CN112139620A - 一种全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，该方法包括：控制运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在滑动托盘上放置有待焊接的印制电路板；在滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，控制助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向印制电路板底部喷涂助焊剂；控制双层预热机构的上、下预热器向印制电路板靠拢至指定位置进行预热；控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄传输至控制器的显示器展示；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉进行波峰高度校正和焊接。本发明能够实现节省助焊剂、降低能源消耗，且具有较强一致性、重复性、可靠性和可追溯性的自动波峰焊接。

Description

一种全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法

技术领域

本申请涉及焊接的技术领域，尤其涉及一种全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法。

背景技术

波峰焊，是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触的焊接工艺，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫"波峰焊"，其主要材料是焊锡条。随着电子产品生产制程的高密度、小型化趋势带动表面贴装技术(Surface Mounted Technolog，缩写SMT)工艺的飞速发展，传统的波峰焊接工艺已无法满足剩余少数穿孔元器件的焊接需要，而人工方式很难对大热容量或细间距元器件实现高质量、高效率的焊接，并且劳动力较机器设备的成本优势正在逐渐丧失。

选择性波峰焊接，也称选择焊，应用PCB插件通孔焊接领域的设备，是一种由程序控制，安装有助焊剂喷嘴和锡炉的多轴操纵平台。在近年的PCB通孔焊接领域，有逐步成为通孔焊接的流行趋势，应用于高焊接要求且工艺复杂的多层PCB通孔焊接。PCB板通过轨道在线运输定位后，首先将助焊剂准确喷涂于PCB板上的待焊部位，然后通过一个小型喷嘴(直径通常是2～4mm)和焊料泵创建一个精确的环形迷你焊料波峰，经过多轴操纵平台，从PCB板底部实施焊接。

选择性波峰焊分为离线式选择性波峰焊和在线式选择性波峰焊两种：离线式选择性波峰焊，即指与生产线脱机的方式，组焊剂喷涂机和选择性焊接机为分体式，其中预热模组跟随焊接部，通过人工传输和人机结合的焊接方式。在线式选择性波峰焊，可以实时接收生产线数据全自动对接，组焊剂模组预热模组焊接模组一体式结构，通过全自动链条传输适合自动化要求较高的生产模式。但是，目前的线式选择性波峰焊需要人工调整MARK点定位，在焊接过程中会造成定位焊接误差；助焊剂容易散落，喷涂不精准，还不能实时显示焊接过程，达不到精准自动化焊接的目的。

因此，如何提供一种能够节省助焊剂、降低能源消耗，且具有较强一致性、重复性、可靠性和可追溯性的波峰焊接方案是本领域亟待解决的技术问题。

发明内容

本申请的目的在于提供一种全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，解决现有技术中没有能够节省助焊剂、降低能源消耗，且具有较强一致性、重复性、可靠性和可追溯性的波峰焊接方案的技术问题。

为达到上述目的，本申请提供一种全自动控制选择性波峰焊接的装置，包括：控制器、运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构及选择性焊接机构；其中，

所述控制器，包括：运输控制器、喷涂控制器、预热控制器及焊接控制器；所述运输控制器，与所述运输导轨、喷涂控制器、预热控制器及焊接控制器相连接；控制所述运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在所述滑动托盘上放置待焊接的印制电路板；

所述喷涂控制器，与助焊剂喷涂机构、预热控制器及运输控制器相连接；在所述滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制所述助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在所述印制电路板底部移动，并控制所述助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向所述印制电路板底部喷涂助焊剂；

所述预热控制器，与双层预热机构、喷涂控制器、选择性焊接机构及运输控制器相连接；控制完成助焊剂喷涂的所述滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制所述双层预热机构的上、下预热器向所述印制电路板靠拢至指定位置进行预热；

所述焊接控制器，与择性焊接机构、所述预热控制器及运输控制器相连接；控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接；控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正。

可选地，其中，所述焊接控制器，包括：移动控制单元、焊接控制单元、图像控制单元及校正控制单元；其中，

所述移动控制单元，与所述焊接控制单元、图像控制单元及校正控制单元相连接，在完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动所述垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准所述印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄，控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置；

