带视觉自动植锡的设备的制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种带视觉自动植锡的设备，包括机器支架、移动平台、锡丝传送装置、锡粒制造装置、保温及焊盘预热装置、氮气装置。所述的移动平台安装在机器支架的工作平台上，锡粒制造装置和锡丝传送装置安装在移动平台的固定板上，锡丝传送装置的锡丝出口端与锡粒制造装置的锡丝入口端相对，氮气装置安装在机器支架的工作平台上且通过管道与锡粒制造装置连接。本实用新型的锡粒制造装置中的IGBT模块通过导电柱和电极对主体内的锡水通电，与包围在主体外壁上的强磁铁形成磁场，产生洛仑磁力，洛仑磁力全都施加在锡水上，使锡水在喷嘴内受到局部高压，焊锡用量稳定且较少。又，氮气装置喷出的加热氮气可给喷出后的锡粒保温，保证了焊接的质量。
【专利说明】
带视觉自动植锡的设备
技术领域
[0001]本实用新型涉及一种电子产品加工设备，特别是涉及一种带视觉自动植锡的设备。
【背景技术】
[0002]在电子行业中，常常涉及电路板的焊接加工，在电路板电子元件装配过程中，部分电子元件设计为通孔装着的工艺要求，电子元件完全依赖焊锡焊接在电路板的铜箔上，目前一般采用波锋自动焊接。习用的波锋自动焊接存在着液态锡无法精准定位、焊锡用量较大等缺陷。
【实用新型内容】
[0003]本实用新型的目的在于提供一种焊接质量高、焊锡定位准确、焊锡用量较少的带视觉自动植锡的设备。
[0004]为实现上述目的，本实用新型的技术解决方案是:
[0005]本实用新型是一种带视觉自动植锡的设备，包括机器支架、移动平台、锡丝传送装置、锡粒制造装置；
[0006]所述的移动平台安装在机器支架的工作平台上，锡粒制造装置和锡丝传送装置安装在移动平台的固定板上，锡丝传送装置的锡丝出口端与锡粒制造装置的锡丝入口端相对；
[0007]所述的锡粒制造装置包括主体、强磁铁、导电柱、电极、主体加热片;所述的主体具有一个用于存放熔融锡水的容置腔，其上端设有进丝口，其下端设有精密喷嘴，所述主体的侧壁上开设有安置槽;所述的导电柱穿设在主体容置腔的侧壁上且导电柱的内端与置于主体容置腔内的电极连接，所述的强磁铁为两块且极性相反的固定安装在主体相对的两外壁上，主体加热片插置在主体的安置槽内。
[0008]本实用新型还包括保温及焊盘预热装置;所述的保温及焊盘预热装置包括预热头加热片、预热头;所述的预热头中部具有一个贯穿全长的液态锡流通道，其沿长度方向开设有一个或一个以上的用于安装预热头加热片的安置槽和一条或一条以上的氮气流道;预热头加热片插置在预热头的安置槽内，预热头的上端固定安装在锡粒制造设备的主体上且与主体上的喷嘴连通;所述氮气流道的上部进口连接进气接头，氮气流道的出口位于预热头的下端且朝向液态锡流通道的出口。
[0009]所述氮气流道为两条，分别位于液态锡流通道的两侧;所述安置槽为两条，分别位于液态锡流通道的两侧。
[0010]所述的保温及焊盘预热装置还包括预热头热电偶、温控仪、固态继电器;所述预热头热电偶安装在预热头下部的热电偶安置孔内，所述的温控仪通过导线与固态继电器电连接，固态继电器通过导线与预热头加热片电连接。
[0011]本实用新型还包括氮气装置;所述的氮气装置包括氮气产生器、氮气流量调节器；所述氮气装置安装在机器支架的工作平台上且通过管道与锡粒制造装置连接;所述的氮气产生器的进气管接头外接气源，氮气产生器的出气管接头通过管道分别连接锡粒制造装置主体上的进气三通和保温及焊盘预热装置上预热头的进气接头。
[0012]所述的锡粒制造装置的主体加热片可有多个，多个主体加热片可分别插置在主体的多个安置槽内。
