CN113579398A - 一种用于pcb板的机器人焊锡系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括工作台以及安装在工作台上的移动组件，移动组件包括横梁与立架，横梁设置于立架顶部，横梁上设置有第一驱动件，第一驱动件包括第一滑轨，第一滑轨上设置有第一电机固定架，第一电机固定架上设置有第一驱动电机，第一驱动电机配合连接有第一连接器，第一连接器配合连接有第一丝杆，第一丝杆上配合连接有第一滑块，第一滑块固定连接有第一固定块，第一固定块上固定连接有第二驱动件，第二驱动件包括第二滑轨，避免了因引脚偏离焊点轴线而出现焊锡缺陷的情况，增加了PCB板焊锡后的可靠性，不再需要人工的进行调试而确认焊锡工艺参数，提高了生产效率的同时还具有一致性。

Description

一种用于PCB板的机器人焊锡系统

应用领域

本发明涉及工业机器人领域，特别是一种用于PCB板的机器人焊锡系统。

背景技术

在现代PCB板设计中，直插型电子元器件凭借其很强的机械连接稳定性及高的电气可靠性仍然被使用，特别是在电气连接端子需要经历高温、碰撞、震动等极端情况的设计中优先被考虑。PCB板焊锡即利用高温、高压，或两者并用的方式，使不同的两个工件产生原子之间结合的加工方式。传统的PCB板焊锡方法主要是依靠人工操作和经验积累，其工作强度大、工作环境恶劣、生产效率低下、次品率高，难以完成高精度元器件的焊接。因此，需要采用自动机器人焊锡技术，可以有效的提高生产效率、改善工人作业环境、保证优质的焊锡质量。自动机器人焊锡技术的发展，使得焊件的批量生产成为可能，有些针对部分通用元器件的自动焊锡设备己经完全取代手工焊锡。

然而，目前的自动焊锡机器人存在的关键问题是：焊锡工艺参数的确定是由工艺工程师通过实验调试出来的，工艺工程师在调试的过程中需要重复的进行实验才能确认较优的焊锡工艺参数，需要耗费大量的时间，效率较低，并且通过人工调试而来的参数都是因人而异的，没有一致性。此外，在PCB板的焊锡过程中，直插型电子元器件的引脚通常是用铜或铁镍金属制成，具有一定的柔韧性，而在PCB设计中焊点的通孔直径需要大于其对应电子元器件引脚直径，这样一来，在装配过程中就会出现引脚偏离轴线的情况，如果引脚偏离轴线，不仅会导致焊料分布不均匀和通过焊点填充不足的情况，还会增加了与相邻焊点桥接短路的风险，最终会降低焊点机械和电气的可靠性。因此，解决由于引脚偏离通孔轴线而产生的焊接缺陷仍然是现有技术的一大挑战。

发明内容

本发明克服了现有技术的不足，提供了一种用于PCB板的机器人焊锡系统。

为达到上述目的本发明采用的技术方案为：一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括工作台以及安装在工作台上的移动组件；

所述移动组件包括横梁与立架，所述横梁设置于所述立架顶部，所述横梁上设置有第一驱动件，所述第一驱动件包括第一滑轨，所述第一滑轨上设置有第一电机固定架，所述第一电机固定架上设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机配合连接有第一连接器，所述第一连接器配合连接有第一丝杆，所述第一丝杆上配合连接有第一滑块，所述第一滑块固定连接有第一固定块；

所述第一固定块上固定连接有第二驱动件，所述第二驱动件包括第二滑轨，所述第二滑轨上设置有第二电机固定架，所述第二电机固定架上设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机配合连接有第二连接器，所述第二连接器配合连接有第二丝杆，所述第二丝杆上配合连接有第二滑块，所述第二滑块固定连接有第二固定块；

所述第二固定块上固定连接有升降机构，所述升降机构包括气缸与推杆，所述推杆配合连接有连接块，所述连接块上设置有旋转机构，所述旋转机构上固定连接有机械手，所述旋转机构用于带动所述机械手旋转，所述机械手倒挂设置在所述旋转机构上；

