CN103658905A - 一种自动焊接设备 - Google Patents

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于志卫
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Abstract

本发明适用于设备领域，公开了一种自动焊接设备，其包括对裁切好的各线材进行排列、蘸助焊剂、浸锡处理的线材处理机构、对处理好之后的各线材按照需焊接的线路板上的焊盘间距进行间距分配的分线机构、将间距分配好的各线材和线路板焊盘焊接在一起的焊接机构、将焊接好的线路板卸下的卸板机构以及与所述线材处理机构、卸板机构相连接的滑车组件；所述线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构依次排列，所述滑车组件位于各所述机构的前端。本发明通过上述各机构的配合，可自动完成线材的蘸助焊剂、浸锡、线材间距分配、焊接以及线路板的卸板等一系列工序，并可同时对多块线路板同时进行焊接，其相比传统的人工焊接方式，效率大为提高，节省劳力，减少了产品的生产成本。

Description

一种自动焊接设备
技术领域
本发明属于设备领域，尤其涉及一种自动焊接设备。
背景技术
线路板和线材之间的焊接在现代工业社会中应用比较广泛，鉴于线路板上焊接的线材通常机械不易控制，且焊接时需要完成蘸助焊剂，浸锡，对位，焊接等作业工序，因而传统的焊接作业很多都是采取人工操作，以保证良好的焊接效果，但是人工焊接其效率低下，使得产品的成本加大。
现今LED光源正以长寿命，底能耗的优点逐渐取代传统光源，但因目前LED单个发光单元的功率还比较低，仅为数瓦以下，因而需要把载有LED灯的印刷电路板(PCB)或柔性印刷电路板(FPCB)拼接起来组成较大的发光单元，例如LED模组，LED模组便是由多个单个模组通过导线串联或并联起来以组成较大功率。现有的这种LED模组其导线的焊接也是通过人工来完成的，虽然人工操作可以保证良好的焊接效果，但是其生产效率不高，因而人工成本在LED模组的生产成本中占据着很大的比例。
发明内容
本发明的目的在于克服上述现有技术的不足，提供了一种自动焊接设备，其通过多套动作机构组合可自动完成焊接作业，高效快捷。
本发明的技术方案是：包括对裁切好的各线材进行排列、蘸助焊剂、浸锡处理的线材处理机构、对处理好之后的各线材按照需焊接的线路板上的焊盘间距进行间距分配的分线机构、将间距分配好的各线材和线路板焊盘焊接在一起的焊接机构、将焊接好的线路板卸下的卸板机构以及与所述线材处理机构、卸板机构相连接的滑车组件；
所述线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构依次排列，所述滑车组件位于各所述机构的前端。
具体地，所述滑车组件包括位于所述线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构的前端、水平横向设置的导轨以及与所述导轨滑动连接的第一滑车和第二滑车。
更具体地，所述第一滑车包括滑动连接于所述导轨上的底板、与所述底板固定连接、竖直设置的导向板、与所述导向板活动连接的连接座；所述第二滑车包括与所述导轨活动连接的气缸座，与所述气缸座活动连接、可上下位移的活塞滑块。
具体地，所述线材处理机构包括放置裁切好的各线材的线材托盘、位于所述线材托盘上方、夹取线材的线材夹持器、位于所述线材托盘侧端的助焊剂池以及锡炉，所述线材托盘上并排设有多个用于穿设线材的线材通道，线材通道的端部还设有使各线材平齐的挡板；所述线材夹持器与所述连接座转动连接。
更具体地，所述线材夹持器包括多个呈一字间隔排列的夹子以及位于各所述夹子上端、可使各所述夹子下端张开的扳块，所述扳块上对应各夹子上端的位置设置有呈倒V形的V形槽；各所述夹子的中轴线与所述线材通道的中轴线位于同一条线上。
