CN106808042B - 自动焊接加工装置和焊接加工方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及机械加工技术领域，提供了自动焊接加工装置和焊接加工方法，自动焊接加工装置包括多个工作台、焊接架和清洗架，焊接架包括第一焊接滑轨，第一焊接滑轨上滑动安装有焊接结构，焊接结构下端设有纵向伸缩的焊接头；清洗架包括清洗滑轨，清洗滑轨上滑动安装有清洗结构，清洗结构下端设有纵向伸缩的清洗头，第一焊接滑轨与清洗滑轨沿PCB上料方向前后设置。自动焊接机通过可滑动的焊接结构对多个工作台上的PCB依次进行焊接，焊接完成后的PCB沿工作台滑动，再通过可滑动的清洗结构对多个工作台上的PCB依次进行清洗，在较小的作业区域内全自动进行焊接和清洗，焊接品质稳定，消耗的焊料和清洗溶剂较少，对环境影响小，杜绝了烫伤、溅伤等问题。

Description

自动焊接加工装置和焊接加工方法

技术领域

本发明涉及机械加工设备的技术领域，尤其涉及自动焊接加工装置和焊接加工方法。

背景技术

现有技术中的PCB焊接加工中，需要先对PCB进行焊接，然后对焊接处清洗，多数采用以下两种工艺：

一：人工手持铬铁焊接PCB，手工清洗PCB焊点；

二：波峰焊台，加热焊料后通过气压喷射至PCB上进行焊接，再进行人工洗板；

在工艺一中，主要采用人工作业的方式实现PCB焊接及焊点清洗，导致作业效率低下、品质稳定性变化较大，焊接的质量存在虚焊、假焊、空焊等隐患，容易造成产品失效不良。

在工艺二中，主要采用波峰焊台，通过加热焊料后通过气压喷射到PCB上实现焊接，再进行人工洗板作业。此种作业方式是利用大功率加热炉进行焊料的溶化，在作业上耗电量较大、不利于节能。由于焊接是通过气压将焊料喷射于PCB上，存在焊接品质上的不稳定，极易导致PCB上出现多焊球、少焊球、焊球不均匀、不饱满等现象，而造成产品焊接上的失效。在焊料喷射作业过程中，存在小焊料颗粒漂浮在空气中，不仅会造成环境的严重污染，同时因其焊料是高温溶化，同时焊料是喷射作业，人员在取放PCB时存在一定的安全隐患，容易出现烫伤、溅伤等事故。

发明内容

本发明的目的在于提供自动焊接机，旨在解决现有技术中PCB焊接工艺存在焊接品质不稳定、污染环境、作业环境容易出现烫伤溅伤等问题。

本发明是这样实现的，自动焊接加工装置，用于对PCB进行焊接和清洗，包括多个可供所述PCB放置并滑动的工作台、焊接架和清洗架，所述焊接架包括水平延伸于各所述工作台上方的第一焊接滑轨，所述第一焊接滑轨上滑动安装有焊接结构，所述焊接结构下端设有纵向伸缩的焊接头；所述清洗架包括水平延伸于各所述工作台上方的清洗滑轨，所述清洗滑轨上滑动安装有清洗结构，所述清洗结构下端设有纵向伸缩的清洗头，所述第一焊接滑轨与所述清洗滑轨沿所述PCB上料方向前后设置。

进一步地，所述焊接结构设有竖直延伸的第二焊接滑轨，所述第二焊接滑轨上滑动安装有第一焊接滑块，所述第一焊接滑块上设有所述焊接头。

进一步地，所述第一焊接滑块下端设有与所述第一焊接滑轨平行的第三焊接滑轨，所述第三焊接滑轨上滑动安装有第二焊接滑块，所述焊接头通过缓冲结构安装于所述第二焊接滑块上。

进一步地，所述第三焊接滑轨上滑动安装有两所述第二焊接滑块。

进一步地，所述工作台包括可供所述PCB放置并焊接的载板，所述载板设有用于压紧所述PCB的压板夹具、用于驱动所述压板夹具升降的压板气缸、用于控制所述压板气缸启停的压板控制开关。

