CN109396584B

CN109396584B - 一种智能焊接方法、系统、装置及存储介质

Info

Publication number: CN109396584B
Application number: CN201811386155.8A
Authority: CN
Inventors: 张弛; 李建成; 谢红明; 范文吉; 彭奥; 黄烈海
Original assignee: Wuhan Xinyuan Tool Technology Co ltd
Current assignee: Wuhan Xinyuan Tool Technology Co ltd
Priority date: 2018-11-20
Filing date: 2018-11-20
Publication date: 2020-10-20
Anticipated expiration: 2038-11-20
Also published as: CN109396584A

Abstract

本发明涉及一种智能焊接方法、系统、设备及存储介质，其方法包括根据待焊接的电路板的印制信息确定电路板上预先标记的参考点和所有焊盘，读取每个焊盘的参数信息并确定焊盘之间的相对位置信息；确定电路板上的待焊接焊盘，读取待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与参考点之间的相对位置信息，生成焊接参数信息和焊接脉冲信息，并根据焊接参数信息和焊接脉冲信息对电路板进行焊接。本发明的通过获取电路板上待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息，对电路板进行精确焊接，针对不同的焊盘施行不同的焊锡量，大大降低了前期的人工调试工作量，提高了工作效率和产品质量，自动化程度较高。

Description

一种智能焊接方法、系统、装置及存储介质

技术领域

本发明涉及焊接自动化技术领域，尤其涉及一种智能焊接方法、系统、装置及存储介质。

背景技术

在电子工业领域，尤其是电子产品的焊接上波峰焊、回流焊、贴片机之后对于一部分焊点需要电烙铁焊接，在人工成本不断上升的情况下市面上开始出现了自动焊接设备，目前的自动焊接设备主要是多维平台自动焊锡机。多维平台焊锡机的优势是可以大量减少人工，焊接质量也交人工焊接更加稳定可靠，适合大批量的生产，而且成本也比较低廉，但是前期的调试特别关键，而且调试时间较长，对调试工程师的要求也相当的高。其主要问题在于：

1、根据焊盘的大小确定给锡量；给锡量的多少对热能的消耗不同所以熔锡后回到设定温度的时间会有差别这样焊接时间点必须做出调整，往往在一块板上会有大小不同的焊盘，这样给调试带来了很大的困难。

2、pcb板的厚度不同，焊笔接触板后其散热量就会不一样，如果在焊接的时候焊盘温度不够就好出现虚焊，影响产品的质量和使用寿命。因此必须反复试焊通过板孔反面的透锡情况来评价是否焊接牢固。

3、所有的焊点在调试好焊接时间好给锡量后还会因为环境情况，比如风、温度变化和焊笔的起始温度，都可以导致温度的改变，温度改变的结果就会使得焊点虚焊或过烧。

4、从以上可知自动焊锡机对调机人员的要求极高，而且调机难度大，耗费时间长，生产产品的量如果不是很大基本上没有多大意义。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是针对上述现有技术的不足，提供一种智能焊接方法、系统、装置及存储介质。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种智能焊接方法，包括如下步骤：

步骤1：根据待焊接的电路板的印制信息确定电路板上预先标记的参考点和所有焊盘，读取每个焊盘的参数信息，并确定所述焊盘之间的相对位置信息；

步骤2：确定电路板上的待焊接焊盘，读取待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与所述参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息；

步骤3：根据所述焊接脉冲信息驱动焊笔按照所述焊接参数信息对电路板进行焊接，直至焊接完成。

本发明的有益效果是：本发明的智能焊接方法，根据电路板的印制信息确定所有焊盘的参数信息以及焊盘之间的相对位置信息，在确定电路板上待焊接焊盘后获取待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与所述参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息，从而根据所述焊接参数信息和焊接脉冲信息对电路板进行精确焊接，针对不同的焊盘施行不同的焊锡量，大大降低了前期的人工调试工作量，提高了工作效率和产品质量，自动化程度较高。

在上述技术方案的基础上，本发明还可以做如下改进：

进一步：所述步骤1具体包括：

步骤11：将待焊接电路板的印制信息导入工控机，工控机根据所述印制信息读取电路板上每个部件的属性信息，并根据所述属性信息识别预先标记的参考点和焊盘，并获取每个焊盘的参数信息，

步骤12：分别获取每个焊盘相对于所述参考点的坐标信息，并根据每个焊盘相对于所述参考点的坐标信息确定所述焊盘之间的相对位置信息；

其中，所述焊盘的参数信息包括焊盘形状和尺寸。

上述进一步方案的有益效果是：通过工控机对将待焊接电路板的印制信息进行识别，可以自动准确读取电路板上每个部件的属性信息，精确的识别出标记的参考点和焊盘，最终得到所述焊盘之间的相对位置信息，实现电路板上所有焊盘之间的相对位置关系识别。