具体地，所述分线机构包括可将各线材并排排列的夹线组件、位于所述夹线组件之上将排列后的各线材压住的压线板、位于所述夹线组件之下可将排列后的各线材分开的拨线叉；所述夹线组件包括横向设置的滑杆、串穿于所述滑杆之上的若干夹爪以及位于最外侧的两夹爪两外端的拨爪块，各所述夹爪顶端设有用于放置线材的第一U形凹槽；所述拨线叉由多个梳齿一字间隔排列组成，所述梳齿的高度从中间起向两端逐步递减，所述梳齿的顶端设有尖锥头，各所述梳齿之间的间隙等于所述夹爪的横向厚度。
具体地，所述焊接机构包括用于夹持线路板的线路板固定夹具、位于所述线路板固定夹具上方的焊头组件、位于所述线路板固定夹具上方的线材定位夹具；所述线路板固定夹具包括右夹块以及可水平位移的左夹块，所述左夹块包括一竖直块以及凸设于所述竖直块向右横向延伸的第一平台，所述右夹块包括一竖直板件以及凸设于所述竖直板件向左横向延伸的第二平台，所述线路板两端部分别卡放于所述第一平台和第二平台之上；所述焊头组件包括可上下位移的焊接滑块以及嵌设于所述焊接滑块下部的烙铁头，所述烙铁头上设置有多个呈一字间隔排列的烙爪；各所述烙爪端部设有第二U形凹槽；所述线材定位夹具包括可上下位移的基块以及与所述基块固定连接的导正头，所述导正头包括多个呈一字间隔排列的导正齿；各所述导正齿的端部设有具有多个锥面且各锥面形状不一的锥头。
具体地，所述第一U形凹槽与所述第二U形凹槽位于同一轴心线上。
更具体地，所述焊头组件和线材定位夹具设置两组。
具体地，所述卸板机构包括卸板基块以及竖直设于所述卸板基块下的第一夹块、第二夹块，所述第一夹块、第二夹块均滑动连接于所述卸板基块上，所述第一夹块、第二夹块相对的两侧对开有用于夹住线路板的夹板凹槽，所述卸板基块与所述活塞滑块固定连接。
本发明提供的自动焊接设备，其通过设置线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构以及滑车组件，通过多套动作机构的组合，自动完成焊接作业，节约了人工成本，也大大地提高了生产效率，尤其适用于LED模组及类似产品的生产。
附图说明
图1是本发明实施例提供的自动焊接设备的结构图；
图2是本发明实施例提供的自动焊接设备的正视图；
图3是本发明实施例提供的线材夹持器的结构图；
图4是本发明实施例提供的分线机构的示意图；
图5是本发明实施例提供的焊接机构的结构示意图；
图6是本发明实施例提供的烙铁头的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
如图1所示，为本发明实施例提供的一种自动焊接设备，包括对裁切好的各线材进行排列、蘸助焊剂、浸锡处理的线材处理机构1、对处理好之后的各线材按照需焊接的线路板上的焊盘间距进行间距分配的分线机构2、将间距分配好的各线材和线路板焊盘焊接在一起的焊接机构3、将焊接好的线路板卸下的卸板机构4以及与所述线材处理机构1、卸板机构4相连接的滑车组件5；
线材处理机构1、分线机构2、焊接机构3、卸板机构4依次并排排列，滑车组件5位于各机构的前端；本发明提供的自动焊接设备，通过线材处理机构1、分线机构2、焊接机构3以及卸板机构4的组合，使线材从蘸助焊剂、浸锡、间距对位到焊接的过程全部都由机械完成，一次可焊接多块线路板，尤其适用于LED模组的生产，大大地提高了生产效率，节约了人工成本。
参见图1，具体结构设计中，所述的滑车组件5包括位于线材处理机构1、分线机构2、焊接机构3、卸板机构4的前端、水平横向设置的导轨53以及与导轨53滑动连接的第一滑车51和第二滑车52，第一滑车51和第二滑车52都可用气缸或马达等驱动沿导轨滑动，以使与之连接的各机构能够产生位移。