所述机械手包括第一机械臂与第二机械臂，所述第二机械臂自由端端部设置有万向机构，所述万向机构配合连接有烙铁头，所述烙铁头上设置有送锡机构。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一驱动件上设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有第一限位件，所述第一滑块上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测所述第一滑块位置信息，所述第一滑块上设置有第一滑道，所述第一滑轨上设置有与所述第一滑道相配合的第一凸块，所述第一凸块嵌入所述第一滑道内。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第二固定块上还配合连接有第三固定块，所述第三固定块上固定连接有摄像机构，所述摄像机构包括工业相机以及与所述工业相机搭配的光学放大镜头，所述第三固定块上还配合连接有固料架。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第二驱动件上设置有第二挡板，所述第二挡板上设置有第二限位件，所述第二滑块上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述第二滑块位置信息。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第二滑块上设置有第二滑道，所述第二滑轨上设置有与所述第二滑道相配合的第二凸块，所述第二凸块嵌入所述第二滑道内。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述工作台上设置有送料机构，所述送料机构包括送料台，所述送料台上间隔设置有固定槽。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述烙铁头上均设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述烙铁头参数信息。

本发明第二发明提供了一种用于PCB板机器人焊锡系统的引脚矫正方法，应用于任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括以下步骤：

获取PCB板中引脚图像信息；

对所述引脚图像信息进行处理，生成引脚模型信息；

将所述引脚模型信息与预设模型信息作对比，得出偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设阈值；

若大于，生成引脚偏移信息；

根据所述引脚偏移信息，计算出引脚矫正的路径，以确定所需的矫正距离和方向，生成矫正方案；

将所述矫正方案传送至控制终端。

本发明第三方面提供了一种用于PCB板机器人焊锡系统的焊锡方法，应用于任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括以下步骤：

获取PCB板图像信息；

对所述PCB板图像信息进行处理，生成焊点模型信息；

根据所述焊点模型信息，得出焊点直径大小；

根据所述焊点直径大小，判断信息库中是否存在该焊点的焊接工艺参数；

若信息库中存在该焊点的焊接工艺参数，则直接调用工艺参数进行焊接；

若信息库中不存在该焊点焊接工艺参数，则计算该焊点焊接所需的焊料量，生成新的工艺参数；

将所述新的工艺参数保存至信息库。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，计算该焊点焊接所需的焊料量，其特征在于，还包括以下步骤：

获取焊料高度、焊点半径以及引脚的横截面积的大小信息；

根据所述大小信息，计算出所需焊料体积；

根据所需焊料体积，计算出焊锡输送长度。

本发明公开的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，一方面，通过摄像机构获取引脚图像信息，处理器处理后能够得出引脚偏移信息，然后根据引脚的偏移信息，控制器能够快速精准的控制机器人对发生偏移的引脚进行矫正，不仅避免了因引脚偏离焊点轴线而出现焊锡缺陷的情况，还降低了因引脚偏离焊点轴线而造成焊点桥接短路的风险，增加了PCB板焊锡后的机械与电气可靠性；另一方面，通过摄像机构获取的图像信息，能够自动的计算出不同直径大小焊点在焊接时所需焊料的体积，从而计算出所需的送锡长度，这样一来，在焊锡前，就不再需要人工的进行调试而确认焊锡工艺参数，提高了生产效率的同时还具有一致性。同时，还能够把计算出的焊点工艺参数上传至信息库，当下一次识别到该焊点的工艺参数已在信息库时，能够直接调用，更具智能化。

附图说明

为了更清楚地说明本发明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发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他实施例的附图。

