一种探针连接器的电缆焊接设备和焊接方法与流程

本发明涉及电子器件生产技术领域，具体涉及一种探针连接器的电缆焊接设备和焊接方法。

背景技术：

连接器一般用于传输电流和电信号，其广泛应用于计算机、智能手机、智能手环、智能手表、平板电脑等及其周边的电子设备，特别对于很多具有防水性能和需解除良好的的智能手表，应用于其内部的连接器也要求具有特定性能。探针连接器包括绝缘壳体、组装于绝缘壳体的金属套壳、组装于金属套壳内的探针及压缩弹簧，探针往往设置有多排，金属套壳上焊接有电缆，电缆剥开的芯部通过锡焊与金属套壳相连接，电缆的绝缘皮线上夹扣有钣金件，该钣金件通过碰焊的方式固定在绝缘壳体上的金属柱上，用于保持电缆。

中国国家知识产权局公开了公开号为cn206388928u，专利名称为一种防水连接器的专利，它包括胶固定座和数个探针，所述塑胶固定座为梯形结构，其顶部开设有贯通整个塑胶固定座的数个探针孔；所述探针装设于探针孔中，且其顶端凸出于探针孔外。探针连接器上需要连接电缆，现在的生产中，这一过程由人工进行焊接，生产效率低下，焊接的精度也不高，产品的质量难以得到保证。

技术实现要素：

本发明的目的是：针对现有技术存在的不足，提供一种定位可靠、焊接精准、焊接效率高的探针连接器的电缆焊接设备和焊接方法。

为本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种探针连接器的电缆焊接设备，该设备包括机架以及安装在机架上的上料搬运装置、治具输送装置、涂锡装置、激光焊接装置、碰焊装置、视觉检测装置和下料搬运装置；上料搬运装置和下料搬运装置位于治具输送装置的两端，涂锡装置和激光焊接装置设置在治具输送装置的侧方，对应治具输送装置；沿加工方向，激光焊接装置位于涂锡装置的后方，涂锡装置后方设置有两组激光焊接装置；碰焊装置位于治具输送装置的另一侧方，对应治具输送装置，视觉检测装置位于碰焊装置的加工方向后方；

所述的上料搬运装置用于将装有探针连接器和电缆的治具搬运到治具输送装置，治具输送装置用于输送治具流转，到达不同的工位进行相应的操作；涂锡装置用于对治具中的探针连接器和电缆之间进行点锡，激光焊接装置用于对点锡部位进行激光焊接，碰焊装置用于从侧方将电缆和探针连接器之间连接起来，视觉检测装置用于检测锡焊部分质量是否符合要求，下料搬运装置用于将焊接完成的产品进行搬运下料。

作为优选，所述的治具输送装置包括输送皮带机构、定位机构和治具，治具移动连接在输送皮带机构上；定位机构设置有多组，定位机构设置在输送皮带机构的侧方，与治具相对应。

作为优选，所述的治具包括底座、滑动座、定位座、夹紧组件、电缆定位座、侧挡座、压紧板、开锁块、锁块和电缆座；底座的形状为z形，较低的平板移动连接在输送皮带机构上，滑动座固定设置在较高的平板上，滑动座中部设置有通孔；定位座移动连接在滑动座中，所述的定位座侧方设置有槽口，该槽口的形状与探针连接器形状相匹配，侧挡座固定设置在滑动座的中部，侧挡座有对称布置的两个，侧挡座与定位座之间通过弹簧连接；所述的侧挡座侧方设置有通槽；夹紧组件铰接在滑动座的端部，所述的夹紧组件包括转轴、偏心柱和摆杆；偏心柱固定设置在转轴的中部，转轴位于偏心柱的偏心部位，摆杆安装在转轴的端部，转轴铰接在滑动座中；电缆定位座设置在滑动座上，电缆定位座的上端设置有沟槽，该沟槽与电缆的尺寸相匹配；压紧板一端设置有铰接孔，另一端设置有卡扣，铰接孔与滑动座相转动连接，压紧板的中部下端面上设置有胶块，胶块位置与电缆定位座相对应；锁块水平配合在滑动座中，锁块的外端设置有卡扣，锁块侧方设置有竖通槽，锁块的底端设置有弹簧，弹簧受压，两端分别与滑动座和锁块相抵；开锁块竖直配合在滑动座中，开锁块的下端设置有弹簧，开锁块的侧方设置有楔形缺口，开锁块配合在锁块侧方的竖通槽中；电缆座安装在底座的较低平板上，电缆座上设置有倾斜的电缆设置槽，电缆座的下端还设置有扣块。

