CN111283290A - 自动焊接机 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种自动焊接机，该自动焊接机包括底座和设置在所述底座上的上料机械手、多个焊接平台、多个焊接装置及下料机械手，多个所述焊接平台并排设置，所述焊接平台包括固定架和用于驱动所述固定架沿Y轴移动的第一驱动机构；所述焊接装置设置在所述焊接平台的上方，所述焊接装置包括焊接头和用于驱动所述焊接头靠近或远离所述焊接平台的第二驱动机构；所述上料机械手和下料机械手设置于所述多个焊接平台的同一侧，所述上料机械手和下料机械手用于对所述多个焊接平台进行上下料。本发明的自动焊接机用于LCM工件的焊接加工，工作效率高。

Description

自动焊接机

技术领域

本发明涉及电路板焊接加工技术领域，特别涉及一种自动焊接机。

背景技术

LCM(LCD Module)即液晶模块，一般包括LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、背光板、主FPC(Flexible Printed Circuit，柔性电路板)以及次FPC。在LCM的加工生产中，为实现主FPC和次FPC的电连接，次FPC需焊接至主FPC的预留焊盘上。

LCM的主FPC与次FPC的焊接加工具有多道工序，焊接时通过焊接平台传送LCM工件在各加工位之间依次运行，以分别进行相应焊接工序操作。然而，目前应用于LCM焊接的焊接设备仅具有单个焊接平台，待一个LCM工件在焊接的各工序全部完成后才能对下一个LCM工件进行焊接，工作效率低。

发明内容

本发明的主要目的是提出一种自动焊接机，旨在解决目前LCM焊接加工工作效率低的问题。

为实现上述目的，本发明提出一种自动焊接机，该自动焊接机包括底座和设置在所述底座上的上料机械手、多个焊接平台、多个焊接装置及下料机械手，多个所述焊接平台并排设置，所述焊接平台包括固定架和用于驱动所述固定架沿Y轴移动的第一驱动机构；所述焊接装置设置在所述焊接平台的上方，所述焊接装置包括焊接头和用于驱动所述焊接头靠近或远离所述焊接平台的第二驱动机构；所述上料机械手和下料机械手设置于所述多个焊接平台的同一侧，所述上料机械手和下料机械手用于对所述多个焊接平台进行上下料。

优选地，所述焊接装置还包括与所述第二驱动机构的输出执行端连接的安装架和设置在所述安装架上的第一驱动组件，所述焊接头包括设置在所述安装架上的压焊头和拖焊头，所述第一驱动组件的输出执行端与所述压焊头连接，以用于驱动所述压焊头沿Z轴移动。

优选地，所述焊接平台还包括设置在所述固定架上的第一工件吸附板、压板、夹持机构、第三驱动机构及第四驱动机构，所述第三驱动机构的输出执行端与所述夹持机构连接，所述第四驱动机构的输出执行端与所述压板连接。

优选地，所述夹持机构包括固定座、两夹板和驱动件，两所述夹板中的一个固定在所述固定座上，另一个与所述驱动件的输出执行端连接。

优选地，自动焊接机还包括位于所述焊接平台上方的CCD相机和第五驱动机构，所述第五驱动机构的输出执行端与所述CCD相机连接，以用于驱动所述CCD相机沿X轴移动。

优选地，自动焊接机还包括与所述第五驱动机构的输出执行端连接的助焊剂涂抹机构，所述助焊剂涂抹机构与所述CCD相机并排设置，所述助焊剂涂抹机构包括涂抹头和用于驱动所述涂抹头沿Z轴移动的第二驱动组件。

优选地，自动焊接机还包括位于所述上料机械手一侧、用于调整工件位置的对位装置，所述对位装置包括第六驱动机构、与所述第六驱动机构的输出执行端连接的移动座和设置在所述移动座上的定位组件。

