CN102069254A - 自动焊锡机器人的焊锡*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动焊锡机器人的焊锡***，包括烙铁头；还包括烙铁头运动机构和锡丝精确定位机构；烙铁头运动机构包括与烙铁头连接的移动装置；移动装置包括连接块、气缸、滑板和线性滑轨；连接块将烙铁头的上端与气缸的缸体连接在一起，连接块还连接滑板；滑板与线性滑轨滑动连接；锡丝精确定位机构的锡丝导嘴通过连杆与连接块连接，连接块与连接轴连接，偏转块与连接轴固定连接，连接轴与俯仰块转动连接，俯仰块与夹持块连接，夹持块固定在烙铁头的上端，水平调节螺钉与偏转块转动连接且前端与俯仰块滑动连接。本发明能减少带动烙铁头上下运动的机构的磨损，确保烙铁头锡焊时重复运动的精度，能使被输送的锡丝精确定位到烙铁头吃锡点。

Description

自动焊锡机器人的焊锡***

技术领域

本发明涉及自动焊锡机器人的焊锡***。

背景技术

自动焊锡技术由于可以解决人工焊锡因人为因素造成的低质量和低效率问题而受到越来越广泛的关注，焊锡机主要用于插装好电子元件的PCB板进行上锡作业，即将PCB板置于锡炉内锡面上让液态锡沾于PCB板的插装孔，使电子元件焊接与PCB板上。焊锡机主要有浸式焊接机、波峰焊接机：1、浸式焊接机，即将存放锡液的容器固定，让电路板向下运动，使焊接面到达锡液的表面之下，从而达到锡焊的目的。这样的缺点是，让电路板上下运动，易出现短路和焊接不饱满，而且电路板焊接面的面积大小与存放锡液的容器的上表面积不匹配，很容易浪费锡液；2、波峰焊接机，电路板水平运动，底面接触锡液，从而完成焊接工艺，这样焊接质量没有保证。在这些焊锡机种，只能实现水平或者上下的运动，对于难度高、精确度要求高的焊接无法实现。

中国专利文献公开了一种《万向自动送锡焊接机》，它包含有机座、万向手臂、烙铁及供锡机组，其中一万向手臂固接烙铁，一万向手臂固接供锡机组，两万向手臂分别定位于机座上，利用万向手臂上的单一旋钮同进控制三组接头呈定位状态或呈松弛调整状态。这种结构万向臂的控制不够精确和稳定。日本专利文献JP 3226370中公开的自动焊锡机器人的烙铁头由上下方向运动机构以及左右方向运动机构控制，可以比较精确地控制烙铁头的位置，这种结构的烙铁头不能偏转角度，仍不够灵活。同时，以上两种焊锡设备都存在一个明显的缺陷：当烙铁头运动到焊锡工作位置进行焊锡后，会上升以便移动到下一个焊锡工作位置，因此在进行大批量的同一水平工作位置的焊接时，烙铁头仍然需要由万向臂或者上下运动机构的带动，这样一方面微小的运程难以控制精确，另一方面万向臂或者上下运动机构频繁运动容易造成磨损，影响焊接设备的使用寿命。

此外传统的自动焊锡机在焊锡时经常由于定位不准确而达不到预期的效果，比如对大型电路板或元件进行焊锡操作时由于焊锡位置的关系，往往需要烙铁头从各个不同的角度进行焊锡操作，然而常常因为锡丝无法准确送到烙铁头的吃锡点而导致焊锡操作失败，后期仍然需要通过人工进行修补工作，浪费人力物力，所以目前大多数的自动焊锡机并不适合工业自动化批量生产的要求，因此，如何将锡丝精确定位到烙铁头吃锡点成为需要解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供自动焊锡机器人的焊锡***，能减少带动烙铁头上下运动的机构的磨损，确保烙铁头锡焊时重复运动的精度，能使被输送的锡丝精确定位到烙铁头吃锡点，实现工业自动化的批量生产要求。

