CN106425098A - 壳体与盖板激光封焊定位工装及方法 - Google Patents

Abstract

壳体与盖板激光封焊定位工装，包括用于放置壳体的定位座和用于将盖板压合在壳体上的压杆弹臂，壳体通过定位座上的定位销定位，压杆弹臂设置在壳体周边由控制系统控制自动对盖板施加或取消下压力，其特征在于所述的壳体与盖板激光封焊定位工装还包括用于精确定位壳体位置的自动微调装置，所述的自动微调装置包括定位摄影控制器和由定位摄影控制器控制的电机，所述的定位摄影控制器装在壳体的正上方，所述的电机装在定位座上可驱动定位座平面转动，定位摄影控制器拍摄下壳体的实时位置并与壳体的激光封焊标准位置进行对比，从而控制电机驱动定位座平面转动，使壳体微调到激光封焊标准位置。本发明还提供一种壳体与盖板激光封焊定位方法。

Description

壳体与盖板激光封焊定位工装及方法

技术领域

本发明提供一种壳体与盖板激光封焊定位工装，用于精确定位壳体及盖板的位置，提高激光封焊的准确度。本发明还提供一种壳体与盖板激光封焊定位方法。

背景技术

随着电子行业的发展，微电路模块在各个领域被广泛运用。由于微电路模块腔体内装配有大量的裸芯片，且其装配焊料熔点较低，为了面对各种不同环境而能长久的保证

其性能就必须进行密封封装。

基于对产品多样性、高效性、密封性、可靠性、外观等更高的要求，激光封焊在微电路模块密封中得到了广泛运用，并在人工控制、半自动控制、全自动控制等类型中都逐渐走向成熟。

激光封焊对定位有很高的要求，焊点位置必须与工件位置精准对应，才能保证激光封焊的准确和可靠性。一般采用定位销控制自由度方式对工件进行夹装定位，CN203944997U的实用新型，公开了用于气密性激光封焊的定位单元和夹具，所述定位单元包括底座，所述被封焊工件设置于所述底座的上表面上，在所述上表面上，沿所述底座的宽度方向设置有至少一组定位凸台，沿所述底座的长度方向也设置有至少一组定位凸台，每组所述定位凸台中包括间隔设置的弹性凸台和固定凸台，所述被封焊工件的一端由所述弹性凸台弹性支撑，另一端抵靠于所述固定凸台上。此实用新型提供的定位单元和定位夹具能够快速、准确地对被封焊工件进行装夹定位。用上述定位单元对需要激光封焊的壳体进行定位，其定位精确度还有待提高。

发明内容

本发明针对现有技术中激光封焊时工件的定位精确度不高，提供一种壳体与盖板激光封焊定位工装，提高激光封焊时壳体的定位精确度，保证激光封焊的焊点与壳体封焊位置精确对应，从而提高壳体与盖板激光封焊的可靠性，本发明还提供一种壳体与盖板激光封焊定位方法。

为达到上述目的，本发明采用的技术方案是：壳体与盖板激光封焊定位工装，包括用于放置壳体的定位座和用于将盖板压合在壳体上的压杆弹臂，壳体通过定位座上的定位销定位，压杆弹臂设置在壳体周边由控制系统控制自动对盖板施加或取消下压力，其特征在于所述的壳体与盖板激光封焊定位工装还包括用于精确定位壳体位置的自动微调装置，所述的自动微调装置包括定位摄影控制器和由定位摄影控制器控制的电机，所述的定位摄影控制器装在壳体的正上方，所述的电机装在定位座上可驱动定位座平面转动，定位摄影控制器拍摄下壳体的实时位置并与壳体的激光封焊标准位置进行对比，从而控制电机驱动定位座平面转动，使壳体微调到激光封焊标准位置。