[0013]所述的锡粒制造装置还包括电路板、IGBT模块、温控仪、固态继电器、热电偶;所述导电柱的外端与IGBT模块的接线柱电连接，电路板的信号输出端通过信号线与IGBT模块受控接线端连接;所述的热电偶安装在主体的传感器安置孔内；所述的温控仪通过导线与固态继电器电连接，固态继电器通过导线与主体加热片电连接。
[0014]本实用新型还包括冷却系统，所述冷却系统由分为两组，两组水箱分别设置在两块强磁铁的外壁上。
[0015]所述的移动平台包括X轴直线模组、Y轴直线模组、Z轴直线模组、固定板;所述的Y轴直线模组安装在机器支架的工作平台上，X轴直线模组安装在Y轴直线模组的滑块上，Z轴直线模组垂直安装在机器支架的工作平台上，固定板安装在Z轴直线模组的滑块上。
[0016]本实用新型还包括摄像头，该摄像头安装在移动平台的固定板上。
[0017]采用上述方案后，本实用新型具有以下优点:
[0018]1、本实用新型的锡粒制造装置包括主体、强磁铁、电路板、IGBT模块、导电柱、电极等，IGBT模块通过导电柱和电极对主体内的锡水通电，与包围在主体外壁上的强磁铁形成磁场，产生洛仑磁力，洛仑磁力全都施加在锡水上，使锡水在喷嘴内受到局部高压，从而达到稳定喷出锡球的效果，焊锡用量稳定且较少。
[0019]2、本实用新型氮气装置喷出的加热氮气可给喷出后的锡粒在下落到焊盘上的过程中进行保温，保证了焊接的质量。
[0020]3、本实用新型设有摄像头，该摄像头在移动平台的驱动下可准确定位焊接位置。
[0021]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的说明。
【附图说明】
[0022]图1是本实用新型的轴测图；
[0023]图2是本实用新型去掉机器支架的立体分解图；
[0024]图3是本实用新型移动平台的轴测图；
[0025]图4是本实用新型锡粒制造装置的立体分解图；
[0026]图4A是本实用新型锡粒制造装置主体的剖视图；
[0027]图5是本实用新型锡丝传送装置的示意图；
[0028]图6是本实用新型保温及焊盘预热装置的立体分解图；
[0029]图7A是本实用新型预热头的轴测图；
[0030]图7B是本实用新型预热头的正视图；
[0031 ]图7C是图7B沿B-B线的剖视图；
[0032]图7D本实用新型预热头的侧视图；
[0033]图7E是图7D沿C-C线的剖视图；
[0034]图8是本实用新型冷却系统的立体分解图。
【具体实施方式】
[0035]如图1、图2所示，本实用新型是一种带视觉自动植锡的设备，包括机器支架1、移动平台2、锡丝传送装置3、锡粒制造装置4、保温及焊盘预热装置5、氮气装置6、冷却系统7、摄像头8。
[0036]所述的移动平台2安装在机器支架I的工作平台11上，锡粒制造装置4和锡丝传送装置3安装在移动平台2的固定板上，锡丝传送装置3的锡丝出口端与锡粒制造装置4的锡丝入口端相对。
[0037]如图5所示，所述的锡丝传送装置3由送锡控制器31和自动出锡盒32组成。所述的自动出锡盒32安装在送锡控制器31的前方，自动出锡盒32的进料口与送锡控制器31的出料口相对，自动出锡盒32的出料口与锡粒制造装置4的锡丝入口端相对。所述的送锡控制器31和自动出锡盒32皆为外购件。
[0038]所述的锡丝传送装置3工作原理:当锡丝传送装置3工作一定时间或者液位下降到一定量后，送锡控制器31用来接收电脑给定的信号，触发自动出锡盒32的内部运动，并且可以通过它来调整出锡速度跟时间。锡丝10是从锡丝引导口321进入然后通过自动出锡盒内部的机械运动把锡丝10从锡丝引导管接口322送出，再通过引导管进去三通锡丝入口47到锡粒制造装置4里熔融；当熔锡时间到了或者液位补满，锡丝传送装置3停止工作。
[0039I如图4、图4A、图5所示，所述的锡粒制造装置4包括主体41、强磁铁42、电路板43、IGBT模块44、导电柱(内六角螺丝)45、电极415、主体加热片46、热电偶401、温控仪48、固态继电器49。
