一种电路板焊接加工用定位夹紧装置及其方法与流程

本发明属于电路板焊接加工领域，具体涉及了一种电路板焊接加工用定位夹紧装置及其方法。

背景技术：

焊接，也称作熔接、镕接，是一种以加热、高温或者高压的方式接合金属或其他热塑性材料如塑料的制造工艺及技术。现代焊接的能量来源有很多种，包括气体焰、电弧、激光、电子束、摩擦和超声波等。除了在工厂中使用外，焊接还可以在多种环境下进行，如野外、水下和太空。无论在何处，焊接都可能给操作者带来危险，所以在进行焊接时必须采取适当的防护措施。焊接给人体可能造成的伤害包括烧伤、触电、视力损害、吸入有毒气体、紫外线照射过度等。

在电路板的加工过程中，焊接是一项极其重要的加工工艺，在焊接之前往往需要预先定位固定，以避免出现焊接失位、偏移等问题。目前，在电路板的焊接加工中，还未有机械化的定位夹紧方式，也缺乏机械化的定位夹紧设备，大多依靠常规的定为固定方式，存在精度低、费时费力的问题。难以实施于流水线式的焊接工艺。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种电路板焊接加工用定位夹紧装置及其方法，针对现有技术中的缺陷，设计了机械化定位夹紧装置，通过两侧的夹紧机构同步运动来机械化的夹紧台面上的电路板，并使得电路板定位于台面的中间位置，在此基础上进行焊接工艺，提升焊接的精准度与精确性，提高焊接质量，且机械化的定位夹紧设备与方式，省时省力，加快了焊接工艺。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

一种电路板焊接加工用定位夹紧装置，包括机座、台面与夹紧机构，其特征在于：台面的两侧分别设置夹紧机构，夹紧机构包括直线运动机构与夹紧板，夹紧板连接直线运动机构，直线运动机构推动夹紧板在台面上直线运动，夹紧板的接触面安装有接触开关。

进一步，直线运动机构包括直线气缸、连杆与推板，直线气缸通过第一活塞杆连接连杆，连杆连接推板，推板连接夹紧板。直线气缸作为直线运动的动力源，可推动连杆、推板与夹紧板做有序的直线运动，从而达到夹紧或放松电路板的目的，该推动方式直接有效，操控方便。

进一步，直线运动机构还包括有直线轴承箱，直线轴承箱通过导轴与推板连接，直线运动机构设置两个直线轴承箱。直线轴承箱一方面具有直线导向作用，使得连杆、推板与夹紧板的直线运动更加平稳。另一方面，起到辅助支撑作用，减轻直线汽缸的支撑压力，使得整个直线运动机构更为稳定。

进一步，夹紧板呈l型，通过螺栓固定于推板，夹紧板的接触面形成有夹口，夹口的高度与电路板的高度匹配，夹口处设置接触开关，夹口的上端设置压边件，压边件通过弹簧连接。通过夹口可以咬合电路板的边沿，以提升夹紧定位效果，电路板更为稳定。压边件借助弹簧的回弹力压紧电路板的边沿，进一步提升夹紧定位效果，抗外力冲击能力强。

进一步，机座设置有升降气缸，升降气缸通过第二活塞杆连接台面底板，台面底板连接台面。通过升降气缸赋予该夹紧定位装置升降功能，配合皮带输送线可以完成流水线式的夹紧定位作业，对于电路板的焊接工作效率与焊接精确性有显著的提升。

进一步，升降气缸还配备有感应定位机构，感应定位机构包括行程开关组件、接近开关组件、感应片与安装杆，行程开关组件设于安装杆的上部与下部，行程开关组件之间设置接近开关组件，行程开关组件与接近开关组件感应感应片，感应片安装于第二活塞杆或台面底板，安装杆靠近感应片设置。感应定位机构用以定位台面的升降位置，根据各个升降位置，有序进行夹紧定位的各个工序，以达到流水线夹紧定位的目的，提升该工序的稳定性。

定位夹紧装置的定位夹紧方法，其特征在于：该定位夹紧装置配合电路板输送线使用，电路板输送线采用皮带输送线，该皮带输送线以链条输送线为基础，将该两侧的链条置换为窄式的皮带，定位夹紧装置有序的布置在皮带输送线上，其定位夹紧方法包括如下步骤：