优选的，所述的定位座中设置有使壳体底面紧贴于定位座上表面的吸附装置。

优选的，所述的吸附装置包括吸盘和为吸盘提供吸力的真空泵，所述的真空泵与吸盘通过导气管连接，所述的吸盘的面积小于壳体的底面积，吸盘的顶面从定位座上表面中伸出，壳体置于吸盘上，下压壳体，吸盘随壳体下移至与定位座上表面齐平，壳体底面贴在定位座上表面。

优选的，所述的定位座中开有用于吸盘和导气管穿过的通孔，所述通孔在定位座上表面的孔边缘为与吸盘的边缘配合的圆筒形边缘，吸盘下移至与定位座上表面齐平时，吸盘的边缘移至孔边缘中。

优选的，所述的定位销的数量大于等于三个，且均与壳体外侧面接触。

优选的，所述的压杆弹臂的数量为大于等于四个，且均匀间隔的分布在壳体的周边，压杆弹臂中可调节高度的压杆由控制系统控制自动对盖板边缘施加或取消下压力。

本发明的壳体与盖板激光封焊定位工装的定位原理是：在自动微调装置的定位摄影控制器中记录下壳体的激光封焊标准位置，将待封焊的壳体置于定位座上，通过定位销对壳体进行初定位，通过压杆弹臂压合盖板与壳体，保证盖板与壳体在封焊时的紧密配合，之后用定位摄影控制器拍摄下壳体的实时位置，将实时位置与壳体的激光封焊标准位置进行对比，并计算出将壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置，定位座需平面转动的角度α，定位摄影控制器向电机发出相应的控制信号，控制电机驱动定位座平面转动相应的角度α，从而对壳体进行精确再定位，使壳体微调到激光封焊标准位置。

壳体与盖板激光封焊定位方法，采用以上所述的壳体与盖板激光封焊定位工装进行定位，定位步骤为：

A．设定壳体的标准位置：

（ 一）将壳体置于定位座上，通过定位销对壳体定位；

（二）将盖板盖在壳体上并用压杆弹簧对盖板施加下压力，使盖板压合在壳体上；

（三）启动定位摄影控制器拍摄下壳体的位置，并将该位置作为壳体的激光封焊标准位置记录在定位摄影控制器中；

B.待激光封焊件的精准定位：

（一）取待激光封焊的壳体和盖板，将壳体置于定位座上，通过定位销对壳体进行定位，将盖板盖在壳体上并用压杆弹簧对盖板施加下压力，使盖板压合在壳体上；

（二）启动定位摄影控制器拍摄下壳体的实时位置，定位摄影控制器自动将实时位置与壳体的激光封焊标准位置进行对比，并计算出将壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置，定位座需平面转动的角度α，并向电机发出相应的控制信号；

（三）电机接收到定位摄影控制器的控制信号，驱动定位座平面转动角度α，使壳体微调到激光封焊标准位置，即完成壳体和盖板的精确定位。

优选的，所述的“将壳体置于定位座上”是指：将壳体放于吸盘上并用外力下压壳体，使吸盘下移至与定位座上表面齐面，且壳体的底面贴在定位座上表面，启动真空泵，吸盘向下吸紧壳体，使壳体底面紧贴于定位座上表面。

优选的，所述的“通过定位销对壳体定位”是指：用外力下压壳体时，定位销均抵靠于壳体的外侧面，使壳体底面紧贴于定位座上表面时，定位销均与壳体外侧面接触，从而定位壳体。

本发明的有益效果是：

1、 采用定位销对壳体进行初定位，采用自动微调装置对壳体进行精确再定位，提高了激光封焊时壳体的定位精确度，保证激光封焊的焊点与壳体封焊位置精确对应，从而提高壳体与盖板激光封焊的可靠性。

