一种新型微钻自动焊接装置及焊接方法与流程

本发明涉及微钻的加工技术领域，特别是指一种新型微钻自动焊接装置及焊接方法。

背景技术：

微钻在印制电路板加工钻孔领域越来越受到行业重视，微钻包括钻柄和钻头，通常钻柄和钻头分开加工，然后再将钻柄和钻头焊接到一起，最后进行钻头的磨外圆加工，而微钻的钻柄和钻头尺寸都比较小，特别是钻头，如何实现钻柄和钻头自动逐一上料以及有效快速的对接到一起并进行焊接，是急需要解决的问题。

cn202934257u公开了一种微钻焊接机械手及微钻自动焊接机，包括使工件左右移动的第一结构组件，使工件上下移动的第二结构组件以及用于夹持工件的第三结构组件，通过夹紧气缸带动微调滑动块以及与微调滑动块相接的夹爪，实现对工件的夹取。该装置采用夹爪夹取工件，而钻柄和钻头尺寸都比较小，对夹爪的夹取精度要求非常高，钻柄和钻头的抓取效率较低。

技术实现要素：

本发明提出一种新型微钻自动焊接装置及焊接方法，该装置结构紧凑，占地面积小，实现了钻柄和钻头快速逐一上料，实现了微钻自动焊接的快速流水化作业，提高了微钻焊接的效率和质量。

本发明的技术方案是这样实现的：一种新型微钻自动焊接装置，包括底座，底座的上端设置有伸缩式工作台，伸缩式工作台上端的左右两侧对向设置有自动逐一上料的钻柄上料机构和自动逐一上料的钻头上料机构，钻柄上料机构和钻头上料机构出料端的上方均设置有用于焊接的电极，电极与压紧机构相连，钻头上料机构的上方设置有钻头输送机构，钻头输送机构与钻头上料机构之间通过输送组件相连。

进一步地，钻头输送机构包括钻头上料框，钻头上料框的下端设置有振动马达，钻头上料框的底部设置有向上的圆台，钻头上料框的内侧壁设置有螺旋向上的输送板，输送板的下端进料口与钻头上料框底部相连，输送板的上端出料口设置有仅容一钻头通过的出料板，出料板远离钻头上料框的一侧设置有挡板，输送组件包括设置于出料板远离输送板一端上侧的固定座，固定座与出料板之间设置有硬输送管，硬输送管的一端置于出料板上，另一端与软输送管相连。

进一步地，钻头上料机构包括第一上料台，第一上料台右侧的伸缩式工作台上设置有用于驱动第一顶杆移动的第一伸缩件，第一上料台上沿第一顶杆移动方向设置有第一上料槽，第一上料槽一侧的第一上料台上滑动设置有推板，推板远离第一上料槽的一端与第二伸缩件相连，第二伸缩件设置于伸缩式工作台上，推板两侧的第一上料台上均设置有限位块，右侧的限位块靠近第一上料槽的一端设置有与软输送管相连的输送孔，左侧限位块对应于输送孔的位置设置有钻头上料传感器。

进一步地，钻柄上料机构包括第二上料台，第二上料台左侧的伸缩式工作台上设置有用于驱动第二顶杆移动的第三伸缩件，第二上料台上沿第二顶杆移动的方向设置有第二上料槽，第二上料台上端的左侧设置有逐一上料的钻柄上料框，钻柄上料框的出料口位于第二上料槽的上方，第二上料槽内设置有钻柄上料传感器。

进一步地，钻柄上料框一端的上侧设置有竖直向下的第四伸缩件，下侧设置有竖向的滑槽，滑槽内铰接有挡块，挡块一端位于钻柄上料框内，另一端与第四伸缩件铰接，钻柄上料框远离第四伸缩件的一端向下倾斜至第二上料槽，且与挡块远离第四伸缩件的一端相抵。

进一步地，压紧机构包括压紧板，压紧板一端与电极的上端相连，另一端的上侧设置有竖直向下的第五伸缩件，第五伸缩件与卡块相连，第五伸缩件下方的伸缩式工作台上设置有卡槽，卡块竖向滑动设置于卡槽内，电极和第五伸缩件之间的压紧板与支撑板铰接，支撑板设置于压紧板下方的伸缩式工作台上。

进一步地，伸缩式工作台包括第一支撑台和滑动设置于底座上的第二支撑台，第一支撑台通过第一支座设置于底座上，第二支撑台下方的底座上设置有第二支座，第二支座的上端设置有第六伸缩件，第六伸缩件的上端设置有第三支座，第二支撑台滑动设置于第三支座上，第六伸缩件与设置于第二支撑台右侧的竖板相连。

