CN114951878A - 一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，包括中控机、工件送料机构和锡球进料机构，工件送料机构设置于中控机的一侧，工件送料机构包含送料传送带和用于带动送料传送带运动的送料电机，锡球进料机构通过连杆固定安装于送料传送带的正上方。本发明中通过采用锡球垂直落料方式配合在激光焊接喷枪内置有螺旋气管、电加热管以及温度传感器，能够对锡球进行精准预热作用，配合采用915nm波长，相比市面上仅仅通过调节激光波长功率来控制锡球的喷射，避免了锡球喷射在工件表面溅射开的作用，使得焊点焊锡用量精确，避免了工件表面因焊锡过多导致的发黑影响，能够实现精准的产品检测合格。

Description

一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备
技术领域
本发明涉及焊锡领域，特别涉及一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备。
背景技术
焊锡是在焊接线路中连接电子元器件的重要工业原材料，是一种熔点较低的焊料，主要指用锡基合金做的焊料。焊锡的制作方法是先用熔融法制锭，然后压力加工成材。焊锡广泛应用于电子工业、家电制造业、汽车制造业、维修业和日常生活中；对工件焊锡一般为波峰焊以及锡球焊锡，而传统的波峰焊存在以下缺点：
桥接连锡是波峰焊中个比较常见的缺陷，元件引脚间距过近或者波不稳都有可能导致桥接连锡，可能原因如下，焊接温度设置过低，焊接时间过短，焊接完成后下降时间过快，助焊剂喷涂量过少，焊接点少锡，元件丢失等问题；
一般锡球焊锡中虽然不用到助焊剂，但是传统焊锡采用的激光焊锡设备波长过大，导致喷出的锡球在工件表面上容易导致扩散溅射，并且还会导致工件表面焊锡发黑的状况，锡球在通过激光以及氮气喷出时，由于锡球为独立的小颗粒个体，有个体差异的情况下，因此仅仅通过调节激光发生器的激光波长来控制锡球定量的喷射依然会出现上述的扩散、工件表面发黑的状况。
发明内容
本发明要解决的技术问题是克服现有技术的缺陷，提供一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备。
本发明提供了如下的技术方案：
本发明提供一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，包括中控机、工件送料机构和锡球进料机构，所述工件送料机构设置于中控机的一侧，所述工件送料机构包含送料传送带和用于带动送料传送带运动的送料电机，所述锡球进料机构通过连杆固定安装于送料传送带的正上方；
所述锡球进料机构包含锡球进料管、固定座、分料盘、锡球分料用电机，所述锡球进料管和锡球分料用电机固定安装于固定座上，所述分料盘内置于固定座内部，所述锡球分料用电机和分料盘传动连接，所述固定座内部设置有落料槽，所述落料槽顶端部和锡球进料管相连通，所述分料盘上设置有和落料槽相对应的锡球孔；
所述固定座上内嵌安装有氮气气泵，位于氮气气泵的喷气管底部的锡球孔底端通过倾斜导料块安装有激光发生器，所述激光发生器的底部安装有激光焊接喷枪，所述激光焊接喷枪上安装有图像检测机构，所述图像检测机构包含垂直摄像头，所述图像检测机构上通过弧形横梁安装有辅助摄像头，所述辅助摄像头的数量为两个，且两个辅助摄像头分别安装于垂直摄像头的左右两侧，所述辅助摄像头和垂直摄像头之间的夹角为30°；
所述图像检测机构的正下方安装有废料导出结构，所述废料导出机构包含有安装在送料传送带侧面的倾斜导板、推板以及伸缩电机。
作为本发明的一种优选技术方案，所述激光发生器采用915nm波长激光半导体焊接设备，所述氮气气泵将锡球孔上的锡球通过倾斜导料块吹入至激光发生器的激光焊接喷枪中，所述激光焊接喷枪内设置有螺旋气管，所述激光焊接喷枪的内部中央处安装有电加热管，且倾斜导料块内的锡球通过电加热管下落至激光焊接喷枪内，所述激光焊接喷枪的内壁上安装有温度传感器。
作为本发明的一种优选技术方案，所述氮气气泵外接氮气气源后，将氮气通过倾斜导料块导入激光焊接喷枪中的螺旋气管处，并对电加热管内的锡球施加气压喷出。
作为本发明的一种优选技术方案，所述锡球分料用电机、氮气气泵、激光发生器、垂直摄像头、辅助摄像头和伸缩电机和中控机电性连接，所述中控机通过USB网线外接工件锡球激光焊接云数据库。
与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