所述焊接控制单元，与所述移动控制单元及焊接锡炉相连接，以预设焊接策略控制所述焊接锡炉对所述印制电路板进行选择性焊接；

所述图像控制单元，与所述移动控制单元及定位相机相连接，以预设图像拍摄策略控制所述定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示；

所述校正控制单元，与所述移动控制单元、高底位探针及焊接锡炉相连接，在所述焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收所述高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据所述波峰高度校正值控制所述焊接锡炉进行波峰高度校正。

可选地，其中，该装置还包括：焊接策略创建器，与所述焊接控制器相连接，

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略；

通过所述焊接控制器控制所述择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

可选地，其中，该装置还包括：焊接位置校正器，与所述焊接控制器相连接，

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将所述焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数；

根据所述焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制所述垂直三轴移动台调节所述印制电路板达到目标焊接位置。

可选地，其中，该装置还包括：焊接存储器，与所述控制器、运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构及选择性焊接机构相连接，

接收包括焊接的所述印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储；

在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

另一方面，本发明还提供一种全自动控制选择性波峰焊接的方法，包括：

控制运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在所述滑动托盘上放置有待焊接的印制电路板；

在所述滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制所述助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在所述印制电路板底部移动，并控制所述助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向所述印制电路板底部喷涂助焊剂；

控制完成助焊剂喷涂的所述滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制所述双层预热机构的上、下预热器向所述印制电路板靠拢至指定位置进行预热；

控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接。

可选地，其中，控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接，为：

在完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动所述垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准所述印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄，控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置；

以预设图像拍摄策略控制所述定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示；

在所述焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收所述高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据所述波峰高度校正值控制所述焊接锡炉进行波峰高度校正；

以预设焊接策略控制所述焊接锡炉对所述印制电路板进行选择性焊接。

可选地，其中，该方法还包括：

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略；

通过所述焊接控制器控制所述择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

可选地，其中，该方法还包括：

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将所述焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数；

根据所述焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制所述垂直三轴移动台调节所述印制电路板达到目标焊接位置。

可选地，其中，该方法还包括：

接收包括焊接的所述印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储；

在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

本申请的全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，实现的有益效果至少如下：

(1)本申请的全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，通过控制器控制运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构、选择性焊接机构，在线对印制电路板PCB板进行选择性部分焊接，以流水线式串联助焊剂喷雾，双层预热及选择性焊接，完成焊接的PCB板通过运输导轨输出，降低了焊接运营费用，节省了人力支出，提高了运营效益。

(2)本申请的全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，通过PCB板下方喷涂，上方吸附的方式，可以防止助焊剂散落，仅精确喷涂在PCB底面的待焊接部位，而不是整个PCB板，从而不会污染焊点之外的区域；喷涂焊接时采用双轴移动，阻挡和夹持定位，提升了喷涂精准度，进而提高了焊接质量，大幅提升了焊接的直通率。

(3)本申请的全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，通过PCB板下方灯管，结合上方风热抽风预热喷涂好的PCB板，在风热外壳外侧设置防散热结构和隔热层，上下配远红外射灯加热，位置可调，加热功率可调，可以更加精准、高效地进行在线选择性波峰焊接。

(4)本申请的全自动控制选择性波峰焊接的装置及方法，通过定位相机进行Mark的相机定位，实时显示焊接过程，结合高底位探针定期进行波峰定位调整校对，提升了选择性波峰焊接的准确性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例中一种全自动选择性波峰焊接装置的结构示意图；

