CN114932284A - 一种应用于pcb板的四工位激光自动焊锡设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，涉及PCB板焊接技术领域，本发明包括：机架，所述机架的外侧壁上安装有控制装置，所述机架的内侧壁底部安装有四工位转盘，所述四工位转盘的顶部安装有夹具；移位机构；调节机构；激光焊接系统；本发明在对PCB板进行焊接时，并不接触PCB板进行焊接，能够应用到空间狭小烙铁没法焊接的位置进行焊接，并且在焊接时，并不会产生静电，防止使用烙铁焊接带有静电容易烧坏元器件，并且在进行焊接时，不会施加给PCB板的元器件外力，防止外力挤压导致微小的元器件出现破损的情况，方便进行焊接的同时，对PCB板进行了良好的保护，节约了资源，保证了焊接完成后PCB板的质量。
Description
技术领域
本发明涉及PCB板焊接技术领域，尤其涉及一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备。
背景技术
线路板，电路板，PCB板，pcb焊接技术近年来电子工业工艺发展历程，可以注意到一个很明显的趋势就是回流焊技术。原则上传统插装件也可用回流焊工艺，这就是通常所说的通孔回流焊接。其优点是有可能在同一时间内完成所有的焊点，使生产成本降到最低。然而温度敏感元件却限制了回流焊接的应用，无论是插装件还是SMD，继而人们把目光转向选择焊接。大多数应用中都可以在回流焊接之后采用选择焊接。这将成为经济而有效地完成剩余插装件的焊接方法，而且与将来的无铅焊接完全兼容。
目前，现有的PCB板焊接设备，为接触式焊接，无法应用至空间狭小的烙铁焊接，并且在焊接时，会带有静电容易烧坏元器件，烙铁焊接会给PCB板的元器件带来一定的外力，导致弄坏微小的元器件，造成不必要的损失，为此我们提出一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备来解决上述问题。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在现有的PCB板焊接设备，为接触式焊接，无法应用至空间狭小的烙铁焊接，并且在焊接时，会带有静电容易烧坏元器件，烙铁焊接会给PCB板的元器件带来一定的外力，导致弄坏微小的元器件，造成不必要的损失的问题，而提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备。
为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：
一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，包括：
机架，所述机架的外侧壁上安装有维修门，所述机架的外侧壁上安装有控制装置，所述机架靠近控制装置的一侧安装有安全防护装置，所述机架的内侧壁底部安装有四工位转盘，所述四工位转盘的顶部安装有夹具；
SCARA机器人，所述SCARA机器人安装在机架的内部，所述SCARA机器人的底部与机架的内侧壁底部固定连接；
移位机构，所述移位机构安装在机架的内部，所述移位机构用于调节激光焊接位置；
调节机构，所述调节机构安装在移位机构的侧壁上；
激光焊接系统，所述激光焊接系统安装在调节机构的侧壁上，由调节机构调节其高度。
优选地，所述SCARA机器人包括SCARA底座、花键连接板、第一激光头安装板、SCARA末端筋板、送锡连接板、送锡装置、第一连杆连接板、第一滑台连接板、四轴机器人、第一激光头和第一调节滑台；所述SCARA底座的顶部与四轴机器人的底部转动连接，所述花键连接板的顶部与四轴机器人的底部相连接，所述第一激光头安装板的侧壁与SCARA末端筋板的侧壁相连接，所述SCARA末端筋板的顶部与花键连接板的底部相连接，所述送锡连接板的侧壁与送锡装置的侧壁相连接，所述送锡装置的底部与第一激光头安装板的顶部固定连接，所述第一滑台连接板的侧壁与SCARA末端筋板的侧壁相连接，所述第一激光头的侧壁与SCARA末端筋板的侧壁相连接，所述第一调节滑台的顶部与第一滑台连接板的底部滑动连接，所述第一连杆连接板的顶部与第一调节滑台的底部滑动连接，所述SCARA底座的底部与机架的内侧壁底部固定连接。