进一步地，所述工作台还包括可供所述PCB放置并清洗的固定槽，所述固定槽一端对齐于所述载板，所述固定槽具有可供所述PCB嵌入的凹腔。

进一步地，所述固定槽还包括用于压紧所述PCB的清洗压块、用于驱动所述清洗压块升降的压块气缸。

进一步地，所述工作台的数量为两个，两所述工作台之间沿所述PCB上料方向依次设有焊接头清洗结构、所述焊接架、用于盛放清洗溶剂的清洗液盒以及所述清洗架。

与现有技术相比，本发明中的自动焊接机在使用时，PCB固定于工作台上，通过可滑动的焊接结构对多个工作台上的PCB依次进行焊接，焊接完成后的PCB沿工作台滑动，再通过可滑动的清洗结构对多个工作台上的PCB依次进行清洗，PCB进行焊接和清洗时，在较小的作业区域内全自动进行，焊接品质稳定，而且消耗的焊料和清洗溶剂较少，从而减少了对环境的污染，同时杜绝了出现烫伤、溅伤等安全问题。

本发明还提供了焊接加工方法，借助上述的自动焊接加工装置对PCB进行焊接和清洗，其步骤包括：

1）、将待加工的所述PCB安装于各所述工作台上，并使待焊接部位位于所述第一焊接滑轨下方；

2）、所述焊接结构沿所述第一焊接滑轨滑动至第一个所述工作台上方，所述焊接头下降对所述PCB进行焊接，焊接完成后所述焊接结构移动至第二个所述工作台上方重复焊接动作；

3）、待第一个所述工作台上的所述PCB焊接完成后将其沿上料方向向后滑动，直至所述PCB焊接部分位于所述清洗滑轨下方，所述清洗结构沿所述清洗滑轨移动至第一个所述工作台上方，所述清洗头下降对所述PCB进行清洗，清洗完成后移动至第二个所述工作台上方重复清洗动作；

4）、将完成清洗的所述PCB下料。

进一步地，所述工作台包括用于固定所述PCB至焊接位置的压板夹具和用于固定所述PCB至清洗位置的清洗压块，在步骤1）中，还包括以下步骤：

a)、所述PCB滑动至其焊接部位位于所述第一焊接滑轨下方时，使用压板夹具将所述PCB固定；

在步骤3）中，还包括以下步骤：

b）、所述PCB焊接完成后，打开所述压板夹具，并沿所述PCB的上料方向滑动至所述清洗滑轨下方，使用所述清洗压块将所述PCB固定；

在步骤4）中，还包括以下步骤：

c）、打开所述清洗压块释放所述PCB，继续滑动所述PCB直至离开所述工作台，完成下料。

本发明中的焊接加工方法，对每个PCB依次进行焊接和清洗，通过滑动的焊接结构和清洗结构滑动至各个工作台，可持续对多个PCB进行焊接加工操作，焊接和清洗全程自动化，焊接品质稳定，对环境影响小，不易出现烫伤、溅伤等安全问题。

附图说明

图1为本发明实施例提供的自动焊接加工装置的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的自动焊接加工装置的焊接部分结构示意图；

图3为图2中A处的局部放大示意图；

图4为本发明实施例提供的自动焊接加工装置的清洗部分结构示意图。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体附图对本实施例的实现进行详细的描述。

如图1至图4所示，本实施中的自动焊接加工装置包括基台2，基台2上设有多个可供PCB滑动固定的工作台1、焊接架11和清洗架21。多个工作台1并排设置，各工作台1可供PCB放置，并且可沿工作台1上方滑动。

焊接架11包括水平延伸于各工作台1上方的第一焊接滑轨111，第一焊接滑轨111上滑动安装有焊接结构12，焊接结构12下端设有纵向伸缩的焊接头126。当PCB沿工作台1滑动至第一焊接滑轨111下方时，焊接结构12滑动至PCB的上方，焊接头126向下伸出靠近PCB对其进行焊接，可以只对需要焊接区域进行焊接，焊接作业区域小、精度高，耗费的电能和焊料较少，对环境的影响小，由于不会在较大范围内喷射，避免了空气中遗留焊料颗粒，从而杜绝了烫伤、溅伤操作工。

