CN113857740B - 一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，涉及电子元件焊接技术领域，通过在主框架的内部一侧固定安装有电子元件供料平台，在电子元件供料平台的顶端固定安装有电子元件冲压单元，在主框架和副框架的内部共同固定安装有焊接载体驱动单元，电子元件供料平台可以为焊接工作主动供给各种电子元件，电子元件冲压单元能够进行冲压，焊接载体驱动单元能够对电子元件载体进行固定，并且主动驱动电子元件载体进行焊接位置上的调整，方便焊接工作的进行，通过机械结构之间的相互配合，实现了现有电子元件焊接的全自动模式，与以往人工对电子元件进行焊接的方式相比，采用机械设备进行焊接不仅安全，而且成本更低，良品率更高。

Description

一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器

技术领域

本发明涉及电子元件焊接技术领域，具体为一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器。

背景技术

目前，在二极管、电阻以及电容等电子元件焊接到电子元件载体上的过程中，现有技术大多数采用的是人工手持焊枪的方式进行操作，利用人工方式对电子元件进行焊接时，主要存在如下问题：

人工对电子元件进行焊接时，由于操作人员需要直接上手进行操作，因此容易引发安全事故，给企业造成不必要的麻烦和经济损失；

人工对电子元件进行焊接时，对操作人员的技能要求较高，在进行焊接前，操作人员需要进行岗前培训，即便是操作人员熟知焊接要求，后期也需要定期进行培训，增加了产品生产的成本；

人工对电子元件进行焊接时，效率低，且良品率不高，焊接后的不合格品只能当废料处理，无法进行弥补。

综上，本领域的技术人员提出了一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，通过研发能力，利用机械设备进行焊接去取代现有的人工焊接，以避免上述不足之处。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，解决了上述背景技术中提出的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，包括水平方向进行焊接固定的主框架和副框架，所述主框架的内部一侧固定安装有电子元件供料平台，在所述电子元件供料平台的顶端固定安装有电子元件冲压单元，在所述主框架和副框架的内部共同固定安装有焊接载体驱动单元，在所述主框架的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元的一侧固定安装有激光焊接机械手，在所述主框架的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元的另一侧固定安装有识别抓取机械手，所述识别抓取机械手的驱动端分别固定安装有吸附爪盘和CCD识别相机；

所述焊接载体驱动单元包括固定安装在主框架和副框架之间的支撑立板，在所述支撑立板背面的顶部以及底部分别对应固定安装有螺纹杆第一固定座和螺纹杆第二固定座，所述螺纹杆第一固定座和螺纹杆第二固定座的内部共同转动连接有螺纹杆，在所述支撑立板背面的两侧均固定安装有直线导轨，两个所述直线导轨共同滑动连接有升降座，所述升降座的内部贯穿式固定连接有螺纹筒，所述螺纹杆与螺纹筒螺纹连接，所述升降座的内部分别固定安装有第一轴承座和第二轴承座，所述第一轴承座和第二轴承座的内部共同转动连接有一根载体驱动轴杆，所述载体驱动轴杆的从动端固定套接有第二从动齿轮，所述升降座的底端固定安装有旋转驱动电机，所述旋转驱动电机的驱动端固定套接有第二主动齿轮。

进一步的，所述电子元件供料平台包括固定安装在主框架一侧的两根立柱，每根所述立柱的侧壁均固定安装有齿条，两根所述立柱之间共同滑动连接有平台载体，所述平台载体的下方转动连接有一根传动轴杆，所述传动轴杆的两端均延伸至平台载体的外部，且均固定安装有升降从动齿轮。

进一步的，在所述平台载体的顶端固定设置有若干组料盘限位框架，每组所述料盘限位框架的内部均堆叠放置有若干组电子元件存放料盘。

进一步的，所述传动轴杆的外部固定安装有第一从动齿轮，在所述平台载体的底端固定安装有自锁电机，所述自锁电机的驱动端固定安装有第一主动齿轮，所述第一主动齿轮与第一从动齿轮相啮合。

