CN109822172A - 一种锡球焊接装置及其焊接工艺 - Google Patents

Abstract

本发明的一种锡球焊接装置及其焊接工艺，包括排锡机构、焊嘴机构、气压表、料筒、位置感应器、支撑架、保持架、激光发射器、旋转机构、连接块、伺服马达和导向管。本发明利用机械运动的方式能自动将多颗锡球分成一颗一颗后再有序地传送入焊嘴内进行焊接操作，其整个焊接过程不会对焊点产生施力，从而有效地避免了工件会出现损伤甚至失效的问题，其通过将位置感应器与激光发射器配套使用来实现控制激光发射器开始发射激光的时间点和控制激光发射器熔化锡球的时间点，使其不但具有焊接精度高和焊接效果好的优点，其还实现了精密焊接的目的，并有效地解决了因锡球长时间停留在焊嘴的位置而造成焊嘴的使用寿命短的问题。

Description

一种锡球焊接装置及其焊接工艺

技术领域

本发明涉及一种锡球焊接装置及其焊接工艺。

背景技术

随着科学技术的发展，电子产品越来越小型化，制造工艺越来越复杂，焊接条件也越来越苛刻，传统的焊接技术的弊端也越发突出。由于电子产品的焊点要求十分微小，而传统的焊接技术因难以找准焊接位置而容易造成虚焊、漏焊和焊点性能劣化等不良；当焊头接触焊件时会对焊点产生施力，从而导致焊件的损伤，甚至失效。另，目前的焊接设备的锡球是长时间停留在焊嘴内的，锡球长时间停留在焊嘴内会污染焊嘴，从而容易缩短焊嘴的使用寿命。因此，本领域迫切需要研发一种新的焊接装置和焊接工艺来适应焊接条件越来越苛刻、制造工艺越来越复杂和体积越来越微小的微型电子产品。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种锡球焊接装置及其焊接工艺，其利用机械运动的方式能自动将多颗锡球均匀分成等距的一颗一颗后再有序地传送入焊嘴内进行焊接操作，其整个焊接过程不会对焊点产生施力，从而有效地避免了工件会出现损伤甚至失效的问题，其通过将位置感应器与激光发射器配套使用来实现控制激光发射器开始发射激光的时间点和控制激光发射器熔化锡球的时间点，使其不但具有焊接精度高和焊接效果好的优点，其还实现了精密焊接的目的，并有效地解决了因锡球长时间停留在焊嘴的位置而造成焊嘴的使用寿命短的问题。本发明是通过以下技术方案来实现的：

一种锡球焊接装置，包括排锡机构，排锡机构的下面设置有焊嘴机构，焊嘴机构上安装有气压表，排锡机构左部的上面设置有料筒，料筒内放置有锡球，排锡机构右部的上面设置有位置感应器，排锡机构后部的上面设置有支撑架，支撑架的上面设置有保持架，保持架的前侧夹持有能发射激光的激光发射器，激光发射器的后侧设置有旋转机构，保持架的上面设置有连接块，连接块的上面设置有伺服马达，旋转机构与伺服马达连接设置，排锡机构与焊嘴机构连接有导向管。

作为优选，所述排锡机构包括排锡下底板，排锡下底板的上面设置有第一圆盘，第一圆盘的上面设置有第二圆盘，第二圆盘的圆周边缘上以相等的间距均匀分布有一圈以上的排锡孔，每个排锡孔的直径设置为大于每个锡球的直径。

作为优选，排锡孔能根据生产的需要设置有一圈、二圈或多圈。

作为优选，所述旋转机构包括从上至下依次垂直贯穿第二圆盘和第一圆盘中心的旋转轴，旋转轴的上面设置有连杆，旋转轴通过连杆与伺服马达连接。

作为优选，所述焊嘴机构包括焊嘴，焊嘴的上面设置有焊接筒，焊接筒与导向管连接设置。保持架的设计能使激光发射器与焊嘴机构保持在同一条直线上，使从激光发射器发射出来的激光能照射到焊嘴的底端。

作为优选，所述排锡机构的一侧设置有气管连接头，与气管连接头连接有氮气输送管，气管连接头通过氮气输送管外接有氮气供应设备或氮气储气瓶。氮气通过排锡机构能传送到焊嘴机构内。

作为优选，第一圆盘和第二圆盘共同在旋转轴的驱动下能进行顺时针旋转或逆时针旋转，第一圆盘和第二圆盘分别能进行顺时针旋转的角度为360度，第一圆盘和第二圆盘分别能进行逆时针旋转的角度为360度。