作为优选，所述的涂锡装置包括底座、第一滑台组件、相机、第一气缸、熔锡器和夹持机构；所述的底座固定设置在机架上，第一滑台组件水平安装在底座的上端，第一气缸安装在第一滑台组件的移动部上，熔锡器通过连接件安装在第一气缸的伸缩端上，所述的熔锡器下端为尖锐的针形出口，熔锡器的上端将锡丝送入，通过电热丝加热熔化，下端出料；底座的上端两侧设置有连杆和十字夹块，相机通过连杆和十字夹块调节安装在底座上，所述的相机设置有对称的两个；所述的夹持机构安装在底座上，夹持机构用于夹持和翻转治具。

作为优选，所述的夹持机构包括第二滑台组件、第二气缸、升降座、减速电机、折形安装架、手指气缸、夹紧爪、导座和压紧块；第二滑台组件水平安装在底座上，第二气缸竖直安装在第二滑台组件的移动部上，第二气缸的伸缩端与升降座相连接，升降座通过滑轨移动连接在第二滑台组件上，减速电机水平安装在升降座中，折形安装架安装在减速电机的输出轴上，手指气缸安装在折形安装架的下端面上，夹紧爪安装在手指气缸的两个伸缩端上，夹紧爪上设置有与治具外缘相对应的卡槽；压紧块配合在导座中，压紧块上端面设置有圆形沉孔，该沉孔中设置有弹簧，弹簧上端与手指气缸相抵，导座安装在手指气缸的下端面上。

作为优选，所述的激光焊接装置包括安装座、第二夹持机构、第三滑台组件、第四滑台组件和激光发生器；第三滑台组件设置在安装座上，安装在第三滑台组件的移动部上，第四滑台组件的移动部上设置有折板，激光发生器竖直安装在所述的折板上；第二夹持机构安装在安装座的侧方。

作为优选，所述的碰焊装置包括安装架、横移气缸、横移架和金属极；所述的安装架设置在治具输送装置在侧方，横移气缸安装在安装架上，横移架移动配合在安装架上，金属极安装在横移架上，所述的金属极与治具中的侧挡座相对应。

作为优选，所述的视觉检测装置和激光焊接装置结构相似，通过ccd相机进行视觉检测。

作为优选，所述的上料搬运装置和下料搬运装置结构相似，包括横纵两个自由度的移动方向和执行末端的夹取运动。

一种探针连接器的电缆焊接方法，依次通过以下步骤进行加工：

（一）上料：首先将电缆设置在电缆定位座中，将探针连接器设置在定位座中，调整电缆和探针连接器的位置，而后转动摆杆，使偏心柱推动定位座，使电缆和探针连接器之间压紧；而后将压紧板摆动，将电缆定位座中的电缆压紧，压紧板的一端由锁块扣住；将待焊接的工件放置到治具中后，由上料搬运装置将治具搬运到治具输送装置中；

（二）涂锡：输送皮带机构将治具进行输送，在涂锡工位时，第二气缸带动升降座下降，手指气缸带动两个夹紧爪相互靠近，夹住治具，而后将治具进行抬升，两个相机队治具中的电缆点焊部位进行定位，而后由第一滑台组件和第一气缸实现横纵移动，使熔锡器下端到达指定位置，放出锡液；一面涂好后，减速电机将治具翻转一百八十度，对另一面进行涂锡；

（三）焊接：涂锡完成后的治具被第二夹持机构夹住，激光发生器放出激光，熔化之前工序点上的锡块，实现点锡焊接；而后治具再放置到输送皮带机构上，在下一工位时，横移气缸带动横移架侧向移出，使金属极接触到钣金件，金属极通过放电将钣金件焊接在探针连接器上，实现碰焊；

（四）检测：完成焊接后，治具到达视觉检测装置处进行焊接质量的外貌检测；

（五）下料：检测完成后，下料搬运装置将治具从输送皮带机构上搬运下来，实现下料。

与现有技术相比较，本发明的有益效果是：治具通过设置偏心柱进行夹紧探针连接器，结构简单；设置压紧板对电缆进行固定，能够保持电缆在运输的过程中不松动；锁块和开锁块的结构匹配，在结构上更加紧凑，从上方进行开锁，更加适合工人操作；侧挡座侧方设置的通孔可以进行碰焊，该治具可以完成锡焊和碰焊两个操作，并且滑动座上开有通孔，可以对工件的上下两端进行涂锡焊接。涂锡装置设置减速电机对夹持的工件进行翻转，方便上下面进行涂锡，设置有相机进行定位，提高涂锡的精度。

