专利名称：一种led模组连接导线的自动焊接方法及其系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种自动焊接软性导线的方法，尤其涉及一种LED模组连接导线的自动焊接方法及其系统。
背景技术：
近几年，LED模组在城市景观亮化、楼宇亮化和广告工程中被大量使用，其中的发光灯因其优越的性价比与应用方便性，获得大量客户的认同，市场规模不断的快速增加，随着科技的发展，LED模组发光灯的市场空间仍然会快速增长，规模将不断扩大；另一方面，一些自动生产设备的使用，比如全自动SMT贴片机、自动插件流水线、回流焊和波峰焊等设备的大量使用，也将电子产品的品质大大提高，大幅提升生产效率，降低其价格。但是在LED模组应用产品被市场逐步认同、市场应用规模爆发式增加的背后，由于LED模组在生产制作过程中，需要使用大量的连接导线，而这些连接导线的柔软性、加工的不规则性及不耐高温性，从而导致了 LED模组连接导线无法在目前的自动生产设备中使用，即无法使用比如自动插件机、贴片机和回流焊等设备；目前，生产厂家对于LED模组连接导线的焊接，全部采用人工焊接的方式，虽然也有部分工序采用机械设备，但主要的工作仍然是靠人工进行焊接，因此导致了生产效率低下、成本高等后果，还会带来品质不稳定和库存难以灵活变动等问题。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种能够自动焊接LED模组连接导线的方法，实现软质的连接导线自动焊接，提高生产效率和产品品质，降低成本。对此，本发明提供一种LED模组连接导线的自动焊接方法，包括如下步骤锡膏印刷步骤，将锡膏印刷在要焊接导线段的PCB板焊盘上；
夹具对位步骤，将PCB板放入夹具中固定，并与导线槽对应，所述对应为相邻导线槽之间的中心间距等于相邻PCB板之间的中心间距，其误差允许范围=6mm；
夹具移动步骤，将放好PCB板的夹具放在流水线构件中排队移动至线段移动摆放控制构件的下方；
切割导线步骤，采用自动剥线机构件实现LED模组连接导线的自动剪裁和剥线，得到导线段；
移线步骤，采用线段移动摆放控制构件实时移动摆放导线段至落线位置；落线步骤，将落线位置的导线段放入线段移动摆放控制构件下方夹具的导线槽中；压线步骤，采用流水线构件移动已放入导线的夹具，并采用压线轮将导线段完全压入导线槽内；
精确定位步骤，将压线步骤后的夹具移动至定位构件下方，通过包络凸条实现导线段线芯和焊盘之间的压合和定位；
自动焊接步骤，采用自动焊接构件对焊接点实现自动焊接。
其中，LED灯焊接在PCB板上，构成LED模组，每一个LED模组都可以包含一个或多个LED灯，LED灯与PCB板之间的焊接可以在连接导线与PCB板焊接完成前，也可以在连接导线与PCB板焊接完成后；优选为先将连接导线焊接在PCB板的焊盘上，再将LED灯焊接在PCB板上；所述流水线构件用于实现工业上的流水线作业；所述夹具用于承载PCB板和LED模组连接导线，使用时放置于流水线构件上，所述夹具包括用于容纳LED模组连接导线的导线槽，导线槽与连接导线用的PCB焊盘位置呈一一对应关系，当LED模组导线落入导线槽时，被剥除胶皮的导线段线芯就会直接压于PCB焊盘上，便于焊接在一起；所述自动剥线机实现了将成卷的LED模组连接导线自动剪裁并剥皮，得到剥线后的导线段；所述线段移动摆放控制构件用于将自动剥线机出来的导线段移动摆放到落线位置，所述的落线位置即流水线构件上夹具导线槽的正上方；所述自动焊接构件用于实现连接导线和焊盘间的自动焊接。所述压线轮用于将连接导线完全压入导线槽中，压线轮的宽度等于或大于导线槽的宽度；其中一种实施方式中，当流水线构件移动时，压线轮的中心点对应的落点与导线段的落点呈直线关系，并静止；当流水线构件静止时，压线轮沿连接导线的方向做往返运动，以将连接导线完全压入导线槽内，也就是说，所述压线轮与流水线构件可以做相对运动。