CN116117261B - 一种自动化激光多通道锡球焊接设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动化激光多通道锡球焊接设备，涉及激光焊接技术领域，包括支撑组件，支撑组件上安装有下料组件和焊接组件；下料组件包括储料箱、切换盘、运料盘、限位板、出料盘、驱动单元，储料箱上设置有多个直径不同出球孔一，多个出球孔一设置在同一半径上，支撑组件上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔六，出料盘上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔二；切换盘上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔三，多个出球孔三均不在同一直径上；运料盘上设置有多组出球孔四，每组出球孔四均设置有多个，每组中的多个出球孔四与对应的出球孔三相匹配，本发明通过设置不同通道能够适用多种尺寸的锡球，同时整体占用空间较小。

Description

一种自动化激光多通道锡球焊接设备

技术领域

本发明涉及激光焊接技术领域，特别涉及一种自动化激光多通道锡球焊接设备。

背景技术

锡球激光焊接的工作流程为锡球从锡球盒通过供料机构输送至喷嘴，用激光加热熔化后，由特制喷嘴中喷出，但是现有技术中的锡球激光焊接装置只能适用一种尺寸的锡球，当更换其他尺寸的锡球时需要将锡球盒和供料机构全部进行更换，增加工作量的同时降低了工作效率。

申请号为“2022101292001”的专利提出了一种激光熔锡喷射焊多通道进料系统，包括送料机构、驱动机构及位移机构，所述送料机构包括送料腔体，所述送料腔体内设有若干送料盘，送料盘上沿其周向开有若干送料孔，所述驱动机构用于驱动传动轴转动，所述位移机构用于带动传动轴沿直线方向往复运动，所述传动轴运动至各传动位置时与对应的送料盘啮合传动连接；该专利虽然能够适用不同尺寸的锡球，但是当锡球尺寸种类较多时，该专利无法适用，使用该专利的技术方案会导致整体体积较大，无法合理的进行安装，该专利存在的问题是存在局限性，所能适用的种类数较少。

发明内容

针对上述技术问题，本发明提供一种自动化激光多通道锡球焊接设备，包括支撑组件，所述支撑组件上安装有下料组件和焊接组件；所述下料组件包括储料箱、切换盘、运料盘、限位板、出料盘、驱动单元，所述限位板和出料盘均固定安装在支撑组件上，所述储料箱滑动安装在限位板上，储料箱和限位板不能相对转动，所述运料盘转动安装在出料盘上，所述切换盘转动安装在运料盘上，所述切换盘和储料箱转动连接，所述驱动单元安装在支撑组件上，所述切换盘和运料盘均与驱动单元连接；所述储料箱上设置有多个直径不同的出球孔一，多个出球孔一设置在同一半径上，所述支撑组件上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔六，出球孔一和出球孔六分别分布在驱动单元的两侧；所述出料盘上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔二，出球孔二与出球孔六始终保持连通；所述切换盘上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔三，多个出球孔三均不在同一直径上；所述运料盘上设置有多组出球孔四，多组出球孔四成圆周状均匀地分布，每组出球孔四均设置有多个，每组中的多个出球孔四与对应的出球孔三相匹配；所述焊接组件包括送料块和弧形出料通道，所述送料块固定安装在支撑组件上，所述弧形出料通道设置在送料块上，所述弧形出料通道与支撑组件上的出球孔六始终连通。

进一步地，所述储料箱上设置有多个直径不同的储球仓，储料箱上的多个出料孔一分别设置在对应的储球仓内，每个储球仓内均设置有一个出料孔一和一个与储球仓相匹配的螺旋轨道板，每个螺旋轨道板上均设置有一个出料孔五，出料孔五与出料孔一相匹配并始终保持连通，螺旋轨道板的高度从第一端到第二端逐渐变小，出球孔五设置在第二端上，储球仓内的锡球从螺旋轨道板的第一端滚落到第二端的出球孔五中。