优选地，所述移位机构包括第一模组安装板、第二模组安装板、拖链、支撑筋板、送锡安装板、Z轴连接板、连接筋板和送锡设备；所述第一模组安装板的顶部与第二模组安装板的底部滑动连接，所述第二模组安装板的与拖链滑动连接，所述拖链的一端与第二模组安装板固定连接，所述送锡安装板固定连接在第二模组安装板的顶部，所述支撑筋板固定连接在送锡安装板的外侧壁一侧。
优选地，所述Z轴连接板固定连接在送锡安装板远离支撑筋板的一侧，所述连接筋板的一端固定连接在送锡安装板靠近Z轴连接板的一侧，所述送锡设备固定连接在连接筋板远离Z轴连接板的一端。
优选地，所述激光焊接系统包括红外测温装置、激光发射装置、视觉定位装置和第二激光头；所述第二激光头的顶部与红外测温装置的底部相连接，所述激光发射装置的底部与第二激光头的顶部中部位置相连接，所述视觉定位装置的底部与第二激光头的顶部相连接。
优选地，所述拖链的一端与第一模组安装板的外侧壁固定连接，所述拖链的一端与第二模组安装板的侧壁固定连接。
优选地，所述减速器安装在连接筋板的顶部，所述联轴器贯穿连接筋板的顶部并延伸至固定板的顶部。
优选地，所述第二激光头设置在送锡设备远离连接筋板的一侧，所述红外测温装置和视觉定位装置设置在激光发射装置的两侧。
相比现有技术，本发明的有益效果为：
1、本发明在对PCB板进行焊接时，并不接触PCB板进行焊接，能够应用到空间狭小烙铁没法焊接的位置进行焊接，并且在焊接时，并不会产生静电，防止使用烙铁焊接带有静电容易烧坏元器件，并且在进行焊接时，不会施加给PCB板的元器件外力，防止外力挤压导致微小的元器件出现破损的情况，方便进行焊接的同时，对PCB板进行了良好的保护，节约了资源，保证了焊接完成后PCB板的质量。
2、本发明广泛应用于PCB板焊接，适应不同尺寸和大小的PCB板，对不同产品定位夹具要求不高，焊接位置CCD识别定位，具有非接触、局部加热、焊接快速等优点。
附图说明
图1为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的三维立体结构示意图；
图2为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的四工位转盘三维立体结构示意图；
图3为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的SCARA机器人正面立体结构示意图；
图4为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的SCARA机器人背面立体结构示意图；
图5为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的四轴机械手模组正面三维立体结构示意图；
图6为本发明提出的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备的四轴机械手模组背面三维立体结构示意图。
图中：1、机架；2、维修门；3、控制装置；4、四工位转盘；5、夹具；6、SCARA机器人；61、SCARA底座；62、花键连接板；63、第一激光头安装板；64、SCARA末端筋板；65、送锡连接板；66、送锡装置；67、第一连杆连接板；68、第一滑台连接板；69、四轴机器人；610、第一激光头；611、第一调节滑台；7、移位机构；71、第一模组安装板；72、第二模组安装板；73、拖链；74、支撑筋板；75、送锡安装板；76、Z轴连接板；77、连接筋板；78、送锡设备；8、调节机构；81、伺服电机；82、减速器；83、联轴器；84、固定板；85、第二激光头安装板；86、第二滑台连接板；87、第二调节滑台；88、第二连杆连接板；9、激光焊接系统；91、红外测温装置；92、激光发射装置；93、视觉定位装置；94、第二激光头；10、安全防护装置。
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。
参照图1-6，一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，包括：
