基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法，包括支架和锡球激光焊接机构；设置在所述支架顶部的安装框，所述安装框上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；所述多通道输送机构包括靠背板，所述靠背板的下部安装有上支座，所述上支座上设置有多个锡球进料仓，用于不同类型的锡球存放，多个所述锡球进料仓分别处于上支座顶部的不同环道上。本发明专利技术通过设置的多通道输送机构，即当对应的活动件发生位移变化时，可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求。满足不同工艺的加工要求。满足不同工艺的加工要求。

Tin ball laser welding device based on multi-channel transportation and its application method

【技术实现步骤摘要】
基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法


[0001]本专利技术涉及锡球激光焊接
，具体为基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法。

技术介绍

[0002]激光锡球焊分为喷球焊接和植球焊接，是一种全新的锡焊贴装工艺。这种工艺的主要优点是能实现极小尺寸的互连，熔滴大小可小至几十微米。能将容器中的锡球通过特制的单锡珠分球系统转移至喷射头，通过激光的高脉冲能量，瞬间熔化置于喷射头上的锡球，再利用惰性气体压力将熔化后的锡料，喷射到焊点表面，形成互联焊点，现有的锡球激光焊接装置，在针对不同工艺环境使用过程中，熔化后的锡料喷射到对应焊点表面的量是不同的，并且现有的锡球激光焊接装置一般只存在单一通道，只能满足同一类型的锡球进入，无法适应多种不同的工艺环境。
[0003]中国专利CN109551069B虽然公开了一种自动化激光多通道锡球焊接装置，包括输送组件、吸取组件、焊接治具和锡球盒，其可以同时丢放多个锡球，并一次进行多个焊点的焊接，可以有效改进现有技术的不足，大大提高生产效率，进一步提高加工产品的质量；虽然其公开了多通道同时丢放多个锡球的技术构思，但是并没有对不同类型的锡球进行进入通道切换的部件以及如何控制锡球进入激光焊接点位的精准控制方法，无法准确地确保不同类型的锡球的精准焊接。
[0004]再如中国专利申请CN114160908A公开的激光熔锡喷射焊多通道进料系统，其通过在一个送料机构中设置若干送料盘来输送不同尺寸的锡球，位移机构带动传动轴作直线往复运动，使得同一时间内仅有一个送料盘转动进行输送，该装置满足了不同工件焊接用料需求，但是其并不能精确识别锡球是否进入了待焊接点，无法准确地确保不同类型的锡球的精准焊接。

