一种自动拆焊除锡设备的制作方法

本发明涉及电子线路板返修设备技术领域，特指一种自动拆焊除锡设备。

背景技术：
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目前，电路板组装制造行业,在对器件进行返修焊接时，无论是BGA焊盘还是通孔器件焊盘,均需要对残留的焊锡进行清除作业。介于目前手工作业方式，均采用的用电烙铁头压吸锡带的方式对焊盘进行接触式除锡作业，会产生焊盘松弛、脱落、缩铜等不良现象，严重时会将整个电路板完全报废，造成巨大成本损失，后续的处理也会对环境造成很大污染。

技术实现要素：
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本发明的目的是克服现有技术的不足之处，提供一种自动拆焊除锡设备。

本发明采用的技术方案是：一种自动拆焊除锡设备，该自动拆焊除锡设备具有一主机架，主机架上设有水平工作台，其中：

在水平工作台上安装有一对第一y向导轨以及与之对应的第一y向滑块，两条第一y向导轨上的第一y向滑块之间安装有工件固定治具；在其中一条第一y向导轨的外侧安装有第一y向丝杆以及驱动第一y向丝杆的第一伺服电机，第一y向丝杆上设有与之匹配的第一丝母以及第一丝母座，第一丝母座还与所述工件固定治具连接；

在水平工作台上、第一y向导轨之间的区域安装有工件预热台，且工件预热台位于工件固定治具的下方，在工件预热台与工件固定治具之间还设有一张网格板；

在水平工作台上还架设有一垂直跨于第一y向导轨外侧的龙门架，该龙门架上设有x向导轨以及与之对应的x向滑座，并安装有驱动x向滑座的第二伺服电机以及第二丝杆、与第二丝杆匹配的第二丝母、第二丝母座，第二丝母座与x向滑座固定连接；

在x向滑座的外侧安装有一第一纵向安装板，第一纵向安装板上安装有一对第一z向导轨以及与之匹配的z向滑座，第一纵向安装板上的两条第一z向导轨之间还设有驱动z向滑座的第三伺服电机以及第三丝杆、与第三丝杆匹配的第三丝母、第三丝母座，第三丝母座与z向滑座固定连接；z向滑座的表面两侧边缘处分别安装有拆焊组件和除锡组件；第一纵向安装板上的第三伺服电机外侧还设有一连接板，该连接板上部固定有CCD工业相机，且连接板下部位于拆焊组件和除锡组件之间并且安装有与CCD工业相机配合的LED光源。

具体而言，所述拆焊组件包括安装在z向滑座上的第二纵向安装板、安装在第二纵向安装板上的第二z向导轨以及沿第二z向导轨滑动的拆焊组件支架，在第二纵向安装板的上端部还安装有与拆焊组件支架连接的纵向驱动气缸，所述拆焊组件支架的外侧安装有第一热风管，第一热风管的底端连接有第一热风喷嘴；所述拆焊组件支架还具有向下延伸的拆焊触手。

所述除锡组件包括与z向滑座连接的除锡头主支架和安装在除锡头主支架上的除锡头，该除锡头包括一个第二热风管和连接在第二热风管下端并与第二热风管连通的除锡嘴主体，所述除锡嘴主体的底部具有的热风出口；于所述除锡嘴主体的侧部安装有一储锡盒，该储锡盒与除锡嘴主体侧壁之间连接有一连接管，该连接管与除锡嘴主体的内部为连通状，连接管与储锡盒的连接端成型有密封端盖，密封端盖中部开孔并密封穿设一吸锡管，吸锡管的一端穿出该密封端盖，另一端朝除锡嘴主体底端的热风出口弯折并穿出热风出口，且吸锡管的底端外壁与热风出口内壁之间形成出风通道；储锡盒盒壁上设有与连接管的密封端盖对接的密封接头，且密封接头中部设有一可供吸锡管端部穿入的通孔；储锡盒的盒盖上还设有可与抽真空管路连接的抽真空接口。

