CN114700577B

CN114700577B - 基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法

Info

Publication number: CN114700577B
Application number: CN202210554272.0A
Authority: CN
Inventors: 陈驰; 刘明才
Original assignee: Jiangsu Yidingxun Intelligent Equipment Co ltd
Current assignee: Jiangsu Yidingxun Intelligent Equipment Co ltd
Priority date: 2022-05-20
Filing date: 2022-05-20
Publication date: 2022-12-02
Anticipated expiration: 2042-05-20
Also published as: CN114700577A

Abstract

本发明公开了基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法，包括支架和锡球激光焊接机构；设置在所述支架顶部的安装框，所述安装框上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；所述多通道输送机构包括靠背板，所述靠背板的下部安装有上支座，所述上支座上设置有多个锡球进料仓，用于不同类型的锡球存放，多个所述锡球进料仓分别处于上支座顶部的不同环道上。本发明通过设置的多通道输送机构，即当对应的活动件发生位移变化时，可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求。

Description

基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法

技术领域

本发明涉及锡球激光焊接技术领域，具体为基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法。

背景技术

激光锡球焊分为喷球焊接和植球焊接，是一种全新的锡焊贴装工艺。这种工艺的主要优点是能实现极小尺寸的互连，熔滴大小可小至几十微米。能将容器中的锡球通过特制的单锡珠分球系统转移至喷射头，通过激光的高脉冲能量，瞬间熔化置于喷射头上的锡球，再利用惰性气体压力将熔化后的锡料，喷射到焊点表面，形成互联焊点，现有的锡球激光焊接装置，在针对不同工艺环境使用过程中，熔化后的锡料喷射到对应焊点表面的量是不同的，并且现有的锡球激光焊接装置一般只存在单一通道，只能满足同一类型的锡球进入，无法适应多种不同的工艺环境。

中国专利CN109551069B虽然公开了一种自动化激光多通道锡球焊接装置，包括输送组件、吸取组件、焊接治具和锡球盒，其可以同时丢放多个锡球，并一次进行多个焊点的焊接，可以有效改进现有技术的不足，大大提高生产效率，进一步提高加工产品的质量；虽然其公开了多通道同时丢放多个锡球的技术构思，但是并没有对不同类型的锡球进行进入通道切换的部件以及如何控制锡球进入激光焊接点位的精准控制方法，无法准确地确保不同类型的锡球的精准焊接。

再如中国专利申请CN114160908A公开的激光熔锡喷射焊多通道进料系统，其通过在一个送料机构中设置若干送料盘来输送不同尺寸的锡球，位移机构带动传动轴作直线往复运动，使得同一时间内仅有一个送料盘转动进行输送，该装置满足了不同工件焊接用料需求，但是其并不能精确识别锡球是否进入了待焊接点，无法准确地确保不同类型的锡球的精准焊接。

发明内容

本发明针对上述缺陷，提供一种基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法，通过设置的多通道输送机构，即当对应的活动件发生位移变化时，可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求；并且通过设置于多通道输送机构下支座上的监控组件，实时监测分料碟片上开设的环形设置的容球孔内锡球是否处于正中间位置，进而在处于正中间时单片机控制激光头工作，激光便可通过激光入射口对喷嘴组件端部的锡球进行照射，使其快速热熔，进一步提高了焊接的顺畅性和焊接质量。

本发明提供如下技术方案：基于多通道输送的锡球激光焊接装置，包括支架和锡球激光焊接机构；设置在所述支架顶部的安装框，所述安装框上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；所述多通道输送机构包括靠背板，所述靠背板的下部安装有上支座，所述上支座上设置有多个锡球进料仓，用于不同类型的锡球存放，多个所述锡球进料仓分别处于上支座顶部的不同环道上，且所述锡球进料仓所在的上支座开设有弧形导槽，用于和对应的锡球进料仓连通；设置在所述上支座下表面可转动的进料环，所述进料环上开设有多个进料孔，每个所述进料孔与弧形导槽一一对应的，且用于不同位置的锡球滑出；包括可转动的分料碟片，所述分料碟片上开设有环形设置的容球孔，每个所述容球孔用于对不同位置的锡球进行承接，所述靠背板还上设置有转动驱动组件，用于带动分料碟片发生转动；还包括固定在上支座下部的下支座，所述下支座上设置有焊接头组件。