进一步地，所述储料箱内固定安装有安装板，所述安装板上固定安装有震动机，所述驱动单元与安装板连接，所述运料盘与出料盘接触的一面为倒锥形，所述出料盘和运料盘接触的一面为锥形，多个出料孔一、出料孔二、出料孔三、出料孔五、出料孔六的直径均为从轴心向外从小到大依次分布，每组中的多个出球孔四的直径均为从轴心向外从小到大依次分布。

进一步地，所述驱动单元包括电机一、转轴、联轴器、电机二，所述电机一固定安装在安装板上，所述电机一的输出轴和切换盘同轴心固定连接，所述电机二安装在支撑座的底面上，电机二的输出轴穿过支撑座与联轴器同轴心固定连接，转轴的第一端与运料盘同轴心固定连接，转轴的第二端穿过出料盘与联轴器同轴心固定连接。

进一步地，所述支撑组件包括支撑座和支撑板，所述支撑座固定安装在支撑板上，所述焊接组件还包括激光器、安装座、氮气进气管、出料管，所述送料块固定安装在支撑座的底面上，所述激光器固定安装在支撑座上，所述出料管通过安装座安装在送料块上，所述激光器设置在出料管的上方，所述氮气进气管安装在出料管上，所述氮气进气管与出料管连通，所述氮气进气管设置有多个，所述出料管的下端可拆卸地安装有喷头，所述出料管上设置有进球通道，所述弧形出料通道与进料通道连通，所述弧形出料通道向着出料管的方向倾斜设置，所述喷头上设置有喷嘴口，喷嘴口的直径小于最小锡球的直径。

进一步地，所述支撑板上外接有程序控制单元，所述震动机、电机一和电机二均与程序控制单元连接，每个出料孔一、出料孔二、出料孔三、出料孔四、出料孔五、出球孔六上均设置有传感器，喷头的喷嘴口处设置有传感器，每个传感器均由程序控制单元单独控制，多个传感器之间互不影响。

本发明与现有技术相比的有益效果是：（1）本发明通过下料组件能够适用多种尺寸的锡球，不同尺寸的锡球从不同出球孔中流出，解决了现有技术中存在的当更换不同尺寸的锡球时需要同时更换供料机构的问题，提高了工作效率，减轻了使用者的工作量；（2）本发明通过设置螺旋轨道板和震动机，方便了锡球的流出；（3）本发明通过对切换盘上的出料孔和储料箱上的出料孔错位设置，方便切换不同尺寸的锡球，所能适用的种类数较多，同时整体结构占用空间较小，安装起来比较方便。

附图说明

图1为本发明整体结构示意图一。

图2为本发明整体结构示意图二。

图3为本发明整体结构示意图三。

图4为本发明切换盘和运料盘第一工作状态的剖视图。

图5为本发明切换盘和运料盘第二工作状态的剖视图。

图6为本发明切换盘和运料盘第三工作状态的剖视图。

图7为本发明切换盘和运料盘第四工作状态的剖视图。

图8为本发明切换盘和运料盘第五工作状态的剖视图。

图9为本发明局部结构爆炸示意图一。

图10为本发明局部结构爆炸示意图二。

图11为本发明螺旋轨道板结构示意图。

图12为本发明焊接组件结构示意图。

图13为本发明焊接组件剖视图。

附图标记：1-支撑组件；2-盖板；3-下料组件；4-焊接组件；101-支撑座；102-支撑板；301-储料箱；302-震动机；303-电机一；304-切换盘；305-运料盘；306-限位板；307-出料盘；308-转轴；309-联轴器；310-电机二；311-安装板；401-送料块；402-激光器；403-安装座；404-氮气进气管；405-喷头；406-出料管；407-弧形出料通道。