[0040]所述的主体41具有一个用于存放熔融锡水的容置腔416，其上端设有进丝口411，其下端设有精密喷嘴412，所述的主体41的侧壁上开设有安置槽413。所述的导电柱45穿设在主体41容置腔416的侧壁上且导电柱45的内端与置于主体41容置腔416内的电极415连接，导电柱45的外端与IGBT模块44的接线柱电连接，电路板43的信号输出端通过信号线与IGBT模块44受控接线端连接，控制IGBT模块44的通断;所述的强磁铁42有两块，极性相反的分别固定安装在主体41相对的两个外壁上且在强磁铁42与主体41之间设有耐高温隔热块410。在精密喷嘴412上连接有预热头52。
[0041]所述的主体41上的安置槽413有两个，分别位于容置腔416的左右两侧，两片主体加热片46插置在安置槽413内，热电偶401安装在主体41的传感器安置孔414内；所述的温控仪48通过导线481与固态继电器49电连接，固态继电器49通过导线491分别与主体加热片46和热电偶401电连接。
[0042]所述的锡粒制造装置4的工作原理:
[0043]当主体加热片46给主体41加热使得固体锡丝熔化为熔融状态的锡水，熔融的液态锡跟锁在导电柱45上的铜极接触可以导电；当电路板43给IGBT模块44一个导通信号；外部电源就可以通过IGBT模块44跟导线在锁在导电柱45上两端的铜电极间形成电流;通过导电柱45和电极415对主体41内的锡水通电，与包围在主体41外壁上的极性相反的强磁铁42形成磁场，电流在磁场中会受到一个向下的洛仑磁力，洛仑磁力全都施加在锡水上，使锡水在精密喷嘴412内受到局部高压，从而达到稳定喷出锡球的效果。
[0044]如图6、图7A-图7E所示，所述的保温及焊盘预热装置5包括预热头加热片51、预热头52、预热头热电偶53、温控仪54、固态继电器55。所述的预热头52中部具有一个贯穿全长的液态锡流通道521，其沿长度方向开设有两个用于安装预热头加热片51的安置槽522和两条氮气流道523，该两条氮气流道523为分别位于液态锡流通道521的两侧，安置槽522为两条且分别位于液态锡流通道521的两侧。所述的预热头加热片51插置在预热头52的安置槽522内，预热头52的上端固定安装在锡粒制造设备4的主体41上且与主体41上的喷嘴412连通;所述氮气流道523的上部进口连接进气接头56，氮气流道523的出口位于预热头52的下端且朝向液态锡流通道521的出口，以便对从氮气流道523出口流出的液态锡吹热气，其下部设有一个热电偶安置孔524。所述的预热头热电偶53安装在预热头52下部的热电偶安置孔524内，所述的温控仪54通过导线与固态继电器55电连接，固态继电器55通过导线与预热头加热片51电连接。
[0045]如图2所示，所述的氮气装置6包括氮气产生器61、氮气流量调节器62。所述氮气装置61安装在机器支架I的工作平台11上且通过管道与锡粒制造装置4连接;所述的氮气产生器61的进气管接头外接气源，氮气产生器61的出气管接头通过管道分别连接锡粒制造装置4主体41上的进气三通和保温及焊盘预热装置5上预热头52的进气接头。
[0046]所述氮气系统中氮气来源主要是由外界压缩空气进入进气管接头611，再通过氮气产生器61转化成高纯度氮气，然后从出气管接头612流出后通过气管流进氮气流量调节器62的进气管接头621，经过622出到气管中，再通过一个三通接头分别接到进气三通47和进气接头56，从进气三通47流入的是给熔融的锡水提供被压合和防止氧化。从进气接头56进入的氮气流经气体流道后被加热，然后从45°氮气流道523出口吹出用来给焊盘预热。
[0047]所述的保温及焊盘预热装置5的工作原理:
