出料单元及含该出料单元的焊接装置及焊接方法与流程

本发明涉及焊接领域，尤其涉及一种出料单元及含该出料单元的焊接装置及焊接方法。

背景技术：

随着电子行业的快速发展，电子产品构件越来越小巧，精密度、电子集成度越来越高，其内部结构件的外观、形变、拉拔力对焊接技术的要求也越来越高，需要有更精密更快速的焊接方式来满足各种焊接。

现有的焊锡工艺主要包括烙铁焊接技术和激光焊接技术，烙铁焊接加热时间长，元器件受热后容易变质或失效。

例如，申请公布号为cn105458446a，名称为“锡球焊接装置”的专利公布的一种方案。其中，锡球焊接装置，包括锡球植入机构、锡球保持机构及焊接激光头，锡球保持机构设置在焊接激光头的一端，锡球植入机构用于将锡球送至该锡球保持机构中。锡球植入机构包括锡球放置座、锡球分离组件及锡球导向管，锡球放置座开设有用于放置锡球的收容槽，锡球分离组件包括分离轴及旋转驱动件，分离轴绕其圆周对应该收容槽间隔开设有多个分离孔，锡球导向管连接分离孔及锡球保持机构。当旋转驱动件驱动该分离轴旋转时，锡球落入该分离孔内从而被逐一分离并经该锡球导向管送至该锡球保持机构中。由于激光焊接存在激光能量容易把元器件焊接引脚烧穿的问题，且这种激光器设计复杂，价格过高，目前基本依赖进口。并且锡球分离过程需要锡球依靠自身重力下落到导向管中，容易卡在锡球导向管并堆积，影响焊接。

针对上述问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种出料单元及含该出料单元的焊接装置及焊接方法，解决元器件引脚容易被烧穿的问题，且焊接快速、精准。

为实现上述目的，本发明提供一种出料单元，包括主体、喷嘴，以及加热装置；所述加热装置包括正电极和负电极，所述正电极和所述负电极的放电端分别位于所述喷嘴内。

根据本发明的一个方面，所述主体与所述喷嘴具有相互连通的第一空腔；

所述第一空腔靠近所述喷嘴的出口的一端为径向逐渐减小的锥形空腔；

所述正电极和所述负电极的放电端分别位于所述锥形空腔内，且所述正电极的放电端的位置高于所述负电极的放电端的位置。

根据本发明的一个方面，沿所述喷嘴的轴向，所述正电极的放电端与所述负电极的放电端之间相互分离且距离为0＜l≤3mm。

根据本发明的一个方面，所述正电极的放电端与所述负电极的放电端在所述喷嘴端部的投影的中心夹角为10°-180°。

一种焊接装置，包括仓储单元、转运单元和出料单元；所述出料单元包括主体、喷嘴，以及加热装置；所述加热装置包括正电极和负电极，所述正电极和所述负电极的放电端分别位于所述喷嘴内。

