CN116583021B - 一种可调型高适用性的过炉治具 - Google Patents
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Abstract
本发明提供了应用于过炉治具领域的一种可调型高适用性的过炉治具，本发明通过带有导向角块、弹片的治具本体的结构设计，便于待焊接的PCB板快速对位，使第一刷锡孔、第二刷锡孔与PCB板上待焊接的针脚位置迅速对位，有效提升了治具本体装载PCB板的效率及准确性，同时利用剔焊刀口的设计，当治具本体推送至波峰焊炉外时，随着温度的降低，膨胀气囊逐步回缩，复位弹簧被压缩的弹力得到释放，进而推动防焊板远离载板下移，此时剔焊刀口会自动剔除锡孔凸沿的外侧的附着物，等待下一循环使用，具有自清洁功能，能有效防止刷锡孔处粘附锡水，进而有效提升治具本体的循环使用寿命，降低了维护成本，具有市场前景，适合推广应用。
Description
技术领域
本申请涉及过炉治具领域，特别涉及一种可调型高适用性的过炉治具。
背景技术
随着科学技术的发展，人们对电子产品的造型要求越来越高，相应的对PCB板的要求也是越来越高，而在电路板制作过程中，当电路板表面的线路工序处理完成后，需要将电子元件（集成芯片等）焊接在电路板上，而焊接的质量直接影响着PCB板的性能。
传统的手工焊接由于其工作效率低下，焊点质量的好坏往往受到操作者的知识、技能和情绪的影响，很难进行控制，会存在很多的不定因素，无法满足可靠性要求高，焊接难度大的要求，当需求量多时也很难满足生产效率，因此，随着波峰焊技术的不断发展，目前电路板的生产过程中，前端SMT表面贴装工艺为提高产品品质通常采用锡膏工艺焊接，后段将电子元件焊接在电路板上时，则不能直接将PCB过波峰焊上锡，需要做治具将前端贴装工艺的元件包裹起来。
现有的过炉治具通常由人工装载，装载效率低，且不具有不同焊接位置的适用性及自清洁性，通常过炉治具的底部焊口会粘附锡水，造成焊口污染的现象，长期不处理会出现焊料挂积的现象，因此重复利用性差，清洁维护成本高，为此我们提出一种可调型高适用性的过炉治具来解决以上问题。
发明内容
本申请目的在于设计一种过炉治具，使其在具有快速装载的前提下，同时具有高适用性和自清洁性，依次降低运行成本，相比现有技术提供一种可调型高适用性的过炉治具，通过治具本体的设计，在治具本体的一侧设有治具卡块，治具本体上设有若干等距均分设置的载板，载板上设有贯穿的刷锡孔和顶孔，刷锡孔包括第一刷锡孔、第二刷锡孔，治具本体在载板的四角均设有导向角块和弹片；
导向角块呈直角块结构，导向角块靠近载板的一侧设有第一导向斜面，载板的边侧设有便于弹片形变的位移槽口。
进一步的，弹片的顶部一侧设有第二导向斜面，第二导向斜面的底端固定有防脱斜面，防脱斜面的底部固定有固定端面，同一载板上两个相对弹片上的固定端面间距等于载板所承载PCB板的宽度，同一载板上两个相对弹片上的防脱斜面最小间距小于载板所承载PCB板的宽度。
进一步的，治具本体上的载板安装数量为四个，治具本体上设有与载板相对应的十字框架，四个载板可拆卸连接在十字框架的底部，导向角块、弹片均固定在十字框架的顶部。
进一步的，四个载板为一体载板结构，载板可根据不同PCB板锡焊位置的差异设置为不同刷锡孔位置的型号进行替换使用。
进一步的，治具本体还配备有机械抓手，机械抓手包括与六轴机械臂连接的连接座，连接座固定有四个第一升降气缸，第一升降气缸的输出端均固定有升降底板，升降底板与载板一一相对应，升降底板的底部设有压力弹针、固定顶针和吸盘。
进一步的，升降底板的一侧还固定有第二升降气缸，第二升降气缸的输出端固定有夹持气缸，夹持气缸用于夹持待焊接件并安装在载板上PCB板对应位置。
