CN109352114A - 一种新型的激光焊锡设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种新型的激光焊锡设备，该一种新型的激光焊锡设备为了实现自动点焊和位置精确控制，通过四自由度的激光源调整机构上由移动机构平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构回转和激光口的翻转，便构成了四自由度的激光源调整机构。动力源为由伺服电机经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩。同时，该减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。印制板夹持机构只有周向旋转的单自由度印制板夹持机构。采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现腕部的闭环控制。

Description

一种新型的激光焊锡设备
技术领域
本发明涉及焊接领域，特别涉及到一种新型的激光焊锡设备，可实现自动点焊与精确定位控制。
背景技术
一种新型的激光焊锡设备有很强的应用背景，在电力工业、机械自动化以及航天等领域都涉及到。本发明一种新型的激光焊锡设备涉及到一种PCB板点焊，实现、闭环控制，在无人工干预下，自行实现PCB板上元器件的焊接。
发明内容
本发明的目的在于针对一种新型的激光焊锡设备，实现自动点焊和位置精确控制，通过四自由度的激光源调整机构上由移动机构平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构回转和激光口的翻转，便构成了四自由度的激光源调整机构。动力源为由伺服电机经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩。同时，该减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。印制板夹持机构只有周向旋转的单自由度印制板夹持机构。采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现闭环控制，并且采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密印制板中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。
为了达到上述目的，本发明的构思是：一种新型的激光焊锡设备包括激光源调整机构，夹持机构和物料。夹持机构夹持物料时，根据物料的材料属性调整夹持的松紧度，并且调整好位置固定，然后激光源调整机构根据物料的位置，调整角度和距离。最后夹持机构中的CCD图像采集系统采集物料上的图像，进行点焊。
优选地，所述称量输送锌银电池银粉装置的自动控制方法，激光源调整机构包括伺服电机，滚珠丝杆，移动机构，激光口以及杆件。激光源调整机构由移动机构平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构回转和激光口的翻转，便构成了四自由度的激激光焊锡设备。杆组成了平行放大机构的主体部分，杆为位姿保持机构，用于保持末端始终位于竖直状态。每个转动副关节处都加装了滚动轴承，以替代销连接，这样可以减小关节配合间隙对末端位置精度的影响，大幅度提高激光焊锡设备的精度保持性。激光源调整机构的这种特点，使得各关节运动解耦，控制变得相对简单。
进一步，动力源为由伺服电机经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩。同时，该减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。水平移动机构是伺服电机驱动末端作水平运动，垂直移动是伺服电机向移动机构驱动末端作上下运动，因此首先必须将伺服电机的旋转运动转化为直线运动，由此选用滚珠丝杆配合伺服电机使用。伺服电机与滚珠丝杆的连接的方式是伺服电机通过联轴器直接驱动滚珠丝杆运动，为了使激光焊锡设备结构紧凑，需要减小滚珠丝杆)轴向尺寸。
优选地，一种新型的激光焊锡设备，夹持机构包括上盖板，弹簧，下底板，装夹手，PCB板和导杆。夹持机构的运动形式只有周向旋转的单自由度印制板装夹手，装夹手)采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现腕部的闭环控制。PCB板定位采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密PCB板中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。并对传动方式产生的原理误差，整个机构的传动受力变化产生的误差和夹具的装夹误差进行校正。
本发明的积极进步效果在于：本发明所述一种新型的激光焊锡设备，一方面是实现自动点焊，通过四自由度的激光源调整机构上由移动机构平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构回转和激光口的翻转，便构成了四自由度的激光源调整机构。另一方面是位置精确控制，采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现闭环控制，并且采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密印制板中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。
附图说明
图1是一种新型的激光焊锡设备的总体图。
图2是一种新型的激光焊锡设备的激光源调整机构图。
图3是一种新型的激光焊锡设备的夹持机构图。
具体实施方式
本发明的优选实施例结合附图详述如下：
参见图1、图2和图3，一种新型的激光焊锡设备，一种新型的激光焊锡设备包括激光源调整机构2，夹持机构1和物料3。夹持机构1夹持物料时，根据物料的材料属性调整夹持的松紧度，并且调整好位置固定，然后激光源调整机构2根据物料3的位置，调整角度和距离。最后夹持机构1中的CCD图像采集系统采集物料3上的图像，进行点焊。
所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：激光源调整机构2包括伺服电机20、21，滚珠丝杆4、16，移动机构5、17，激光口13以及杆件6、7、8、9、10、11、12、14、15、18、19。激光源调整机构2由移动机构517平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构1回转和激光口13的翻转，便构成了四自由度的激激光焊锡设备。杆7、8、14、18组成了平行放大机构的主体部分，杆6、9、10、11、12、14、15、18、19为位姿保持机构，用于保持末端始终位于竖直状态。每个转动副关节处都加装了滚动轴承，以替代销连接，这样可以减小关节配合间隙对末端位置精度的影响，大幅度提高激光焊锡设备的精度保持性。激光源调整机构2的这种特点，使得各关节运动解耦，控制变得相对简单。动力源为由伺服电机20、21经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩。同时，该减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。水平移动机构17是伺服电机20驱动末端作水平运动，垂直移动是伺服电机21向移动机构5驱动末端作上下运动，因此首先必须将伺服电机2、21的旋转运动转化为直线运动，由此选用滚珠丝杆416配合伺服电机使用。伺服电机20、21与滚珠丝杆4、16的连接的方式是伺服电机20、21通过联轴器直接驱动滚珠丝杆4、15运动，为了使激光焊锡设备结构紧凑，需要减小滚珠丝杆416轴向尺寸。
所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：夹持机构1包括上盖板22，弹簧23，下底板24，装夹手26，PCB板25和导杆27。夹持机构的运动形式只有周向旋转的单自由度印制板装夹手26，装夹手26采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现腕部的闭环控制。PCB板25定位采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密PCB板25中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。并对传动方式产生的原理误差，整个机构的传动受力变化产生的误差和夹具的装夹误差进行校正。
本发明的目的在于：本发明提供了一种新型的激光焊锡设备，该一种新型的激光焊锡设备为了实现自动点焊和位置精确控制，通过四自由度的激光源调整机构上由移动机构平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构回转和激光口的翻转，便构成了四自由度的激光源调整机构。动力源为由伺服电机经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩。同时，该减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。印制板夹持机构只有周向旋转的单自由度印制板夹持机构。采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现闭环控制，并且采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密印制板中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。