图1为系统整体结构示意图；

图2为第一驱动件结构示意图；

图3为第二驱动件结构示意图；

图4为升降机构结构示意图；

图5为机械手结构示意图；

图6为机器人焊锡系统引脚矫正方法流程图；

图7为机器人焊锡系统焊锡方法流程图；

图8为焊料体积计算方法流程图；

附图标记说明如下：101、工作台；102、移动组件；103、横梁；104、立架；105、第一驱动件；106、第二驱动件；107、第三固定块；108、摄像机构；109、固料架；201、第一滑轨；202、第一电机固定架；203、第一驱动电机；204、第一连接器；205、第一丝杆；206、第一滑块；207、第一固定块；301、第二滑轨；302、第二电机固定架；303、第二驱动电机；304、第二连接器；305、第二丝杆；306、第二滑块；307、第二固定块；401、升降机构；402、气缸；403、推杆；404、连接块；405、旋转机构；406、机械手；501、第一机械臂；502、第二机械臂；503、万向机构；504、烙铁头；505、送料机构；506、送料台；507、固定槽。

具体实施方式

为了能够更加清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细描述，这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成，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。

在本申请的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的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申请保护范围的限制。此外，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或隐含指明所指示的技术特征的数量。因此，限定有“第一”、“第二”等的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明创造的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

在本申请的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以通过具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

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。

实施例一：

本发明第一方面提供了一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括工作台101以及安装在工作台101上的移动组件102；

如图1、2所示，所述移动组件102包括横梁103与立架104，所述横梁103设置于所述立架104顶部，所述横梁103上设置有第一驱动件105，所述第一驱动件105包括第一滑轨201，所述第一滑轨201上设置有第一电机固定架202，所述第一电机固定架202上设置有第一驱动电机203，所述第一驱动电机203配合连接有第一连接器204，所述第一连接器204配合连接有第一丝杆205，所述第一丝杆205上配合连接有第一滑块206，所述第一滑块206固定连接有第一固定块207。

如图1、3所示，所述第一固定块207上固定连接有第二驱动件106，所述第二驱动件106包括第二滑轨301，所述第二滑轨301上设置有第二电机固定架302，所述第二电机固定架302上设置有第二驱动电机303，所述第二驱动电机303配合连接有第二连接器304，所述第二连接器304配合连接有第二丝杆305，所述第二丝杆305上配合连接有第二滑块306，所述第二滑块306固定连接有第二固定块307。

需要说明的是，第一驱动件105设置在横梁103上，横梁103底部设置有立架104，立架104通过螺栓固定在工作台101上，由于第一驱动件105以及第二驱动件106在移动过程中会产生震动，横梁103与立架104均为韧性度较高以及具有较好减震性能的刚性材料。第一驱动件105的驱动原理为：第一驱动电机203驱动后，带动第一连接器204旋转，使得第一连接器204能够带动第一丝杆205旋转，第一丝杆205为设置有螺纹结构的螺纹丝杆，第一滑块206上也设置有与第一丝杆相匹配的螺纹孔，这样一来，当第一丝杆205旋转时，第一滑块206便能够移动，从而把第一驱动电机203的旋转运动转化成第一滑块206的直线运动，通过控制第一驱动电机203的正反转，便能够控制第一滑块206的运动方向，具有控制精度高，移动平稳的优点。同理，第二驱动件106的运动原理亦是如此。

如图3、4、5所示，所述第二固定块307上固定连接有升降机构401，所述升降机构401包括气缸402与推杆403，所述推杆403配合连接有连接块404，所述连接块404上设置有旋转机构405，所述旋转机构405上固定连接有机械手406，所述旋转机构405用于带动所述机械手406旋转，所述机械手406倒挂设置在所述旋转机构405上；所述机械手406包括第一机械臂501与第二机械臂502，所述第二机械臂502自由端端部设置有万向机构503，所述万向机构503配合连接有烙铁头504，所述烙铁头504上设置有送锡机构。

需要说明的是，第一滑块206上固定连接有第一固定块207，第一固定块207上固定连接有第二驱动件106，这样一来，第一滑块206便能够带动第二驱动件106一同移动。第二滑块306上固定连接有第二固定块307，第二固定块307上固定连接有升降机构401，升降机构401上固定连接有机械手406，这样一来，通过驱动第一驱动件105与第二驱动件106，便能够带动机械手406大范围的移动，大大增加了机械手406的焊锡范围。同时，升降机构401能够带动机械手406上下移动，旋转机构405能够带动机械手406旋转，第二机械臂502自由端端部设置有万向机构503，烙铁头504与万向机构503配合连接，万向机构503能够实现万向转动，使得机械手406在焊锡过程中更具灵活性。

