[发明专利]一种整流二极管装配件的激光锡焊方法及装置

摘要

本发明提供了一种整流二极管装配件的激光锡焊方法，包括：采用正离焦状态下的激光束对待焊接区域进行预热；利用自动送丝组件将锡丝送至待焊接区域正上方，激光束以负离焦方式作用在锡丝上，并迅速加热融化锡丝，熔融的液态锡料滴落在整流二极管镀锡轴向引线与底座引脚之间的接触面上；利用超声波振子以固定频率发出振动，锡料不断浸润焊接处的引脚与引线，冷却后形成激光锡焊接头；采用同样方法完成右侧的焊接。该焊接方法提高了焊接接头的强度与质量。本发明还设计了一种自动化激光锡焊装置，整体涵盖了自动化上下料、自动化激光锡焊、产品质量检测及正品与次品分拣等工序，可实现高效率、高精度、高品质的二极管自动化封装。

主权项

1.一种整流二极管装配件的激光锡焊装置，其特征在于，包括底座上料组件(1)、二极管上料组件(2)、激光锡焊组件(3)、检测组件(4)、下料组件(5)、凸轮分割器组件(6)、基板(7)和定位模具组件(8)；所述凸轮分割器组件(6)包括工作台(601)、减速直流电机(602)、电机安装支架(603)、联轴器(604)和凸轮分割器(605)，减速直流电机(602)通过电机安装支架(603)固定在基板(7)上，联轴器(604)一端连接减速直流电机(602)输出转轴，另一端连接凸轮分割器(605)转轴，工作台(601)通过孔配合安装在凸轮分割器(605)上；减速直流电机(602)通过联轴器(604)来驱动凸轮分割器(605)，进而驱动工作台(601)转动；所述工作台(601)呈圆形，其上表面沿圆周方向均匀设置有五个定位模具组件(8)；所述定位模具组件(8)包括定位模具(801)、第一模具固定板(802)和支脚(803)，所述定位模具(801)呈阶梯状，上一层开有与整流二极管装配件(9)的配套底座(902)外形匹配的凹槽，用于固定放置工件；下一层四周开有沉头孔，并通过螺纹配合将定位模具(801)固定在第一模具固定板(802)上，第一模具固定板(802)安装在两侧对称布置的支脚(803)上；支脚(803)的底端固定安装在工作台(601)上；所述底座上料组件(1)、二极管上料组件(2)、激光锡焊组件(3)、二极管检测组件(4)和工件下料组件(5)依顺序布置在工作台(601)的外围；所述底座上料组件(1)包括第一振动盘(101)、X向移动导向组件(102)、Z向移动导向组件(103)、吸盘安装架(104)、真空吸盘(105)、底座旋转组件(106)、第一直振器(107)、第一直振器安装架(108)、导柱立架(109)和底座直振送料底板(110)；其中，第一振动盘(101)、底座直振送料底板(110)、第一直振器(107)和直振器安装架(108)构成二极管底座的输出单元，底座直振送料底板(110)一侧连接第一振动盘(101)输出端，另一侧安装了限位板，底部设有第一直振器(107)；所述X向移动导向组件(102)包括X向气缸(1021)、X向定位板(1022)、两个X向直线轴承(1023)、浮动接头(1024)、两根X向光轴(1025)及X向移动板(1026)，X向定位板(1022)安装在导柱立架(109)上，X向气缸(1201)安装在X向定位板(1022)中间，浮动接头(1024)一端连接X向气缸(1201)的活塞杆，另一端连接X向移动板(1026)，两个X向直线轴承(1023)固定安装在X向定位板(1022)两侧，两根X向光轴(1025)分别与X向直线轴承(1023)同轴配合安装，X向光轴(1025)的末端安装在X向移动板(1026)上，在X向气缸(1021)作用下，带动X向移动板(1026)进行X向往复运动；所述Z向移动导向组件(103)包括Z向气缸(1031)、Z向定位板(1032)、Z向直线轴承(1033)、Z向光轴(1034)和Z向移动板(1035)，在Z向气缸(1031)作用下实现Z向移动板(1035)的Z向往复运动；X向移动板(1026)与Z向定位板(1032)连接在一起，进而通过X向移动导向组件(102)可驱动整个Z向移