本发明专利技术的目的在于提供一种结构简单的激光焊接装置，通过采用该装置，即使在焊接对象为环状端子和插入该环状端子内部的杆状端子的情况下，也可通过照射将该两端子加热的特殊形状的激光束，在不发生电子零部件被烧损的问题的情况下有效地进行焊接。为达到该目的，在将激光束照射在焊接对象上来进行焊接的激光焊接装置中，多个光学透镜中的一部分由锥形透镜形成，该锥形透镜中，其入射面或出射面为圆锥面，中部具有直径比入射在该锥形透镜上的圆形激光束的直径小的中心孔，所述激光焊接装置通过该锥形透镜将所述圆形激光束转变成具有圆环状的环状部和位于该环状部中心的点状部的双重圆形光束，并将该双重圆形光束照射在焊接对象上。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及一种用于通过激光束来精密地焊接IC、 LSI等电子零 部件或其他工件的激光焊接装置。
技术介绍
采用激光进行焊接的技术为现有的公知技术，如下述专利文献1 和专利文献2所公开的内容。这些技术是一种从焊接装置的焊机机 头向印刷电路板等焊接对象照射激光束并通过该激光束的热量来使 焊锡熔融的焊接技术，具有不接触焊锡就可进行焊接的优点。然而现有技术中存在如下这样的问题，如图7和图8所示，由于 是从焊机机头1以点状的方式向焊接对象3照射圓形激光束2,并通 过该激光束2使喷嘴7供给的焊丝8熔融，由此来进行焊接，因此， 在焊接对象3为设置在基板4上的环状端子4a和插入该环状端子4a 内部的电子零部件5的杆状端子5a这样的情况下，激光束2会经由 所述环状端子4a和杆状端子5a之间的间隙6照射到电子零部件5 上，从而将该电子零部件5的局部烧损。另一方面，专利文献3和专利文献4中公开有一种采用环状激光 束对对象物进行加热、加工的技术。因此，若采用这种环状激光束 来焊接所述环状端子4a和杆状端子5a,可消除如上所述的电子零部 件被烧损的问题。专利文献1:日本专利技术专利公开公报特开平4-52073号 专利文献2:日本专利技术专利公开公报特开2002-1521号 专利文献3:日本专利技术专利公开公报特开2005-28428号 专利文献4:日本专利技术专利公开公报特开2006-229075号 然而，环状激光束只能加热环状端子4a,而不能加热位于该环状端子4a中间的杆状端子5a。因此，熔融的焊锡会因低温的所述杆 状端子5a而骤冷，从而导致焊接不良，这种情况下，需花费较多的 焊接时间，因而使得作业效率降低。尤其是，在通过焊接机器人连 续焊接多个焊接部位的情况下，整个作业效率会明显降低。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种结构简单的激光焊接装置，通 过采用该激光焊接装置，即使在焊接对象为环状端子和插入该环状 端子内部的杆状端子的情况下，也可通过照射将该两端子加热的特地进行焊接。为达到上述目的，本专利技术的激光焊接装置按如下方式构成通过 多个光学透镜将激光束转变成具有所需的光束直径和光束形状的激 光束，并将其照射在焊接对象上，所述多个光学透镜中的一部分由 锥形透镜形成。该锥形透镜中，其入射面或出射面为圆锥面，中部 具有直径比入射在该锥形透镜上的圆形激光束的直径小的中心孔， 所述激光焊接装置通过该锥形透镜将所述圆形激光束转变成具有圆 环状的环状部和位于该环状部中心的点状部的双重圆形光束，并将 该双重圓形光束照射在所述焊接对象上。这样，即使焊接对象由环状端子和插入该环状端子内部的杆状端 子构成，也可通过该双重圆形光束同时加热这两个端子，因此，可 在不会出现电子零部件被烧损的问题的情况下有效地进行焊接。此 外，由于是通过采用具有中心孔的锥形透镜来容易地产生所述双重 圆形光束，因此装置的结构简单。本专利技术的优选技术方案为，该激光焊接装置具有入射部和照射 部，所述激光振荡器输出的激光束射入到该入射部，该照射部用于 让该入射部输出的激光束朝焊接对象照射，这些入射部和照射部被 设置为其光轴通过位于二者之间的半透镜呈90度弯折的状态，所述 锥形透镜设置在所述照射部，此外，该焊接装置具有用于对焊接对象进行摄像的CCD摄像机，该CCD摄像机的摄像用光轴与所述照 射部光轴一致，该CCD摄像机经由所述半透镜和所述锥形透镜的中 心孔来对焊接对象进行摄像。或者，也可不将锥形透镜设置在所述照射部，而将其设置在所述 入射部，所述CCD摄像机经由该锥形透镜之外的其他光学透镜来对 焊接对象进行摄像。本专利技术的另一实施例中，焊接装置具有一个所述锥形透镜，该锥 形透镜的所述圆锥面为凸状圆锥面，该锥形透镜设置在所述多个光 学透镜组中最靠近焊接对象的位置上，且以所述圆锥面作为出射面。