所述第一驱动件105上设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有第一限位件，所述第一滑块206上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测所述第一滑块206位置信息，所述第一滑块206上设置有第一滑道，所述第一滑轨201上设置有与所述第一滑道相配合的第一凸块，所述第一凸块嵌入所述第一滑道内。

所述第二驱动件106上设置有第二挡板，所述第二挡板上设置有第二限位件，所述第二滑块306上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述第二滑块306位置信息；所述第二滑块306上设置有第二滑道，所述第二滑轨301上设置有与所述第二滑道相配合的第二凸块，所述第二凸块嵌入所述第二滑道内。

需要说明的是，第一限位件与第二限位件可以是光电传感器，当第一滑块206或第二滑块306移动至极限位置时，光电传感器能够把信号反馈至控制器上，控制器接受信号后控制第一滑块206或第二滑块306停止移动，避免发生碰撞，保证了安全。第一传感器与第二传感器可以是位移传感器，位移传感能够实时检测第一滑块206或第二滑块306位置以及速度信息，实时的把信息反馈至控制器上，使得控制器能够实时的掌握第一滑块206与第二滑块306位置信息，从而精准的控制机械手406工作。

如图5所示，所述第一机械臂501、所述第二机械臂502以及所述烙铁头504上均设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述第一机械臂501、所述第二机械臂502以及所述烙铁头504参数信息。

需要说明的是，第三传感器可以是位移传感器，通过位移传感器分别检测第一机械臂501、第二机械臂502以及烙铁头504的实时位置信息。在进行机械手406焊锡时，对比第一机械臂501实时位置信息与第一机械臂501预设位置信息，计算出第一偏差率，当第一偏差率大于第一预设阈值时，通过控制器控制第一机械臂501进行误差调整；对比第二机械臂502实时位置信息与第二机械臂502预设位置信息，计算出第二偏差率，当第二偏差率大于第二预设阈值时，通过控制器控制第二机械臂502进行误差调整；对比烙铁头504实时位置信息与烙铁头504预设位置信息，计算出第三偏差率，当第三偏差率大于第三预设阈值时，通过控制器控制烙铁头504进行误差调整；这样一来，当机械手406在焊锡过程中出现误差时，便能够实时的进行误差补偿，保证了PCB板焊锡后的稳定性与可靠性，减少了发生漏焊、少焊以及焊点不饱满的情况。

如图1、3所示，所述第二固定块307上还配合连接有第三固定块107，所述第三固定块107上固定连接有摄像机构108，所述摄像机构108包括工业相机以及与所述工业相机搭配的光学放大镜头，所述第三固定块107上还配合连接有固料架109。所述工作台101上设置有送料机构505，所述送料机构505包括送料台506，所述送料台506上间隔设置有固定槽507。

需要说明的是，送料机构505能够在上一工站把PCB板输送至工作台101的焊锡区上；焊锡完成后，送料机构505能够把PCB板运输至下一工站。固定槽507能够把PCB板固定住，以防止PCB板在焊锡过程中发生位移而影响焊锡精度。摄像机构108是影响控制误差的重要因素，因此，选用的光学镜头放大倍数月大，相机的分辨率越高，都会使得图像空间中的像素当量越小，整个控制框架的实际误差也越小。

实施例二：

本发明第二发明提供了一种用于PCB板机器人焊锡系统的引脚矫正方法，应用于任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，如图6所示，包括以下步骤：