图2为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种喷涂、预热及焊接机构的结构示意图；

图3为本发明实施例中一种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图；

图4为本发明实施例中第二种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图；

图5为本发明实施例中第三种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图；

图6为本发明实施例中第四种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图；

图7为本发明实施例中第五种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图；

图8为本发明实施例中一种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图；

图9为本发明实施例中第二种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图；

图10为本发明实施例中第三种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图；

图11为本发明实施例中第四种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图；

图12为本发明实施例中第五种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图；

图13为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种运输导轨的结构示意图；

图14为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的结构示意图；

图15为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台的结构示意图；

图16为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的应用垂直双轴移动台的结构示意图；

图17为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种双层预热机构的上预热器的结构示意图；

图18为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种垂直三轴移动台的结构示意图；

图19为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种应用垂直三轴移动台的结构示意图；

图20为本发明实施例中全自动选择性波峰焊接装置的外壳的结构示意图。

具体实施方式

下面结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

实施例

如图1至3所示，图1为本实施例中一种全自动选择性波峰焊接装置的结构示意图；图2为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种喷涂、预热及焊接机构的结构示意图；图3为本实施例中一种全自动控制选择性波峰焊接的装置的结构示意图。

具体地，该全自动控制选择性波峰焊接的装置3000，包括：控制器105、运输导轨101、助焊剂喷涂机构102、双层预热机构103及选择性焊接机构104。其中，控制器105，包括：运输控制器1501、喷涂控制器1502、预热控制器1503及焊接控制器1504。

运输控制器1501，与运输导轨101、喷涂控制器102、预热控制器103及焊接控制器104相连接；控制运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在滑动托盘上放置待焊接的印制电路板。

喷涂控制器1502，与助焊剂喷涂机构102、预热控制器1503及运输控制器1501相连接；在滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在印制电路板底部移动，并控制助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向印制电路板底部喷涂助焊剂。

预热控制器1503，与双层预热机构103、喷涂控制器1502、焊接控制器1504及运输控制器1501相连接；控制完成助焊剂喷涂的滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制双层预热机构的上、下预热器向印制电路板靠拢至指定位置进行预热。

焊接控制器1504，与择性焊接机构104、预热控制器1503及运输控制器1501相连接；控制完成预热的滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对印制电路板进行选择性焊接；控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄传输至控制器的显示器展示；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正。

在一些可选的实施例中，如图4所示，为本实施例中第二种全自动控制选择性波峰焊接的装置4000的结构示意图，与图3中不同的是，焊接控制器1504，包括：移动控制单元4001、焊接控制单元4002、图像控制单元4003及校正控制单元4004。

其中，移动控制单元4001，与焊接控制单元4002、图像控制单元4003及校正控制单元4004相连接，在完成预热的滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄，控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置。

焊接控制单元4002，与移动控制单元4001及焊接锡炉相连接，以预设焊接策略控制焊接锡炉对印制电路板进行选择性焊接。

图像控制单元4003，与移动控制单元4001及定位相机相连接，以预设图像拍摄策略控制定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示；

校正控制单元4004，与移动控制单元4001、高底位探针及焊接锡炉相连接，在焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据波峰高度校正值控制焊接锡炉进行波峰高度校正。

在一些可选的实施例中，如图5所示，为本实施例中第三种全自动控制选择性波峰焊接的装置5000的结构示意图，与图4中不同的是，还包括：焊接策略创建器5001，与焊接控制器1504相连接，接收图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；根据焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略；通过焊接控制器控制择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

在一些可选的实施例中，如图6所示，为本实施例中第四种全自动控制选择性波峰焊接的装置6000的结构示意图，与图5中不同的是，还包括：焊接位置校正器6001，与焊接控制器1504相连接，接收图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；根据定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数；根据焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制垂直三轴移动台调节印制电路板达到目标焊接位置。

在一些可选的实施例中，如图7所示，为本实施例中第五种全自动控制选择性波峰焊接的装置7000的结构示意图，与图3中不同的是，还包括：焊接存储器7001，与控制器105、运输导轨101、助焊剂喷涂机构102、双层预热机构103及选择性焊接机构104相连接。接收包括焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储。在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

在另一些可选的实施例中，如图8所示，为本实施例中一种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图，该方法可通过上述的全自动控制选择性波峰焊接的装置来实施。具体地，该方法包括如下步骤：

步骤8001、控制运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在滑动托盘上放置有待焊接的印制电路板。

步骤8002、在滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在印制电路板底部移动，并控制助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向印制电路板底部喷涂助焊剂。

步骤8003、控制完成助焊剂喷涂的滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制双层预热机构的上、下预热器向印制电路板靠拢至指定位置进行预热。