第一滑车51包括滑动连接于导轨53上的底板511、与底板511固定连接、竖直设置的导向板512、与导向板512活动连接的连接座513，第二滑车52包括与导轨53活动连接的气缸座521，与气缸座521活动连接、可上下位移的活塞滑块522，连接座513在气缸的作用下可沿导向板512在竖直方向滑移，因而可以带动与之连接的部件在竖直方向上产生位移，气缸座521可沿导轨水平滑动实现水平位移，活塞滑块522可在气缸座521的作用下实现上下位移从而可以带动与活塞滑块522连接的部件实现上下位移。
线材处理机构1包括放置线材的线材托盘11、位于线材托盘11上方、夹取线材的线材夹持器12、位于线材托盘11侧端的助焊剂池13以及位于助焊剂池13侧端的锡炉14，线材托盘11上并排设有多个用于穿设线材的线材通道111，各线材穿越线材通道111后伸出其一端，以便线材夹持器12夹取线材；线材通道的端部还设有使各线材平齐的挡板（图中已隐藏）；助焊剂池13用于放置助焊剂，以使后续的线材焊接变得更容易，锡炉14用于放置焊锡，为线材的浸锡做准备，线材夹持器12与连接座513通过轴承转动连接，这样线材夹持器夹取线材后可以转动一定的角度以便于实现线材的蘸助焊剂和浸锡的动作。
如图3所示，线材夹持器12包括多个呈一字间隔排列的夹子121以及位于各夹子121上端、可使各夹子121下端张开的扳块122，扳块122上对应各夹子上端的位置设置有呈倒V形的V形槽1221，各夹子121的中轴线与线材通道111的中轴线位于同一条线上。扳块122对夹子121的张开和闭合起到一个控制的作用，当扳块下移时，其倒V形的V形槽1221会不断闭合夹子121的上端，则夹子121的下端就会不断张开，夹取线材时，扳块122慢慢上移，则夹子121上端会慢慢张开，下端会慢慢闭合，此时的夹子121的下端就可以夹取线材，因为夹子121的中轴线与线材通道111的中轴线是同线的，故可保证每个夹子121都能夹取到与其对应的线材通道111中的线材，线材通道111端部的挡板使线材通道中的各线材对齐，则线材夹持器12夹取线材后的各线材依然保持对齐，这为后续线材的统一蘸助焊剂、浸锡提供了保证。
如图4所示，分线机构2包括可将各线材并排排列的夹线组件21、位于夹线组件21之上将排列后的各线材压住的压线板22、位于夹线组件21之下可将排列后的各线材分开的拨线叉23；夹线组件21包括横向设置的滑杆212、串穿于滑杆212之上的若干夹爪211以及位于最外侧的两夹爪两外端的拨爪块213，拨爪块213一端还与一弹簧连接，这样弹簧的弹力就可以迫使拨爪块213推动夹爪211向中间紧密靠拢，各夹爪211顶端设有用于放置线材的第一U形凹槽2110；拨线叉23由多个梳齿231一字间隔排列组成，梳齿231的高度从中间起向两端逐步递减，这样当梳齿231在梳齿滑块向上移动时，位于最高位的梳齿将最先拨开与其对应的两夹爪，后面的梳齿则依次拨开与其对应的夹爪；梳齿231的顶端设有尖锥头2311，便于梳齿231拨开夹爪211；各梳齿231之间的间隙等于夹爪211的横向厚度，这样可保证不会漏拨夹爪211。拨线叉23可事先设置多组不同规格的，这样当焊接不同的线路板时，只需要替换相应的拨线叉即可。
如图5所示，焊接机构3包括用于夹持线路板7的线路板固定夹具31、位于线路板固定夹具31上方的焊头组件32、位于线路板固定夹具31上方的线材定位夹具33；焊头组件32和线材定位夹具33由气缸或马达等控制其可以上下、左右位移，以调整其达到一个合适的高度和水平位置，线路板固定夹具31包括右夹块311以及可水平位移的左夹块312，左夹块312包括一竖直块以及凸设于所述竖直块向右横向延伸的第一平台3121，右夹块311包括一竖直板件以及凸设于所述竖直板件向左横向延伸的第二平台3112，线路板7两端部分别卡放于第一平台3121和第二平台3112之上；焊头组件32包括可上下位移的焊接滑块321以及嵌设于焊接滑块321下部的烙铁头322，焊接滑块321在气缸或马达的作用下带动烙铁头322一起运动。