本发明中通过采用锡球垂直落料方式配合在激光焊接喷枪内置有螺旋气管、电加热管以及温度传感器，能够对锡球进行精准预热作用，配合采用915nm 波长，相比市面上仅仅通过调节激光波长功率来控制锡球的喷射，避免了锡球喷射在工件表面溅射开的作用，使得焊点焊锡用量精确，避免了工件表面因焊锡过多导致的发黑影响，同时采用垂直以及两侧三个摄像头将图像数据通过大数据图像焊锡点进行对比，能够实现精准的产品检测合格，不合格的产品可以快速进行推出，形成一个闭环控制链，无需人工取出废料，提高了整个工件焊锡的加工速率，以及降低了工件焊锡产生的发黑、焊锡用料过多以及锡球喷射工件表面“炸开”的影响。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明的结构图；
图2是本发明中锡球通过氮气气泵向下吹落的示意图；
图3是本发明的垂直摄像头和辅助摄像头装配效果放大示意图；
图4是本发明的激光焊接喷枪内部结构示意图；
图中：1、中控机；2、工件送料机构；201、送料传送带；3、锡球进料机构；301、锡球进料管；302、固定座；303、分料盘；304、锡球分料用电机；305、落料槽；306、锡球孔；307、氮气气泵；308、倾斜导料块；4、激光发生器；401、激光焊接喷枪；402、螺旋气管；403、电加热管；404、温度传感器；5、图像检测机构；501、垂直摄像头；502、辅助摄像头；6、废料导出机构；601、倾斜导板；602、推板；603、伸缩电机。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。其中附图中相同的标号全部指的是相同的部件。
实施例1
如图1-4，本发明提供一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，包括中控机1、工件送料机构2和锡球进料机构3，工件送料机构2设置于中控机 1的一侧，工件送料机构2包含送料传送带201和用于带动送料传送带201运动的送料电机，锡球进料机构3通过连杆固定安装于送料传送带201的正上方；
锡球进料机构3包含锡球进料管301、固定座302、分料盘303、锡球分料用电机304，锡球进料管301和锡球分料用电机304固定安装于固定座302 上，分料盘303内置于固定座302内部，锡球分料用电机304和分料盘303 传动连接，固定座302内部设置有落料槽305，落料槽305顶端部和锡球进料管301相连通，分料盘303上设置有和落料槽305相对应的锡球孔306；
固定座302上内嵌安装有氮气气泵307，位于氮气气泵307的喷气管底部的锡球孔306底端通过倾斜导料块308安装有激光发生器4，激光发生器4的底部安装有激光焊接喷枪401，激光焊接喷枪401上安装有图像检测机构5，图像检测机构5包含垂直摄像头501，图像检测机构5上通过弧形横梁安装有辅助摄像头502，辅助摄像头502的数量为两个，且两个辅助摄像头502分别安装于垂直摄像头501的左右两侧，辅助摄像头502和垂直摄像头501之间的夹角为30°；
图像检测机构5的正下方安装有废料导出结构6，废料导出机构6包含有安装在送料传送带201侧面的倾斜导板601、推板602以及伸缩电机603。
激光发生器4采用915nm波长激光半导体焊接设备，氮气气泵307将锡球孔306上的锡球通过倾斜导料块308吹入至激光发生器4的激光焊接喷枪401中，激光焊接喷枪401内设置有螺旋气管402，激光焊接喷枪401的内部中央处安装有电加热管403，且倾斜导料块308内的锡球通过电加热管403下落至激光焊接喷枪401内，激光焊接喷枪401的内壁上安装有温度传感器404。
氮气气泵307外接氮气气源后，将氮气通过倾斜导料块308导入激光焊接喷枪401中的螺旋气管402处，并对电加热管403内的锡球施加气压喷出。
锡球分料用电机304、氮气气泵307、激光发生器4、垂直摄像头501、辅助摄像头502和伸缩电机603和中控机1电性连接，中控机1通过USB网线外接工件锡球激光焊接云数据库。
进一步的，整个装置原理如下所示：
首先将所需焊锡加工的工件放置在送料传送带201上，送料传送带201 通过内置于传送带中的送料电机驱动，将工件运输至激光焊接喷枪401的正下方，然后锡球通过锡球进料管301投入，向下落的过程中，落料槽305最底部仅余一个小颗粒的锡球落在分料盘303的锡球孔306上卡住，锡球分料用电机304工作，带动分料盘303在固定座302内转动，使得卡住锡球孔306 