CN109514016A - 线路板微型刀具平焊方法及自动焊接机 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及线路板微型刀具平焊方法及自动焊接机，实现自动化控制输出柄料，并将柄料摆渡移送到焊接区并固定好，且柄料摆渡过程先后完成在柄料的焊接部上点加助焊剂及叠加铜银焊片，焊接区自动化控制输出头料，且让该头料呈现预定的形态并与柄料靠贴，达到焊接面的贴合；将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接。焊接方法简单，减少人工及原材料，可快速、高精度地焊接工件，自动焊接机实现柄料和头料均为自动上料，以及采用夹料调整机构夹持稳固来焊接，具有自动化程度高，生产效率高，焊接强度稳定可调的优点。

Description

线路板微型刀具平焊方法及自动焊接机
技术领域
本发明涉及焊接装置技术领域，具体涉及一种用于线路板微型刀具焊接的焊接方法及装置。
背景技术
随着全球信息技术(IT) 硬件制造产业向国内的转移，中国已成为IT 硬件核心组件印制电路板(PCB) 的全球化制造基地。随着PCB 产业的发展，线路板层数增多、难加工无卤素PCB 板大量采用，使微型刀具加工的条件更加苛刻，需要对微型刀具的性能进行改进。为此，行业中的线路板微型刀具通过焊接构造。平焊机是一种常见的用于线路板微型刀具焊接的焊接机，但现有的平焊机多为半自动设备，需要人手上料，单支操作，生产效率较低，并需要较多人力资源。使用气缸加压的方式进行定位，头料和柄料之间的间距无法进行微调，同时需要人工剪切焊片，人工点加助焊剂，焊接强度无法进行调整。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷，提供一种线路板微型刀具平焊方法及自动焊接机。
为达到上述目的，本发明提供的线路板微型刀具平焊方法，该方法采用钎焊的工艺，包括如下步骤：
S1、自动化控制输出柄料，且让该柄料呈现预定的形态；
S2、将柄料摆渡移送到焊接区并固定好，且柄料摆渡过程先后完成在柄料的焊接部上点加助焊剂及叠加铜银焊片，所述焊接区基于高周波方式焊接；
S3、自动化控制输出头料，且让该头料呈现预定的形态并与柄料靠贴，达到焊接面的贴合；
S4、启动高周波系统，将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接。
上述方案进一步是：所述该方法基于PLC编程控制或单片机控制的环境下实施。
上述方案进一步是：所述柄料输出呈现的形态和头料输出呈现的形态是实现柄料和头料的焊接面呈上下移动对接的形态。
上述方案进一步是：所述柄料和头料焊接位置位于高周波线圈中心位置。
为达到上述目的，本发明提供的实施线路板微型刀具平焊方法的自动焊接机，其具有：
柄料送料机构，该柄料送料机构将柄料有序送出并获得预定的柄料形态；
摆渡机构，该摆渡机构抓取柄料送料机构送出的柄料并迁移先后经过定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位后到焊接区，该焊接区设有高周波模块、夹料调整机构及头料送料机构，夹料调整机构接收摆渡机构送来的柄料并夹持，头料送料机构将头料有序送出并由夹料调整机构夹持靠贴柄料，高周波模块将柄料和头料焊接在一起。
上述方案进一步是：所述柄料送料机构包括料斗、分料器、推送器及导料器，分料器安装在料斗的出料口，实现料斗中的柄料有序分置；推送器推出分料器上分置的柄料，使推出的柄料落到导料器，导料器导出预定形态的柄料。
上述方案进一步是：所述摆渡机构包括有夹爪、转臂及电机，夹爪组装在转臂的一端并可实现张合，转臂的另一端连接电机驱动的转轴，实现转臂携带夹爪围绕转轴转动；所述定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位依次分布在夹爪转动路线上。
上述方案进一步是：所述夹料调整机构包括有上下布置并可相对移动的上夹料部分和下夹料部分，上夹料部分夹持住头料送料机构送出的头料，下夹料部分夹持住摆渡机构送来的柄料。