动导向组件(103)进行X向往复运动；所述底座旋转组件(106)包括旋转气缸(1061)、旋转定位模具(1063)、第二模具固定板(1062)和折弯件(1064)，旋转定位模具(1063)安装在第二模具固定板(1062)上，第二模具固定板(1062)安装在旋转气缸(1061)的转台上，旋转气缸(1061)通过折弯件(1064)固定安装在直振送料底板(110)的末端，用于将配套底座(902)旋转90度；所述吸盘安装架(104)呈凸字形，中间凸出平面通过螺纹配合安装在Z向移动导向组件的Z向移动板(1035)上，吸盘安装架(104)的两侧分别安装有一个真空吸盘(105)；两个真空吸盘(105)的连线沿X方向设置，即与X向移动板(1026)的运动方向一致；靠近第一振动盘(101)的真空吸盘(105)用于将配套底座(902)从底座直振送料底板(110)上转移至旋转定位模具(1063)上；远离第一振动盘(101)的真空吸盘(105)用于将旋转后的配套底座(902)转移至工作台(601)上的定位模具组件(8)上；所述二极管上料组件(2)包括第二振动盘(201)、二极管直振送料底板(202)、第二直振器(203)、直角板(204)、限位板(205)、直振器安装支架(206)、第一紧凑型带杆气缸(207)、二极管顶出块(208)、移料气缸(209)、后置限位块(210)、移料光轴(211)、导向滑块(212)、移料固定板(213)、前置限位块(214)、第二紧凑型带杆气缸(215)、气爪安装架(216)、气爪(217)、气动手指(218)和固定支撑板(219)；所述第二振动盘(201)、二极管直振送料底板(202)、第二直振器(203)、直振器安装支架(206)、第一紧凑型带杆气缸(207)、二极管顶出块(208)构成整流二极管(901)的输出单元，其中二极管直振送料底板(202)一侧连接第二振动盘(201)输出端，另一侧安装了限位板(205)，底部设有第二直振器(203)；直角板(204)安装在二极管直振送料底板(202)上，与限位板(205)组成导向槽；在限位板(205)下方安装有第一紧凑型带杆气缸(207)，二极管顶出块(208)呈L形，一端通过螺纹配合安装在第一紧凑型带杆气缸(207)上，另一端延伸至导向槽下方，在第一紧凑型带杆气缸(207)作用下将整流二极管(901)沿导向槽顶出；所述移料气缸(209)、后置限位块(210)、移料光轴(211)、导向滑块(212)、移料固定板(213)、前置限位块(214)、第二紧凑型带杆气缸(215)、气爪安装架(216)、气爪(217)、气动手指(218)和固定支撑板(219)构成二极管移料单元；所述移料固定板(213)安装在固定支撑板(219)上，前置限位块(214)和后置限位块(210)分别安装在移料固定板(213)的两侧，两根移料光轴(211)两端分别安装在前、后置限位块的通孔内，并通过定位销锁紧，移料气缸(209)安装在后置限位块(210)中部，活塞杆伸出端连接导向滑块(212)中心螺纹孔并通过螺母锁紧，导向滑块(212)两侧开有通孔并装配了直线轴承，与移料光轴(211)同轴配合安装；第二紧凑型带杆气缸(215)安装在导向滑块(212)上，所述气爪安装架(216)呈L形，一侧通过孔配合安装在第二紧凑型带杆气缸(215)的活塞杆端面上，另一侧开有中心对称的两个直槽口，气爪(217)与直槽口通过螺栓配合安装，同时也可实现气爪位置的调整；所述气动手指(218)为一对，呈Z字形，一端通过孔配合与气爪(217)实现装配，另一端开有V形凹槽；整流二极管(901)被二极管顶出块(208)顶出后，气爪(217)带动气动手指(218)将整流二极管(901)抓取，在移料气缸(209)的作用下，将整流二极管(901)平稳放置在工作台(601)上定位模具组件(8)的配套底座(902)的引脚上；所述激光锡焊组件(3)包括焊接组件(301)、自动送丝组件(302)和超声波振动组件(303)，所述自动送丝组件(302)设置在焊接组件(301)的下方，超声