CN219966691U - 一种激光锡球焊接系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及激光应用的技术领域，尤其是涉及一种激光锡球焊接系统，其包括机架、激光发射机构、锡球喷嘴、锡球传送机构、控制器、检测机构，激光发射机构和锡球传送机构均安装于机架上，锡球传送机构与锡球喷嘴连接，锡球传送机构将锡球传送入锡球喷嘴内，通过检测机构检测锡球喷嘴中是否落有锡球，激光发射机构将锡球在锡球喷嘴中融化落入到工件的焊接点上，实现工件上锡，锡球下料到焊接点和激光照射锡球将锡球融化固定于工件一体化操作，自动化程度高，焊接速度快。

Description

一种激光锡球焊接系统

技术领域

本申请涉及激光应用的技术领域，尤其是涉及一种激光锡球焊接系统。

背景技术

激光锡焊属于激光加工的一种，它是以激光作为加热源，利用高能量的激光脉冲对材料进行微小区域内的局部加热，使得激光辐射的能量通过热传导向材料的内部扩散而辐射加热引线(或无引线器件的连接焊盘)，通过激光锡焊专用焊料(激光焊锡膏/锡丝/锡球或者预制焊料片)向基板传热，当温度达到锡焊料熔点温度时，焊料熔化，基板、引线被焊料润湿，从而形成焊点。由于激光锡焊采用的是非接触式的，局部快速发热，在热能还未完全被传导至不需要焊接点时完成焊接，具有效率快、无机械应力损伤，升温速度快，热影响区小的特点。因此广泛应用于电子工业、汽车电子制造业、智能电器、电子元器件、电机电子、ccm模组、vcm马达线圈等多个领域中。

在相关技术中，激光焊接是通过人工将焊料放置于焊接点上，再通过机械手驱动的激光器将激光照射到焊点和焊料上实现焊接，针对上述相关技术发明人认为，通过人工放置焊料，自动化程度较低，上焊料的速度较慢，降低了激光焊接的效率。

实用新型内容

为了解决通过人工放置焊料，上焊料的速度较慢，降低了激光焊接的效率的问题，本申请提供一种激光锡球系统。

一种激光锡球焊接系统，包括机架、用于发射激光的激光发射机构、将锡球下料到焊接点的锡球喷嘴、将锡球下料到锡球喷嘴的锡球传送机构、控制激光发射机构和锡球传送机构运行的控制器、检测锡球落入到锡球喷嘴的检测机构，所述激光发射机构和所述锡球传送机构均安装于机架上，所述锡球传送机构与所述锡球喷嘴连接，所述激光发射机构、锡球传送机构、检测机构均与所述控制器信号连接。

通过采用上述技术方案，控制器控制锡球传送机构将锡球下料到锡球喷嘴，检测机构检测喷嘴中是否存在锡球并将结果反馈给控制器，控制器控制激光发射机构发射激光束穿过锡球喷嘴照射于锡球上，将锡球融化使得融化的锡球落入焊接点实现对工件上锡，锡球下料到焊接点和控制激光照射锡球将锡球融化固定于工件一体化操作，自动化程度高，焊接速度快，进一步地，通过外部机械手连接机架，有利于整个系统按设定的路线运行，有利于多焊点的工件快速上锡。

优选的，所述锡球传送机构包括锡球出料组件和转盘式传送组件，所述锡球出料组件包括储料筒、输料管、漏斗，所述输料管的一端与所述储料筒连通，所述输料管的另一端与所述漏斗连通，所述漏斗的咀部与所述转盘式传送组件连通。

通过采用上述技术方案，储料筒承装有锡球，输料管将储料筒中的锡球输送到漏斗中，漏斗将锡球传输到转盘式传送组件中实现锡球的出料，进一步地，漏斗的咀部有利于限位锡球一个一个下落到转盘式传送组件，减少转盘式传送组件因堆积过多锡球造成卡料的情况。

优选的，所述锡球出料组件还包括密封箱，所述密封箱盖合于所述漏斗的顶端，所述输料管的外壁与所述密封箱焊接。

密封箱将漏锡斗进行密封，减少外部灰尘进入传送机构将传送机构中的锡球污染影响锡焊的效果，输料管外壁与密封箱焊接实现密封箱对输料管进行密封，减少外部灰尘污染锡球。

优选的，所述转盘式传送组件包括安装块、转动盘、驱动器，所述安装块顶部凹设有凹槽，所述转动盘安装于所述凹槽内，所述转动盘呈圆周间隔开设有若干工位孔，所述驱动器驱动所述转动盘在所述凹槽内旋转，所述漏斗的咀部通过所述转动盘旋转与所述工位孔对位并连通，所述锡球喷嘴固定与所述安装块的底部，所述安装块开设有连通孔，所述连通孔的一端口与所述锡球喷嘴连通，所述连通孔的另一端口通过所述转动盘旋转与所述工位孔对位并连通，所述驱动器与所述控制器信号连接。

