一种自动限位激光焊接设备的制作方法

本实用新型属于焊接设备技术领域，具体地，涉及一种自动限位激光焊接设备。

背景技术：

电子技术高速发展，焊接技术也随之提高。现如今电子元气件的微型化程度越来越高，空间受限，或者因由热敏元件无法回流焊或波峰焊，传统的手工焊接会对元器件本体造成一定的热影响，因此手工焊技术已经越来越不适用。

随着半导体激光器的发展，激光焊接技术应运而生，但目前激光焊接技术的自动控制技术还不太成熟，定位还不够精确，不能对焊接进行实时控制。

另外，在焊接过程中焊锡融化后会有铅烟等有害物质释放到空气中，被焊接人员吸收后，会对焊接人员的健康造成一定的损害。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种自动限位激光焊接设备，旨在解决现有焊接技术自动化低，定位不够精确，不能对焊接进行实时控制的问题，同时，减少焊接过程中释放到空气中有害气体的量，减少对焊接人员健康的影响。

为解决上述技术问题，本实用新型提供一种自动限位激光焊接设备，所述自动激光焊接设备包括固设于地面的支撑架，所述支撑架上固设有透明工作台面且所述工作台面上设有孔洞，激光从所述孔洞穿过照射到电路板上，所述工作台面上还设有控制面板和激光发生装置，所述工作台面下方设有电路板承载板，所述承载板下方螺接一组X轴、Y轴组合直线运动装置，所述激光发生装置和所述X轴、Y轴组合直线运动装置分别与所述控制面板相连，所述控制面板获取所述激光发生装置上高清摄像头的数据信息，实时驱动所述激光发生装置、X轴直线运动装置和Y轴直线运动装置，完成自动激光焊接。设备整体采用框架结构，结构简单，节省用材，工作台面透明可以清楚方便地观察到焊接过程，采用控制面板配合激光使焊接过程与软件系统关联可以精确地限位，便于实时控制，高效焊接。

优选地，所述激光发生装置包括筒状主体、激光发生器、第一聚光镜、第二聚光镜、激光焊接头、焊接凸点、连接杆、伸缩杆、旋转按钮、吸风罩、排风管道、风机、底座和高清摄像头，所述筒状主体外表面一侧设有高清摄像头，所述激光发生器、第一聚光镜、第二聚光镜、激光焊接头、焊接凸点顺次设于所述筒状主体内部，所述筒状主体外表面另一侧面通过所述连接杆与所述伸缩杆表面连接，所述伸缩杆表面还设有所述旋转按钮，所述伸缩杆的底部设有底座，所述底座内部设有风机，所述风机通过排风管道与所述吸风罩连接。启动所述激光发生器，激光经过所述第一聚光镜、第二聚光镜聚焦后通过所述激光焊接头和所述焊接凸点，照射在电路板待焊接焊盘上。启动所述风机，则所述吸风罩即将焊接时释放的有害气体吸入排风管道。激光经过两次聚焦，能量被集中起来，更利于熔融焊锡；可根据待焊接电路板的焊锡熔点旋转所述按钮调整所述伸缩杆的高度，以调节激光与电路板的距离，使激光能量满足焊接的要求；所述激光发生装置安装所述吸风罩可以减少焊接过程中释放到空气中有害气体的量，进而减少对焊接人员健康的影响。

优选地，所述激光焊接头与所述焊接凸点螺纹连接，所述焊接凸点磨损后可更换。

优选地，所述第一聚光镜和第二聚光镜间隔设于所述主体内部。

优选地，所述吸风罩位于所述激光焊接头一侧且位于所述焊接凸点上方。在吸收焊接时释放出的有害其他的同时又不妨碍激光照射到电路板上。

优选地，所述X轴、Y轴组合直线运动装置包括X轴直线运动装置和Y轴直线运动装置，所述X轴直线运动装置和所述Y轴直线运动装置均由滚珠丝杆、轴承座、机架和伺服电机组成，所述轴承座固设于所述机架上，所述滚珠丝杆两端分别与所述轴承座连接，所述轴承座与所述伺服电机连接。采用滚珠丝杆来传动X轴直线运动装置和Y轴直线运动装置做直线运动，摩擦力小，传动效果好。

优选地，所述X轴直线运动装置位于所述Y轴直线运动装置下方并与其通过滑槽连接，所述X轴直线运动装置与所述Y轴直线运动装置垂直。

优选地，所述承载板上设有螺孔，与滑块上的螺母配合将电路板限位和固定。

本实用新型的有益效果是：本实用新型焊接设备自动化成都高，定位精确，能对焊接进行实时控制，同时，还减少焊接过程中释放到空气中有害气体的量，减少对焊接人员健康的影响。

设备整体采用框架结构，结构简单，节省用材，工作台面透明可以清楚方便地观察到焊接过程，采用控制面板配合激光使焊接过程与软件系统关联可以精确地限位，便于实时控制，高效焊接。

所述激光焊接头与所述焊接凸点螺纹连接，所述焊接凸点磨损后可更换。

设有第一聚光镜和第二聚光镜，激光经过两次聚焦，能量被集中起来，更利于熔融焊锡；所述激光发生装置安装所述吸风罩可以减少焊接过程中释放到空气中有害气体的量，减少对焊接人员健康的影响。