优选地，所述定位组件包括第二工件吸附板、挡板、与所述挡板相对设置的第一定位部和两相对设置的第二定位部，所述挡板、第一定位部和两第二定位部围绕在所述第二工件吸附板的侧边，所述第一定位部可朝向或远离所述挡板移动，两所述第二定位部可相向或背向移动。

优选地，自动焊接机还包括传送装置和设置在所述传送装置上方的取料机械手，所述对位装置位于所述传送装置的末端，所述取料机械手用于将所述传送装置上的工件转移至所述第二工件吸附板上。

优选地，自动焊接机还包括位于若干个所述焊接平台上方的焊盘清洁装置，所述焊盘清洁装置包括第七驱动机构、与所述第七驱动机构的输出执行端连接的安装板和设置在所述安装板上的清洁组件。

本发明技术方案的有益效果在于：本自动焊接机用于LCM工件的主FPC和次FPC的焊接加工，焊接时，上料机械手抓取工件放置于各焊接平台的固定架上，固定架搭载工件在第一驱动机构的驱动下移动至焊接位置，焊接装置对工件进行焊接；下料机械手按照上料机械手的上料顺序从各焊接平台上抓取已完成焊接的工件以下料。本自动焊接机采用多个焊接平台，多个焊接平台以组划分，每组焊接平台均配备一个焊接装置以同时加工工件，且通过上料机械手和下料机械手协同配合上下料，错开各组内的焊接平台上工件的焊接时间，焊接装置与组内的各焊接平台配合不间歇焊接工件，极大地提高了工作效率，加大了焊接设备的焊接规模，提高经济效益。

附图说明

图1为本发明自动焊接机一实施例的结构示意图；

图2为本发明自动焊接机的正投影视图；

图3为本发明自动焊接机的上料机械手和下料机械手的装配结构示意图；

图4为本发明自动焊接机的一部分结构示意图；

图5为本发明自动焊接机的焊接平台的结构示意图；

图6为图5中A处的局部放大图；

图7为本发明自动焊接机的焊接装置的结构示意图；

图8为本发明自动焊接机又一部分的结构示意图；

图9为本发明自动焊接机的对位装置的结构示意图；

图10为本发明自动焊接机的取料机械手的结构示意图；

图11为本发明自动焊接机的焊盘清洁装置的部分结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的方案进行清楚完整的描述，显然，所描述的实施例仅是本发明中的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提出一种自动焊接机，参照图1和图2，该自动焊接机包括底座100和设置在底座100上的上料机械手200、多个焊接平台300、多个焊接装置400及下料机械手500，多个焊接平台300并排设置，焊接平台300包括固定架310和用于驱动固定架310沿Y轴移动的第一驱动机构320；焊接装置400设置在焊接平台300的上方，焊接装置400包括焊接头410和用于驱动焊接头410靠近或远离焊接平台300的第二驱动机构420；上料机械手200和下料机械手500设置于多个焊接平台300的同一侧，上料机械手200和下料机械手500用于对多个焊接平台300进行上下料。

本发明的自动焊接机用于LCM工件的自动焊接加工，具体为将LCM工件的次FPC焊接至主FPC的焊盘上。本自动焊接机包括底座100、上料机械手200、多个焊接平台300、多个焊接装置400及下料机械手500，其中：

底座100可为方形座体，上料机械手200、焊接平台300、焊接装置400和下料机械手500均安装在底座100上。焊接平台300为多个且沿X轴并排布置，参照图5，焊接平台300包括固定架310和第一驱动机构320，固定架310用于搭载工件，第一驱动机构320用于驱动固定架310沿Y轴移动。在第一驱动机构320的驱动下，焊接平台300可将工件传送至焊接装置400处以进行焊接。参照图5，第一驱动机构320可采用电机及丝杠的组合驱动结构。