2、 自动微调装置采用定位摄影控制器记录壳体的激光封焊标准位置，并通过定位摄影控制器拍摄待激光封焊的壳体的实时位置，从而对实时位置和标准位置进行对比计算，得到相应的控制信号并发送至电机，控制电机驱动定位座平面转动对壳体的位置进行微调，自动微调装置的拍摄、对比、计算、控制信号发送到驱动底座转动的整个过程完全为自动控制，其微调准确度高，动作快，适合自动化生产线高效率流水作业，可大大提高壳体激光封焊流水线的生产效率。

3、 吸附装置使壳体底面紧贴于定位座上表面，将壳体与定位座吸附连接，可有效防止壳体在定位座上移动，减少定位座转动对壳体位置的影响，进一步提高壳体的定位精确度。

附图说明

图1为本发明的壳体与盖板激光封焊定位工装的主视图。

图2为压杆弹臂和定位销在定位座上的分布示意图。

图3为本发明的壳体与盖板激光封焊定位方法中壳体的实时位置与激光封焊标准位置进行对比，从而控制电机驱动定位座平面转动，使壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置的过程示意图。

图4为定位座平面转动角度α使壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置的示意图。

具体实施方式

下面结合附图1-4对本发明的实施例做详细说明。

壳体与盖板激光封焊定位工装，包括用于放置壳体1的定位座3和用于将盖板2压合在壳体1上的压杆弹臂4，壳体1通过定位座3上的定位销31定位，压杆弹臂4设置在壳体1周边由控制系统控制自动对盖板2施加或取消下压力，所述的壳体与盖板激光封焊定位工装还包括用于精确定位壳体1位置的自动微调装置，所述的自动微调装置包括定位摄影控制器51和由定位摄影控制器51控制的电机52，所述的定位摄影控制器51装在壳体1的正上方，所述的电机52装在定位座3上可驱动定位座3平面转动，定位摄影控制器51拍摄下壳体1的实时位置并与壳体1的激光封焊标准位置进行对比，从而控制电机52驱动定位座3平面转动，使壳体1微调到激光封焊标准位置。

如图1所示，上述工装中壳体1在定位座3上的位置通过定位销31进行定位，由于激光封焊的焊点对工件对位置精确度要求很高，为了保证每个待封焊的壳体1与盖板2封焊的位置与激光封焊的焊点位置精确对应，从而提高激光封焊的可靠性，上述工装中通过自动微调装置对壳体1的位置进行精确再定位，在定位摄影控制器51中记录壳体1的激光封焊标准位置，待封焊的壳体1置于定位座3上后，用定位摄影控制器51拍摄下壳体1的实时位置，再在定位摄影控制器51中将实时位置与壳体的激光封焊标准位置进行对比，并计算出从实时位置微调到激光封焊标准位置，定位座所需转动的角度 ，然后再将相应的控制信号发送到电机52，电机52接收到控制信号后驱动定位座3平面转动相应的角度，使待封焊的壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置，精确再定位完成后即可对壳体1和盖板2之间进行激光封焊，其中压杆弹臂是为了保证封焊前盖板2与壳体1的紧密压合，避免焊接后盖板出现部分曲翘的现象，提高盖板2与壳体1之间的封焊质量。

其中，所述的定位座3中设置有使壳体1底面紧贴于定位座3上表面的吸附装置6，用吸附装置6将壳体1吸紧在定位座3上，使壳体1底面紧贴于定位座3上表面，防止定位座3在转动时或激光封焊操作过程中造成壳体1的位置变动，进一步提高壳体1的定位精确度。

具体的，所述的吸附装置6包括吸盘61和为吸盘61提供吸力的真空泵62，所述的真空泵62与吸盘61通过导气管连接，所述的吸盘61的面积小于壳体1的底面积，吸盘61的顶面从定位座3上表面中伸出，壳体1置于吸盘61上，下压壳体1，吸盘61随壳体1下移至与定位座3上表面齐平，壳体1底面贴在定位座3上表面。

