CN106312226B - 一种自动焊锡机器人 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊锡机器人，包括焊接组件和锡丝定位机构，所述焊接组件包括第一驱动件、焊接件和第一连接件，所述锡丝定位机构包括锡丝导管、第二连接件和第三连接件，所述焊接件通过所述第一连接件与所述第一驱动件连接，所述第二连接件设置在所述焊接件上，所述第三连接件沿焊接件的高度方向可滑动地设置所述第二连接件上，所述锡丝导管可转动地设置在所述第三连接件上。本发明提供的自动焊锡机器人，不仅可实现任意角度的变换，而且可防止焊接件高速冲击待焊接工件而对工件造成损伤；同时锡丝可精确地定位到焊接件上的焊接件头吃锡点，提高了焊接质量。

Description

一种自动焊锡机器人

技术领域

本发明涉及焊锡技术领域，尤其涉及一种自动焊锡机器人。

背景技术

自动焊锡技术由于可以解决人工焊锡因人为因素造成的低质量和低效率问题而受到越来越广泛的关注。焊锡机主要用于在插装好电子元件的PCB板上进行上锡作业，即将电子元件焊接在PCB板上。焊锡机主要有很多种：浸式焊接机、波峰焊接机、直角坐标系焊锡机等。浸式焊接机是将存放锡液的容器固定，让电路板向下运动，使焊接面到达锡液的表面之下，从而达到焊锡的目的。这种操作的缺点是，让电路板上下运动，易出现短路和焊接不饱满，而且电路板焊接面的面积大小与存放锡液的容器的上表面积不匹配，很容易浪费锡液。波峰焊接机是电路板水平运动，底面接触锡液，从而完成焊接工艺，这样焊接很难保证质量。浸式焊接机和波峰焊接机有很大局限性，只能实现水平或者上下运动，对于有焊接角度要求、精确度要求高的焊接无法实现。直角坐标系焊锡机，这种焊锡机的烙铁头由上下方向运动机构以及左右方向运动机构控制，只能处理一些简单的焊点，而且焊锡过程中的烙铁头的角度不能变化，使用也不方便。如日本专利文献JP3226370中公开的自动焊锡机器人的烙铁头由上下方向运动机构以及左右方向运动机构控制，可以比较精确地控制烙铁头的位置，但是这种结构的烙铁头不能偏转角度，仍不够灵活。

此外，传统的自动焊锡机在焊锡时经常由于定位不准确而达不到预期的效果，比如对大型电路板或元件进行焊锡操作时由于焊锡位置的关系，往往需要烙铁头从各个不同的角度进行焊锡操作，然而常常因为锡丝无法准确送到烙铁头的吃锡点而导致焊锡操作失败，后期仍然需要通过人工进行修补工作，浪费人力物力。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：提供一种锡丝可精确定位到焊接件吃锡点的自动焊锡机器人。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种自动焊锡机器人，包括焊接组件和锡丝定位机构，所述焊接组件包括第一驱动件、焊接件和第一连接件，所述锡丝定位机构包括锡丝导管、第二连接件和第三连接件，所述焊接件通过所述第一连接件与所述第一驱动件连接，所述第二连接件设置在所述焊接件上，所述第三连接件沿焊接件的高度方向可滑动地设置所述第二连接件上，所述锡丝导管可转动地设置在所述第三连接件上。

本发明的有益效果在于：焊接件通过第一连接件与第一驱动件连接，第一驱动件可驱动焊接件在上下方向进行移动，从而调节焊接件的下压冲击距离，起到缓冲作用，防止焊接件高速冲击待焊接工件而对工件造成损伤；第三连接件沿焊接件的高度方向可滑动地设置在第二连接件上，第三连接件滑动时可带动锡丝导管沿焊接件的高度方向滑动，使得锡丝导管相对于焊接件的高度可调节，锡丝导管可转动地设置在第三连接件上，使得锡丝导管相对于焊接件的角度可调节，从而使锡丝导管中的锡丝可精确地定位到焊接件上的吃锡点，提高了焊接质量。