作为优选，分别与排锡机构、焊嘴机构、气压表、位置感应器、激光发射器、旋转机构和伺服马达连接有PLC控制器或PLC控制系统，操作人员通过PLC控制器或PLC控制系统能设置各个部件运行的各项参数，即使PLC控制器或PLC控制系统能控制各个部件运行。

作为优选，本发明还提供一种锡球焊接装置的焊接工艺：多粒锡球首先放入料筒内，而待需焊接的工件则放置在焊嘴机构的下面，当伺服马达启动时，伺服马达旋转能带动连杆旋转，连杆旋转时能带动旋转轴旋转，旋转轴旋转时能带动第二圆盘进行旋转运动，其通过在第二圆盘外圆周的边缘上从外至内分别设置有一圈、二圈或多圈的排锡孔，使堆积在料筒内的锡球受其自身重力的影响会自动下落到排锡机构中的一圈、二圈或多圈的各个排锡孔内，其又通过将每圈相邻的二个排锡孔的距离设置为相等的距离，使进入排锡机构中的各个排锡孔内的锡球能排列成等距的圆周阵列，随着第二圆盘在旋转轴的驱动下进行旋转运动时，排锡机构中的各个排锡孔会随着第二圆盘的旋转而旋转至与导向管的上端对准的位置，此时，排锡孔内的锡球就会自动落入到导向管内，并从导向管流入到焊嘴机构的焊嘴中，位置感应器能实时感应或监控每个排锡孔与导向管的上端孔的对位情况及锡球是否精准地从排锡孔掉落到焊嘴内，并能将其感应到的信息发送给PLC控制器或PLC控制系统，使PLC控制器或PLC控制系统能控制激光发射器启动运作；当锡球从排锡孔沿导向管落入到焊嘴内时，排锡机构通过氮气输送管往其内充入氮气，接着，氮气能从排锡机构经导向管传送到焊嘴机构内，此时，气压表的数值会发生变化，当激光发射器发射出激光后，从激光发射器发射出来的激光能熔化进入焊嘴内的锡球，而传送入焊嘴机构内的氮气不但能对锡球在熔化的过程中起到保护的作用，以防止锡球熔化成锡膏后容易与氧气发生氧化反应而造成虚焊、漏焊、焊点性能劣化或焊点不良的现象，传送入焊嘴机构内的氮气还能增大焊嘴内的气压，使焊嘴内的气压大于外界的大气压而能将熔化后的锡球挤喷到工件的表面上形成焊点，从而对工件完成一个焊点的焊接操作；此时，当排锡机构中的第二圆盘依次随旋转轴和连杆并在伺服马达的驱动下再旋转一个pith的距离时，一个pith是指圆周阵列中相邻二个排锡孔的中心距，下一个排锡孔随第二圆盘的旋转能旋转至与导向管的上端对准的位置，使下一个排锡孔内的锡球通过导向管能进入到焊嘴内开始新一轮的焊接操作，如此循环。

本发明的一种锡球焊接装置，包括排锡机构、焊嘴机构、气压表、料筒、位置感应器、支撑架、保持架、激光发射器、旋转机构、连接块、伺服马达和导向管。本发明利用机械运动的方式能自动将多颗锡球分成等距离的一颗一颗后再有序地传送入焊嘴内进行焊接操作，其整个焊接过程不会对焊点产生施力，从而有效地避免了工件会出现损伤甚至失效的问题，其通过将位置感应器与激光发射器配套使用来实现控制激光发射器开始发射激光的时间点和控制激光发射器熔化锡球的时间点，使其不但具有焊接精度高和焊接效果好的优点，其还实现了精密焊接的目的，并有效地解决了因锡球长时间停留在焊嘴的位置而造成焊嘴的使用寿命短的问题，其实现能延长焊嘴的使用寿命。

附图说明

为了易于说明，本发明由下述的较佳实施例及附图作以详细描述。

图1为本发明的一种锡球焊接装置的立体图。

图2为本发明的一种锡球焊接装置的焊接流程示意图。

图3为本发明的一种锡球焊接装置的排锡机构与焊嘴机构的内部结构示意图。

图4为本发明的一种锡球焊接装置的其中一颗锡球从第二圆盘掉落焊嘴的状态图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施方式。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本发明的公开内容理解的更加透彻全面。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施方式的目的，不是旨在于限制本发明。