实施方式

下面结合具体实施例对本发明作进一步描述，在此发明的示意性实施例以及说明用来解释本发明，但并不作为对本发明的限定。

实施例：如图1-图13所示的一种自动化激光多通道锡球焊接设备，包括支撑组件1，支撑组件1上安装有下料组件3和焊接组件4；下料组件3包括储料箱301、切换盘304、运料盘305、限位板306、出料盘307、驱动单元，限位板306和出料盘307均固定安装在支撑组件1上，储料箱301滑动安装在限位板306上，储料箱301和限位板306不能相对转动，运料盘305转动安装在出料盘307上，切换盘304转动安装在运料盘305上，切换盘304和储料箱301转动连接，驱动单元安装在支撑组件1上，切换盘304和运料盘305均与驱动单元连接，储料箱301内固定安装有安装板311，安装板311上固定安装有震动机302，驱动单元与安装板311连接；储料箱301上设置有多个直径不同出球孔一，多个出球孔一设置在同一半径上，支撑组件1上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔六，出球孔一和出球孔六分别分布在驱动单元的两侧；出料盘307上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔二，出球孔二与出球孔六始终保持连通；切换盘304上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔三，多个出球孔三均不在同一直径上；运料盘305上设置有多组出球孔四，多组出球孔四成圆周状均匀地分布，每组出球孔四均设置有多个，每组中的多个出球孔四与对应的出球孔三相匹配；焊接组件4包括送料块401和弧形出料通道407，送料块401固定安装在支撑组件1上，弧形出料通道407设置在送料块401上，弧形出料通道407与支撑组件1上的出球孔六始终连通。

如图4-图11所示，其中储料箱301上设置有多个直径不同的储球仓，储料箱301上的多个出料孔一分别设置在对应的储球仓内，每个储球仓内均设置有一个出料孔一和一个与储球仓相匹配的螺旋轨道板，每个螺旋轨道板上均设置有一个出料孔五，出料孔五与出料孔一相匹配并始终保持连通，螺旋轨道板的高度从第一端到第二端逐渐变小，出球孔五设置在第二端上，储球仓内的锡球从螺旋轨道板的第一端滚落到第二端的出球孔五中。

如图4-图11所示，其中运料盘305与出料盘307接触的一面为倒锥形，出料盘307和运料盘305接触的一面为锥形，多个出料孔一、出料孔二、出料孔三、出料孔五、出料孔六的直径均为从轴心向外从小到大依次分布，每组中的多个出球孔四的直径均为从轴心向外从小到大依次分布。

如图4-图10所示，其中驱动单元包括电机一303、转轴308、联轴器309、电机二310，电机一303固定安装在安装板311上，电机一303的输出轴和切换盘304同轴心固定连接，电机二310安装在支撑座101的底面上，电机二310的输出轴穿过支撑座101与联轴器309同轴心固定连接，转轴308的第一端与运料盘305同轴心固定连接，转轴308的第二端穿过出料盘307与联轴器309同轴心固定连接。

如图1、图2、图3、图4、图12、图13所示，其中支撑组件1包括支撑座101和支撑板102，支撑座101固定安装在支撑板102上，焊接组件4还包括激光器402、安装座403、氮气进气管404、出料管406，送料块401固定安装在支撑座101的底面上，激光器402固定安装在支撑座101上，出料管406通过安装座403安装在送料块401上，激光器402设置在出料管406的上方，氮气进气管404安装在出料管406上，氮气进气管404与出料管406连通，氮气进气管404设置有多个，出料管406的下端可拆卸地安装有喷头405，出料管406上设置有进球通道，弧形出料通道407与进料通道连通，弧形出料通道407向着出料管406的方向倾斜设置，喷头405上设置有喷嘴口，喷嘴口的直径小于最小锡球的直径。

如图2、图3、图4、图12、图13所示，支撑板102上外接有程序控制单元，震动机302、电机一303和电机二310均与程序控制单元连接，每个出料孔一、出料孔二、出料孔三、出料孔四、出料孔五、出球孔六上均设置有传感器，喷头405的喷嘴口处设置有传感器，每个传感器均由程序控制单元单独控制，多个传感器之间互不影响。