参照图1，焊接装置400位于焊接平台300的上方，焊接装置400对焊接平台300上的工件焊接。参照图7，焊接装置400包括焊接头410和第二驱动机构420，焊接头410可为压焊头或拖焊头，又或者焊接头410包括压焊头和拖焊头。当焊接装置400具有压焊头时，可配备与压焊头采用导电线连接的变压主机，以通过变压主机控制压焊头的发热；当焊接装置400具有拖焊头时，可配备送锡针以及与送锡针连接的送锡器，实现自动送锡，以与拖焊头配合进行拖焊加工。第二驱动机构420用于驱动焊接头410移动，第二驱动机构420包括X轴模组和与X轴模组的输出执行端连接的Z轴模组，焊接头410与Z轴模组的输出执行端连接，在第二驱动机构420的驱动下，焊接头410可沿X轴在各焊接平台300之间移动，还可沿Z轴移动以焊接位于焊接平台300上的工件。参照图1、图2和图4，可在基座设置龙门架，以通过该龙门架统一安装多个焊接装置400。

参照图1和图2，上料机械手200和下料机械手500位于多个焊接平台300的相同一侧，上料机械手200用于转移工件至焊接平台300上以进行上料，下料机械手500用于从焊接平台300上取下工件以进行下料。参照图3，上料机械手200和下料机械手500采用同一直线电机驱动，该直线电机的导轨沿X轴布置。上料机械手200和下料机械手500均设有若干个吸嘴，以通过若干个吸嘴吸住工件的LCD及FPC。

在实际应用中，参照图1和图2，自动焊接机装配六个焊接平台300以及三个焊接装置400，六个焊接平台300依次分为三组，每一组包括两个焊接平台300，三个焊接装置400对应三组焊接平台300设置。沿下料机械手500至上料机械手200的X轴方向，分别为第一组、第二组和第三组，且每一组的焊接平台300分为第一焊接平台和第二焊接平台。焊接加工时，上料机械手200先后抓取工件至第一组、第二组和第三组的第一焊接平台上，再按照该顺序抓取工件至第二焊接平台上，并以此循环上料；焊接装置400则先对第一焊接平台上的工件焊接，再对第二焊接平台上的工件焊接；下料机械手500协同上料机械手200工作，按照上料机械手200的上料顺序下料，从焊接平台300上取下已焊接完成的工件。

本自动焊接机采用多个焊接平台300，多个焊接平台300以组划分，每组焊接平台300均配备一个焊接装置400以同时加工工件，且通过上料机械手200和下料机械手500协同配合上下料，错开各组内的焊接平台300上工件的焊接时间，焊接装置400与组内的各焊接平台300配合不间歇焊接工件，极大地提高了工作效率，加大了焊接设备的焊接规模，提高经济效益。

在一较佳实施例中，参照图7，焊接装置400还包括与第二驱动机构420的输出执行端连接的安装架430和设置在安装架430上的第一驱动组件440，焊接头410包括设置在安装架430上的压焊头411和拖焊头412，第一驱动组件440的输出执行端与压焊头411连接，以用于驱动压焊头411沿Z轴移动。

由上一实施例可知，焊接装置400用于焊接对应的焊接平台组内的各焊接平台300上的工件，具体为LCM的主FPC和次FPC之间的焊接。本实施例中，除第二驱动机构420和焊接头410以外，焊接装置400还包括安装架430和第一驱动组件440。焊接头410包括压焊头411和拖焊头412，压焊头411和拖焊头412均位于该安装架430上，拖焊头412在安装架430上固定设置，压焊头411则通过第一驱动组件440驱动沿Z轴移动以进行压焊，拖焊工艺和压焊工艺二者之间互不干扰。第一驱动组件440可采用压力行程气缸，以实现对压焊头411的下压力度和移动行程的控制。

在一较佳实施例中，参照图5和图6，焊接平台300还包括设置在固定架310上的第一工件吸附板330、压板340、夹持机构350、第三驱动机构360及第四驱动机构370，第三驱动机构360的输出执行端与夹持机构350连接，第四驱动机构370的输出执行端与压板340连接。