实现本发明目的的技术方案是自动焊锡机器人的焊锡***，包括烙铁头；还包括固定在自动焊锡机器人的控制上下方向运动的Z轴模块上的烙铁头运动机构和固定在烙铁头的上端的锡丝精确定位机构；所述烙铁头运动机构包括与烙铁头连接的移动装置；所述移动装置包括连接块、气缸、滑板和线性滑轨；所述连接块将烙铁头的上端与气缸的缸体连接在一起，连接块还连接滑板；所述滑板与线性滑轨滑动连接；锡丝精确定位机构包括锡丝导嘴、夹持块、连接轴、偏转块、连接块、连杆、俯仰块和水平调节螺钉；所述锡丝导嘴通过连杆与连接块连接，连接块与连接轴连接，偏转块与连接轴固定连接，连接轴与俯仰块转动连接，俯仰块与夹持块连接，夹持块固定在烙铁头的上端，水平调节螺钉与偏转块转动连接且前端与俯仰块滑动连接。

所述烙铁头运动机构的移动装置还包括连接在气缸上的调速接头。

所述烙铁头运动机构还包括压力调节装置；所述压力调节装置包括拉伸弹簧、调节螺钉、拉簧钩板和拉簧钩柱；所述拉伸弹簧的上端与拉簧钩板连接，下端与拉簧钩柱连接；所述调节螺钉与拉簧钩板转动连接，前端穿过拉簧钩板并与所述移动装置的滑板相接触；所述拉簧钩板与所述移动装置的滑板滑动连接；所述移动装置和所述压力调节装置设置在盒体内；所述拉簧钩柱与盒体的底面固定。

所述烙铁头运动机构还包括角度调节装置；所述角度调节装置包括滑动连接的滑块、弧形滑道、螺钉和滑块螺母；所述滑块与所述盒体后侧面连接；所述角度调节装置还包括；所述角度调节装置的弧形滑道上设置有弧形槽；所述螺钉有2个，分别穿过滑块的两端，***弧形槽中，并由滑块螺母相对固定。

所述锡丝精确定位机构的俯仰块上设有第一斜面和第二斜面，水平调节螺钉的前端与俯仰块的第一斜面滑动连接。

所述锡丝精确定位机构的锡丝导嘴上设有转向柱，连杆设有多个导孔，转向柱卡在导孔内，锡丝导嘴通过转向柱与连杆转动连接；所述连接块为滑块，连杆与连接块转动连接。

所述锡丝精确定位机构还包括转动销轴和俯仰调节螺钉；转动销轴与俯仰块固定连接并与夹持块转动连接，俯仰调节螺钉与夹持块螺纹连接且前端与俯仰块的第二斜面滑动连接。

所述锡丝精确定位机构还包括拉簧；所述夹持块与偏转块上均设有拉簧勾柱，拉簧的两端分别与夹持块和偏转块上的拉簧勾柱连接。

所述锡丝精确定位机构还包括送丝管，送丝管设有送丝管接头，送丝管通过送丝管接头与锡丝导嘴连接。

本发明具有以下的积极效果：(1)本发明的焊锡***包括烙铁头运动机构和锡丝精确定位机构。烙铁头运动机构固定在控制上下方向运动的Z轴模块上，有专门微控烙铁头的移动装置，移动装置采用与烙铁头连接的气缸作为烙铁头频繁上下的动力，利用气缸缸体的伸缩带动烙铁头做快速稳定地运动直至完成一个焊接工作点，然后重复直至完成焊接工作，线性滑轨能保证烙铁头重复运动的精度，避免了以往Z轴模块在工作过程中频繁上下运动，减少了对Z轴模块的磨损，延长了自动焊锡机器人的使用寿命。锡丝精确定位机构的锡丝导嘴通过连杆与连接块连接，连接块与连接轴连接，偏转块与连接轴固定连接，连接轴与俯仰块转动连接，俯仰块与夹持块转动连接，夹持块固定在烙铁头的上端，水平调节螺钉与偏转块转动连接且前端与俯仰块上的第一斜面滑动连接，这种结构可以通过调节水平调节螺钉在第一斜面上移动实现偏转块转动，偏转块带动连接轴转动，最终带动锡丝导嘴的水平转动，使得锡丝导嘴出口的锡丝能准确对应烙铁头的吃锡面的水平方向的位置，实现水平方向上的精确定位。