如图1-图13所示，其中限位板306固定安装在支撑板102上，出料盘307固定安装在支撑座101上，支撑组件1上的出球孔六设置在支撑座101上，弧形出料通道407与支撑座101上的出球孔六连通，储球仓的形状为圆环状，储料箱301和切换盘304之间、切换盘304和运料盘305之间、运料盘305和出料盘307之间、出料盘307和支撑座101之间、激光器402和支撑座101之间均设置有防震垫，每个出球孔的直径均设置为每次只允许一颗对应尺寸的锡球进入，储料箱301上设置有盖板2，运料盘305与出料盘307的接触面设置为倒锥形，使得每次只有一颗锡球落下运料盘305上的出球孔四中，从而避免了每次锡球落入过多的问题。

本发明的工作原理为：根据锡球的尺寸选择需要的出球孔，通过程序控制单元控制所选择的出球孔上的传感器开启，其余未被选择的出球孔上的传感器关闭，通过程序控制单元控制电机一303启动，电机一303的输出轴带动切换盘304转动，当切换盘304上被选择的出球孔三上的传感器与储料箱301上相同直径的出球孔一上的传感器相互感应时，此时切换盘304上被选择的出球孔三与储料箱301上被选择的出球孔一连通（如图4、图5、图6、图7、图8所示），程序控制单元控制电机一303停止工作。

打开盖板2，将锡球放入对应直径的储球仓内，盖上盖板2，程序控制单元控制震动机302和电机二310启动，震动机302工作时使储料箱301震动，从而使储球仓内的锡球沿着螺旋轨道板落入出球孔五中，从出球孔五经过储料箱301上的出球孔一落入切换盘304上的出球孔三中，电机二310的输出轴通过联轴器309带动转轴308转动，转轴308带动运料盘305转动，当运料盘305带动出球孔四与切换盘304上的出球孔三重合时（如图4、图5、图6、图7、图8所示），锡球从切换盘304上的出球孔三落入到运料盘305上的出球孔四中，运料盘305带动锡球继续转动，当运料盘305上的出球孔四与出料盘307上的出球孔二重合时，运料盘305上的出球孔四、出料盘307上的出球孔二、支撑座101上的出球孔六以及弧形出料通道407之间相互连通，从而使锡球从连通的通道中落入弧形出料通道407中，由于弧形出料通道407为倾斜设置，锡球从弧形出料通道407经过出料管406上的进球通道落入喷头405内的喷嘴口处，当喷头405喷嘴口处的传感器感应到锡球时，程序控制单元控制氮气从氮气进气管404通入到喷头405内，程序控制单元控制激光器402启动，激光器402喷出激光将锡球熔化，氮气将融化后的锡液从喷嘴口喷到需要焊接的位置。

焊接完成后，运料盘305继续带动下一颗锡球进入，从而保证锡球焊接的连续性，当需要切换其他尺寸的锡球时，程序控制单元使激光器402停止工作，停止氮气的注入，将喷头405拆下或通过安装座403将出料管406拆下，将残留的锡球取出，通过上述选择锡球通道的方式选择其余所需要尺寸的锡球通道，实现了多种尺寸的锡球从对应通道进入从而进行焊接的功能，解决了当每次改变锡球尺寸时均需要更换供球机构的问题。

Claims (3)