根据本发明的一个方面，所述主体与所述喷嘴具有相互连通的第一空腔；

所述第一空腔靠近所述喷嘴的出口的一端为径向逐渐减小的锥形空腔；

所述正电极和所述负电极的放电端分别位于所述锥形空腔内，且所述正电极的放电端的位置高于所述负电极的放电端的位置。

根据本发明的一个方面，所述转运单元包括基座、滚筒和与所述滚筒转动连接的固定轴。

根据本发明的一个方面，所述滚筒至少设有一个空腔，以及与所述空腔对应设置且相互连通的第一气道；

所述空腔可与所述第一空腔相互连通；

所述固定轴设有可与所述第一气道相互连通的第二气道。

根据本发明的一个方面，所述转运单元还设有检测所述滚筒位置的第一传感器，以及驱动所述滚筒转动的驱动装置。

根据本发明的一个方面，所述仓储单元包括料仓、固定座，连接所述料仓和所述固定座的弹性件，以及用于驱动所述料仓水平振动的振动装置；

所述料仓整体呈漏斗状，且其具有料道。

根据本发明的一个方面，所述基座上设有与所述料仓的下端相互嵌套的安装孔；

所述料仓的下端的外侧面与所述安装孔的内侧面之间留有间隙；

当滚筒旋转至空腔与所述料道的位置相对应时，所述料道可与所述空腔相连通。

根据本发明的一个方面，所述仓储单元位于所述转运单元的上方，所述出料单元可拆卸地连接于所述转运单元的侧下方。

根据本发明的一个方面，还包括保护气单元；

所述保护气单元包括气源和保护气喷嘴；

所述保护气喷嘴位于所述喷嘴的两侧。

根据本发明的一个方面，所述保护气喷嘴设有至少一个出口位于所述保护气喷嘴的端部的斜切面上的保护气通道；

所述保护气喷嘴还设有用于调整位置的调节孔。

根据本发明的一个方面，所述气源与所述第二气道相连通；

所述气源与所述第一空腔相连通；

所述主体还设有用于检测所述第一空腔内压强的第二传感器。

一种焊接方法，包括：

a)仓储单元使物料下落到转运单元；

b)转运物料到出料单元；

c)控制加热装置的正电极和负电极放电加热融化物料并送出，完成焊接。

根据本发明的一个方面，所述步骤a)中，物料落入转运单元中的滚筒上的空腔中。

根据本发明的一个方面，所述步骤b)中还包括：

b1)转动滚筒，第一传感器检测到位并发出信号；

b2)控制气源向第二气道通入保护气，将物料输送到第一空腔。

根据本发明的一个方面，所述步骤c)中还包括：

c1)输送物料到喷嘴的出口位置；

c2)控制加热装置的正电极和负电极放电加热并融化物料；

c3)输送融化后的物料到焊接位置。

根据本发明的一个方面，所述步骤c2)中，第二传感器检测第一通道中压强升高并发出信号，控制加热装置的正电极和负电极放电。

根据本发明的一个方面，所述步骤c3)中，将被加热的保护气通过保护气喷嘴上的保护气通道喷出到焊接位置。

根据本发明的一个方面，所述保护气为氮气。

根据本发明，采用放电加热物料的方式，物料在喷嘴内实现加热融化，而不会对喷嘴外的区域产生影响，从而在焊接过程中避免了焊接装置对元器件引脚的损坏，保证了焊接过程中元器件的质量。采用放电加热物料的方式，节约了整个焊接装置的成本，并且焊接过程可靠性高，故障率低。采用放电加热物料的方式，缩小了整个焊接装置的体积，从而有利于将本装置应用到更广泛的领域。同时，本焊接装置的结构更加简单，有利于维护和保养。通过滚筒的作用能够实现每次焊接过程中物料都能被一颗一颗的连续运送到出料单元完成焊接操作，焊接过程快速且连续，保证了物料不会重叠或过量，进一步保证了焊接质量。

根据本发明，沿喷嘴的轴向，正电极的放电端与负电极的放电端之间相互分离且距离为0＜l≤3mm。根据不同尺寸的物料，调整正电极的放电端与负电极的放电端之间的距离满足上述数值范围，能够保证物料被输送到喷嘴的出口位置时，正电极的放电端与物料之间留有足够的间隙。这样设置不但保证充分加热融化物料，而且避免加热装置对物料进行高压放电加热时击穿物料，保证了焊接过程的焊接质量。同时，这样设置还保证了电极高压放电能够完全在喷嘴内完成，避免了电极距离出口过近而导致放电过程高压电弧对外部元器件的影响，保证了外部元器件的质量。正电极的放电端与负电极的放电端在喷嘴端部的投影的中心夹角为10°-180°。这样设置保证了正负电极之间放电能够充分顺利完成。在夹角为10°-180°的范围内负电极能够充分接收正电极发出的高压电弧，降低了正负电极的放电次数。进一步提高了本发明的焊接效率，保证了焊接质量及焊接快速的要求。