步骤8004、控制完成预热的滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄传输至控制器的显示器展示；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对印制电路板进行选择性焊接。

在另一些可选的实施例中，如图9所示，为本实施例中第二种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图，与图8中不同的是，控制完成预热的滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄传输至控制器的显示器展示；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对印制电路板进行选择性焊接，为：

步骤9001、在完成预热的滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向印制电路板焊接面拍摄，控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置。

步骤9002、以预设图像拍摄策略控制定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示。

步骤9003、在焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据波峰高度校正值控制焊接锡炉进行波峰高度校正。

步骤9004、以预设焊接策略控制焊接锡炉对印制电路板进行选择性焊接。

在另一些可选的实施例中，如图10所示，为本实施例中第三种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图，与图9中不同的是，还包括：

步骤1001、接收图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数。

步骤1002、根据焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略。

步骤1003、通过焊接控制器控制择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

在另一些可选的实施例中，如图11所示，为本实施例中第四种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图，与图10中不同的是，还包括：

步骤1101、接收图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数。

步骤1102、根据定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数。

步骤1103、根据焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制垂直三轴移动台调节印制电路板达到目标焊接位置。

在另一些可选的实施例中，如图12所示，为本实施例中第五种全自动控制选择性波峰焊接的方法的流程示意图，与图8中不同的是，还包括：

步骤1201、接收包括焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储。

步骤1201、在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

可选地，利用PCB板图片为底，在图片上画点画线，即可快速地完成PCB板焊接路线和策略创建。通过定位相机，在焊接时设定PCB板数量后，进行PCB板的Mark点定位，进一步提高定位精度。关于PCB板的焊接资料参数全部在一个文件下保存；比如PCB板尺寸及图片，焊接用助焊剂，焊接用焊料及锡嘴，焊接锡温，氮气温度，运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直Z轴高度等，方便对同一产品使用相同的焊接文件，也方便进行追溯。分三级进入机器，分别有不同的权限，同时，对机器的操作及报警有完整的记录。对机器的易损件进行工时记录，定期需要的保养项目进行提醒，提前通知操作人员进行易损件的备料。通过数据库功能，可以保存助焊剂资料、焊锡资料、焊锡嘴资料，后续直接调用，方便进行数据追溯。对可保存各种助焊剂与焊锡等参数，方便编程时选用，同时保存在焊接产品的存储数据中，以便下次生产同样板时查询。

波峰高度自动校正功能，可设定间隔多少片板校正一次波峰高度，平台自动移动锡炉到指定位置进行波峰高度的校正。确保波峰设置参数的准确性，波峰均采用闭环伺服控制，可设定定期进行波峰高度的自我校正。

在一些可选的实施例中，如图13至20所示，图13为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种运输导轨的结构示意图；图14为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的结构示意图；图15为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台的结构示意图；图16为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种助焊剂喷涂机构的应用垂直双轴移动台的结构示意图；图17为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种双层预热机构的上预热器的结构示意图；图18为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种垂直三轴移动台的结构示意图；图19为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的一种应用垂直三轴移动台的结构示意图；图20为本实施例中全自动选择性波峰焊接装置的外壳的结构示意图。本实施例的全自动选择性波峰焊接装置，无需人工操作，可自动进行PCB板的选择性波峰焊接，助焊剂消耗量少、减少锡渣产生、节省能源消耗、节省氮气消耗、智能化的操作控制器使生产对人工的依赖性降到最低，焊接的一致性、重复性、可靠性和可追溯性得到大大的提升。

本实施例的全自动选择性波峰焊接装置，包括：运输导轨101、助焊剂喷涂机构102、双层预热机构103、选择性焊接机构104及控制器105。

其中，运输导轨101，包括进板导轨111和出板导轨112，两者之间的导轨设有喷涂固定位置113、预热固定位置114及焊接固定位置115，设有沿进板导轨和出板导轨滑动的滑动托盘，滑动托盘上放置待焊接的印制电路板。

