基于电路板焊接的焊接系统技术方案

本实用新型专利技术涉及激光焊接领域，其公开了一种基于电路板焊接的焊接系统，包括焊接工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在Y轴的丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴的丝杠上，X轴丝杠固定在焊接工作台上。本实用新型专利技术的有益效果是：1、利用激光能量集中的特点，避免对温度敏感器件性能的影响；2、利用激光非接触焊接的特点，解决波峰焊中元器件必须浸入液态焊料中的劣势；3.利用激光非接触焊接的特点,解决焊接空间狭窄电烙铁（接触焊接）无法触及的劣势。（*该技术在2022年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及激光焊接领域，尤其涉及一种基于电路板焊接的焊接系统。
技术介绍
目前电路板焊接普遍采用的焊接技术主要有，一热风回流焊，二波峰焊，三选择性焊接，四手工焊接。一回流焊是通过提供一种加热环境，使焊锡膏受热融化从而让表面贴装元器件和PCB焊盘通过焊锡膏合金可靠地结合在一起的焊接技术。二 波峰焊是让插件板的焊接面直接与高温液态锡接触达到焊接目的，其高温液态锡保持一个斜面，并由特殊装置使液态锡形成一道道类似波浪的现象，所以叫〃波峰焊。三选择性焊接可通过与波峰焊的比较来描述选择性焊接的概念。两者间最明显的差异在于波峰焊中PCB的下部完全浸入液态焊料中，而在选择性焊接中，仅有部分特定区域与焊料接触。在焊接过程中，焊料头的位置固定，通过机械手带动PCB沿各个方向运动。在焊接前也必须预先涂敷助焊剂。但是热风回流焊涉及到温度敏感器件时无法使用，而波峰焊需要电路板的下部需要完全浸入液态焊料中；选择性焊接不适应复杂的结构，工艺复杂。实际产品生产中遇到安装有温度敏感器件，同时又不容许让零部件浸入液态焊料中的情况时，往往只能手工焊接。手工焊接又无法避免，漏焊、虚焊、焊接质量不稳定、一致性差的缺点。
技术实现思路
为了解决现有技术中的问题，本技术提供了一种基于电路板焊接的焊接系统，解决现有技术中质量不稳定、一致性差的问题。本技术提供了一种基于电路板焊接的焊接系统，包括焊接工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在Y轴的丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴的丝杠上，X轴丝杠固定在焊接工作台上，X轴和Y轴的丝杠通过步进电机来控制运动；旋转气缸固定在水平工作台上，工装模具安装在旋转气缸上并随着气缸旋转；图像跟踪系统和送丝机构均固定在焊接工作台上的垂直工作台上，垂直工作台固定在Z轴丝杠上，Z轴丝杠固定在焊接工作台上。作为本技术的进一步改进，所述送丝机构由夹紧齿轮、焊锡丝、步进电机以及送丝轨道组成，所述焊锡丝在所述送丝轨道上运动，所述步进电机控制夹紧齿轮的转动并带动焊锡丝运动。作为本技术的进一步改进，所述夹持电路板的工装模具包括工装模具底座、定位装置以及电路板的定位夹具，电路板的定位夹具和定位装置均固定在工装模具底座上，定位装置定位安装在旋转气缸上。作为本技术的进一步改进，所述图像跟踪系统、轨迹运行机构和送丝机构进行五轴联动。本技术的有益效果是1、利用激光能量集中的特点，避免对温度敏感器件性能的影响；2、利用激光非接触焊接的特点，解决波峰焊中元器件必须浸入液态焊料中的劣势；3、克服人工焊接中的漏焊、虚焊的现象，避免人为因素对产品质量的影响；4、激光焊接简化了工艺流程，适应性较强；5、实现对单点的精确焊接；6、实现对同一空间内的异面焊接；7、实现不同形状点的一次性焊接。附图说明图1为本技术基于电路板焊接的焊接方法步骤示意图。图2为本技术基于电路板的焊接系统的示意框图。图3为本技术基于电路板的焊接系统的送丝机构结构示意图。图4为本技术基于电路板的焊接系统的工装模具结构示意图。具体实施方式以下结合附图说明及具体实施方式对本技术进一步说明。一种基于电路板焊接的焊接方法，包括如下步骤(A)图像跟踪系统调节轨迹运行机构的运动方向；(B)激光光源进行预热处理；(C)送丝机构进行送丝处理；(D)激光焊接。所述步骤(A)中，所述图像跟踪系统调节并定位轨迹运行机构的X、Y、A三个方向，所述轨迹运行机构运行至激光焊接点；所述轨迹运行机构上固定待焊接电路板。所述步骤(B)中，调节和控制待焊接电路板焊接点激光光源功率和时间。所述步骤(C)中，送丝机构调节待焊接电路板焊接点的焊锡量，保持焊接点的焊锡量一致。所述步骤(D)中，调节激光点上下高度的调节，对同一空间内不同待焊接电路板焊接高度点进行焊接。所述基于电路板焊接的焊接方法还包括保温处理步骤。所述图像跟踪系统、轨迹运行机构和送丝机构进行五轴联动。