漏斗咀部端口和转动盘的距离小于锡球的直径，工位孔只能容纳一颗锡球，通过采用上述技术方案，转动盘顶部抵接锡球，驱动器驱动转动盘转动时工位孔与漏斗咀部对位锡球落入工位孔内，再通过转动盘转动工位孔中的锡球落入到连通孔内，实现转盘式传送组件将锡球逐颗通过连通孔落入到锡球喷嘴内，最后从锡球喷嘴下料到工件实现自动下料，减少人工下料，节约人力资源，驱动器优选为步进电机。

优选的，还包括用于回收锡球传送机构锡球余料的回收机构，所述回收机构固定于所述机架，所述回收机构通过所述转动盘转动与所述工位孔连通。

通过采用上述技术方案，在完成锡焊操作后，通常会有锡球留在传送机构中，遗留在传送机构中的锡球容易造成下次焊接时传送机构卡料，所以每次锡焊过后需要对传送机构内的锡球进行回收，对锡球回收需要拆解转盘式传送组件较为麻烦，设置回收机构较方便对锡球进行回收。

优选的，所述回收机构包括吸锡管、吸锡转换座、第一气咀、集球瓶，所述吸锡管的一端通过所述转动盘转动与所述工位孔连通，所述吸锡管的另一端与所述吸锡转换座固定连接，所述第一气咀固定于所述吸锡转换座并与所述吸锡管连通用于连接外部抽气设备对吸锡管进行抽真空，所述集球瓶的开口端与所述吸锡转换座螺纹连接并与所述吸锡管的端口连通，所述第一气咀与控制器信号连接。

第一气咀为带有电磁阀的第一气咀，通过控制器控制电磁阀开合实现第一气咀与吸锡管连通或封闭，第一气咀通过外部抽气设备对吸锡管进行抽气，吸锡管通过吸力将锡球从传送机构中的锡球抽取到集球瓶内，实现锡球的回收，不用拆卸传送机构，较为方便。

优选的，所述检测机构包括用于输入气体的进气管、连接外部喷气设备的第二气咀、输出气体的出气管、用于感应气压变化的气压传感器、用于连通进气管和出气管的连接管，所述进气管的一端与所述锡球喷嘴连通，所述进气管的另一端与所述第二气咀连通，所述出气管的另一端与所述气压传感器连通，所述气压传感器与所述控制器信号连接。

通过采用上述技术方案，外部喷气设备将气体输送至进气管，进气管将气体输送到锡球喷嘴中，锡球落入锡球喷嘴时将喷嘴的下料口堵住，使得出气管内的气压出现变化，气压感应器感应到气压的变化，将信号传递到控制器，实现检测锡球是否落入锡球喷嘴中。

综上所述，本申请包括以下至少一种有益技术效果：

1.锡球下料到焊接点和控制激光照射锡球将锡球融化固定于工件一体化操作，自动化程度高，焊接速度快，进一步地，通过外部机械手连接机架，有利于激光焊接系统按设定的路线运行，有利于多焊点的工件快速上锡；

2.使用密封箱对漏锡斗和输料管进行密封，减少外部灰尘进入传送机构将传送机构中的锡球污染影响锡焊的效果；

3.设置回收机构回收锡球不用拆卸传送机构较方便对锡球进行回收；

附图说明

图1是本申请一种激光锡球焊接系统整体结构示意图。

图2是本申请锡球传送机构和回收机构与底座连接示意图。

图3是本申请转盘式传送组件结构示意图。

图4是本申请锡球喷嘴结构示意图。

图5是本申请锡球喷嘴和检测机构连接结构示意图。

附图标记说明：1、机架；11、底座；111、激光孔；12、机壳；2、激光发射机构；3、锡球喷嘴；31、主下料孔；32、引导孔；33、出气孔；4、锡球传送机构；41、锡球出料主件；411、储料筒；412、输料管；413、漏斗；414、密封箱；42、转盘式传送组件；421、安装块；4211、凹槽；4212、连通孔；422、转动盘；4221、工位孔；423、驱动器；5、控制器；6、检测机构；61、进气管；62、第二气咀；63、出气管；64、气压传感器；65、连接管；7、回收机构；71、吸锡管；72、吸锡转换座；73、第一气咀；74、集球瓶。

具体实施方式

以下将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本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。

