CN116652478A - 焊接系统和焊接方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开一种焊接系统和焊接方法。所述焊接系统包括：移动装置，能够沿至少两个不同的方向移动；焊头，安装在所述移动装置上，以能够随所述移动装置一起移动；和视觉装置，为所述移动装置提供视觉引导，以通过所述移动装置将所述焊头移动到预定位置，所述焊头适于夹持所述导线，所述移动装置适于在所述视觉装置的引导下将所述焊头移动到与导线对准的夹持位置和将被夹持的导线移动到与所述焊垫对准的焊接位置。因此，本发明能够消除导线和焊垫之间的位置误差，提高了导线的焊接精度。

Description

焊接系统和焊接方法
技术领域
本发明涉及一种将导线焊接到焊垫上的焊接系统和焊接方法。
背景技术
在制造通信产品时，经常需要将导线焊接到焊垫上。为了保证数据的高速传输，必须保证导线和焊垫之间具有高的焊接精度。
在现有技术中，为了使导线与焊垫对准，通常采用夹具来夹持和对准导线和焊垫。但是，随着通信产品的小型化，导线的直径变得越来越小，利用夹具很难保证导线与焊垫精确对准，这导致导线和焊垫之间总是存在位置误差，无论如何设计夹具，都无法避免。
发明内容
本发明的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。
根据本发明的一个方面，提供一种焊接系统，用于将导线焊接到焊垫上。所述焊接系统包括：移动装置，能够沿至少两个不同的方向移动；焊头，安装在所述移动装置上，以能够随所述移动装置一起移动；和视觉装置，为所述移动装置提供视觉引导，以通过所述移动装置将所述焊头移动到预定位置，所述焊头适于夹持所述导线，所述移动装置适于在所述视觉装置的引导下将所述焊头移动到与导线对准的夹持位置和将被夹持的导线移动到与所述焊垫对准的焊接位置。
根据本发明的一个实例性的实施例，所述移动装置包括：竖直移动模块，能够沿竖直方向移动；和水平移动模块，能够沿水平方向移动，所述焊头安装在所述竖直移动模块和所述水平移动模块中的一个上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述竖直移动模块安装在所述水平移动模块上，以能够随所述水平移动模块一起沿所述水平方向移动；并且所述焊头安装在所述竖直移动模块上，以能够随所述竖直移动模块一起沿所述竖直方向移动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述水平移动模块安装在所述竖直移动模块上，以能够随所述竖直移动模块一起沿所述竖直方向移动；并且所述焊头安装在所述水平移动模块上，以能够随所述水平移动模块一起沿所述水平方向移动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述焊接系统还包括支架，所述支架具有沿所述水平方向和所述竖直方向延伸的支撑板，所述移动装置安装在所述支架的支撑板上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述竖直移动模块包括：第一移动板；和第一驱动装置，用于驱动所述第一移动板沿所述竖直方向移动。所述水平移动模块包括：第二移动板；和第二驱动装置，用于驱动所述第二移动板沿所述水平方向移动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述焊头安装在所述第一移动板上；所述第一移动板和所述第一驱动装置安装在所述第二移动板上；并且所述第二移动板和所述第二驱动装置安装在所述支撑板上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第一驱动装置包括：第一丝杠，转动地安装在所述第二移动板上；第一螺母，与所述第一丝杠螺纹连接并固定至所述第一移动板；和第一电机，固定在所述第二移动板上，用于驱动所述第一丝杠转动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述第二驱动装置包括：第二丝杠，转动地安装在所述支撑板上；第二螺母，与所述第二丝杠螺纹连接并固定至所述第二移动板；和第二电机，固定在所述支撑板上，用于驱动所述第二丝杠转动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述第一移动板和所述第二移动板中的一个上设置有沿所述竖直方向延伸的第一滑轨，另一个上设置有适于与所述第一滑轨滑动配合的第一滑块；所述第一移动板通过所述第一滑轨和所述第一滑块被滑动地安装在所述第二移动板上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述支撑板和所述第二移动板中的一个上设置有沿所述水平方向延伸的第二滑轨，另一个上设置有适于与所述第二滑轨滑动配合的第二滑块；所述第二移动板通过所述第二滑轨和所述第二滑块被滑动地安装在所述支撑板上。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述视觉装置和所述焊头都安装在所述第一移动板上，使得所述视觉装置和所述焊头一起移动。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述焊头为激光焊头或烙铁头。