上的锡球向氮气气泵307底端气口方向运动，然后氮气气泵307外接氮气后，通过氮气将锡球向下吹落，通过倾斜导料块308进入至激光焊接喷枪401中，倾斜导料块308和激光焊接喷枪401中的螺旋气管402相连通，即锡球会通过螺旋气管402再落入至激光焊接喷枪401的内部底端，在这个过程中，电加热管403进行加热，由于螺旋气管402是围绕电加热管403设置，并且螺旋气管402和电加热管403都是内置于激光焊接喷枪401中，锡球以及氮气在这个过程中能够进行预热作用，温度传感器404将检测到的预热温度数据发送给中控机1，通过中控机1调节电加热管403的加热温度数值，最后激光发生器4通过激光以及氮气的压力作用下，将锡球从激光焊接喷枪401内喷出至工件的表面上完成焊锡加工作用，焊锡过程中每喷一次锡球，都能够通过垂直摄像头501以及两侧的辅助摄像头502拍摄图像数据，并将这个图像数据发送给中控机1，然后由中控机1将这个图像数据和工件锡球激光焊接云数据库中的大数据进行对比，能够实现表面锡焊的多个焊点检测数据大数据的差异来判定焊锡的工件是否合格，如不合格的焊锡工件产品，则通过中控机1控制伸缩电机603，通过推板603将不合格的产品从倾斜导板601推出，实现精准的检测不合格产品的及时出料，提高焊锡的加工速率，并且采用垂直摄像头501配合两侧30°夹角的辅助摄像头502相比市面上单一的摄像头，能够拍摄更加全方位的焊锡加工图像数据，以此来配合大数据焊锡合格产品的对比识别作用。
本发明中通过采用锡球垂直落料方式配合在激光焊接喷枪401内置有螺旋气管402、电加热管403以及温度传感器404，能够对锡球进行精准预热作用，配合采用915nm波长，相比市面上仅仅通过调节激光波长功率来控制锡球的喷射，避免了锡球喷射在工件表面溅射开的作用，使得焊点焊锡用量精确，避免了工件表面因焊锡过多导致的发黑影响，同时采用垂直以及两侧三个摄像头将图像数据通过大数据图像焊锡点进行对比，能够实现精准的产品检测合格，不合格的产品可以快速进行推出，形成一个闭环控制链，无需人工取出废料，提高了整个工件焊锡的加工速率，以及降低了工件焊锡产生的发黑、焊锡用料过多以及锡球喷射工件表面“炸开”的影响。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，包括中控机(1)、工件送料机构(2)和锡球进料机构(3)，其特征在于，所述工件送料机构(2)设置于中控机(1)的一侧，所述工件送料机构(2)包含送料传送带(201)和用于带动送料传送带(201)运动的送料电机，所述锡球进料机构(3)通过连杆固定安装于送料传送带(201)的正上方；
所述锡球进料机构(3)包含锡球进料管(301)、固定座(302)、分料盘(303)、锡球分料用电机(304)，所述锡球进料管(301)和锡球分料用电机(304)固定安装于固定座(302)上，所述分料盘(303)内置于固定座(302)内部，所述锡球分料用电机(304)和分料盘(303)传动连接，所述固定座(302)内部设置有落料槽(305)，所述落料槽(305)顶端部和锡球进料管(301)相连通，所述分料盘(303)上设置有和落料槽(305)相对应的锡球孔(306)；
所述固定座(302)上内嵌安装有氮气气泵(307)，位于氮气气泵(307)的喷气管底部的锡球孔(306)底端通过倾斜导料块(308)安装有激光发生器(4)，所述激光发生器(4)的底部安装有激光焊接喷枪(401)，所述激光焊接喷枪(401)上安装有图像检测机构(5)，所述图像检测机构(5)包含垂直摄像头(501)，所述图像检测机构(5)上通过弧形横梁安装有辅助摄像头(502)，所述辅助摄像头(502)的数量为两个，且两个辅助摄像头(502)分别安装于垂直摄像头(501)的左右两侧，所述辅助摄像头(502)和垂直摄像头(501)之间的夹角为30°；
所述图像检测机构(5)的正下方安装有废料导出结构(6)，所述废料导出机构(6)包含有安装在送料传送带(201)侧面的倾斜导板(601)、推板(602)以及伸缩电机(603)。
2.根据权利要求1所述的一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，其特征在于，所述激光发生器(4)采用915nm波长激光半导体焊接设备，所述氮气气泵(307)将锡球孔(306)上的锡球通过倾斜导料块(308)吹入至激光发生器(4)的激光焊接喷枪(401)中，所述激光焊接喷枪(401)内设置有螺旋气管(402)，所述激光焊接喷枪(401)的内部中央处安装有电加热管(403)，且倾斜导料块(308)内的锡球通过电加热管(403)下落至激光焊接喷枪(401)内，所述激光焊接喷枪(401)的内壁上安装有温度传感器(404)。
3.根据权利要求2所述的一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，其特征在于，所述氮气气泵(307)外接氮气气源后，将氮气通过倾斜导料块(308)导入激光焊接喷枪(401)中的螺旋气管(402)处，并对电加热管(403)内的锡球施加气压喷出。
4.根据权利要求3所述的一种替代选择性波峰焊的非接触式焊锡设备，其特征在于，所述锡球分料用电机(304)、氮气气泵(307)、激光发生器(4)、垂直摄像头(501)、辅助摄像头(502)和伸缩电机(603)和中控机(1)电性连接，所述中控机(1)通过USB网线外接工件锡球激光焊接云数据库。
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