所述的储锡盒包括储锡盒本体、盒盖以及储锡盒支架，盒盖上开设有抽真空接口，盒盖还具有延伸段，储锡盒本体的两侧和前端面设有一围板，储锡盒支架呈抽屉式结构。

除锡嘴主体的热风出口内壁成型有与吸锡管下端部外壁接触的定位筋。

所述吸锡管分为位于除锡嘴主体和连接管内部的粗管段、以及与粗管段的底端部对接并穿出除锡嘴主体底端热风出口的细管段，细管段上端外围设有密封套管，且该密封套管由粗管段底端穿入，密封套管的底端具有与粗管段底端面抵触的凸环。

第一热风管、第二热风管结构相同，其均具有一立式筒状外壳，筒状外壳的底端设有网孔板并与所述除锡嘴主体连通；筒状外壳的内壁附着有保温隔热层，在筒状外壳的内部安装有横截面呈“*”形的电加热元件，电加热元件的外壁与保温隔热层之间形成通风通道；在筒状外壳的上端部安装有开设了通风孔的上端盖和导电通风接头，导电通风接头包括一个中部开有与筒状外壳相通的通风口的接头底座、与接头底座连接并同样开设有通风通道的接头上座，接头底座上还设有端子孔和导线槽，端子孔内安装有与电加热元件连接的导电端子。

所述接头上座的进风口位于侧部，出风口位于底部与接头底座上的通风口连通，在接头上座的顶部安装有从电加热元件中轴线穿过并延伸至除锡嘴主体内的感温探头。

进一步地，工件固定治具的其中一组y向对边上设有第二y向导轨和与之对应的第二y向滑块，工件固定治具的一条x向边框连接在第二y向滑块上，且第二y向滑块与第二y向导轨之间设有锁紧块；两条x向边框的内侧分别设有夹持座。

在主机架的水平工作台下方分别安装有键盘抽屉、PC主机箱以及配电箱；在水平工作台的上后部安装有主控箱及主控显示屏，并设有工作状态指示灯。

本发明自动拆焊除锡设备，先将线路板固定在工件固定治具上，通过CCD工业相机以及控制系统、伺服传动系统等定位需要拆焊、除锡的位置，然后，控制拆焊组件运行到拆焊位置，对该位置的焊点吹热风使焊点的锡熔化，使电子元件的插脚松动，或自动掉落或利用拆焊组件上的拆焊触手向下抵触插脚使电子元件落到下方的网格板上；然后，控制除锡组件移动到拆焊位置上，继续吹热风并将熔化的锡吸入储锡盒，达到除锡效果。

本发明的优点主要体现在：

工件在拆焊、除锡过程前均通过该下方的工件预热台进行预热，使工件上下表面温差小，因此不会使线路板因上下温差过大、膨胀系数不同而造成线路板损坏，大幅减少线路板的损坏率和报废率，有利于环境保护；

拆焊后的电子元件可自动与线路板分离，无需人手动操作，效率高而且安全性高；除锡过程亦自动完成，而且采用防止堵塞的除锡头，除锡效率高，而且除锡更为彻底；拆焊、除锡基本未非接触式作业，对线路板无伤害；

工作机头的移动配合工件固定治具的移动和可调节性使设备可以适用任何尺寸的线路板的返修，适用范围广。

附图说明：

图1是本发明自动拆焊除锡设备的整体结构示意图；

图2、图3、图4是本发明中水平工作台上主要部件的结构示意图；

图5是本发明中机头部分的结构示意图；

图6、图7是本发明中除锡组件的立体图和剖视图；

图8是本发明中除锡组件中另一种实施例吸锡管的结构示意图。

具体实施方式：

下面结合具体实施例和附图对本发明进一步说明。

如图1-图4所示，本发明所述的是一种自动拆焊除锡设备，该自动拆焊除锡设备具有一主机架1，主机架1上设有水平工作台2，其中：

在水平工作台2上安装有一对第一y向导轨201以及与之对应的第一y向滑块202，两条第一y向导轨201上的第一y向滑块202之间安装有工件固定治具21；在其中一条第一y向导轨201的外侧安装有第一y向丝杆203以及驱动第一y向丝杆203的第一伺服电机204，第一y向丝杆203上设有与之匹配的第一丝母205以及第一丝母座206，第一丝母座206还与所述工件固定治具21连接；即通过第一伺服电机204工作带动第一y向丝杆203旋转使第一丝母205、第一丝母座206沿y向移动，进而带动工件固定治具21沿y向移动，从而使固定在其上的待加工工件沿y向移动；

