焊接机器人及其对准定位机构制造技术

本实用新型专利技术涉及一种焊接机器人的对准定位机构，其包括：沿第一方向的第一部件，所述第一部件设置有第一弹簧结构；沿第二方向的第二部件，所述第二部件设置有第二弹簧结构，第二与第一方向成夹角；其中，第一弹簧结构包括第一固定支架、第一弹簧、第一传感器模块以及检测标靶，第二弹簧结构包括第二固定支架、第二弹簧、第二传感器模块以及检测标靶，在第一或第二部件滑动时，第一或第二弹簧的自由端与在第一或第二部件上预设的止挡部接触，从而传感器模块检测检测标靶的运动。本实用新型专利技术还涉及一种焊接机器人，其包括：移动臂；前述的对准定位机构，其安装于移动臂的自由端；以及与对准定位机构相连的烙铁头和送丝器。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及焊接机器人，并且更具体地涉及用于焊接机器人的烙铁头的对准定位机构。
技术介绍
通孔焊接工艺(pin-through hole soldering process)在电子工业制造中广泛使用。通常，采用焊接机器人来完成通孔焊接工艺所需的各步骤。焊接机器人大体上具有能够三维移动的移动臂以及对所述移动臂的运动进行控制的控制单元。在移动臂上安装有烙铁头以及用于焊丝的送丝机构。在工作时，印刷电路板固定在焊接机器人的工作台上，并且待焊的电子元器件的引脚插入到印刷电路板中的通孔中。在控制单元的控制下，焊接机器人的移动臂移动并且送丝机构送丝，以使得烙铁头与焊丝位于待焊部位附近。通电后的烙铁头使得焊丝融化，从而将电子元器件焊接在印刷电路板上。在这种焊接工艺中所面临的一个主要问题是，每次必须将烙铁头精确地定位在焊接部位。也就说，烙铁头要同时接触电子元器件的引脚与印刷电路板的焊接区。如果烙铁头仅仅错误地与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区二者中的一个接触的话，那么电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的加热温度有可能不同。这样导致的后果很可能使得焊料迅速冷却、焊丝无法按需熔融并且在引脚与焊接区之间无法形成所需的焊接连接。日本专利公开文献(JP4333363)公开了一种焊接机器人，在该焊接机器人的移动臂上安装有烙铁头，该烙铁头经由一套平行弹簧系统与该焊接机器人的移动臂相连，从而该烙铁头能够与该移动臂的路径相平行地移动。虽然该专利公开文献对安装烙铁头的移动臂进行了改进，但是在操作时仍无法可靠确保烙铁头能够与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触。如果无法确保焊接机器人在操作时烙铁头与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触，则电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的温度存在差异，从而焊料有可能过快冷却，导致无法确保电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区之间的所期望的焊接品质。另外，如果烙铁头与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区之间的接触力过大的话，则可能造成电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的损坏，而影响焊接品质。
技术实现思路
本技术的一个目的是提供一种用于焊接机器人的烙铁头的对准定位机构，其能够使得烙铁头总是准确地与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触，从而提高焊接质量，并且能够防止接触力过大的情况出现。根据本技术的一个方面，提供了一种焊接机器人的对准定位机构，其包括第一部件，所述第一部件设置有第一弹簧结构，所述第一部件在所述焊接机器人的移动臂上安装并且能够相对于所述移动臂沿第一方向移动；第二部件，所述第二部件设置有第二弹簧结构，所述第二部件在所述移动臂或所述第一部件上安装并且能够相对于所述移动臂或所述第一部件沿第二方向移动，其中所述第二方向与所述第一方向成夹角设置；其中，所述第一弹簧结构包括第一固定支架、一端在所述第一固定支架上固定的且沿第一方向施力作用的第一弹簧、在所述第一固定支架上固定的第一传感器模块以及相对于所述第一弹簧的自由端安置的检测标靶，所述第二弹簧结构包括第二固定支架、一端在所述第二固定支架上固定的且沿第二方向施力作用的第二弹簧、在所述第二固定支架上固定的第二传感器模块以及相对于所述第二弹簧的自由端安置的检测标靶，在所述第一部件或第二部件滑动时，所述第一或第二弹簧的自由端能够与在所述第一部件或第二部件上预设的止挡部接触并保持与所述止挡部相对静止，从而所述第一或第二传感器模块能够检测到所述检测标靶的运动。可选地，所述第一和/或第二传感器模块包括至少一个传感器，以检测所述检测标靶的运动。