(2)本发明的焊锡***的烙铁头运动机构的移动装置中还有连接在气缸上的调速接头，能够对烙铁头压下和抬起的速度进行控制，避免烙铁头高速冲击工件而对工件造成损伤。

(3)由于烙铁头与所要工作的元件有一定的接触，必然对工件表面产生一定的压力，为了适应某些工件表面的压力的大小可调节的需要，本发明的焊锡***的烙铁头运动机构还设置有由拉伸弹簧和调节螺钉构成的压力调节装置，一般装配时拉伸弹簧初始预伸量为0，通过调节螺钉调节拉伸弹簧的伸缩量，从而调节烙铁头着陆工件表面力的大小，以满足各种工件对焊接压力的不同需求。本发明的焊锡***的烙铁头运动机构的移动装置和压力调节装置设置在盒体内，结构紧凑、小巧，便于组装。

(4)本发明的焊锡***的烙铁头运动机构还设置了能使烙铁头相对竖直方向偏转的角度调节装置，它由连接烙铁头的滑块在弧形滑道中滑动而获得，当需要烙铁头偏转一定的角度时，松开螺钉，调整好烙铁头的偏转角度，然后旋紧螺母，即能改变烙铁头相对于竖直方向的角度，使烙铁头的焊接位置更加精确。

(5)本发明的锡丝精确定位机构的锡丝导嘴通过转向柱与连杆转动连接，连接块为滑块，连杆与连接块转动连接，连杆设有多个导孔，这种结构下，连接块能够上下调节，连杆能够在竖直平面内转动可调，转向柱可转动，这三个部件的多自由度调节能够使锡丝导嘴出口方向与焊头的轴线方向接近垂直，这更有利于锡丝直接作用在吃锡面上。

(6)本发明的锡丝精确定位机构的俯仰调节螺钉与夹持块螺纹连接且前端与俯仰块的第二斜面滑动连接，这种结构可以通过对俯仰调节螺钉的调节实现对锡丝导嘴的俯仰的调节，使锡丝导嘴出口的锡丝能准确对应烙铁头的吃锡面的竖直方向的位置，实现竖直方向上的精确定位。

(7)本发明锡丝精确定位机构的拉簧的两端分别与夹持块和偏转块上的拉簧勾柱连接，这种结构可以实现俯仰调节和水平偏转调节时力的作用和平衡。

(8)本发明锡丝精确定位机构的送丝管通过送丝管接头与锡丝导嘴连接，这种结构保证了锡丝能连续的送达烙铁头吃锡点。

附图说明

为了使本发明的内容更容易被清楚的理解，下面根据具体实施例并结合附图，对本发明作进一步详细的说明，其中

图1为本发明在自动焊锡机器人中的位置结构示意图。

图2为本发明的烙铁头运动机构的结构示意图，图中去掉盒盖。

图3为图2的右视图。

图4为图2的后视图。

图5为本发明的锡丝精确定位机构的结构示意图。

图6为图5的后视图。

附图中标号为：

烙铁头1；移动装置2，连接块2-1，气缸2-2，滑板2-3，线性滑轨2-4，调速接头2-5；压力调节装置3，拉伸弹簧3-1，调节螺钉3-2，拉簧钩板3-3，拉簧钩柱3-4；盒体4；角度调节装置5，滑块5-1，弧形滑道5-2-，螺钉5-3，滑块螺母5-4；锡丝导嘴6；夹持块7；连接轴8；偏转块9；连接块10；连杆11，导孔11-1；转向柱12；俯仰块13，第一斜面13-1，第二斜面13-2；水平调节螺钉14，转动销轴15，拉簧16，拉簧勾柱16-1；俯仰调节螺钉17，送丝管18，送丝管接头18-1；自动焊锡机器人19；Z轴模块20，Z轴连接块20-1。

具体实施方式

(实施例1)

见图1，本实施例的自动焊锡机器人的焊锡***的烙铁头运动机构通过Z轴连接块20-1固定在自动焊锡机器人19的控制上下方向运动的Z轴模块20上，锡丝精确定位机构固定在烙铁头1的上端。

见图2至图4，自动焊锡机器人的焊锡***的烙铁头运动机构包括烙铁头1、移动装置2、压力调节装置3、盒体4和角度调节装置5。移动装置2和压力调节装置3设置在盒体4内。