从图1中可以看出，用吸盘61吸紧壳体1，用真空泵62的抽真空作业为吸盘61提供吸附力，壳体1底部一部分中间部分被吸盘61吸紧，其它部分由于吸盘61对壳体1的吸附力，被紧紧的贴在定位座3上表面，由此可以防止壳体1相对于定位座3的移动，提高壳体1在封焊过程中的定位精确度。为了保证在吸盘61的吸附力能吸紧壳体1的底面，在安装吸盘61时，将吸盘61的顶面从定位座3上表面中伸出，壳体1放置时先与吸盘61接触，下压壳体1后，吸盘61与定位座3平齐，壳体1底面的中间部分被吸盘61吸紧，其它部分紧紧的贴在定位座3上表面。

具体的，所述的定位座3中开有用于吸盘61和导气管穿过的通孔，所述通孔在定位座3上表面的孔边缘32为与吸盘61的边缘配合的圆筒形边缘，吸盘61下移至与定位座3上表面齐平时，吸盘61的边缘移至孔边缘32中，孔边缘32与吸盘61的边缘配合，使孔边缘32的面积小于壳体1的底面积，保证壳体1在被吸盘61吸附后，紧贴于定位座3上表面。

从图2中可以看出，所述的定位销31的数量等于三个，且均与壳体1外侧面接触，三个定位销31分布在壳体1相邻的两个外侧面，通过三个定位销31即可确定壳体1在定位座3上的位置，在实际运用中，定位销31的数量应根据壳体1的尺寸来调整，尺寸大则定位销31的数量也应相应增加，能根据定位销31的分布确定壳体1在定位座3上的位置。

其中，所述的压杆弹臂4的数量为等于四个，且均匀间隔的分布在壳体1的周边，压杆弹臂4中可调节高度的压杆41由控制系统控制自动对盖板2边缘施加或取消下压力，从图2中可以看出盖板2的四个边缘均设置一个压杆弹臂4，压杆弹臂4的对盖板2施加或取消下压力均由控制系统控制，使压杆弹臂4对盖板的下压力与激光封焊的焊点有效错开，调节压杆41的高度可适应不用尺寸的壳体1和盖板2的压合，同样根据壳体1和盖板2平面尺寸的不同也可以增加压杆弹簧4的数量，以确保盖板2与壳体1在各处均被压合紧实。

本发明还提供一种壳体与盖板激光封焊定位方法，采用以上所述的壳体与盖板激光封焊定位工装进行定位，定位步骤为：

A．设定壳体1的标准位置：

（一）将壳体1置于定位座3上，通过定位销31对壳体1定位；

（二）将盖板2盖在壳体1上并用压杆弹簧4对盖板2施加下压力，使盖板2压合在壳体1上；

（三）启动定位摄影控制器51拍摄下壳体1的位置，并将该位置作为壳体1的激光封焊标准位置记录在定位摄影控制器51中；

B.待激光封焊件的精准定位：

（一）取待激光封焊的壳体1和盖板2，将壳体1置于定位座3上，通过定位销31对壳体1进行定位，将盖板2盖在壳体1上并用压杆弹簧4对盖板2施加下压力，使盖板2压合在壳体1上；

（二）启动定位摄影控制器51拍摄下壳体1的实时位置，定位摄影控制器51自动将实时位置与壳体1的激光封焊标准位置进行对比，并计算出将壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置，定位座3需平面转动的角度α，并向电机52发出相应的控制信号；

（三）电机52接收到定位摄影控制器51的控制信号，驱动定位座3平面转动角度α，使壳体1微调到激光封焊标准位置，即完成壳体1和盖板2的精确定位。

以上所述的壳体与盖板激光封焊定位方法，首先通过用定位销31确定的壳体1的位置作为壳体1的激光封焊标准位置,记录在定位摄影控制器51中，其后的每个待封焊的壳体1的位置都以激光封焊标准位置作为对比对象，通过定位座3的转动，使待封焊的壳体1均微调到激光封焊标准位置，现实壳体1焊接位置的精确定位。如图3所示，待封焊的壳体1从实时位置微调到激光封焊标准位置的过程，图3中的A表示待封焊的壳体1的实时位置，B表示壳体的激光封焊标准位置，C 表示实时位置与激光封焊标准位置对比，D表示定位座平面转动角度α，使壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置。图3中的A至D的过程变化由定位摄影控制器和电机自动完成，用时短且微调精准度高。