进一步的，所述电子元件冲压单元包括固定安装在电子元件供料平台顶端的基座框架，在所述基座框架顶端的一侧固定安装有滑台气缸，所述滑台气缸的驱动端固定安装有夹爪气缸，在所述基座框架顶端的另一侧固定安装有冲压气缸，所述冲压气缸的驱动端固定连接有冲压头。

进一步的，所述基座框架的顶端且位于夹爪气缸、冲压头之间的位置设置有凸台载体，所述凸台载体被固定安装在所述基座框架内部的两个横向限位气缸所驱动，所述凸台载体的顶端且位于冲压头、夹爪气缸之间的位置设置为电子元件放置区。

进一步的，在所述螺纹杆第二固定座的内部固定安装有减速机，所述减速机的驱动端通过联轴器与所述螺纹杆的底端固定连接，所述减速机的从动端串接有升降驱动电机的驱动端。

进一步的，在所述支撑立板的内部开设有升降通槽，通过所述升降通槽促使所述载体驱动轴杆的一端延伸至支撑立板的正面，所述载体驱动轴杆的端部固定安装有载体固定架，通过所述载体固定架在所述载体驱动轴杆的外部固定设置电子元件焊接载体，所述第二主动齿轮与第二从动齿轮相啮合。

有益效果

本发明提供了一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器。与现有技术相比具备以下有益效果：

该具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，通过在主框架的内部一侧固定安装有电子元件供料平台，在电子元件供料平台的顶端固定安装有电子元件冲压单元，在主框架和副框架的内部共同固定安装有焊接载体驱动单元，识别抓取机械手的驱动端分别固定安装有吸附爪盘和CCD识别相机，在实际使用时，其中，电子元件供料平台可以为焊接工作主动供给各种电子元件，电子元件冲压单元能够针对电容、二极管等电子元件进行冲压，冲压的形状与电子元件载体相适配，便于后续在焊接时，电子元件能够更好的贴合于电子元件载体上，识别机械手上配套设置的吸附爪盘和CCD识别相机，分别起到识别对应电子元件以及抓取电子元件进行上料的作用，而焊接载体驱动单元能够对电子元件载体进行固定，并且主动驱动电子元件载体进行焊接位置上的调整，方便焊接工作的进行，通过机械结构之间的相互配合，实现了现有电子元件焊接的全自动模式，与以往人工对电子元件进行焊接的方式相比，采用机械设备进行焊接不仅安全，而且成本更低，良品率更高。

附图说明

图1为本发明第一视角的结构示意图；

图2为本发明第二视角的结构示意图；

图3为本发明第三视角的结构示意图；

图4为本发明焊接载体驱动单元第一视角的结构示意图；

图5为本发明焊接载体驱动单元第二视角的结构示意图；

图6为本发明电子元件供料平台第一视角的结构示意图；

图7为本发明电子元件供料平台第二视角的结构示意图；

图8为本发明电子元件冲压单元的结构示意图。

图中：1、主框架；2、副框架；3、电子元件供料平台；31、立柱；32、齿条；33、平台载体；34、料盘限位框架；35、电子元件存放料盘；36、传动轴杆；37、第一从动齿轮；38、自锁电机；39、第一主动齿轮；310、升降从动齿轮；4、电子元件冲压单元；41、基座框架；42、滑台气缸；43、夹爪气缸；44、冲压气缸；45、冲压头；46、凸台载体；47、横向限位气缸；48、电子元件放置区；5、激光焊接机械手；6、识别抓取机械手；61、吸附爪盘；62、CCD识别相机；7、焊接载体驱动单元；71、支撑立板；72、螺纹杆第一固定座；73、螺纹杆第二固定座；74、减速机；75、螺纹杆；76、联轴器；77、升降驱动电机；78、直线导轨；79、升降座；710、第一轴承座；711、升降通槽；712、螺纹筒；713、载体驱动轴杆；714、载体固定架；715、电子元件焊接载体；716、第二轴承座；717、第二从动齿轮；718、旋转驱动电机；719、第二主动齿轮。

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技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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，都属于本发明保护的范围。