如图6所示，烙铁头322上设置有多个呈一字间隔排列的烙爪3221，这样多个烙爪可实现同时焊接；各烙爪3221端部设有第二U形凹槽3221a，第二U形凹槽3221a使线材的拨线端受热更均匀，这样可保证焊接的良好效果。烙铁头322可事先设置多组不同规格，这样可根据不同线路板的焊盘的间距而选用相应规格的烙铁头。
如图5所示，线材定位夹具33包括可上下位移的基块331以及与基块331固定连接的导正头332，导正头332包括多个呈一字间隔排列的导正齿3321；各导正齿3321的端部设有具有多个锥面且各锥面形状不一的锥头3321a，锥头3321a的多各锥面可从各个方向对线材进行导正，以使线材能够更好地对准线路板上的焊盘进行焊接。
第一U形凹槽2110与第二U形凹槽3221a位于同一轴心线上，这样可使得夹爪211上的线材的拨线端刚好对着线路板上的焊盘和焊头组件上的烙爪3221，以使焊接准确无误。
如图1和图2所示，焊头组件32和线材定位夹具33设置两组，这样，当第一次焊接的线路板7的右端的焊盘焊接完之后，卸板机构4会将此次焊接的线路板卸下左移，待下一组线路板拼板放于线路板固定夹具3的第一平台3121和第二平台3112之后，第一次焊接的线路板上的线材6的另一端将由位于左边的线材定位夹具33定位对准下一组线路板拼板的左边未焊接的焊盘，由位于左边的焊头组件32将线材焊接在下一组线路板拼板的左边的焊盘区域，这样线路板拼板的左右两端的焊盘均可以实行焊接，高效快捷，此种双端焊接的结构尤其适用于LED模组的生产。在此，值得说明的是，对于LED模组这种用导线串接起来的这种结构，因其导线的长度均比较短，故第一次焊接后虽然线材6只有一端是被焊接固定的，另一端悬空，但是线材6的另一端是不会翘起得比较厉害，因而其在一定程度上还是比较齐整的，再通过左边的线材定位夹具33的定位及进一步导正，因此此种设置两组焊头组件和线材定位夹具进行双端焊接的模式是完全可以实现的。
卸板机构4包括卸板基块43以及竖直设于卸板基块43下的第一夹块41、第二夹块42，第一夹块41、第二夹块42均通过气缸-活塞组件滑动连接于卸板基块43上，其在前后方向通过气缸的驱动可以移动，这样第一夹块41和第二夹块42就可以适时调整以夹住线路板7，第一夹块41、第二夹块42相对的两侧对开有用于夹住线路板的夹板凹槽411，夹板凹槽411将线路板卡放于其中，保证线路板被夹住时不会脱掉；卸板基块43与活塞滑块522固定连接，活塞滑块522在气缸的驱动下可以上下位移，这样卸板基块43就可以跟随活塞滑块522一起上下运动，而由于与活塞滑块连接的气缸座521可以沿着导轨53水平滑移，故卸板基块43也可以在水平方向运动，从而卸板机构在水平方向和竖直方向都可以沿一定的轨迹运动，为卸板机构完成卸板动作提供可能。
本发明的具体工作过程为：
a、线材处理阶段，裁线机将裁切好的线材放于线材托盘11之上的线材通道内，位于线材通道端部的挡板将线材平齐，线材夹持器12夹取线材，并对线材统一进行蘸助焊剂、浸锡，浸好锡后，线材夹持器将线材放置于分线机构的夹爪211之上，为下一步的分线做好准备；
b、分线阶段，分线机构的拨叉23上移将夹爪211上的线材按照焊盘的间距拨开，压线板22压住线材使其初步定位；
c、焊接阶段，线材定位夹具33将线材导正并将线材的拨线端压紧在线路板的焊盘位置，焊头组件32下降，通电的烙铁头发热将线材、焊锡、焊盘融合在一起，焊头组件32上移；
d、卸板阶段，卸板机构4右移将焊接好的线路板卸下并左移，待下一组线路板放好之后，再将先前焊接好的线材的另一端焊接在下一组线路板的左端，同时，下一组线路板的右端也可以由右端的焊头组件和线材定位夹具来进行焊接，即可以实现双端焊接，高效快捷。当然，在实际使用中的时候也可以只选用一组焊头组件和线材定位夹具来进行焊接，用户可以根据实际情况来适当调整。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换或改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种自动焊接设备，其特征在于：包括对裁切好的各线材进行排列、蘸助焊剂、浸锡处理的线材处理机构、对处理好之后的各线材按照需焊接的线路板上的焊盘间距进行间距分配的分线机构、将间距分配好的各线材和线路板焊盘焊接在一起的焊接机构、将焊接好的线路板卸下的卸板机构以及与所述线材处理机构、卸板机构相连接的滑车组件；