本实施例的焊接平台300中，第一工件吸附板330、压板340、夹持机构350、第三驱动机构360和第四驱动机构370均安装在固定架310上，第一工件吸附板330用于放置工件，其通过真空吸附的方式吸附工件的LCD以固定工件。压板340用于压持工件的主FPC，夹持机构350则用于夹持次FPC的引脚以使其对准主FPC的焊盘。第三驱动机构360用于驱动夹持机构350移动，第四驱动机构370用于驱动压板340移动，第三驱动机构和第四驱动机构均可采用XYZ三轴驱动模组。

进一步地，参照图6，夹持机构350包括固定座351、两夹板352和驱动件353，两夹板352中的一个固定在固定座351上，另一个与驱动件353的输出执行端连接。具体地，两夹板352上下设置，即分为上夹板和下夹板，下夹板通过螺丝安装在固定座351上。驱动件353用于驱动上夹板上下移动，驱动件353采用气缸，气缸竖直设置且其缸体固定在固定座351上，上夹板安装在气缸的活塞杆上。上夹板通过气缸的驱动上下运行以与下夹板张开或闭合，实现对次FPC引脚的松开与夹紧，结构简单，夹持稳固。

在一较佳实施例中，参照图8，自动焊接机还包括位于焊接平台300上方的CCD相机600和第五驱动机构700，第五驱动机构700的输出执行端与CCD相机600连接，以用于驱动CCD相机600沿X轴移动。CCD相机600用于获取焊接平台300上的工件的图像，以配合焊接平台300实现工件主FPC和次FPC的焊盘引脚连接位置调准以及工件在焊接平台300上的焊接位置调准。在第五驱动机构700的驱动下，CCD相机600可在焊接平台300上方沿X轴移动，以对多个焊接平台300上的工件进行CCD检测。对应上述实施例，两个焊接平台300对应设置一个CCD相机600及第五驱动机构700。参照图8，第五驱动机构700可采用电机、丝杠及导轨滑块的组合驱动结构，丝杠的螺母座连接有移动架10，CCD相机600安装于该移动架10上。

进一步地，自动焊接机还包括与第五驱动机构700的输出执行端连接的助焊剂涂抹机构800，助焊剂涂抹机构800与CCD相机600并排设置，助焊剂涂抹机构800包括涂抹头810和用于驱动涂抹头810沿Z轴移动的第二驱动组件820。在拖焊工艺中，经CCD相机600对位后还需在主FPC焊盘上涂抹助焊剂，助焊剂涂抹机构800的主要作用则是涂抹助焊剂至工件的主FPC焊盘上。助焊剂涂抹机构800与CCD相机600共同位于移动架10上且并排设置，二者可通过第五驱动机构700共同驱动。助焊剂涂抹机构800包括涂抹头810和第二驱动组件820，第二驱动组件820用于驱动涂抹头810沿Z轴移动以涂抹助焊剂，可使CCD对位和助焊剂涂抹工序互不干扰。其中，第二驱动组件可采用气缸的驱动结构。

在一较佳实施例中，参照图1、图2和图9，自动焊接机还包括位于上料机械手200一侧、用于调整工件位置的对位装置900，对位装置900包括第六驱动机构910、与第六驱动机构910的输出执行端连接的移动座920和设置在移动座920上的定位组件930。本实施例的对位装置900通过调整工件位置，以保证上料机械手200转移工件的一致性，工件放置至焊接平台300上的位置准确，提高焊接作业的稳定性。定位组件930设置在移动座920上，以通过第六驱动机构910驱动移动座920以间接带动定位组件930移动。第六驱动机构910可采用电机、传动皮带、丝杠及导轨滑块的驱动结构，在第六驱动机构910的驱动下，移动座920及定位组件930可实现X轴方向的移动。