实施例1

请参阅图1-3，本发明提供一种技术方案：一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，包括水平方向进行焊接固定的主框架1和副框架2，在主框架1和副框架2的内部共同固定安装有焊接载体驱动单元7，在主框架1的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元7的一侧固定安装有激光焊接机械手5，在主框架1的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元7的另一侧固定安装有识别抓取机械手6，识别抓取机械手6的驱动端分别固定安装有吸附爪盘61和CCD识别相机62。

请参阅图4-5，焊接载体驱动单元7包括固定安装在主框架1和副框架2之间的支撑立板71，在支撑立板71背面的顶部以及底部分别对应固定安装有螺纹杆第一固定座72和螺纹杆第二固定座73，螺纹杆第一固定座72和螺纹杆第二固定座73的内部共同转动连接有螺纹杆75，在支撑立板71背面的两侧均固定安装有直线导轨78，两个直线导轨78共同滑动连接有升降座79，升降座79的内部贯穿式固定连接有螺纹筒712，螺纹杆75与螺纹筒712螺纹连接，升降座79的内部分别固定安装有第一轴承座710和第二轴承座716，第一轴承座710和第二轴承座716的内部共同转动连接有一根载体驱动轴杆713，载体驱动轴杆713的从动端固定套接有第二从动齿轮717，升降座79的底端固定安装有旋转驱动电机718，旋转驱动电机718的驱动端固定套接有第二主动齿轮719，在螺纹杆第二固定座73的内部固定安装有减速机74，减速机74的驱动端通过联轴器76与螺纹杆75的底端固定连接，减速机74的从动端串接有升降驱动电机77的驱动端，在支撑立板71的内部开设有升降通槽711，通过升降通槽711促使载体驱动轴杆713的一端延伸至支撑立板71的正面，载体驱动轴杆713的端部固定安装有载体固定架714，通过载体固定架714在载体驱动轴杆713的外部固定设置电子元件焊接载体715，第二主动齿轮719与第二从动齿轮717相啮合。

焊接载体驱动单元7在实际使用时，首先，将电子元件焊接载体715放置在载体驱动轴杆713的外部，且在固定时，需要利用载体固定架714（为可伸缩结构，此处不再详述）作为支撑，当电子元件焊接载体715被固定完成后，需要提升电子元件焊接载体715的高度，此时启动升降驱动电机77，升降驱动电机77借助减速机74和联轴器76带动螺纹杆75转动，且由于螺纹杆75与螺纹筒712通过螺纹连接，螺纹筒712又与升降座79固定连接，因此当螺纹杆75转动的过程中，借助直线导轨78进行移动，直至电子元件焊接载体715达到指定高度，当电子元件焊接载体715一个位置上的电子元件焊满，需要更换其他焊接位置时，启动旋转驱动电机718，旋转驱动电机718依次带动第二主动齿轮719和第二从动齿轮717转动，进而带动载体驱动轴杆713转动，从而带动电子元件焊接载体715同步转动，以达到更换焊接位置的目的。

实施例2

请参阅图6-7，主框架1的内部一侧固定安装有电子元件供料平台3，电子元件供料平台3包括固定安装在主框架1一侧的两根立柱31，每根立柱31的侧壁均固定安装有齿条32，两根立柱31之间共同滑动连接有平台载体33，平台载体33的下方转动连接有一根传动轴杆36，传动轴杆36的两端均延伸至平台载体33的外部，且均固定安装有升降从动齿轮310，在平台载体33的顶端固定设置有若干组料盘限位框架34，每组料盘限位框架34的内部均堆叠放置有若干组电子元件存放料盘35，传动轴杆36的外部固定安装有第一从动齿轮37，在平台载体33的底端固定安装有自锁电机38，自锁电机38的驱动端固定安装有第一主动齿轮39，第一主动齿轮39与第一从动齿轮37相啮合。

电子元件供料平台3在实际使用时，电子元件供料平台3上放置有若干组堆叠放置的电子元件存放料盘35，对整个焊接过程进行主动供料，在供料过程中，需要调整整个电子元件供料平台3的高度时，启动自锁电机38，自锁电机38依次带动第一主动齿轮39与第一从动齿轮37转动，进而带动传动轴杆36转动，传动轴杆36带动两端的升降从动齿轮310转动，且由于升降从动齿轮310与齿条32啮合，因此当升降从动齿轮310转动时，会沿着齿条32的方向进行移动，从而实现高度的调整。