上述方案进一步是：所述头料送料机构包括振动盘及下料器，下料器是立式布置的管体，下料器的上端通过连接管与振动盘的出料口连接。
上述方案进一步是：所述上夹料部分和下夹料部分相对移动的间距由数控装置控制。
本发明提供的线路板微型刀具焊接方法，简化工艺，减少人工及原材料，可快速、高精度地焊接工件，操作步骤简单、方便，大大提高了工作效率。
本发明提供的实施线路板微型刀具平焊方法的自动焊接机，通过摆渡机构将柄料移送到焊接区，并在送料过程先后经过定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位，实现自动工位进行处理点加助焊剂、添加铜银焊片。在焊接区通过夹料调整机构实现柄料和头料贴合，然后通过高周波方式焊接，将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接。相比现有平焊机，本发明的柄料和头料均为自动上料，且采用自动工位进行处理点加助焊剂及添加铜银焊片，以及采用夹料调整机构夹持稳固来焊接，具有自动化程度高，生产效率高，焊接强度稳定可调的优点。头料和柄料之间的间距由数控装置控制调整，整个焊接过程实现完全自动可控。
附图说明：
附图1为本发明较佳实施例结构示意图；
附图2为图1实施例的其一视角立体结构示意图；
附图3为图1实施例的其二视角立体结构示意图；
附图4为图1实施例的其三视角立体结构示意图。
具体实施方式：
以下将结合附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果作进一步说明，以充分地了解本发明的目的、特征和效果。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
参阅图1~4所示，本发明提供的线路板微型刀具平焊方法，该方法基于PLC编程控制或单片机控制的环境下实施，方便人机交互，适合不同产品类型加工，采用钎焊的工艺，并包括如下步骤：
S1、自动化控制输出柄料，且让该柄料呈现预定的形态，通过导引获得预定的形态，方便夹持及焊接。
S2、将柄料摆渡移送到焊接区并固定好，且柄料摆渡过程先后完成在柄料的焊接部上点加助焊剂及叠加铜银焊片，所述焊接区基于高周波方式焊接，采用自动工位进行处理点加助焊剂及添加铜银焊片，实现摆渡并行处理，自动化程度高，生产效率高。
S3、自动化控制输出头料，且让该头料呈现预定的形态并与柄料靠贴，达到焊接面的贴合。
S4、启动高周波系统，将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接。
上述方案中，进一步是：所述柄料输出呈现的形态和头料输出呈现的形态是实现柄料和头料的焊接面呈上下移动对接的形态，这样可实现柄料和头料自动上料，具有自动化程度高，生产效率高，焊接强度稳定可调的优点，解决现有半自动作业存在的问题。焊接时，柄料和头料焊接位置位于高周波线圈中心位置，头料和柄料之间的间距由数控装置控制调整，这样可提升焊接质量及效率。
参阅图1~4所示，本发明提供的自动焊接机，可实现上述的线路板微型刀具平焊方法，满足线路板微型刀具焊接加工。该自动焊接机具有机架1及相应的PLC编程控制系统或单片机控制系统，机架1上还设有相应的工作状况警示灯11，用于自控警示。机架1上安装柄料送料机构2，该柄料送料机构2将柄料有序送出并获得预定的柄料形态。机架1上设置的摆渡机构3抓取柄料送料机构送出的柄料并移送到机架上规划的焊接区，焊接区位于柄料送料机构2的一侧，摆渡机构3则处在焊接区与柄料送料机构2之间。机架1上还对应摆渡机构移送柄料的路线上依次设有定位工位13、点加助焊剂工位14及添加铜银焊片工位15，定位工位13提供定位平台或凹孔，方便柄料站立，满足摆渡机构3调整抓持柄料的部位；点加助焊剂工位14提供可升降的点剂头141，该点剂头141连接助焊剂自动供给装置，如注射泵等，实现自动供给助焊剂，这样满足柄料移动到该工位时自动点加助焊剂；添加铜银焊片工位15提供剪切治具151，剪切治具151将送入的铜银焊片自动裁剪适宜量并满足铜银焊片放置在柄料的焊接平面上；本实施例的剪切治具151是基于动刀上下运动剪切并将铜银焊片放置在柄料上。采用自动工位进行处理点加助焊剂及添加铜银焊片，实现摆渡并行处理，自动化程度高，生产效率高。焊接区布置有高周波模块4、夹料调整机构5及头料送料机构6，夹料调整机构5接收摆渡机构3送来的柄料并夹持固定，头料送料机构6将头料有序送出并满足头料与柄料贴合，高周波模块4将柄料和头料焊接在一起，利用电流通过工件的接触面及邻近区域产生的电阻热进行焊接。