其中，所述的“将壳体1置于定位座3上”是指：将壳体1放于吸盘61上并用外力下压壳体1，使吸盘61下移至与定位座3上表面齐面，且壳体1的底面贴在定位座3上表面，启动真空泵62，吸盘61向下吸紧壳体1，使壳体1底面紧贴于定位座3上表面。

由于吸盘61和真空泵62的安装时，很难保证吸盘61与定位座3齐平，为了保证吸盘61的吸附力能作用在壳体1上，在安装吸盘61时，使吸盘61稍从定位座3中伸出，壳体1放置在吸盘61上后，即与吸盘61接触，下压壳体1后，吸盘61被下移至与定位座3齐平，启动真空泵62，壳体1底面的中间部分被吸盘61吸紧，其它部分紧贴在定位座3上表面，壳体1在定位座3上的位移确定，不会发生相对移动。

其中，所述的“通过定位销31对壳体1定位”是指：用外力下压壳体1时，定位销31均抵靠于壳体1的外侧面，使壳体1底面紧贴于定位座3上表面时，定位销31均与壳体1外侧面接触，从而定位壳体1。

本发明的优点在于：

1、 采用定位销31对壳体1进行初定位，通过定位摄影控制器51将壳体的实时位置与激光封焊标准位置进行对比、计算得出相应的微调信号，并用电机驱动定位座转动，使壳体精确再定位，壳体的定位精确度高，保证激光封焊的焊点与壳体封焊位置精确对应，从而提高壳体与壳板激光封焊的可靠性。

2、 定位摄影控制器51的拍摄、对比、计算、控制信号发送、电机52的信号接送及驱动定位座转动的过程完全为自动控制，动作快，效率高，适合自动化生产线高效率流水作业。

3、 压杆弹臂4由控制系统控制自动对盖板2施加或取消下压力，保证封焊前盖板2与壳体1的紧密压合，避免焊接后盖板出现部分曲翘的现象，提高盖板2与壳体1之间的封焊质量。

4、 用吸盘61的吸附力吸紧壳体1，可有效防止壳体1在定位座上移动，进一步提高壳体的定位精确度。

以上结合附图对本发明的实施例的技术方案进行完整描述，需要说明的是所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

Claims (9)

1.壳体与盖板激光封焊定位工装，包括用于放置壳体（1）的定位座（3）和用于将盖板（2）压合在壳体（1）上的压杆弹臂（4），壳体（1）通过定位座（3）上的定位销（31）定位，压杆弹臂（4）设置在壳体（1）周边由控制系统控制自动对盖板（2）施加或取消下压力，其特征在于所述的壳体与盖板激光封焊定位工装还包括用于精确定位壳体（1）位置的自动微调装置，所述的自动微调装置包括定位摄影控制器（51）和由定位摄影控制器（51）控制的电机（52），所述的定位摄影控制器（51）装在壳体（1）的正上方，所述的电机（52）装在定位座（3）上可驱动定位座（3）平面转动，定位摄影控制器（51）拍摄下壳体（1）的实时位置并与壳体（1）的激光封焊标准位置进行对比，从而控制电机（52）驱动定位座（3）平面转动，使壳体（1）微调到激光封焊标准位置。