实施例3

请参阅图8，在电子元件供料平台3的顶端固定安装有电子元件冲压单元4，电子元件冲压单元4包括固定安装在电子元件供料平台3顶端的基座框架41，在基座框架41顶端的一侧固定安装有滑台气缸42，滑台气缸42的驱动端固定安装有夹爪气缸43，在基座框架41顶端的另一侧固定安装有冲压气缸44，冲压气缸44的驱动端固定连接有冲压头45，基座框架41的顶端且位于夹爪气缸43、冲压头45之间的位置设置有凸台载体46，凸台载体46被固定安装在基座框架41内部的两个横向限位气缸47所驱动，凸台载体46的顶端且位于冲压头45、夹爪气缸43之间的位置设置为电子元件放置区48。

电子元件冲压单元4在实际使用时，负责对电子元件进行冲压，让电子元件的形状改变成与电子元件焊接载体715的焊接位置相贴合，具体为识别抓取机械手6识别出该电子元件需要进行冲压后才能焊接时，会主动降该电子元件放置在电子元件放置区48的内部，随后滑台气缸42带动夹爪气缸43前移，夹爪气缸43对该电子元件进行夹持，夹持固定后，冲压气缸44携带冲压头45移动，并对该电子元件进行冲压，即可。

整个设备在实际使用时，先将需要焊接的电子元件放置于电子元件存放料盘35中，再将若干电子元件存放料盘35叠放在一起，且放置于料盘限位框架34中，随后，调整电子元件供料平台3的高度，直至高度到达识别抓取机械手6能够触及的位置，再把电子元件焊接载体715固定在焊接载体驱动单元7上，并调节焊接载体驱动单元7的高度，直至高度达到激光焊接机械手5能够触及的位置，随后整个设备开始正常工作，识别抓取机械手6利用吸附爪盘61和CCD识别相机62依次进行识别和吸附抓取，当识别的电子元件为需要冲压后才能进行焊接时，识别抓取机械手6会将该电子元件放置于电子元件冲压单元4上，进行冲压，冲压后的电子元件被识别抓取机械手6取走，并转移至电子元件焊接载体715上需要焊接的位置，此时，利用激光焊接机械手5进行焊接，当一个位置焊满后，通过焊接载体驱动单元7对电子元件焊接载体715进行旋转，更换下一个需要焊接的位置，即可。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，包括水平方向进行焊接固定的主框架（1）和副框架（2），其特征在于，所述主框架（1）的内部一侧固定安装有电子元件供料平台（3），在所述电子元件供料平台（3）的顶端固定安装有电子元件冲压单元（4），在所述主框架（1）和副框架（2）的内部共同固定安装有焊接载体驱动单元（7），在所述主框架（1）的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元（7）的一侧固定安装有激光焊接机械手（5），在所述主框架（1）的内部顶端且邻近焊接载体驱动单元（7）的另一侧固定安装有识别抓取机械手（6），所述识别抓取机械手（6）的驱动端分别固定安装有吸附爪盘（61）和CCD识别相机（62）；