进一步地，所述焊接头组件包括安装条，所述安装条滑动设置在下支座的下表面，所述安装条的下表面设置有多个喷嘴组件，每个所述喷嘴组件上开设有用于导料槽，所述导料槽用于锡球进入对应喷嘴组件端部，所述下支座的上部开设有进料槽，用于不同位置所在的锡球进入，所述下支座的上部还开设有激光入射口，所述安装条上表面滑动安装有遮挡条，所述遮挡条与安装条之间连接有复位弹簧，且遮挡条的端部与下支座的侧壁相抵触。

进一步地，所述下支座的下表面设置有分段传动组件，用于驱动喷嘴组件发生间歇位移，所述分段传动组件包括固定在下支座下表面的固定块，所述固定块的竖直段滑动安装有活动件，所述固定块的横向段安装有可转动的转动盘，以及设置在固定块上的电机，用于驱动转动盘运动，所述转动盘上开设有限位槽，所述活动件的转动安装有限位块，所述限位块在限位槽内部限位滑动，所述活动件的一端与喷嘴组件所在的安装条固定连接，用于带动喷嘴组件运动。

进一步地，所述下支座上还设置有监测组件，用于对容球孔所在的锡球状态进行监测，所述监测组件包括开设在下支座上的安装槽，所述安装槽内部设置有可滑动的活动块，所述活动块的上表面设置有检测探头，所述安装槽与活动块之间连接有压簧。

进一步地，所述检测探头包括与所述装置的单片机无线通信传输的位置识别模块，用于识别容球孔内锡球的实时二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x_t,y_t)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的实时夹角θ_t，

所述检测探头中的位置识别模块识别到的位置信息传递至锡球激光焊接装置的单片机中，单片机采用遗传算法优化确定所述检测探头对容球器内锡球是否位于容球器正中间定位，包括以下步骤：

M1：实时采集t时刻容球孔内锡球的二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x_t,y_t)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角θ_t；

M2：所述装置的单片机中的控制单元根据所述M1步骤采集到的参数，构建锡球内正中定位距离计算模型D_tO以及夹角熵H(t)计算模型：

其中，t＝1,2,…,N，p_tu为t时刻容球孔内锡球位于第u个锡球于所述二维笛卡尔坐标系内的投影位置的概率，x_O为容球孔正中间球心x轴坐标，y_O为容球孔正中间球心y轴坐标；

M3：计算t时刻遗传算法的种群适应度函数f(D_tO,H(t))：

M4：采用概率P进行交叉变异1至N时刻的时间段内容球孔内锡球在所述二维笛卡尔坐标系的坐标值以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角；M5：判断经过所述M4步骤交叉变异优化后的t时刻遗传算法的种群适应度函数是否符合0.85<f(D_tO,H(t))≤1，若符合，则判断t时刻的容球孔内的锡球处于正中间位置，否则重复所述M1-M4步骤采用遗传算法交叉变异优化，进而使容球器内锡球位于容球器正中间定位。

所述M4步骤的概率P符合以下条件：

其中，f_平均为1至N时刻的时间段内的(D_tO,H(t))组成的种群平均适应度，f_big为进行交叉变异的(D_tO,H(t))组成的种群内两个不同时刻的个体较大的适应度。进一步地，所述分段传动组件上连接有推动组件，用于带动活动块位置发生移动，所述推动组件包括固定在活动件上的活动板，所述活动板上开设有斜面槽，所述活动块的侧壁固定有连接条，所述连接条的下表面固定有与斜面槽限位滑动的限位柱。