清洗架21包括水平延伸于各工作台1上方的清洗滑轨211，清洗滑轨211上滑动安装有清洗结构22，清洗结构22下端设有纵向伸缩的清洗头222，第一焊接滑轨111与清洗滑轨211沿PCB上料方向前后设置。当PCB经过焊接后，沿工作台1滑动至清洗滑轨211下方，此时清洗结构22滑动至PCB的上方，移动使清洗头222下降抵接在PCB上，并且在清洗结构22的带动下拖动对其进行清洗。由于清洗中只对PCB的焊接处自动清洗，减少了清洗溶剂的消耗，降低了对环境的影响，清洗效果稳定可控。清洗的过程与操作工隔绝，避免了清洗溶剂对操作工的身体造成影响。

清洗完成后的PCB即完成整个焊接加工过程，继续沿工作台1滑动下料。焊接结构12和清洗结构22依次在各个工作台1上对PCB进行焊接和清洗，能持续对多个工作台1上的PCB进行焊接加工，整个过程自动化程度高，生产效率高，而且焊接质量稳定，具有较佳的清洗效果。

如图2和图3所示，焊接结构12设有竖直延伸的第二焊接滑轨121，在第二焊接滑轨121上滑动安装有第一焊接滑块122，在第一焊接滑块122上设有焊接头126，第一焊接滑块122沿第二焊接滑轨121滑动即可带动焊接头126升起或者降下。

在第一焊接滑块122的末端设有横向延伸的第三焊接滑轨123，第三焊接滑轨123与第一焊接滑轨111方向平行，在第三焊接滑轨123上滑动安装有第二焊接滑块124，焊接头126通过缓冲结构125安装在第二焊接滑块124上。当滑块下压靠近PCB时，焊接头126可沿第三焊接滑轨123延伸，在PCB上沿需要焊接的焊缝处滑动焊接，使其能移动焊接PCB焊接处的各部分。

焊接头126通过缓冲结构125安装于第二焊接滑块124上，使焊接头126非刚性安装。焊接头126受到的冲击被缓冲结构125吸收，而不会传递至第二焊接滑块124，避免影响焊接精度或者碰坏焊接头126。

在本实施例中，第三焊接滑轨123上安装有两第二焊接滑块124，各第二焊接滑块124上分别安装有焊接头126，可同时对PCB的两个部分进行焊接，实际中也可以采用其他数量的焊接头126。

焊接结构12还包括送锡装置123，送锡装置123包括锡线架1231和送锡器1232，送锡装置1231可以为焊接头126提供焊锡，即焊料，相关结构为现有技术中常见的装置，具体结构原理不做赘述。

如图1至图4所示，工作台1包括两部分：可供PCB放置并进行焊接的载板13和可供PCB放置并进行清洗的固定槽23，固定槽23的一端与载板13对齐，PCB可沿载板13滑动至固定槽23上。

如图2和图3所示，载板13位于第一焊接滑轨111的下方，其设有用于压紧PCB的压板夹具132、用于驱动压板夹具132升降的压板气缸1321和用于控制压板气缸启停的压板控制开关1322。PCB放置于载板13上后，可以通过压板控制开关1322控制压板气缸1321，使其升起压板夹具132或者降下压板夹具132，以实现对PCB的释放或者夹紧。为了使PCB固定后能准确的进行焊接，压板夹具132应当固定在PCB上相邻焊接处的位置。

如图4所示，固定槽23位于清洗滑轨211的下方，固定槽23具有可供PCB嵌入固定的凹腔，当PCB完成焊接时，沿载板13滑动至固定槽23内，准备进行清洗。固定槽23上设有用于压紧PCB的清洗压块231、用于驱动清洗压块231升降的压块气缸232，其固定原理与上述的压板夹具132相同，在压块气缸232的驱动下，清洗压块231上升或下降，以实现释放PCB或者将其夹紧。为了使PCB固定后能准确的进行清洗，清洗压块231固定在PCB上焊接处的位置，其开设有用于露出焊接处的开口，便于清洗头222伸入对PCB进行清洗。

为了便于PCB从载板13上滑动至固定槽23，载板13还包括下料滚轮134，可推动PCB离开工作台1。在实际设计中，可以设置为自动化的上料下料，设置动力结构驱动下料滚轮134转动，带动PCB滑动；也可以设置为手动上料下料，下料滚轮134没有连接动力结构，只起到降低摩擦力的作用，操作工用手推动PCB滑动。

如图1至图4所示，本实施例中的工作台1数量为两个，在两工作台1之间，沿PCB上料方向依次设有焊接头清洗结构1422、焊接架11、用于盛放清洗溶剂的清洗液盒24以及清洗架21。