[0048]由于微小液态锡粒从喷射装置喷出后的一小段距离散热快，等下落到待焊焊盘上，液态锡本身热量不足，会固化成锡球。达不到焊接效果。所述的装置可以给液态锡粒下落到焊盘上整个过程中提供保温流道;还有氮气通过小孔流道后加热到高温再从气孔吹到焊盘上对焊盘进行预热;这样就可以保证喷出的液态锡粒可以有足够的温度跟待焊焊盘形成合金层。
[0049]保温及焊盘预热装置5是给喷出后的锡粒在下落到焊盘上的过程中进行保温，预热头加热片51和预热头热电偶53皆安装在预热头52内，同时也给氮气进行加热。
[0050]所述的两片预热头加热片51安装在加热片的安置槽522内，预热头热电偶53塞在传感器安置孔524里，再把温控仪54和固态继电器55和预热头热电偶53连接，通以220v电压，通过温控仪54设定，就可以达到加热和温控效果。这样整个装置都处于高温状态，液态锡流通道521就可以给液态锡粒进行保温，氮气流道523给氮气加热，使得高温氮气从孔喷出后给焊盘加热。
[0051]如图3、图1所示，所述的移动平台2包括X轴直线模组21、Y轴直线模组22、Z轴直线模组23、固定板24。所述的Y轴直线模组22安装在机器支架I的工作平台11上，X轴直线模组21安装在Y轴直线模组22的滑块上，Z轴直线模组23垂直安装在机器支架I的工作平台11上，固定板24安装在Z轴直线模组23的滑块上。所述的摄像头8安装在移动平台2的固定板24上。
[0052]所述的移动平台2工作原理:
[0053]Z轴直线模组23移动到待焊接高度后停止不动；当CCD摄像头8识别待焊接产品特征信号传到电脑处理后，输出驱动X轴直线模组21和Y轴直线模组22移动信号，使得待焊产品上的焊盘移动到保温预热头52中间。
[0054]如图8所示，所述的冷却系统7由八个水箱71组成，该八个水箱分为两组，一组四个水箱71，两组水箱71分别设置在锡粒制造装置4中两个强磁铁42的外壁上，即用导热硅胶贴将八个水箱71分别贴于强磁铁42的外壁上。冷却水的流动方向为水口 711 -水口 712-水口713-水口 714-水口 715-水口 716-水口 717-水口 718。
[0055]所述的冷却系统7工作原理:
[0056]首先用水管把从一组四个水箱7的进出水口(水口 711、水口 712、水口 713、水口714、水口 715、水口 716、水口 717、水口 718 )连接起来;通过外面的水栗把冷却水从作为进水口的水口 711灌入，最后从作为出水口的水口 718通过水管流到水槽里;强磁铁42上大部分的热量就由水带到外界进行交换;从而给强磁铁42达到降温效果。另一组四个水箱7工作原理与此相同。
[0057]本实用新型的工作原理:
[0058]如图2、图3所示，当待焊产品放在移动平台2的料盘治具上，然后将Z轴直线模组23移动到需要焊接的高度;通过摄像头8对待焊产品要焊的焊盘进行快速拍照识别特征，然后通过计算机处理计算再转化为X轴直线模组21和Y轴直线模组22移动的信号，驱动X轴直线模组21和Y轴直线模组22移动，使得要焊的焊盘移动到保温预热头底下进行焊接。
[0059]以上所述，仅为本实用新型较佳实施例而已，故不能以此限定本实用新型实施的范围，即依本实用新型申请专利范围及说明书内容所作的等效变化与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
【主权项】