(1)一次上升：升降气缸上升启动，台面上升，上升过程中抬起皮带输送线上的电路板，并抬起到定位高度，升降气缸关闭；

(2)夹紧定位：两侧的夹紧机构同时启动，夹紧板同步运动，夹紧电路板，并将其定位到台面的中间位置；

(3)二次上升：升降气缸再次上升启动，台面上升至焊接高度，升降气缸关闭；

(4)下降复位：经设定的焊接时间后，升降气缸下降启动，台面下降过程中，夹紧机构回调复位，电路板回落至皮带输送线，台面下降到初始位置后，升降气缸关闭。

优选后，根据夹紧定位装置的安装位置，在皮带输送线下方位置设置红外发射器，并在上方焊枪机架上设置红外接收器，在电路板达到红外发射器与红外接收器的位置时，阻隔红外信号的接收，此时皮带输送线停止运行，并以此作为当前夹紧定位动作启动的信号；在步骤(4)复位后，皮带输送线再次启动，待下一块电路板进入后，再次进行夹紧定位，如此循环。本发明采用红外发射器与红外接收器来识别电路板在皮带输送线上的位置，在红外接收器接收不到红外信号时，认定电路板进入焊接区域，并遮挡了红外发射器，以此作为焊接信号，从而达到准确抬起电路板的目的。基于上述方法，无需工人实时监视和人为操控夹紧定位装置，省时省力，提升焊接的效率。

进一步，步骤(2)夹紧定位过程中，两侧的夹紧板在直线运动机构控制下，以相同的速度同步运动，两侧的夹紧板时刻保持位置相对，在运动中，逐渐将电路板推至台面的中心位置，最终夹紧；在夹紧状态下，两侧夹紧板的接触开关同时被按入，作为夹紧定位完成信号，直线气缸关闭。在夹紧定位过程中，两侧的夹紧板的起始点位左右相对，同步同速运动，从而保持两侧的夹紧板始终处于左右相对的位置，如此一来，会将偏左或偏右的电路板矫正至中间位置，从而准确对准焊枪。夹紧定位完成信号以两侧接触开关同时被按下为准，该情况只会在定位夹紧完成后才会发生，能够精确判定。

优选后，步骤(4)下降复位过程中，包括有不停留模式与停留模式：

不停留模式：升降气缸下降启动，台面逐渐下降，同步的夹紧机构开始回调复位，在经过皮带输送线时，电路板已脱离夹紧，回落至皮带输送线上；待台面下降到初始位置后，升降气缸关闭；

停留模式：升降气缸下降启动，台面逐渐下降，在下降至定位高度时，升降气缸关闭，夹紧机构开始回调复位；经设定的回调复位时间后，升降气缸再次下降启动，在经过皮带输送线时，电路板已脱离夹紧，回落至皮带输送线上；待台面下降到初始位置后，升降气缸关闭。

上述不停留模式，能够快速回调复位，加快速度，提升效率；而停留模式，相对更为稳定，逐步有序回调，发生故障与问题的概率较低。

为了解决上述技术问题，采用如下技术方案：

本发明为一种电路板焊接加工用定位夹紧装置及其方法，针对现有技术中的缺陷，设计了机械化定位夹紧装置，通过两侧的夹紧机构同步运动来机械化的夹紧台面上的电路板，并使得电路板定位于台面的中间位置，在此基础上进行焊接工艺，提升焊接的精准度与精确性，提高焊接质量，且机械化的定位夹紧设备与方式，省时省力，加快了焊接工艺。其具体有益效果表现为以下几点：

1、该定位夹紧装置，通过直线运动机构与夹紧板实现机械化的夹紧，并使得电路板定位于台面的中间位置，在此基础上进行焊接工艺，提升焊接的精准度与精确性，提高焊接质量，且机械化的定位夹紧设备，省时省力，加快了焊接工艺，减低人力成本。

