CN206047291U - 基于焊点识别自动激光软钎焊系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开一种基于焊点识别自动激光软钎焊系统，包括将PCB板送到焊接区域的运输装置，自动追踪定位每个焊接点位置的追踪定位装置，对焊接点精确激光焊接的焊接装置，协调各机构工作的控制模块。工作时，先由追踪定位装置预先采集焊接的PCB板每个焊接点，将每个焊接点图像拼接成一个完整的PCB板模板，再由运输装置将待焊接的PCB板输送至焊接位置，由追踪定位装置再次采集该等焊接PCB焊接点图像，将采集的图像与预采集的图像进行比对，确定焊接点在PCB板中的位置，最后由焊接装置对确定的焊接点进行激光照射，保证焊接位置精确。由于可以实现对焊接点自动精确追踪，可以提高焊接精度，同时提高焊接自动化程度。
Description
技术领域
本实用新型涉及激光焊接技术领域，尤其涉及一种基于焊点识别自动激光软钎焊系统。
背景技术
现有的激光焊接装置，虽然能够实现焊接，但由于焊接精度不高，无法适变于高度集成和精度要求高的PCB焊接，同时激光高精度焊接的控制难度大，激光功率大量容易出现烧穿PCB，而激光功率低时又容易出现虚焊等现象。
发明内容
本实用新型主要解决的技术问题是提供一种基于焊点识别自动激光软钎焊系统，该基于焊点识别自动激光软钎焊系统可以实现对焊接精度或集成度较高的PCB进行焊接，提高焊接质量、精度和焊接效率。
为了解决上述技术问题，本实用新型提供一种基于焊点识别自动激光软钎焊系统，该基于焊点识别自动激光软钎焊系统包括运输装置、追踪定位装置、焊接装置和控制模块，其中，
所述运输装置，将待焊接的PCB板稳定平整地送入到焊接区域；
所述追踪定位装置，焊接时自动追踪定位每个焊接点位置；
所述焊接装置，对焊接点进行精确焊接；
所述控制模块，与定位机构、焊接机构、运输机构连接形成电气回路，协调各机构工作。
所述焊接装置包括基座和与基座连接的激光头和与激光头配合的送锡机构。
进一步地说，所述焊接装置还包括分别与基座连接的对焊接点进行预加热的预热机构和对焊接点的温度进行实时采集的测温机构。
进一步地说，所述测温机构包括测温筒和分布于测温筒的红外温度传感器，所述测温筒与激光同轴心。
进一步地说，所述追踪定位装置还包括采集激光头移动位移并向控制模块反馈的位移传感器。
进一步地说，所述追踪定位装置包括预先采集焊接区域每个焊接点图像的图像预采集模块，实时采集待焊接区域焊接点图像的焊接图像采集模块，以及对预先采集的图像拼接处理和图像比对确定焊接位置的图像处理模块；协调图像预采集模、图像处理模块、焊接图像采集模块工作的定位控制模块。
进一步地说，所述追踪定位装置还包括根据控制模块输出的控制指令对激光头位置调整的激光头追踪机构，该激光头追踪机构包括与控制模块信号连接并使激光头沿X轴方向移动的X轴平移直线电机和使激光头沿Y轴方向移动的Y轴平移直线电机。
进一步地说，所述图像预采集模块和焊接图像采集模块设于可转动的支架上，该图像预采集模块和焊接图像采集模块的光轴与支架转动轴距离相同。
进一步地说，所述焊接装置还包括对焊接装置送来的锡丝位置进行检测的位置传感器。
进一步地说，所述焊接装置还设有激光头位置微调机构，该激光头位置微调机构包括与基座转动配合的固定座和使固定座转动的角度的旋转驱动电机。
本发明基于焊点识别自动激光软钎焊系统，包括将待焊接的PCB板稳定平整地送入到焊接区域的运输装置，焊接过程中自动追踪定位每个焊接点位置的追踪定位装置，对焊接点进行精确激光焊接的焊接装置，与定位机构、焊接机构、运输机构连接形成电气回路，协调各机构工作的控制模块。工作时，先由追踪定位装置预先采集焊接的PCB板每个焊接点，将每个焊接点图像拼接成一个完整的PCB板模板，再由运输装置将待焊接的PCB板输送至焊接位置，由追踪定位装置再次采集该等焊接PCB焊接点图像，将采集的图像与预采集的图像进行比对，确定焊接点在PCB板中的位置，最后由焊接装置对确定的焊接点进行激光照射，保证焊接位置精确，采用同样方式对下一个焊接点位置进行追踪，直至PCB板完成焊接。由于可以实现对焊接点自动精确追踪，可以提高焊接精度，同时提高焊接自动化程度。
该系统中的送锡机构还设有缺锡和卡锡报警，该送锡机构与焊接装置联动工作，即只有送锡机构将锡丝送至焊点位置时才能进行激接工作，为了避免锡丝在输送过程中出现变形，该送锡机构还设有锡丝整直机构。