Claims (6)

1.一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：包括激光源调整机构(2)，夹持机构(1)和物料(3)；所述夹持机构(1)夹持物料时，根据物料的材料属性调整夹持的松紧度，并且调整好位置固定，然后激光源调整机构(2)根据物料(3)的位置，调整角度和距离；
所述夹持机构(1)中的CCD图像采集系统采集物料(3)上的图像，进行点焊。
2.根据权利要求1所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：所述激光源调整机构(2)包括：伺服电机(20)(21)，滚珠丝杆(4)(16)，移动机构(5)(17)，激光口(13)以及杆件(6)(7)(8)(9)(10)(11)(12)(14)(15)(18)(19)；
所述激光源调整机构(2)由移动机构(5)(17)平具有水平和垂直方向两个移动自由度，再加上夹持机构(1)回转和激光口(13)的翻转，便构成了四自由度的激激光焊锡设备；
所述杆(7)(8)(14)(18)组成了平行放大机构的主体部分，杆(6)(9)(10)(11)(12(14)(15)(18)(19)为位姿保持机构，用于保持末端始终位于竖直状态。
3.根据权利要求2所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：所述激光源调整机构(2)的每个转动副关节处都加装了滚动轴承，使得各关节运动解耦，控制变得相对简单。
4.根据权利要求3所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：动力源为由伺服电机(20)(21)经减速器减速后输出水平和垂直方向的运动，该减速器内部集成了交叉滚子轴承，因此可以承受较大的倾覆力矩；同时，减速器无背隙，角传动精度高，旋转刚度高，具有高位置精度和旋转精度。
5.根据权利要求3所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：所述移动机构(17)是伺服电机(20)驱动末端作水平运动，垂直移动是伺服电机(21)向移动机构(5)驱动末端作上下运动，因此首先必须将伺服电机(20)(21)的旋转运动转化为直线运动，由此选用滚珠丝杆(4)(16)配合伺服电机使用；伺服电机(20)(21)与滚珠丝杆(4)(16)的连接的方式是伺服电机(20)(21)通过联轴器直接驱动滚珠丝杆(4)(15)运动。
6.根据权利要求1所述的一种新型的激光焊锡设备，其特征在于：所述夹持机构(1)包括：上盖板(22)，弹簧(23)，下底板(24)，装夹手(26)，PCB板(25)和导杆(27)；所述夹持机构(1)的运动形式只有周向旋转的单自由度印制板装夹手(26)，装夹手(26)采用直流电机配行星齿轮减速器共同驱动，电机末端加装了编码器，用于检测末端的位置，以实现腕部的闭环控制；所述PCB板(25)定位采用CCD图像采集系统构成的闭环，对精密PCB板(25)中的元器件的各点焊位置进行微调，达到其各点焊位置的精确定位。并对传动方式产生的原理误差，整个机构的传动受力变化产生的误差和夹具的装夹误差进行校正。
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