本实施例中，参照图1至图4所示，本发明的一种锡球焊接装置及其焊接工艺，包括排锡机构1，排锡机构1的下面设置有焊嘴机构2，焊嘴机构2的上面安装有气压表3，排锡机构1左部的上面设置有料筒4，料筒4内放置有锡球5，排锡机构1右部的上面设置有位置感应器6，排锡机构1后部的上面设置有支撑架7，支撑架7的上面设置有保持架8，保持架8的前侧夹持有能发射激光的激光发射器9，激光发射器9的后侧设置有旋转机构10，保持架8的上面设置有连接块11，连接块11的上面设置有伺服马达12，旋转机构10与伺服马达12连接设置，排锡机构1与焊嘴机构2连接有导向管13。

在其中一实施例中，所述排锡机构1包括排锡下底板14，排锡下底板14的上面设置有第一圆盘15，第一圆盘15的上面设置有第二圆盘16，第二圆盘16圆周边缘的上面以相等的间距均匀分布有一圈以上的排锡孔17。

在其中一实施例中，所述旋转机构10包括从上至下依次垂直贯穿第二圆盘16和第一圆盘15中心的旋转轴18，旋转轴18的上面设置有连杆19，旋转轴18通过连杆19与伺服马达12连接。

在其中一实施例中，所述焊嘴机构2包括焊嘴20，焊嘴20的上面设置有焊接筒21，焊接筒21与导向管13连接设置。

在其中一实施例中，所述排锡机构1的一侧设置有气管连接头（未图示），与气管连接头（未图示）连接有氮气输送管（未图示），气管连接头（未图示）通过氮气输送管（未图示）外接有氮气供应设备；或气管连接头（未图示）通过氮气输送管（未图示）外接有氮气储气瓶（未图示）。

在另一实施例中，本发明还提供一种锡球焊接装置的焊接工艺，其的焊接工艺如下：多粒锡球5首先放入料筒4内，而待需焊接的工件22则放置在焊嘴机构2的下面，当伺服马达12启动时，伺服马达12旋转能带动连杆19旋转，连杆19旋转时能带动旋转轴18旋转，旋转轴18旋转能带动第二圆盘16进行旋转运动，其通过在第二圆盘16外圆周的边缘上从外至内分别设置有一圈、二圈或多圈的排锡孔17，且每圈的排锡孔17设置有多个，使堆积在料筒4内的锡球5受其自身重力的影响能下落到排锡机构1中每圈的各个排锡孔17内，其又通过将每圈相邻的二个排锡孔17的距离设置为相等的距离，使进入排锡机构1中的各个排锡孔17内的锡球5能排列成等距的圆周阵列，随着第二圆盘16在旋转轴18的驱动下进行旋转运动时，排锡机构1中的各个排锡孔17会随着第二圆盘16的旋转而旋转至与导向管13的上端对准的位置，此时，排锡孔17内的锡球5就会自动落入到导向管13内，并从导向管13流入到焊嘴机构2的焊嘴20中，位置感应器6能实时感应或监控每个排锡孔17与导向管13的上端孔口的对位情况及锡球5是否精准地从排锡孔17掉落到焊嘴20内，并能将其感应到的信息发送给PLC控制器或PLC控制系统，使PLC控制器或PLC控制系统能根据接收的信息控制激光发射器9启动运作，从而实现能激光发射器9开始发射激光的时间点和控制激光发射器9熔化锡球的时间点；当锡球5从排锡孔17沿导向管13落入到焊嘴20内时，排锡机构1通过氮气输送管（未图示）能往其内充入氮气23，接着，氮气23能从排锡机构1经导向管13传送到焊嘴机构2内，此时，气压表3的数值会发生变化，当激光发射器9发射出激光后，从激光发射器9发射出来的激光能对进入到焊嘴20内的锡球5进行熔化，而传送入焊嘴机构2内的氮气23不但能对锡球5在熔化的过程中起到保护的作用，以防止锡球5熔化成锡膏后容易与氧气发生氧化反应而造成虚焊、漏焊、焊点性能劣化或焊点不良的现象，传送入焊嘴机构2内的氮气23还能增大焊嘴20内的气压，使焊嘴20内的气压大于外界的大气压而能将熔化后的锡球5挤喷到工件22的表面上形成焊点，从而对工件22完成一个焊点的焊接操作；此时，当排锡机构1中的第二圆盘16依次随旋转轴18和连杆19并在伺服马达12的驱动下再旋转一个pith（一个pith是指圆周阵列中相邻二个排锡孔17的中心距）的距离时，下一个排锡孔17随第二圆盘16的旋转能旋转至与导向管13的上端对准的位置，使下一个排锡孔17内的锡球5通过导向管13能进入到焊嘴20内开始新一轮的焊接操作，如此循环，其利用机械运动的方式能自动将多颗锡球5分成等距离的一颗一颗后再有序地传送入焊嘴20内进行焊接操作，其整个焊接过程不会对焊点产生施力，从而有效地避免了工件22会出现损伤甚至失效的问题，其通过将位置感应器6与激光发射器9配套使用来实现控制激光发射器9开始发射激光的时间点和控制激光发射器9熔化锡球5的时间点，使其不但具有焊接精度高和焊接效果好的优点，其还实现了精密焊接的目的，并有效地解决了因锡球5长时间停留在焊嘴20的位置而造成焊嘴20的使用寿命短的问题，其实现能延长焊嘴20的使用寿命。