所述焊接装置还包括对焊接装置送来的锡丝位置进行检测的位置传感器，可以避免锡丝未到位的情况照射激光进行焊接，损坏PCB板或电子元器件。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单介绍，显而易见地，而描述中的附图是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来说，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他附图。
图1 是基于焊点识别自动激光软钎焊系统实施例电气示意图。
图2 是焊接装置实施例结构示意图。
图3是追踪定位装置实施例电气示意图。
图4是追踪定位装置实施例结构示意图。
下面结合实施例，并参照附图，对本实用新型目的的实现、功能特点及优点作进一步说明。
具体实施方式
为了使实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
如图1，本实用新型提供一种基于焊点识别自动激光软钎焊系统实施例
该基于焊点识别自动激光软钎焊系统包括运输装置1、追踪定位装置2、焊接装置3和控制模块4，其中， 所述运输装置1，将待焊接的PCB板稳定平整地送入到焊接区域；所述追踪定位装置2，焊接时自动追踪定位每个焊接点位置；所述焊接装置3，根据追踪定位装置2确定的焊接点位置发关激光，进行精确焊接；所述控制模块4，与定位机构、焊接机构、运输机构连接形成电气回路，协调各机构工作。
具体地说，所述运输装置1不是本发明改进技术点，其具体的结构不作限定，可以采用现有的运输装置来实现。
如图2所示，所述焊接装置3包括带激光头34的激光器和与激光头34配合的送锡机构33，还包括对焊接点进行预加热的预热机构32，以及对焊接点的温度进行实时采集的测温机构。具体地说，所述焊接装置3包括基座31，该基座31上设有送锡机构33、预热机构32和激光头34，以及用于实时采集焊接点的摄像头36，还包括使固定有送锡机构33、预热机构32和激光头34等的固定座35转动的旋转驱动电机37，该旋转驱动电机37与固定座35传动连接，具体的传动连接采用何种结构不作限定，可以是常见的如齿轮或皮带传动，也可以是其他的传动结构。所述焊接装置3还可以包括对焊接装置送来的锡丝位置进行检测的位置传感器，避免现在焊点没有焊丝情况下进行误焊接动作，损坏PCB板或元器件。
所述送锡机构33还设有缺锡和卡锡报警，该送锡机构与焊接装置联动工作，即只有送锡机构将锡丝送至焊点位置时才能进行激接工作，为了避免锡丝在输送过程中出现变形，该送锡机构还设有锡丝整直机构。
如图3所示，所述追踪定位装置2包括：预先采集焊接区域每个焊接点图像的图像预采集模24，实时采集待焊接区域焊接点图像的焊接图像采集模块25，以及对预先采集的图像拼接处理和图像比对确定焊接位置的图像处理模块23；对焊接点置进行追踪的焊接点追踪机构22；协调图像预采集模、图像处理模块、焊接图像采集模块工作的追踪定位控制模块21。具体地说，所述焊接点追踪机构22包括根据追踪定位控制模块21指令使激光头沿X轴方向移动的X轴平移直线电机222和使激光头沿Y轴方向移动的Y轴平移直线电机221，如图4所示。所述追踪定位装置2还包括对Y轴平移直线电机221和X轴平移直线电机222位移数据反馈给追踪定位控制模块21的位移传感器（附图示标示），通过该位移传感器可以保证移动更为精准，提高焊接精接。所述焊接图像采集模块25和图像预采集模24可以采用现有的CCD或CMOS摄像头。
在本实施例中，所述图像预采集模块24和焊接图像采集模块25设于可转动的支架上，该图像预采集模块24和焊接图像采集模块25的光轴与固定架转动轴距离相同，可以保证两次采集的图像是在同个一个位置采集，采集图像时，焊接图像采集模块和图像预采集模块的光轴位于同一直线上，保证采集图像的角度、大小等相同，减少图像畸变，进一步提高采集图像的质量，便于图像比对的准确性，提高焊接精度。所述追踪定位装置2还包括与控制模块信号连接使支架转动的转动电机（附图未标示），通过转动电机可以在图像预采集模块采集完成后自动转为焊接图像采集模块采集状态，提高自动化水平。
为了精确控制焊接温度，避免焊接时的温度对PCB板和电子元器件的影响，所述焊接装置3还包括测温机构，该测温机构包括测温筒和分布于测温筒的红外温度传感器，所述测温筒与激光同轴心。
工作时，先由追踪定位装置预先采集焊接的PCB板每个焊接点，将每个焊接点图像拼接成一个完整的PCB板模板，再由运输装置将待焊接的PCB板输送至焊接位置，由追踪定位装置再次采集该等焊接PCB焊接点图像，将采集的图像与预采集的图像进行比对，确定焊接点在PCB板中的位置，最后由焊接装置对确定的焊接点进行激光照射，保证焊接位置精确，采用同样方式对下一个焊接点位置进行追踪，直至PCB板完成焊接。由于可以实现对焊接点自动精确追踪，可以提高焊接精度，同时提高焊接自动化程度。