可选地，所述第一和/或第二传感器模块包括至少两个相互间隔的传感器，以检测所述检测标靶的运动。优选地，所述传感器是光电传感器，并且所述检测标靶由反光材料制成。优选地，所述对准定位机构的第一部件和/或第二部件包括滑动导轨，所述第一和/或第二固定支架在所述滑动导轨的固定轨上设置，所述检测标靶在所述第一和/或第二弹簧的自由端上设置或者在所述滑动导轨的滑动轨的预设位置上设置。优选地，所述第一和/或第二弹簧是螺旋弹簧。优选地，所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。优选地，所述对准定位机构与焊接机器人的烙铁头固定相连。优选地，所述对准定位机构还包括第三部件，所述第三部件设置有第三弹簧结构，所述第三部件能够相对于不同于第一方向或第二方向的第三方向滑动，所述第三弹簧结构与第一弹簧结构或第二弹簧结构构造相同。根据本技术的另一方面，提供了一种焊接机器人，其包括移动臂；控制单元，以控制所述移动臂的移动；如上所述的对准定位机构，所述对准定位机构安装在所述移动臂的自由端上；以及与所述对准定位机构相连的烙铁头以及提供焊丝的送丝器。采用本说明书及权利要求中给出的技术方案，由于定位对准机构包括具有至少两个沿不同方向的弹簧结构的弹簧系统，所以烙铁头能够与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触，提高焊接品质，并且能够防止接触力过大的情况出现。附图说明图1示意性示出了根据本技术的一个实施例的焊接机器人的局部透视图；图2示意性放大示出了根据图1的焊接机器人的移动臂上的如虚线圆圈所标的对准定位机构中所安装的弹簧系统；图3示出了根据本技术的一个实施例的烙铁头的对准定位机构的正视图；并且图4a至图4c示出了根据本技术的焊接机器人的烙铁头在对准定位机构作用下的操作过程。具体实施方式下面参照附图描述本技术的一些优选实施方式。在各附图中，相同的部件由相同的附图标记表示。图1示意性示出了根据本技术的一个实施例的焊接机器人I。该焊接机器人I大体上包括能够沿三维方向X、y或Z任意移动的移动臂2、固定的工作台4以及(未示出的)控制单元，其中所述控制单元例如是可编程逻辑控制器(PLC)并且能够控制移动臂的运动。在移动臂2的一个自由端上安装有对准定位机构3。对准定位机构3经由一支架与用于焊丝的送丝器5和烙铁7固定相连。如图1所示，支架设有连接片6，在连接片6的两端上分别成角度地固定有所述送丝器5和所述烙铁7。连接片6为圆弧形结构，并设有与其轮廓相符的圆弧槽。通过沿圆弧槽移动连接片6，可以改变送丝器5和烙铁7相对于工作台4的角度，以便实现不同角度的焊接。作为示例，对准定位机构3包括能够彼此沿z和X方向自由滑动的第一部件3.1以及第二部件3. 2。在对准定位机构3不使用时，第一部件3.1以及第二部件3. 2可以通过相应的锁定装置彼此锁定而无法移动。仅仅在需要对准定位机构3使得烙铁7的烙铁头8准确定位时，锁定装置被解锁从而第一部件3.1和第二部件3. 2能够分别沿沿z和X方向自由相对滑动。第一部件3.1和第二部件3. 2之间可以采用本领域已知的任何结构实现相对滑动。例如，第一部件3.1与焊接机器人I的移动臂2的端部之间可以安装有滑动导轨，同时第一部件3.1与第二部件3. 2之间可以安装有滑动导轨。仅仅作为一个实例，可以想到的是第一部件3.1与焊接机器人I的移动臂2的端部之间的滑动导轨沿X方向安装，从而第一部件3.1能够相对于焊接机器人I的移动臂2沿X方向自由滑动；而第一部件3.1与第二部件3. 2之间的滑动导轨沿z方向安装，从而第二部件3. 2能够相对于第一部件3.1或移动臂2沿z方向自由滑动。很显然，上述颠倒的情况本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种焊接机器人的对准定位机构，其包括：在所述焊接机器人的移动臂上安装的且能够相对于所述移动臂沿第一方向移动的第一部件，所述第一部件设置有第一弹簧结构；在所述移动臂或所述第一部件上安装的且能够相对于所述移动臂或所述第一部件沿第二方向移动的第二部件，其中所述第二方向与所述第一方向成夹角设置，所述第二部件设置有第二弹簧结构，其特征在于，所述第一弹簧结构包括第一固定支架、一端在所述第一固定支架上固定的且沿第一方向施力作用的第一弹簧、在所述第一固定支架上固定的第一传感器模块以及相对于所述第一弹簧的自由端安置的检测标靶，所述第二弹簧结构包括第二固定支架、一端在所述第二固定支架上固定的且沿第二方向施力作用的第二弹簧、在所述第二固定支架上固定的第二传感器模块以及相对于所述第二弹簧的自由端安置的检测标靶，在所述第一部件或第二部件滑动时，所述第一或第二弹簧的自由端能够与在所述第一部件或第二部件上预设的止挡部接触并保持与所述止挡部相对静止，并因此所述第一或第二传感器模块检测所述检测标靶的运动。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：冯时佳，Y·拉乌，陆蓓雯，
申请(专利权)人：博世汽车部件长沙有限公司，
类型：实用新型
国别省市：