波振动组件(303)设置在对应激光锡焊工位处定位模具(801)的下方；所述焊接组件(301)包括型材架(3019)、Z向电动模组(3011)、X向电动模组(3012)、激光焊接头固定板(3013)、直角折弯板(3014)、工业高温红外测温仪(3015)、激光焊接头(3016)、CCD工业相机安装架(3017)和CCD工业相机(3018)；Z向电动模组(3011)安装在X向电动模组(3012)上，X向电动模组(3012)安装在型材架(3019)上，激光焊接头固定板(3013)安装在Z向电动模组(3011)上；所述工业高温红外测温仪(3015)、激光焊接头(3016)、CCD工业相机(3018)分别通过直角折弯板(3014)、螺纹孔、CCD工业相机安装架(3017)安装在激光焊接头固定板(3013)上，激光焊接头(3016)居中，工业高温红外测温仪(3015)和CCD工业相机(3018)置于两侧并与激光焊接头(3016)之间有一夹角；所述自动送丝组件(302)包括锡丝卷(3021)、锡丝输出装置(3022)、第三模具固定板(3023)、送丝型材架(3024)、带杆气缸(3025)、高度可调模具固定板(3026)、多关节转接装置(3027)和锡丝出口导向管(3028)，所述锡丝卷(3021)与锡丝输出装置(3022)均为两套，并对称安装在第三模具固定板(3023)上，第三模具固定板(3023)的底部设有送丝型材架(3024)，带杆气缸(3025)安装在高度可调模具固定板(3026)上，带杆气缸(3025)的活塞杆伸出端连接多关节转接装置(3027)；超声波振动组件(303)包括举升气缸(3031)、超声波振子安装架(3032)、超声波振子(3033)、锁紧螺栓(3034)、振动定位板(3035)，所述举升气缸(3031)安装在基板(7)上，超声波振子安装架(3032)通过孔配合安装在举升气缸(3031)的活塞杆上，超声波振子(3033)通过锁紧螺栓(3034)定位安装在超声波振子安装架(3032)与振动定位板(3035)之间；所述检测组件(4)包括匚形支架(401)、角支架(402)、无杆气缸(403)、电流探针安装架(404)和电流探针(405)，角支架(402)共四组分别安装在匚形支架(401)四个角上，无杆气缸(403)安装在匚形支架(401)上方，电流探针安装架(404)通过孔配合安装在无杆气缸(403)滑块上，电流探针(405)共两个，设置在电流探针安装架(404)上；所述下料组件(5)包括支撑板(501)、下料气缸(502)、导轨组件安装板(503)、导轨组件(504)、下料型材架(505)、转接件(506)、液压缓冲器(507)、下料气爪安装架(508)、下料气爪(509)、第三紧凑型带杆气缸(510)、下料气动手指(511)、下料滑槽(512)、挡板组件(513)、滑槽支架(514)和收料盒(515)；所述支撑板(501)呈L形，其一侧通过螺纹孔与导轨组件安装板(503)配合安装，底部则与下料型材架(505)定位安装，下料气缸(502)安装在支撑板(501)一侧通孔处并通过螺母锁紧，下料气缸(502)的活塞杆延伸端与转接件(506)的通孔同轴配合安装，并通过螺母实现双向锁紧，转接件(506)穿过导轨组件安装板(503)中部的直槽口与滑块通过沉头孔配合安装，导轨组件(504)共两组对称安装在导轨组件安装板(503)的直槽口两侧，第三紧凑型带杆气缸(510)安装在滑块上；所述下料气爪安装架(508)呈L形，一侧通过孔配合安装在活塞杆端面上，另一侧开有中心对称的两个直槽口，下料气爪(509)与下料气爪安装架(508)的直槽口通过螺栓配合安装，同时也可实现下料气爪(509)位置的调整；所述下料气动手指(511)为一对，呈Z字形，上端通过孔配合与下料气爪(509)实现装配，下端开有齿形排槽，下料气爪(509)带动下料气动手指(511)将二极管底座抓取，在移料组件的作用下，将整流二极管装配件(9)平稳移至下料滑槽(512)处，并松开下料气动手指(511)，工件下落。