进一步的，载板的刷锡孔底部设有锡孔凸沿，锡孔凸沿的外侧呈竖直状，锡孔凸沿的内侧呈斜坡口状，锡孔凸沿的外侧通过限位滑柱滑动套接有防焊板，防焊板上设有与锡孔凸沿外侧相对应的剔焊刀口，防焊板与锡孔凸沿间设有驱动防焊板上下位移的驱动装置。
进一步的，驱动装置包括固定在载板底部的压块，防焊板上设有与压块相匹配的压仓，压块上设有循环仓，压仓内底固定有与循环仓相对应的活塞柱，活塞柱与循环仓顶部间夹接有复位弹簧，活塞柱与循环仓底部间夹接有膨胀气囊，压块与压仓间通过弹性封膜胶接形成密闭腔体，密闭腔体内填充有防焊剂，剔焊刀口侧设有涂抹端面，涂抹端面与密闭腔体间通过供料通道连通。
进一步的，膨胀气囊内填充有二氧化碳气体，复位弹簧为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧具有驱使防焊板远离载板底部的弹力。
进一步的，循环仓的顶部设有单向阀门，单向阀门用于防止活塞柱上移挤压循环仓形成正压阻力。
相比于现有技术，本申请的优点在于：
（1）本发明通过带有导向角块、弹片的治具本体的结构设计，便于待焊接的PCB板快速对位，使第一刷锡孔、第二刷锡孔与PCB板上待焊接的针脚位置迅速对位，同时在焊接完毕后，可通过顶孔穿插柱体进行PCB板卸料作业，有效提升了治具本体装载PCB板的效率及准确性。
（2）通过带有第二导向斜面、防脱斜面及固定端面的弹片设计，当待装载的PCB板安装在载板上时，通过防脱斜面导入PCB板边侧，通过固定端面夹持PCB板边侧，利用防脱斜面的弹力，能有效防止PCB板远离载板位移或震动，进而有效提升了PCB板固定的稳定性。
（3）通过可拆卸的载板设计，使载板可根据不同PCB板锡焊位置的差异设置为不同刷锡孔位置的型号进行替换使用，在一定尺寸范围能适应于多型号的PCB板的锡焊装载需求，有效降低了制造成本，提升了可调节性和适用性。
（4）通过带有压力弹针、固定顶针和吸盘的机械抓手的设计，通过六轴机械臂的驱动，利用吸盘吸附待装载的PCB板至载板上，并利用第一升降气缸驱动固定顶针下移，利用压力弹针监测下压力，使PCB板无损快速装载在治具本体的对应位置，并通过弹片固定，再通过夹持气缸夹持待焊接的元器组件，利用第二升降气缸推送至PCB板对应位置，以此完成PCB板及元器组件的快速安装，相比于传统技术，提升了PCB板装载效率，自动化程度高，有效降低了人工成本。
（5）本发明通过带有限位滑柱、剔焊刀口、供料通道、涂抹端面的防焊板与带有复位弹簧、膨胀气囊、活塞柱、单向阀门、弹性封膜的压仓间的相互配合，当治具本体推送至波峰焊炉内时，受炉内温度的升高，膨胀气囊内气体膨胀，推送防焊板及压仓靠近载板上移，在此上移的过程中，压块挤压压仓，使压仓内的防焊剂受压通过供料通道传递至涂抹端面，由涂抹端面自下而上涂抹在锡孔凸沿的外侧，在进行波峰焊的过程中，由于防焊剂的作用，锡孔凸沿的外侧不易受熔池内锡水的粘附。
（6）当治具本体推送至波峰焊炉外时，随着温度的降低，膨胀气囊逐步回缩，复位弹簧被压缩的弹力得到释放，进而推动防焊板远离载板下移，此时剔焊刀口会自动剔除锡孔凸沿的外侧的附着物，等待下一循环使用，相比于传统技术，本发明具有自清洁功能，能有效防止刷锡孔处粘附锡水，进而有效提升治具本体的循环使用寿命，降低了维护成本，具有市场前景，适合推广应用。
附图说明
图1为本申请中提出的治具本体的结构示意图；
图2为图1中A部的放大结构示意图；
图3为本申请中提出的弹片的结构示意图；
图4为本申请中提出的治具本体及载板的分离状态示意图；
图5为本申请中提出的治具本体及机械抓手的结构示意图；
图6为本申请中提出的机械抓手的底面结构示意图；
图7为本申请中提出的治具本体的底面结构示意图；
