CN207757050U - 智能定位激光焊锡机 - Google Patents

Abstract

本实用新型属于激光应用领域，尤其涉及一种智能定位激光焊锡机，包括操作台、载具平台、送锡模组、激光焊锡模组、双轴运动模组、图像采集模组、控制模组，使用时将待焊加工件放置在操作台上的载具平台中，启动工作，送锡模组向加工件上需要焊锡的位置输送锡料，激光焊锡模组根据加工件的厚度进行自动调焦，本实用新型能够适用于任意尺寸厚度的加工件，焊锡过程中加工件可以随着载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行双轴方向任意位置的移动，可以自动灵活调节加工件上的焊锡范围，实现智能定位，无需人工手动参与，省时省力，提高工作效率，自动化程度高，操作调节方便，焊接精度高，而且对于加工件产品平面内的任意点皆可实现焊锡，焊接范围广。

Description

智能定位激光焊锡机

技术领域

本发明属于激光应用领域，尤其涉及一种智能定位激光焊锡机。

背景技术

众所周知，所谓焊接是通过高温的气流、高温的液体或高温的固体导热体对线路板、线材、电子器件等基材进行全部工件或者大范围或者单个个体的全部加热，使得附近的焊料在助焊剂的辅助下变成流体状态或者液体，冷却后与基材形成粘连从而达到接合的效果。传统焊锡机主要包括焊台和烙铁头，虽然这种焊锡机可以针对不同的基材形状或者尺寸，自由更换不同的形状或尺寸的烙铁头，但是频繁对烙铁头进行更换势必会造成烙铁头消耗量巨大，增加工业产品消耗，造成资源浪费，除此之外，传统焊锡机还存在以下几种缺陷：

1、属于接触式加工，产生机械应力或者热应力较大，容易造成部件移位现象，存在对线材和传输性能造成损坏的隐患；

2、工作过程需要助焊剂，会产生有毒有害气体，对环境造成污染，甚至危害人身健康，不利于社会的长期发展；

3、焊接时间长，工作效率低，无法做到定点、定时、定量焊接；

4、随着线材加工工艺和技术发展，针对连接器、PCB和端子尺寸的进一步微小化，传统焊锡机无法高效的实现微小器件的精密焊接；

5、加热面积大，当基材上存在热敏器件，不宜使用传统的整版加热的焊接手段。

在这种市场背景下，激光焊锡技术应运而生。激光焊锡技术是激光加工最大的应用领域之一。激光焊锡是利用激光器产生的脉冲激光经过扩束、反射、聚焦后辐射加工件等基材表面，表面热量通过热传导向内部扩散，通过数字化精确控制激光脉冲的宽度、能量、峰值功率和重复频率等参数，使工件熔化，形成特定的熔池，从而实现对被加工件的激光焊锡，完成传统工艺无法实现的精密焊锡。基于激光焊锡技术的焊锡方式相对于传统的烙铁焊锡机，具有耗材少、精度高、功耗低等优点，在激光焊锡领域得到了广泛的应用。但是，现有市场上常见的激光焊锡机自动化程度低，焊锡过程需要人工手动不断移动加工件，无法对加工件进行精确定位，费时费力，工作效率低，人工手动调节极易造成焊接不良，焊接精度低，影响加工件的后续使用性能。

发明内容

本发明的目的是解决上述现有技术的不足，提供一种自动化程度高、省时省力、工作效率高、能够对加工件进行自动调节且对环境无污染的多工位自动激光打标机。

本发明解决上述现有技术的不足所采用的技术方案是：

一种智能定位激光焊锡机，其特征在于，包括：

操作台；

载具平台，设置在所述操作台前端，所述载具平台中供放置待焊加工件；

送锡模组，设置在在所述载具平台上方，用于向载具平台中的加工件上输送锡料；

激光焊锡模组，设置在所述操作台后端，包括Z轴位移模组以及激光器，所述激光器设置在所述Z轴位移模组上并能在所述Z轴位移模组的带动下进行上下位移，所述激光器用于向载具平台中的加工件上发射激光光束；

双轴运动模组，设置在所述操作台上，所述载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行双轴方向位移；