进一步地，钻头上料机构位于第二支撑台的上端，钻柄上料机构位于第一支撑台的上端，第一支撑台和第二支撑台之间的下方设置有倾斜向下的v形出料槽，底座上设置有集料槽，集料槽的右端位于v形出料槽出料口的下方，集料槽的右端设置有上下两端开口的v形导向槽，v形导向槽下方的集料槽内设置有推料板，推料板与第七伸缩件相连，第七伸缩件设置于集料槽右侧的底座上。

进一步地，第六伸缩件为伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆可滑动的穿过设置于第二支撑台右侧的竖板，竖板右侧的活塞杆上设置有第一限位板，第一限位板和竖板之间的活塞杆上套装有弹簧，左侧活塞杆上设置有第二限位板。

一种微钻自动焊接方法，采用上述新型微钻自动焊接装置，包括以下步骤：

(1)将钻头放置于钻头上料框内，启动振动马达，钻头沿输送板进入出料板，并依次通过硬输送管、软输送管和输送孔到达第一上料台，钻柄放置于钻柄上料框，启动第四伸缩件伸展带动挡块打开钻柄上料框的出料口，钻柄下滑至第二上料槽；

(2)钻头上料传感器感应到钻头后，启动第二伸缩件伸展带动推板将该钻头送至第一上料槽，启动第一伸缩件伸展带动第一顶杆将钻头送至右侧电极的下方，钻柄上料传感器感应到一钻柄后，第四伸缩件收缩带动挡块关闭钻柄上料框的出料口，同时第三伸缩件伸展带动第二顶杆将该钻柄送至左侧电极的下方；

(3)启动第六伸缩件收缩带动第二支撑台左移，直至钻柄的右端和钻头的左端相抵，然后启动第五伸缩件伸展使卡块顶在卡槽的底部，从而使压紧板带动电极下移，左侧的电极下移至钻柄上，右侧的电极下移至钻头上，两电极通电，焊接钻柄和钻头，形成微钻；

(4)启动第五伸缩件收缩，从而使压紧板带动电极松开微钻，启动第六伸缩件伸展带动第二支撑台右移，微钻落入v形出料槽，沿v形出料槽滑至v形导向槽，由v形导向槽落入下方的集料槽内，启动第七伸缩件伸展带动推料板将微钻送至v形导向槽左侧的集料槽内；

(5)步骤(4)中第二支撑台回至原位后，启动第二伸缩件和第一伸缩件收缩，下一钻头送至第一上料台，启动第三伸缩件收缩，启动第四伸缩件伸展带动挡块打开钻柄上料框的出料口，下一钻柄下滑至第二上料槽，然后重复步骤(2)-(4)。

本发明的有益效果：本发明微钻自动焊接装置通过自动逐一上料的钻柄上料机构和自动逐一上料的钻头上料机构配合，实现钻柄和钻头的一一精准对接，通过电极通入电流实现钻柄和钻头的焊接，该装置结构紧凑，占地面积小，实现了微钻自动焊接的快速流水化作业，提高了微钻焊接的效率和质量。

本发明通过振动马达使钻头上料框内的钻头沿输送板上升至出料板，出料板仅容一钻头通过，出料板远离钻头上料框的一侧设置有挡板，避免过多的钻头进入出料板影响输送，多余的钻头随着振动在输送板出料口重新排列或者掉落至下层重新输送，实现了钻头沿硬输送管和软输送管逐一快速输送。

本发明推板、第二伸缩件和钻头上料传感器配合，实现钻头从输送孔的逐一出料，并由推板逐一送至第一上料槽，钻头上料机构和钻头输送机构配合实现了钻头的逐一上料。

本发明通过钻柄上料框、第四伸缩件、挡板和钻柄上料传感器的配合，实现钻柄上料框出料口的打开和关闭，从而实现钻柄的自动逐一上料；压紧机构通过杠杆原理用于控制电极的下移和上升，从而实现对钻柄和钻头的焊接和松开，同时便于焊接好的微钻自动下料。

本发明第一限位板和竖板之间的活塞杆上套装有弹簧，钻头和钻柄对接的一起时，便于根据钻头和钻柄的长度自动调节第一上料台和第二上料台之间的距离，适用于不同长度的待加工工件或者焊接后钻头和钻柄长度的变化。