图8为本申请中提出的治具本体与防焊板分离时的结构示意图；
图9为本申请中提出的防焊板的结构示意图；
图10为本申请中提出的循环仓的剖面结构示意图；
图11为本申请中提出的压仓与压块对合时的结构示意图；
图12为本申请中提出的压仓与压块分离时的结构示意图。
图中标号说明：
治具本体1、治具卡块11、载板12、位移槽口121、顶孔13、锡孔凸沿14、十字框架15、机械抓手2、连接座21、第一升降气缸22、第二升降气缸23、夹持气缸24、升降底板25、压力弹针251、固定顶针252、吸盘253、导向角块3、第一导向斜面31、弹片4、第二导向斜面41、防脱斜面42、固定端面43、第一刷锡孔5、第二刷锡孔6、防焊板7、限位滑柱71、剔焊刀口72、供料通道73、涂抹端面74、压块8、循环仓81、压仓9、复位弹簧91、膨胀气囊92、活塞柱93、单向阀门94、弹性封膜10。
具体实施方式
实施例将结合说明书附图，对本申请技术方案进行清楚、完整地描述，基于本申请中的实施例，本领域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，都属于本申请保护的范围。
实施例1：本发明提供了一种可调型高适用性的过炉治具，请参阅图1-图2，包括治具本体1，治具本体1的一侧设有治具卡块11，治具本体1上设有若干等距均分设置的载板12，载板12上设有贯穿的刷锡孔和顶孔13，刷锡孔包括第一刷锡孔5、第二刷锡孔6，治具本体1在载板12的四角均设有导向角块3和弹片4；导向角块3呈直角块结构，导向角块3靠近载板12的一侧设有第一导向斜面31，载板12的边侧设有便于弹片4形变的位移槽口121。
本发明通过带有导向角块3、弹片4的治具本体1的结构设计，便于待焊接的PCB板快速对位，使第一刷锡孔5、第二刷锡孔6与PCB板上待焊接的针脚位置迅速对位，同时在焊接完毕后，可通过顶孔13穿插柱体进行PCB板卸料作业，有效提升了治具本体1装载PCB板的效率及准确性。
实施例2：本发明提供了一种可调型高适用性的过炉治具，请参阅图1-图3，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点：
弹片4的顶部一侧设有第二导向斜面41，第二导向斜面41的底端固定有防脱斜面42，防脱斜面42的底部固定有固定端面43，同一载板12上两个相对弹片4上的固定端面43间距等于载板12所承载PCB板的宽度，同一载板12上两个相对弹片4上的防脱斜面42最小间距小于载板12所承载PCB板的宽度。
通过带有第二导向斜面41、防脱斜面42及固定端面43的弹片4设计，当待装载的PCB板安装在载板12上时，通过防脱斜面42导入PCB板边侧，通过固定端面43夹持PCB板边侧，利用防脱斜面42的弹力，能有效防止PCB板远离载板12位移或震动，进而有效提升了PCB板固定的稳定性。
实施例3：本发明提供了一种可调型高适用性的过炉治具，请参阅图1-图2和图4，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点：
治具本体1上的载板12安装数量为四个，治具本体1上设有与载板12相对应的十字框架15，四个载板12可拆卸连接在十字框架15的底部，导向角块3、弹片4均固定在十字框架15的顶部，四个载板12为一体载板结构，载板12可根据不同PCB板锡焊位置的差异设置为不同刷锡孔位置的型号进行替换使用。
通过可拆卸的载板12设计，使载板12可根据不同PCB板锡焊位置的差异设置为不同刷锡孔位置的型号进行替换使用，在一定尺寸范围能适应于多型号的PCB板的锡焊装载需求，有效降低了制造成本，提升了可调节性和适用性。
