本發(fā)明涉及機器人技術(shù)領(lǐng)域,尤其是一種焊接機器人,具體涉及一種高精密多軸聯(lián)動三維微焊接機器人。
背景技術(shù):
低成本競爭的加劇,環(huán)境法規(guī)的日趨嚴格,以及從業(yè)人員生產(chǎn)技能的降低,致使制造商承受著越來越大的壓力。此外,制造商還面臨提高生產(chǎn)力、產(chǎn)品質(zhì)量及安全水平的挑戰(zhàn)。在這種形式下,采取可持續(xù)的制造解決方案是一條成本效益顯著的途徑,可實現(xiàn)經(jīng)濟效益、環(huán)境效益乃至工廠總體績效的全面改善。由于工業(yè)自動化的全面發(fā)展和科學(xué)技術(shù)的不斷提高,對工作效率的提高迫在眉睫。單純的手工勞作已滿足不了工業(yè)自動化的要求,因此,必須利用先進設(shè)備生產(chǎn)自動化機械以取代人的勞動,滿足工業(yè)自動化的需求。其中工業(yè)機器人是其發(fā)展過程中的重要產(chǎn)物之一,它不僅提高了勞動生產(chǎn)的效率,還能代替人類完成高強度、危險、重復(fù)枯燥的工作,減輕人類勞動強度,可以說是一舉兩得。
傳統(tǒng)的焊錫作業(yè)均由手工操作完成,工作效率低。現(xiàn)在市面上已有一些能夠替代手工焊錫的焊錫機器人,但這類焊錫機器人還存在以下不足之處:
1、焊接質(zhì)量有待提高;
2、點膠、焊接的速度和精度都不夠;
3、不能適應(yīng)不同規(guī)格的元器件PIN腳的焊接以及不同角度的復(fù)雜焊接環(huán)境,適應(yīng)性不強;
4、不能夠完全實現(xiàn)自動化操作,需要人工作業(yè),生產(chǎn)效率有待提高;
5、焊接合格率不高。
技術(shù)實現(xiàn)要素:
本發(fā)明的目的是提供一種可以全面取代顯微鏡下的人工焊接工藝,適合于各種不同角度的高精密電子元件引腳與焊盤的焊接,包括高精密OIS手機鏡頭的焊接,具有焊接質(zhì)量高、焊接速度快、焊接精度高、焊接效率高等特點的高精密多軸聯(lián)動三維微焊接機器人。
為了解決背景技術(shù)所存在的問題,本發(fā)明是采用以下技術(shù)方案:一種高精密多軸聯(lián)動三維微焊接機器人,整機采用標準臺式機器人結(jié)構(gòu),支架上設(shè)置有高精密機器視覺定位系統(tǒng)、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)、高精密超微點膠系統(tǒng),工作臺面上安裝有三維立體旋轉(zhuǎn)臺,高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)、中央控制系統(tǒng)相互連接并設(shè)置在機器人內(nèi)部,連接至操作面板。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的三維立體旋轉(zhuǎn)平臺包含工作臺面、W軸伺服電機、三維旋轉(zhuǎn)臺、Y軸伺服電機、U軸伺服電機,工作臺面固定在三維旋轉(zhuǎn)臺的上端,且三維旋轉(zhuǎn)臺的U軸方向安裝有U軸伺服電機;三維旋轉(zhuǎn)臺的Y軸方向安裝有Y軸伺服電機;三維旋轉(zhuǎn)臺的W軸方向安裝有W軸伺服電機;所述的U軸伺服電機、Y軸伺服電機、W軸伺服電機分別通過伺服控制器與焊錫機器人的中央控制系統(tǒng)連接;所述的U軸伺服電機的初始旋轉(zhuǎn)角度為45°。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高精密機器視覺定位系統(tǒng)包含監(jiān)視系統(tǒng)、圖像處理系統(tǒng)、高精度工業(yè)相機、高精密工業(yè)鏡頭、LED光源,高精密工業(yè)鏡頭連接在高精度工業(yè)相機的下端,且高精密工業(yè)鏡頭的端部設(shè)置有LED光源;高精度工業(yè)相機與圖像處理系統(tǒng)連接,圖像處理系統(tǒng)與監(jiān)視系統(tǒng)連接。所述的高精密工業(yè)鏡頭和高精度工業(yè)相機通過鎖定旋鈕連接在一起。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)包含溫控系統(tǒng)、石墨材料超導(dǎo)焊接頭、精密焊齒,石墨材料超導(dǎo)焊接頭連接高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),且石墨材料超導(dǎo)焊接頭連接溫控系統(tǒng),所述的石墨材料超導(dǎo)焊接頭采用性能優(yōu)異的超導(dǎo)石墨材料制成,根據(jù)待焊接元器件PIN腳的結(jié)構(gòu),加工成與之相對應(yīng)的精密焊齒。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高精密超微點膠系統(tǒng)包含氣動機構(gòu)、點錫膏針頭,點錫膏針頭與氣動機構(gòu)連接,氣動機構(gòu)與高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)連接,所述的點錫膏針頭為高強度不銹鋼合金材料制作成單PIN腳或多PIN腳集成型點膠頭。點錫膏針頭的作用是將焊錫膏精準地輸送到待焊接工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)上,單針針頭可以對元器件PIN腳進行逐個點錫膏,工作精度更高;多針針頭可以對元器件所有PIN腳進行一次性點錫膏,工作效率更高。所述的氣動機構(gòu)的主要部件為氣缸。