根据本发明的另一个实例性的实施例，所述移动装置为能够沿至少两个不同方向移动的平移机构、机器人或机械臂。
根据本发明的另一个实例性的实施例，在所述焊头的端部形成有V型槽，所述V型槽沿所述导线的轴向延伸预定长度，用于夹持不同直径的导线。
根据本发明的另一个方面，提供一种焊接方法，包括以下步骤：
S100：提供前述焊接系统；
S200：用于视觉装置识别待焊接的导线的位置；
S300：通过移动装置将焊头移动到与导线对准的夹持位置并夹持导线；
S400：用于视觉装置识别焊垫的位置；和
S500：通过移动装置将被夹持的导线移动到与焊垫对准的焊接位置并将导线焊接在焊垫上。
在根据本发明的前述各个实例性的实施例中，焊头能够夹持导线且能够在视觉引导下将夹持的导线精确地移动到与焊垫对准的位置，从而能够消除导线和焊垫之间的位置误差，提高了导线的焊接精度。
通过下文中参照附图对本发明所作的描述，本发明的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本发明有全面的理解。
附图说明
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的示意图；
图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的竖直移动模块的示意图；
图3显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的水平移动模块的示意图；
图4显示焊头位于与导线不对准的位置；
图5显示焊头被移动到与导线对准的夹持位置的示意图；
图6显示焊头将夹持的导线移动到与焊垫对准的焊接位置的示意图。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。在说明书中，相同或相似的附图标号指示相同或相似的部件。下述参照附图对本发明实施方式的说明旨在对本发明的总体发明构思进行解释，而不应当理解为对本发明的一种限制。
另外，在下面的详细描述中，为便于解释，阐述了许多具体的细节以提供对本披露实施例的全面理解。然而明显地，一个或多个实施例在没有这些具体细节的情况下也可以被实施。在其他情况下，公知的结构和装置以图示的方式体现以简化附图。
根据本发明的一个总体技术构思，提供一种焊接系统，用于将导线焊接到焊垫上。所述焊接系统包括：移动装置，能够沿至少两个不同的方向移动；焊头，安装在所述移动装置上，以能够随所述移动装置一起移动；和视觉装置，为所述移动装置提供视觉引导，以通过所述移动装置将所述焊头移动到预定位置，所述焊头适于夹持所述导线，所述移动装置适于在所述视觉装置的引导下将所述焊头移动到与导线对准的夹持位置和将被夹持的导线移动到与所述焊垫对准的焊接位置。
根据本发明的另一个总体技术构思，提供一种焊接方法，包括以下步骤：提供前述焊接系统；用于视觉装置识别待焊接的导线的位置；通过移动装置将焊头移动到与导线对准的夹持位置并夹持导线；用于视觉装置识别焊垫的位置；和通过移动装置将被夹持的导线移动到与焊垫对准的焊接位置并将导线焊接在焊垫上。
图1显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的示意图。
如图1所示，在图示的实施例中，该焊接系统用于将导线1焊接到电子产品20的焊垫2上。电子产品20例如可以为电路板或芯片。焊接系统包括：焊头100、视觉装置200和移动装置400。移动装置400能够沿至少两个不同的方向X、Z移动。焊头100安装在移动装置400上，以能够随移动装置400一起沿至少两个不同的方向X、Z移动。视觉装置200为移动装置400提供视觉引导，以通过移动装置400将焊头100移动到预定位置。
图4显示焊头100位于与导线1不对准的位置；图5显示焊头100被移动到与导线1对准的夹持位置的示意图；图6显示焊头100将夹持的导线1移动到与焊垫2对准的焊接位置的示意图。
如图1和图4-6所示，在图示的实施例中，焊头100适于夹持导线1。移动装置400适于在视觉装置200的引导下将焊头100移动到与导线1对准的夹持位置和将被夹持的导线1移动到与焊垫2对准的焊接位置。
图2显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的竖直移动模块的示意图；图3显示根据本发明的一个实例性的实施例的焊接系统的水平移动模块的示意图。
如图1至6所示，在本发明的一个实例性的实施例中，移动装置400可以为能够沿至少两个不同方向X、Z移动的平移机构、机器人或机械臂。在图示的实施例中，移动装置400为能够沿两个不同方向X、Z移动的平移机构，该移动装置400包括：竖直移动模块41、410和水平移动模块42、420。竖直移动模块41、410能够沿竖直方向Z移动。水平移动模块42、420能够沿水平方向X移动。焊头100安装在竖直移动模块41、410和水平移动模块42、420中的一个上。
如图1至6所示，在图示的实施例中，竖直移动模块41、410安装在水平移动模块42、420上，以能够随水平移动模块42、420一起沿水平方向X移动；并且焊头100安装在竖直移动模块41、410上，以能够随竖直移动模块41、410一起沿竖直方向Z移动。