S102：获取PCB板图像信息；

S104：对所述PCB板图像信息进行处理，提取PCB板中引脚特征信息，生成引脚模型信息；

S106：将所述引脚模型信息与预设模型信息作对比，得出偏差率；

S108：判断所述偏差率是否大于预设阈值；

S110：若大于，生成引脚偏移信息；

S112：根据所述引脚偏移信息，计算出引脚矫正的路径，以确定所需的矫正距离和方向，生成矫正方案；

S114：将所述矫正方案传送至控制终端。

需要说明的是，在PCB板的设计中，PCB板中焊点的直径需要大于其对应电子元器件引脚直径，对于这种有间隙的装配往往会容易出现引脚偏离焊点轴线的情况，或者在进行装配时引脚也会因为轻微碰撞的而造成偏移的情况。如果电子元器件的引脚偏离焊点轴线，则在焊锡过程中焊料会不均匀的分布在引脚两侧，熔融焊料的表面张力和毛细管力就会造成焊料在焊点内填充不足，出现焊锡不饱满的情况。更严重的是，如果相邻的两个引脚过度倾斜偏移，就会直接发生桥接短路故障。这些由引脚偏移倾斜导致的焊接缺陷可以通过精确的操作将引脚的自由端进行矫正，以保证PCB板在焊锡后的可靠性与稳定性。

需要说明的是，当送料机构把待焊锡的PCB板运送至焊锡区后，摄像机构采集PCB板的图像信息，然后通过处理器提取出PCB板中引脚的特征信息，将提取出来的引脚特征信息与预设引脚模型信息作对比，得出偏差率，若偏差率大于某一设定的阈值，则代表该引脚已发生偏移，需要进行矫正。当识别出所需要矫正的的引脚后，处理器就会根据引脚偏移的信息，制定出矫正方案，矫正方案包括机械手的移动路径、移动速度以及矫正力度大小等。制定出方案后，控制器控制机械手移动，完成矫正过程。

需要说明的是，引脚的一端固定在元器件上，另一端为自由端，因此在矫正的过程中，只需要对引脚自由端进行“扶正”便可。而对引脚进行“扶正”的是烙铁头，机械手只用于带动烙铁头移动，机械手不与引脚相接触。为了保证机器人在运动过程中碰撞到引脚，需要定义一个安全平面，安全平面水平高度应该大于引脚的水平高度，首先机械手快速移动到安全平面上，然后再按一定速度向下移动，进行矫正。

需要说明的是，在烙铁头逐渐推动引脚自由端的过程中，引脚自由端的位置时实时更新的，控制器的输入误差为图像空间中的特征点直接的误差，因此尽管控制器因为系统标定或者系统扰动造成了误差，在基于图像的引脚矫正控制中也能进行修正。因此整个控制框架的控制误差仅受到成像系统的影响，理论的控制误差为一个像素当量。因此选用的光学镜头放大倍数越大，相机的分辨率越高，都会使得图像空间中的像素当量越小，整个控制框架的实际误差也越小。

实施例三：

本发明第三方面提供了一种用于PCB板机器人焊锡系统的焊锡方法，应用于任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，如图7所示，包括以下步骤：

S202：获取PCB板图像信息；

S204：对所述PCB板图像信息进行处理，生成焊点模型信息；

S206：根据所述焊点模型信息，得出焊点直径大小；

S208：根据所述焊点直径大小，判断信息库中是否存在该焊点的焊接工艺参数；

S210：若信息库中存在该焊点的焊接工艺参数，则直接调用工艺参数进行焊接；

S212：若信息库中不存在该焊点焊接工艺参数，则计算该焊点焊接所需的焊料量，生成新的工艺参数；

S214：将所述新的工艺参数保存至信息库。

需要说明的是，在PCB板的设计中，存在多种规格大小的焊点，而不同的焊点的大小，焊接时所需焊料的体积也不同。因此需要构建一个焊点焊料体积计算模型，再结合机器视觉处理方法实现对不同大小焊点的工艺参数的进行自动计算。同时，为了避免对相同焊点进行重复计算浪费系统计算资源以及渐渐提高系统的响应速度，需要为焊点建立一个信息库。若摄像机构108识别到该焊点的焊接工艺参数已存在信息库时，则直接调用该工艺参数进行焊接便可。若该焊点的焊接工艺参数不存在于信息库上，则系统会自动的计算出该焊点的焊接工艺参数，然后进行焊接。