附图说明

图1为本发明实施例的自动焊锡机器人的结构图；

图2为本发明实施例的自动焊锡机器人的送锡机构的结构图一；

图3为本发明实施例的自动焊锡机器人的送锡机构的结构图二；

图4为本发明实施例的自动焊锡机器人的焊接组件和锡丝定位机构的结构图一；

图5为本发明实施例的自动焊锡机器人的焊接组件和锡丝定位机构的结构图二；

图6为本发明实施例的自动焊锡机器人的焊接组件和锡丝定位机构的结构图三。

标号说明：

1、六轴机械手；2、焊接组件；21、第一驱动件；22、焊接件；23、第一连接件；24、气管；25、第四连接件；26、调速旋钮；3、锡丝定位机构；31、锡丝导管；32、第二连接件；33、第三连接件；4、送锡机构；41、机体；42、第二驱动件；43、主动轮；44、从动轮；45、压紧轮；451、锯齿部；461、第一传感器；462、第一弹性件；471、固定件；472、第二传感器；473、第二弹性件；474、滑动件；4741、第一通孔；48、送丝管；49、支撑件；410、控制手柄。

具体实施方式

为详细说明本发明的技术内容、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。

本发明最关键的构思在于：锡丝导管相对于焊接件的高度和角度可调节，使得锡丝可精确定位到焊接件上的吃锡点，提高焊接质量。

请参阅图1至图6，一种自动焊锡机器人，包括焊接组件2和锡丝定位机构3，所述焊接组件2包括第一驱动件21、焊接件22和第一连接件23，所述锡丝定位机构3包括锡丝导管31、第二连接件32和第三连接件33，所述焊接件22通过所述第一连接件23与所述第一驱动件21连接，所述第二连接件32设置在所述焊接件22上，所述第三连接件33沿焊接件22的高度方向可滑动地设置所述第二连接件32上，所述锡丝导管31可转动地设置在所述第三连接件33上。

从上述描述可知，本发明的有益效果在于：焊接件通过第一连接件与第一驱动件连接，第一驱动件可驱动焊接件在上下方向进行移动，从而调节焊接件的下压冲击距离，起到缓冲作用，防止焊接件高速冲击待焊接工件而对工件造成损伤；第三连接件沿焊接件的高度方向可滑动地设置在第二连接件上，第三连接件滑动时可带动锡丝导管沿焊接件的高度方向滑动，使得锡丝导管相对于焊接件的高度可调节，锡丝导管可转动地设置在第三连接件上，使得锡丝导管相对于焊接件的角度可调节，从而使锡丝导管中的锡丝可精确地定位到焊接件上的吃锡点，提高了焊接质量。

进一步地，还包括六轴机械手1，所述第一驱动件21设置在所述六轴机械手1上。

由上述描述可知，第一驱动件设置在六轴机械手上，六轴机械手可带动焊接件实现任意角度的改变。

进一步地，所述焊接组件2还包括气管24和第四连接件25，所述第四连接件25可转动地设置在所述第二连接件32上，所述气管24沿所述焊接件22的高度方向可滑动地设置在所述第四连接件25上。

由上述描述可知，第四连接件可转动地设置第二连接件上，第四连接件转动时可带动气管转动，使得气管相对于焊接件的角度可调节，气管沿焊接件的高度方向可滑动地设置在第四连接件上，使得气管相对于焊接件的高度可调节，从而可使气管精确地对准焊接件，使焊接点快速冷却。

进一步地，所述第一驱动件21上还设有调速旋钮26，所述调速旋钮26与所述第一驱动件21连接。

由上述描述可知，第一驱动件为缓冲气缸，调速旋钮可控制第一驱动件的伸缩长度和缓冲力量的大小，以便更好地起到缓冲作用。

进一步地，还包括送锡机构4，所述送锡机构4包括机体41、第二驱动件42、主动轮43和从动轮44，所述第二驱动件42、主动轮43和从动轮44分别设置在所述机体41上，第二驱动件42驱动主动轮43转动，所述主动轮43带动所述从动轮44转动。