但是，本发明不局限于图示的实施例，在本发明的另一个实例性的实施例中，水平移动模块42、420安装在竖直移动模块41、410上，以能够随竖直移动模块41、410一起沿竖直方向Z移动；并且焊头100安装在水平移动模块42、420上，以能够随水平移动模块42、420一起沿水平方向X移动。
如图1至6所示，在图示的实施例中，焊接系统还包括支架10，支架10具有沿水平方向X和竖直方向Z延伸的支撑板11，移动装置400安装在支架10的支撑板11上。
如图1至6所示，在图示的实施例中，竖直移动模块41、410包括：第一移动板41和第一驱动装置410。第一驱动装置410用于驱动第一移动板41沿竖直方向Z移动。水平移动模块42、420包括：第二移动板42和第二驱动装置420。第二驱动装置420用于驱动第二移动板42沿水平方向X移动。
如图1至6所示，在图示的实施例中，焊头100安装在第一移动板41上；第一移动板41和第一驱动装置410安装在第二移动板42上；并且第二移动板42和第二驱动装置420安装在支撑板11上。
如图1至6所示，在图示的实施例中，第一驱动装置410包括：第一丝杠411、第一螺母412和第一电机413。第一丝杠411转动地安装在第二移动板42上。第一螺母412与第一丝杠411螺纹连接并固定至第一移动板41。第一电机413固定在第二移动板42上，用于驱动第一丝杠411转动。
如图1至6所示，在图示的实施例中，第二驱动装置420包括：第二丝杠421、第二螺母422和第二电机423。第二丝杠421转动地安装在支撑板11上。第二螺母422与第二丝杠421螺纹连接并固定至第二移动板42。第二电机423固定在支撑板11上，用于驱动第二丝杠421转动。
如图1至6所示，在图示的实施例中，在第一移动板41和第二移动板42中的一个上设置有沿竖直方向Z延伸的第一滑轨401，另一个上设置有适于与第一滑轨401滑动配合的第一滑块(未图示)。第一移动板41通过第一滑轨401和第一滑块被滑动地安装在第二移动板42上。
如图1至6所示，在图示的实施例中，在支撑板11和第二移动板42中的一个上设置有沿水平方向X延伸的第二滑轨402，另一个上设置有适于与第二滑轨402滑动配合的第二滑块(未图示)。第二移动板42通过第二滑轨402和第二滑块被滑动地安装在支撑板11上。
如图1至6所示，在图示的实施例中，视觉装置200和焊头100都安装在第一移动板41上，使得视觉装置200和焊头100一起移动。视觉装置200可以为摄像机，且焊头100位于视觉装置200的视场内。
如图1至6所示，在图示的实施例中，焊头100可以为激光焊头或烙铁头。
如图1至6所示，在图示的实施例中，在焊头100的端部形成有V型槽110，该V型槽110沿导线1的轴向延伸预定长度，用于夹持不同直径的导线1。
下面将参照附图来说明利用前述焊接系统将导线1焊接到焊垫2上的焊接方法，该焊接方法包括以下步骤：
S100：提供如图1所示的焊接系统；
S200：用于视觉装置200识别待焊接的导线1的位置；
S300：如图4和图5所示，通过移动装置400将焊头100移动到与导线1对准的夹持位置并夹持导线1；
S400：用于视觉装置200识别焊垫2的位置；和
S500：如图5和图6所示，通过移动装置400将被夹持的导线1移动到与焊垫2对准的焊接位置并将导线1焊接在焊垫2上。
本领域的技术人员可以理解，上面所描述的实施例都是示例性的，并且本领域的技术人员可以对其进行改进，各种实施例中所描述的结构在不发生结构或者原理方面的冲突的情况下可以进行自由组合，这些变化理应落入本发明的保护范围以内。
虽然结合附图对本发明进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本发明优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本发明的一种限制。
虽然本发明的总体构思的一些实施例已被显示和说明，本领域普通技术人员将理解，在不背离本发明的总体构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本发明的范围以权利要求和它们的等同物限定。
应注意，措词“包括”不排除其它元件或步骤，措词“一”或“一个”不排除多个。另外，权利要求的任何元件标号不应理解为限制本发明的范围。

Claims (16)

1.一种焊接系统，用于将导线(1)焊接到焊垫(2)上，其特征在于，所述焊接系统包括：
移动装置(400)，能够沿至少两个不同的方向(X、Z)移动；
焊头(100)，安装在所述移动装置(400)上，以能够随所述移动装置(400)一起移动；和
视觉装置(200)，为所述移动装置(400)提供视觉引导，以通过所述移动装置(400)将所述焊头(100)移动到预定位置，
所述焊头(100)适于夹持所述导线(1)，所述移动装置(400)适于在所述视觉装置(200)的引导下将所述焊头(100)移动到与导线(1)对准的夹持位置和将被夹持的导线(1)移动到与所述焊垫(2)对准的焊接位置。
2.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于：
所述移动装置(400)包括：
竖直移动模块(41、410)，能够沿竖直方向(Z)移动；和
水平移动模块(42、420)，能够沿水平方向(X)移动，