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高精密機器視覺定位系統(tǒng)用于對工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板的焊盤)的精準定位與追蹤,整個系統(tǒng)可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,通過高清攝像頭對工件進行光學(xué)照相,經(jīng)過系統(tǒng)軟件的運算與對位,對工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)進行精準定位,并自動進行持續(xù)的追蹤與調(diào)準,確保在連續(xù)加工的過程中,工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)與高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)、高精密超微點膠系統(tǒng)始終處于最佳的接觸平面,確保點錫膏與焊接的精度始終保持在最佳狀態(tài)。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)用于元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的焊接,整個系統(tǒng)可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,在高精密機器視覺定位系統(tǒng)的配合下,對元器件PIN腳和PCB板或軟基板焊盤進行精密焊接。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高精密超微點膠系統(tǒng)用于點錫膏,將焊錫膏點在元器件PIN腳和PCB板或軟基板的焊盤上,整個系統(tǒng)可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,在高精密機器視覺定位系統(tǒng)的配合下,對元器件PIN腳和PCB板或軟基板焊盤進行精密點錫膏。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的三維立體旋轉(zhuǎn)臺用于安裝加工工件,整個平臺可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平Y(jié)軸前后方向的運動。為了能適應(yīng)不同角度的元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤之間的精密焊接(例如OIS手機鏡頭的PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的夾角為90度,不同品種的大規(guī)模集成芯片的PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的夾角為0度、90度或180度,還有一些元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤之間存在著其他不同的角度),整個平臺還可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平W軸方向的360度旋轉(zhuǎn)運動和垂直U軸方向的360度旋轉(zhuǎn)運動,使得元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤(焊接點)與高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)、高精密超微點膠系統(tǒng)始終處于最佳的接觸平面,極大地提高了點膠、焊接的速度與精度。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)采用伺服直驅(qū)傳動結(jié)構(gòu),由伺服控制器和伺服電機組成,對高精密超微點膠系統(tǒng)、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)、高精密機器視覺定位系統(tǒng)、三維旋轉(zhuǎn)平臺進行完全獨立的精密伺服直接驅(qū)動,減少中間傳動環(huán)節(jié),提高各個系統(tǒng)及整機的運動精度。通過中央控制系統(tǒng)控制伺服控制器,伺服控制器控制伺服電機,伺服電機帶動X、Y、Z、U、W五軸的運行,使高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)、高精密超微點膠系統(tǒng)、高精密機器視覺定位系統(tǒng)、三維立體旋轉(zhuǎn)臺等設(shè)備協(xié)調(diào)運行,協(xié)作完成工件焊接的整個過程。高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)能精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制,使被控制物件的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化,使驅(qū)動裝置輸出速度和位置控制非常靈活方便。
作為本發(fā)明的進一步改進;所述的所述的中央控制系統(tǒng)采用PLC控制,獨立設(shè)計人性化的作業(yè)界面,對整機及各個分系統(tǒng)進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和管理,通過對X軸、Y軸、Z軸、U軸、W軸的聯(lián)動控制和其他系統(tǒng)整合控制,實現(xiàn)全自動智能化控制目的。
采用上述技術(shù)方案后,本發(fā)明具有以下有益效果:
1、采用高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng),焊接質(zhì)量更可靠;
2、采用高精密超微點膠系統(tǒng),點膠速度更快、精度更高;
3、采用三維立體旋轉(zhuǎn)臺,可以輕松適應(yīng)各種不同規(guī)格的元器件PIN腳焊接及其不同角度的復(fù)雜焊接環(huán)境,焊接適用性更強;
4、采用高精密機器視覺定位系統(tǒng),焊接精度更高;
5、采用高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),焊接速度更快;
6、采用全智能中央控制系統(tǒng),無需人工作業(yè),生產(chǎn)效率更高;