在自动焊接机的工作过程中，焊接头126经过多次焊接后会沾有焊料等杂质影响焊接效果，此时可驱动焊接头126下降伸入焊接头清洗结构1422内，对其进行清洗，便于继续焊接。

如图4所示，清洗液盒24内盛放有清洗溶剂，在清洗中可供清洗头222沾取。清洗液盒24包括壳体242和可滑动的滑盖241，壳体242中开设有用于盛放清洗溶剂的内腔，清洗液盒24内设有用于驱动滑盖241滑动的滑动气缸，滑动气缸可使滑盖241遮挡内腔或露出内腔，在不需要沾取清洗溶剂时将内腔遮挡，不仅能起到防止异物进入清洗溶剂的作用，同时可避免清洗溶剂蒸发，一方面节省清洗溶剂，另一方面减少空气中的清洗溶剂，降低对操作工身体的影响。

由于清洗头222无法沿PCB纵向移动，所以内腔需要位于各清洗压块231的开口连成的直线上，即清洗头222的行程上，便于其沾取清洗溶剂。

自动焊接加工装置还包括控制系统，控制结构用于控制焊接结构12、清洗结构22，可输入数据，设置焊接头126的行程、焊接时间，以及清洗头222的清洗次数、行进速度等，为不同的PCB设计专门的焊接和清洗程序。

本实施还提供了焊接加工方法，借助上述自动焊接加工装置对PCB进行焊接和清洗，其步骤包括：

1）、将待加工的PCB安装于各工作台1上，并使待焊接部位位于第一焊接滑轨111下方，即放置于载板13上；

2）、焊接结构12沿第一焊接滑轨111滑动至第一个工作台1上方，焊接头126下降对PCB进行焊接，焊接完成后移动至第二个工作台1上方重复焊接动作，以此类推至第三个工作台1、第四个工作台1……；

3）、待第一个工作台1上的PCB焊接完成后将其沿上料方向向后滑动，直至其焊接部分位于清洗滑轨211下方，清洗结构22沿清洗滑轨211移动至第一个工作台1上方，清洗头222下降对PCB进行清洗，清洗完成后移动至第二个工作台1上方重复清洗动作，以此类推至第三个工作台1、第四个工作台1……；

4）、将完成清洗的PCB下料。

采用本实施例中的焊接加工方法，通过滑动的焊接结构12和清洗结构22滑动至各个工作台1，对每个PCB依次进行焊接和清洗，而且在焊接结构12对第二个工作台1上的PCB进行焊接时，清洗结构22可以同步对第一个工作台1上的PCB进行清洗，如此持续对多个PCB进行焊接加工操作，焊接和清洗全程自动化，焊接品质稳定，对环境影响小，不易出现烫伤、溅伤等安全问题，并且具有较高的生产效率。