2、接触开关用以判定夹紧结束，防止夹紧机构持续施力而压坏电路板，设计巧妙。

3、夹紧板通过夹口可以咬合电路板的边沿，以提升夹紧定位效果，电路板更为稳定。压边件借助弹簧的回弹力压紧电路板的边沿，进一步提升夹紧定位效果，抗外力冲击能力强。

4、本发明通过升降气缸赋予该夹紧定位装置升降功能，配合皮带输送线可以完成流水线式的夹紧定位作业，对于电路板的焊接工作效率与焊接精确性有显著的提升。

5、本发明在夹紧定位过程中，两侧的夹紧板的起始点位左右相对，同步同速运动，从而保持两侧的夹紧板始终处于左右相对的位置，如此一来，会将偏左或偏右的电路板矫正至中间位置，从而准确对准焊枪。夹紧定位完成信号以两侧接触开关同时被按下为准，该情况只会在定位夹紧完成后才会发生，能够精确判定。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明定位夹紧装置的结构示意图；

图2为台面的示意图；

图3为夹紧机构的连接示意图；

图4为夹紧板的结构示意图；

图5为图4中ⅰ处的放大示意图；

图6为定位夹紧装置在皮带输送线上的安装示意图；

图7为皮带输送线俯视方向的示意图。

具体实施方式

本发明提供了一种电路板焊接加工用定位夹紧装置，以及该定位夹紧装置的定位夹紧方法，现针对这两部分进行具体阐述：

如图1至图5所示，一种电路板焊接加工用定位夹紧装置，包括机座1、台面2与夹紧机构，机座1用于安装该台面2，夹紧机构则安装于台面2。

机座1上设置有升降气缸3，升降气缸3通过第二活塞杆4连接台面底板5，再由台面底板5连接台面2。通过升降气缸3赋予该夹紧定位装置升降功能，配合皮带输送线21可以完成流水线式的夹紧定位作业，对于电路板的焊接工作效率与焊接精确性有显著的提升。

升降气缸3还配备有感应定位机构，感应定位机构包括2个行程开关组件14、3个接近开关组件15、感应片12与安装杆13，2个行程开关组件14分别设于安装杆13的上部与下部，用于限定升降气缸3的最大行程范围；行程开关组件14之间设置接近开关组件15，3个接近开关由上而下依次设置，分别对应3个设定的升降位置，以配合定位夹紧装置的定位夹紧作业。行程开关组件14与接近开关组件15能够感应该感应片12，从而获得升降的位置信息。感应片12通过长连杆12连接台面底板5，能够跟随升降台面2一起升降。安装杆13靠近感应片12设置。感应定位机构用以定位台面2的升降位置，根据各个升降位置，有序进行夹紧定位的各个工序，以达到流水线夹紧定位的目的，提升该工序的稳定性。

台面2的两侧分别设置夹紧机构，即左右两侧分别设置一个夹紧机构，夹紧机构包括直线运动机构与夹紧板9，直线运动机构安装于台面2下方位置，并连接夹紧板9，夹紧板9位于台面2上方位位置，直线运动机构推动夹紧板9在台面2上直线运动。

直线运动机构包括直线气缸16、连杆17与推板8，直线气缸16通过第一活塞杆10连接连杆17，连杆17连接推板8，推板8连接夹紧板9。直线气缸16作为直线运动的动力源，可推动连杆17、推板8与夹紧板9做有序的直线运动，从而达到夹紧或放松电路板的目的，该推动方式直接有效，操控方便。

直线运动机构还包括有直线轴承箱6，直线轴承箱6通过导轴7与推板8连接，直线运动机构设置两个直线轴承箱6(如图3所示)。直线轴承箱6一方面具有直线导向作用，使得连杆17、推板8与夹紧板9的直线运动更加平稳。另一方面，起到辅助支撑作用，减轻直线汽缸的支撑压力，使得整个直线运动机构更为稳定。

夹紧板9呈l型，通过螺栓固定于推板8，夹紧板9的接触面形成有夹口19，夹口19的高度与电路板的高度匹配，夹口19处设置接触开关20，夹口19的上端设置压边件18，压边件18通过弹簧连接。通过夹口19可以咬合电路板的边沿，以提升夹紧定位效果，电路板更为稳定。压边件18借助弹簧的回弹力压紧电路板的边沿，进一步提升夹紧定位效果，抗外力冲击能力强。接触开关20用以判定夹紧结束，防止夹紧机构持续施力而压坏电路板，设计巧妙。

本发明提供的定位夹紧装置，通过直线运动机构与夹紧板9实现机械化的夹紧，并使得电路板定位于台面2的中间位置，在此基础上进行焊接工艺，提升焊接的精准度与精确性，提高焊接质量，且机械化的定位夹紧设备，省时省力，加快了焊接工艺，减低人力成本。