助焊剂喷涂机构102，位于喷涂固定位置处于滑动托盘下方，包括：垂直双轴移动台121及助焊剂喷雾器122；垂直双轴移动台的垂直双轨上设有移动台板123；助焊剂喷雾器122，位于移动台板123上，在移动台板带动下双轴向移动，助焊剂喷雾器122的喷头124朝向印制电路板。通过在PCB板下方喷涂，上方吸附，可以有效地防止助焊剂散落，节省了助焊剂的使用量。

双层预热机构103，位于预热固定位置，包括：上预热器131和下预热器132；上预热器131，位于印制电路板上方，对印制电路板上预热；下预热器132，位于印制电路板下方，对印制电路板下预热。

选择性焊接机构104，位于焊接固定位置处于滑动托盘下方，包括：垂直三轴移动台141及焊接锡炉142，焊接锡炉142，位于垂直三轴移动台的移动台板143上，焊接喷嘴朝向印制电路板；还包括：定位相机及高底位探针，定位相机，与控制器相连接，对准印制电路板带焊接面拍摄传输至控制器；高底位探针，位于选择性焊接机构的波峰校正位置，在焊接锡炉移动至该校正位置时探测波峰高度。

两套焊接锡炉，简称锡炉，独立控制锡温，氮气温度，波峰高度，安装于一个平台上，锡炉喷头间距可手动调整。锡炉温度，氮气温度，波峰高度，波峰校正等均可电脑设定，锡炉内胆为钛合金制，绝无渗漏。外置式发热板，热传递均匀，锡炉配锡液位报警。整套锡炉(波峰马达，锡炉体，泵体，锡炉发热体，氮气发热体)，可与现有机器上锡炉实现互换，所有接线需采用快速插座联接，无需接线。根据实际PCB板的要求，可以定做喷嘴，如内径为1.5mm或2mm的细孔喷嘴、加长型喷嘴、异形喷嘴等。

通过定位相机，在每焊接设定PCB板数量后，进行PCB板的Mark点定位，进一步提高定位精度。通过高底位探针进行焊接锡炉的波峰定位调整，在每焊接设定的PCB板数量后，平台自动移动锡炉到指定位置进行波峰高度的校正。

控制器105，与运输导轨101、助焊剂喷涂机构102、双层预热机构103及选择性焊接机构104相连接；根据控制指令控制电机带动运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构及选择性焊接机构移动，以及各个工作单位的启停时间点，以自动化高效率、高精准度实现全自动的在线选择性波峰焊接。通过控制器根据PCB板特性，设定择性波峰焊接各个阶段的传输移动，PCB板、喷涂、双层预热、选择性焊接定位，既可以精准地定位焊接，又提升了整个选择性波峰焊接的效率，无需过多人工，降低了焊接成本。

该全自动选择性波峰焊接装置的工作流程是：电机带动运输导轨移动，进而带动配合运输导轨的滑动托盘从进板导轨端在线进板，PCB板放置于滑动托盘上的治具内，随着滑动托盘传输至喷涂固定位置处，位于PCB板上方的可上下移动的夹板机构向下移动，配合滑动托盘将PCB板夹持固定在两者之间。助焊剂喷雾器的喷头对准PCB板下端待焊接区域喷涂助焊剂。可选地，整机内部同时有6件PCB板或3个治具(2PCB/治具)分别在喷雾，预热及焊接处工作，提高机器整体产能。助焊剂采用压力灌贮存，保证喷雾压力恒定，不受助焊剂多少的影响。喷涂过助焊剂的PCB板随运输导轨输送至上下预热器之间进行预热后，随运输导轨输送至焊接固定位置处，焊接锡炉随垂直三轴移动台移动至PCB板待焊接区域，按照PCB板的焊接策略进行喷锡焊接。完成焊接的PCB板随运输导轨输送导出该装置。

在一些可选的实施例中，该装置还包括：夹板机构，位于喷涂固定位置、预热固定位置及焊接固定位置上方，具有上下移动轨道，与控制器连接；在控制器控制下移与滑动托盘配合，夹持固定印制电路板，上移解除对印制电路板的夹持。