本发明v形出料槽和v形导向槽的配合，使下落的微钻自动在集料槽内整齐排列，第七伸缩件及时将微钻从v形导向槽的下方推出，保证微钻落料的顺畅，整个微钻落料过程无需人工整理，提高了工作效率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述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例，对于本领域普通技术人员来讲，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。

图1为本发明主视图；

图2为图1中a的局部放大图；

图3为本发明俯视图；

图4为图3中b的局部放大图；

图5为钻柄上料框的左视图。

图6为钻头上料框的俯视图；

图7为图6中a-a的剖视图；

图8为压紧机构的结构示意图。

底座1，电极2，钻头上料框3，振动马达4，第四支座5，圆台6，输送板7，出料板8，挡板9，固定座10，硬输送管11，软输送管12，第一上料台13，第一伸缩件14，第一顶杆15，第一上料槽16，推板17，第二伸缩件18，限位块19，钻头上料传感器20，第二上料台21，第二顶杆22，第二上料槽23，钻柄上料框24，钻柄上料传感器25，第四伸缩件26，滑槽27，挡块28，压紧板29，第五伸缩件30，卡块31，卡槽32，支撑板33，第一支撑台34，第二支撑台35，第一支座36，第二支座37，第六伸缩件38，第三支座39，竖板40，第一限位板41，弹簧42，第二限位板43，v形出料槽44，集料槽45，v形导向槽46，推料板47，第七伸缩件48，第三伸缩件49。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有付出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

如图1-8所示，一种新型微钻自动焊接装置，包括底座1，底座1的上端设置有伸缩式工作台，伸缩式工作台上端的左右两侧对向设置有自动逐一上料的钻柄上料机构和自动逐一上料的钻头上料机构，钻柄上料机构和钻头上料机构出料端的上方均设置有用于焊接的电极2，电极2与压紧机构相连，钻头上料机构的上方设置有钻头输送机构，钻头输送机构与钻头上料机构之间通过输送组件相连。

钻头输送机构包括上端开口圆筒形的钻头上料框3，钻头上料框3的下端固定有振动马达4，振动马达4通过第四支座5固定于底座1上，钻头上料框3的底部中心位置固定有向上的圆台6，钻头上料框3的内侧壁设置有螺旋向上的输送板7，输送板7的下端进料口与钻头上料框3底部相连，输送板7的上端出料口沿钻头上料框3设置有仅容一钻头通过的出料板8，出料板8的宽度小于输送板7的宽度，出料板8远离钻头上料框3的一侧设置有挡板9，输送组件包括通过螺栓固定于出料板8上方的钻头上料框3上的固定座10，固定座10与出料板8之间设置有硬输送管11，硬输送管11与固定座10的下端固定连接，硬输送管11的一端置于出料板8上，另一端与软输送管12相连，硬输送管11和软输送管12的内径略大于钻头的外径，用于钻头的逐一输送，钻头上料框3、圆台6、输送板7、出料板8和挡板9为一体结构。

钻头上料机构包括通过螺栓固定于伸缩式工作台上的第一上料台13，第一上料台13右侧的伸缩式工作台上水平固定有用于驱动第一顶杆15的第一伸缩件14，第一上料台13上沿第一顶杆15移动方向设置有第一上料槽16，第一伸缩件14为伸缩气缸，第一顶杆15的右端与伸缩气缸的活塞杆相连，左端滑动置于第一上料槽16内，第一上料槽16一侧的第一上料台13上滑动设置有推板17，推板17远离第一上料槽16的一端与第二伸缩件18相连，第二伸缩件18为伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆与推板17相连，第二伸缩件18固定于第一上料台13一侧的伸缩式工作台上，推板17两侧的第一上料台13上均通过螺栓固定有限位块19，右侧的限位块19靠近第一上料槽16的一端设置有与软输送管12相连的输送孔，左侧限位块19对应于输送孔的位置设置有钻头上料传感器20，钻头上料传感器20为反射式红外传感器。

钻柄上料机构包括第二上料台21，第二上料台21左侧的伸缩式工作台上水平设置有用于驱动第二顶杆22的第三伸缩件49，第二上料台21上沿第二顶杆22移动的方向设置有第二上料槽23，第三伸缩件49为伸缩气缸，第二顶板的左端与伸缩气缸的活塞杆相连，右端滑动置于第二上料槽23内，第二上料台21上端的右侧竖直向上固定有逐一上料的钻柄上料框24，钻柄上料框24的出料口位于第二上料槽23的上方，钻柄上料框24的出料口对应的第二上料槽23内设置有钻柄上料传感器25，钻头上料传感器20为对射式红外传感器，对射式红外传感器的接收端和发射端对向设置于第二上料槽23的内侧壁上。

