CN112201976B - 一种铜柱、铜柱安装设备及其铜柱安装固定方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种铜柱、铜柱安装设备及其铜柱安装固定方法，所述的铜柱包括一体且同轴设置的柱体、锯齿轮和定位销；铜柱安装设备包括第一机械臂、传送装置、第二机械臂；第一机械臂设置料槽，第二机械臂设置批头；线路板通过传送装置传送到第一机械臂位置时由料槽将焊接料均匀挤压于线路板上的焊盘上；线路板通过传送装置传送到第二机械臂位置时由批头将铜柱固定到线路板上；将安装了铜柱的线路板放置到回流焊设备上，在设定温度下对焊接料进行融化使其填充进锯齿轮的锯齿间空隙内，待焊接料固化完成铜柱的固定。本发明增加了铜柱在线路板上的稳定性，定位精准度高，效率和良品率得到很好的改善。

Description

一种铜柱、铜柱安装设备及其铜柱安装固定方法
技术领域：
本发明属于紧固件技术领域，涉及一种铜柱、铜柱安装设备及其铜柱安装固定方法。
背景技术：
铜柱，又称六角立柱，为常见辅助生产的金属器件，其具有成本低廉、硬度适中的特点，广泛应用于电脑接插件、各类线路板组装以及电子领域。但是在实际生产中，常常因为使用频率高，操作设备不智能，生产方法不合理，且常见铜柱为立柱形型金属，在生产过程中较难固定，尤其在经过多种加工工序后，因其结构往往设置为表层凸起，导致加工时容易出现位移、铜柱返修率高，大大降低了生产效率、增加了生产成本。
发明内容：
本发明要解决的技术问题是提供一种铜柱、铜柱安装设备及其铜柱安装固定方法，以解决现有技术因加固铜柱而导致的铜柱位移，返修率高的问题。
为了解决上述技术问题，本发明的铜柱包括一体的柱体、锯齿轮、定位销；所述柱体位于齿轮上方，定位销位于锯齿轮下方，且定位销、锯齿轮、柱体共轴。
所述的铜柱安装设备包括第一机械臂、传送装置、第二机械臂；所述的第一机械臂设置在工作台上的左部，包括第一三维移动机构、料槽；料槽安装在第一三维移动机构上；第二机械臂设置在工作台上的右部，包括第二三维移动机构、批头；批头安装在第二三维移动机构上；所述的传送装置安装在工作台上，可带动线路板自左向右移动；料槽可带动安装在其上的灌注焊接料的针管作三维移动，将焊接料挤压于线路板上的焊盘上；批头可带动其上的铜柱作三维移动，将铜柱的定位销固定进线路板上对应的定位孔内。
所述的第一三维移动机构包括第一A纵向滑轨、第一B纵向滑轨、第一横向滑轨、第一滑块、第一A支架、第一B支架，点胶座；所述的第一A纵向滑轨和第一B纵向滑轨分别通过第一A支架、第一B支架支撑安装固定在工作台上；第一横向滑轨的两端分别通过滑轨副支撑在第一A纵向滑轨和第一B纵向滑轨上，可沿纵向水平移动；第一滑块通过滑轨副支撑在第一横向滑轨上，可沿横向水平移动；点胶座通过滑轨副连接在第一滑块的前侧面，与第一滑块滑动配合，可沿第一滑块垂直移动；料槽固定安装在点胶座上。
所述的第二三维移动机构包括第二A纵向滑轨、第二B纵向滑轨、第二横向滑轨、第二滑块、第二A支架、第二B支架，批头座；第二A纵向滑轨和第二B纵向滑轨分别通过第二A支架、第二B支架固定安装在工作台上；第二横向滑轨的两端分别通过滑轨副支撑在第二A纵向滑轨和第二B纵向滑轨上，可沿纵向水平移动；第二滑块通过滑轨副支撑在第二横向滑轨上，可沿横向水平移动；批头座通过滑轨副连接在第二滑块的前侧面，与第二滑块滑动配合，可沿第二滑块垂直移动；批头固定安装在批头座上。
所述的传送装置包括第一皮带传送机构、第二皮带传送机构；第一皮带传送机构和第二皮带传送机构按照设定的间隔距离安装在工作台上；第二皮带传送机构通过两端的纵向滑轨安装在工作台上，可沿两端的纵向滑轨移动。
所述的传送装置还包括设置在第一皮带传送机构的第二皮带传送机构的传送带上面部分与下面部分之间的夹层支撑板；第一皮带传送机构传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板通过其两侧的支架固定在工作台上；第二皮带传送机构传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板可以连接在丝母上。
所述的传送装置还包括支座、丝杠、丝母；支座固定在工作台上；丝杠沿纵向布置，其一端通过卡扣与支座连接，丝母连接在丝杠上，当丝杠转动时，丝母可沿丝杠移动。