参照图1和图2，一种激光锡球焊接系统，包括机架1、激光发射机构2、锡球喷嘴3、锡球传送机构4、控制器5、回收机构7，机架1包括底座11和中空的机壳12，机壳12固定于底座11的顶部，控制器5设置于机壳12上，激光发射机构2固定于机壳12的外壁，锡球传送机构4包括锡球出料组件41和转盘式传送组件42，锡球出料组件41、转盘式传送组件42、回收机构7均与底座11连接，锡球喷嘴3与转盘式传送组件42连接。

参照图2，锡球出料组件41包括储料筒411、输料管412、漏斗413(图示为标出)、密封箱414，漏斗413安装于底座11，漏斗413的端口与底座11的顶部齐平，密封箱414盖合于漏斗413并固定底座11的顶部，输料管412贯穿入密封箱414内且输料管412的外壁与密封箱414焊接，机壳12与密封箱414顶部连接，输料管412与漏斗413连通，锡球从储料筒411通过输料管412落入漏斗413内。

参照图2和图3，转盘式传送组件42包括安装块421、转动盘422、驱动器423，安装块421的顶部开设有凹槽4211，转动盘422放置于凹槽4211内，安装块421顶部与底座11的底部连接，驱动器423固定于底座11上，驱动器423的驱动轴与转动盘422的中心位置连接，驱动器423与控制器5信号连接，转动盘422圆周间隔开设有若干容置锡球的工位孔4221，漏斗413咀部端口通过转动盘422转动与工位孔4221对位并连通，漏斗413咀部端口与转动盘422之间的距离小于锡球的直径，漏斗413咀部限位锡球单个下落，有利于锡球精准下落到工位孔4221内，锡球喷嘴3固定于安装块421的底部，安装块421开有连通孔4212(图示为标出)，连通孔4212的一端口通过转动盘422转动与工位孔4221连通并对位，连通孔4212的另一端口与锡球喷嘴3连通，连通孔4212引导工位孔4221中的锡球落入到锡球喷嘴3中。

参照图4，锡球喷嘴3开设有主下料孔31和引导孔32，引导孔32的一端口与主下料孔31连通，引导孔32的另一端口与连通孔4212对位并连通，锡球从工位孔4221下落到连通孔4212，再从连通孔4212内下落到引导孔32，引导孔32将锡球引导落入主下料孔31内，并从主下料落入工件的焊接点，底座11的顶部开设有激光孔111，激光孔111从底座11的顶部贯穿安装块421的底部并与主下料孔31连通并对位，激光发射机构2位于激光孔的上方将激光束穿入主下料孔31照射到锡球上融化锡球将锡球焊接到工件上。

参照图4和图5，锡球喷嘴3还开设有出气孔33，进气孔33与主下料孔31连通，检测机构6包括进气管61、第二气咀62、出气管63、气压传感器64、连接管65，进气管61的一端固定于主下料孔31一端并与主下料孔31连通，出气管63的一端固定于出气孔33的端部并与出气孔33连通，出气管63通过连接管65与出气孔34连通，进气管61的另一端与第二气咀62连通，出气管63的一端与气压传感器64连通，出气管63的另一端封闭，气压传感器64与控制器5信号连接将压力变换的信号传递给控制器5实现感知锡球落入主下料孔31。

参照图2，回收机构7包括吸锡管71、吸锡转换座72、第一气咀73、集球瓶74，吸锡管71固定于基座上并从基座的顶部贯穿底部，吸锡管71的一端口位于工位孔4221的上方并通过转盘旋转与工位孔4221连通并一一对位，吸锡管71的另一端与吸锡转换座72连接，第一气咀73固定于吸锡转换座72上并与吸锡管71另一端口连通，第一气咀73用于连接外部抽气设备，第一气咀73与控制器5信号连接，外部抽气设备通过第一气咀73对吸锡管71进行抽气将工位孔4221中的锡球抽取到吸锡管71中，集球瓶74端口与吸锡转换座72螺纹连接并与吸锡管71端口连通，锡球被吸锡管71传输到集球瓶74内实现对传送机构内的锡球余料进行回收。

本申请实施例一种激光锡球焊接系统的实施原理为：锡球从储料筒411通过重力落入到输料管412，再从输料管412落入漏斗413内并一颗一颗呈层状落在漏斗413咀部，位于最下端的锡球抵接转动盘422，驱动器423驱动转动盘422旋转，工位孔4221于漏斗413的咀部对位时锡球落入到工位孔4221内，当带有锡球的工位孔4221通过转动盘422转动与连通孔4212对位时，锡球落入到连通孔4212内，再从连通孔4212落入到引导孔32，锡球通过引导孔32的引导落入到主下料孔31，将主下料孔31堵住，从进气管61输出的气体不能从主下料孔31排出，出气管63中气压产生变化，气压感应器64感应到气压的变化将气压变化的信号传递给控制器5，控制器5控制激光发射机构2发射激光束，激光束穿设入激光孔111和主下料孔31照射到锡球上，将锡球融化落入工件的焊接点上，完成工件上锡，锡球落料和激光焊接一体操作，自动化高，焊接速度快。