在一些可选的实施例中，垂直双轴移动台121，包括：主动导轨301、从动导轨302及移动台板123。其中，主动导轨301，包括：主导轨体311、主滚珠丝杆312及主滚珠固定块313；主滚珠丝杆312，通过主滚珠固定块固定在主导轨体一端的阻挡板上，沿主导轨体的导轨方向延伸。

从动导轨302，包括：从导轨体321、从滚珠丝杆322、从滚珠固定块323及主丝杆滑块324；从滚珠丝杆322，通过从滚珠固定块固定在从导轨体321一端的阻挡板上，沿从导轨体的导轨方向延伸；主丝杆滑块324，设置在从导轨体上垂直于从导轨体的导轨方向延伸，与主滚珠丝杆312配合带动从动导轨在主滚珠丝杆方向来回移动。通过伺服驱动器与电机提供运动动力，配合滚珠丝杆与直线导轨进行导向，定位精确，噪音小，移动平稳。

移动台板123，设有从丝杆滑块331，沿从导轨体的导轨方向延伸，与从滚珠丝杆322配合带动移动台板在从滚珠丝杆方向来回移动。

可选地，在移动台123板上还设置有防尘板303，防尘板的长度和宽度大于主动导轨和从动导轨的宽度。移动平台带防尘板，防止脏物滴入到滚珠丝杆上。

在一些可选的实施例中，垂直三轴移动台141，包括：竖直导轨401、水平主动导轨402、水平从动导轨403及移动台板143；其中，竖直导轨，垂直于水平主动导轨及水平从动导轨竖直放置，包括：竖直轨体、竖直滚珠丝杆及竖直滚珠固定块；竖直滚珠丝杆，通过竖直滚珠固定块固定在竖直轨体一端的阻挡板上，沿竖直轨体的导轨方向延伸。

水平主动导轨，包括：主导轨体、主滚珠丝杆、主滚珠固定块及竖直丝杆滑块；主滚珠丝杆，通过主滚珠固定块固定在主导轨体一端的阻挡板上，沿主导轨体的导轨方向延伸；竖直丝杆滑块，设置在主导轨体上垂直于主导轨体的导轨方向延伸，与竖直滚珠丝杆配合带动主动导轨在竖直滚珠丝杆方向来回移动。

水平从动导轨，包括：从导轨体、从滚珠丝杆、从滚珠固定块及主丝杆滑块；从滚珠丝杆，通过从滚珠固定块固定在从导轨体一端的阻挡板上，沿从导轨体的导轨方向延伸；主丝杆滑块，设置在从导轨体上垂直于从导轨体的导轨方向延伸，与主滚珠丝杆配合带动从动导轨在主滚珠丝杆方向来回移动。

移动台板，设有从丝杆滑块，沿从导轨体的导轨方向延伸，与从滚珠丝杆配合带动移动台板在从滚珠丝杆方向来回移动。

在一些可选的实施例中，双层预热机构103中，下预热器132，为远红外射灯，位于印制电路板下方；上预热器131，为热风控温上预热器，包括：风控外壳601、风扇602及位置调节轨道；风控外壳601，为位于印制电路板上方的风罩；风扇602，位于风罩内向上方抽取热风；位置调节轨道，连接并带动风控外壳移动。加热功率可调节，例如，可以设计成阶梯度升温的方式，还可以根据PCB板焊接策略根据焊接时间实时调节加热功率。

可选地，风控外壳的壳体外包围有保温隔热层，在风控外壳上方设有散热吸风罩，吸风罩可以是下端开口，由下自上聚风成开口大，聚拢处小的吸风罩体。

在一些可选的实施例中，该装置还包括：导轨调节器，包括：导轨调节电机、导轨宽度调节丝杠和导轨高度调节丝杠；导轨宽度调节丝杠，位于运输导轨的两导轨条之间，在导轨调节电机带动下，配合两导轨条上的丝杠滑块移动调整两导轨条之间的宽度；导轨高度调节丝杠，垂直于运输导轨，在导轨调节电机带动下，配合运输导轨上的丝杠滑块移动调整运输导轨的高度。通过调节导轨之间的宽度和高度可以适用于不同尺寸的PCB板在线焊接，提升了设备的适用性。更优选地，控制器可以通过设定策略自动检测PCB板尺寸，进而自动选择导轨宽度调节范围进行导轨调节，实现更换PCB板尺寸的导轨宽度自动调节功能。