进一步，本发明还可以包括送料器和沿横向直线分布在工作台上的多个感应器；所述的送料器安装在工作台上批头的侧后方，批头可依次抓取送料器上的铜柱并将铜柱的定位销固定进对应的定位孔内。
采用上述铜柱安装设备安装固定铜柱的方法如下：
按照线路板的宽度，转动丝杠使得丝母沿丝杠移动，同时使第二皮带传送机构纵向移动调整两个皮带传送机构之间的宽度，以适应线路板传送的需要；
所述线路板上包括多个MARK点、焊盘；焊盘分布于线路板切割线内设定位置；MARK点分布于线路板上设定位置；定位孔设置在焊盘的中央，且定位孔与焊盘同轴；定位孔直径略小于定位销；
将线路板平放于在两个皮带传送机构传送带的输送前端上，由两个皮带传送机构导入工作台上的左部工作区；此时位于工作台左端的感应器感应到线路板进入，向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板匀速进入左部工作区；
通过第一三维移动机构带动料槽依次移动到线路板上各焊盘的上方，使料槽上设置的针管将焊接料均匀挤压于焊盘上，得到附着环形焊接料的焊盘；
位于第一B纵向滑轨右侧方的感应器向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板匀速进入右部工作区。
摄像头抓取线路板的图像，外部控制系统识别线路板图像中的MARK点，以MARK点为参照，计算出各铜柱点的位置，控制第二三维移动机构带动批头作三维移动，使批头依次抓取送料器上的铜柱并将铜柱的定位销准确固定进对应的定位孔内；
将安装了铜柱的线路板将放置到回流焊设备上，回流焊设备在235-260℃的温度下对焊接料进行融化，使焊接料在此温度下融化填充进锯齿轮的锯齿间空隙内；待焊接料固化，完成铜柱的固定。
本发明的铜柱采用了锯齿轮的设计，焊接时融化的锡膏会充盈锯齿间的空隙，增加了焊点的接触面积，加强了焊接后的连接强度。采用过盈配合的原理借助外力将铜柱的定位销固定进定位孔内，增加了铜柱在线路板上的稳定性。充分发挥机械自动化运行的优势，进行自动点胶、自动传递、自动定位的工作。生产全程由一台机器进行连贯的流水工作，减少了人工干涉，精准度高，效率和良品率得到很好的改善。
附图说明：
图1是铜柱立体图。
图2是铜柱安装设备立体图。
图3是铜柱安装设备俯视图。
图4是电路板立体图。
图5是图2的局部放大图。
图中：1.铜柱；11.柱体；12.锯齿轮；13.定位销；2.电路板；21.Mark点；22.焊盘；23.锡膏；24.定位孔；31.工作台；321.第一A纵向滑轨；322.第一B纵向滑轨；323.第一横向滑轨；324.第一滑块；325.点胶座；326.料槽；327.第一A支架；328.第一B支架；329.伸缩带；330.摄像头；331.第二A纵向滑轨；332.第二B纵向滑轨；333.第二横向滑轨；334.第二滑块；335.批头座；336.批头；337.第二A支架；338.第二B支架；339.第二伸缩带；341.第一皮带传送机构；342.第二皮带传送机构；343.夹层支撑板；344.支座；345.丝杠；346.丝母；351.送料器；352.感应器。
具体实施方式
为详细说明本发明的技术内容、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图予以说明。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
如图1所示，本发明的铜柱1包括一体的柱体11、锯齿轮12、定位销13；所述柱体11位于齿轮2上方，定位销13位于锯齿轮2下方，且定位销13、锯齿轮12、柱体11共轴。
如图2、3所示，所述的铜柱安装设备包括第一机械臂、传送装置、第二机械臂、送料器351、多个感应器352。