在水平工作台上2、第一y向导轨201之间的区域安装有工件预热台22，且工件预热台22位于工件固定治具21的下方，在工件预热台22与工件固定治具21之间还设有一张网格板23；工件预热台22的作用是给位于上方工件固定治具21上的待加工线路板预热，以减少返修加工时线路板上下表面的温差，避免线路板损坏；网格板23的作用是承接从线路板上拆焊掉下的电子元件；

在水平工作台2上还架设有一垂直跨于第一y向导轨201外侧的龙门架24，该龙门架24上设有x向导轨241以及与之对应的x向滑座242，并安装有驱动x向滑座242的第二伺服电机243以及第二丝杆244、与第二丝杆244匹配的第二丝母245、第二丝母座246，第二丝母座246与x向滑座242固定连接；

在x向滑座242的外侧安装有一第一纵向安装板25，第一纵向安装板25上安装有一对第一z向导轨251以及与之匹配的z向滑座252，第一纵向安装板25上的两条第一z向导轨251之间还设有驱动z向滑座252的第三伺服电机253以及第三丝杆254、与第三丝杆254匹配的第三丝母、第三丝母座(图中未示出)，第三丝母座与z向滑座252固定连接；z向滑座252的表面两侧边缘处分别安装有拆焊组件3和除锡组件4；第一纵向安装板25上的第三伺服电机253外侧还设有一连接板26，该连接板26上部固定有CCD工业相机261，且连接板26下部位于拆焊组件3和除锡组件4之间并且安装有与CCD工业相机261配合的LED光源262。

即通过龙门架24上的x向导轨241以及第二伺服电机243、第二丝杆244、第二丝母245等驱动x向滑座242及其上的零部件整体沿x轴方向移动；同时，第一纵向安装板25上的第三伺服电机253、第三丝杆254、第三丝母、第三丝母座等又可以驱动z向滑座252及其上的拆焊组件3、除锡组件4等整体沿z轴方向移动，从而使拆焊组件3、除锡组件4可以沿x轴、z轴方向移动，再配合下方的工件固定治具21在水平工作台2上沿y轴方向的移动，可以使拆焊组件3、除锡组件4相对于待加工线路板在x、y、z向任意位置移动，从而可以对线路板进行全方位的拆焊、除锡作业。

具体而言，结合图5所示，所述拆焊组件3包括安装在z向滑座252上的第二纵向安装板31、安装在第二纵向安装板上31的第二z向导轨32以及沿第二z向导轨32滑动的拆焊组件支架33，在第二纵向安装板31的上端部还安装有与拆焊组件支架33连接的纵向驱动气缸34，即纵向驱动气缸34驱动拆焊组件支架33沿第二z向导轨32上下运动；所述拆焊组件支架33的外侧安装有第一热风管35，第一热风管35的底端连接有第一热风喷嘴36；第一热风喷嘴36可以根据不同的拆焊位置、拆焊处电子元件的形状等进行更换；所述拆焊组件支架33还具有向下延伸的拆焊触手331；拆焊组件3运行到拆焊位置，利用第一热风管35对送来的空气进行加热后有第一热风喷嘴36对准该位置的焊点吹热风使焊点的锡熔化，使电子元件的插脚松动，或自动掉落或利用拆焊组件3上的拆焊触手331向下抵触插脚使电子元件落到下方的网格板23上；

再结合图6、图7所示，所述除锡组件4包括与z向滑座252连接的除锡头主支架41和安装在除锡头主支架41上的除锡头42，该除锡头42包括一个可以与外部风管连接的第二热风管421和连接在第二热风管421下端并与第二热风管421连通的除锡嘴主体422，所述除锡嘴主体422的底部具有呈尖端形状的热风出口42201；于所述除锡嘴主体422的侧部安装有一储锡盒423，该储锡盒423与除锡嘴主体422侧壁之间连接有一连接管424。