进一步地，参照图9，定位组件930包括第二工件吸附板931、挡板932、与挡板932相对设置的第一定位部933和两相对设置的第二定位部934，挡板932、第一定位部933和两第二定位部934围绕在第二工件吸附板931的侧边，第一定位部933可朝向或远离挡板932移动，两第二定位部934可相向或背向移动。其中，通过第二工件吸附板931吸附工件，并通过挡板932、第一定位部933和两第二定位部934限定工件的LCD的四侧位置而对工件定位。具体地，参照图10，工件对位时，工件放置于第二工件吸附板931上，第一定位部933在第三驱动组件20的驱动下朝向挡板932移动并接触推动工件，使工件与挡板932和第一定位部933均保持抵接状态，与此同时，两第二定位部934在第四驱动组件30的驱动下相向运动，使工件的LCD与两第二定位部934均保持抵接状态，并通过第二工件吸附板931吸附工件，从而定位完成，第一定位部933及两第二定位部934随即复位。其中，第一定位部933和第二定位部934上均设有多个依次布置的小型滚筒，以通过滚筒实现与工件的友好接触。其中，第三驱动组件20和第四驱动组件30采用电机、同步带及导轨滑块的组合驱动结构。

在一较佳实施例中，参照图1和图2，自动焊接机还包括传送装置1000和设置在传送装置上方的取料机械手1100，对位装置900位于传送装置1000的末端，取料机械手1100用于将传送装置1000上的工件转移至第二工件吸附板931上。传送装置1000和取料机械手1100均设置在底座100上，取料机械手1100位于传送装置1000的上方，参照图10，取料机械手的结构可相应参照以上实施例的上料机械手200和下料机械手500的结构设置，在此不作赘述。作为优选，传送装置1000采用传送带。在具体的生产过程中，传送装置1000的始端可对接LCM生产线接收工件，并通过取料机械手1100从传送装置1000上转移工件至对位装置900的第二工件吸附板931上，自动化程度高，生产效率高。

在一较佳实施例中，参照图1、图2和图11，自动焊接机还包括位于若干个焊接平台300上方的焊盘清洁装置1200，焊盘清洁装置1200包括第七驱动机构、与第七驱动机构的输出执行端连接的安装板1210和设置在安装板1210上的清洁组件1220。

该焊盘清洁装置1200用于清洁LCM工件的主FPC焊盘，焊盘清洁为CCD对位前的一道加工工序，通过清洁FPC焊盘1200可提高CCD对位的准确度，且可保证后续的焊接效果。焊盘清洁装置1200包括第七驱动机构、安装板1210、清洁组件1220，第七驱动机构通过驱动安装板1210以间接带动清洁组件在多个焊接平台300之间移动，从而清洁各焊接平台300上的工件。其中，第七驱动机构可采用沿X轴方向布置的直线电机。参照图11，清洁组件1220包括主动转盘1221、若干个承接轮1222、清洁头1223、从动转盘1224以及擦拭带1225，主动转盘1221和从动转盘1224并排设置于清洁头1223的上方，擦拭带1225卷裹在从动转盘1224上，且可在主动转盘1221的带动下经过清洁头1223及若干个承接轮1222回收至主动转盘1221上，清洁头1223内设有与擦拭带1225配合以擦拭主FPC焊盘的承接块，主动转盘1221连接有减速机，从动转盘1224连接有张力控制器，张力控制器用于对从动转盘1224提供约束力，以与主动转盘1221配合使擦拭带1225保持紧绷状态。其中，张力控制器可采用电阻尼器或磁阻尼器。若干个承接轮1222配合共同承接擦拭带1225，其布置位置和数量可根据实际情况设置。清洁头1223用于清洁主FPC焊盘，具体地，清洁头1223内所设的承接块抵接于擦拭带1225以与其配合擦拭主FPC焊盘。另外，承接块底部设有酒精滴孔，且通过管道连接控制阀1226，以实现酒精输送的控制。可理解的是，通过酒精配合擦拭带1225擦拭主FPC焊盘，可提高焊盘清洁度，有助于后续的焊接操作，提高焊接性能。从动转盘1224的上方设有第一电眼1227，通过第一电眼1227监测从动转盘1224上的擦拭带1225，以在擦拭带1225用完以后，及时放置新的擦拭带1225至从动转盘1224上。承接块的下方设有第二电眼1228，通过第二电眼1228实时监测酒精滴液情况，以便于酒精滴液量的控制调节。