进一步：所述步骤2具体包括：

步骤21：对电路板进行拍摄，获取电路板图像并显示；

步骤22：接收用户输入的选择命令，并根据所述选择命令识别所述电路板图像中的待焊接焊盘，读取待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息；

步骤23：根据所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息；

其中，所述焊接参数信息包括焊锡丝长度、焊接温度和温度稳定时长。

上述进一步方案的有益效果是：通过对电路板进行拍摄并显示，便于用户准确的选取需要焊接的焊盘，从而便于读取待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息，方便根据待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息。

进一步：所述步骤23具体包括：

步骤231：根据待焊接焊盘的参数信息读取待焊接焊盘的形状和尺寸，并根据所述焊盘的形状和尺寸确定焊锡量和温度稳定时长；

步骤232:根据所述焊锡量和焊锡丝的规格确定焊锡丝长度；

步骤233：根据所述焊接温度和温度稳定时长生成焊接脉冲信息。

上述进一步方案的有益效果是：根据所述待焊接焊盘的形状和尺寸可以准确地确定焊锡量和温度稳定时长，从而进一步确定焊锡丝的长度，并生成焊接脉冲信息。

进一步：所述步骤23还包括：

步骤234：在所述焊笔前端与焊锡丝接触时实时检测所述焊笔前端的温度，并获取所述焊笔前端的回温时间，并根据所述回温时间和所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成待焊接焊盘的焊序信息；

步骤234：根据所述焊序信息生成对应的对应的焊接脉冲信息，并形成焊接脉冲序列。

上述进一步方案的有益效果是：通过获取所述焊笔前端的回温时间，可以合理利用焊笔在移动过程的时间，并在回温时间到达之前移动至可达到范围内的下一待焊接焊盘，从而大大提高焊接效率，避免在焊接时由于锡丝熔到焊笔上的时候焊笔的温度会大幅度降低造成的温差，造成需要在焊笔移动到待焊接焊盘时等待焊笔温度达到设定温度。

进一步：所述的智能焊接方法还包括如下步骤：

步骤4：对焊接完成后的电路板进行拍摄，获取焊接完成后的电路板图像，并将其与预先存储的标准焊接电路板图像进行比对，并初步判定焊接完成后的电路板是否合格。

上述进一步方案的有益效果是：通过对焊接前后电路板的图像进行对比，并初步判断出电路板上焊盘出是否合格，避免出现半焊或漏焊等情形出现，进一步提高电路板的焊接质量。

进一步：所述步骤4具体包括：

步骤41：对焊接完成后的电路板进行拍摄，获取焊接完成后的电路板图像；

步骤42：对所述焊接完成后的电路板图像和预先存储的标准焊接电路板图像分别进行图像特征提取，获取已焊焊盘的图像特征与对应的标焊焊盘的图像特征；

步骤43：将所述已焊焊盘的图像特征与对应的标焊焊盘的图像特征进行比对，如果相同，则初步判定焊接完成后的电路板合格；否则，不合格。

上述进一步方案的有益效果是：通过对焊接完成后的电路板图像和预先存储的标准焊接电路板图像分别进行图像特征提取，可以准确地获取已焊焊盘的图像特征与对应的标焊焊盘的图像特征，从而可以初步判定焊接完成后的电路板合格，准确性较高。

本发明还提供了一种智能焊接系统，包括预处理模块、焊盘识别模块和焊接模块；

所述预处理模块，用于根据待焊接的电路板的印制信息确定电路板上预先标记的参考点和所有焊盘，读取每个焊盘的参数信息，并确定所述焊盘之间的相对位置信息；

所述焊盘识别模块，用于确定所述电路板图像中的待焊接焊盘，读取待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与所述参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息；

所述焊接模块，用于根据所述焊接脉冲信息驱动焊笔按照所述焊接参数信息对电路板进行焊接，直至焊接完成。

本发明的智能焊接方法，通过确定电路板上待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与所述参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息，从而根据所述焊接参数信息和焊接脉冲信息对电路板进行精确焊接，针对不同的焊盘施行不同的焊锡量，大大降低了前期的人工调试工作量，提高了工作效率和产品质量，自动化程度较高。

本发明还提供了一种智能焊接装置，所述装置包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现所述的智能焊接方法。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现所述的智能焊接方法。

