实时监测温度传感器的温度数据，动态调整激光移动速度，以实现精确的温度控制；

所述控制单元设置有PID调节功能，通过比例、积分和微分控制算法，根据温度升高速率的变化趋势，精细调节激光移动速度，以保持焊接过程中的温度稳定；控制单元存储有温度-速度映射表，该映射表根据历史数据和实验结果预先设定，用于将温度升高速率直接映射到对应的激光移动速度，实现快速响应和精确控制；

温度升高速率的计算公式为：温度升高速率=ΔT/Δt；ΔT是温度传感器在时间间隔Δt内检测到的温度变化量；

设定温度-速度映射表时，根据温度升高速率调整激光移动速度的计算公式为：

；

其中，V是调整后的激光移动速度，V₀是初始激光移动速度，K_p、K_i和K_d分别是PID控制的比例、积分和微分系数，T_ref是预设的温度升高速率参考值；

控制单元精确计算根据温度升高速率调整后的激光移动速度，确保焊接过程中的温度控制在理想范围内。

7.根据权利要求2所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

所述屏蔽区域由耐高温反光材料制成，该材料为多层复合结构，具体包括：

外层为高反射率的金属镀层，如铝或银的真空镀层，用于反射激光光源发出的红外光，中间层为耐高温的陶瓷纤维材料，采用氧化铝纤维或碳纤维，用于提供隔热和耐火性能；内层为耐高温的柔性基材，采用硅橡胶或氟橡胶，确保材料在高温环境下的柔韧性和耐用性；

屏蔽区域的外表面涂覆耐高温的反光涂料，能够在不低于300°C的高温环境下稳定工作，保持其物理性能和反射性能不发生显著退化。

8.根据权利要求2所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

光能量传感器用于实时监测焊接过程中激光的光功率稳定性，确保透光孔周围的激光功率达到焊接工艺要求；光能量传感器能够检测激光源发出的光能量，并将其转换为电信号，电信号随后被送往控制单元进行分析和处理；

控制单元根据光能量传感器的反馈数据调节能量控制器，以调整激光输出功率。

9.根据权利要求8所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备，其特征在于：

能量控制器通过调整光纤耦合器内的光路分配比例，将激光分成两束：一束直接传输至激光头用于焊接，另一束则输入到光吸收阱中，通过改变输入到光吸收阱的激光能量比例，能量控制器能够精细调节到达激光头的激光功率，从而实现对焊接过程中激光功率的精确控制。

10.根据权利要求1至9中任一项所述的基于高温屏蔽的动圈平板组合耳机焊接设备进行焊接的方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤一：启动焊接设备，使焊接激光源发射红外连续激光，同时控制单元初始化，准备接收来自光能量传感器和温度传感器的信号；

步骤二：掩模板被定位至待焊接振膜的上方，确保掩模板的透光孔与振膜的焊接点对齐，通过位移控制模块调整掩模板的位置，确保精确对准；

步骤三：光能量传感器监测激光源的光功率，并将数据反馈给控制单元，控制单元根据反馈数据通过能量控制器调整光纤耦合器，以确保激光功率稳定且符合焊接要求；

步骤四：焊接激光源以测量功率工作，通过透光孔照射振膜，同时温度传感器测量透光孔周围的温度分布，控制单元计算温度偏差的标准差，判断掩模板是否与振膜对准；

步骤五：一旦确认掩模板与振膜对准，焊接激光源切换至焊接功率，开始实际焊接过程，同时控制单元根据温度传感器检测到的温度升高速率动态调整激光的移动速度，以保持焊接区域的温度稳定；焊接功率高于测量功率，在测量功率下，激光照射位置材料被加热，但不熔化，焊接功率下材料被加热并实现焊接；

步骤六：焊接完成后，设备进入冷却和自检状态，控制单元监控焊接区域的温度，确保温度降至安全水平；

步骤七：设备完成自检，确认焊接质量符合标准后，关闭焊接激光源，完成整个焊接过程，设备准备进行下一次焊接作业。