在一些可选的实施例中，在运输导轨上的两侧设有夹板701，在两侧夹紧印制电路板；在喷涂固定位置、预热固定位置及焊接固定位置分别设有阻挡板702：喷涂阻挡板、预热阻挡板及焊接阻挡板，在印制电路板分别处于喷涂、预热或焊接阶段时，移动阻挡在印制电路板前方，在完成喷涂、预热或焊接阶段时，移动解除对印制电路板的阻挡。

在一些可选的实施例中，运输导轨，包括：两条相对的导轨条、电机及导轨带；导轨条内侧设有内陷的导轨带槽；导轨带，为滚轮，和/或链条，安置于导轨带槽内，位于滑动托盘下，在电机带动下带动滑动托盘移动。

前后导轨分别采用独立步进电机驱动，采用不锈钢滚轮运输，运行顺畅，长期使用无磨损。同时保证锡炉喷嘴可以达到PCB的最板边3mm处，运输导轨上配夹板机构，确保定位准确。

本实施例的装置主要分三段导轨运输PCB板：第一阶段是喷雾段：导轮运输机构快速传送PCB板到靠近停止位置的光眼处；传送速度降低运送PCB板到阻挡气缸；夹板机构定位PCB板；喷雾头按指定的路径进行喷雾工作；喷雾完成后夹板机构松开；导轮运输机构运输快速的把PCB板输出。第二阶段预热段：导轮运输机构快速传送PCB板送到阻挡气缸；对产品进行加热；预热完成后导轮运输机构运输快速的把PCB板输出。第三阶段是焊接段：导轮运输机构快速传送PCB板到靠近停止位置的光眼处；传送速度降低运送PCB板到阻挡气缸；夹板机构定位PCB板；在一个平台上的两个焊锡头按指定的路径进行焊接工作；焊接完成后夹板机构松开；导轮运输机构运输快速的把PCB板输出。基于模块化设计，针对不同产品及产量可选择不同的模块进行配线，如增配一台焊接模块即可提高一倍产量。整机钢结构，底部加基板以增加机器稳定性，减少震动。本实施例的全自动选择性波峰焊接装置，可以与上一PCB板备料装置系统对接，实现PCB板生产过程中的无人工对接，实现全自动式的流水生产方式。

尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种全自动控制选择性波峰焊接的装置，其特征在于，包括：控制器、运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构及选择性焊接机构；其中，

所述控制器，包括：运输控制器、喷涂控制器、预热控制器及焊接控制器；所述运输控制器，与所述运输导轨、喷涂控制器、预热控制器及焊接控制器相连接；控制所述运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在所述滑动托盘上放置待焊接的印制电路板；

所述喷涂控制器，与助焊剂喷涂机构、预热控制器及运输控制器相连接；在所述滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制所述助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在所述印制电路板底部移动，并控制所述助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向所述印制电路板底部喷涂助焊剂；

所述预热控制器，与双层预热机构、喷涂控制器、焊接控制器及运输控制器相连接；控制完成助焊剂喷涂的所述滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制所述双层预热机构的上、下预热器向所述印制电路板靠拢至指定位置进行预热；

所述焊接控制器，与择性焊接机构、所述预热控制器及运输控制器相连接；控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接；控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正。

2.根据权利要求1所述的全自动控制选择性波峰焊接的装置，其特征在于，所述焊接控制器，包括：移动控制单元、焊接控制单元、图像控制单元及校正控制单元；其中，

所述移动控制单元，与所述焊接控制单元、图像控制单元及校正控制单元相连接，在完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动所述垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准所述印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄，控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置；

所述焊接控制单元，与所述移动控制单元及焊接锡炉相连接，以预设焊接策略控制所述焊接锡炉对所述印制电路板进行选择性焊接；

所述图像控制单元，与所述移动控制单元及定位相机相连接，以预设图像拍摄策略控制所述定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示；