进一步地，所述分段传动组件上还连接有啮合传动组件，用于带动进料环发生转动，所述啮合传动组件包括齿牙和连接杆，所述连接杆固定安装在活动件远离喷嘴组件的端部，且所述连接杆的一端延伸至下支座的上表面并固定连接有齿条，所述齿牙环形分布在进料环的外壁上，且与齿条啮合传动。

进一步地，所述位移机构包括固定在安装框上的第一滑轨和第二滑轨，所述第一滑轨与第二滑轨呈垂直角度设置，所述第一滑轨内部滑动安装有纵向活动条，且纵向活动条内部限位滑动有滑块，所述安装框上固定安装有用于驱动纵向活动条移动的第二电动伸缩杆，所述滑块的一端通过安装座与锡球激光焊接机构固定连接，所述第二滑轨内部限位滑动安装有横向活动条，所述安装框上还固定安装有用于横向活动条移动的第一电动伸缩杆，所述滑块的另一端穿过横向活动条并设置有激光发射器，且滑块与横向活动条之间限位滑动。

进一步地，所述锡球激光焊接机构还包括激光头，用于对锡球进行激光照射，所述锡球激光焊接机构上还设置有夹紧组件，用于激光头固定，还包括开设在上支座上的激光通孔。

一种基于多通道输送的锡球激光焊接的使用方法，应用如前述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，所述使用方法包括以下步骤：

S1：将不同类型的锡球存放在对应的锡球进料仓内；

S2：转动进料环，实现弧形导槽与对应进料环所在的进料孔处于连通状态，供不同位置的锡球滑出；

S3：执行转动驱动组件工作时，可带动对应的分料碟片发生转动，从而使得分料碟片上的锡球运动并进入对应的喷嘴组件内部；

S4：控制激光头工作时，激光便可通过激光入射口对喷嘴组件端部的锡球进行照射，使其快速热熔。

与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

1、本发明通过设置的多通道输送机构，即当对应的活动件发生位移变化时，可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求。

2、本发明通过设置的位移组件，并根据焊接点位，可对应调节感光模块在点位板上的分布位置，使得感光模块与待加工点位一一对应，当滑块顶部的激光发射器作用在对应的感光模块时，此时的锡球激光焊接机构位于待加工点位上，感光模块发送对应的点位的信号，单片机控制模块控制锡球激光焊接机构上对应组件工作，完成一次锡球焊接工作，从而使得焊接工作精准有序的进行。

3、本发明通过采用具有位置识别模块的检测探头实时监测容球孔内的锡球的位置和与二维笛卡尔坐标的x轴的夹角，并基于遗传算法，采用具有不同条件的而不同的交叉变异概率进行交叉变异各个时刻的容球孔内的锡球位置，进而优化了单片机对不同时刻的容球孔内锡球是否处于正中间位置的判断方法，更有效、更准确地判断被实时监测的容球孔内的锡球是否处于正中间，保证锡球处于容球孔的正中部，从而可进一步提高焊接的顺畅性和焊接质量，进而在处于正中间时单片机控制激光头工作，激光便可通过激光入射口对喷嘴组件端部的锡球进行照射，使其快速热熔。