图像采集模组，设置在所述载具平台上方，用于对载具平台中的加工件进行图像采集，并将采集到的图像传送给控制模组；

控制模组，包括图像处理显示模块与驱动控制模块，所述图像处理显示模块连接所述图像采集模组，用于接收图像采集模组传送的图像进行分析处理与显示，并根据分析处理结果输出一控制信号于所述驱动控制模块；所述驱动控制模块分别电性连接所述图像处理显示模块、送锡模组、激光焊锡模组以及运动模组，所述驱动控制模块接收所述控制信号并根据该所述控制信号对所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组的工作状态进行控制。

优选的，本发明中所述Z轴位移模组是在所述操作台后端设有Z轴滑轨和Z轴驱动电机，所述Z轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Z轴滑座，Z轴驱动电机经Z轴驱动丝杠与Z轴滑座相连，所述激光器设置在所述Z轴滑座上。激光器随着Z轴滑座在Z轴滑轨上进行上下移动，可以任意调节激光器与待焊加工件之间的距离，使本发明能够适用于任意尺寸厚度的加工件，应用范围广，根据加工件的厚度进行自动调焦，焊接精度高。

优选的，本发明中所述Z轴滑座上设有Y轴手动调距模组，所述激光器设置在所述Y轴手动调距模组上。利用Y轴手动调距模组可以对激光器在Y轴方向上的位置进行微调，进一步提高本发明焊接精度。

优选的，本发明中所述双轴运动模组是在所述操作台上设有X轴滑轨和X轴驱动电机，所述X轴滑轨上设有可沿其自由滑动的X轴滑座，X轴驱动电机经X轴驱动丝杠与X轴滑座相连，所述X轴滑座上设有Y轴滑轨和Y轴驱动电机，所述Y轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴滑座，Y轴驱动电机经Y轴驱动丝杠与Y轴滑座相连，所述载具平台设置在所述Y轴滑座上。待焊加工件随着载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行X轴和Y轴双轴方向上的位移，可以自动灵活调节加工件上的焊锡范围，无需人工手动参与，省时省力，提高工作效率，自动化程度高，操作调节方便，焊接精度高，而且对于加工件产品平面内的任意点皆可实现焊锡，焊接范围广。

优选的，本发明中所述载具平台上设有供放置待焊加工件的中空载具，所述中空载具的边框尺寸与待焊加工件相匹配，防止焊锡工作过程中加工件移动，避免焊接位置的不确定性，提高了焊接精度。

优选的，本发明中所述图像采集模组是在所述载具平台上方设有CCD相机，所述CCD相机前端设有光源，所述CCD相机与所述控制模组电性连接。CCD相机对载具平台中的待焊加工件的图像数据信息进行采集，并将采集到的图像数据信息传送给控制模组，由控制模组对CCD相机采集到的加工件图像信息进行分析处理，从而获得加工件的实时焊接状况。

优选的，本发明中所述控制模组包括设置在操作台上方的人机交互终端、显示器、操作台下侧的工控机箱和工控机箱内部的控制器，所述控制器分别电性连接所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组以及人机交互终端。CCD相机采集到的加工件图像数据信息传送给控制模组后，由显示器实时显示，操作者可以实时观察动态的焊接效果，根据具体情况对焊接状况进行适应性调整，操作方便，提高焊接精度。

优选的，本发明中所述激光器为光纤激光器。

本发明的有益效果是，由于本发明智能定位激光焊锡机包括操作台、操作台上的载具平台、送锡模组、激光焊锡模组、双轴运动模组、图像采集模组、控制模组，因而使用时仅需要操作人员将待焊加工件放置在操作台上的载具平台中，启动工作，送锡模组向加工件上需要焊锡的位置输送锡料，Z轴位移模组根据加工件的厚度进行自动调焦，带动激光器位移到合适高度，激光器向待焊加工件上锡料位置发射高能量激光束，激光束经过聚焦后辐射至加工件表面，表面热量通过热传导向加工件内部扩散，使加工件熔化，从而实现对加工件的激光焊锡，本发明能够适用于任意尺寸厚度的加工件，应用范围广，焊锡过程中加工件可以随着载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行双轴方向任意位置的移动，可以自动灵活调节加工件上的焊锡范围，实现智能定位，无需人工手动参与，省时省力，提高工作效率，自动化程度高，操作调节方便，焊接精度高，而且对于加工件产品平面内的任意点皆可实现焊锡，焊接范围广。图像采集模组对加工件的焊锡过程进行图像采集，并将采集到的图像传送给控制模组中的图像处理显示模块，图像处理显示模块接收图像采集模组传送的图像进行分析处理与显示，并根据分析处理结果输出一控制信号于驱动控制模块，所述驱动控制模块接收所述控制信号并根据该所述控制信号对所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组的工作状态进行控制，操作者可以实时观察动态的焊接效果，根据具体情况对焊接状况进行适应性调整，操作方便，提高焊接精度。