所述校正控制单元，与所述移动控制单元、高底位探针及焊接锡炉相连接，在所述焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收所述高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据所述波峰高度校正值控制所述焊接锡炉进行波峰高度校正。

3.根据权利要求2所述的全自动控制选择性波峰焊接的装置，其特征在于，还包括：焊接策略创建器，与所述焊接控制器相连接，

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略；

通过所述焊接控制器控制所述择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

4.根据权利要求3所述的全自动控制选择性波峰焊接的装置，其特征在于，还包括：焊接位置校正器，与所述焊接控制器相连接，

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将所述焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数；

根据所述焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制所述垂直三轴移动台调节所述印制电路板达到目标焊接位置。

5.根据权利要求1至4中任意一项所述的全自动控制选择性波峰焊接的装置，其特征在于，还包括：焊接存储器，与所述控制器、运输导轨、助焊剂喷涂机构、双层预热机构及选择性焊接机构相连接，

接收包括焊接的所述印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储；

在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

6.一种全自动控制选择性波峰焊接的方法，其特征在于，包括：

控制运输导轨带动滑动托盘从进板导轨到出板导轨的方向滑动，在所述滑动托盘上放置有待焊接的印制电路板；

在所述滑动托盘滑动至喷涂固定位置处，以预设的移动策略控制所述助焊剂喷涂机构的垂直双轴移动台移动，带动助焊剂喷雾器在所述印制电路板底部移动，并控制所述助焊剂喷雾器以预设的喷雾策略向所述印制电路板底部喷涂助焊剂；

控制完成助焊剂喷涂的所述滑动托盘滑动至预热固定位置处，控制所述双层预热机构的上、下预热器向所述印制电路板靠拢至指定位置进行预热；

控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接。

7.根据权利要求6所述的全自动控制选择性波峰焊接的方法，其特征在于，控制完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄传输至所述控制器的显示器展示；控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置进行焊接锡炉的波峰高度校正；控制垂直三轴移动台带动焊接锡炉以预设的焊接策略位置对所述印制电路板进行选择性焊接，为：

在完成预热的所述滑动托盘滑动至焊接固定位置处，以预设的焊接策略位置控制移动所述垂直三轴移动台，带动焊接锡炉对准所述印制电路板的指定位置，控制定位相机朝向所述印制电路板焊接面拍摄，控制所述垂直三轴移动台带动焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置；

以预设图像拍摄策略控制所述定位相机相拍摄焊接面，传输至显示器展示；

在所述焊接锡炉移动至高底位探针的波峰校正位置时，接收所述高底位探针的波峰高度探测值，与预设的波峰高度校正策略对比得到校正值，根据所述波峰高度校正值控制所述焊接锡炉进行波峰高度校正；

以预设焊接策略控制所述焊接锡炉对所述印制电路板进行选择性焊接。

8.根据权利要求7所述的全自动控制选择性波峰焊接的方法，其特征在于，还包括：

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述焊接面图像及状态参数识别，和/或接收焊接点定位、焊接轨迹及焊接数量的焊接策略；

通过所述焊接控制器控制所述择性焊接机构对印制电路板的焊接面进行焊接。

9.根据权利要求8所述的全自动控制选择性波峰焊接的方法，其特征在于，还包括：

接收所述图像控制单元传输的焊接面图像及定位相机的状态参数；

根据所述定位相机的状态参数调整预设的焊接面标准图像，得到焊接面当前状态标准图像；将所述焊接面图像与焊接面当前状态标准图像对比得到焊接面状态调节参数；

根据所述焊接面状态调节参数，通过焊接控制器控制所述垂直三轴移动台调节所述印制电路板达到目标焊接位置。

10.根据权利要求6至9中任意一项所述的全自动控制选择性波峰焊接的方法，其特征在于，还包括：

接收包括焊接的所述印制电路板的型号、尺寸和图片、助焊剂型号和用量、焊接用焊料及锡嘴型号、焊接锡温及氮气温度、运行路线及路线上各点对应的波峰高度以及竖直轴高度的焊接数据进行存储；

在检测到待焊接的印制电路板的型号、尺寸和图片数据有存储时，调取对应的焊接数据进行展现，和/或进行焊接。

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