CN203649597U

CN203649597U - 自动焊接系统

Info

Publication number: CN203649597U
Application number: CN201320649388.9U
Authority: CN
Inventors: 邓颖聪; 张丹丹; 鲁异; 胡绿海; 曾庆龙
Original assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd; Shenzhen Shenli Precision Machine Technology Co Ltd
Current assignee: Tyco Electronics Shanghai Co Ltd; Shenzhen Shenli Precision Machine Technology Co Ltd
Priority date: 2013-10-21
Filing date: 2013-10-21
Publication date: 2014-06-18
Anticipated expiration: 2023-10-21

Abstract

本实用新型公开一种自动焊接系统，包括：视觉系统；第一移动装置，安装有抓取器，适于在视觉系统的引导下抓取一对象并将该对象移动到待焊接的产品上的待焊接部位处；和第二移动装置，安装有加热机构，适于在视觉系统的引导下将加热机构的发热端对准设置在产品的待焊接部位处的焊料，以便加热焊料，从而将所述对象焊接到所述产品上。与现有技术相比，本实用新型的自动焊接系统能够执行复杂产品的焊接工作，提高了焊接效率和焊接精度。

Description

自动焊接系统

技术领域

本实用新型涉及一种在产品上自动地执行焊接的系统，尤其涉及一种在电路板上自动地执行焊接的系统。

背景技术

在现有技术中，以高精度焊接复杂产品是件非常困难的任务。目前，焊接工人需要借助放大镜才能将导线焊接到产品上的数百个微小的引脚上，即使在放大镜的辅助下，焊接工人仍然需要花费大量的时间，有时甚至需要数天才能完成一个复杂产品的焊接任务，而且人工焊接精度不高。

实用新型内容

本实用新型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。

根据本实用新型的一个方面，提供一种自动焊接系统，包括：视觉系统；第一移动装置，安装有抓取器，适于在视觉系统的引导下抓取一对象并将该对象移动到待焊接的产品上的待焊接部位处；和第二移动装置，安装有加热机构，适于在视觉系统的引导下将加热机构的发热端对准设置在产品的待焊接部位处的焊料，以便加热焊料，从而将所述对象焊接到所述产品上。

根据本实用新型的一个实例性的实施例，所述抓取器适于将所述对象保持在待焊接部位处，使得在焊接时所述对象的位置保持不变。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述自动焊接系统还包括：固定装置，用于将所述产品保持在适当的位置处。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述焊料为预先印刷在产品上的导电浆糊、预先熔融或熔接在产品上的合金焊料、或在焊接过程中供应到产品上的焊丝。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述焊料为在焊接过程中供应到产品上的焊丝；并且所述自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的送丝机构，用于在视觉系统的引导下将焊丝准确地输送到产品的待焊接部位处。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，还包括：安装在一个移动装置上的焊剂涂敷机构，用于在加热焊丝之前在视觉系统的引导下将焊剂涂敷到产品的待焊接部位处。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述对象为将与产品上的引脚焊接在一起的导线或将焊接到产品上的引脚；并且所述第一移动装置上安装有适于抓取导线的第一抓取器或适于抓取引脚的第二抓取器，或同时安装有适于抓取导线的第一抓取器和适于抓取引脚的第二抓取器。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述对象为将与产品上的引脚焊接在一起的导线；并且所述自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的切割机构，用于在视觉系统的引导下切割导线使得导线具有预定长度。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述自动焊接系统还包括：第三抓取器，安装在一个移动装置上，用于在视觉系统的引导下抓取所述产品并将所述产品加载到固定装置上，或者用于在视觉系统的引导下抓取所述产品并将所述产品从所述固定装置上卸下。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述第三抓取器安装在第一移动装置上；并且所述送丝机构、所述焊剂涂敷机构和所述切割机构安装在第二移动装置上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述送丝机构、所述焊剂涂敷机构、所述切割机构、和所述第三抓取器分别安装在不同的移动装置上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述送丝机构、所述焊剂涂敷机构、所述切割机构、和所述第三抓取器中的至少两个安装在同一个移动装置上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述视觉系统包括至少一个摄像机。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，用于安装所述加热机构、所述送丝机构、所述焊剂涂敷机构、所述切割机构、所述第一/第二抓取器和所述第三抓取器的移动装置均为具有多个自由度的机器人。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述加热机构、所述送丝机构、所述焊剂涂敷机构、所述切割机构、所述第一/第二抓取器和所述第三抓取器安装在机器人的末端执行臂上。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述固定装置安装在第三移动装置上，用于在产品上的一个待焊接部位处的焊接工作已经完成之后，将产品上的下一个待焊接部位移动到前一个待焊接部位所在的目标工作位置，以便执行对下一个待焊接部位的焊接。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述产品为电路板。