机架1，机架1的外侧壁上安装有维修门2，机架1的外侧壁上安装有控制装置3，机架1靠近控制装置3的一侧安装有安全防护装置10，机架1的内侧壁底部安装有四工位转盘4，四工位转盘4的顶部安装有夹具5；
另外，需要说明的是，机架1主体方管焊接，烤漆；机架1的台板为Q235钢板，表面镀铬处理；四面有可打开维修门2，有机玻璃用茶色的，避免激光对眼睛的伤害；机架1底层安装电气控制元件和激光器主机工控机主机；机架1的底部安装有减震地脚带可移动的脚轮；
另外，需要说明的是，四工位转盘4转动所使用的谐波减速机承载能力高谐波传动中，齿与齿的啮合是面接触，加上同时啮合齿数(重叠系数)比较多，因而单位面积载荷小，承载能力较其他传动形式高；四工位转盘4用6061铝合金加工而成，表面阳极氧化；由伺服电机驱动，可根据不同品种产品切换不同的夹具5；
另外，需要说明的是，控制装置3为I PC-710/ECO-818(HMZ)i 3-6100/8g+8g/256G/PCI E单千兆网口工控机，配22寸显示器；搭配上位机组态王软件485和232标准通讯接口；并且附带红外线温控检测功能，反应时间ms级别；送锡丝，激光焊接一站完成，根据应用场景灵活可选配；激光光斑直径可调节，同时焊接多个焊点或单个焊点；CCD+激光测距定位系统，保障焊接精度和良品率；傻瓜式视觉智能编程技术，焊点编程简单易用；
SCARA机器人6，SCARA机器人6安装在机架1的内部，SCARA机器人6的底部与机架1的内侧壁底部固定连接；
另外，需要说明的是，SCARA机器人6精度位±0.01，R轴旋转精度±0.004度；工作范围400mm；4轴，负载5Kg；X轴工作范围为：250mm，Y轴工作范围为：150mm，Z轴工作范围为：150mm；
移位机构7，移位机构7安装在机架1的内部，移位机构7用于调节激光焊接位置；
调节机构8，调节机构8安装在移位机构7的侧壁上；
激光焊接系统9，激光焊接系统9安装在调节机构8的侧壁上，由调节机构8调节其高度；
另外，需要说明的是，移位机构7、调节机构8和激光焊接系统9组成四轴机械手模组，其采用軌道內嵌式螺桿滑台精度±0.005，全封闭防护，由伺服电机控制，所采用的加工件均采用6061铝板加工，表面阳极氧化，并且电缆配有拖链73，其移动最高速度可达1000mm/s。
其中，SCARA机器人6包括SCARA底座61、花键连接板62、第一激光头安装板63、SCARA末端筋板64、送锡连接板65、送锡装置66、第一连杆连接板67、第一滑台连接板68、四轴机器人69、第一激光头610和第一调节滑台611；SCARA底座61的顶部与四轴机器人69的底部转动连接，花键连接板62的顶部与四轴机器人69的底部相连接，第一激光头安装板63的侧壁与SCARA末端筋板64的侧壁相连接，SCARA末端筋板64的顶部与花键连接板62的底部相连接，送锡连接板65的侧壁与送锡装置66的侧壁相连接，送锡装置66的底部与第一激光头安装板63的顶部固定连接，第一滑台连接板68的侧壁与SCARA末端筋板64的侧壁相连接，第一激光头610的侧壁与SCARA末端筋板64的侧壁相连接，第一调节滑台611的顶部与第一滑台连接板68的底部滑动连接，第一连杆连接板67的顶部与第一调节滑台611的底部滑动连接，SCARA底座61的底部与机架1的内侧壁底部固定连接。
其中，移位机构7包括第一模组安装板71、第二模组安装板72、拖链73、支撑筋板74、送锡安装板75、Z轴连接板76、连接筋板77和送锡设备78；第一模组安装板71的顶部与第二模组安装板72的底部滑动连接，第二模组安装板72的与拖链73滑动连接，拖链73的一端与第二模组安装板72固定连接，送锡安装板75固定连接在第二模组安装板72的顶部，支撑筋板74固定连接在送锡安装板75的外侧壁一侧，Z轴连接板76固定连接在送锡安装板75远离支撑筋板74的一侧，连接筋板77的一端固定连接在送锡安装板75靠近Z轴连接板76的一侧，送锡设备78固定连接在连接筋板77远离Z轴连接板76的一端；
另外，需要说明的是，送锡装置66和送锡设备78带自动破锡功能，带断锡线信号反馈，带破锡功能，并且换锡线快捷方便，安装方便，占用空间小，配有微型XY精密调节滑台，微调送锡嘴。