所述焊头(100)安装在所述竖直移动模块(41、410)和所述水平移动模块(42、420)中的一个上。
3.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于：
所述竖直移动模块(41、410)安装在所述水平移动模块(42、420)上，以能够随所述水平移动模块(42、420)一起沿所述水平方向(X)移动；并且
所述焊头(100)安装在所述竖直移动模块(41、410)上，以能够随所述竖直移动模块(41、410)一起沿所述竖直方向(Z)移动。
4.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于：
所述水平移动模块(42、420)安装在所述竖直移动模块(41、410)上，以能够随所述竖直移动模块(41、410)一起沿所述竖直方向(Z)移动；并且
所述焊头(100)安装在所述水平移动模块(42、420)上，以能够随所述水平移动模块(42、420)一起沿所述水平方向(X)移动。
5.根据权利要求2所述的焊接系统，其特征在于：
所述焊接系统还包括支架(10)，所述支架(10)具有沿所述水平方向(X)和所述竖直方向(Z)延伸的支撑板(11)，所述移动装置(400)安装在所述支架(10)的支撑板(11)上。
6.根据权利要求5所述的焊接系统，其特征在于：
所述竖直移动模块(41、410)包括：
第一移动板(41)；和
第一驱动装置(410)，用于驱动所述第一移动板(41)沿所述竖直方向(Z)移动，
所述水平移动模块(42、420)包括：
第二移动板(42)；和
第二驱动装置(420)，用于驱动所述第二移动板(42)沿所述水平方向(X)移动。
7.根据权利要求6所述的焊接系统，其特征在于：
所述焊头(100)安装在所述第一移动板(41)上；
所述第一移动板(41)和所述第一驱动装置(410)安装在所述第二移动板(42)上；并且
所述第二移动板(42)和所述第二驱动装置(420)安装在所述支撑板(11)上。
8.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于：
所述第一驱动装置(410)包括：
第一丝杠(411)，转动地安装在所述第二移动板(42)上；
第一螺母(412)，与所述第一丝杠(411)螺纹连接并固定至所述第一移动板(41)；和
第一电机(413)，固定在所述第二移动板(42)上，用于驱动所述第一丝杠(411)转动。
9.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于：
所述第二驱动装置(420)包括：
第二丝杠(421)，转动地安装在所述支撑板(11)上；
第二螺母(422)，与所述第二丝杠(421)螺纹连接并固定至所述第二移动板(42)；和
第二电机(423)，固定在所述支撑板(11)上，用于驱动所述第二丝杠(421)转动。
10.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于：
在所述第一移动板(41)和所述第二移动板(42)中的一个上设置有沿所述竖直方向(Z)延伸的第一滑轨(401)，另一个上设置有适于与所述第一滑轨(401)滑动配合的第一滑块；
所述第一移动板(41)通过所述第一滑轨(401)和所述第一滑块被滑动地安装在所述第二移动板(42)上。
11.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于：
在所述支撑板(11)和所述第二移动板(42)中的一个上设置有沿所述水平方向(X)延伸的第二滑轨(402)，另一个上设置有适于与所述第二滑轨(402)滑动配合的第二滑块；
所述第二移动板(42)通过所述第二滑轨(402)和所述第二滑块被滑动地安装在所述支撑板(11)上。
12.根据权利要求7所述的焊接系统，其特征在于：
所述视觉装置(200)和所述焊头(100)都安装在所述第一移动板(41)上，使得所述视觉装置(200)和所述焊头(100)一起移动。
13.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于：所述焊头(100)为激光焊头或烙铁头。
14.根据权利要求1所述的焊接系统，其特征在于：
所述移动装置(400)为能够沿至少两个不同方向(X、Z)移动的平移机构、机器人或机械臂。
15.根据权利要求1-14中任一项所述的焊接系统，其特征在于：
在所述焊头(100)的端部形成有V型槽(110)，所述V型槽(110)沿所述导线(1)的轴向延伸预定长度，用于夹持不同直径的导线(1)。
16.一种焊接方法，其特征在于，包括以下步骤：
S100：提供权利要求1-15中任一项所述的焊接系统；
S200：用于视觉装置(200)识别待焊接的导线(1)的位置；
S300：通过移动装置(400)将焊头(100)移动到与导线(1)对准的夹持位置并夹持导线(1)；
S400：用于视觉装置(200)识别焊垫(2)的位置；和
S500：通过移动装置(400)将被夹持的导线(1)移动到与焊垫(2)对准的焊接位置并将导线(1)焊接在焊垫(2)上。
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