移动装置2包括连接块2-1、气缸2-2、滑板2-3、线性滑轨2-4和调速接头2-5。连接块2-1将烙铁头1的上端与气缸2-2的缸体连接在一起，连接块2-1还连接滑板2-3；滑板2-3通过螺钉与线性滑轨2-4滑动连接；调速接头2-5连接在气缸2-2上。

压力调节装置3包括拉伸弹簧3-1、调节螺钉3-2、拉簧钩板3-3和拉簧钩柱3-4。拉伸弹簧3-1的上端与拉簧钩板3-3连接，下端与拉簧钩柱3-4连接；调节螺钉3-2与拉簧钩板3-3转动连接，前端穿过拉簧钩板3-3并与移动装置2的滑板2-3相接触；拉簧钩板3-3与移动装置2的滑板2-3滑动连接；拉簧钩柱3-4与盒体4的底面固定。

角度调节装置5包括滑动连接的滑块5-1、弧形滑道5-2、螺钉5-3和滑块螺母5-4。滑块5-1与盒体4后侧面连接；角度调节装置5的弧形滑道5-2上设置有弧形槽；螺钉5-3有2个，分别穿过滑块5-1的两端，***弧形槽中，并由滑块螺母5-4相对固定。

见图5和图6，锡丝精确定位机构具有锡丝导嘴6、夹持块7、连接轴8、偏转块9、连接块10、连杆11、转向柱12、俯仰块13、水平调节螺钉14、转动销轴15、拉簧16、俯仰调节螺钉17、送丝管8。锡丝导嘴6上设有转向柱12，连杆11设有3个导孔11-1，转向柱12卡在导孔11-1内，锡丝导嘴6通过转向柱12与连杆11转动连接；连杆11与连接块10转动连接，连接块10为滑块且与连接轴8滑动连接，偏转块9与连接轴8固定连接，连接轴8与俯仰块13转动连接，俯仰块13通过转动销轴15与夹持块7转动连接，夹持块7固定在烙铁头1的上端，俯仰块13上设有第一斜面13-1和第二斜面13-2，水平调节螺钉14与偏转块9转动连接且前端与俯仰块13上的第一斜面13-1滑动连接；转动销轴15与俯仰块13固定连接并与夹持块7转动连接，俯仰调节螺钉17与夹持块7螺纹连接且前端与俯仰块13的第二斜面13-2滑动连接；夹持块7与偏转块9上均设有拉簧勾柱16-1，拉簧16的两端分别与夹持块7和偏转块9上的拉簧勾柱16-1连接；送丝管18设有送丝管接头18-1，送丝管18通过送丝管接头18-1与锡丝导嘴6连接。

烙铁头运动机构的移动装置的单作用气缸2-2在处于自然状态，即缸体收回状态的时候，正是熔融的焊锡所要工作的终端目标。单作用气缸2-2作为烙铁头1频繁上下运动的动力，带动烙铁头1在线性滑轨2-4上直线上下运动，实现对各个点的焊锡功能，线性滑轨2-4保证烙铁头1重复运动的精度。拉伸弹簧3-1和调节螺钉3-2用于调节烙铁头1着陆工件表面力的大小，一般装配时拉伸弹簧3-1初始预伸量为0。连接在单作用气缸2-2上的调速接头2-5能够对烙铁头1压下和抬起的速度进行控制，避免烙铁头1高速冲击工件而对工件造成损伤。松开螺钉5-3，滑块5-1能够在弧形滑道5-2上滑动，即能改变烙铁头1相对于竖直方向的角度，然后螺钉5-3，使烙铁头1的焊接位置更加精确，并能避让某些元件干涉。锡丝精确定位机构的水平调节螺钉14用于控制锡丝导嘴6在水平方向上的偏转，俯仰调节螺钉17用于控制锡丝导嘴6在竖直方向上的偏转，实现水平方向和竖直方向两个方向上的精确定位，从而达到使被输送的锡丝精确定位到烙铁头吃锡点的目的。

应当理解，以上所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。由本发明的精神所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明的保护范围之中。

Claims (9)