由于PCB最终沿固定槽23下料离开工作台1后，工作台1可继续上新的PCB，此时焊接结构12重新回到加工过的工作台1上进行焊接，清洗结构22的加工行进方式也相同。

具体地，本实施中的工作台1数量为两个，为了便于叙述称之为Y1工作台1和Y2工作台1。其加工时步骤如下：

Ⅰ）先向Y1工作台1和Y2工作台1上放置第一块PCB，焊接结构12开始对Y1工作台1上的PCB进行焊接；

Ⅱ）完成焊接后焊接结构12滑动至Y2工作台1上焊接，与此同时清洗结构22开始对Y1工作台1上的PCB进行清洗，

Ⅲ）Y1工作台1上的PCB完成清洗，滑动离开工作台1，固定第二块PCB，与此同时清洗结构22滑动至Y2工作台1上进行清洗；

Ⅳ）焊接结构12滑动回到Y1工作台1处，对第二块PCB进行焊接。

按照上述的步骤重复工作，持续为工作台1上料和下料，即可高效精确的对批量PCB进行焊接和清洗。

工作台1包括用于固定PCB至焊接位置的压板夹具132和用于固定PCB至清洗位置的清洗压块231，所以在前述的步骤1）中，还包括以下步骤：

a)、移动PCB至其焊接部位位于第一焊接滑轨111下方，使用压板夹具132将PCB固定；

在前述的步骤3）中，还包括以下步骤：

b）、当PCB焊接完成后，打开压板夹具132，并沿PCB上料方向滑动至清洗滑轨211下方，在使用清洗压块231将PCB固定；

前述的在步骤4）中，还包括以下步骤：

c）、打开清洗压块231释放PCB，继续滑动PCB直至离开工作台1，完成下料。

压板夹具132和清洗压块231的状态切换可配合上料动作手动控制实现，也可以设计为全自动化上料，配合检测PCB位置的传感器、定时器等结构自动检测并控制实现。

以上仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.自动焊接加工装置，用于对PCB进行焊接和清洗，其特征在于，包括焊接架、清洗架和多个可供所述PCB放置并滑动的工作台，所述焊接架包括水平延伸于各所述工作台上方的第一焊接滑轨，所述第一焊接滑轨上滑动安装有焊接结构，所述焊接结构下端设有纵向伸缩的焊接头；所述清洗架包括水平延伸于各所述工作台上方的清洗滑轨，所述清洗滑轨上滑动安装有清洗结构，所述清洗结构下端设有纵向伸缩的清洗头，所述第一焊接滑轨与所述清洗滑轨沿所述PCB上料方向前后设置, 所述工作台的数量为两个，两所述工作台之间沿所述PCB上料方向依次设有焊接头清洗结构、所述焊接架、用于盛放清洗溶剂的清洗液盒以及所述清洗架,所述工作台包括可供所述PCB放置并焊接的载板，所述载板设有用于压紧所述PCB的压板夹具、用于驱动所述压板夹具升降的压板气缸、用于控制所述压板气缸启停的压板控制开关，所述压板夹具固定在所述PCB上相邻焊接处的位置；所述工作台还包括可供所述PCB放置并清洗的固定槽，所述固定槽一端对齐于所述载板，所述固定槽具有可供所述PCB嵌入的凹腔，所述固定槽还包括用于压紧所述PCB的清洗压块、用于驱动所述清洗压块升降的压块气缸，所述清洗压块固定在所述PCB上焊接处的位置，所述清洗压块上开设有用于露出焊接处的开口。

2.如权利要求1所述的自动焊接加工装置，其特征在于，所述焊接结构设有竖直延伸的第二焊接滑轨，所述第二焊接滑轨上滑动安装有第一焊接滑块，所述第一焊接滑块上设有所述焊接头。

3.如权利要求2所述的自动焊接加工装置，其特征在于，所述第一焊接滑块下端设有与所述第一焊接滑轨平行的第三焊接滑轨，所述第三焊接滑轨上滑动安装有第二焊接滑块，所述焊接头通过缓冲结构安装于所述第二焊接滑块上。

4.如权利要求3所述的自动焊接加工装置，其特征在于，所述第三焊接滑轨上滑动安装有两所述第二焊接滑块。

5.焊接加工方法，借助权利要求1至4任一项所述的自动焊接加工装置对PCB进行焊接和清洗，其特征在于，其步骤包括：

1）、将待加工的所述PCB安装于各所述工作台上，并使待焊接部位位于所述第一焊接滑轨下方；

2）、所述焊接结构沿所述第一焊接滑轨滑动至第一个所述工作台上方，所述焊接头下降对所述PCB进行焊接，焊接完成后所述焊接结构移动至第二个所述工作台上方重复焊接动作；

3）、待第一个所述工作台上的所述PCB焊接完成后将其沿上料方向向后滑动，直至所述PCB焊接部分位于所述清洗滑轨下方，所述清洗结构沿所述清洗滑轨移动至第一个所述工作台上方，所述清洗头下降对所述PCB进行清洗，清洗完成后移动至第二个所述工作台上方重复清洗动作；

4）、将完成清洗的所述PCB下料。

6.如权利要求5所述的焊接加工方法，其特征在于，所述工作台包括用于固定所述PCB至焊接位置的压板夹具和用于固定所述PCB至清洗位置的清洗压块，在步骤1）中，还包括以下步骤：

a)、所述PCB滑动至其焊接部位位于所述第一焊接滑轨下方时，使用所述压板夹具将所述PCB固定；

在步骤3）中，还包括以下步骤：

b）、所述PCB焊接完成后，打开所述压板夹具，并沿所述PCB的上料方向滑动至所述清洗滑轨下方，使用所述清洗压块将所述PCB固定；

在步骤4）中，还包括以下步骤：

c）、打开所述清洗压块释放所述PCB，继续滑动所述PCB直至离开所述工作台，完成下料。

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