具体而言，该连接管424与除锡嘴主体422的内部为连通状，连接管424与储锡盒423的连接端成型有密封端盖4241，密封端盖4241中部开孔并密封穿设一吸锡管4242，吸锡管4242的一端穿出该密封端盖4241，另一端朝除锡嘴主体422底端的热风出口42201弯折并穿出热风出口42201且吸锡管4242的底端外壁与热风出口42201内壁之间形成出风通道，吸锡管4242底部穿出热风出口42201的深度约为2～10mm；储锡盒423盒壁上设有与连接管424的密封端盖4241对接的密封接头4230，且密封接头4230中部设有一可供吸锡管4242端部穿入而与储锡盒423内部连通的通孔42301；储锡盒423的盒盖上还设有可与抽真空管路连接的抽真空接口42302。储锡盒423的盒壁上开设接头安装孔(图中未标识)，密封接头4230安装在储锡盒423的盒壁的该接头安装孔中。

除锡嘴主体422的热风出口42201内壁成型有与吸锡管4242下端部外壁接触的定位筋42202。热风从定位筋42202之间的间隙吹出，定位筋42202可以防止吸锡管4242下端部摆动，避免造成吸锡位置偏差。

当储锡盒423安装好后，连接管424与储锡盒423相对外部处于密封隔离状态，而且连接管424内部与储锡盒423内部亦密封隔离，仅吸锡管4242内部与储锡盒423内部连通；熔锡的热风是从与除锡嘴主体422上部连接的第二热风管421对吹入的空气进行加热而来，加热到锡熔点温度的空气经锡线管4242外壁与除锡嘴主体422的热风出口42201内壁之间的空隙中吹出，对线路板上的锡点进行加热使之熔化，同时储锡盒423上的抽真空接口42302连接抽真空管道对储锡盒423内部抽真空，储锡盒423内部负压，通过吸锡管4242的底端将熔融状态的锡吸入，完成除锡。

进一步地，所述的储锡盒423包括储锡盒本体4231、盒盖4232以及储锡盒支架4233，盒盖4232上开设有抽真空接口42302，盒盖4232还具有延伸段42321，储锡盒本体4231的两侧和前端面设有一围板42311，储锡盒支架4233呈抽屉式结构；储锡盒支架4233上设有定位螺丝42331和供抽真空接口露出的中空部。抽屉式结构便于更换储锡盒本体4231及盒盖4232，只需松开锁紧螺丝42331和抽真空接口42302连接的抽真空管道，即可取出储锡盒本体4231及盒盖4232，再更换上新的储锡盒本体及盒盖，与连接管密封对接好、锁紧、连接抽真空管道即可。

再如图8所示，在另一种更佳的实施例中，所述吸锡管4242分为位于除锡嘴主体422和连接管424内部的粗管段42421、以及与粗管段42421的底端部对接并穿出除锡嘴主体422底端热风出口42201的细管段42422，细管段42422上端外围设有密封套管42423，且该密封套管42423由粗管段42421底端穿入实现细管段42422外壁与粗管段42421内壁的密封对接，密封套管42423的底端具有与粗管段42421底端面抵触的凸环42424。细管段42422上方部位穿入粗管段42421形成密封对接，细管段42422位于凸环42424以下部位则露出于热风出口42201底端，进行吸锡作业；凸环42424便于细管段42422与粗管段42421定位对接，采用粗细即内径大小相结合的方式，能使吸力保持很大，使吸锡更为彻底、更为迅速，而且细管段长度短，粗管段长度长，防堵塞效果更好；此外，吸锡管4242采用分体式结构可以根据需要更换细管段，以满足更多场合的吸锡需要，并且有效避免吸锡管整体报废，节约维护成本及提高维护效率。