附图说明

图1为本发明的智能焊接方法流程示意图；

图2为本发明的智能焊接系统结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。

如图1所示，一种智能焊接方法，包括如下步骤：

本发明的智能焊接方法，根据电路板的印制信息确定所有焊盘的参数信息以及焊盘之间的相对位置信息，在确定电路板上待焊接焊盘后获取待焊接焊盘的参数信息和待焊接焊盘与所述参考点之间的相对位置信息，并生成焊接参数信息和焊接脉冲信息，从而根据所述焊接参数信息和焊接脉冲信息对电路板进行精确焊接，针对不同的焊盘施行不同的焊锡量，大大降低了前期的人工调试工作量，提高了工作效率和产品质量，自动化程度较高。

本发明提供的实施例中，所述步骤1具体包括：

其中，所述焊盘的参数信息包括焊盘形状和尺寸。

通过工控机对将待焊接电路板的印制信息进行识别，可以自动准确读取电路板上每个部件的属性信息，精确的识别出标记的参考点和焊盘，最终得到所述焊盘之间的相对位置信息，实现电路板上所有焊盘之间的相对位置关系识别。

通常来说，焊盘的形状为矩形或者圆形，焊盘中心设有供元器件穿过的通孔。电路板上每个部件的属性信息包括线路、焊盘、开关、芯片、阻性原件（电阻等）和容性元件（电容等）等。

本发明提供的实施例中，所述步骤2具体包括：

步骤21：对电路板进行拍摄，获取电路板图像并显示；

通过对电路板进行拍摄并显示，便于用户准确的选取需要焊接的焊盘，从而便于读取待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息，方便根据待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息。

本发明提供的实施例中，所述步骤23具体包括：

步骤232:根据所述焊锡量和焊锡丝的规格确定焊锡丝长度；

根据所述待焊接焊盘的形状和尺寸可以准确地确定焊锡量和温度稳定时长，从而进一步确定焊锡丝的长度，并生成焊接脉冲信息。

本发明的实施例中，焊锡丝的长度可以精确到0.01毫克（焊锡丝直径为0.5mm时），同时还可以根据产品的特殊要求结合焊盘的尺寸，与焊接的可靠性能对焊接脉冲信息进行调校以达到最理想效果。同时，该焊接工艺参数可存入工控机数据库中，如果以后碰到相应的需求只要在焊点设置中点击该选项，工控机就会按照此焊接工艺对给锡器发出特定的指令。即智能焊接的学习功能。

本发明提供的实施例中，所述步骤23还包括：

当焊锡丝熔到焊笔上的时候，焊笔的温度会大幅度降低，这个时候通常是等待一段时间，等到焊笔的温度上升到设定温度范围时再开始焊接，这个时间称为回温时间。通过获取所述焊笔前端的回温时间，可以合理利用焊笔在移动过程的时间，并在回温时间到达之前移动至可达到范围内的下一待焊接焊盘，从而大大提高焊接效率，避免在焊接时由于锡丝熔到焊笔上的时候焊笔的温度会大幅度降低造成的温差，造成需要在焊笔移动到待焊接焊盘时等待焊笔温度达到设定温度。根据焊笔的回温速度，已经以及当前温度和设定温度的关系，以及待焊接焊盘之间的相对位置信息来确定先焊接哪一个焊盘，这样不仅减少了等待时间还减少了设备的启动-刹车动作，延长设备的实用寿命。

温度的实时反馈及智能运动系统，实时将温度反馈给工控机，工控机根据温度的变化情况来判定焊接是否充分完成，然后再发出运动指令，即焊接的时间不是一个固定的机械指令而是根据温度检测的结果做出的判断。工控机会根据焊盘的大小以及透锡量的要求设定温度稳定时间，因为在焊接过程中焊锡丝的融化、PCB板的含金量不同其散热都是不一样的，就是在同一个PCB板上，相同大小的焊点因为其所在PCB板上位置的含金量不同那他的散热就会不一样，所以从温度的稳定程度来判定焊接过程是否完成无疑是目前最好的方式。本发明采用传感器测定焊嘴（焊比前端）的实时温度，工控机会根据焊盘大小将温度稳定时长设定在0.05-0.2秒之间，考虑到PCB板的厚度以及透锡量（焊锡融化后需要充电路板的正面流到另一面）的要求，实际中需要将温度稳定在0.2-1.5秒之间。也就是在焊接的时候温度上升到设定温度一段时间以后，系统才认为焊接完成，然后进行下一个焊盘焊接工作。也就是说同一种PCB上的同一个焊点如果环境的改变其焊接时间是不一样的，而不是像在现有的自动焊机那样，不论在什么情况下只要是同一个焊点其焊接时间都是一样的。

