CN214350419U - 一种焊头运动装置及焊线机 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种焊头运动装置及焊线机，包括邦头结构，邦头结构包括：与邦头基体铰接的邦头架；分别固定在邦头架上的焊线机线夹和因瓦换能器；焊线机线夹采用压电陶瓷元件作为驱动源；邦头结构的重心与其旋转中心重合或者接近重合。由于邦头结构使用了重量更轻的因瓦换能器和重量更轻的焊线机线夹，不仅可以减少邦头结构的整体重量，降低Z轴的旋转惯量，而且可以将邦头结构的重心设置为与其旋转中心重合或者尽可能地接近重合，从而提高邦头结构旋转时的稳定性，最终能够提高邦头结构的加速度，提高焊线机的焊线精度。

Description

一种焊头运动装置及焊线机

技术领域

本实用新型属于焊线机技术领域，尤其涉及一种焊头运动装置及焊线机。

背景技术

公开号为CN107127447A的中国实用新型专利，公开了一种焊线机及其焊头运动装置。该焊头运动装置在焊线机的引线键合中作为焊线机的Z轴，与X、Y两轴组成三轴联动做出不同轨迹的线弧。引线键合过程中引线用于电子元件焊盘之间的电极连接，引线为直径17um-33um的金线、银线、铜线、铜钯线或合金线，Z轴方向为旋转运动。其中连接邦头基体和邦头架的是一对柔性支点，其柔性支点的特点是具备铰接和扭簧的作用，在受到音圈电机施加的外力时候可以旋转，当外力消失的时候可以复原到原有位置。

由于邦头架运动的角度比较小，而且焊线的时候，换能器与地面水平，因此将换能器的运动近似视为垂直运动。

现有技术中，焊头运动装置还包括固定在邦头架上的焊线机线夹，该线夹用于夹紧和松开上述的引线。但是，由于现有技术的焊线机线夹重量较重，因此会导致如下问题：

1、焊头运动装置的重心偏向焊线机线夹一侧，导致Z轴旋转的邦头结构(包括邦头架、换能器和焊线机线夹)的重心偏离其旋转中心，从而使邦头结构旋转时不够稳定，旋转加速度难以提高，焊线机的焊线精度不高；

2、为了克服邦头结构旋转时不够稳定的问题，现有技术通过增加换能器或邦头架的重量，使邦头结构的重心尽可能靠近其旋转中心；但如此设置会增加邦头结构的重量，从而增加了Z轴上的旋转惯量，使旋转加速度也难以提高，焊线机的焊线精度不高。

实用新型内容

本实用新型提供了一种焊头运动装置及焊线机，可以解决或者至少部分解决上述技术问题。

本实用新型采用以下技术方案：

第一方面，提供了一种焊头运动装置，包括邦头结构，所述邦头结构包括：

与邦头基体铰接的邦头架；

分别固定在所述邦头架上的焊线机线夹和因瓦换能器；所述焊线机线夹采用压电陶瓷元件作为驱动源；所述邦头结构的重心与其旋转中心重合或者接近重合。

可选地，所述邦头架上还设有用于检测所述邦头结构的旋转角度的光栅尺。

可选地，所述邦头架上还设有用于驱动所述邦头结构绕所述邦头基体转动的音圈电机。

可选地，还包括用于铰接所述邦头基体和所述邦头架的柔性支点，所述柔性支点包括固定于所述邦头基体上的圆柱侧壁，所述圆柱侧壁的内部具有两个相互连接且半径不同的中空部；

半径较小的所述中空部设有朝向半径较大的所述中空部方向延伸、且交叉设置的第一叉体和第二叉体，所述第一叉体贯穿所述第二叉体的通孔；

与所述邦头架固定连接的半圆环设于所述第一叉体与所述第二叉体的顶端，且所述半圆环处于半径较大的所述中空部内；所述第一叉体能够相对于所述第二叉体的通孔摆动。

可选地，所述焊线机线夹包括：

所述压电陶瓷元件，所述压电陶瓷元件的一端固定，另一端设有摆动部；

固定臂，所述固定臂的一端固定，另一端设有固定夹爪；

移动臂，所述移动臂的一端与所述摆动部抵接，另一端设有与所述固定夹爪配合的移动夹爪；所述移动臂朝向所述固定臂的一侧还设有与所述固定臂抵接的摆动支点；

弹性元件，所述弹性元件的两端分别连接所述固定臂和所述移动臂；

其中，所述压电陶瓷元件受电时，所述摆动部摆动，并推动所述移动臂绕所述摆动支点摆动。

可选地，所述固定臂还开设有第一通孔，所述第一通孔内滑动连接有调节杆，所述弹性元件的一端固定连接所述移动臂，另一端伸入所述第一通孔并固定连接所述调节杆的一端，所述调节杆的另一端螺纹连接有调节螺母，所述调节螺母的外径大于所述第一通孔的内径。