所述线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构依次排列，所述滑车组件位于各所述机构的前端。
2.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于：所述滑车组件包括位于所述线材处理机构、分线机构、焊接机构、卸板机构的前端、水平横向设置的导轨以及与所述导轨滑动连接的第一滑车和第二滑车。
3.如权利要求2所述的自动焊接设备，其特征在于：所述第一滑车包括滑动连接于所述导轨上的底板、与所述底板固定连接、竖直设置的导向板、与所述导向板活动连接的连接座；所述第二滑车包括与所述导轨活动连接的气缸座，与所述气缸座活动连接、可上下位移的活塞滑块。
4.如权利要求3所述的自动焊接设备，其特征在于：所述线材处理机构包括放置裁切好的各线材的线材托盘、位于所述线材托盘上方、夹取线材的线材夹持器、位于所述线材托盘侧端的助焊剂池以及锡炉，所述线材托盘上并排设有多个用于穿设线材的线材通道，线材通道的端部还设有使各线材平齐的挡板；所述线材夹持器与所述连接座转动连接。
5.如权利要求4所述的自动焊接设备，其特征在于：所述线材夹持器包括多个呈一字间隔排列的夹子以及位于各所述夹子上端、可使各所述夹子下端张开的扳块，所述扳块上对应各夹子上端的位置设置有呈倒V形的V形槽；各所述夹子的中轴线与所述线材通道的中轴线位于同一条线上。
6.如权利要求1所述的自动焊接设备，其特征在于：所述分线机构包括可将各线材并排排列的夹线组件、位于所述夹线组件之上将排列后的各线材压住的压线板、位于所述夹线组件之下可将排列后的各线材分开的拨线叉；所述夹线组件包括横向设置的滑杆、串穿于所述滑杆之上的若干夹爪以及位于最外侧的两夹爪两外端的拨爪块，各所述夹爪顶端设有用于放置线材的第一U形凹槽；所述拨线叉由多个梳齿一字间隔排列组成，所述梳齿的高度从中间起向两端逐步递减，所述梳齿的顶端设有尖锥头，各所述梳齿之间的间隙等于所述夹爪的横向厚度。
7.如权利要求6所述的自动焊接设备，其特征在于：所述焊接机构包括用于夹持线路板的线路板固定夹具、位于所述线路板固定夹具上方的焊头组件、位于所述线路板固定夹具上方的线材定位夹具；所述线路板固定夹具包括右夹块以及可水平位移的左夹块，所述左夹块包括一竖直块以及凸设于所述竖直块向右横向延伸的第一平台，所述右夹块包括一竖直板件以及凸设于所述竖直板件向左横向延伸的第二平台，所述线路板两端部分别卡放于所述第一平台和第二平台之上；所述焊头组件包括可上下位移的焊接滑块以及嵌设于所述焊接滑块下部的烙铁头，所述烙铁头上设置有多个呈一字间隔排列的烙爪；各所述烙爪端部设有第二U形凹槽；所述线材定位夹具包括可上下位移的基块以及与所述基块固定连接的导正头，所述导正头包括多个呈一字间隔排列的导正齿；各所述导正齿的端部设有具有多个锥面且各锥面形状不一的锥头。
8.如权利要求7所述的自动焊接设备，其特征在于：所述第一U形凹槽与所述第二U形凹槽位于同一轴心线上。
9.如权利要求7-8所述的自动焊接设备，其特征在于：所述焊头组件和线材定位夹具设置两组。
10.如权利要求3所述的自动焊接设备，其特征在于：所述卸板机构包括卸板基块以及竖直设于所述卸板基块下的第一夹块、第二夹块，所述第一夹块、第二夹块均滑动连接于所述卸板基块上，所述第一夹块、第二夹块相对的两侧对开有用于夹住线路板的夹板凹槽，所述卸板基块与所述活塞滑块固定连接。
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