CN105057838A - 引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，其中的装置包括：运动平台、焊锡机构、产品载台、视觉机构和纠偏机构；其中，运动平台包括X轴运动平台、Y轴运动平台以及Z轴运动平台；视觉机构固定在Z轴运动平台上，用于获取引脚与产品焊盘的状态；产品载台和纠偏机构固定在Y轴运动平台上；待焊锡产品固定在产品载台上，纠偏夹爪根据视觉机构获取的状态信息对待焊锡产品的产品焊盘与引脚进行偏差纠正，压板将钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙内；焊锡机构固定在Z轴运动平台上，用于将纠偏后的产品焊盘与引脚焊接固定。利用上述发明，能够通过纠偏机构对引脚和产品焊盘之间的偏移量进行纠正，焊锡速度快、精度高。

Description

引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法

技术领域

本发明涉及电子产品的焊接技术领域，更为具体地，涉及一种引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法。

背景技术

在电子产品的组装及生产过程中，通常需要对PCB的引脚与焊盘进行焊锡连接。由于PCB组装工序的精度有限，经常出现PCB组装位置偏斜的情况，如果直接对这些偏斜的PCB进行焊锡，容易导致引脚连锡短路、虚焊等不良情况；此外，人工对PCB的焊盘与引脚进行纠偏和焊锡的效率很低，且对操作人员的作业要求较高，纠偏速度慢，劳动强度大。

因此，亟需一种能够自动对PCB的引脚进行纠偏及焊锡的技术。

发明内容

鉴于上述问题，本发明的目的是提供一种引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，以解决目前对引脚及焊盘进行纠偏存在的效率低、劳动强度大等问题。

根据本发明的一个方面，提供一种引脚纠偏焊锡装置，包括运动平台、焊锡机构、产品载台、视觉机构和纠偏机构；其中，运动平台包括X轴运动平台、设置在X轴运动平台下方的Y轴运动平台以及固定在X轴运动平台上的Z轴运动平台；视觉机构固定在Z轴运动平台上，用于获取引脚与产品焊盘的状态；产品载台和纠偏机构固定在Y轴运动平台上；其中，纠偏机构包括上下运动的纠偏夹爪和压板，在压板上设置有钢丝；待焊锡产品固定在产品载台上，纠偏夹爪根据视觉机构获取的状态信息对待焊锡产品的产品焊盘与引脚进行偏差纠正，压板将钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙内；焊锡机构固定在Z轴运动平台上，用于将纠偏后的产品焊盘与引脚焊接固定。

其中，引脚焊盘位于引脚上，钢丝的数量及间距与引脚焊盘相对应；钢丝压在引脚的非引脚焊盘区域。

其中，纠偏机构相对于产品载台沿X轴方向运动。

其中，还包括视觉控制系统；其中，视觉控制系统根据视觉机构获取的状态信息，获取引脚与产品焊盘之间的偏差量；纠偏夹爪根据所获取的偏差量对待焊锡产品的产品焊盘与引脚进行偏差纠正。

其中，还包括焊锡控制系统、与焊锡控制系统和视觉控制系统连接的运动控制系统；其中，焊锡控制系统控制焊锡机构焊接待焊锡产品的引脚与产品焊盘；运动控制系统，用于根据偏差量控制运动平台及纠偏机构运动，以及通过焊锡控制系统控制焊锡机构动作。

其中，还包括触摸屏；其中，触摸屏与运动控制系统连接，用于对运动平台进行参数设置并输出显示待焊接产品的焊接结果。

根据本发明的另一方面，提供一种引脚纠偏焊锡方法利用上述引脚纠偏焊锡装置对产品焊盘与引脚进行偏差纠正及焊锡，该方法包括：

将待焊锡产品放置在产品载台上，启动引脚纠偏焊锡装置；

视觉机构在运动平台的带动下运动至产品焊盘上方，获取产品焊盘与引脚的状态，并根据所获取的状态信息，通过视觉控制系统获取引脚与产品焊盘之间的偏差量；

纠偏机构在运动平台的带动下运动至待焊锡产品上方，运动控制系统根据偏差量控制纠偏夹爪对产品焊盘与引脚进行偏差纠正；

纠偏机构带动纠偏夹爪微动，并使压板下压，钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙中，并将引脚压平整；