此外，本专利技术的其他实施例中，激光焊接装置具有两个所述锥形 透镜，其中一个锥形透镜的圆锥面为凹状圆锥面，另一个锥形透镜 的圆锥面为凸状圆锥面，这些锥形透镜被设置为所述凹状圆锥面和 所述凸状圆锥面相向的状态。附图说明图1是示意性地表示本专利技术的激光焊接装置的第一实施方式的 结构图。图2是不具有中心孔的普通锥形透镜的功能说明图。图3是俯视图，表示从图2的锥形透镜射出的激光束的图案。图4是要部俯视图，表示从图1的焊接装置照射在焊接对象上的 激光束的照射图案。图5是示意性地表示本专利技术的激光焊接装置的第二实施方式的 结构图。图6是图5的要部放大图。图7是现有技术中的焊接装置的要部侧视图。图8是要部侧视图，表示从现有技术中的焊接装置射出的激光束 的照射图案。附图标记说明11:激光振荡器，15:焊接对象，17:入射部，18:照射部，19: CCD摄像机，21:半透镜，22:光学透镜(第一凸透镜)，23: 光学透镜(第二凸透镜)，24、 33、 34:锥形透镜，25:入射面， 26、 37a:出射面，26a、 40a:圆锥面，27、 38、 42:中心孔，32、 44:光学透镜(凸透镜)，Br:环状部，Bs:点状部，LI:入射部 光轴，L2:照射部光轴，L3:摄像用光轴。具体实施方式图1是示意性地表示本专利技术的激光焊接装置的第一实施方式的 图。该图中，附图标记"10"表示设置在未图示的焊接机器人的多 关节臂上的焊机机头；附图标记"11"表示用于输出激光束B1的激 光振荡器；附图标记"12"表示用于将该激光振荡器11输出的激光 束B1导向所述焊机机头IO的光纤。此外，附图标记"13"表示设 置有印刷电路的基板；附图标记"14"表示焊接在该基板13上的电 子零部件。焊接是在电子零部件14的杆状端子14a插入所述基板13 上的环状端子13a内的状态下来进行的。因此，这些环状端子13a 和杆状端子14a构成焊接对象15。所述焊机机头IO具有入射部17,从所述激光振荡器11输出 的激光束B1经由光纤12入射到该入射部17;照射部18,其将入射 的激光束B1向焊接对象15照射；CCD摄像机19,用于对所述焊接 对象15摄像。所述入射部17和照射部18是以如下状态设置在筒状壳体20的 内部，即，4吏其光轴即入射部光轴L1和照射部光轴L2以半透镜21 为界限呈90度弯折的状态。所述CCD摄像机19设置在该壳体20 的上端，且该CCD摄像机19的摄像用光轴L3与所述照射部光轴 L2大致一致。所述半透镜21具有不能让激光振荡器11输出的激光束B1透过 而是使其反射但能让其他光(可见光)透过的特性。半透镜21以分 别相对于所述入射部光轴L1和照射部光轴L 2倾斜4 5度的方式而设 置，使从所述入射部17入射的圆形的所述激光束Bl沿着所述照射部光轴L2所在的方向反射。在所述照射部18中，沿着该照射部光轴L2依次设置有所述半 透镜21和多个光学透镜22、 23、 24,该多个光学透镜22、 23、 24 用于将激光束转变成所需的光束直径和光束形状。所述多个光学透镜22、 23、 24中，位于所述半透镜21侧的第一、 第二两个光学透镜22、 23为单面或双面呈凸状球面且中部的厚度比 周缘厚的凸透镜，此外，最靠近焊接对象15侧的一个光学透镜24 为单面呈圆锥面26a的锥形透镜，该锥形透镜24被设置成以所述圆 锥面26a作为出射面而朝向焊接对象的本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种激光焊接装置，包括用于输出激光束的激光振荡器和多个光学透镜，该多个光学透镜用于将该激光振荡器输出的激光束转变成具有所需的光束直径和光束形状的激光束，所述激光焊接装置是通过让所述激光束经由这些光学透镜照射在焊接对象上来进行焊接的，其特征在于， 所述多个光学透镜中的一部分为锥形透镜，该锥形透镜中，入射面或出射面为圆锥面，中部具有直径比入射在该锥形透镜上的圆形激光束的直径小的中心孔，所述激光焊接装置通过该锥形透镜将所述圆形激光束转变成具有圆环状的环状部和位于该环状部中心的 点状部的双重圆形光束，并将该双重圆形光束照射在所述焊接对象上。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：河野宽史，
申请(专利权)人：日本优尼可思股份有限公司，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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