附图说明

图1为本发明的基于多通道输送的锡球激光焊接装置的第一视角立体结构示意图；

图2为图1所示的锡球激光焊接装置的第二视角立体结构示意图；

图3为图1所示的锡球激光焊接装置的正视结构示意图；

图4为图3所示的锡球激光焊接装置的A-A剖面结构示意图；

图5为本发明的基于多通道输送的锡球激光焊接机构的第一视角结构示意图；

图6为图5所示的第二视角立体结构示意图；

图7为图5所示的部分拆解立体结构示意图；

图8为图5所示的分段传动组件局部拆解立体结构示意图；

图9为图5所示的进料环立体结构示意图；

图10为图5所示的分料碟片立体结构示意图；

图11为图5所示的推动组件局部拆解立体结构示意图；

图12为图5所示的转动盘组合结构示意图；

图13为图12所示的限位块放大结构示意图。

图中：1、支架；2、安装框；4、横向活动条；5、激光发射器；6、纵向活动条；7、锡球激光焊接机构；8、滑块；9、安装座；10、第一电动伸缩杆；11、第二电动伸缩杆；12、第一滑轨；13、第二滑轨；14、点位板；15、夹紧组件；17、压紧机构；18、激光头；19、转动驱动组件；20、上支座；21、下支座；22、遮挡条；23、喷嘴组件；24、锡球进料仓；25、激光通孔；26、弧形导槽；27、分料碟片；28、容球孔；29、进料环；30、齿牙；31、齿条；32、进料孔；33、进料槽；34、安装槽；35、压簧；36、活动块；37、检测探头；38、导料槽；39、连接条；40、活动板；41、斜面槽；42、靠背板；43、安装条；44、激光入射口；46、转动盘；47、限位槽；48、限位块；49、活动件；50、固定块；51、连接杆。

具体实施方式

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“长度”、“宽度”、“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发明和简化描述，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发明的限制。下面结合附图详细介绍本发明各实施例。

请参阅图1至图13，本发明提供技术方案：基于多通道输送的锡球激光焊接装置，包括，支架1和锡球激光焊接机构7；设置在支架1顶部的安装框2，安装框2上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构7的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构7的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；多通道输送机构包括靠背板42，靠背板42的下部安装有上支座20，上支座20上设置有多个锡球进料仓24，用于不同类型的锡球存放，多个锡球进料仓24分别处于上支座20顶部的不同环道上，且锡球进料仓24所在的上支座20开设有弧形导槽26，用于和对应的锡球进料仓24连通；设置在上支座20下表面可转动的进料环29，进料环29上开设有多个进料孔32，每个进料孔32与弧形导槽26一一对应的，且用于不同位置的锡球滑出；多通道输送机构还包括可转动的分料碟片27以及固定在上支座20下部的下支座21，分料碟片27上开设有环形设置的容球孔28，每个容球孔28用于对不同位置的锡球进行承接，靠背板42还上设置有转动驱动组件19，用于带动分料碟片27发生转动；下支座21上设置有焊接头组件。

进一步地，焊接头组件包括安装条43，安装条43滑动设置在下支座21的下表面，安装条43的下表面设置有多个喷嘴组件23，每个喷嘴组件23上开设有用于导料槽38，导料槽38用于锡球进入对应喷嘴组件23端部，下支座21的上部开设有进料槽33，用于不同位置所在的锡球进入，下支座21的上部还开设有激光入射口44，安装条43上表面滑动安装有遮挡条22，遮挡条22与安装条43之间连接有复位弹簧，且遮挡条22的端部与下支座21的侧壁相抵触。

进一步地，下支座21的下表面设置有分段传动组件，用于驱动喷嘴组件23发生间歇位移，分段传动组件包括固定在下支座21下表面的固定块50，固定块50的竖直段滑动安装有活动件49，固定块50的横向段安装有可转动的转动盘46，以及设置在固定块50上的电机，用于驱动转动盘46运动，转动盘46上开设有限位槽47，活动件49的转动安装有限位块48，限位块48在限位槽47内部限位滑动，活动件49的一端与喷嘴组件23所在的安装条43固定连接，用于带动喷嘴组件23运动。

如图8和11，通过锡球激光焊接机构7下部设置的多通道输送机构，即当对应的活动件49发生一段位移时，一方面，使得对应的喷嘴组件23发生运动，并使得导料槽38与进料槽33的底部对接，同时，实现弧形导槽26与对应的进料孔32处于连通状态，进一步的实现对应位置的锡球滚落至分料碟片27所在的容球孔28内，当执行转动驱动组件19工作时，可带动对应的分料碟片27发生转动，从而使得分料碟片27上的锡球运动，如图11，当锡球运动至进料槽33位置时，此时锡球便会沿着进料槽33的轨道滑落至喷嘴组件23顶部的导料槽38，并进入到喷嘴组件23内部，当激光头18工作时，激光便可通过激光入射口44对喷嘴组件23端部的锡球进行照射，使其快速热熔，从而可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求。