运动平台带动焊锡机构运动至待焊锡产品的产品焊盘上方，并沿Z轴下降完成焊锡动作。

其中，在对产品焊盘与引脚进行偏差纠正的过程中，运动控制系统根据偏差纠正结果，调整纠偏夹爪的纠偏量。

其中，在通过纠偏机构将引脚压平整之后，通过视觉机构获取引脚与产品焊盘的状态，视觉控制系统根据所获取的结果判断纠偏后的偏差量是否在允许的偏差范围内。

其中，在焊锡动作完成后，纠偏机构恢复原位，视觉机构获取待焊接产品的焊接状态，并将焊接结果通过触摸屏输出显示。

利用上述根据本发明的引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，通过运动控制系统控制纠偏机构对待焊锡产品的焊盘与引脚之间的偏差进行纠正，并通过焊锡机构对纠偏后的焊盘和引脚进行焊接，能够有效减少人工操作及作业强度，提高焊盘与引脚焊锡的自动化程度，此外，还能够通过控制系统自动优化参数，在确保焊锡精度的同时，提高焊锡效率。

为了实现上述以及相关目的，本发明的一个或多个方面包括后面将详细说明并在权利要求中特别指出的特征。下面的说明以及附图详细说明了本发明的某些示例性方面。然而，这些方面指示的仅仅是可使用本发明的原理的各种方式中的一些方式。此外，本发明旨在包括所有这些方面以及它们的等同物。

附图说明

通过参考以下结合附图的说明及权利要求书的内容，并且随着对本发明的更全面理解，本发明的其它目的及结果将更加明白及易于理解。在附图中：

图1为根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置的结构示意图；

图2为根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置的局部结构示意图；

图3为图2中A部分局部放大图；

图4为根据本发明实施例的压板结构示意图；

图5为根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡方法流程图。

其中的附图标记包括：引脚1、产品焊盘2、X轴运动平台3、Z轴运动平台4、Y轴运动平台5、视觉机构6、焊锡机构7、产品载台8、纠偏机构9、待焊锡产品10、纠偏夹爪11、压板12、钢丝13、视觉控制系统14、焊锡控制系统15、夹持区域16、运动控制系统17、触摸屏18。

在所有附图中相同的标号指示相似或相应的特征或功能。

具体实施方式

在下面的描述中，出于说明的目的，为了提供对一个或多个实施例的全面理解，阐述了许多具体细节。然而，很明显，也可以在没有这些具体细节的情况下实现这些实施例。在其它例子中，为了便于描述一个或多个实施例，公知的结构和设备以方框图的形式示出。

为详细描述本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，以下将结合附图对本发明的具体实施例进行详细描述。

图1为根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置的结构；图2为根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置的局部结构；图3为图2中A部分的局部放大结构；图4为根据本发明实施例的压板结构。

如图1至图4共同所示，本发明实施例的引脚纠偏焊锡装置，包括运动平台、焊锡机构7、产品载台8、视觉机构6和纠偏机构9；其中，运动平台包括X轴运动平台3、设置在X轴运动平台3下方的Y轴运动平台5以及固定在X轴运动平台3上的Z轴运动平台4；视觉机构6固定在Z轴运动平台4，用于获取引脚与产品焊盘的状态；产品载台8和纠偏机构9固定在Y轴运动平台5上；其中，纠偏机构9包括上下运动的纠偏夹爪11和压板12，在压板12上设置有若干个钢丝13；待焊锡产品10固定在产品载台8上，纠偏夹爪11夹持在待焊锡产品10的引脚1的夹持区域16，并根据视觉机构6获取的状态信息对待焊锡产品10的产品焊盘2与引脚1进行偏差纠正，压板12将钢丝13压在引脚焊盘之间的缝隙内；焊锡机构7固定在Z轴运动平台4上，用于将纠偏后的产品焊盘2与引脚1焊接固定。

可知，焊锡机构7、产品载台8和纠偏机构9在运动平台上的位置可以进行调整，即也可以将焊锡机构7设置在X轴运动平台上，能够实现焊锡机构7、产品载台8和纠偏机构9在X、Y、Z轴三个方向上的位置调整皆可。

其中，待焊锡的产品可以为PCB(PrintedCircuitBoard，印刷电路板)或者PCB种类中的FPC(FlexiblePrintedCircuitBoard，挠性印刷电路板)等等，在对此类产品进行引脚焊锡的过程中，将PCB引脚上的引脚焊盘与PCB焊盘(即产品焊盘)进行点锡电连接，进而实现对此类电路板的引脚与产品焊盘之间的固定。

在本发明的一个具体实施方式中，引脚焊盘位于待焊锡产品10的引脚1上，钢丝13的数量及钢丝13之间的间距与引脚焊盘相对应；此处的相对应主要是指钢丝13避开引脚焊盘的位置，压在产品的引脚焊盘之间的缝隙内，即钢丝13通过压在引脚1的非引脚焊盘区域，使产品的引脚1与产品焊盘2位置重合，并通过钢丝13的压力将引脚1压平整，确保产品的引脚1与产品焊盘2有效的贴合，进而提高后续的焊锡精度。