其中，调节机构8包括伺服电机81、减速器82、联轴器83、固定板84、第二激光头安装板85、第二滑台连接板86、第二调节滑台87和第二连杆连接板88；伺服电机81的底部与减速器82的顶部固定连接，减速器82的输出端与联轴器83的顶部固定连接，联轴器83的底部与固定板84的顶部固定连接，固定板84的一端与第二激光头安装板85的一侧固定连接，第二激光头安装板85远离固定板84的一侧与第二滑台连接板86相连接，第二滑台连接板86的底部与第二调节滑台87的顶部相连接，第二调节滑台87的底部与第二连杆连接板88的顶部相连接。
其中，激光焊接系统9包括红外测温装置91、激光发射装置92、视觉定位装置93和第二激光头94；第二激光头94的顶部与红外测温装置91的底部相连接，激光发射装置92的底部与第二激光头94的顶部中部位置相连接，视觉定位装置93的底部与第二激光头94的顶部相连接；
另外，需要说明的是，视觉定位装置93为：600万像素1/1.8CMOS千兆以太网工业面阵相机。
其中，第一模组安装板71的底部与机架1的内侧壁底部相连接，Z轴连接板76的一侧与连接筋板77靠近送锡安装板75的一端侧壁固定连接，拖链73的一端与第一模组安装板71的外侧壁固定连接，拖链73的一端与第二模组安装板72的侧壁固定连接。
其中，减速器82安装在连接筋板77的顶部，联轴器83贯穿连接筋板77的顶部并延伸至固定板84的顶部。
其中，第二激光头94设置在送锡设备78远离连接筋板77的一侧，第二激光头94固定连接在第二激光头安装板85靠近第二滑台连接板86的一侧，红外测温装置91和视觉定位装置93设置在激光发射装置92的两侧。
本发明中，在使用时，实施例1，使用SCARA机器人6进行焊接：
首先将根据所要焊接的PCB板的尺寸更换不同的夹具5，然后利用夹具5将PCB板夹持在四工位转盘4上，便可通过控制装置3控制，SCARA机器人6工作，并且调控四工位转盘4将PCB板转动至焊接位置；
这时视觉检测识别并记录PCB板插件坐标，通过第一激光头610，通过送锡装置66开始送锡熔锡，实时检测PCB板的焊接温度，并根据检测的焊接温度控制激光器主机的出光率来控制出光温度；
焊接过程中，SCARA机器人6根据PCB板插件坐标控制第一激光头610进行移动，达到焊接不同点位置的目的，一块PCB板焊接完成后，自动旋转至下一个工位上的PCB板进行焊接，四工位转盘4上的所有PCB板焊接完成后，人工取下焊接完成的PCB板进入下一个循环；
实施例2，使用四轴机械手模组进行焊接：
首先将根据所要焊接的PCB板的尺寸更换不同的夹具5，然后利用夹具5将PCB板夹持在四工位转盘4上，便可通过控制装置3控制，四轴机械手模组工作，并且调控四工位转盘4将PCB板转动至焊接位置，四轴机械手模组的第一模组安装板71和第二模组安装板72控制第二激光头94移动至焊接位置，并且通过伺服电机81经过减速器82控制联轴器83上下移动，使得第二激光头94达到焊接位置；
这时通过视觉定位装置93视觉检测识别并记录PCB板插件坐标，通过激光发射装置92和第二激光头94发射激光，通过送锡设备78开始送锡熔锡，红外测温装置91实时检测PCB板的焊接温度，并根据检测的焊接温度控制激光器主机的出光率来控制出光温度；
焊接过程中，四轴机械手模组根据视觉定位装置93提供的坐标控制第二激光头94进行移动，达到焊接不同点位置的目的，一块PCB板焊接完成后，自动旋转至下一个工位上的PCB板进行焊接，四工位转盘4上的所有PCB板焊接完成后，人工取下焊接完成的PCB板进入下一个循环。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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设备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。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，根据本发明的技术方案及其发明构思加以等同替换或改变，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，包括：