根据本实用新型的另一个实例性的实施例，所述加热机构为焊接烙铁头。

与现有技术相比，本实用新型的自动焊接系统能够执行复杂产品的焊接工作，提高了焊接效率和焊接精度。而且，在本实用新型中，自动焊接系统包括相互协作的多个机器人，并且焊接中所需要的所有工具均安装在机器人上，作为机器人的末端执行器，因此，在整个焊接过程中，多个机器人能够在视觉系统的引导下自动地完成全部焊接工作，无需人工参与，极大地提高复杂产品的焊接效率和精度。

通过下文中参照附图对本实用新型所作的描述，本实用新型的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本实用新型有全面的理解。

附图说明

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的自动焊接系统的立体示意图；

图2显示图1中的自动焊接系统的局部放大示意图；

图3显示图1中的自动焊接系统的第一机器人的立体示意图；和

图4显示图1中的自动焊接系统的第二机器人的立体示意图。

具体实施方式

下面通过实施例，并结合附图，对本实用新型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。下述参照附图对本实用新型实施方式的说明旨在对本实用新型的总体实用新型构思进行解释，而不应当理解为对本实用新型的一种限制。

图1显示根据本实用新型的一个实例性的实施例的自动焊接系统的立体示意图；图2显示图1中的自动焊接系统的局部放大示意图。

在图1和图2所示的本实用新型的一个实例性的实施例中，显示了根据本实用新型的一种自动焊接系统，其通过程序控制、自动执行焊接工作。该自动焊接系统主要包括：视觉系统300；第一移动装置100，安装有抓取器110，用于在视觉系统300的引导下抓取一对象并将该对象移动到待焊接的产品500上的待焊接部位处；和第二移动装置200，安装有加热机构210，用于在视觉系统300的引导下将加热机构210的发热端对准设置在产品500的待焊接部位处的焊料，以便加热焊料，从而将所述对象焊接到所述产品500上。

如图1和图2所示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，第一移动装置100和第二移动装置200可以为机器人，例如，六轴机器人或其它类型的多自由度机器人。这些机器人可以根据预先编制的程序自主移动，相互协作以便自动地执行焊接操作。

图3显示图1中的自动焊接系统的第一机器人100(作为第一移动装置)的立体示意图.

如图1至图3所示，第一机器人100上安装有适于抓取导线(未图示)的第一抓取器110，该第一抓取器110安装在第一机器人100的末端执行臂101上。

在图示的实施例中，如图3所示，第一抓取器110具有两个手指，两个手指可以打开和闭合，以便实现对导线的抓取。

在图示的实施例中，尽管在第一机器人100上仅安装有一个用于抓取导线的第一抓取器110，但是，本实用新型不局限于此，也可以在第一机器人100上安装有适于抓取引脚或其它对象的一个或多个第二抓取器。也就是说，可以根据实际需要，在第一机器人100上安装有一种或多种不同类型的抓取器。

如图1和图2所示，在一个实施例中，自动焊接系统还可以包括固定装置400，其用于将产品500保持在适当的位置处。在本实用新型的一个实例性的实施例中，待焊接的产品500可以为印刷电路板或其它需要焊接的电子器件。

尽管未图示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，自动焊接系统还可以包括一个第三抓取器，该第三抓取器也可以安装在一个移动装置上，例如，第一或第二移动装置上，用于在视觉系统300的引导下抓取产品500并将产品500加载到固定装置400上，或者用于在焊接完成之后在视觉系统300的引导下抓取产品500并将产品500从固定装置400上卸下。

在本实用新型的一个实施例中，焊料可以为预先印刷在产品500上的导电浆糊、预先熔融或熔接在产品500上的合金焊料、或在焊接过程中供应到产品500上的焊丝。

图4显示图1中的自动焊接系统的第二机器人(作为第二移动装置)200的立体示意图。

如图2和图4所示，在图示的实例性的实施例中，焊料为在焊接过程中供应到产品500上的焊丝。因此，在图示的实施例中，自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的送丝机构220，例如，安装在第二移动装置上，用于在视觉系统300的引导下将焊丝准确地输送到产品500的待焊接部位处。