可选地，所述移动臂的一端设有第二通孔，所述第二通孔内螺纹连接有与所述摆动部抵接的球头柱塞。

可选地，所述摆动支点包括：

开设在所述移动臂上的安装槽；

安装在所述安装槽内的红宝石球。

可选地，所述固定夹爪和所述移动夹爪分别设有一蓝宝石夹片。

第二方面，提供了一种焊线机，包括如上所述的焊头运动装置。

与现有技术相比，本实用新型实施例具有以下有益效果：

本实用新型实施例提供的一种邦头运动装置及焊线机，邦头结构使用了重量更轻的因瓦换能器和重量更轻的焊线机线夹，不仅可以减少邦头结构的整体重量，降低Z轴的旋转惯量，而且可以将邦头结构的重心设置为与其旋转中心重合或者尽可能地接近重合，从而提高邦头结构旋转时的稳定性，最终能够提高邦头结构的加速度(如达到200g以上，g为重力加速度)，提高焊线机的焊线精度。

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地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。

本说明书所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本实用新型可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本实用新型所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本实用新型所揭示的技术内容所能涵盖的范围内。

图1为本实用新型实施例提供的一种焊头运动装置的结构图；

图2为本实用新型实施例提供的邦头结构的爆炸图；

图3为本实用新型实施例提供的邦头结构的结构图；

图4为本实用新型实施例提供的柔性支点的结构图；

图5为图4的正视图；

图6为本实用新型实施例提供的焊线机线夹的爆炸图；

图7为本实用新型实施例提供的焊线机线夹的结构图。

图示说明：

100、邦头结构；200、邦头基体；

20、焊线机线夹；21、邦头架；22、柔性支点；23、因瓦换能器；24、光栅尺；25、音圈电机；220、圆柱侧壁；221、半圆环；222、第一叉体；223、第二叉体；

10、固定座；11、压电陶瓷元件；111、摆动部；112、防撞片；12、固定臂；121、固定夹爪；13、移动臂；131、移动夹爪；14、摆动支点；141、安装槽；142、红宝石球；15、弹性元件；16、调节杆；17、球头柱塞；18、蓝宝石夹片。

具体实施方式

为使得本实用新型的目的、特征、优点能够更加的明显和易懂，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，下面所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而非全部的实施例。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前提下所获得的所有其它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

请参阅图1至图5所示，本实施例提供了一种焊头运动装置，包括邦头基体200和与邦头基体200铰接的邦头结构100。使用时，邦头结构100在Z轴上垂直摆动。

具体地，本实施例提供的焊头运动装置，其邦头结构100包括邦头架21，邦头架21上安装有因瓦换能器23和焊线机线夹20。

需要说明的是，因瓦换能器23为采用因瓦材料或超因瓦材料制成的换能器，具有高低温膨胀率极小和外壳绝缘保护佳的优点，能够降低电磁干扰，并且因瓦换能器23的重量更轻。

又由于焊线机线夹20采用压电陶瓷元件11作为驱动源，相对于现有技术采用其他驱动源(如音圈电机)，压电陶瓷元件11具有体积更小、重量更轻、响应速度更快、焊线精度更高、分辨率更高和功耗更低等优点；并且由于线夹更轻，减少了整体的运动惯量，提供了线夹结构的稳定性。

因此，与现有技术相比，邦头结构100使用了重量更轻的因瓦换能器23和重量更轻的焊线机线夹20，不仅可以减少邦头结构100的整体重量，降低Z轴的旋转惯量，而且可以将邦头结构100的重心设置为与其旋转中心重合或者尽可能地接近重合，从而提高邦头结构100的稳定性，最终能够提高邦头结构100的加速度(如达到200g以上，g为重力加速度)，提高焊线机的焊线精度。

进一步地，作为本实施例的一种可选方式，邦头架21上还设有用于检测邦头结构100的旋转角度的光栅尺24。因此，通过光栅尺24，能够实时检测到邦头结构100的旋转角度，也即检测到邦头结构100的旋转位置。