附图说明

图1为本发明实施例的爆炸结构图。

图2为治具的爆炸结构图。

图3为涂锡装置的爆炸结构图。

图4为激光焊接装置的爆炸结构图。

图5为碰焊装置的爆炸结构图。

具体实施方式

如图1所示，一种探针连接器的电缆焊接设备包括机架1以及安装在机架1上的上料搬运装置2、治具输送装置3、涂锡装置4、激光焊接装置5、碰焊装置6、视觉检测装置7和下料搬运装置8；上料搬运装置2和下料搬运装置8位于治具输送装置3的两端，涂锡装置4和激光焊接装置5设置在治具输送装置3的侧方，对应治具输送装置3；沿加工方向，激光焊接装置5位于涂锡装置4的后方，涂锡装置4后方设置有两组激光焊接装置5；碰焊装置6位于治具输送装置3的另一侧方，对应治具输送装置3，视觉检测装置7位于碰焊装置6的加工方向后方。

所述的上料搬运装置2用于将装有探针连接器和电缆的治具搬运到治具输送装置3，治具输送装置3用于输送治具流转，到达不同的工位进行相应的操作；涂锡装置4用于对治具中的探针连接器和电缆之间进行点锡，激光焊接装置5用于对点锡部位进行激光焊接，碰焊装置6用于从侧方将电缆和探针连接器之间连接起来，视觉检测装置7用于检测锡焊部分质量是否符合要求，下料搬运装置8用于将焊接完成的产品进行搬运下料。

如图1和图2所示，所述的治具输送装置3包括输送皮带机构、定位机构和治具9，治具9移动连接在输送皮带机构上；定位机构设置有多组，定位机构设置在输送皮带机构的侧方，与治具9相对应；所述的治具9包括底座91、滑动座92、定位座93、夹紧组件94、电缆定位座95、侧挡座96、压紧板97、开锁块98、锁块99和电缆座90；底座91的形状为z形，较低的平板移动连接在输送皮带机构上，滑动座92固定设置在较高的平板上，滑动座92中部设置有通孔；定位座93移动连接在滑动座92中，所述的定位座93侧方设置有槽口，该槽口的形状与探针连接器002形状相匹配，侧挡座96固定设置在滑动座92的中部，侧挡座96有对称布置的两个，侧挡座96与定位座93之间通过弹簧连接；所述的侧挡座96侧方设置有通槽，用于后续碰焊；夹紧组件94铰接在滑动座92的端部，所述的夹紧组件94包括转轴941、偏心柱942和摆杆943；偏心柱942固定设置在转轴941的中部，转轴941位于偏心柱942的偏心部位，摆杆943安装在转轴941的端部，转轴941铰接在滑动座92中；电缆定位座95设置在滑动座92上，电缆定位座95的上端设置有沟槽，该沟槽与电缆001的尺寸相匹配；压紧板97一端设置有铰接孔，另一端设置有卡扣，铰接孔与滑动座92相转动连接，压紧板97的中部下端面上设置有胶块，胶块位置与电缆定位座95相对应；锁块99水平配合在滑动座92中，锁块99的外端设置有卡扣，锁块99侧方设置有竖通槽，锁块99的底端设置有弹簧，弹簧受压，两端分别与滑动座92和锁块99相抵；开锁块98竖直配合在滑动座92中，开锁块98的下端设置有弹簧，开锁块98的侧方设置有楔形缺口，开锁块98配合在锁块99侧方的竖通槽中；电缆座90安装在底座91的较低平板上，电缆座90上设置有倾斜的电缆设置槽，电缆座90的下端还设置有扣块，用于保持电缆在电缆座90中的位置。

所述的治具9在工作时，首先将电缆001设置在电缆定位座95中，将探针连接器002设置在定位座93中，调整电缆001和探针连接器002的位置，而后转动摆杆943，使偏心柱942推动定位座93，使电缆001和探针连接器002之间压紧；而后将压紧板97摆动，将电缆定位座95中的电缆压紧，压紧板97的一端由锁块99扣住；在开锁的时候，将开锁块98向下按压，开锁块98侧方的楔形缺口推动锁块99向内侧运动，使锁块99和压紧板97之间松开。

治具9解决了待焊接的两个工件定位和夹紧问题，通过设置偏心柱942进行夹紧探针连接器，结构简单；设置压紧板97对电缆进行固定，能够保持电缆在运输的过程中不松动；锁块99和开锁块98的结构匹配，在结构上更加紧凑，从上方进行开锁，更加适合工人操作；侧挡座96侧方设置的通孔可以进行碰焊，该治具可以完成锡焊和碰焊两个操作，并且滑动座92上开有通孔，可以对工件的上下两端进行涂锡焊接。