如图1至图7所示，定位夹紧装置的定位夹紧方法：

该定位夹紧装置配合电路板输送线使用，电路板输送线采用皮带输送线21，该皮带输送线21以链条输送线为基础，将该两侧的链条置换为窄式的皮带24，电路板的两端分别置于对应的皮带24上，通过皮带24的转动进行运输，该皮带输送线21是皮带输送线21的一种，为常规的输送线。该皮带输送线21的宽度与电路板的长度匹配，电路板恰好能够架于该皮带输送线21上。

定位夹紧装置有序的布置在皮带输送线21上，而皮带输送线21布置有定位夹紧装置的区域设置支脚23，支脚23之间连接横杆25上，通过横杆25来连接固定安装杆13，以匹配定位夹紧装置上的感应片12。

根据夹紧定位装置的安装位置，在皮带输送线21下方位置设置红外发射器26，并在上方焊枪机架22上设置红外接收器27，红外接收器27用于接收红外发射器26发出的红外光线；

基于上述结构，其定位夹紧方法包括如下步骤：

(1)在电路板进入焊接位置时，电路板的前端位置与红外发射器2及红外接收器27在同一垂直面上，阻隔红外信号的接收，此时皮带输送线21停止运行，并以此作为当前夹紧定位动作启动的信号；本发明采用红外发射器26与红外接收器27来识别电路板在皮带输送线21上的位置，在红外接收器27接收不到红外信号时，认定电路板进入焊接区域，并遮挡了红外发射器26，以此作为焊接信号，从而达到准确抬起电路板的目的。基于上述方法，无需工人实时监视和人为操控夹紧定位装置，省时省力，提升焊接的效率。

(2)一次上升：台面2的输出位置对应于最低位置的接近开关组件15(即感应片12最准该接近开关组件15)，升降气缸3上升启动，台面2上升，上升过程中抬起皮带输送线21上的电路板，并抬起到定位高度，对应于中间的接近开关组件15(即感应片12对准该接近开关组件15)，升降气缸3关闭；

(3)夹紧定位：两侧的夹紧板9在直线运动机构控制下，以相同的速度同步运动，两侧的夹紧板9时刻保持位置相对，在运动中，逐渐将电路板推至台面2的中心位置，最终夹紧；在夹紧状态下，两侧夹紧板9的接触开关20同时被按入，作为夹紧定位完成信号，直线气缸16关闭。在夹紧定位过程中，两侧的夹紧板9的起始点位左右相对，同步同速运动，从而保持两侧的夹紧板9始终处于左右相对的位置，如此一来，会将偏左或偏右的电路板矫正至中间位置，从而准确对准焊枪。夹紧定位完成信号以两侧接触开关20同时被按下为准，该情况只会在定位夹紧完成后才会发生，能够精确判定。

(4)二次上升：升降气缸3再次上升启动，台面2上升至焊接高度，对应于最高的接近开关组件15(即感应片12对准该接近开关组件15)，升降气缸3关闭，开始焊接作业；

(5)下降复位：经设定的焊接时间后，焊接完成，升降气缸3下降启动，开始下降复位，包括有不停留模式与停留模式：

不停留模式：升降气缸3下降启动，台面2逐渐下降，同步的夹紧机构开始回调复位，在经过皮带输送线21时，电路板已脱离夹紧，回落至皮带输送线21上；待台面2下降到初始位置后，升降气缸3关闭；

停留模式：升降气缸3下降启动，台面2逐渐下降，在下降至定位高度时，升降气缸3关闭，夹紧机构开始回调复位；经设定的回调复位时间后，升降气缸3再次下降启动，在经过皮带输送线21时，电路板已脱离夹紧，回落至皮带输送线21上；待台面2下降到初始位置后，升降气缸3关闭。

上述不停留模式，能够快速回调复位，加快速度，提升效率；而停留模式，相对更为稳定，逐步有序回调，发生故障与问题的概率较低。

(6)下降复位后，皮带输送线21再次启动，待下一块电路板进入后，再次进行夹紧定位，重复上述步骤(2)到步骤(5)，如此循环，实现流水线式的定位夹紧，达到流水线式的焊接作业。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为解决基本相同的技术问题，实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。