所述的第一机械臂设置在工作台31上的左部，包括第一三维移动机构、料槽326；所述的第一三维移动机构包括第一A纵向滑轨321、第一B纵向滑轨322、第一横向滑轨323、第一滑块324、第一A支架327、第一B支架328，点胶座325；所述的第一A纵向滑轨321和第一B纵向滑轨322分别通过第一A支架327、第一B支架328支撑安装固定在工作台31上；第一横向滑轨323的两端分别通过滑轨副支撑在第一A纵向滑轨321和第一B纵向滑轨322上，可沿纵向水平移动；第一滑块324通过滑轨副支撑在第一横向滑轨323上，可沿横向水平移动；点胶座325通过滑轨副连接在第一滑块324的前侧面，与第一滑块324滑动配合，可沿第一滑块324垂直移动；料槽326固定安装在点胶座325上，可容纳灌注锡膏的针管。其中第一横向滑轨323、第一滑块324、点胶座325均可通过电机驱动作相应方向的移动；第一伸缩带329用于外部控制系统与电机的电连接，以便通过外部控制系统驱动点胶座325作垂直方向移动，同时使料槽326具有足够的移动范围。
所述的第二机械臂设置在工作台31上的右部，包括第二三维移动机构、批头336；所述的第二三维移动机构包括第二A纵向滑轨331、第二B纵向滑轨332、第二横向滑轨333、第二滑块334、第二A支架337、第二B支架338，批头座335；所述的第二A纵向滑轨331和第二B纵向滑轨332分别通过第二A支架337、第二B支架338固定安装在工作台31上；第二横向滑轨333的两端分别通过滑轨副支撑在第二A纵向滑轨331和第二B纵向滑轨332上，可沿纵向水平移动；第二滑块334通过滑轨副支撑在第二横向滑轨333上，可沿横向水平移动；批头座335通过滑轨副连接在第二滑块334的前侧面，与第二滑块334滑动配合，可沿第二滑块334垂直移动；批头336固定安装在批头座335上。其中第二横向滑轨333、第二滑块334、批头座335均可通过电机驱动作相应方向的移动；第二伸缩带339用于外部控制系统与电机的电连接，以便使批头座335具有足够移动范围。
所述的传送装置包括第一皮带传送机构341、第二皮带传送机构342、支座344、丝杠345、丝母346；第一皮带传送机构341固定安装在工作台31上靠近点胶座325的位置，第二皮带传送机构342可通过两端的纵向滑轨安装在工作台上，可沿两端的纵向滑轨移动；第一皮带传送机构341的第二皮带传送机构342的传送带上面部分与下面部分之间通过夹层支撑板343分隔，可防止传送带上面部分与下沉。第一皮带传送机构341传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板343可以通过其两侧的支架固定在工作台上；第二皮带传送机构342传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板343可以连接在丝母346上；支座344固定在工作台上，丝杠345的一端通过卡扣与支座344连接，丝母346连接在丝杠345上，当丝杠345转动时，丝母346可沿丝杠345移动，从而调节两个第一皮带传送机构341与第二皮带传送机构之间的距离，以适配不同宽度线路板。
所述的送料器351安装在工作台上批头336的侧后方，其功能在于自动吸取铜柱输送到批头336处；多个感应器352沿横向直线分布在工作台上，可通过感应器352探测线路板位置，以便控制线路板的输送时间，让线路板有序进入各节点。
所述的摄像头330设置在批头座335上批头336的旁边，其功能在于摄取线路板实时图像，拾取设置于线路板上的MARK点21。
如图4、5所示，线路板上包括多个MARK点21、焊盘22；所述的焊盘22分布于线路板切割线内设定位置；MARK点21分布于线路板上设定位置，其功能在于被摄像头330识别。定位孔24设置在焊盘22的中央，且定位孔24与焊盘22同轴；定位销13的直径略大于定位孔24。
所述的铜柱安装方法如下：
按照线路板2的宽度，转动丝杠345使得丝母346沿丝杠移动，同时使第二皮带传送机构342纵向移动调整两个皮带传送机构之间的宽度，以适应线路板传送的需要。
将线路板2平放于在两个皮带传送机构传送带的输送前端上，由两个皮带传送机构导入工作台上的左部工作区。此时位于工作台左端的感应器352感应到线路板进入，向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板2匀速进入左部工作区。
通过第一三维移动机构带动料槽326依次移动到线路板上各焊盘22的上方，使料槽326上设置的针管将焊接料(如锡膏等)均匀挤压于焊盘22上，得到附着环形锡膏的焊盘。
位于第一B纵向滑轨322右侧方的感应器352向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板2匀速进入右部工作区。