如图3所示，所述的涂锡装置4包括底座41、第一滑台组件42、相机43、第一气缸44、熔锡器45和夹持机构46；所述的底座41固定设置在机架上，第一滑台组件42水平安装在底座41的上端，第一气缸44安装在第一滑台组件42的移动部上，熔锡器45通过连接件安装在第一气缸44的伸缩端上，所述的熔锡器45下端为尖锐的针形出口，熔锡器45的上端将锡丝送入，通过电热丝加热熔化，下端出料；底座41的上端两侧设置有连杆和十字夹块，相机43通过连杆和十字夹块调节安装在底座41上，所述的相机43设置有对称的两个；所述的夹持机构46安装在底座41上，夹持机构46用于夹持和翻转治具；所述的夹持机构46包括第二滑台组件461、第二气缸462、升降座463、减速电机464、折形安装架465、手指气缸466、夹紧爪467、导座468和压紧块469；第二滑台组件461水平安装在底座41上，第二气缸462竖直安装在第二滑台组件461的移动部上，第二气缸462的伸缩端与升降座463相连接，升降座463通过滑轨移动连接在第二滑台组件461上，减速电机464水平安装在升降座463中，折形安装架465安装在减速电机464的输出轴上，手指气缸466安装在折形安装架465的下端面上，夹紧爪467安装在手指气缸466的两个伸缩端上，夹紧爪467上设置有与治具外缘相对应的卡槽；压紧块469配合在导座468中，压紧块469上端面设置有圆形沉孔，该沉孔中设置有弹簧，弹簧上端与手指气缸466相抵，导座468安装在手指气缸466的下端面上。

所述的涂锡装置4在工作时，第二气缸462带动升降座463下降，手指气缸466带动两个夹紧爪467相互靠近，夹住治具，而后将治具进行抬升，两个相机43队治具中的电缆001点焊部位进行定位，而后由第一滑台组件42和第一气缸44实现横纵移动，使熔锡器45下端到达指定位置，放出锡液。

涂锡装置4解决了涂锡工艺需双面涂锡的问题，设置减速电机464对夹持的工件进行翻转，方便上下面进行涂锡，设置有相机43进行定位，提高涂锡的精度。

如图4所示，所述的激光焊接装置5包括安装座51、第二夹持机构52、第三滑台组件53、第四滑台组件54和激光发生器55；第三滑台组件53设置在安装座51上，安装在第三滑台组件53的移动部上，第四滑台组件54的移动部上设置有折板541，激光发生器55竖直安装在所述的折板541上；第二夹持机构52安装在安装座51的侧方。

如图5所示，所述的碰焊装置6包括安装架61、横移气缸62、横移架63和金属极64；所述的安装架61设置在治具输送装置3在侧方，横移气缸62安装在安装架61上，横移架63移动配合在安装架61上，金属极64安装在横移架63上，所述的金属极64与治具中的侧挡座96相对应。

所述的碰焊装置6在工作时，横移气缸62带动横移架63侧向移出，使金属极64接触到钣金件，金属极64通过放电将钣金件焊接在探针连接器上。

所述的视觉检测装置7和激光焊接装置5结构相似，通过ccd相机进行视觉检测，判断焊接质量是否符合要求。

所述的一种探针连接器的电缆焊接设备在工作时，依次通过以下步骤进行加工：

（一）上料：首先将电缆001设置在电缆定位座95中，将探针连接器002设置在定位座93中，调整电缆001和探针连接器002的位置，而后转动摆杆943，使偏心柱942推动定位座93，使电缆001和探针连接器002之间压紧；而后将压紧板97摆动，将电缆定位座95中的电缆压紧，压紧板97的一端由锁块99扣住；将待焊接的工件放置到治具中后，由上料搬运装置2将治具搬运到治具输送装置3中；

（二）涂锡：输送皮带机构将治具进行输送，在涂锡工位时，第二气缸462带动升降座463下降，手指气缸466带动两个夹紧爪467相互靠近，夹住治具，而后将治具进行抬升，两个相机43队治具中的电缆001点焊部位进行定位，而后由第一滑台组件42和第一气缸44实现横纵移动，使熔锡器45下端到达指定位置，放出锡液；一面涂好后，减速电机464将治具翻转一百八十度，对另一面进行涂锡；

（三）焊接：涂锡完成后的治具被第二夹持机构52夹住，激光发生器55放出激光，熔化之前工序点上的锡块，实现点锡焊接；而后治具再放置到输送皮带机构上，在下一工位时，横移气缸62带动横移架63侧向移出，使金属极64接触到钣金件，金属极64通过放电将钣金件焊接在探针连接器上，实现碰焊；

（四）检测：完成焊接后，治具到达视觉检测装置7处进行焊接质量的外貌检测；

（五）下料：检测完成后，下料搬运装置8将治具从输送皮带机构上搬运下来，实现下料。