邦头架21上还设有用于驱动邦头结构100绕邦头基体200转动的音圈电机25。因此，当音圈电机25工作时，邦头结构100绕邦头基体200转动。

当音圈电机25停止工作时，邦头结构100需要能够复位。为此，在本申请的另一实施例中，提供了一种焊头运动装置，包括用于铰接邦头基体200和邦头架21的柔性支点22。

柔性支点22包括固定于邦头基体200的圆柱侧壁220。圆柱侧壁220的内部具有两个相互连接且半径不同的中空部，如附图4和图5所示。半径较小的中空部设有第一叉体222和第二叉体223，第一叉体222和第二叉体223均为弹性件，可以具有一定的形变量，且能够在外力消除后恢复至原状。

第一叉体222和第二叉体223朝向半径较大的中空部方向延伸、且第一叉体222和第二叉体223交叉设置；第一叉体222贯穿第二叉体223的通孔；与邦头架21固定连接的半圆环221设于第一叉体222与第二叉体223的顶端，且半圆环221处于半径较大的中空部内；第一叉体222能够相对于第二叉体223的通孔摆动。

可选地，圆柱侧壁220、半圆环221、第一叉体222和第二叉体223为一体成型设置。在音圈电机25的作用下，邦头架21旋转，带动第一叉体222在小范围内旋转，且第一叉体222的旋转范围仅限于第二叉体223的通孔内，此时半圆环221相对于圆柱侧壁220旋转，而圆柱侧壁220固定不动；当音圈电机25停止运行时，则第一叉体222回复至原状，进而带动邦头架21回复至初始位置；如此设置的柔性支点22，在受到音圈电机25所施加的外力时能够旋转，而当音圈电机25停止工作时，因瓦换能器23能够回复至原有位置。

请参阅图6和图7所示，在本申请的另一实施例中，公开了焊线机线夹20的一种具体结构。该焊线机线夹20包括固定座10，固定座10上安装有压电陶瓷元件11。为了实现摆动，压电陶瓷元件11的一端固定，另一端设有摆动部111。需要说明的是，单独的压电陶瓷元件11属于现有技术产品，当压电陶瓷元件11受电时，摆动部111会朝一个方向摆动；断电时，摆动部111恢复原位。

在固定座10上还安装有固定臂12，固定臂12的一端固定，另一端设有固定夹爪121。

该焊线机线夹20还包括有移动臂13，移动臂13的一端与摆动部111抵接，另一端设有与固定夹爪121配合的移动夹爪131；移动臂13朝向固定臂12的一侧还设有与固定臂12抵接的摆动支点14。

固定臂12和移动臂13之间还设有用于复位的弹性元件15。可选地，弹性元件15为拉簧。

因此，当摆动部111摆动时，会推动移动臂13绕摆动支点14摆动，从而使移动夹爪131和固定夹爪121配合，以夹紧和松开引线。

本实施例提供的一种焊头运动装置，由于采用压电陶瓷元件11作为驱动源，具有体积更小、重量更轻、响应速度更快、焊线精度更高、分辨率更高和功耗更低等优点；并且由于线夹更轻，减少了整体的运动惯量，提供了线夹结构的稳定性。

需要说明的是，摆动部111和移动臂13的一端设置为抵接而非固定连接或转动连接，可以使移动臂13的摆动更加顺畅、响应速度更快。

在本申请的另一实施例中，固定臂12还开设有第一通孔，第一通孔内滑动连接有调节杆16，弹性元件15的一端固定连接移动臂13，另一端伸入第一通孔并固定连接调节杆16的一端，调节杆16的另一端螺纹连接有调节螺母，调节螺母的外径大于第一通孔的内径。

因此，通过微调调节螺母，可以调节弹性元件15的松紧，从而调节弹性元件15的拉力。

在本申请的另一实施例中，移动臂13的一端设有第二通孔，第二通孔内螺纹连接有与摆动部111抵接的球头柱塞17。

因此，可以调节球头柱塞17的伸缩，从而调节摆动部111和球头柱塞17之间的位置关系。例如，当使用较长时间后，球头柱塞17或摆动部111的表面出现磨损，可以通过调节球头柱塞17的伸缩量，以补偿该磨损。