当活动件49运动时，一方面，可带动对应的安装条43运动，从而使得对应的喷嘴组件23发生运动，并使得导料槽38与进料槽33的底部对接，当有激光穿过时，便可通过激光入射口44对喷嘴组件23端部的锡球进行照射，使其快速热熔。当电机工作时，可带动转动盘46发生转动，由于转动盘46上开设的限位槽47，配合限位块48的结构设计，当转动盘46转动时，对应的限位块48在限位槽47内部限位滑动，当限位块48位于限位槽47的不同环形轨道时，便可使得对应的活动件49发生一段位移。

进一步地，下支座21上还设置有监测组件，用于对容球孔28所在的锡球状态进行监测，监测组件包括开设在下支座21上的安装槽34，安装槽34内部设置有可滑动的活动块36，活动块36的上表面设置有检测探头37，安装槽34与活动块36之间连接有压簧35。

通过设置的监测组件，当切换不同的锡球材料时，即进料环29的位移发生变化，进一步使得检测探头37位于对应容球孔28的正下方，当分料碟片27转动并使得容球孔28内部的锡球经过检测探头37上方时，可对容球孔内锡球有无进行监控，同时可对锡球的位置状态进行监测，保证锡球处于容球孔28的正中部，从而可进一步提高焊接的顺畅性和焊接质量。

进一步地，分段传动组件上连接有推动组件，用于带动活动块36位置发生移动，推动组件包括固定在活动件49上的活动板40，活动板40上开设有斜面槽41，活动块36的侧壁固定有连接条39，连接条39的下表面固定有与斜面槽41限位滑动的限位柱。

由于设置的推动组件，当活动板40的位置发生变化时，通过斜面槽41与连接条39下表面对应限位柱的设置，可进一步带动连接条39端部的活动块36发生运动，从而进一步使得检测探头37位于对应容球孔28的正下方。

进一步地，分段传动组件上还连接有啮合传动组件，用于带动进料环29发生转动，啮合传动组件包括齿牙30和连接杆51，连接杆51固定安装在活动件49远离喷嘴组件23的端部，且连接杆51的一端延伸至下支座21的上表面并固定连接有齿条31，齿牙30环形分布在进料环29的外壁上，且与齿条31啮合传动。

当活动件49发生一段位移后，进一步带动连接杆51发生运动，从而使得连接杆51上的齿条31发生运动，由于齿条31与齿牙30的啮合作用，从而进一步带动进料环29发生转动，如图7和9，当进料环29转动时，使得其上开设的进料孔32发生运动，当对应进料孔32运动至对应弧形导槽26位置时，此时弧形导槽26与对应的进料孔32处于连通状态，进一步的实现对应位置的锡球滚落至分料碟片27所在的容球孔28内。

进一步地，位移机构包括固定在安装框2上的第一滑轨12和第二滑轨13，第一滑轨12与第二滑轨13呈垂直角度设置，第一滑轨12内部滑动安装有纵向活动条6，且纵向活动条6内部限位滑动有滑块8，安装框2上固定安装有用于驱动纵向活动条6移动的第二电动伸缩杆11，滑块8的一端通过安装座9与锡球激光焊接机构7固定连接，第二滑轨13内部限位滑动安装有横向活动条4，安装框2上还固定安装有用于横向活动条4移动的第一电动伸缩杆10，滑块8的另一端穿过横向活动条4并设置有激光发射器5，且滑块8与横向活动条4之间限位滑动。