参阅图1~4所示，本实施例中，所述柄料送料机构2包括料斗21、分料器22、推送器23及导料器24，分料器22安装在料斗21的出料口，实现料斗中的柄料有序分置，本实施例中分料器22是转齿形式，周面上设有间隔分布有齿槽，该齿槽满足柄料容置。推送器23设置在分料器22的一端，本实施例的推送器23为气缸形式，实现从分料器22的一端推出分料器上分置的柄料，使推出的柄料从分料器22的另一端落到导料器24，本实施例中导料器24通过料管连接分料器22的出料端，导料器24为一立式管体，该导料器24安装在一升降座25上并配有相应控制阀门，利用升降座25带动导料器24升降及阀门开启及关闭，实现柄料立式落出，也就实现导料器24导出预定形态的柄料。
参阅图1~4所示，本实施例中，所述摆渡机构3包括有夹爪31、转臂32及电机33，夹爪31组装在转臂32的一端并可实现张合，转臂的另一端连接电机33驱动的转轴，实现转臂32携带夹爪31围绕转轴转动。图中电机33通过同步带驱动转轴转动，工作稳定、可靠，且结构简单，易控制。本实施例的摆渡机构3采用旋转式作业，定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位恰好依次分布在夹爪转动路线上，实现转移并行处理，摆渡机构3旋转时在相应工位上短暂停留，以完成相应工作。当然不排除摆渡机构3为电机丝杆结构的直线式作业，同样达到摆渡功效，具体结构依据实际需要而定，在此不再作图赘述。
参阅图1~4所示，本实施例中，所述夹料调整机构5包括有上下布置并可相对移动的上夹料部分51和下夹料部分52，上夹料部分51夹持住头料送料机构6送出的头料，下夹料部分52夹持住摆渡机构3送来的柄料。本实施例中，夹料调整机构5基于气缸搭配相应电磁阀控制夹料件来实现，而所述的上夹料部分51和下夹料部分52相对移动的间距由PLC编程控制系统或单片机控制系统控制，实现间距可调，提升焊接质量及效率。本实施例的头料送料机构6包括振动盘61及下料器62，振动盘61的振动及调节实现头料有序排列移动，具体振动盘的工作原理为现有技术，在此不再赘述。本实施例的下料器62也是立式布置的管体，下料器62的上端通过连接管与振动盘61的出料口连接，下料器62上也搭配相应控制阀门，从而达到头料经过下料器62有序输出，便于夹料调整机构5的上夹料部分51夹持，用于焊接。
本发明的焊接机工作如下：
1、接通电源后，控制系统初始化，先将准备好的柄料放入柄料送料机构2的料斗21中，然后将头料放入头料送料机构6的振动盘61中。
2、开启平焊机电源开关、振动盘电源开关，柄料送料机构2开始下料，电源开关开启后感应器通电工作，电磁阀开始闭合，柄料送料机构2上由分料器22、推送器23及导料器24配合送出柄料。
3、此时摆渡机构3的夹爪31夹住柄料，时间继电器工作，夹爪31在电机33驱动转臂32作用下旋转，依次经过定位工位13、点加助焊剂工位14及添加铜银焊片工位15，实现自动点加助焊剂及添加铜银焊片；本实施例中，转臂32旋转180度，将柄料送到夹料调整机构5的下夹料部分52处，下夹料部分52接收并夹持柄料，然后夹爪31回转到柄料送料机构2下料位，循环动作。
4、头料由振动盘61送出经下料器62落下后，先进行下部定位，然后由夹料调整机构5的上夹料部分51夹持住。
5、上夹料部分51带动所夹持定位的头料，由数控装置控制，向下移动至指定位置；下夹料部分52带动所夹持定位的柄料，向上移动至固定位置；头料和柄料之间的间距由数控装置控制，焊接位置位于高周波线圈中心位置。