进一步地，作为本实施例的一种可选实施方式，摆动部111上设有与球头柱塞17抵接的防撞片112。

在本申请的另一实施例中，公开了摆动支点14的一种具体实施例方式。摆动支点14包括：

开设在移动臂13上的安装槽141；

安装在安装槽141内的红宝石球142。

由于红宝石具有高硬度和耐磨等优点，因此移动臂13的摆动的摆动精度更高，控制引线的松开和夹紧的精度更高。

在本申请的另一实施例中，固定夹爪121和移动夹爪131分别设有一用于夹紧引线的蓝宝石夹片18。

由于引线可以是金线、银线、铜线、铜钯线或合金线，因此为了提高夹爪的使用寿命，在夹爪上设置蓝宝石夹片18。蓝宝石不仅具有高硬度和耐磨的优点，还具有不粘附尘埃和油污的特性，进一步提高了线夹的精度。

在本申请的另一实施例中，还提供了一种焊线机，包括上述任一实施例提供的焊头运动装置。由于其邦头结构100使用了重量更轻的因瓦换能器23和重量更轻的焊线机线夹20，不仅可以减少邦头结构100的整体重量，降低Z轴的旋转惯量，而且可以将邦头结构100的重心设置为与其旋转中心重合或者尽可能地接近重合，从而提高邦头结构100的稳定性，最终能够提高邦头结构100的加速度(如达到200g以上，g为重力加速度)，提高焊线机的焊线精度。

以上所述，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；而这些修改或者替换，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)

1.一种焊头运动装置，其特征在于，包括邦头结构，所述邦头结构包括：

与邦头基体铰接的邦头架；

分别固定在所述邦头架上的焊线机线夹和因瓦换能器；所述焊线机线夹采用压电陶瓷元件作为驱动源；所述邦头结构的重心与其旋转中心重合或者接近重合。

2.根据权利要求1所述的焊头运动装置，其特征在于，所述邦头架上还设有用于检测所述邦头结构的旋转角度的光栅尺。

3.根据权利要求1所述的焊头运动装置，其特征在于，所述邦头架上还设有用于驱动所述邦头结构绕所述邦头基体转动的音圈电机。

4.根据权利要求1所述的焊头运动装置，其特征在于，还包括用于铰接所述邦头基体和所述邦头架的柔性支点，所述柔性支点包括固定于所述邦头基体上的圆柱侧壁，所述圆柱侧壁的内部具有两个相互连接且半径不同的中空部；

半径较小的所述中空部设有朝向半径较大的所述中空部方向延伸、且交叉设置的第一叉体和第二叉体，所述第一叉体贯穿所述第二叉体的通孔；

与所述邦头架固定连接的半圆环设于所述第一叉体与所述第二叉体的顶端，且所述半圆环处于半径较大的所述中空部内；所述第一叉体能够相对于所述第二叉体的通孔摆动。

5.根据权利要求1至4中任一所述的焊头运动装置，其特征在于，所述焊线机线夹包括：

所述压电陶瓷元件，所述压电陶瓷元件的一端固定，另一端设有摆动部；

固定臂，所述固定臂的一端固定，另一端设有固定夹爪；

移动臂，所述移动臂的一端与所述摆动部抵接，另一端设有与所述固定夹爪配合的移动夹爪；所述移动臂朝向所述固定臂的一侧还设有与所述固定臂抵接的摆动支点；

弹性元件，所述弹性元件的两端分别连接所述固定臂和所述移动臂；

其中，所述压电陶瓷元件受电时，所述摆动部摆动，并推动所述移动臂绕所述摆动支点摆动。

6.根据权利要求5所述的焊头运动装置，其特征在于，所述固定臂还开设有第一通孔，所述第一通孔内滑动连接有调节杆，所述弹性元件的一端固定连接所述移动臂，另一端伸入所述第一通孔并固定连接所述调节杆的一端，所述调节杆的另一端螺纹连接有调节螺母，所述调节螺母的外径大于所述第一通孔的内径。

7.根据权利要求5所述的焊头运动装置，其特征在于，所述移动臂的一端设有第二通孔，所述第二通孔内螺纹连接有与所述摆动部抵接的球头柱塞。

8.根据权利要求5所述的焊头运动装置，其特征在于，所述摆动支点包括：

开设在所述移动臂上的安装槽；

安装在所述安装槽内的红宝石球。

9.根据权利要求5所述的焊头运动装置，其特征在于，所述固定夹爪和所述移动夹爪分别设有一蓝宝石夹片。

10.一种焊线机，其特征在于，包括如权利要求1至9中任一所述的焊头运动装置。

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