本发明的一种锡球焊接装置及其焊接工艺，包括排锡机构、焊嘴机构、气压表、料筒、位置感应器、支撑架、保持架、激光发射器、旋转机构、连接块、伺服马达和导向管。本发明通过科学合理地设计了排锡机构的结构，其通过在排锡机构的排锡下底板上面设置有第一圆盘和在第一圆盘的上面设置有第二圆盘，并在上下叠放的二个圆盘的中心设置有旋转轴与旋转机构中的连杆连接，同时，其还通过在第二圆盘的外圆周的边缘上设置有一圈、二圈或多圆呈等距圆周阵列的排锡孔，使放在料筒内的各个锡球能利用机械运动的方式分成一颗一颗后再有序地传送入焊嘴内进行焊接操作，由于锡球是一颗一颗进入焊嘴内的，此种上料方式能使激光发射器每次只能对焊嘴内一颗的锡球进行熔化，从而使焊嘴每次只能将一颗熔化后的锡球的容量喷射到工件的上面形成焊点，这种焊接工艺使使其具有焊接精度高和焊接效果好的优点，其不但有效地解决了传统的焊接技术因难以找准焊接位置而容易造成虚焊、漏焊和焊点性能劣化等不良的问题，其还解决了传统的焊接工艺因焊头接触焊件时会对焊点产生施力而导致焊件损伤、甚至失效的问题，及解决了目前的焊接设备的锡球是长时间停留在焊嘴内而导致其影响焊嘴的使用寿命的问题。

上述实施例，只是本发明的一个实例，并不是用来限制本发明的实施与权利范围，凡与本发明权利要求所述内容相同或等同的技术方案，均应包括在本发明保护范围内。

Claims (5)

1.一种锡球焊接装置，其特征在于：包括排锡机构，排锡机构的下面设置有焊嘴机构，焊嘴机构上安装有气压表，排锡机构左部的上面设置有料筒，料筒内放置有锡球，排锡机构右部的上面设置有位置感应器，排锡机构后部的上面设置有支撑架，支撑架的上面设置有保持架，保持架的前侧夹持有能发射激光的激光发射器，激光发射器的后侧设置有旋转机构，保持架的上面设置有连接块，连接块的上面设置有伺服马达，旋转机构与伺服马达连接设置，排锡机构与焊嘴机构连接有导向管。

2.根据权利要求1所述的一种锡球焊接装置，其特征在于：所述排锡机构包括排锡下底板，排锡下底板的上面设置有第一圆盘，第一圆盘的上面设置有第二圆盘，第二圆盘的圆周边缘上以相等的间距均匀分布有一圈以上的排锡孔。

3.根据权利要求2所述的一种锡球焊接装置，其特征在于：所述旋转机构包括从上至下依次垂直贯穿第二圆盘和第一圆盘中心的旋转轴，旋转轴的上面设置有连杆，旋转轴通过连杆与伺服马达连接。

4.根据权利要求1所述的一种锡球焊接装置，其特征在于：所述焊嘴机构包括焊嘴，焊嘴的上面设置有焊接筒，焊接筒与导向管连接设置。

5.根据权利要求1所述的一种锡球焊接装置，其特征在于：所述排锡机构的一侧设置有气管连接头，与气管连接头连接有氮气输送管，气管连接头通过氮气输送管外接有氮气供应设备或氮气储气瓶。