技术实现思路

[0005]本专利技术针对上述缺陷，提供一种基于多通道输送的锡球激光焊接装置及使用方法，通过设置的多通道输送机构，即当对应的活动件发生位移变化时，可快速对不同类型的锡球进行进入通道的切换，便于满足不同工艺的加工要求；并且通过设置于多通道输送机构下支座上的监控组件，实时监测分料碟片上开设的环形设置的容球孔内锡球是否处于正中间位置，进而在处于正中间时单片机控制激光头工作，激光便可通过激光入射口对喷嘴组件端部的锡球进行照射，使其快速热熔，进一步提高了焊接的顺畅性和焊接质量。
[0006]本专利技术提供如下技术方案：基于多通道输送的锡球激光焊接装置，包括支架和锡球激光焊接机构；设置在所述支架顶部的安装框，所述安装框上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；所述多通道输送机构包括靠背板，所述靠背板的下部安装有上支座，所述上支座上设置有多个锡球进料仓，用于不同类型的锡球存放，多个所
述锡球进料仓分别处于上支座顶部的不同环道上，且所述锡球进料仓所在的上支座开设有弧形导槽，用于和对应的锡球进料仓连通；设置在所述上支座下表面可转动的进料环，所述进料环上开设有多个进料孔，每个所述进料孔与弧形导槽一一对应的，且用于不同位置的锡球滑出；包括可转动的分料碟片，所述分料碟片上开设有环形设置的容球孔，每个所述容球孔用于对不同位置的锡球进行承接，所述靠背板还上设置有转动驱动组件，用于带动分料碟片发生转动；还包括固定在上支座下部的下支座，所述下支座上设置有焊接头组件。
[0007]进一步地，所述焊接头组件包括安装条，所述安装条滑动设置在下支座的下表面，所述安装条的下表面设置有多个喷嘴组件，每个所述喷嘴组件上开设有用于导料槽，所述导料槽用于锡球进入对应喷嘴组件端部，所述下支座的上部开设有进料槽，用于不同位置所在的锡球进入，所述下支座的上部还开设有激光入射口，所述安装条上表面滑动安装有遮挡条，所述遮挡条与安装条之间连接有复位弹簧，且遮挡条的端部与下支座的侧壁相抵触。
[0008]进一步地，所述下支座的下表面设置有分段传动组件，用于驱动喷嘴组件发生间歇位移，所述分段传动组件包括固定在下支座下表面的固定块，所述固定块的竖直段滑动安装有活动件，所述固定块的横向段安装有可转动的转动盘，以及设置在固定块上的电机，用于驱动转动盘运动，所述转动盘上开设有限位槽，所述活动件的转动安装有限位块，所述限位块在限位槽内部限位滑动，所述活动件的一端与喷嘴组件所在的安装条固定连接，用于带动喷嘴组件运动。
[0009]进一步地，所述下支座上还设置有监测组件，用于对容球孔所在的锡球状态进行监测，所述监测组件包括开设在下支座上的安装槽，所述安装槽内部设置有可滑动的活动块，所述活动块的上表面设置有检测探头，所述安装槽与活动块之间连接有压簧。
[0010]进一步地，所述检测探头包括与所述装置的单片机无线通信传输的位置识别模块，用于识别容球孔内锡球的实时二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x
t
,y
t
)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的实时夹角θ
t
，
[0011]所述检测探头中的位置识别模块识别到的位置信息传递至锡球激光焊接装置的单片机中，单片机采用遗传算法优化确定所述检测探头对容球器内锡球是否位于容球器正中间定位，包括以下步骤：
[0012]M1：实时采集t时刻容球孔内锡球的二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x
t
,y
t
)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角θ
t
；
[0013]M2：所述装置的单片机中的控制单元根据所述M1步骤采集到的参数，构建锡球内正中定位距离计算模型D
tO
以及夹角熵H(t)计算模型：
[0014][0015][0016]其中，t＝1,2,
…
,N，p
tu
为t时刻容球孔内锡球位于第u个锡球于所述二维笛卡尔坐标系内的投影位置的概率，x
O
为容球孔正中间球心x轴坐标，y
O
为容球孔正中间球心y轴坐标；
[0017]M3：计算t时刻遗传算法的种群适应度函数f(D
tO
,H(t))：
[0018][0019]M4：采用概率P进行交叉变异1至N时刻的时间段内容球孔内锡球在所述二维笛卡尔坐标系的坐标值以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角；M5：判断经过所述M4步骤交叉变异优化后的t时刻遗传算法的种群适应度函数是否符合0.85<f(D
tO
,H(t))≤1，若符合，则判断t时刻的容球孔内的锡球处于正中间位置，否则重复所述M1
‑
M4步骤采用遗传算法交叉变异优化，进而使容球器内锡球位于容球器正中间定位。