请继续参见图2和图4，在图示的实施例中，自动焊接系统还可以包括安装在一个移动装置上的焊剂涂敷机构230，例如，安装在第二移动装置上，用于在加热焊丝之前在视觉系统300的引导下将焊剂涂敷到产品500的待焊接部位处。

在本实用新型的一个实例性的实施例中，与产品500焊接在一起的对象可以为将与产品500上的引脚焊接在一起的导线或将焊接到产品500上的引脚。在图示的实施例中，该对象为将与产品500上的引脚焊接在一起的导线，并且，如图2和图4所示，该自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的切割机构240，例如，安装在第二移动装置上，用于在视觉系统300的引导下切割过长的导线使得导线具有预定长度。

在图1至图4所示的实施例中，第三抓取器安装在第一移动装置100上，并且送丝机构220、焊剂涂敷机构230和切割机构240安装在第二移动装置200上。

在图4所示的实施例中，加热机构210、送丝机构220、焊剂涂敷机构230和切割机构240均安装在第二机器人200的末端执行臂201上。具体地，加热机构210和送丝机构220通过第一安装板(未标示)固定在第二机器人200的末端执行臂201上，焊剂涂敷机构230和切割机构240通过第二安装板(未标示)固定在第二机器人200的末端执行臂201上，第一安装板大致垂直于第二安装板。

但是，请注意，本实用新型不局限于图示的实施例，在本实用新型的另一实例性的实施例中，送丝机构220、焊剂涂敷机构230、切割机构240、和第三抓取器可以分别安装在不同的移动装置上，例如，不同的机器人上。在本实用新型的又一个实例性的实施例中，送丝机构220、焊剂涂敷机构230、切割机构240、和第三抓取器中的至少两个可以安装在同一个移动装置上。

在本实用新型的一个实例性的实施例中，用于安装加热机构210、送丝机构220、焊剂涂敷机构230、切割机构240、第一/第二抓取器和第三抓取器的移动装置可以均为具有多个自由度的机器人。

如图1所示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，视觉系统300可以包括至少一个摄像机，例如，两个摄像机，用于交叉定位。

尽管未图示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，固定装置400可以安装在第三移动装置上，例如，一个旋转型的移动装置上，用于在产品500上的一个待焊接部位处的焊接工作已经完成之后，将产品上的下一个待焊接部位移动到前一个待焊接部位所在的目标工作位置，以便执行对下一个待焊接部位的焊接。这特别适用于产品500上的各个待焊接部位是按照规则的图案布置的情况，例如，各个待焊接部位是沿圆周均匀间隔分布的，或者沿直线均匀间隔分布。在这种情况中，只需通过第三移动装置就可以实现产品500上的各个待焊接部位的供给，而无需通过视觉系统300识别产品500上的各个待焊接部位。因此，能够提高焊接效率。

在本实用新型的一个实例性的实施例中，加热机构210可以为焊接烙铁头。切割机构240可以为剪刀型切割器。

如图1所示，在本实用新型的一个实例性的实施例中，第一机器人100、第二机器人200和固定装置400均安装在一个工作平台10上，例如，一个移动式箱体的顶部平台上，该移动式箱体的底部安装有滚轮和支撑脚，在需要移动时，收起支撑脚，就可以实现自由移动。尽管未图示，本实用新型的自动焊接系统还包括控制装置，用于实现程序控制，在图1所示的实施例中，该控制装置可以安装在移动式箱体的内部，以便保护控制装置的电子器件免受外部灰尘和水汽的影响。

下面将根据附图说明图示的自动焊接系统的焊接过程：

第一机器人100上的第一抓取器110在视觉系统300的引导下抓取一个导线，并将该导线的末端移动到待焊接的产品500上的待焊接部位处并保持在该待焊接部位处；

根据视觉系统300的识别，判断导线的长度是否大于预定长度，如果导线的长度大于预定长度，则第二机器人200上的切割机构240在在视觉系统300的引导下将导线切割到预定长度；

第二机器人200上的焊剂涂敷机构230在视觉系统300的引导下将焊剂涂敷到产品500的待焊接部位处；

第二机器人200上的送丝机构220在视觉系统300的引导下将焊丝准确地输送到产品500的待焊接部位处；和

第二机器人200上的加热机构210在视觉系统300的引导下将加热机构210的发热端对准和接触设置在产品500的待焊接部位处的焊丝上，以便加热和熔融焊丝，从而将导线焊接到产品500上。