由上述描述可知，锡丝依次穿过从动轮和主动轮，第二驱动件驱动主动轮转动，主动轮转动时带动锡丝往前送丝，完成锡丝的送丝功能，第二驱动件驱动主动轮反向转动时可实现退丝功能。

进一步地，所述主动轮43和从动轮44的外圆周上分别设有凹槽，所述凹槽的两侧壁上分别设有齿部。

由上述描述可知，凹槽的两侧壁上分别设有齿部，锡丝设置在两侧壁的齿部之间，齿部可增加送丝时的摩擦力，提高送丝效果。

进一步地，所述送锡机构4还包括压紧轮45，所述压紧轮45设置在所述机体41上并位于所述主动轮43的上方，压紧轮45的外圆周上设有锯齿部451。

由上述描述可知，压紧轮可压紧锡丝以便第二驱动件控制送丝的长度，压紧轮的外圆周上还设有锯齿部，利用锯齿部在锡丝上压出小孔，可改善焊接环境，使助焊剂在焊接件加热时汽化，并从小孔中溢出，以增加焊料的可焊性及流动性，防止锡爆现象的产生。

进一步地，所述送锡机构4还包括缺丝检测组件，所述缺丝检测组件包括第一传感器461和第一弹性件462，所述第一传感器461设置在所述机体41上，所述第一弹性件462的一端设置在所述第一传感器461上，第一弹性件462的另一端呈V形设置，第一弹性件462设置在所述从动轮44远离所述主动轮43的一侧。

由上述描述可知，工作时，锡丝从第一弹性件的另一端穿过并位于V形的底部，然后绕到从动轮的底部凹槽中，在有锡丝时，第一弹性件由于受到锡丝的重力和向下拉力的作用而处于压缩状态，此时传感器处于闭合状态，当锡丝用完时，重力和向下的拉力消失，第一弹性件回弹，触发传感器发出缺丝报警信号。

进一步地，所述送锡机构4还包括堵丝检测组件，所述堵丝检测组件包括固定件471、第二传感器472、第二弹性件473和滑动件474，所述滑动件474上设有第一通孔4741，所述固定件471设置在所述机体41上并位于所述主动轮43远离所述从动轮44的一侧，所述第二传感器472和滑动件474分别设置在固定件471远离主动轮43的一面，固定件471上设有第二通孔，所述第一通孔4741与所述第二通孔连通设置，所述第二弹性件473设置在所述第二通孔内，第二弹性件473与滑动件474连接，滑动件474沿远离或朝向固定件471的方向可滑动设置，滑动件474沿远离固定件471的方向滑动时触发所述第二传感器472。

由上述描述可知，工作时，锡丝依次穿过第一通孔和第二通孔，正常送锡丝时，第二弹性件处于不受力状态，当出现堵丝时，滑动件由于受到第二通孔内的锡丝向前的推力作用而向远离固定件的方向运动，滑动件沿远离固定件的方向滑动时触发第二传感器发出堵丝报警信号；同时滑动件向远离固定件的方向运动时会拉动第二弹性件使第二弹性件处于拉伸状态，当堵丝故障解除后，滑动件受第二弹性件的拉力作用而复位。

进一步地，所述送锡机构4还包括送丝管48，所述送丝管48的一端与所述第一通孔4741连通设置，送丝管48的另一端与所述锡丝导管31连通设置。

由上述描述可知，锡丝依次穿过第一弹性件、从动轮、主动轮、第二通孔、第一通孔、送丝管和锡丝导管，从而实现完整的送锡丝过程。

请参照图1至图6，本发明的实施例一为：

一种自动焊锡机器人，包括六轴机械手1、焊锡控制器、焊接组件2、锡丝定位机构3和送锡机构4。所述焊接组件2包括第一驱动件21、焊接件22、第一连接件23、气管24、第四连接件25和调速旋钮26。第一驱动件21为一缓冲气缸，缓冲气缸安装在导轨上，导轨设置在一个平台上，平台通过L型连接块设置在六轴机械手1的第六轴法兰面上。所述焊接件22通过所述第一连接件23与所述第一驱动件21连接，第一连接件23为L型连接块。焊接件22为烙铁，烙铁上的烙铁头是可拆卸和更换的，工作时可根据不同的焊锡点选择更换不同的烙铁头。