摄像头330抓取线路板2的图像，外部控制系统识别线路板2图像中的MARK点21，以MARK点21为参照，精确计算出各铜柱点的位置，控制第二三维移动机构带动批头336作三维移动，使批头336依次抓取送料器23上的铜柱并将铜柱的定位销13准确固定进对应的定位孔24内。此时焊接料在外力挤压作用下覆盖铜柱的锯齿轮12与焊盘22的接触面，完成铜柱的安装。
将安装了铜柱的线路板将放置到回流焊设备上，回流焊设备在235-260℃的温度下对锡膏进行融化，使锡膏可在此温度下融化填充进锯齿轮12的锯齿间空隙内，待焊接料固化，完成铜柱的固定，增加了焊点的接触面积，加强了焊接后的连接强度；此时，铜柱、锡膏、焊盘同为金属介质，在键合状态下达到更稳定的固定状态。本发明铜柱加固安装方法可以很好的解决因加固铜柱而导致铜柱位移，返修率高、生产效率低、生产成本高的问题。

Claims (7)

1.一种采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于该方法如下：将线路板(2)平放于在两个皮带传送机构传送带的输送前端上，由两个皮带传送机构导入工作台上的左部工作区；所述线路板上包括多个焊盘(22)，定位孔(24)设置在焊盘(22)的中央，且定位孔(24)与焊盘(22)同轴；铜柱包括一体的柱体(11)、锯齿轮(12)、定位销(13)；柱体(11)位于齿轮(2)上方，定位销(13)位于锯齿轮(2)下方，且定位销(13)、锯齿轮(12)、柱体(11)共轴；定位孔(24)直径略小于定位销(13)；通过第一三维移动机构带动料槽(326)依次移动到线路板上各焊盘(22)的上方，使料槽(326)上设置的针管将焊接料均匀挤压于焊盘(22)上，得到附着环形焊接料的焊盘；两个皮带传送机构的传送带带动线路板(2)匀速进入右部工作区；控制第二三维移动机构带动批头(336)作三维移动，使批头(336)依次抓取送料器(23)上的铜柱并将铜柱的定位销(13)准确固定进对应的定位孔(24)内；将安装了铜柱的线路板将放置到回流焊设备上，回流焊设备在235-260℃的温度下对焊接料进行融化，使焊接料在此温度下融化填充进锯齿轮(12)的锯齿间空隙内；待焊接料固化，完成铜柱的固定；
所述铜柱的安装设备包括第一机械臂、传送装置、第二机械臂；所述的第一机械臂设置在工作台(31)上的左部，包括第一三维移动机构、料槽(326)；料槽(326)安装在第一三维移动机构上；第二机械臂设置在工作台(31)上的右部，包括第二三维移动机构、批头(336)；批头(336)安装在第二三维移动机构上；所述的传送装置包括第一皮带传送机构(341)、第二皮带传送机构(342)；第一皮带传送机构(341)和第二皮带传送机构(342)按照设定的间隔距离安装在工作台(31)上；第二皮带传送机构(342)通过两端的纵向滑轨安装在工作台上，可沿两端的纵向滑轨移动；料槽(326)可带动安装在其上的灌注焊接料的针管作三维移动，将焊接料挤压于线路板上的焊盘(22)上；批头(336)可带动其上的铜柱作三维移动，将铜柱的定位销(13)固定进线路板上对应的定位孔(24)内。
2.根据权利要求1所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于所述的第一三维移动机构包括第一A纵向滑轨(321)、第一B纵向滑轨(322)、第一横向滑轨(323)、第一滑块(324)、第一A支架(327)、第一B支架(328)，点胶座(325)；所述的第一A纵向滑轨(321)和第一B纵向滑轨(322)分别通过第一A支架(327)、第一B支架(328)支撑安装固定在工作台(31)上；第一横向滑轨(323)的两端分别通过滑轨副支撑在第一A纵向滑轨(321)和第一B纵向滑轨(322)上，可沿纵向水平移动；第一滑块(324)通过滑轨副支撑在第一横向滑轨(323)上，可沿横向水平移动；点胶座(325)通过滑轨副连接在第一滑块(324)的前侧面，与第一滑块(324)滑动配合，可沿第一滑块(324)垂直移动；料槽(326)固定安装在点胶座(325)上。