进一步的，本发明的一个较佳实施例中，计算该焊点焊接所需的焊料量，其特征在于，如图8所示，还包括以下步骤：

S302：获取焊料高度、焊点半径以及引脚的横截面积的大小信息；

S304：根据所述大小信息，计算出所需焊料体积；

S306：根据所需焊料体积，计算出焊锡输送长度。

需要说明的是，一方面，在现有的机器人自动焊锡系统中，焊锡工艺参数的确定是由工艺工程师通过实验调试出来的，工艺工程师在调试的过程中需要重复的进行实验才能确认较优的焊锡工艺参数，需要耗费大量的时间，效率较低，并且通过人工调试而来的参数都是因人而异的，没有一致性。另一方面，对于直插型电子元器件在PCB中的焊接，焊料体积是影响焊点质量及其可靠性的关键工艺参数，假如焊料体积输入参数不准确，则会出现漏焊、少焊、桥接、焊点不饱满等缺陷，由此可见，确定适宜的输入焊料体积是至关重要的。

需要说明的是，焊点的焊料体积可分为：上半部分体积、通孔部分体积和下半部分体积三部分。高质量的直插型焊点应该是焊料分布均匀且对称的，且外形为凹形锥体，上半部分焊料高度与下半部分焊料高度也应该是相等的。因此，可以将焊点上半部分与下半部分体积视为由高阶曲线绕通孔中心轴旋转得到的体积块，然后使用计算旋转体体积的数学方法计算出焊点的上半部分与下半部分体积。设定PCB板上表面焊点通孔中心为坐标系原点，竖直向上方向为z轴正方向，通孔中心至焊盘右边缘的方向为x轴正方向，则焊点上半部分焊料体积公式为：

其中，V₁代表焊点上半部分焊料的体积，K代表焊料的高度，理想情况下为焊盘外径的1.0至1.2倍；S上半部焊料任一横截面的面积；x代表上半部焊料任一横截面的半径；z的取值范围为0至K。

焊点通孔中焊料的体积为：

V₂＝πR²d

其中，V₂代表焊点通孔中焊料的体积；R焊点通孔半径；d代表PCB板的厚度。

焊点下半部分焊料体积公式为：

其中，V₃代表焊点下半部分焊料的体积；S^′下半部焊料任一横截面的面积；K代表焊料的高度，理想情况下为焊盘外径的1.0至1.2倍；r代表下半部焊料任一横截面的半径；z的取值范围为0至K。

电子器件引脚嵌入焊料的体积公式为：

V₄＝S₁×(d+K+ΥK)

其中，V₄代表电子器件引脚嵌入焊料的体积；S₁代表电子元器件引脚的横截面积；d代表PCB板的厚度；K代表焊料的高度；Υ为个性化透锡参数，由产品交付方给定。

把上半部分焊料体积、焊点通孔中焊料的体积、焊点下半部分焊料体积三部分的总体积减去电子器件引脚嵌入焊料的体积，即可得到焊点所需焊料体积公式为：

V_s＝(V₁+V₂+V₃)-V₄

在得到焊点所需的焊料体积后，通过选用的焊锡丝尺寸换算得到锡丝传送装置需要传送的焊锡丝长度：

其中，L代表锡丝传送装置需要传送的锡丝长度；V_s焊点所需焊料体积；R_T代表系统选用的锡丝半径。

以上依据本发明的理想实施例为启示，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (10)

1.一种用于PCB板的机器人焊锡系统，包括工作台以及安装在工作台上的移动组件，其特征在于：

所述移动组件包括横梁与立架，所述横梁设置于所述立架顶部，所述横梁上设置有第一驱动件，所述第一驱动件包括第一滑轨，所述第一滑轨上设置有第一电机固定架，所述第一电机固定架上设置有第一驱动电机，所述第一驱动电机配合连接有第一连接器，所述第一连接器配合连接有第一丝杆，所述第一丝杆上配合连接有第一滑块，所述第一滑块固定连接有第一固定块；