所述焊接载体驱动单元（7）包括固定安装在主框架（1）和副框架（2）之间的支撑立板（71），在所述支撑立板（71）背面的顶部以及底部分别对应固定安装有螺纹杆第一固定座（72）和螺纹杆第二固定座（73），所述螺纹杆第一固定座（72）和螺纹杆第二固定座（73）的内部共同转动连接有螺纹杆（75），在所述支撑立板（71）背面的两侧均固定安装有直线导轨（78），两个所述直线导轨（78）共同滑动连接有升降座（79），所述升降座（79）的内部贯穿式固定连接有螺纹筒（712），所述螺纹杆（75）与螺纹筒（712）螺纹连接，所述升降座（79）的内部分别固定安装有第一轴承座（710）和第二轴承座（716），所述第一轴承座（710）和第二轴承座（716）的内部共同转动连接有一根载体驱动轴杆（713），所述载体驱动轴杆（713）的从动端固定套接有第二从动齿轮（717），所述升降座（79）的底端固定安装有旋转驱动电机（718），所述旋转驱动电机（718）的驱动端固定套接有第二主动齿轮（719），在所述螺纹杆第二固定座（73）的内部固定安装有减速机（74），所述减速机（74）的驱动端通过联轴器（76）与所述螺纹杆（75）的底端固定连接，所述减速机（74）的从动端串接有升降驱动电机（77）的驱动端，在所述支撑立板（71）的内部开设有升降通槽（711），通过所述升降通槽（711）促使所述载体驱动轴杆（713）的一端延伸至支撑立板（71）的正面，所述载体驱动轴杆（713）的端部固定安装有载体固定架（714），通过所述载体固定架（714）在所述载体驱动轴杆（713）的外部固定设置电子元件焊接载体（715），所述第二主动齿轮（719）与第二从动齿轮（717）相啮合；

焊接载体驱动单元（7）在实际使用时，首先，将电子元件焊接载体（715）放置在载体驱动轴杆（713）的外部，且在固定时，需要利用载体固定架（714）作为支撑，载体固定架（714）为可伸缩结构，当电子元件焊接载体（715）被固定完成后，需要提升电子元件焊接载体（715）的高度，此时启动升降驱动电机（77），升降驱动电机（77）借助减速机（74）和联轴器（76）带动螺纹杆（75）转动，且由于螺纹杆（75）与螺纹筒（712）通过螺纹连接，螺纹筒（712）又与升降座（79）固定连接，因此当螺纹杆（75）转动的过程中，借助直线导轨（78）进行移动，直至电子元件焊接载体（715）达到指定高度，当电子元件焊接载体（715）一个位置上的电子元件焊满，需要更换其他焊接位置时，启动旋转驱动电机（718），旋转驱动电机（718）依次带动第二主动齿轮（719）和第二从动齿轮（717）转动，进而带动载体驱动轴杆（713）转动，从而带动电子元件焊接载体（715）同步转动，以达到更换焊接位置的目的；

所述电子元件冲压单元（4）包括固定安装在电子元件供料平台（3）顶端的基座框架（41），在所述基座框架（41）顶端的一侧固定安装有滑台气缸（42），所述滑台气缸（42）的驱动端固定安装有夹爪气缸（43），在所述基座框架（41）顶端的另一侧固定安装有冲压气缸（44），所述冲压气缸（44）的驱动端固定连接有冲压头（45），所述基座框架（41）的顶端且位于夹爪气缸（43）、冲压头（45）之间的位置设置有凸台载体（46），所述凸台载体（46）被固定安装在所述基座框架（41）内部的两个横向限位气缸（47）所驱动，所述凸台载体（46）的顶端且位于冲压头（45）、夹爪气缸（43）之间的位置设置为电子元件放置区（48）。

2.根据权利要求1所述的一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，其特征在于，所述电子元件供料平台（3）包括固定安装在主框架（1）一侧的两根立柱（31），每根所述立柱（31）的侧壁均固定安装有齿条（32），两根所述立柱（31）之间共同滑动连接有平台载体（33），所述平台载体（33）的下方转动连接有一根传动轴杆（36），所述传动轴杆（36）的两端均延伸至平台载体（33）的外部，且均固定安装有升降从动齿轮（310）。

3.根据权利要求2所述的一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，其特征在于，在所述平台载体（33）的顶端固定设置有若干组料盘限位框架（34），每组所述料盘限位框架（34）的内部均堆叠放置有若干组电子元件存放料盘（35）。

4.根据权利要求2所述的一种具有机器人自动识别电子元件的自动焊机器，其特征在于，所述传动轴杆（36）的外部固定安装有第一从动齿轮（37），在所述平台载体（33）的底端固定安装有自锁电机（38），所述自锁电机（38）的驱动端固定安装有第一主动齿轮（39），所述第一主动齿轮（39）与第一从动齿轮（37）相啮合。

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