根据本发明，滚筒与喷嘴均为可拆卸的，通过更换滚筒与喷嘴就可以实现采用不同大小的物料进行焊接，提高了本焊接装置的适用范围。同时，滚筒与喷嘴更换方便快捷，节约了切机时间，提高了工作效率。

根据本发明，沿喷嘴的轴向，正电极端部和负电极端部之间的距离大于物料的直径。这样可以避免加热装置对物料进行高压放电加热时击穿物料，保证了焊接过程的焊接质量。锥形空腔位于喷嘴的出口位置的直径小于物料的直径。物料被吹到喷嘴的出口位置后，物料则卡在喷嘴的出口位置。

根据本发明，滚筒相对固定轴转动，空腔、第一气道和第二气道相互连通，向第二气道中通入保护气，就可以方便快捷的将空腔中的物料送出到其他工作单元中，有效避免了物料被粘附或卡在空腔中，保证了滚筒每次转运的物料都能进入下一个工作单元，进一步保证了焊接的稳定与可靠。

根据本发明，通过第一传感器可以非常方便可靠的检测到滚筒的转动的位置，从而实现了物料能够被准确转运到位。通过驱动装置可以方便准确的调节滚筒的转动速度，从而准确控制了物料准运的速度。采用第一传感器和驱动装置可以实现本发明的物料转运过程的自动控制，并且实现了准确快速的转运物料，提高了本发明的效率。

根据本发明，保护气喷嘴喷出的保护气为加热的保护气，从而有利于对焊接位置进行预热，保证了融化后的物料能够在焊接位置达到良好的焊接效果，避免产生焊接缺陷或虚焊等情况。通过喷嘴的作用，焊接区域被保护气充分保护，避免了融化后的物料在焊接过程被氧化，进一步保证了焊接的质量。

附图说明

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的立体图；

图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的立体图；

图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的主剖视图；

图4是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的侧剖视图；

图5是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的出料单元的立体图。

具体实施方式

为了更清楚地说明本发明实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对实施方式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发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员而言，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他的附图。

在针对本发明的实施方式进行描述时，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”所表达的方位或位置关系是基于相关附图所示的方位或位置关系，其仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此上述术语不能理解为对本发明的限制。

下面结合附图和具体实施方式对本发明作详细地描述，实施方式不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施方式。

图1是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的立体图。

如图1所示，根据本发明的一种实施方式，本焊接装置包括：仓储单元1、转运单元2、出料单元3和保护气单元4。在本实施方式中，仓储单元1位于转运单元2的上方，出料单元3位于转运单元2的侧下方。其中仓储单元1、转运单元2和出料单元3相互之间均为可拆卸地连接。上述各单元之间为可拆卸地连接，有助于各单元的更换和维修，提高了本发明的通用性和适用寿命，降低了本发明的成本。

图2是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的立体图。

结合图1和图2所示，根据本发明的一种实施方式，仓储单元1包括料仓11、弹性件12、固定座13和振动装置14。在本实施方式中，料仓11整体呈上端粗下端细的漏斗形状，在料仓11内部有贯穿整个料仓11的料道111。料道111位于料仓11上端内的部分主要用于存储物料a，料道111位于下端内的部分为仅允许单排物料a通过的细长通道。料仓11通过弹性件12与固定座13相互固定连接。在本实施方式中，弹性件12为薄板状的弹簧片，在料仓11的两侧均安装有弹性件12。料仓11在弹性件12的作用下可实现水平方向左右往复摆动，从而促进料仓11中的物料a能够沿料道111向下运动。弹性件12采用薄板状的弹簧片还可以限制料仓11在垂直方向上的位移，保证了料仓11能够保持水平振动，从而保证了物料a下落的顺畅稳定。通过这种设置避免了物料a在料道111出口位置的堆积，保证了转运单元2输送物料的稳定。振动装置14安装在料仓11上，料仓11在振动装置14的驱动下实现水平方向的左右摆动。通过设置振动装置14可以方便且准确的控制料仓11的振动频率和振动幅度，有利于控制物料a的下落的数量。在本实施方式中，物料a可以为锡球。