附图说明

图1为本发明智能定位激光焊锡机的整体结构示意图。

具体实施方式

以下描述用于揭露本发明以使本领域技术人员能够实现本发明。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本发明的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本发明的精神和范围的其他技术方案。

图1示出了本发明智能定位激光焊锡机的一种实施例结构示意图，也是一种优选实施例示意图。如图1所示，本实施例所述的智能定位激光焊锡机，包括操作台10、载具平台20、送锡模组30、激光焊锡模组40、双轴运动模组50、图像采集模组60以及控制模组70，其中，所述载具平台20设置在所述操作台10前端，所述载具平台中供放置待焊加工件；送锡模组30设置在在所述载具平台20上方，用于向载具平台中的加工件上输送锡料；激光焊锡模组40设置在所述操作台后端，包括Z轴位移模组以及激光器41，所述激光器设置在所述Z轴位移模组上并能在所述Z轴位移模组的带动下进行上下位移，所述激光器用于向载具平台中的加工件上发射激光光束；双轴运动模组50设置在所述操作台上，所述载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行双轴方向位移；图像采集模组60设置在所述载具平台上方，用于对载具平台中的加工件进行图像采集，并将采集到的图像传送给控制模组；控制模组70包括图像处理显示模块与驱动控制模块，所述图像处理显示模块连接所述图像采集模组，用于接收图像采集模组传送的图像进行分析处理与显示，并根据分析处理结果输出一控制信号于所述驱动控制模块；所述驱动控制模块分别电性连接所述图像处理显示模块、送锡模组、激光焊锡模组以及运动模组，所述驱动控制模块接收所述控制信号并根据该所述控制信号对所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组的工作状态进行控制。优选的，本实施例中所述激光器为光纤激光器。

作为优选实施方式，如图1所示，本实施例中所述Z轴位移模组是在所述操作台后端设有Z轴滑轨42和Z轴驱动电机43，所述Z轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Z轴滑座，Z轴驱动电机经Z轴驱动丝杠与Z轴滑座相连，所述激光器41设置在所述Z轴滑座上。激光器随着Z轴滑座在Z轴滑轨上进行上下移动，可以任意调节激光器与待焊加工件之间的距离，使本发明能够适用于任意尺寸厚度的加工件，应用范围广，根据加工件的厚度进行自动调焦，焊接精度高。优选的，本实施例中所述Z轴滑座上设有Y轴手动调距模组44，所述激光器41设置在所述Y轴手动调距模组44上。利用Y轴手动调距模组可以对激光器在Y轴方向上的位置进行微调，进一步提高本发明激光焊锡机的焊接精度。

作为优选实施方式，本实施例中所述双轴运动模组50是在所述操作台10上设有X轴滑轨51和X轴驱动电机52，所述X轴滑轨上设有可沿其自由滑动的X轴滑座，X轴驱动电机经X轴驱动丝杠与X轴滑座相连，所述X轴滑座上设有Y轴滑轨53和Y轴驱动电机54，所述Y轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴滑座，Y轴驱动电机经Y轴驱动丝杠与Y轴滑座相连，所述载具平台20设置在所述Y轴滑座上。待焊加工件随着载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行X轴和Y轴双轴方向上的位移，可以自动灵活调节加工件上的焊锡范围，无需人工手动参与，省时省力，提高工作效率，自动化程度高，操作调节方便，焊接精度高，而且对于加工件产品平面内的任意点皆可实现焊锡，焊接范围广。焊锡完成后，加工件在双轴运动模组的带动下被移送至产品摆放区域，由操作人员将加工件取出，再将待焊锡的加工件放置在载具平台上即可，操作简便。优选的，本实施例中所述载具平台20上设有供放置待焊加工件的中空载具21，所述中空载具的边框尺寸与待焊加工件相匹配，防止焊锡工作过程中加工件移动，避免焊接位置的不确定性，提高了焊接精度。