为提高对引脚1和产品焊盘2的位置精度及焊锡的自动化程度，在本发明的另一具体实施方式中，引脚纠偏焊锡装置还可以包括视觉机构6、控制视觉机构6的视觉控制系统14、焊锡控制系统15和运动控制系统17。其中，视觉机构6固定在Z轴运动平台4上，在Z轴运动平台4、X轴运动平台3和Y轴运动平台5的共同作用下，能够沿X、Y、Z轴(附图中所示)三个方向进行位置调整，进而能够对待焊锡产品10的引脚1与产品焊盘2的状态进行及时的捕捉和反馈。

其中，将待焊锡产品10固定在产品载台8上后，使纠偏夹爪11夹持在待焊锡产品10的引脚1的夹持区域16(非引脚焊盘区域)，视觉机构6在运动平台(包括X轴运动平台3、Y轴运动平台5和Z轴运动平台4)的作用下移动至待焊锡产品10的上方，并获取待焊锡产品10的产品焊盘2与引脚1之间的位置关系，并将获取到的信息传送至视觉控制系统14进行分析，进而获取产品焊盘2与引脚1之间的位置偏差量，此处，视觉机构6可以为摄像装置或者扫描装置等。

如图3中所示，引脚1与产品焊盘2之间的偏差量为△x，若不对引脚1与产品焊盘2之间的偏差进行纠正，容易导致后期产品引脚连锡短路等不良情况的发生，因此，在本发明的引脚纠偏焊锡装置中，运动控制系统17根据视觉控制系统14获取的偏差量，控制运动平台移动并带动纠偏机构9停留在夹持区域16的上方，压板12停留在引脚1上方。

然后，使纠偏夹爪11合拢并夹住引脚1的夹持区域16，在纠偏机构9的带动下使纠偏夹爪11微动，调整产品焊盘2与引脚1之间的偏差量，使产品焊盘2与引脚1的位置重合，并将压板12下压，使压板12上的钢丝13压在引脚焊盘之间的缝隙中，换言之，为防止钢丝13对引脚1的焊锡造成阻碍，将钢丝13压在引脚1的非引脚焊盘位置，使产品的引脚1压平整，产品焊盘2与引脚1有效的贴合在一起，避免产品虚焊的情况发生，然后进行后续的焊锡操作。其中，钢丝13的作用是在不破坏引脚1及阻碍焊锡机构7正常作业的前提下，使纠偏后的产品焊盘2和引脚1有效的贴合，进而提高引脚焊锡的精度和产品的质量。

针对上述纠偏后的产品，运动控制系统17会控制运动平台带动焊锡机构7移动至产品焊盘2的上方，并在焊锡控制系统15的作用下，使焊锡机构7沿Z轴下降并完成锡焊动作，最后，使纠偏机构9退回原位，此后可以再次通过视觉机构6获取焊锡后的产品状态，并通过视觉控制系统14分析产品的焊接状态(是否存在漏焊、连锡等不良状态)，并将焊锡结果输出显示。

需要说明的是，在对纠偏后的产品进行焊锡之前，还可以通过视觉机构获取摄产品焊盘2与引脚1的状态，视觉控制系统14根据获取(或拍摄)的状态信息(或图像)判断纠偏后的产品焊盘2与引脚1之间的偏差量△x是否在允许的偏差范围内，如果是，则说明纠偏后的产品合格，能够进行后续的焊锡操作；否则，如果不合格，可以通过纠偏机构再次对偏差进行纠正，直至其符合偏差要求。其中，在反复纠偏过程中，运动控制系统17可以根据各次的纠偏结果，自动调整纠偏夹爪11的纠偏量，进而提高后续产品的成功率；而对于多次纠偏后仍不合格的产品可以直接判定为无法自动纠偏，进而通过人工或者其他途径进行处理。

在本发明的另一具体实施方式中，引脚纠偏装置还可以包括触摸屏18；其中，触摸屏18与运动控制系统17连接，用于对运动平台进行参数设置并输出显示待焊接产品的焊接结果，以方便工作人员根据显示的结果即使得对前线生产做出合理的调整，避免不良品的持续生产。

本发明的引脚纠偏焊锡装置，通过视觉机构判定引脚与产品焊盘之间的偏差量，并通过纠偏机构对偏差进行纠正，同时，使用压板及钢丝提高产品的焊锡效果及成功率，能够大幅度提高产品的焊锡速度和焊锡质量；另外，通过控制系统(包括运动控制系统、视觉控制系统和焊锡控制系统)实现参数的自动优化，能够有效减少人工作业，成本低、精度高。