6、高周波模块4通电工作，设定好电流以及加热时间，保温时间，冷却时间，将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接，完成焊接操作。焊接好的产品在夹料调整机构5松开后通过重力自动落到机架1上设置的收料槽12中。
本发明提供的线路板微型刀具平焊方法，简化工艺，减少人工及原材料，可快速、高精度地焊接工件，操作步骤简单、方便，大大提高了工作效率。自动焊接机通过摆渡机构将柄料移送到焊接区，并在移送过程自动完成点加助焊剂及添加铜银焊片，随后在焊接区通过夹料调整机构实现柄料和头料贴合，然后通过高周波方式焊接。相比现有平焊机，本发明的柄料和头料均为自动上料，采用自动工位进行处理点加助焊剂及添加铜银焊片，以及采用夹料调整机构夹持稳固来焊接，具有自动化程度高，生产效率高，焊接强度稳定可调的优点。头料和柄料之间的间距由数控装置控制调整，整个焊接过程实现完全自动可控。
当然，以上附图仅是描述了本发明的较佳具体实施例，对本技术领域的技术人员来说，在不超出本发明构思和范围的情况下通过逻辑分析、推理或者有限的实验还可对上述实施例作出许多改进和变化，这些改进和变化都应属于本发明要求保护的范围。

Claims (10)

1.线路板微型刀具平焊方法，其特征在于：该方法采用钎焊的工艺，包括如下步骤：
S1、自动化控制输出柄料，且让该柄料呈现预定的形态；
S2、将柄料摆渡移送到焊接区并固定好，且柄料摆渡过程先后完成在柄料的焊接部上点加助焊剂及叠加铜银焊片，所述焊接区基于高周波方式焊接；
S3、自动化控制输出头料，且让该头料呈现预定的形态并与柄料靠贴，达到焊接面的贴合；
S4、启动高周波系统，将柄料和头料压在高频电磁场的上、下电极之间，利用内部分子被激化而高速运动相互磨擦自身产生热量而熔化，实现柄料和头料焊接连接。
2.根据权利要求1所述的线路板微型刀具平焊方法，其特征在于：所述该方法基于PLC编程控制或单片机控制的环境下实施。
3.根据权利要求1所述的线路板微型刀具平焊方法，其特征在于：所述柄料输出呈现的形态和头料输出呈现的形态是实现柄料和头料的焊接面呈上下移动对接的形态。
4.根据权利要求1所述的线路板微型刀具平焊方法，其特征在于：所述柄料和头料焊接位置位于高周波线圈中心位置。
5.实现权利要求1~4任意一项的线路板微型刀具平焊方法的自动焊接机，其特征在于：具有
柄料送料机构，该柄料送料机构将柄料有序送出并获得预定的柄料形态；
摆渡机构，该摆渡机构抓取柄料送料机构送出的柄料并迁移先后经过定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位后到焊接区，该焊接区设有高周波模块、夹料调整机构及头料送料机构，夹料调整机构接收摆渡机构送来的柄料并夹持，头料送料机构将头料有序送出并由夹料调整机构夹持靠贴柄料，高周波模块将柄料和头料焊接在一起。
6.根据权利要求5所述的自动焊接机，其特征在于：所述柄料送料机构包括料斗、分料器、推送器及导料器，分料器安装在料斗的出料口，实现料斗中的柄料有序分置；推送器推出分料器上分置的柄料，使推出的柄料落到导料器，导料器导出预定形态的柄料。
7.根据权利要求5所述的自动焊接机，其特征在于：所述摆渡机构包括有夹爪、转臂及电机，夹爪组装在转臂的一端并可实现张合，转臂的另一端连接电机驱动的转轴，实现转臂携带夹爪围绕转轴转动；所述定位工位、点加助焊剂工位及添加铜银焊片工位依次分布在夹爪转动路线上。
8.根据权利要求5所述的自动焊接机，其特征在于：所述夹料调整机构包括有上下布置并可相对移动的上夹料部分和下夹料部分，上夹料部分夹持住头料送料机构送出的头料，下夹料部分夹持住摆渡机构送来的柄料。
9.根据权利要求5或8所述的自动焊接机，其特征在于：所述头料送料机构包括振动盘及下料器，下料器是立式布置的管体，下料器的上端通过连接管与振动盘的出料口连接。
10.根据权利要求8所述的自动焊接机，其特征在于：所述上夹料部分和下夹料部分相对移动的间距由数控装置控制。
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