一种实施例中，电路板组装在工装模具上，工装模具安装在旋转轴上。旋转气缸，固定在Y轴丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴丝杆上。当X轴运动时，带动电路板沿X轴运动，当Y轴运动时带动电路板沿Y轴运动，当A轴旋转时,带动电路板沿旋转轴运动。光纤及送丝机构固定在Z轴丝杆上，焊锡丝的送出位置与激光的焦点重合，当Z轴运动时带动两者同时运动。图像跟踪系统确定好电路板与预先设定的定位点之间的差异，系统输出控制信号，控制X、Y、A三轴，进行运动，使电路板到达指定焊接位置。送丝机构，直接控制每个焊接点的送锡量的大小。其每次焊接送锡量可固定不变。确保焊接的一致性。本技术同时提供了一种基于电路板焊接的焊接系统，包括焊接工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在Y轴的丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴的丝杠上，X轴丝杠固定在焊接工作台上，X轴和Y轴的丝杠通过步进电机来控制运动；旋转气缸固定在水平工作台上，工装模具安装在旋转气缸上并随着气缸旋转；图像跟踪系统和送丝机构均固定在焊接工作台上的垂直工作台上，垂直工作台固定在Z轴丝杠上，Z轴丝杠固定在焊接工作台上；所述送丝机构由夹紧齿轮、焊锡丝、步进电机以及送丝轨道组成，所述焊锡丝在所述送丝轨道上运动，所述步进电机控制夹紧齿轮的转动并带动焊锡丝运动。所述夹持电路板的工装模具包括工装模具底座、定位装置以及电路板的定位夹具，电路板的定位夹具和定位装置均固定在工装模具底座上，定位装置定位安装在旋转气缸上。在一实施例中，如图1所示，利用图像跟踪系统实现精确定位当电路板运行到指定位置后，利用摄像技术进行拍照，通过与预先设定的图像样本进行对比，计算两个图像之间的差异，控制电机运动到焊接位置。其定位公差，可达到±0. 05mm;当电路板运行到指定位置后，图像识别系统对电路板上的定位点进行拍照，通过与预先设定的图像样本进行对比。计算出两者之间的位置差异，控制电机在X、Y、A三个方向上进行移动，使电路板的焊接位置与之前设定的焊接位置保持高度一致，其定位公差可达到±0. 05_。通过对光源功率和时间的控制，实现焊接点质量的一致性提供的焊接功率最大为130W，时间可以任意设定。在下次修改前，每个波形的输出能量恒定一致。通过对送丝机构的精确控制，实现焊点焊锡量的精确控制焊接机控制电机的旋转，来控制焊锡丝前进的长度。其单次送丝量的长度，理论上可无限长。利用激光光斑小，非接触的特点，实现狭小空间内的焊接激光光斑在焦点位置上的大小约为直径为0.1mm的一个圆，理论上可以焊接的最小焊盘为直径为0.1mm的一个圆盘。通过对激光点上下高度的调节，实现同一空间内，不同焊接高度点的焊接激光焊接的能量集中在焦点位置上。通过对Z轴上下位置的调节，实现对焊接焦点位置的调节。当在同一空间内时，调节Z轴，即可实现不同高度点的焊接。Z轴可以调节的范围为0到200mm ；利用激光能量集中的特点，避免对温度敏感器件性能的影响激光的能量主要在焦点位置，在其他位置时，光是发散状态，能量忽略不计。利用激本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于电路板焊接的焊接系统，其特征在于：包括焊接工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在Y轴的丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴的丝杠上，X轴丝杠固定在焊接工作台上,X轴和Y轴的丝杠通过步进电机来控制运动；旋转气缸固定在水平工作台上，工装模具安装在旋转气缸上并随着气缸旋转；图像跟踪系统和送丝机构均固定在焊接工作台上的垂直工作台上，垂直工作台固定在Z轴丝杠上，Z轴丝杠固定在焊接工作台上。

【技术特征摘要】
1.一种基于电路板焊接的焊接系统，其特征在于包括焊接工作台、激光光源、光纤、送丝机构、图像跟踪系统、轨迹运行机构以及夹持电路板的工装模具；激光光源产生激光并通过光纤传输；轨迹运行机构调节焊接工作台上的水平工作台的位置，水平工作台固定在Y轴的丝杠上，Y轴丝杠固定在X轴的丝杠上，X轴丝杠固定在焊接工作台上，X轴和Y轴的丝杠通过步进电机来控制运动；旋转气缸固定在水平工作台上，工装模具安装在旋转气缸上并随着气缸旋转；图像跟踪系统和送丝机构均固定在焊接工作台上的垂直工作台上，垂直工作台固定在Z轴丝杠上，Z轴丝杠固定在焊接工作...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵图良，畅晓鹏，喻文伯，杨华明，廖春生，黄伟，叶伟，
申请(专利权)人：深圳市恒毅兴实业有限公司，
类型：实用新型
国别省市：