实施例4：本发明提供了一种可调型高适用性的过炉治具，请参阅图1-图2和图5-图6，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点：
治具本体1还配备有机械抓手2，机械抓手2包括与六轴机械臂连接的连接座21，连接座21固定有四个第一升降气缸22，第一升降气缸22的输出端均固定有升降底板25，升降底板25与载板12一一相对应，升降底板25的底部设有压力弹针251、固定顶针252和吸盘253，升降底板25的一侧还固定有第二升降气缸23，第二升降气缸23的输出端固定有夹持气缸24，夹持气缸24用于夹持待焊接件并安装在载板12上PCB板对应位置。
通过带有压力弹针251、固定顶针252和吸盘253的机械抓手2的设计，通过六轴机械臂的驱动，利用吸盘253吸附待装载的PCB板至载板12上，并利用第一升降气缸22驱动固定顶针252下移，利用压力弹针251监测下压力，使PCB板无损快速装载在治具本体1的对应位置，并通过弹片4固定，再通过夹持气缸24夹持待焊接的元器组件，利用第二升降气缸23推送至PCB板对应位置，以此完成PCB板及元器组件的快速安装，相比于传统技术，提升了PCB板装载效率，自动化程度高，有效降低了人工成本。
实施例5：本发明提供了一种可调型高适用性的过炉治具，请参阅图1-图2和图7-图12，其中与实施例1中相同或相应的部件采用与实施例1相应的附图标记，为简便起见，下文仅描述与实施例1的区别点：
载板12的刷锡孔底部设有锡孔凸沿14，锡孔凸沿14的外侧呈竖直状，锡孔凸沿14的内侧呈斜坡口状，锡孔凸沿14的外侧通过限位滑柱71滑动套接有防焊板7，防焊板7上设有与锡孔凸沿14外侧相对应的剔焊刀口72，防焊板7与锡孔凸沿14之间设有驱动防焊板7上下位移的驱动装置。
需要说明的是，在本实施例中，驱动装置包括固定在载板12底部的压块8，防焊板7上设有与压块8相匹配的压仓9，压块8上设有循环仓81，压仓9内底固定有与循环仓81相对应的活塞柱93，活塞柱93与循环仓81顶部间夹接有复位弹簧91，活塞柱93与循环仓81底部间夹接有膨胀气囊92，压块8与压仓9间通过弹性封膜10胶接形成密闭腔体，密闭腔体内填充有防焊剂，剔焊刀口72侧设有涂抹端面74，涂抹端面74与密闭腔体间通过供料通道73连通。
进一步的，在本实施例中，膨胀气囊92内填充有二氧化碳气体，复位弹簧91为高强度抗疲劳弹簧结构，复位弹簧91具有驱使防焊板7远离载板12底部的弹力，其中，循环仓81的顶部设有单向阀门94，单向阀门94用于防止活塞柱93上移挤压循环仓81形成正压阻力。
本发明通过带有限位滑柱71、剔焊刀口72、供料通道73、涂抹端面74的防焊板7与带有复位弹簧91、膨胀气囊92、活塞柱93、单向阀门94、弹性封膜10的压仓9间的相互配合，当治具本体1推送至波峰焊炉内时，受炉内温度的升高，膨胀气囊92内气体膨胀，推送防焊板7及压仓9靠近载板12上移，在此上移的过程中，压块8挤压压仓9，使压仓9内的防焊剂受压通过供料通道73传递至涂抹端面74，由涂抹端面74自下而上涂抹在锡孔凸沿14的外侧，在进行波峰焊的过程中，由于防焊剂的作用，锡孔凸沿14的外侧不易受熔池内锡水的粘附；
当治具本体1推送至波峰焊炉外时，随着温度的降低，膨胀气囊92逐步回缩，复位弹簧9被压缩的弹力得到释放，进而推动防焊板7远离载板12下移，此时剔焊刀口72会自动剔除锡孔凸沿14的外侧的附着物，等待下一循环使用，相比于传统技术，本发明具有自清洁功能，能有效防止刷锡孔处粘附锡水，进而有效提升治具本体1的循环使用寿命，降低了维护成本，具有市场前景，适合推广应用。
以上所述，仅为本申请结合当前实际需求采用的最佳实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此。