图3是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的主剖视图。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，转运单元2包括基座21、滚筒22和固定轴23。在本实施方式中，基座21可拆卸地与固定座13相互连接，并且基座21位于料仓11的下方。基座21上设有安装孔212，料仓11位于下端的较细的一端插入安装孔212中。料仓11插入安装孔212中的一端的外侧面与安装孔212的内侧面之间留有间隙，有利于料仓11能够水平摆动，从而避免了基座21对料仓11摆动的干涉。

图4是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的侧剖视图。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，滚筒22和固定轴23相互同轴的安装在基座21上。参照图4所示，在本实施方式中，滚筒22通过滚动轴承等转动件可拆卸地支承在基座21上。滚筒22的轴线方向上设有与固定轴23相匹配的凹槽，固定轴23与滚筒22设置的凹槽相互嵌套设置。滚筒22可相对固定轴23自由转动。滚筒22上至少设置有一个用于转运物料a的空腔221。空腔221的大小与需要搬运的物料a相匹配。空腔221可以设置为两个、三个或者更多。空腔221多于一个时，空腔221沿滚筒22的圆周方向排列设置。在本实施方式中，滚筒22上与空腔221相对应的设置有第一气道222，第一气道222一端与空腔221相连通，另一端则延伸到滚筒22与固定轴23相互嵌套的凹槽内。固定轴23设有一条第二气道231。滚筒22相对固定轴23旋转，设置在滚筒22上的第一气道222就可以与第二气道231相互连通，从而使空腔221、第一气道222和第二气道231相互连通。在本实施方式中，滚筒22位于料仓11的下方，通过转动滚筒22，空腔221就可以与料道111相互连通，即空腔221位于料仓11底端的料道111的出口位置的下方。通过上述设置保证了从料道111下落的物料a都能够顺利并准确的落入空腔221内，从而使滚筒22达到转运物料a的目的。空腔221与物料a相适配，有利于滚筒22上的每个空腔221均只能运送一颗物料a，保证了输送的物料a的量的准确。滚筒22相对固定轴23转动，空腔221、第一气道222和第二气道231相互连通，向第二气道231中通入保护气，就可以方便快捷的将空腔221中的物料a送出到其他工作单元中，有效避免了物料a被粘附或卡在空腔221中，保证了滚筒22每次转运的物料a都能进入下一个工作单元，进一步保证了焊接的稳定与可靠。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，转运单元2还设有第一传感器24和驱动装置25。在本实施方式中，第一传感器24安装在基座21上，第一传感器24位于滚筒22的下方，并且第一传感器24用于检测滚动22的转动的位置。当第一传感器24检测到滚筒22转动到位后发出信号，与第二气道231相连通的气源将向第二气道231中送入保护气。通过第一传感器24可以非常方便可靠的检测到滚筒22的转动的位置，从而实现了物料a能够被准确转运到位。通过第一传感器24还可检测出空腔221中的物料a是否被送出，避免物料a滞留在空腔221中的情况发生，进一步保证了本发明的装置的正常运行。在本实施方式中，第一传感器24可采用光纤传感器。在本实施方式中，驱动装置25与固定座13可拆卸地连接，并且驱动装置25与滚筒22可拆卸地连接。驱动装置25驱动滚筒22转动，实现滚筒22运送物料a的作用。通过驱动装置25可以方便准确的调节滚筒22的转动速度，从而准确控制了物料a转运的速度。采用第一传感器24和驱动装置25可以实现本发明的物料a转运过程的自动控制，并且实现了准确快速的转运物料a，提高了本发明的效率。在本实施方式中，驱动装置25可以为电机。