所述定位构件包括包络凸条和压线部，所述压线部为压住带胶皮导线的部位，所述包络凸条为剖面高于压线部的2条凸条结构，用于压合、包络导线段剥线位置的线芯，虽然采用了压线轮构件将导线完全压入导线槽内，但是难免导线的排列并不整齐，导线段剥线位置的线芯也未必与焊盘的位置对应得整齐、贴合，因此，所述定位构件采用包络凸条将导线段剥线位置的线芯进行有序的包络，从而达到将导线非常有序、整齐地定位于导线槽内，同时也将导线段剥线位置的线芯压在了焊盘上，更为方便实现焊接；其中，所述包络凸条的剖面高度可以等于或小于导线段胶皮与线芯落差。夹具对位步骤中，相邻导线槽之间的中心间距等于相邻PCB板之间的中心间距，确保了连接导线落入至导线槽之后，与印刷由锡膏的PCB板一一对应，其误差允许的范围^ 6mm时，连接导线和PCB板对应很准确，产品焊接的品质高；在移线步骤中，相邻导线槽之间的中心间距等于相邻PCB板之间的中心间距，该中心间距也是导线段之间的中心间距，便于连接导线的自动焊接。本发明所述夹具移动步骤和落线步骤是相互配合的，当夹具移动至线段移动摆放控制构件下方时，线段移动摆放控制构件将落线位置的导线段放入夹具的导线槽中；所述锡膏印刷步骤和切割导线步骤可以同时并行进行，也可以不同时进行，需要保证的就是夹具移动步骤和落线步骤的相互配合。所述夹具对位步骤，即放入夹具中的PCB板要定位，不能前后左右移动，允许的移动范围在2mm内；同时，PCB板应该与夹具中的导线槽呈对应关系，该对应关系为相邻导线槽之间的中心间距等于相邻PCB板之间的中心间距，误差允许范围在士6mm内。所述压线步骤采用压线轮将导线段完全压入导线槽内，夹具由流水线构件移动进入到定位构件下方；所述精确定位步骤用于第二次对导线段与PCB焊盘进行精确定位，夹具将被自动移动到定位构件下方，定位构件可以采用定位压线铝块，通过该构件，将导线段的平整度与整齐度重新微调，使得线段的线头与PCB板的焊盘能更精确的对位与贴合，提高焊接质量。
本发明的各个步骤都是联动的，能够将柔软的LED模组连接导线按规则有序地排列在夹具上，实现了 LED模组连接导线线芯与要焊接的PCB焊接点一一对应并完全吻合，提供了一种效率高、成本低的LED模组连接导线自动焊接系统的方法。本发明所述LED模组连接导线的自动焊接方法可以采用以下系统，包括伺服马达控制构件；
流水线构件，与所述伺服马达控制构件连接；
夹具，用于实现LED模组连接导线的对位，并放置于流水线构件上，所述夹具包括用于容纳LED模组连接导线的导线槽；
自动剥线机构件，采用自动剥线机实现LED模组连接导线的自动剪裁和剥线；线段移动摆放控制构件，用于将自动剥线机出来的导线段移动摆放到落线位置；压线轮构件，采用压线轮将导线段完全压入导线槽内；
定位构件，包括包络凸条和压线部，用于将导线段线芯整齐地贴合于PCB焊盘上，所述定位构件后端设置有感应探头，用于感应夹具；
自动焊接构件，用于实现连接导线和焊盘间的自动焊接。其中，所述伺服马达控制构件可以采用伺服马达控制柜，用于控制流水线构件，所述伺服马达控制构件将根据自动剥线机的切割导线段的出线速度，同步带动流水线机构转动，即放一根导线段到导线槽后，伺服马达带动流水线机构移动，移动距离为相邻导线槽的中心间距；然后，等待下一根导线段放入导线槽中，周而复始；伺服马达的移动精度由导线段移动摆放控制构件上的感应探头实现精细调整，感应探头判断其位置是否精确，若不精确，则自动进行微调；导线段的移动可以通过单轴机械手将自动剥线机出来的导线段吸附、移动至落线位置，也可以采用其他部件实现导线段的移动和摆放。所述线段移动摆放控制构件对导线段进行实时搬移摆放，即下一根导线段在被检测到之前，上一根导线段已被搬移走，并进入到夹具上方，进行导线段的摆放；这是一个周期性动作，周期会随着自动剥线机的速度变化而变化。