通过设置的位移组件，如图1至4，驱动第二电动伸缩杆11工作，从而使得纵向活动条6在第一滑轨12内部沿X轴方向运动，同理驱动第一电动伸缩杆10工作，使得点位板14在第二滑轨13内部沿Y轴方向运动,当滑块8顶部的激光发射器5作用在对应的感光模块时，此时的锡球激光焊接机构7位于待加工点位上，滑块8所在的激光发射器5发射激光，与对应的感光模块对接，此时对应的点位的感光模块将信号发送至锡球激光焊接装置的单片机，锡球激光焊接装置的单片机控制锡球激光焊接机构7上对应组件工作，完成一次锡球焊接工作，同时也可针对不同的点位焊接要求，进行控制选择不同的锡球来完成对应的焊接。

进一步地，安装框2的顶部设置有点位板14，点位板14的下表面分布有多个感光模块，感光模块与点位板14之间通过磁吸连接，且感光模块与待加工点位一一对应。

由于感光模块与点位板14之间通过磁吸连接，根据焊接点位，可对应调节感光模块在点位板14上的分布位置，使得感光模块与待加工点位一一对应。

本申请的检测探头37包括与装置的单片机无线通信传输的位置识别模块，用于识别容球孔内锡球的实时二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x_t,y_t)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的实时夹角θ_t，

检测探头37中的位置识别模块识别到的位置信息传递至锡球激光焊接装置的单片机中，单片机采用遗传算法优化确定检测探头37对容球器内锡球是否位于容球器正中间定位，包括以下步骤：

M2：单片机中的控制单元根据所述M1步骤采集到的参数，构建锡球内正中定位距离计算模型D_tO以及夹角熵H(t)计算模型：

其中，t＝1,2,…,N，p_tf为t时刻容球孔内锡球位于第u个锡球于所述二维笛卡尔坐标系内的投影位置的概率，x_O为容球孔正中间球心x轴坐标，y_O为容球孔正中间球心y轴坐标；

M3：构建t时刻遗传算法的种群适应度函数计算模型f(D_tO,H(t))：

所述M4步骤的概率P符合以下条件：

其中，f_平均为1至N时刻的时间段内的(D_tO,H(t))组成的种群平均适应度，f_big为进行交叉变异的(D_tO,H(t))组成的种群内采用M3步骤的种群适应度函数计算模型f(D_tO,H(t))得到的两个不同时刻的个体较大的适应度，例如采用M3步骤的的种群适应度函数计算模型f(D_tO,H(t))计算得到的第i时刻的适应度f(D_iO,H(i))大于采用M3步骤的的种群适应度函数计算模型f(D_tO,H(t))计算得到的第j时刻的适应度(D_jO,H(j))，则f_big＝f(D_iO,H(i))，i为1至N中的某时刻，j为1至N中的某时刻，i≠j。

进一步地，锡球激光焊接机构7还包括激光头18，用于对锡球进行激光照射，锡球激光焊接机构7上还设置有夹紧组件15，用于激光头18固定，还包括开设在上支座20上的激光通孔25，激光通孔25所在的上支座20上表面连接有压紧机构17，用于压装透光片。

一种基于多通道输送的锡球激光焊接的使用方法，应用如前述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，使用方法包括以下步骤：

S1：将不同类型的锡球存放在对应的锡球进料仓24内；

S2：转动进料环29，实现弧形导槽26与对应进料环29所在的进料孔32处于连通状态，供不同位置的锡球滑出；

S3：执行转动驱动组件19工作时，带动对应的分料碟片27发生转动，从而使得分料碟片27上的锡球运动并进入对应的喷嘴组件23内部；

S4：控制激光头18工作时，激光便可通过激光入射口44对喷嘴组件23端部的锡球进行照射，使其快速热熔。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，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或两个元件的相互作用关系。其中，可拆卸安装的方式有多种，例如，可以通过插接与卡扣相配合的方式，又例如，通过螺栓连接的方式等。

以上结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整地描述，以充分地理解本发明的目的、特征和效果。显然，所描述的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例，基于本发明的实施例，本领域的技术人员在不付出创造性劳动的前提下所获得的其他实施例，均属于本发明保护的范围。另外，文中所提到的所有联接/连接关系，并非单指构件直接相接，而是指可根据具体实施情况，通过添加或减少联接辅件，来组成更优的联接结构。