1.一种带视觉自动植锡的设备，其特征在于:包括机器支架、移动平台、锡丝传送装置、锡粒制造装置； 所述的移动平台安装在机器支架的工作平台上，锡粒制造装置和锡丝传送装置安装在移动平台的固定板上，锡丝传送装置的锡丝出口端与锡粒制造装置的锡丝入口端相对； 所述的锡粒制造装置包括主体、强磁铁、导电柱、电极、主体加热片;所述的主体具有一个用于存放熔融锡水的容置腔，其上端设有进丝口，其下端设有精密喷嘴，所述主体的侧壁上开设有安置槽;所述的导电柱穿设在主体容置腔的侧壁上且导电柱的内端与置于主体容置腔内的电极连接，所述的强磁铁为两块且极性相反的固定安装在主体相对的两外壁上，主体加热片插置在主体的安置槽内。2.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:还包括保温及焊盘预热装置;所述的保温及焊盘预热装置包括预热头加热片、预热头;所述的预热头中部具有一个贯穿全长的液态锡流通道，其沿长度方向开设有一个或一个以上的用于安装预热头加热片的安置槽和一条或一条以上的氮气流道;预热头加热片插置在预热头的安置槽内，预热头的上端固定安装在锡粒制造设备的主体上且与主体上的喷嘴连通;所述氮气流道的上部进口连接进气接头，氮气流道的出口位于预热头的下端且朝向液态锡流通道的出口。3.根据权利要求2所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:所述氮气流道为两条，分别位于液态锡流通道的两侧;所述安置槽为两条，分别位于液态锡流通道的两侧。4.根据权利要求2所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:所述的保温及焊盘预热装置还包括预热头热电偶、温控仪、固态继电器;所述预热头热电偶安装在预热头下部的热电偶安置孔内，所述的温控仪通过导线与固态继电器电连接，固态继电器通过导线与预热头加热片电连接。5.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:还包括氮气装置;所述的氮气装置包括氮气产生器、氮气流量调节器;所述氮气装置安装在机器支架的工作平台上且通过管道与锡粒制造装置连接;所述的氮气产生器的进气管接头外接气源，氮气产生器的出气管接头通过管道分别连接锡粒制造装置主体上的进气三通和保温及焊盘预热装置上预热头的进气接头。6.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:所述的锡粒制造装置的主体加热片可有多个，多个主体加热片可分别插置在主体的多个安置槽内。7.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:所述的锡粒制造装置还包括电路板、IGBT模块、温控仪、固态继电器、热电偶;所述导电柱的外端与IGBT模块的接线柱电连接，电路板的信号输出端通过信号线与IGBT模块受控接线端连接;所述的热电偶安装在主体的传感器安置孔内；所述的温控仪通过导线与固态继电器电连接，固态继电器通过导线与主体加热片电连接。8.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:还包括冷却系统，所述冷却系统由分为两组，两组水箱分别设置在两块强磁铁的外壁上。9.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:所述的移动平台包括X轴直线模组、Y轴直线模组、Z轴直线模组、固定板;所述的Y轴直线模组安装在机器支架的工作平台上，X轴直线模组安装在Y轴直线模组的滑块上，Z轴直线模组垂直安装在机器支架的工作平台上，固定板安装在Z轴直线模组的滑块上。10.根据权利要求1所述的带视觉自动植锡的设备，其特征在于:还包括摄像头，该摄像头安装在移动平台的固定板上。
【文档编号】B23K3/08GK205571653SQ201620342815
【公开日】2016年9月14日
【申请日】2016年4月22日
【发明人】连周敏, 张金发, 丁正江
【申请人】翔昱电子科技（厦门）有限公司