与上述引脚纠偏焊锡装置相对应，本发明还提供一种引脚纠偏焊锡方法。其中，图5示出了根据本发明实施例的引脚纠偏焊锡方法流程。

如图5所示，利用上述引脚焊锡纠偏装置对产品焊盘与引脚进行偏差纠正及焊锡的方法包括如下所述步骤：

S510：将待焊锡产品放置在产品载台上，启动引脚纠偏焊锡装置。

S520：视觉机构在运动平台的带动下运动至产品焊盘上方，获取引脚与产品焊盘的状态，并根据所获取的状态信息，通过视觉控制系统获取引脚与产品焊盘之间的偏差量。

其中，运动平台包括X轴运动平台、Y轴运动平台以及固定在X轴运动平台上的Z轴运动平台；焊锡机构固定在Z轴运动平台上，产品载台和纠偏机构固定在Y轴运动平台上；其中，纠偏机构包括纠偏夹爪和压板，在压板上设置有若干个钢丝。

将待焊锡产品固定在产品载台上后，纠偏夹爪夹持在待焊锡产品的引脚的夹持区域，视觉机构在运动平台的作用下移动至待焊锡产品的上方，并获取产品焊盘与引脚之间的位置关系，并将获取到的信息传送至视觉控制系统进行分析，进而获取产品焊盘与引脚之间的偏差量。

S530：纠偏机构在运动平台的带动下运动至待焊锡产品的上方，运动控制系统根据偏差量控制纠偏夹爪对产品焊盘与引脚进行偏差纠正。

其中，运动控制系统根据视觉控制系统获取的偏差量，控制运动平台移动并带动纠偏机构停留在夹持区域的上方，压板停留在引脚上方。然后，使纠偏夹爪合拢并夹住引脚的夹持区域，进而调整产品焊盘与引脚之间的偏差量，使产品焊盘与引脚的位置重合。

S540：纠偏机构带动纠偏夹爪微动，并使压板下压，钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙中，并将引脚压平整。

其中，在纠偏机构的带动下使纠偏夹爪微动，并将压板下压，使压板上的钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙中，为防止钢丝对引脚的焊锡造成阻碍，将钢丝压在引脚的非引脚焊盘位置，使产品的引脚压平整，产品焊盘与引脚有效的贴合在一起，然后进行后续焊锡操作。

S550：运动平台带动焊锡机构运动至待焊锡产品的产品焊盘上方，并沿Z轴下降完成焊锡动作。

其中，运动控制系统会控制运动平台带动焊锡机构移动至产品焊盘的上方，并在焊锡控制系统的作用下，使焊锡机构沿Z轴下降并完成锡焊动作。

具体地，在步骤S530中，对产品焊盘与引脚进行偏差纠正的过程中，运动控制系统尅根据偏差纠正结果，调整纠偏夹爪的纠偏量。即，在反复纠偏过程中，运动控制系统可以根据每次的纠偏结果，自动调整纠偏量，进而提高后续产品的成功率；而对于多次纠偏不合格的产品可以直接判定为无法自动纠偏，进而通过人工或者其他途径进行处理

其中，在步骤S540中，在通过纠偏机构将引脚压平整之后，可以通过视觉机构再次获取引脚与产品焊盘的状态，视觉控制系统根据所获取的结果判断纠偏后的偏差量是否在允许的偏差范围内。换言之，在对纠偏后的产品进行焊锡之前，还可以通过视觉机构再次获取产品焊盘与引脚的状态，视觉控制系统根据获取的状态信息判断纠偏后的产品焊盘与引脚之间的偏差量△x是否在允许的偏差范围内，如果是，则说明纠偏后的产品合格，能够进行后去的焊锡操作；否则，如果不合格，可以通过纠偏机构再次对偏差量进行纠正，直至其符合偏差要求。

需要说明的是，在焊锡动作完成后，纠偏机构恢复原位，视觉机构可以再次获取待焊接产品的焊接状态，并将焊接结果通过触摸屏输出显示。

对于本发明提供的引脚纠偏焊锡方法的实施例而言，由于其基本相似于引脚纠偏焊锡装置的实施例，相关之处可参见装置实施例的部分说明，此处不再赘述。

通过上述实施方式可以看出，本发明的引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，通过三轴运动平台及控制系统，利用视觉机构判定引脚偏移量并进行纠偏，能够避免引脚连锡短路及虚焊等情况的发生；此外，通过压板及钢丝能够提高引脚焊锡的效果和成功率，准确性高、效率快。