如图7所示，上述拆焊组件3和除锡组件4中的第一热风管35、第二热风管421结构相同，其均具有一立式筒状外壳3511，筒状外壳3511的底端设有网孔板35111并与所述除锡嘴主体422连通，网孔板35111起到通风和支撑内部元件的作用；筒状外壳3511的内壁附着有保温隔热层3512，保温隔热层3512可减少热损失，在筒状外壳3511的内部空间中安装有横截面呈“*”形的电加热元件3513，电加热元件3513的外壁与保温隔热层3512之间形成通风通道35100；在筒状外壳3511的上端部安装有开设了通风孔的上端盖3514和导电通风接头3515，导电通风接头3515包括一个中部开有与筒状外壳3511内部相通的通风口的接头底座35151、与接头底座35151连接并同样开设有通风通道的接头上座35152，接头底座35151上还设有端子孔351511和导线槽351512，上端盖3514上亦开设供导电端子穿过的端子孔，端子孔351511内安装有与电加热元件3513连接的导电端子(图中未示出)，接头上座35152将接头底座35151的端子孔351511和导线槽351512覆盖，电线通过导线槽351512与导电端子、电加热元件3513连接供电，使电加热元件3513发热，进而对流经其外壁的空气进行加热。

所述接头上座35152的进风口351521位于侧部，出风口位于底部与接头底座35151上的通风口连通，在接头上座35152的顶部安装有从电加热元件3513中轴线穿过并延伸至除锡嘴主体422内的感温探头3516，通过感温探头3516实时监测热风出口42201处的温度。

本发明中，吸锡管主体均处于热风管的热风环境中，能保持在220℃，高于锡的熔点217℃，因此可以防止锡在吸锡管中凝固，起到防止堵塞的效果。而且，本发明中储锡盒与连接管采用密封接头方式对接，储锡盒的支撑采用抽屉式结构，配合定位螺丝定位，因此当储锡盒储满后可以快速更换储锡盒，提高效率。另外，本发明中除锡头自带热风管，结构紧凑，加热效率高、热损失小，外部冷空气经热风管后快速升温，达到高于锡熔点的220℃。

进一步地，工件固定治具21的其中一组y向对边上设有第二y向导轨211和与之对应的第二y向滑块212，工件固定治具21的一条x向边框213连接在第二y向滑块212上，且第二y向滑块212与第二y向导轨211之间设有锁紧块214；两条x向边框213的内侧分别设有夹持座215；即该x向边框213可以沿y向移动，从而调节两x向边框213的间距即夹持座215之间的距离，来满足不同宽度线路板的固定要求；调节好间距后通过锁紧块214定位第二y向滑块212，防止其在作业过程中滑动。

在主机架1的水平工作台2下方分别安装有键盘抽屉11、PC主机箱12以及配电箱13；在水平工作台2的上后部安装有主控箱14及主控显示屏15，并设有工作状态指示灯16。

此外，本发明设备中水平工作台2、拆焊组件3和除锡组件4等的外围还安装有护板等，在此不再赘述。

本发明自动拆焊除锡设备，先将线路板固定在工件固定治具21上，通过CCD工业相机261以及控制系统、伺服传动系统等定位需要拆焊、除锡的位置，然后，控制拆焊组件3运行到拆焊位置，对该位置的焊点吹热风使焊点的锡熔化，使电子元件的插脚松动，或自动掉落或利用拆焊组件3上的拆焊触手向下抵触插脚使电子元件落到下方的网格板上；然后，控制除锡组件4移动到拆焊位置上，继续吹热风并将熔化的锡吸入储锡盒，达到除锡效果。

本发明的优点主要体现在：

工件在拆焊、除锡过程前均通过该下方的工件预热台进行预热，使工件上下表面温差小，因此不会使线路板因上下温差过大、膨胀系数不同而造成线路板损坏，减少线路板的损坏率和报废率，有利于环境保护；

拆焊后的电子元件可自动与线路板分离，无需人手动操作，效率高而且安全性高；除锡过程亦自动完成，而且采用防止堵塞的除锡头，除锡效率高，而且除锡更为彻底；拆焊、除锡基本未非接触式作业，对线路板无伤害；

工作机头的移动配合工件固定治具的移动和可调节性使设备可以适用任何尺寸的线路板的返修，适用范围广。