作为优选实施方式，本实施例中所述图像采集模组60是在所述载具平台上方设有CCD相机61，所述CCD相机61前端设有光源62，所述CCD相机与所述控制模组电性连接。CCD相机对载具平台中的待焊加工件的图像数据信息进行采集，并将采集到的图像数据信息传送给控制模组，由控制模组对CCD相机采集到的加工件图像信息进行分析处理，从而获得加工件的实时焊接状况。

作为优选实施方式，本实施例中所述控制模组70包括设置在操作台上方的人机交互终端71、显示器72、操作台下侧的工控机箱73和工控机箱内部的控制器，所述控制器为可编程控制器PLC（Programmable Logic Controller），PLC控制器分别电性连接所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组以及人机交互终端。CCD相机采集到的加工件图像数据信息传送给控制模组后，由显示器实时显示，操作者可以实时观察动态的焊接效果，根据具体情况对焊接状况进行适应性调整，操作方便，提高焊接精度。优选的，本实施例中所述送锡模组30可以为自动送锡机，由于此为现有技术中成熟技术，因而在此不再赘述。

本领域的技术人员应理解，上述描述及附图中所示的本发明的实施例只作为举例而并不限制本发明。本发明的目的已经完整并有效地实现。本发明的功能及结构原理已在实施例中展示和说明，在没有背离所述原理下，本发明的实施方式可以有任何变形或修改。

Claims (8)

1.一种智能定位激光焊锡机，其特征在于，包括：

操作台；

载具平台，设置在所述操作台前端，所述载具平台中供放置待焊加工件；

送锡模组，设置在所述载具平台上方，用于向载具平台中的加工件上输送锡料；

激光焊锡模组，设置在所述操作台后端，包括Z轴位移模组以及激光器，所述激光器设置在所述Z轴位移模组上并能在所述Z轴位移模组的带动下进行上下位移，所述激光器用于向载具平台中的加工件上发射激光光束；

双轴运动模组，设置在所述操作台上，所述载具平台在双轴运动模组的带动下在操作台上进行双轴方向位移；

图像采集模组，设置在所述载具平台上方，用于对载具平台中的加工件进行图像采集，并将采集到的图像传送给控制模组；

控制模组，包括图像处理显示模块与驱动控制模块，所述图像处理显示模块连接所述图像采集模组，用于接收图像采集模组传送的图像进行分析处理与显示，并根据分析处理结果输出一控制信号于所述驱动控制模块；所述驱动控制模块分别电性连接所述图像处理显示模块、送锡模组、激光焊锡模组以及运动模组，所述驱动控制模块接收所述控制信号并根据该所述控制信号对所述送锡模组、激光焊锡模组、运动模组的工作状态进行控制。

2.根据权利要求1所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述Z轴位移模组是在所述操作台后端设有Z轴滑轨和Z轴驱动电机，所述Z轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Z轴滑座，Z轴驱动电机经Z轴驱动丝杠与Z轴滑座相连，所述激光器设置在所述Z轴滑座上。

3.根据权利要求2所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述Z轴滑座上设有Y轴手动调距模组，所述激光器设置在所述Y轴手动调距模组上。

4.根据权利要求1所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述双轴运动模组是在所述操作台上设有X轴滑轨和X轴驱动电机，所述X轴滑轨上设有可沿其自由滑动的X轴滑座，X轴驱动电机经X轴驱动丝杠与X轴滑座相连，所述X轴滑座上设有Y轴滑轨和Y轴驱动电机，所述Y轴滑轨上设有可沿其自由滑动的Y轴滑座，Y轴驱动电机经Y轴驱动丝杠与Y轴滑座相连，所述载具平台设置在所述Y轴滑座上。

5.根据权利要求4所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述载具平台上设有供放置待焊加工件的中空载具，所述中空载具的边框尺寸与待焊加工件相匹配。

6.根据权利要求1所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述图像采集模组是在所述载具平台上方设有CCD相机，所述CCD相机前端设有光源，所述CCD相机与所述控制模组电性连接。

7.根据权利要求1所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述控制模组包括设置在所述操作台上方的人机交互终端、显示器、操作台下侧的工控机箱和工控机箱内部的控制器。

8.根据权利要求1-7中任一项权利要求所述的智能定位激光焊锡机，其特征在于，所述激光器为光纤激光器。