机架(1)，所述机架(1)的外侧壁上安装有维修门(2)，所述机架(1)的外侧壁上安装有控制装置(3)，所述机架(1)靠近控制装置(3)的一侧安装有安全防护装置(10)，所述机架(1)的内侧壁底部安装有四工位转盘(4)，所述四工位转盘(4)的顶部安装有夹具(5)；
移位机构(7)，所述移位机构(7)安装在机架(1)的内部，所述移位机构(7)用于调节激光焊接位置；
调节机构(8)，所述调节机构(8)安装在移位机构(7)的侧壁上；
激光焊接系统(9)，所述激光焊接系统(9)安装在调节机构(8)的侧壁上，由调节机构(8)调节其高度。
2.根据权利要求1所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述移位机构(7)包括第一模组安装板(71)、第二模组安装板(72)、拖链(73)、支撑筋板(74)、送锡安装板(75)、Z轴连接板(76)、连接筋板(77)和送锡设备(78)；所述第一模组安装板(71)的顶部与第二模组安装板(72)的底部滑动连接，所述第二模组安装板(72)的与拖链(73)滑动连接，所述拖链(73)的一端与第二模组安装板(72)固定连接，所述送锡安装板(75)固定连接在第二模组安装板(72)的顶部，所述支撑筋板(74)固定连接在送锡安装板(75)的外侧壁一侧，所述Z轴连接板(76)固定连接在送锡安装板(75)远离支撑筋板(74)的一侧，所述连接筋板(77)的一端固定连接在送锡安装板(75)靠近Z轴连接板(76)的一侧，所述送锡设备(78)固定连接在连接筋板(77)远离Z轴连接板(76)的一端。
3.根据权利要求1所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述调节机构(8)包括伺服电机(81)、减速器(82)、联轴器(83)、固定板(84)、第二激光头安装板(85)、第二滑台连接板(86)、第二调节滑台(87)和第二连杆连接板(88)；所述伺服电机(81)的底部与减速器(82)的顶部固定连接，所述减速器(82)的输出端与联轴器(83)的顶部固定连接，所述联轴器(83)的底部与固定板(84)的顶部固定连接，所述固定板(84)的一端与第二激光头安装板(85)的一侧固定连接，所述第二激光头安装板(85)远离固定板(84)的一侧与第二滑台连接板(86)相连接，所述第二滑台连接板(86)的底部与第二调节滑台(87)的顶部相连接，所述第二调节滑台(87)的底部与第二连杆连接板(88)的顶部相连接。
4.根据权利要求1所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述激光焊接系统(9)包括红外测温装置(91)、激光发射装置(92)、视觉定位装置(93)和第二激光头(94)；所述第二激光头(94)的顶部与红外测温装置(91)的底部相连接，所述激光发射装置(92)的底部与第二激光头(94)的顶部中部位置相连接，所述视觉定位装置(93)的底部与第二激光头(94)的顶部相连接。
5.根据权利要求2所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述第一模组安装板(71)的底部与机架(1)的内侧壁底部相连接，所述Z轴连接板(76)的一侧与连接筋板(77)靠近送锡安装板(75)的一端侧壁固定连接。
6.根据权利要求3所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述减速器(82)安装在连接筋板(77)的顶部，所述联轴器(83)贯穿连接筋板(77)的顶部并延伸至固定板(84)的顶部。
7.根据权利要求4所述的一种应用于PCB板的四工位激光自动焊锡设备，其特征在于，所述第二激光头(94)固定连接在第二激光头安装板(85)靠近第二滑台连接板(86)的一侧，所述红外测温装置(91)和视觉定位装置(93)设置在激光发射装置(92)的两侧。
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