由于焊接时，每个焊点的元器件大小不同，因而容易在特定角度激光照射时无法照射到需要的焊点位置，容易出现焊接不良，或无法焊接情况出现，因此所述可以在所述焊接装置3还设有激光头位置微调机构。
该激光头位置微调机构包括与该基座31转动配合的固定座35和使固定座35转动的角度的旋转驱动电机37，具体地说，所述送锡机构33、预热机构32、摄像头36和激光头34分别与固定座35连接，所述旋转驱动电机37通过传动机构与固定座35连接，可以是常见的如齿轮或皮带传动，也可以是其他的传动结构，当焊接点位置被其他元器件档住时，旋转驱动电机37使固定座35转动一定角度，与固定座35固定的所述送锡机构33、预热机构32、摄像头36和激光头34同步转动，其在PCB板的投影位置不变，再由摄像头36采集此时焊点，确定可以焊接时，再用激光照射进行焊接。
以上实施例仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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，而这些修改或替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于，包括运输装置、追踪定位装置、焊接装置和控制模块，其中，
所述运输装置，将待焊接的PCB板稳定平整地送入到焊接区域；
所述追踪定位装置，焊接时自动追踪定位每个焊接点位置；
所述焊接装置，对焊接点进行精确焊接；
所述控制模块，与定位机构、焊接机构、运输机构连接形成电气回路，协调各机构工作。
2.根据权利要求1所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述焊接装置包括基座和与基座连接的激光头和与激光头配合的送锡机构。
3.根据权利要求1或2所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述焊接装置还包括分别与基座连接的对焊接点进行预加热的预热机构和对焊接点的温度进行实时采集的测温机构。
4.根据权利要求3所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述测温机构包括测温筒和分布于测温筒的红外温度传感器，所述测温筒与激光同轴心。
5.根据权利要求1所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述追踪定位装置还包括采集激光头移动位移并向控制模块反馈的位移传感器。
6.根据权利要求1所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述追踪定位装置包括预先采集焊接区域每个焊接点图像的图像预采集模块，实时采集待焊接区域焊接点图像的焊接图像采集模块，以及对预先采集的图像拼接处理和图像比对确定焊接位置的图像处理模块；协调图像预采集模、图像处理模块、焊接图像采集模块工作的定位控制模块。
7.根据权利要求6所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述追踪定位装置还包括根据控制模块输出的控制指令对激光头位置调整的激光头追踪机构，该激光头追踪机构包括与控制模块信号连接并使激光头沿X轴方向移动的X轴平移直线电机和使激光头沿Y轴方向移动的Y轴平移直线电机。
8.根据权利要求6所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述图像预采集模块和焊接图像采集模块设于可转动的支架上，该图像预采集模块和焊接图像采集模块的光轴与支架转动轴距离相同。
9.根据权利要求3所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述焊接装置还包括对焊接装置送来的锡丝位置进行检测的位置传感器。
10.根据权利要求4所述基于焊点识别自动激光软钎焊系统，其特征在于：所述焊接装置还设有激光头位置微调机构，该激光头位置微调机构包括与基座转动配合的固定座和使固定座转动的角度的旋转驱动电机。
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