优选地，本发明提供的实施例中，所述的智能焊接方法还包括如下步骤：

通过对焊接前后电路板的图像进行对比，并初步判断出电路板上焊盘出是否合格，避免出现半焊或漏焊等情形出现，进一步提高电路板的焊接质量。

更优选地，本发明提供的实施例中，所述步骤4具体包括：

通过对焊接完成后的电路板图像和预先存储的标准焊接电路板图像分别进行图像特征提取，可以准确地获取已焊焊盘的图像特征与对应的标焊焊盘的图像特征，从而可以初步判定焊接完成后的电路板合格，准确性较高。

另外，本发明的实施例中，还可以在焊接完成后，配合电路板上的条形码将焊接参数信息进行一一对应存储。电路板进入焊接区域后，首先扫码记录时间、设备、操作人员等，然后进行焊接，同时将焊接参数信息存储到工控机中，如果产品出现质量问题只需要对产品进行扫码就能够调查该产品生产时的时间、操作人员、焊接参数信息，为寻找质量问题提供依据。

如图2所示，本发明还提供了一种智能焊接系统，包括预处理模块、焊盘识别模块和焊接模块；

本发明提供的实施例中，所述焊盘识别模块具体用于：

对电路板进行拍摄，获取电路板图像并显示；

接收用户输入的选择命令，并根据所述选择命令识别所述电路板图像中的待焊接焊盘，读取待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息；

根据所述待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息。

本发明提供的实施例中，所述焊盘识别模块根据所述待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息的具体实现为：

根据待焊接焊盘的参数信息读取待焊接焊盘的形状和尺寸，并根据所述焊盘的形状和尺寸确定焊锡量和温度稳定时长；

根据所述焊锡量和焊锡丝的规格确定焊锡丝长度；

根据所述焊接温度和温度稳定时长生成焊接脉冲信息。

本发明提供的实施例中，所述焊盘识别模块还用于：

在所述焊笔前端与焊锡丝接触时实时检测所述焊笔前端的温度，并获取所述焊笔前端的回温时间，并根据所述回温时间和所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成待焊接焊盘的焊序信息；

根据所述焊序信息生成对应的对应的焊接脉冲信息，并形成焊接脉冲序列。

所述存储器，用于存储计算机程序；

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims

1.一种智能焊接方法，其特征在于，包括如下步骤：

所述步骤2具体包括：

步骤21：对电路板进行拍摄，获取电路板图像并显示；

步骤23：根据所述待焊接焊盘的参数信息以及所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成焊接参数信息和焊接脉冲信息；

其中，所述焊接参数信息包括焊锡丝长度、焊接温度和温度稳定时长；

所述步骤23具体包括：

步骤232:根据所述焊锡量和焊锡丝的规格确定焊锡丝长度；

步骤233：根据所述焊接温度和温度稳定时长生成焊接脉冲信息；

步骤234：在焊笔前端与焊锡丝接触时实时检测所述焊笔前端的温度，并获取所述焊笔前端的回温时间，并根据所述回温时间和所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成待焊接焊盘的焊序信息；

步骤235：根据所述焊序信息生成对应的焊接脉冲信息，并形成焊接脉冲序列；

步骤3：根据步骤235中的生成对应的所述焊接脉冲信息驱动焊笔按照所述焊接参数信息对电路板进行焊接，直至焊接完成。

2.根据权利要求1所述的智能焊接方法，其特征在于，所述步骤1具体包括：

其中，所述焊盘的参数信息包括焊盘形状和尺寸。

3.根据权利要求1所述的智能焊接方法，其特征在于，还包括如下步骤：

4.根据权利要求3所述的智能焊接方法，其特征在于，所述步骤4具体包括：

5.一种智能焊接系统，其特征在于，包括预处理模块、焊盘识别模块和焊接模块；

所述焊盘识别模块具体用于：

对电路板进行拍摄，获取电路板图像并显示；

根据所述焊锡量和焊锡丝的规格确定焊锡丝长度；

根据所述焊接温度和温度稳定时长生成焊接脉冲信息；

在焊笔前端与焊锡丝接触时实时检测所述焊笔前端的温度，并获取所述焊笔前端的回温时间，并根据所述回温时间和所述待焊接焊盘之间的相对位置信息生成待焊接焊盘的焊序信息；

根据所述焊序信息生成对应的焊接脉冲信息，并形成焊接脉冲序列；

所述焊接模块，用于根据所述焊盘识别模块中根据所述焊序信息生成的对应的所述焊接脉冲信息驱动焊笔按照所述焊接参数信息对电路板进行焊接，直至焊接完成。

6.一种智能焊接装置，其特征在于，所述装置包括存储器和处理器；

所述存储器，用于存储计算机程序；

所述处理器，用于当执行所述计算机程序时，实现如权利要求1至4任一项所述的智能焊接方法。

7.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述存储介质上存储有计算机程序，当所述计算机程序被处理器执行时，实现如权利要求1至4任一项所述的智能焊接方法。