1.一种自动化激光多通道锡球焊接设备，包括支撑组件（1），其特征在于，所述支撑组件（1）上安装有下料组件（3）和焊接组件（4）；所述下料组件（3）包括储料箱（301）、切换盘（304）、运料盘（305）、限位板（306）、出料盘（307）、驱动单元，所述限位板（306）和出料盘（307）均固定安装在支撑组件（1）上，所述储料箱（301）滑动安装在限位板（306）上，储料箱（301）和限位板（306）不能相对转动，所述运料盘（305）转动安装在出料盘（307）上，所述切换盘（304）转动安装在运料盘（305）上，所述切换盘（304）和储料箱（301）转动连接，所述驱动单元安装在支撑组件（1）上，所述切换盘（304）和运料盘（305）均与驱动单元连接；所述储料箱（301）上设置有多个直径不同的出球孔一，多个出球孔一设置在同一半径上，所述支撑组件（1）上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔六，出球孔一和出球孔六分别分布在驱动单元的两侧；所述出料盘（307）上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔二，出球孔二与出球孔六始终保持连通；所述切换盘（304）上设置有多个与出球孔一相匹配的出球孔三，多个出球孔三均不在同一直径上；所述运料盘（305）上设置有多组出球孔四，多组出球孔四成圆周状均匀地分布，每组出球孔四均设置有多个，每组中的多个出球孔四与对应的出球孔三相匹配；所述焊接组件（4）包括送料块（401）和弧形出料通道（407），所述送料块（401）固定安装在支撑组件（1）上，所述弧形出料通道（407）设置在送料块（401）上，所述弧形出料通道（407）与支撑组件（1）上的出球孔六始终连通；

所述储料箱（301）上设置有多个直径不同的储球仓，储料箱（301）上的多个出球孔一分别设置在对应的储球仓内，每个储球仓内均设置有一个出球孔一和一个与储球仓相匹配的螺旋轨道板，每个螺旋轨道板上均设置有一个出球孔五；

所述储料箱（301）内固定安装有安装板（311），所述安装板（311）上固定安装有震动机（302）；

所述驱动单元包括电机一（303）、转轴（308）、联轴器（309）、电机二（310），所述电机一（303）固定安装在安装板（311）上，所述电机一（303）的输出轴和切换盘（304）同轴心固定连接，所述电机二（310）安装在支撑座（101）的底面上，电机二（310）的输出轴穿过支撑座（101）与联轴器（309）同轴心固定连接，转轴（308）的第一端与运料盘（305）同轴心固定连接，转轴（308）的第二端穿过出料盘（307）与联轴器（309）同轴心固定连接；

所述支撑组件（1）包括支撑座（101）和支撑板（102），所述支撑座（101）固定安装在支撑板（102）上，所述焊接组件（4）还包括激光器（402）、安装座（403）、氮气进气管（404）、出料管（406），所述送料块（401）固定安装在支撑座（101）的底面上，所述激光器（402）固定安装在支撑座（101）上，所述出料管（406）通过安装座（403）安装在送料块（401）上，所述激光器（402）设置在出料管（406）的上方，所述氮气进气管（404）安装在出料管（406）上，所述氮气进气管（404）与出料管（406）连通，所述氮气进气管（404）设置有多个，所述出料管（406）的下端可拆卸地安装有喷头（405），所述出料管（406）上设置有进球通道，所述弧形出料通道（407）与进料通道连通，所述弧形出料通道（407）向着出料管（406）的方向倾斜设置，所述喷头（405）上设置有喷嘴口，喷嘴口的直径小于最小锡球的直径；

支撑板（102）上外接有程序控制单元，震动机（302）、电机一（303）和电机二（310）均与程序控制单元连接，每个出球孔一、出球孔二、出球孔三、出球孔四、出球孔五、出球孔六上均设置有传感器，喷头（405）的喷嘴口处设置有传感器，每个传感器均由程序控制单元单独控制，多个传感器之间互不影响。

2.如权利要求1所述的一种自动化激光多通道锡球焊接设备，其特征在于，出球孔五与出球孔一相匹配并始终保持连通，螺旋轨道板的高度从第一端到第二端逐渐变小，出球孔五设置在第二端上，储球仓内的锡球从螺旋轨道板的第一端滚落到第二端的出球孔五中。

3.如权利要求2所述的一种自动化激光多通道锡球焊接设备，其特征在于，所述驱动单元与安装板（311）连接，所述运料盘（305）与出料盘（307）接触的一面为倒锥形，所述出料盘（307）和运料盘（305）接触的一面为锥形，多个出球孔一、出球孔二、出球孔三、出球孔五、出球孔六的直径均为从轴心向外从小到大依次分布，每组中的多个出球孔四的直径均为从轴心向外从小到大依次分布。