清洁时，第七驱动机构驱动清洁组件1220移动，使清洁头1223处的擦拭布1225与位于焊接平台300上的工件的主FPC焊盘接触，主动转盘1221转动，从动转盘1224上的擦拭带1225逐渐卷裹至主动转盘1221上，从而带动擦拭带1225移动以擦拭主FPC焊盘。

以上的仅为本发明的部分或优选实施例，无论是文字还是附图都不能因此限制本发明保护的范围，凡是在与本发明一个整体的构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明保护的范围内。

Claims (10)

1.一种自动焊接机，其特征在于，包括底座和设置在所述底座上的上料机械手、多个焊接平台、多个焊接装置及下料机械手，多个所述焊接平台并排设置，所述焊接平台包括固定架和用于驱动所述固定架沿Y轴移动的第一驱动机构；所述焊接装置设置在所述焊接平台的上方，所述焊接装置包括焊接头和用于驱动所述焊接头靠近或远离所述焊接平台的第二驱动机构；所述上料机械手和下料机械手设置于所述多个焊接平台的同一侧，所述上料机械手和下料机械手用于对所述多个焊接平台进行上下料。

2.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，所述焊接装置还包括与所述第二驱动机构的输出执行端连接的安装架和设置在所述安装架上的第一驱动组件，所述焊接头包括设置在所述安装架上的压焊头和拖焊头，所述第一驱动组件的输出执行端与所述压焊头连接，以用于驱动所述压焊头沿Z轴移动。

3.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，所述焊接平台还包括设置在所述固定架上的第一工件吸附板、压板、夹持机构、第三驱动机构及第四驱动机构，所述第三驱动机构的输出执行端与所述夹持机构连接，所述第四驱动机构的输出执行端与所述压板连接。

4.根据权利要求3所述的自动焊接机，其特征在于，所述夹持机构包括固定座、两夹板和驱动件，两所述夹板中的一个固定在所述固定座上，另一个与所述驱动件的输出执行端连接。

5.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，还包括位于所述焊接平台上方的CCD相机和第五驱动机构，所述第五驱动机构的输出执行端与所述CCD相机连接，以用于驱动所述CCD相机沿X轴移动。

6.根据权利要求5所述的自动焊接机，其特征在于，还包括与所述第五驱动机构的输出执行端连接的助焊剂涂抹机构，所述助焊剂涂抹机构与所述CCD相机并排设置，所述助焊剂涂抹机构包括涂抹头和用于驱动所述涂抹头沿Z轴移动的第二驱动组件。

7.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，还包括位于所述上料机械手一侧、用于调整工件位置的对位装置，所述对位装置包括第六驱动机构、与所述第六驱动机构的输出执行端连接的移动座和设置在所述移动座上的定位组件。

8.根据权利要求7所述的自动焊接机，其特征在于，所述定位组件包括第二工件吸附板、挡板、与所述挡板相对设置的第一定位部和两相对设置的第二定位部，所述挡板、第一定位部和两第二定位部围绕在所述第二工件吸附板的侧边，所述第一定位部可朝向或远离所述挡板移动，两所述第二定位部可相向或背向移动。

9.根据权利要求7所述的自动焊接机，其特征在于，还包括传送装置和设置在所述传送装置上方的取料机械手，所述对位装置位于所述传送装置的末端，所述取料机械手用于将所述传送装置上的工件转移至所述第二工件吸附板上。

10.根据权利要求1所述的自动焊接机，其特征在于，还包括位于若干个所述焊接平台上方的焊盘清洁装置，所述焊盘清洁装置包括第七驱动机构、与所述第七驱动机构的输出执行端连接的安装板和设置在所述安装板上的清洁组件。

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