上述实施例对本发明的具体描述，只用于对本发明进行进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限定，本领域的技术工程师根据上述发明的内容对本发明作出一些非本质的改进和调整均落入本发明的保护范围之内。

Claims

1.基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，包括

支架（1）和锡球激光焊接机构（7）；

设置在所述支架（1）顶部的安装框（2），所述安装框（2）上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构（7）的多点精准移动；

以及设置在锡球激光焊接机构（7）的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；

所述多通道输送机构包括靠背板（42），所述靠背板（42）的下部安装有上支座（20），所述上支座（20）上设置有多个锡球进料仓（24），用于不同类型的锡球存放，多个所述锡球进料仓（24）分别处于上支座（20）顶部的不同环道上，且所述锡球进料仓（24）所在的上支座（20）开设有弧形导槽（26），用于和对应的锡球进料仓（24）连通；

设置在所述上支座（20）下表面可转动的进料环（29），所述进料环（29）上开设有多个进料孔（32），每个所述进料孔（32）与弧形导槽（26）一一对应的，且用于不同位置的锡球滑出；

所述多通道输送机构还包括可转动的分料碟片（27）以及固定在上支座（20）下部的下支座（21），所述分料碟片（27）上开设有环形设置的容球孔（28），每个所述容球孔（28）用于对不同位置的锡球进行承接，所述靠背板（42）还上设置有转动驱动组件（19），用于带动分料碟片（27）发生转动；所述下支座（21）上设置有焊接头组件；

所述下支座（21）上还设置有监测组件，用于对容球孔（28）所在的锡球状态进行监测，所述监测组件包括开设在下支座（21）上的安装槽（34），所述安装槽（34）内部设置有可滑动的活动块（36），所述活动块（36）的上表面设置有检测探头（37），所述安装槽（34）与活动块（36）之间连接有压簧（35）；

所述检测探头（37）包括与所述装置的单片机无线通信传输的位置识别模块，用于识别容球孔内锡球的实时二维笛卡尔坐标系内的坐标位置

以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的实时夹角

，

检测探头（37）中的位置识别模块识别到的位置信息传递至锡球激光焊接装置的单片机中，所述装置的单片机采用遗传算法优化确定所述检测探头（37）对容球器内锡球是否位于容球器正中间定位，包括以下步骤：

M1：实时采集t时刻容球孔内锡球的二维笛卡尔坐标系内的坐标位置

以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角

；

M2：所述装置的单片机中的控制单元根据所述M1步骤采集到的参数，构建锡球内正中定位距离计算模型

以及夹角熵

计算模型：

其中，t=1, 2, …,N，

为t时刻容球孔内锡球位于第u个锡球于所述二维笛卡尔坐标系内的投影位置的概率，

为容球孔正中间球心x轴坐标，

为容球孔正中间球心y轴坐标；

M3：计算t时刻遗传算法的种群适应度函数

：

M4：采用概率P进行交叉变异1至N时刻的时间段内容球孔内锡球在所述二维笛卡尔坐标系的坐标值以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角；

M5：判断经过所述M4步骤交叉变异优化后的t时刻遗传算法的种群适应度函数是否符合

，若符合，则判断t时刻的容球孔内的锡球处于正中间位置，否则重复所述M1-M4步骤采用遗传算法交叉变异优化，进而使容球器内锡球位于容球器正中间定位，

所述M4步骤的概率P符合以下条件：

其中，

为1至N时刻的时间段内的

组成的种群平均适应度，

为进行交叉变异的

组成的种群内两个不同时刻的个体较大的适应度。

2.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述焊接头组件包括安装条（43），所述安装条（43）滑动设置在下支座（21）的下表面，所述安装条（43）的下表面设置有多个喷嘴组件（23），每个所述喷嘴组件（23）上开设有用于导料槽（38），所述导料槽（38）用于锡球进入对应喷嘴组件（23）端部，所述下支座（21）的上部开设有进料槽（33），用于不同位置所在的锡球进入，所述下支座（21）的上部还开设有激光入射口（44），所述安装条（43）上表面滑动安装有遮挡条（22），所述遮挡条（22）与安装条（43）之间连接有复位弹簧，且遮挡条（22）的端部与下支座（21）的侧壁相抵触。