钻柄上料框24一端的上侧固定有竖直向下的第四伸缩件26，第四伸缩件26为伸缩气缸，下侧设置有竖向的滑槽27，滑槽27内铰接有挡块28，挡块28一端位于钻柄上料框24内，另一端与伸缩气缸的活塞杆铰接，钻柄上料框24远离第四伸缩件26的一端向下倾斜至第二上料槽23远离第四伸缩件26的一侧，且与挡块28远离第四伸缩件26的一端相抵。

压紧机构包括压紧板29，压紧板29一端套装于电极2的上端，另一端的上侧设置有竖直向下的第五伸缩件30，第五伸缩件30为伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆滑动穿过压紧板29与卡块31相连，第五伸缩件30下方的伸缩式工作台上固定有卡槽32，卡块31竖向滑动置于卡槽32内，电极2和第五伸缩件30之间的压紧板29与支撑板33的上端铰接，支撑板33的下端固定于压紧板29下方的伸缩式工作台上。

伸缩式工作台包括第一支撑台34和滑动设置于底座1上的第二支撑台35，第一支撑台34通过第一支座36固定于底座1上，第二支撑台35下方的底座1上固定有第二支座37，第二支座37的上端固定有第六伸缩件38，第六伸缩件38的上端固定有第三支座39，第二支撑台35滑动设置于第三支座39的上端，第六伸缩件38为伸缩气缸，伸缩气缸的活塞杆可滑动的穿过固定于第二支撑台35右侧的竖板40，竖板40右侧的活塞杆上固定有第一限位板41，第一限位板41和竖板40之间的活塞杆上套装有弹簧42，左侧活塞杆上固定有第二限位板43。

第一上料台13位于第二支撑台35上端的左侧，第二上料台21位于第一支撑台34上端的右侧，第一支撑台34和第二支撑台35之间的下方设置有倾斜向下的v形出料槽44，底座1上放置有集料槽45，集料槽45的右端位于v形出料槽44出料口的下方，集料槽45的右端通过螺栓固定有上下两端开口的v形导向槽46，v形导向槽46下方的集料槽45内设置有推料板47，推料板47与第七伸缩件48相连，第七伸缩件48为伸缩气缸，第七伸缩件48水平固定于集料槽45右侧的底座1上。

一种微钻自动焊接方法，采用上述新型微钻自动焊接装置，包括以下步骤：

(1)将多个钻头放置于钻头上料框3内，启动振动马达4，钻头沿输送板7进入出料板8，并依次通过硬输送管11、软输送管12和输送孔到达第一上料台13，将多个钻柄放置于钻柄上料框24，启动第四伸缩件26伸展带动挡块28打开钻柄上料框24的出料口，钻柄下滑至第二上料槽23；

(2)钻头上料传感器20感应到钻头后，启动第二伸缩件18伸展带动推板17将该钻头送至第一上料槽16，启动第一伸缩件14伸展带动第一顶杆15将钻头送至右侧电极2的下方，钻柄上料传感器25感应到钻柄后，第四伸缩件26收缩带动挡块28关闭钻柄上料框24的出料口，同时第三伸缩件49伸展带动第二顶杆22将该钻柄送至左侧电极2的下方；

(3)启动第六伸缩件38收缩带动第二支撑台35左移，直至钻柄的右端和钻头的左端相抵，然后启动第五伸缩件30伸展使卡块31顶在卡槽32的底部，从而使压紧板29带动电极2下移，左侧的电极2下移至钻柄上，右侧的电极2下移至钻头上，两电极2通电，焊接钻柄和钻头，形成微钻；

(4)启动第五伸缩件30收缩，从而使压紧板29带动电极2松开微钻，启动第六伸缩件38伸展带动第二支撑台35右移，微钻落入v形出料槽44，沿v形出料槽44滑至v形导向槽46，由v形导向槽46落入下方的集料槽45内，启动第七伸缩件48伸展带动推料板47将微钻送至v形导向槽46左侧的集料槽45内；

(5)步骤(4)中第二支撑台35回至原位后，启动第二伸缩件18和第一伸缩件14收缩，下一钻头送至第一上料台13，启动第第三伸缩件49收缩，启动第四伸缩件26伸展带动挡块28打开钻柄上料框24的出料口，下一钻柄下滑至第二上料槽23，然后重复步骤(2)-(4)。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，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。