2.根据权利要求1所述的壳体与盖板激光封焊定位工装，其特征在于所述的定位座（3）中设置有使壳体（1）底面紧贴于定位座（3）上表面的吸附装置（6）。

3.根据权利要求2所述的壳体与盖板激光封焊定位工装，其特征在于所述的吸附装置（6）包括吸盘（61）和为吸盘（61）提供吸力的真空泵（62），所述的真空泵（62）与吸盘（61）通过导气管连接，所述的吸盘（61）的面积小于壳体（1）的底面积，吸盘（61）的顶面从定位座（3）上表面中伸出，壳体（1）置于吸盘（61）上，下压壳体（1），吸盘（61）随壳体（1）下移至与定位座（3）上表面齐平，壳体（1）底面贴在定位座（3）上表面。

4.根据权利要求3所述的壳体与盖板激光封焊定位工装，其特征在于所述的定位座（3）中开有用于吸盘（61）和导气管穿过的通孔，所述通孔在定位座（3）上表面的孔边缘（32）为与吸盘（61）的边缘配合的圆筒形边缘，吸盘（61）下移至与定位座（3）上表面齐平时，吸盘（61）的边缘移至孔边缘（32）中。

5.根据权利要求1所述的壳体与盖板激光封焊定位工装，其特征在于所述的定位销（31）的数量大于等于三个，且均与壳体（1）外侧面接触。

6.根据权利要求1至权利要求5任一项所述的壳体与盖板激光封焊定位工装，其特征在于所述的压杆弹臂（4）的数量为大于等于四个，且均匀间隔的分布在壳体（1）的周边，压杆弹臂（4）中可调节高度的压杆（41）由控制系统控制自动对盖板（2）边缘施加或取消下压力。

7.壳体与盖板激光封焊定位方法，采用权利要求1至权利要求6任一项所述的壳体与盖板激光封焊定位工装进行定位，定位步骤为：

A．设定壳体（1）的标准位置：

（ 一）将壳体（1）置于定位座（3）上，通过定位销（31）对壳体（1）定位；

（二）将盖板（2）盖在壳体（1）上并用压杆弹簧（4）对盖板（2）施加下压力，使盖板（2）压合在壳体（1） 上；

（三）启动定位摄影控制器（51）拍摄下壳体（1）的位置，并将该位置作为壳体（1）的激光封焊标准位置记录在定位摄影控制器（51）中；

B.待激光封焊件的精准定位：

（一）取待激光封焊的壳体（1）和盖板（2），将壳体（1）置于定位座（3）上，通过定位销（31）对壳体（1）进行定位，将盖板（2）盖在壳体（1）上并用压杆弹簧（4）对盖板（2）施加下压力，使盖板（2）压合在壳体（1） 上；

（二）启动定位摄影控制器（51）拍摄下壳体（1）的实时位置，定位摄影控制器（51）自动将实时位置与壳体（1）的激光封焊标准位置进行对比，并计算出将壳体从实时位置微调到激光封焊标准位置，定位座（3）需平面转动的角度α，并向电机（52）发出相应的控制信号；

（三）电机（52）接收到定位摄影控制器（51）的控制信号，驱动定位座（3）平面转动角度α，使壳体（1）微调到激光封焊标准位置，即完成壳体（1）和盖板（2）的精确定位。

8.根据权利要求7所述的壳体与盖板激光封焊定位方法，其特征在于所述的“将壳体（1）置于定位座（3）上”是指：将壳体（1）放于吸盘（61）上并用外力下压壳体（1），使吸盘（61）下移至与定位座（3）上表面齐面，且壳体（1）的底面贴在定位座（3）上表面，启动真空泵（62），吸盘（61）向下吸紧壳体（1），使壳体（1）底面紧贴于定位座（3）上表面。

9.根据权利要求8所述的壳体与盖板激光封焊定位方法，其特征在于所述的“通过定位销（31）对壳体（1）定位”是指：用外力下压壳体（1）时，定位销（31）均抵靠于壳体（1）的外侧面，使壳体（1）底面紧贴于定位座（3）上表面时，定位销（31）均与壳体（1）外侧面接触，从而定位壳体（1）。