3.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述下支座（21）的下表面设置有分段传动组件，用于驱动喷嘴组件（23）发生间歇位移，所述分段传动组件包括固定在下支座（21）下表面的固定块（50），所述固定块（50）的竖直段滑动安装有活动件（49），所述固定块（50）的横向段安装有可转动的转动盘（46），以及设置在固定块（50）上的电机，用于驱动转动盘（46）运动，所述转动盘（46）上开设有限位槽（47），所述活动件（49）的转动安装有限位块（48），所述限位块（48）在限位槽（47）内部限位滑动，所述活动件（49）的一端与喷嘴组件（23）所在的安装条（43）固定连接，用于带动喷嘴组件（23）运动。

4.根据权利要求3所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述分段传动组件上连接有推动组件，用于带动活动块（36）位置发生移动，所述推动组件包括固定在活动件（49）上的活动板（40），所述活动板（40）上开设有斜面槽（41），所述活动块（36）的侧壁固定有连接条（39），所述连接条（39）的下表面固定有与斜面槽（41）限位滑动的限位柱。

5.根据权利要求3所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述分段传动组件上还连接有啮合传动组件，用于带动进料环（29）发生转动，所述啮合传动组件包括齿牙（30）和连接杆（51），所述连接杆（51）固定安装在活动件（49）远离喷嘴组件（23）的端部，且所述连接杆（51）的一端延伸至下支座（21）的上表面并固定连接有齿条（31），所述齿牙（30）环形分布在进料环（29）的外壁上，且与齿条（31）啮合传动。

6.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于：所述位移机构包括固定在安装框（2）上的第一滑轨（12）和第二滑轨（13），所述第一滑轨（12）与第二滑轨（13）呈垂直角度设置，所述第一滑轨（12）内部滑动安装有纵向活动条（6），且纵向活动条（6）内部限位滑动有滑块（8），所述安装框（2）上固定安装有用于驱动纵向活动条（6）移动的第二电动伸缩杆（11），所述滑块（8）的一端通过安装座（9）与锡球激光焊接机构（7）固定连接，所述第二滑轨（13）内部限位滑动安装有横向活动条（4），所述安装框（2）上还固定安装有用于横向活动条（4）移动的第一电动伸缩杆（10），所述滑块（8）的另一端穿过横向活动条（4）并设置有激光发射器（5），且滑块（8）与横向活动条（4）之间限位滑动。

7.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于：所述锡球激光焊接机构（7）还包括激光头（18），用于对锡球进行激光照射，所述锡球激光焊接机构（7）上还设置有夹紧组件（15），用于激光头（18）固定，还包括开设在上支座（20）上的激光通孔（25），所述激光通孔（25）所在的上支座（20）上表面连接有压紧机构（17）。

8.一种基于多通道输送的锡球激光焊接的使用方法，其特征在于，应用如权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，所述使用方法包括以下步骤：

S1：将不同类型的锡球存放在对应的锡球进料仓（24）内；

S2：转动进料环（29），实现弧形导槽（26）与对应进料环（29）所在的进料孔（32）处于连通状态，供不同位置的锡球滑出；

S3：执行转动驱动组件19工作时，可带动对应的分料碟片（27）发生转动，从而使得分料碟片（27）上的锡球运动并进入对应的喷嘴组件（23）内部；

S4：控制激光头（18）工作时，激光便可通过激光入射口（44）对喷嘴组件（23）端部的锡球进行照射，使其快速热熔。