[0020]所述M4步骤的概率P符合以下条件：
[0021][0022][0023]其中，f
平均
为1至N时刻的时间段内的(D
tO
,H(t))组成的种群平均适应度，f
big
为进行交叉变异的(D
tO
,H(t))组成的种群内两个不同时刻本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，包括支架(1)和锡球激光焊接机构(7)；设置在所述支架(1)顶部的安装框(2)，所述安装框(2)上设置有位移机构，用于锡球激光焊接机构(7)的多点精准移动；以及设置在锡球激光焊接机构(7)的下部的多通道输送机构，用于提供不同类型锡球的进入和输送；所述多通道输送机构包括靠背板(42)，所述靠背板(42)的下部安装有上支座(20)，所述上支座(20)上设置有多个锡球进料仓(24)，用于不同类型的锡球存放，多个所述锡球进料仓(24)分别处于上支座(20)顶部的不同环道上，且所述锡球进料仓(24)所在的上支座(20)开设有弧形导槽(26)，用于和对应的锡球进料仓(24)连通；设置在所述上支座(20)下表面可转动的进料环(29)，所述进料环(29)上开设有多个进料孔(32)，每个所述进料孔(32)与弧形导槽(26)一一对应的，且用于不同位置的锡球滑出；所述多通道输送机构还包括可转动的分料碟片(27)以及固定在上支座(20)下部的下支座(21)，所述分料碟片(27)上开设有环形设置的容球孔(28)，每个所述容球孔(28)用于对不同位置的锡球进行承接，所述靠背板(42)还上设置有转动驱动组件(19)，用于带动分料碟片(27)发生转动；所述下支座(21)上设置有焊接头组件。2.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述焊接头组件包括安装条(43)，所述安装条(43)滑动设置在下支座(21)的下表面，所述安装条(43)的下表面设置有多个喷嘴组件(23)，每个所述喷嘴组件(23)上开设有用于导料槽(38)，所述导料槽(38)用于锡球进入对应喷嘴组件(23)端部，所述下支座(21)的上部开设有进料槽(33)，用于不同位置所在的锡球进入，所述下支座(21)的上部还开设有激光入射口(44)，所述安装条(43)上表面滑动安装有遮挡条(22)，所述遮挡条(22)与安装条(43)之间连接有复位弹簧，且遮挡条(22)的端部与下支座(21)的侧壁相抵触。3.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述下支座(21)的下表面设置有分段传动组件，用于驱动喷嘴组件(23)发生间歇位移，所述分段传动组件包括固定在下支座(21)下表面的固定块(50)，所述固定块(50)的竖直段滑动安装有活动件(49)，所述固定块(50)的横向段安装有可转动的转动盘(46)，以及设置在固定块(50)上的电机，用于驱动转动盘(46)运动，所述转动盘(46)上开设有限位槽(47)，所述活动件(49)的转动安装有限位块(48)，所述限位块(48)在限位槽(47)内部限位滑动，所述活动件(49)的一端与喷嘴组件(23)所在的安装条(43)固定连接，用于带动喷嘴组件(23)运动。4.根据权利要求1所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述下支座(21)上还设置有监测组件，用于对容球孔(28)所在的锡球状态进行监测，所述监测组件包括开设在下支座(21)上的安装槽(34)，所述安装槽(34)内部设置有可滑动的活动块(36)，所述活动块(36)的上表面设置有检测探头(37)，所述安装槽(34)与活动块(36)之间连接有压簧(35)。5.根据权利要求4所述的基于多通道输送的锡球激光焊接装置，其特征在于，所述检测探头(37)包括与所述装置的单片机无线通信传输的位置识别模块，用于识别容球孔内锡球的实时二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x
t
,y
t
)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的实时夹角θ
t
，
检测探头37中的位置识别模块识别到的位置信息传递至锡球激光焊接装置的单片机中，所述装置的单片机采用遗传算法优化确定所述检测探头(37)对容球器内锡球是否位于容球器正中间定位，包括以下步骤：M1：实时采集t时刻容球孔内锡球的二维笛卡尔坐标系内的坐标位置(x
t
,y
t
)以及与所述二维笛卡尔坐标系x轴的夹角θ
t
；M2：所述装置的单片机中的控制单元根据所述M1步骤采集到的参数，构建锡球内正中定位距离计算模型D
tO
以及夹角熵H(t)计算模型：...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈驰，刘明才，
申请(专利权)人：江苏怡鼎讯智能装备有限公司，
类型：发明
国别省市：