结合图2和图3所示，根据本发明的一种实施方式，出料单元3包括主体31，喷嘴32和加热装置33。在本实施方式中，主体31与喷嘴32相互可拆卸地连接。主体31与喷嘴32具有相互连通的第一空腔311。第一空腔311靠近喷嘴32的出口(即如图3所示的喷嘴32的下端)的一端为锥形空腔311a，锥形空腔311a由远离喷嘴32的出口的一端向靠近喷嘴32的出口的一端径向逐渐减小。加热装置33包括正电极331和负电极332。在本实施方式中，正电极331和负电极332的放电端分别位于喷嘴32内的锥形空腔311a中，正电极331和负电极332的放电端的端部均与锥形空腔311a的内侧面相互齐平。如图3所示，正电极331和负电极332相对的设置，并且沿喷嘴32的轴向(即图中竖直方向)，在锥形空腔311a内正电极331的放电端的位置位于负电极332的放电端的位置的上方。正电极331端部和负电极332端部之间的距离大于物料a的直径。在本实施方式中，沿喷嘴32的轴向，正电极331的放电端与负电极332的放电端之间相互分离且距离为0＜l≤3mm。根据不同尺寸的物料a，调整正电极331的放电端与负电极332的放电端之间的距离满足上述数值范围，能够保证物料a被输送到喷嘴32的出口位置时，正电极331的放电端与物料a之间留有足够的间隙。这样设置不但保证充分加热融化物料a，而且避免加热装置33对物料a进行高压放电加热时击穿物料a，保证了焊接过程的焊接质量。同时，这样设置保证了电极高压放电能够完全在喷嘴32内完成，避免了电极距离出口过近而导致放电过程高压电弧对外部元器件的影响，保证了外部元器件的质量。在本实施方式中，正电极331的放电端与负电极332的放电端在喷嘴32端部的投影的中心夹角为0°-180°。这样设置保证了正负电极之间放电能够充分顺利完成。在夹角为0°-180°的范围内负电极能够充分接收正电极发出的高压电弧，降低了正负电极的放电次数。进一步提高了本发明的焊接效率，保证了焊接质量及焊接快速的要求。

如图3所示，根据本发明的一种实施方式，空腔221与第一空腔311可相互连通。在本实施方式中，主体31和基座21上设有可将空腔221和第一空腔311相互连通的通道。滚筒22相对固定轴23转动，空腔221、第一气道222和第二气道231相互连通，同时，空腔221与第一空腔311相互连通。向第二气道231中通入保护气，空腔221中的物料a则被送入到第一空腔311中。在本实施方式中，第一空腔311与保护气的气源相连通，第一空腔311中一直流通有保护气。当物料a被送到第一空腔311后，物料a则被第一空腔311中流通的保护气吹到喷嘴32的出口位置。在本实施方式中，锥形空腔311a位于喷嘴32的出口位置的直径小于物料a的直径。物料a被吹到喷嘴32的出口位置后，物料a则卡在喷嘴32的出口位置。

根据本发明的一种实施方式，主体31上设有第二传感器。在本实施方式中，第二传感器用于检测主体31上第一空腔311内的压强。当第一空腔311中没有物料a时，保护气在空腔311内流通的压强是恒定的。当第一空腔311中被送入物料a后，物料a被输送到喷嘴32的出口位置，第一空腔311内的保护气的压强则会升高。第二传感器检测到第一空腔311内的压强升高，即物料a被输送到位。物料a被输送到位后，负电极332位于物料a的下方，正电极331位于物料a的上方，并且正电极331与物料a之间留有一段距离。加热装置33的正电极331和负电极332放电将物料a融化。第一空腔311中一直通有保护气，物料a被融化后，第一空腔311中的保护气将融化后的物料a吹出到焊接位置。