所述吸风罩位于所述激光焊接头一侧且位于所述焊接凸点上方。在吸收焊接时释放出的有害其他的同时又不妨碍激光照射到电路板上。

采用滚珠丝杆来传动X轴直线运动装置和Y轴直线运动装置做直线运动，摩擦力小，传动效果好。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1是本实用新型实施例1提供的自动限位激光焊接设备结构俯视图；

图2为图1中激光发生装置5的结构示意图；

图中标记为：支撑架1、工作台面2、孔洞3、控制面板4、激光发生装置5、主体51、激光发生器52、第一聚光镜53、第二聚光镜54、激光焊接头55、焊接凸点56、连接杆57、伸缩杆58、底座513、旋转按钮59、吸风罩510、排风管道511、风机512、底座513和高清摄像头514、承载板6、X轴直线运动装置7、Y轴直线运动装置8、螺母9、滚珠丝杆10、轴承座11、机架12。

具体实施方式

本实用新型自动限位激光焊接设备的结构示意图如图1和图2所示，本实施例提供的自动激光焊接设备包括固设于地面的支撑架1，所述支撑架1上固设有透明工作台面2且所述工作台面2上设有孔洞3，激光从所述孔洞3穿过照射到电路板上，所述工作台面2上还设有控制面板4和激光发生装置5，所述工作台面2下方设有电路板承载板6，所述承载板6上设有螺孔7，与滑块8上的螺母9配合将电路板限位和固定。所述承载板6下方螺接一组X轴、Y轴组合直线运动装置，所述激光发生装置5和所述X轴、Y轴组合直线运动装置分别与所述控制面板4相连，所述控制面板4获取所述激光发生装置5上高清摄像头514的数据信息，实时驱动所述激光发生装置5、X轴直线运动装置7和Y轴直线运动装置8，完成自动激光焊接。设备整体采用框架结构，结构简单，节省用材，所述工作台面2透明可以清楚方便地观察到焊接过程，采用控制面板4配合激光使焊接过程与软件系统关联可以精确地限位，便于实时控制，高效焊接。

所述激光发生装置5包括筒状主体51、激光发生器52、第一聚光镜53、第二聚光镜54、激光焊接头55、焊接凸点56、连接杆57、伸缩杆58、旋转按钮59、吸风罩510、排风管道511、风机512、底座513和高清摄像头514，所述筒状主体51外表面一侧设有高清摄像头514，所述激光发生器52、所述第一聚光镜53、所述第二聚光镜54、所述激光焊接头55、所述焊接凸点56顺次设于所述筒状主体51内部，所述筒状主体51外表面另一侧面通过所述连接杆57与所述伸缩杆58表面连接，所述伸缩杆58表面还设有所述旋转按钮59，所述伸缩杆58的底部设有底座513，所述底座513内部设有风机(图中未标出)，所述风机通过排风管道511与所述吸风罩510连接。启动所述激光发生器52，激光经过所述第一聚光镜53、第二聚光镜54聚焦后通过所述激光焊接头55和所述焊接凸点56，照射在电路板待焊接焊盘上。所述第一聚光镜53和第二聚光镜54间隔设于所述主体52内部。所述激光焊接头55与所述焊接凸点56螺纹连接，所述焊接凸点56磨损后可更换。启动所述风机，则所述吸风罩510即将焊接时释放的有害气体吸入所述排风管道511。激光经过两次聚焦，能量被集中起来，更利于熔融焊锡；可根据待焊接电路板的焊锡熔点旋转所述按钮59调整所述伸缩58杆的高度，以调节激光与电路板的距离，使激光能量满足焊接的要求；所述激光发生装置5安装所述吸风罩510，所述吸风罩510位于所述激光焊接头55一侧且位于所述焊接凸点56上方，在吸收焊接时释放出的有害其他的同时又不妨碍激光照射到电路板上。

所述X轴、Y轴组合直线运动装置包括X轴直线运动装置7和Y轴直线运动装置8，所述X轴直线运动装置7和所述Y轴直线运动装置8均由滚珠丝杆10、轴承座11、机架12和伺服电机(图中未标出)组成，所述轴承座11固设于所述机架12上，所述滚珠丝杆10两端分别与所述轴承座11连接，所述轴承座11与所述伺服电机13连接。所述X轴直线运动装置7位于所述Y轴直线运动装置8下方并与其通过滑槽(图中未标出)连接，所述X轴直线运动装置7与所述Y轴直线运动装置8垂直。采用滚珠丝杆10来传动X轴直线运动装置7和Y轴直线运动装置8做直线运动，摩擦力小，传动效果好。

本实用新型的工作过程为：将电路板焊盘的信息存入控制面板，在高清摄像头取像范围内的任意一个或多个焊盘做上标记；以标记为参考点，设置基于标记的焊接搜索区域；调整高清摄像头物距，并采集工作区域的图像信息并传输给控制面板；在所得的图像中使用图像匹配搜索得到图像中标记的位置信息；以标记的位置作为基准，在步骤2设定的工作区域内使用直线检测获得焊盘的位置和角度信息；根据步骤4得到的焊盘的位置信息，结合步骤1中预存的待焊接焊盘的信息，生成焊盘实际的位置；之后依据焊盘的实际位置通过控制面板引导激光发生装置、X轴直线运动装置和Y轴直线运动装置，完成自动激光焊接。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，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。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。