当完成工件焊接后，启动驱动器423，驱动器423驱动转动盘422转动，位于转动盘422工位孔4221中的锡球余料做圆周移动，当工位孔4221转动到与吸锡管71端口对位，控制器5控制第一气咀73连通吸锡管71，吸锡管71端口产生吸力将工位孔4221中的锡球余料吸到吸锡管71中，并通过吸锡管71传送到集球瓶74中，实现对传送机构的锡球余料进行回收。

以上均为本申请的较佳实施例，并非依此限制本申请的保护范围，故：凡依本申请的结构、形状、原理所做的等效变化，均应涵盖于本申请的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种激光锡球焊接系统，其特征在于：包括机架(1)、用于发射激光的激光发射机构(2)、将锡球下料到焊接点的锡球喷嘴(3)、将锡球下料到锡球喷嘴(3)的锡球传送机构(4)、控制激光发射机构(2)和锡球传送机构(4)运行的控制器(5)、检测锡球落入到锡球喷嘴(3)的检测机构(6)，所述激光发射机构(2)和所述锡球传送机构(4)均安装于机架(1)上，所述锡球传送机构(4)与所述锡球喷嘴(3)连接，所述激光发射机构(2)、锡球传送机构(4)、检测机构(6)均与所述控制器(5)信号连接。

2.根据权利要求1所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：所述锡球传送机构(4)包括锡球出料组件(41)和转盘式传送组件(42)，所述锡球传送组件包括储料筒(411)、输料管(412)、漏斗(413)，所述输料管(412)的一端与所述储料筒(411)连通，所述输料管(412)的另一端与所述漏斗(413)连通，所述漏斗(413)的咀部与所述转盘式传送组件(42)连通。

3.根据权利要求2所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：所述锡球出料组件(41)还包括密封箱(414)，所述密封箱(414)盖合于所述漏斗(413)的顶端，所述输料管(412)的外壁与所述密封箱(414)焊接。

4.根据权利要求2所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：所述转盘式传送组件(42)包括安装块(421)、转动盘(422)、驱动器(423)，所述安装块(421)顶部凹设有凹槽(4211)，所述转动盘(422)安装于所述凹槽(4211)内，所述转动盘(422)呈圆周间隔开设有若干工位孔(4221)，所述驱动器(423)驱动所述转动盘(422)在所述凹槽(4211)内旋转，所述漏斗(413)的咀部通过所述转动盘(422)旋转与所述工位孔(4221)对位并连通，所述锡球喷嘴(3)固定与所述安装块(421)的底部，所述安装块(421)开设有连通孔(4212)，所述连通孔(4212)的一端口与所述锡球喷嘴(3)连通，所述连通孔(4212)的另一端口通过所述转动盘(422)旋转与所述工位孔(4221)对位并连通，所述驱动器(423)与所述控制器(5)信号连接。

5.根据权利要求4所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：还包括用于回收锡球传送机构(4)锡球余料的回收机构(7)，所述回收机构(7)固定于所述机架(1)，所述回收机构(7)通过所述转动盘(422)转动与所述工位孔(4221)连通。

6.根据权利要求5所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：所述回收机构(7)包括吸锡管(71)、吸锡转换座(72)、第一气咀(73)、集球瓶(74)，所述吸锡管(71)的一端通过所述转动盘(422)转动与所述工位孔(4221)连通，所述吸锡管(71)的另一端与所述吸锡转换座(72)固定连接，所述第一气咀(73)固定于所述吸锡转换座(72)并与所述吸锡管(71)连通用于连接外部抽气设备对吸锡管(71)进行抽真空，所述集球瓶(74)的开口端与所述吸锡转换座(72)螺纹连接并与所述吸锡管(71)的端口连通，所述第一气咀(73)与控制器(5)信号连接。

7.根据权利要求1所述的一种激光锡球焊接系统，其特征在于：所述检测机构(6)包括用于输入气体的进气管(61)、连接外部喷气设备的第二气咀(62)、输出气体的出气管(63)、用于感应气压变化的气压传感器(64)、用于连通进气管(61)和出气管(63)的连接管(65)，所述进气管(61)的一端与所述锡球喷嘴(3)连通，所述进气管(61)的另一端与所述第二气咀(62)连通，所述出气管(63)的另一端与所述气压传感器(64)连通，所述气压传感器(64)与所述控制器(5)信号连接。