在产品500上的一个待焊接部位已经焊接完成之后，可以重复执行上面的各个步骤对产品500的下一个待焊接部位进行焊接，直至完成整个焊接任务。

虽然结合附图对本实用新型进行了说明，但是附图中公开的实施例旨在对本实用新型优选实施方式进行示例性说明，而不能理解为对本实用新型的一种限制。

虽然本总体实用新型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，在不背离本总体实用新型构思的原则和精神的情况下，可对这些实施例做出改变，本实用新型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实用新型的范围。

Claims

1.一种自动焊接系统，其特征在于，包括：

视觉系统(300)；

第一移动装置(100)，安装有抓取器(110)，适于在视觉系统(300)的引导下抓取一对象并将该对象移动到待焊接的产品(500)上的待焊接部位处；和

第二移动装置(200)，安装有加热机构(210)，适于在视觉系统(300)的引导下将加热机构(210)的发热端对准设置在产品(500)的待焊接部位处的焊料，以便加热焊料，从而将所述对象焊接到所述产品(500)上。

2.根据权利要求1所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述抓取器(110)适于将所述对象保持在待焊接部位处，使得在焊接时所述对象的位置保持不变。

3.根据权利要求1所述的自动焊接系统，其特征在于，还包括：

固定装置(400)，用于将所述产品(500)保持在适当的位置处。

4.根据权利要求3所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述焊料为预先印刷在产品(500)上的导电浆糊、预先熔融或熔接在产品(500)上的合金焊料、或在焊接过程中供应到产品(500)上的焊丝。

5.根据权利要求4所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述焊料为在焊接过程中供应到产品(500)上的焊丝；并且

所述自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的送丝机构(220)，用于在视觉系统(300)的引导下将焊丝准确地输送到产品(500)的待焊接部位处。

6.根据权利要求5所述的自动焊接系统，其特征在于，还包括：

安装在一个移动装置上的焊剂涂敷机构(230)，用于在加热焊丝之前在视觉系统(300)的引导下将焊剂涂敷到产品(500)的待焊接部位处。

7.根据权利要求6所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述对象为将与产品(500)上的引脚焊接在一起的导线或将焊接到产品(500)上的引脚；并且

所述第一移动装置(100)上安装有适于抓取导线的第一抓取器或适于抓取引脚的第二抓取器，或同时安装有适于抓取导线的第一抓取器和适于抓取引脚的第二抓取器。

8.根据权利要求7所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述对象为将与产品(500)上的引脚焊接在一起的导线；并且

所述自动焊接系统还包括安装在一个移动装置上的切割机构(240)，用于在视觉系统(300)的引导下切割导线使得导线具有预定长度。

9.根据权利要求8所述的自动焊接系统，其特征在于，还包括：

第三抓取器，安装在一个移动装置上，适于在视觉系统(300)的引导下抓取所述产品(500)并将所述产品(500)加载到固定装置(400)上，或者适于在视觉系统(300)的引导下抓取所述产品(500)并将所述产品(500)从所述固定装置(400)上卸下。

10.根据权利要求9所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述第三抓取器安装在第一移动装置(100)上；并且

所述送丝机构(220)、所述焊剂涂敷机构(230)和所述切割机构(240)安装在第二移动装置(200)上。

11.根据权利要求9所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述送丝机构(220)、所述焊剂涂敷机构(230)、所述切割机构(240)、和所述第三抓取器分别安装在不同的移动装置上。

12.根据权利要求9所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述送丝机构(220)、所述焊剂涂敷机构(230)、所述切割机构(240)、和所述第三抓取器中的至少两个安装在同一个移动装置上。

13.根据权利要求1所述的自动焊接系统，其特征在于，所述视觉系统(300)包括至少一个摄像机。

14.根据权利要求9-12中的任一项所述的自动焊接系统，其特征在于，

用于安装所述加热机构(210)、所述送丝机构(220)、所述焊剂涂敷机构(230)、所述切割机构(240)、所述第一/第二抓取器和所述第三抓取器的移动装置均为具有多个自由度的机器人。

15.根据权利要求14所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述加热机构(210)、所述送丝机构(220)、所述焊剂涂敷机构(230)、所述切割机构(240)、所述第一/第二抓取器和所述第三抓取器安装在机器人的末端执行臂(101、201)上。

16.根据权利要求15所述的自动焊接系统，其特征在于，

所述固定装置(400)安装在第三移动装置上。

17.根据权利要求1所述的自动焊接系统，其特征在于，所述产品(500)为电路板。

18.根据权利要求1所述的自动焊接系统，其特征在于，所述加热机构(210)为焊接烙铁头。