1.自动焊锡机器人的焊锡***，包括烙铁头(1)；其特征在于：还包括固定在自动焊锡机器人(19)的控制上下方向运动的Z轴模块(20)上的烙铁头运动机构和固定在烙铁头(1)的上端的锡丝精确定位机构；所述烙铁头运动机构包括与烙铁头(1)连接的移动装置(2)；所述移动装置(2)包括连接块(2-1)、气缸(2-2)、滑板(2-3)和线性滑轨(2-4)；所述连接块(2-1)将烙铁头(1)的上端与气缸(2-2)的缸体连接在一起，连接块(2-1)还连接滑板(2-3)；所述滑板(2-3)与线性滑轨(2-4)滑动连接；锡丝精确定位机构包括锡丝导嘴(6)、夹持块(7)、连接轴(8)、偏转块(9)、连接块(10)、连杆(11)、俯仰块(13)和水平调节螺钉(14)；所述锡丝导嘴(6)通过连杆(11)与连接块(10)连接，连接块(10)与连接轴(8)连接，偏转块(9)与连接轴(8)固定连接，连接轴(8)与俯仰块(13)转动连接，俯仰块(13)与夹持块(7)连接，夹持块(7)固定在烙铁头(1)的上端，水平调节螺钉(14)与偏转块(9)转动连接且前端与俯仰块(13)滑动连接。

2.根据权利要求1所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述烙铁头运动机构的移动装置(2)还包括连接在气缸(2-2)上的调速接头(2-5)。

3.根据权利要求1或2所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述烙铁头运动机构还包括压力调节装置(3)；所述压力调节装置(3)包括拉伸弹簧(3-1)、调节螺钉(3-2)、拉簧钩板(3-3)和拉簧钩柱(3-4)；所述拉伸弹簧(3-1)的上端与拉簧钩板(3-3)连接，下端与拉簧钩柱(34)连接；所述调节螺钉(3-2)与拉簧钩板(3-3)转动连接，前端穿过拉簧钩板(3-3)并与所述移动装置(2)的滑板(2-3)相接触；所述拉簧钩板(3-3)与所述移动装置(2)的滑板(2-3)滑动连接；所述移动装置(2)和所述压力调节装置(3)设置在盒体(4)内；所述拉簧钩柱(3-4)与盒体(4)的底面固定。

4.根据权利要求3所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述烙铁头运动机构还包括角度调节装置(5)；所述角度调节装置(5)包括滑动连接的滑块(5-1)、弧形滑道(5-2)、螺钉(5-3)和滑块螺母(5-4)；所述滑块(5-1)与所述盒体(4)后侧面连接；所述角度调节装置(5)还包括；所述角度调节装置(5)的弧形滑道(5-2)上设置有弧形槽-；所述螺钉(5-3)有2个，分别穿过滑块(5-1)的两端，***弧形槽中，并由滑块螺母(5-4)相对固定。

5.根据权利要求4所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述锡丝精确定位机构的俯仰块(13)上设有第一斜面(13-1)和第二斜面(13-2)，水平调节螺钉(14)的前端与俯仰块(13)的第一斜面(13-1)滑动连接。

6.根据权利要求5所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述锡丝精确定位机构的锡丝导嘴(6)上设有转向柱(12)，连杆(11)设有多个导孔(11-1)，转向柱(12)卡在导孔(11-1)内，锡丝导嘴(6)通过转向柱(12)与连杆(11)转动连接；所述连接块(10)为滑块，连杆(11)与连接块(10)转动连接。

7.根据权利要求6所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述锡丝精确定位机构还包括转动销轴(15)和俯仰调节螺钉(17)；转动销轴(15)与俯仰块(13)固定连接并与夹持块(7)转动连接，俯仰调节螺钉(17)与夹持块(7)螺纹连接且前端与俯仰块(13)的第二斜面(13-2)滑动连接。

8.根据权利要求7所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述锡丝精确定位机构还包括拉簧(16)；所述夹持块(7)与偏转块(9)上均设有拉簧勾柱(16-1)，拉簧(16)的两端分别与夹持块(7)和偏转块(9)上的拉簧勾柱(16-1)连接。

9.根据权利要求8所述的自动焊锡机器人的焊锡***，其特征在于：所述锡丝精确定位机构还包括送丝管(18)，送丝管(18)设有送丝管接头(18-1)，送丝管(18)通过送丝管接头(18-1)与锡丝导嘴(6)连接。

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