Claims (2)
1.一种可调型高适用性的过炉治具，包括治具本体(1)，其特征在于，所述治具本体(1)的一侧设有治具卡块(11)，所述治具本体(1)上设有若干等距均分设置的载板(12)，所述载板(12)上设有贯穿的刷锡孔和顶孔(13)，所述刷锡孔包括第一刷锡孔(5)、第二刷锡孔(6)，所述治具本体(1)在载板(12)的四角均设有导向角块(3)和弹片(4)；
所述导向角块(3)呈直角块结构，所述导向角块(3)靠近载板(12)的一侧设有第一导向斜面(31)，所述载板(12)的边侧设有便于弹片(4)形变的位移槽口(121)；所述弹片(4)的顶部一侧设有第二导向斜面(41)，所述第二导向斜面(41)的底端固定有防脱斜面(42)，所述防脱斜面(42)的底部固定有固定端面(43)，同一所述载板(12)上两个相对弹片(4)上的固定端面(43)间距等于载板(12)所承载PCB板的宽度，同一所述载板(12)上两个相对弹片(4)上的防脱斜面(42)最小间距小于载板(12)所承载PCB板的宽度；所述治具本体(1)上的载板(12)安装数量为四个，所述治具本体(1)上设有与载板(12)相对应的十字框架(15)，四个所述载板(12)可拆卸连接在十字框架(15)的底部，所述导向角块(3)、弹片(4)均固定在十字框架(15)的顶部；四个所述载板(12)为一体载板结构，所述载板(12)可根据不同PCB板锡焊位置的差异设置为不同刷锡孔位置的型号进行替换使用；所述治具本体(1)还配备有机械抓手(2)，所述机械抓手(2)包括与六轴机械臂连接的连接座(21)，所述连接座(21)固定有四个第一升降气缸(22)，所述第一升降气缸(22)的输出端均固定有升降底板(25)，所述升降底板(25)与载板(12)一一相对应，所述升降底板(25)的底部设有压力弹针(251)、固定顶针(252)和吸盘(253)；所述载板(12)的刷锡孔底部设有锡孔凸沿(14)，所述锡孔凸沿(14)的外侧呈竖直状，所述锡孔凸沿(14)的内侧呈斜坡口状，所述锡孔凸沿(14)的外侧滑动套接有防焊板(7)，所述防焊板(7)上设有与锡孔凸沿(14)外侧相对应的剔焊刀口(72)，所述防焊板(7)与锡孔凸沿(14)间设有驱动防焊板(7)上下位移的驱动装置；所述驱动装置包括固定在载板(12)底部的压块(8)，所述防焊板(7)上设有与压块(8)相匹配的压仓(9)，所述压块(8)上设有循环仓(81)，所述压仓(9)内底固定有与循环仓(81)相对应的活塞柱(93)，所述活塞柱(93)与循环仓(81)顶部间夹接有复位弹簧(91)，所述活塞柱(93)与循环仓(81)底部间夹接有膨胀气囊(92)，所述压块(8)与压仓(9)间通过弹性封膜(10)胶接形成密闭腔体，所述密闭腔体内填充有防焊剂，所述剔焊刀口(72)侧设有涂抹端面(74)，所述涂抹端面(74)与密闭腔体间通过供料通道(73)连通；所述膨胀气囊(92)内填充有二氧化碳气体，所述复位弹簧(91)为高强度抗疲劳弹簧结构，所述复位弹簧(91)具有驱使防焊板(7)远离载板(12)底部的弹力；所述循环仓(81)的顶部设有单向阀门(94)，所述单向阀门(94)用于防止活塞柱(93)上移挤压循环仓(81)形成正压阻力。
2.根据权利要求1所述的一种可调型高适用性的过炉治具，其特征在于，所述升降底板(25)的一侧还固定有第二升降气缸(23)，所述第二升降气缸(23)的输出端固定有夹持气缸(24)，所述夹持气缸(24)用于夹持待焊接件并安装在载板(12)上PCB板对应位置。
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