所述第一固定块上固定连接有第二驱动件，所述第二驱动件包括第二滑轨，所述第二滑轨上设置有第二电机固定架，所述第二电机固定架上设置有第二驱动电机，所述第二驱动电机配合连接有第二连接器，所述第二连接器配合连接有第二丝杆，所述第二丝杆上配合连接有第二滑块，所述第二滑块固定连接有第二固定块；

所述第二固定块上固定连接有升降机构，所述升降机构包括气缸与推杆，所述推杆配合连接有连接块，所述连接块上设置有旋转机构，所述旋转机构上固定连接有机械手，所述旋转机构用于带动所述机械手旋转，所述机械手倒挂设置在所述旋转机构上；

所述机械手包括第一机械臂与第二机械臂，所述第二机械臂自由端端部设置有万向机构，所述万向机构配合连接有烙铁头，所述烙铁头上设置有送锡机构。

2.根据权利要求1所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述第一驱动件上设置有第一挡板，所述第一挡板上设置有第一限位件，所述第一滑块上设置有第一传感器，所述第一传感器用于检测所述第一滑块位置信息，所述第一滑块上设置有第一滑道，所述第一滑轨上设置有与所述第一滑道相配合的第一凸块，所述第一凸块嵌入所述第一滑道内。

3.根据权利要求1所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述第二固定块上还配合连接有第三固定块，所述第三固定块上固定连接有摄像机构，所述摄像机构包括工业相机以及与所述工业相机搭配的光学放大镜头，所述第三固定块上还配合连接有固料架。

4.根据权利要求1所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述第二驱动件上设置有第二挡板，所述第二挡板上设置有第二限位件，所述第二滑块上设置有第二传感器，所述第二传感器用于检测所述第二滑块位置信息。

5.根据权利要求4所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述第二滑块上设置有第二滑道，所述第二滑轨上设置有与所述第二滑道相配合的第二凸块，所述第二凸块嵌入所述第二滑道内。

6.根据权利要求1所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述工作台上设置有送料机构，所述送料机构包括送料台，所述送料台上间隔设置有固定槽。

7.根据权利要求1所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于：所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述烙铁头上均设置有第三传感器，所述第三传感器用于检测所述第一机械臂、所述第二机械臂以及所述烙铁头参数信息。

8.一种用于PCB板机器人焊锡系统的引脚矫正方法，应用于权利要求1-7任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于，包括以下步骤：

获取PCB板图像信息；

对所述PCB板图像信息进行处理，提取PCB板中引脚特征信息，生成引脚模型信息；

将所述引脚模型信息与预设模型信息作对比，得出偏差率；

判断所述偏差率是否大于预设阈值；

若大于，生成引脚偏移信息；

根据所述引脚偏移信息，计算出引脚矫正的路径，以确定所需的矫正距离和方向，生成矫正方案；

将所述矫正方案传送至控制终端。

9.一种用于PCB板机器人焊锡系统的焊锡方法，应用于权利要求1-7任一所述的一种用于PCB板的机器人焊锡系统，其特征在于，包括以下步骤：

获取PCB板图像信息；

对所述PCB板图像信息进行处理，生成焊点模型信息；

根据所述焊点模型信息，得出焊点直径大小；

根据所述焊点直径大小，判断信息库中是否存在该焊点的焊接工艺参数；

若信息库中存在该焊点的焊接工艺参数，则直接调用工艺参数进行焊接；

若信息库中不存在该焊点焊接工艺参数，则计算该焊点焊接所需的焊料量，生成新的工艺参数；

将所述新的工艺参数保存至信息库。

10.根据权利要求9所述的一种用于PCB板机器人焊锡系统的焊接方法，计算该焊点焊接所需的焊料量，其特征在于，还包括以下步骤：

获取焊料高度、焊点半径以及引脚的横截面积的大小信息；

根据所述大小信息，计算出所需焊料体积；

根据所需焊料体积，计算出焊锡输送长度。

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