如上参照附图以示例的方式描述根据本发明的引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法。但是，本领域技术人员应当理解，对于上述本发明所提出的引脚纠偏焊锡装置及其纠偏焊锡方法，还可以在不脱离本发明内容的基础上做出各种改进。因此，本发明的保护范围应当由所附的权利要求书的内容确定。

Claims (10)

1.一种引脚纠偏焊锡装置，包括：运动平台、焊锡机构、产品载台、视觉机构和纠偏机构；其中，

所述运动平台包括X轴运动平台、设置在所述X轴运动平台下方的Y轴运动平台以及固定在所述X轴运动平台上的Z轴运动平台；

所述视觉机构固定在所述Z轴运动平台上，用于获取所述引脚与所述产品焊盘的状态；

所述产品载台和所述纠偏机构固定在所述Y轴运动平台上；其中，所述纠偏机构包括上下运动的纠偏夹爪和压板，在所述压板上设置有钢丝；

待焊锡产品固定在所述产品载台上，所述纠偏夹爪根据所述视觉机构获取的状态信息对所述待焊锡产品的产品焊盘与引脚进行偏差纠正，所述压板将所述钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙内；

所述焊锡机构固定在所述Z轴运动平台上，用于将纠偏后的产品焊盘与所述引脚焊接固定。

2.如权利要求1所述的引脚纠偏焊锡装置，其中，

所述引脚焊盘位于所述引脚上，所述钢丝的数量及间距与所述引脚焊盘相对应；

所述钢丝压在所述引脚的非引脚焊盘区域。

3.如权利要求1所述的引脚纠偏焊锡装置，其中，

所述纠偏机构相对于所述产品载台沿X轴方向运动。

4.如权利要求1所述的引脚纠偏焊锡装置，还包括视觉控制系统；其中，

所述视觉控制系统根据所述视觉机构获取的状态信息，获取所述引脚与所述产品焊盘之间的偏差量；

所述纠偏夹爪根据所获取的偏差量对所述待焊锡产品的产品焊盘与引脚进行偏差纠正。

5.如权利要求4所述的引脚纠偏焊锡装置，还包括焊锡控制系统、与所述焊锡控制系统和所述视觉控制系统连接的运动控制系统；其中，

所述焊锡控制系统控制所述焊锡机构焊接所述待焊锡产品的引脚与产品焊盘；

所述运动控制系统，用于根据所述偏差量控制所述运动平台及纠偏机构运动，以及通过所述焊锡控制系统控制所述焊锡机构动作。

6.如权利要求5所述的引脚纠偏焊锡装置，还包括触摸屏；其中，

所述触摸屏与所述运动控制系统连接，用于对运动平台进行参数设置并输出显示所述待焊接产品的焊接结果。

7.一种引脚纠偏焊锡方法，利用权利要求1至6任一项所述的引脚纠偏焊锡装置对产品焊盘与引脚进行偏差纠正及焊锡，所述方法包括：

将待焊锡产品放置在产品载台上，启动所述引脚纠偏焊锡装置；

视觉机构在运动平台的带动下运动至产品焊盘上方，获取所述产品焊盘与引脚的状态，并根据所获取的状态信息，通过视觉控制系统获取所述引脚与产品焊盘之间的偏差量；

纠偏机构在所述运动平台的带动下运动至所述待焊锡产品上方，运动控制系统根据所述偏差量控制纠偏夹爪对所述产品焊盘与引脚进行偏差纠正；

所述纠偏机构带动所述纠偏夹爪微动，并使压板下压，钢丝压在引脚焊盘之间的缝隙中，并将所述引脚压平整；

所述运动平台带动焊锡机构运动至所述待焊锡产品的产品焊盘上方，并沿Z轴下降完成焊锡动作。

8.如权利要求7所述的引脚纠偏焊锡方法，其中，在对所述产品焊盘与引脚进行偏差纠正的过程中，

所述运动控制系统根据所述偏差纠正结果，调整所述纠偏夹爪的纠偏量。

9.如权利要求7所述的引脚纠偏焊锡方法，其中，在通过所述纠偏机构将所述引脚压平整之后，

通过视觉机构获取所述引脚与产品焊盘的状态，所述视觉控制系统根据所获取的结果判断纠偏后的偏差量是否在允许的偏差范围内。

10.如权利要求7所述的引脚纠偏焊锡方法，其中，

在所述焊锡动作完成后，所述纠偏机构恢复原位，所述视觉机构获取待焊接产品的焊接状态，并将焊接结果通过触摸屏输出显示。