通过上述设置，滚筒22与喷嘴32均为可拆卸的，通过更换滚筒22与喷嘴32就可以实现采用不同大小的物料a进行焊接，提高了本焊接装置的适用范围。同时，滚筒22与喷嘴32更换方便快捷，节约了切机时间，提高了工作效率。根据本发明，采用放电加热物料a的方式，物料a在喷嘴32内实现加热融化，而不会对喷嘴外的区域产生影响，从而在焊接过程中避免了焊接装置对元器件引脚的损坏，保证了焊接过程中元器件的质量。采用放电加热物料a的方式，节约了整个焊接装置的成本，并且焊接过程可靠性高，故障率低。采用放电加热物料a的方式，缩小了整个焊接装置的体积，从而有利于将本装置应用到更广泛的领域。同时，本焊接装置的结构更加简单，有利于维护和保养。通过滚筒22的作用能够实现每次焊接过程中物料a都能被一颗一颗的连续运送到出料单元3完成焊接操作，焊接过程快速且连续，保证了物料a不会重叠或过量，进一步保证了焊接质量。

图5是示意性表示根据本发明的一种实施方式的焊接装置的出料单元的立体图。

结合图2和图5所示，根据本发明的一种实施方式，本发明的焊接装置还包括保护气单元4。在本实施方式中，保护气单元4包括气源和保护气喷嘴41。保护气喷嘴41与气源相连通。如图4所示，在本实施方式中，主体31的两侧均可拆卸地安装有喷嘴41。保护气喷嘴41上设有至少一个保护气道411，保护气到411的出口位于喷嘴41的端部的斜切面上。在本实施方式中，保护气喷嘴41上设有三个保护气道411，三个保护气道411沿着保护气喷嘴41的端部的斜切面线性排列设置。保护气喷嘴41上还设有调节孔412，通过调节孔412可以调整保护气喷嘴41在主体31上的安装位置，从而准确的调整保护气喷嘴41相对焊接位置的角度和距离，保证了保护气喷嘴41能够将保护气喷在焊接区域。在本实施方式中，保护气喷嘴41喷出的为高温加热的保护气，从而有利于对焊接位置进行预热，保证了融化后的物料a能够在焊接位置达到良好的焊接效果，避免产生焊接缺陷或虚焊等情况。通过喷嘴41的作用，焊接区域被保护气充分保护，避免了融化后的物料a在焊接过程被氧化，进一步保证了焊接的质量。

为详细说明本发明的焊接方法，结合本发明的一种实施方式的焊接装置进行具体阐述。

根据本发明的焊接装置的焊接方法包括：

步骤一：驱动振动装置14带动料仓11水平左右往复振动，位于料仓11中的物料a沿着料道111下落到滚筒22上的空腔221中。

步骤二：物料a落入空腔221后，驱动装置24带动滚筒22转动，装有物料a的空腔221也随之转动。滚筒22转动到空腔221与第一空腔311相互连通的位置后，第一传感器24检测到滚筒22的位置。第二传感器22检测信号发出，与第二气道231相连通的气源向第二气道231中通入保护气。保护气通过第二气道231、第一气道222将空腔221中的物料a输送到第一空腔311中。

步骤三：第一空腔311同样与保护气气源相连通，物料a被输送到第一空腔311中后，物料a被保护气输送到喷嘴32的出口位置。物料a被喷嘴32的出口位置卡住，第一空腔311中的保护气的压强升高。第二传感器检测到第一空腔311中的压强升高则发出信号，加热装置33的正电极331和负电极332的放电端放电将位于喷嘴32的出口位置的物料a融化。第一空腔311中的保护气将融化后的物料a吹送到焊接位置，从而使物料a能够焊接在焊接位置处。

对于其中未详尽描述的设备和结构，应当理解为采取本领域已有的通用设备及通用方法来予以实施。

以上所述仅为本发明的一个实施方式而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。