3.根据权利要求1所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于所述的第二三维移动机构包括第二A纵向滑轨(331)、第二B纵向滑轨(332)、第二横向滑轨(333)、第二滑块(334)、第二A支架(337)、第二B支架(338)，批头座(335)；第二A纵向滑轨(331)和第二B纵向滑轨(332)分别通过第二A支架(337)、第二B支架(338)固定安装在工作台(31)上；第二横向滑轨(333)的两端分别通过滑轨副支撑在第二A纵向滑轨(331)和第二B纵向滑轨(332)上，可沿纵向水平移动；第二滑块(334)通过滑轨副支撑在第二横向滑轨(333)上，可沿横向水平移动；批头座(335)通过滑轨副连接在第二滑块(334)的前侧面，与第二滑块(334)滑动配合，可沿第二滑块(334)垂直移动；批头(336)固定安装在批头座(335)上。
4.根据权利要求1所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于所述的传送装置还包括设置在第一皮带传送机构(341)的第二皮带传送机构(342)的传送带上面部分与下面部分之间的夹层支撑板(343)；第一皮带传送机构(341)传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板(343)通过其两侧的支架固定在工作台上；第二皮带传送机构(342)传送带上面部分与下面部分之间夹层支撑板(343)可以连接在丝母(346)上。
5.根据权利要求1所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于所述的传送装置还包括支座(344)、丝杠(345)、丝母(346)；支座(344)固定在工作台上；丝杠(345)沿纵向布置，其一端通过卡扣与支座(344)连接，丝母(346)连接在丝杠(345)上，当丝杠(345)转动时，丝母(346)可沿丝杠(345)移动。
6.根据权利要求5所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于还包括送料器(351)和沿横向直线分布在工作台上的多个感应器(352)；所述的送料器(351)安装在工作台上批头(336)的侧后方，批头(336)可依次抓取送料器(23)上的铜柱并将铜柱的定位销(13)固定进对应的定位孔(24)内。
7.根据权利要求6所述的采用铜柱安装设备安装固定铜柱的方法，其特征在于按照线路板(2)的宽度，转动丝杠(345)使得丝母(346)沿丝杠移动，同时使第二皮带传送机构(342)纵向移动调整两个皮带传送机构之间的宽度，以适应线路板传送的需要；
所述线路板上包括多个MARK点(21)、焊盘(22)；焊盘(22)分布于线路板切割线内设定位置；MARK点(21)分布于线路板上设定位置；定位孔(24)设置在焊盘(22)的中央，且定位孔(24)与焊盘(22)同轴；定位孔(24)直径略小于定位销(13)；
将线路板(2)平放于在两个皮带传送机构传送带的输送前端上，由两个皮带传送机构导入工作台上的左部工作区；此时位于工作台左端的感应器(352)感应到线路板进入，向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板(2)匀速进入左部工作区；
通过第一三维移动机构带动料槽(326)依次移动到线路板上各焊盘(22)的上方，使料槽(326)上设置的针管将焊接料均匀挤压于焊盘(22)上，得到附着环形焊接料的焊盘；
位于第一B纵向滑轨(322)右侧方的感应器(352)向外部控制系统发送信号启动两个皮带传送机构，由传送带带动线路板(2)匀速进入右部工作区；
摄像头(330)抓取线路板(2)的图像，外部控制系统识别线路板(2)图像中的MARK点(21)，以MARK点(21)为参照，计算出各铜柱点的位置，控制第二三维移动机构带动批头(336)作三维移动，使批头(336)依次抓取送料器(23)上的铜柱并将铜柱的定位销(13)准确固定进对应的定位孔(24)内；
将安装了铜柱的线路板将放置到回流焊设备上，回流焊设备在235-260℃的温度下对焊接料进行融化，使焊接料在此温度下融化填充进锯齿轮(12)的锯齿间空隙内；待焊接料固化，完成铜柱的固定。
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