7、可長時間連續(xù)24小時不間斷作業(yè),完全取代人工;
8、一次性焊接合格率達到95%以上,遠高于同類設(shè)備及人工作業(yè)水平。
附圖說明
為了更清楚地說明本發(fā)明實施例或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案,下面將對實施例或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹,顯而易見地,下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實施例,對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講,在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下,還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。
圖1為本發(fā)明所提供的實施例的總體結(jié)構(gòu)示意圖;
圖2為圖1的局部放大結(jié)構(gòu)示意圖;
圖3為本發(fā)明所提供的實施例中三維立體旋轉(zhuǎn)平臺的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖4為本發(fā)明所提供的實施例中高精度機器視覺定位系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖5為本發(fā)明所提供的實施例中高精度機器視覺定位系統(tǒng)工件平面定位拍照示意圖;
圖6為本發(fā)明所提供的實施例中高精度機器視覺定位系統(tǒng)工件斜面定位拍照示意圖;
圖7為本發(fā)明所提供的實施例中高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖8為本發(fā)明所提供的實施例的中央控制系統(tǒng)控制流程圖;
圖9為本發(fā)明所提供的實施例中高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10a為本發(fā)明所提供的實施例中高精密超微點膠系統(tǒng)的點錫膏針頭為單針的結(jié)構(gòu)示意圖;
圖10b為本發(fā)明所提供的實施例中高精密超微點膠系統(tǒng)的點錫膏針頭為多針的結(jié)構(gòu)示意圖;
附圖標記:
1—主機;
2—三維立體旋轉(zhuǎn)平臺;21—工作臺面;22—W軸伺服電機;23—三維旋轉(zhuǎn)臺;24—Y軸伺服電機;25—U軸伺服電機;
3—中央控制系統(tǒng);
4—高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng);
5—高精度機器視覺定位系統(tǒng);51—監(jiān)視系統(tǒng);52—圖像處理系統(tǒng);53—高精度工業(yè)相機;54—高精密工業(yè)鏡頭;55—LED光源;
6—高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng);61—溫控系統(tǒng);62—石墨材料超導(dǎo)焊接頭;63—精密焊齒;
7—高精密超微點膠系統(tǒng);71—氣動機構(gòu);72—點錫膏針頭。
具體實施方式
為了使本發(fā)明的目的、技術(shù)方案及優(yōu)點更加清楚明白,以下結(jié)合附圖及具體實施方式,對本發(fā)明進行進一步詳細說明。應(yīng)當理解,此處所描述的具體實施方式僅用以解釋本發(fā)明,并不用于限定本發(fā)明。
請參閱圖1-圖2,本具體實施方式采用以下技術(shù)方案:一種高精密多軸聯(lián)動三維微焊接機器人,它包含主機1、三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2、中央控制系統(tǒng)3、高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4、高精度機器視覺定位系統(tǒng)5、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6、高精密超微點膠系統(tǒng)7,主機1的支架上設(shè)置有高精密機器視覺定位系統(tǒng)5、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6、高精密超微點膠系統(tǒng)7,主機1的工作臺面上安裝有三維立體旋轉(zhuǎn)臺2,高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4、中央控制系統(tǒng)3相互連接并設(shè)置在主機1內(nèi)部,連接至主機1的操作面板。
請參閱圖3,所述的三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2包含工作臺面21、W軸伺服電機22、三維旋轉(zhuǎn)臺23、Y軸伺服電機24、U軸伺服電機25,工作臺面21固定在三維旋轉(zhuǎn)臺23的上端,且三維旋轉(zhuǎn)臺23的U軸方向安裝有U軸伺服電機25;三維旋轉(zhuǎn)臺23的Y軸方向安裝有Y軸伺服電機24;三維旋轉(zhuǎn)臺23的W軸方向安裝有W軸伺服電機22;所述的U軸伺服電機25、Y軸伺服電機24、W軸伺服電機22分別通過伺服控制器與焊錫機器人的中央控制系統(tǒng)3連接;所述的U軸伺服電機25的初始旋轉(zhuǎn)角度為45°。