所述定位构件后端设置有感应探头，用于感应夹具，直至感应到夹具后发出感应信号，控制自动焊接构件实现导线和焊盘间的自动焊接，焊接时间可以预先设定，当焊接的时间达到预定时间后，则表示已焊接完毕，等待下一个感应信号；所述焊接步骤可以采用热风焊接、脉冲热压焊接以及红外焊接等方式；所述脉冲热压焊接方式需要采用2条流水线以配合脉冲热压焊接所需要的时间；所述预定时间可以采用PLC编程实现，同时也能够利用软件从整体上配合各个构件控制系统的运行；所述定位构件可以采用定位压线铝块。本发明首先采用伺服马达控制构件控制流水线构件的运动，所述夹具放置于流水线构件上，实现了对其移动速度的精确控制；同时采用自动剥线机构件和线段移动摆放控制构件将成卷柔软的LED模组连接导线按规则有序地剪裁并移送至与夹具相应的落线位置，进而通过设置有导线槽的夹具使得经自动剥线机剥离的LED模组连接导线按规则排列在夹具上，换而言之，即LED模组连接导线线芯与要焊接的PCB焊接点一一对应；然后通过压线轮构件将还没有落入导线槽的部分导线段完全压入导线槽内，再经过定位构件，导线段便能够非常有序、整齐地定位于导线槽内，同时导线段剥线位置的线芯也压在了焊盘上，这时便可以通过自动焊接构件实现自动焊接，焊接完成后，即可从夹具上取出焊接好的连接导线。
现有技术中，由于LED模组连接导线的柔软性，加上其加工的不规则性和不耐高温性，从而导致了 LED模组灯点的连接无法在采用自动插件机、贴片机和回流焊等生产设备，目前，虽然也有部分工序采用机械设备，但还是主要依靠于人工，具体而言，现有技术需焊接的连接导线需要剪裁成一小段后，通过工人手工将连接导线和LED模组等连接在一起，这样必然导致生产效率较为低下，品质也不易保证；而随着国民经济的发展，产业工人愈显紧缺，成本也将不断增加，并且人工焊接还有以下几个缺点由于人的不稳定性，导致品质的不稳定和产能的不稳定，管理难度加大；生产效率低，正常条件下，一个熟练工人的焊接产量为400PCS每小时，扩大产能便只能通过扩大生产场地，增加产业工人来实现；因为生产效率的不高，当需求量非常之大时，生产厂家需要以增加库存的方式满足客户的需求，库存包括成品库存和原材料库存，这样对资金的需求将加大，资金周转变慢，财务风险和管理难度将成倍增加。与现有技术相比，本发明提供了一种对软质的LED模组连接导线实现自动焊接的系统，其所需要的连接导线不再需要提前剪裁，只需放置成卷的连接导线至自动剥线机构件即可，能够将柔软的LED模组连接导线按规则有序地排列在夹具上，实现了 LED模组连接导线线芯与要焊接的PCB焊接点一一对应，再采用压线轮构件和定位构件进而实现连接导线线芯与PCB焊锡点完全吻合，最后，通过流水线构件将连接导线线芯与PCB焊锡点完全吻合的夹具移动至自动焊接处，即自动焊接构件下方，便可实现自动的焊接，无需过多人工的操作，大大提高了生产的效率，提升了产品的品质。本发明与现有技术的正常生产线对比如下表所示，PCS即数量单位件，由此可以看出本发明大幅度提高了生产效率和质量，对工作时间和场地要求等也得到了很好的改进。
权利要求
1.一种LED模组连接导线的自动焊接方法，其特征在于，包括如下步骤锡膏印刷步骤，将锡膏印刷在要焊接导线段的PCB板焊盘上；夹具对位步骤，将PCB板放入夹具中固定，并与导线槽对应，所述对应为相邻导线槽之间的中心间距等于相邻PCB板之间的中心间距，其误差允许范围含6mm ；夹具移动步骤，将放好PCB板的夹具放在流水线构件中排队移动至线段移动摆放控制构件的下方；切割导线步骤，采用自动剥线机实现LED模组连接导线的自动剪裁和剥线，得到导线段；移线步骤，采用线段移动摆放控制构件实时移动摆放导线段至落线位置；落线步骤，将落线位置的导线段放入线段移动摆放控制构件下方夹具的导线槽中；压线步骤，采用流水线构件移动已放入导线的夹具，并采用压线轮将导线段完全压入导线槽内；精确定位步骤，将压线步骤后的夹具移动至定位构件下方，通过包络凸条实现导线段线芯和焊盘之间的压合和定位；自动焊接步骤，采用自动焊接构件对焊接点实现自动焊接。