焊接件22上设有电缆，电缆与焊锡控制器连接。焊接件22中还装有热电偶温度传感器，热电偶测量的温度信号通过焊接件22上的电缆传递给焊锡控制器，焊锡控制器通过对比当前测量温度和预设温度的大小，控制对烙铁头的加热增强或减弱。第一驱动件21与焊锡控制器电连接，在焊锡控制器上可控制第一驱动件21的工作速度，以对送丝的速度进行设置。

所述锡丝定位机构3包括锡丝导管31、第二连接件32和第三连接件33，锡丝导管31的材质为金属，可防止高温烧坏导管。所述第二连接件32设置在所述焊接件22上，第二连接件32为一连杆，所述第三连接件33沿焊接件22的高度方向可滑动地设置所述第二连接件32上，所述锡丝导管31可转动地设置在所述第三连接件33上。第二连接件32、第三连接件33和锡丝导管31之间分别通过螺杆固定连接。

所述第四连接件25可转动地设置在所述第二连接件32上，所述气管24沿所述焊接件22的高度方向可滑动地设置在所述第四连接件25上。第二连接件32、第四连接件25和气管24之间分别通过螺杆固定连接。第四连接件25为圆形。所述调速旋钮26与所述第一驱动件21连接并设置在所述第一驱动件21上。

所述送锡机构4包括机体41、第二驱动件42、主动轮43和从动轮44、压紧轮45、缺丝检测组件、堵丝检测组件、送丝管48、支撑件49和控制手柄410。所述机体41设置在所述六轴机械手1上，所述第二驱动件42、主动轮43、从动轮44和压紧轮45分别设置在所述机体41上，主动轮43和从动轮44位于同一水平线上。第二驱动件42为一电机，第二驱动件42驱动主动轮43转动。所述主动轮43和从动轮44的外圆周上分别设有凹槽，所述凹槽的两侧壁上分别设有齿部。所述压紧轮45位于所述主动轮43的上方并与主动轮43贴合设置，压紧轮45的外圆周上设有锯齿部451，锯齿部451对应主动轮43上的凹槽设置。压紧轮45通过弹簧施加压力。

控制手柄410通过旋转铰链与压紧轮45连接，向下按压控制手柄410时，压紧轮45向上运动与主动轮43分离，可方便安装锡丝，锡丝安装完成后，控制手柄410复位，压紧轮45向下运动与主动轮43贴合设置。

所述缺丝检测组件包括第一传感器461和第一弹性件462，所述第一传感器461设置在所述机体41上，所述第一弹性件462的一端设置在所述第一传感器461上，第一弹性件462的另一端呈V形设置，第一弹性件462设置在所述从动轮44远离所述主动轮43的一侧。第一弹性件462远离从动轮44的一侧还设有导向件，对锡丝进行导向，导向件为弹簧。

所述堵丝检测组件包括固定件471、第二传感器472、第二弹性件473和滑动件474，所述滑动件474上设有第一通孔4741，所述固定件471设置在所述机体41上并位于所述主动轮43远离所述从动轮44的一侧，所述第二传感器472和滑动件474分别设置在固定件471远离主动轮43的一面，固定件471上设有第二通孔，所述第一通孔4741与所述第二通孔连通设置，所述第二弹性件473设置在所述第二通孔内，第二弹性件473与滑动件474连接，滑动件474沿远离或朝向固定件471的方向可滑动设置，滑动件474为阶梯形，滑动件474沿远离固定件471的方向滑动时触发所述第二传感器472。第二弹性件473为弹簧。

所述送丝管48的一端与所述第一通孔4741连通设置，送丝管48的另一端与所述锡丝导管31连通设置。所述支撑件49设置在所述机体41上，支撑件49向上倾斜设置，支撑件49用于安装锡丝筒，支撑件49向上倾斜设置，可保证锡丝筒在送丝的过程中旋转时，阻力最小，且不会掉落。