2.根据权利要求1所述LED模组连接导线的自动焊接方法，其特征在于，所述锡膏印刷步骤中PCB板要焊接的焊盘采用丝印锡膏。
3.根据权利要求2所述LED模组连接导线的自动焊接方法，其特征在于，所述自动焊接步骤中，PCB板焊盘的加热熔锡温度区域为长方形的面，加热熔锡温度区域的宽度为导线段线芯指向方向对应焊盘宽度的士 10mm。
4.根据权利要求1至3任意一项所述LED模组连接导线的自动焊接方法，其特征在于，所述移线步骤中，从自动剥线机构件出来的导线段移动至落线位置的距离为L ^ 2000mm ；移动时间为t ^ 600S。
5.一种采用权利要求1至3任意一项所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，包括伺服马达控制构件；流水线构件，与所述伺服马达控制构件连接；夹具，用于实现LED模组连接导线的对位，并放置于流水线构件上，所述夹具包括用于容纳LED模组连接导线的导线槽；自动剥线机构件，采用自动剥线机实现LED模组连接导线的自动剪裁和剥线；线段移动摆放控制构件，用于将自动剥线机出来的导线段移动摆放到落线位置；压线轮构件，采用压线轮将导线段完全压入导线槽内；定位构件，包括包络凸条和压线部，用于将导线段线芯整齐地贴合于PCB焊盘上，所述定位构件后端设置有感应探头，用于感应夹具；自动焊接构件，用于实现连接导线和焊盘间的自动焊接。
6.根据权利要求5所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，所述夹具还包括定位孔、定位槽和导入轨；所述定位槽与导线槽垂直，用于实现PCB板的定位。
7.根据权利要求6所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，所述线段移动摆放控制构件包括导线存放部件，用于实现存放自动剥线机出线端的导线段，所述导线存放部件包括存放入线端和存放固定端，所述存放入线端采用第一喇叭口曲面与所述存放固定端连接。
8.根据权利要求7所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，所述线段移动摆放控制构件还包括支撑架、单轴导轨、气缸吸嘴、定位探头和出线口探头，所述出线口探头感应到导线段后，控制气缸吸嘴吸住导线段并通过单轴导轨移动至落线位置。
9.根据权利要求8所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，所述压线轮构件包括压线支撑体、连轴马达和齿轮槽，所述连轴马达控制压线轮与夹具做相对运动。
10.根据权利要求6所述LED模组连接导线的自动焊接方法的系统，其特征在于，所述定位构件包括压线块和调节连杆，所述调节连杆用于实现压线块的位置调节，所述包络凸条包括入线端和定位端，所述入线端采用第二喇叭口曲面与所述定位端连接。
全文摘要
本发明提供一种LED模组连接导线的自动焊接方法及其系统，所述LED模组连接导线的自动焊接方法包括如下步骤锡膏印刷步骤、夹具对位步骤、夹具移动步骤、切割导线步骤、移线步骤、落线步骤、压线步骤、精确定位步骤、自动焊接步骤；为实施所述LED模组连接导线的自动焊接方法，本发明包括如下构件伺服马达控制构件、流水线构件、夹具、自动剥线机构件、线段移动摆放控制构件、压线轮构件、定位构件、自动焊接构件；本发明能够将柔软的LED模组连接导线按规则有序地排列在夹具上，提供了一种LED模组连接导线的自动焊接方法及其系统，大幅度提升了产品的生产效率和质量，降低生产成本。
文档编号H01R43/02GK102570237SQ20121002719
公开日2012年7月11日 申请日期2012年2月8日 优先权日2012年2月8日
发明者黎明 申请人:黎明