本发明实施例的工作过程为：在焊锡控制器上选择手动模式，进行送锡丝动作，打开控制手柄410，将支撑件49上的锡丝筒上的锡丝依次穿过导向件、第一弹性件462、从动轮44、主动轮43、第二通孔、第一通孔4741、送丝管48和锡丝导管31，使锡丝到达焊接件22的发热部，安装完锡丝后关闭控制手柄410；在焊锡控制器上设置好焊接件22焊接时的温度，焊接件22的温度是可控的，在实际温度低于预设温度，且偏差值大于允许误差时，增加焊接件22的温度，在实际温度高于预设温度，且偏差值大于允许误差时，降低焊接件22的温度；在焊接件22温度达到预设温度时，进行手动试焊，确认设置的焊锡长度、速度和焊接温度是否合适；启动六轴机械手1，在示教模式下，对焊锡点进行轨迹编辑，通过对焊锡点轨迹的控制，实现点焊和拉焊的焊接工艺；焊接完成后，送锡机构4根据预设的退丝长度进行退丝，使锡丝与焊接件22分离，防止锡丝过分加热导致老化。

综上所述，本发明提供的自动焊锡机器人，不仅可实现任意角度的变换，而且可防止焊接件高速冲击待焊接工件而对工件造成损伤；同时锡丝可精确地定位到焊接件上的焊接件头吃锡点，提高了焊接质量。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等同变换，或直接或间接运用在相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (6)

1.一种自动焊锡机器人，其特征在于，包括焊接组件和锡丝定位机构，所述焊接组件包括第一驱动件、焊接件和第一连接件，所述锡丝定位机构包括锡丝导管、第二连接件和第三连接件，所述焊接件通过所述第一连接件与所述第一驱动件连接，所述第二连接件设置在所述焊接件上，所述第三连接件沿焊接件的高度方向可滑动地设置所述第二连接件上，所述锡丝导管可转动地设置在所述第三连接件上；

还包括送锡机构，所述送锡机构包括机体、第二驱动件、主动轮和从动轮，所述第二驱动件、主动轮和从动轮分别设置在所述机体上，第二驱动件驱动主动轮转动，所述主动轮带动所述从动轮转动；

所述主动轮和从动轮的外圆周上分别设有凹槽，所述凹槽的两侧壁上分别设有齿部；

所述送锡机构还包括压紧轮，所述压紧轮设置在所述机体上，压紧轮位于所述主动轮的上方，压紧轮的外圆周上设有锯齿部；

所述送锡机构还包括堵丝检测组件，所述堵丝检测组件包括固定件、第二传感器、第二弹性件和滑动件，所述滑动件上设有第一通孔，所述固定件设置在所述机体上并位于所述主动轮远离所述从动轮的一侧，所述第二传感器和滑动件分别设置在固定件远离主动轮的一面，固定件上设有第二通孔，所述第一通孔与所述第二通孔连通设置，所述第二弹性件设置在所述第二通孔内，第二弹性件与滑动件连接，滑动件沿远离或朝向固定件的方向可滑动设置，滑动件沿远离固定件的方向滑动时触发所述第二传感器。

2.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人，其特征在于，还包括六轴机械手，所述第一驱动件设置在所述六轴机械手上。

3.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人，其特征在于，所述焊接组件还包括气管和第四连接件，所述第四连接件可转动地设置在所述第二连接件上，所述气管沿所述焊接件的高度方向可滑动地设置在所述第四连接件上。

4.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人，其特征在于，所述第一驱动件上还设有调速旋钮，所述调速旋钮与所述第一驱动件连接。

5.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人，其特征在于，所述送锡机构还包括缺丝检测组件，所述缺丝检测组件包括第一传感器和第一弹性件，所述第一传感器设置在所述机体上，所述第一弹性件的一端设置在所述第一传感器上，第一弹性件的另一端呈V形设置，第一弹性件设置在所述从动轮远离所述主动轮的一侧。

6.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人，其特征在于，所述送锡机构还包括送丝管，所述送丝管的一端与所述第一通孔连通设置，送丝管的另一端与所述锡丝导管连通设置。