所述的三維立體旋轉(zhuǎn)臺2用于安裝加工工件,整個平臺可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4,進行水平Y(jié)軸前后方向的運動。為了能適應(yīng)不同角度的元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤之間的精密焊接(例如OIS手機鏡頭的PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的夾角為90度,不同品種的大規(guī)模集成芯片的PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的夾角為0度、90度或180度,還有一些元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤之間存在著其他不同的角度),整個平臺還可以通過獨立的伺服直驅(qū)傳動機構(gòu),進行水平W軸方向的360度旋轉(zhuǎn)運動和垂直U軸方向的360度旋轉(zhuǎn)運動,使得元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤(焊接點)與高精密超微點膠系統(tǒng)7、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6始終處于最佳的接觸平面,極大地提高了點膠、焊接的速度與精度。
請參閱圖4,所述的高精密機器視覺定位系統(tǒng)5包含監(jiān)視系統(tǒng)51、圖像處理系統(tǒng)52、高精度工業(yè)相機53、高精密工業(yè)鏡頭54、LED光源55,高精密工業(yè)鏡頭54連接在高精度工業(yè)相機53的下端,且高精密工業(yè)鏡頭54的端部設(shè)置有LED光源55;高精度工業(yè)相機53與圖像處理系統(tǒng)52連接,圖像處理系統(tǒng)52與監(jiān)視系統(tǒng)51連接。所述的高精密工業(yè)鏡頭54和高精度工業(yè)相機53通過鎖定旋鈕連接在一起。
所述的高精密機器視覺定位系統(tǒng)5用于對工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板的焊盤)的精準定位與追蹤,整個系統(tǒng)可以通過獨立的伺服直驅(qū)傳動機構(gòu)以及氣動機構(gòu),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,通過高清攝像頭對工件進行光學(xué)照相,經(jīng)過系統(tǒng)軟件的運算與對位,對工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)進行精準定位,并自動進行持續(xù)的追蹤與調(diào)準,確保在連續(xù)加工的過程中,工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)與高精密超微點膠系統(tǒng)7、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6始終處于最佳的接觸平面,確保點錫膏與焊接的精度始終保持在最佳狀態(tài)。
請參閱圖9,所述的高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6包含溫控系統(tǒng)61、石墨材料超導(dǎo)焊接頭62、精密焊齒63,石墨材料超導(dǎo)焊接頭62連接高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4,且石墨材料超導(dǎo)焊接頭62連接溫控系統(tǒng)61,所述的石墨材料超導(dǎo)焊接頭62采用性能優(yōu)異的超導(dǎo)石墨材料制成,根據(jù)待焊接元器件PIN腳的結(jié)構(gòu),加工成與之相對應(yīng)的精密焊齒63。
所述的高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6用于元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤的焊接,整個系統(tǒng)可以通過獨立的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,在高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的配合下,對元器件PIN腳和PCB板或軟基板焊盤進行精密焊接。
請參閱圖10a和圖10b,所述的高精密超微點膠系統(tǒng)7包含氣動機構(gòu)71、點錫膏針頭72,點錫膏針頭72與氣動機構(gòu)71連接,氣動機構(gòu)71與高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4連接,所述的點錫膏針頭72為高強度不銹鋼合金材料制作成單PIN腳(如圖10a所示)或多PIN腳(如圖10b所示)集成型點膠頭。點錫膏針頭72的作用是將焊錫膏精準地輸送到待焊接工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)上,單針針頭可以對元器件PIN腳進行逐個點錫膏,工作精度更高;多針針頭可以對元器件所有PIN腳進行一次性點錫膏,工作效率更高。所述的氣動機構(gòu)71的主要部件為氣缸。
所述的高精密超微點膠系統(tǒng)7用于點錫膏,將焊錫膏點在元器件PIN腳和PCB板或軟基板的焊盤上,整個系統(tǒng)可以通過獨立的伺服直驅(qū)傳動機構(gòu)以及氣動傳動機構(gòu),進行水平X軸左右方向的運動和垂直Z軸上下方向的運動,在高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的配合下,對元器件PIN腳和PCB板或軟基板焊盤進行精密點錫膏。
請參閱圖7,所述的高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4采用伺服直驅(qū)傳動結(jié)構(gòu),由伺服控制器和伺服電機組成,對高精密超微點膠系統(tǒng)7、高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6、高精密機器視覺定位系統(tǒng)5、三維旋轉(zhuǎn)平臺2進行完全獨立的精密伺服直接驅(qū)動,減少中間傳動環(huán)節(jié),提高各個系統(tǒng)及整機的運動精度。通過中央控制系統(tǒng)控制伺服控制器,伺服控制器控制伺服電機,伺服電機帶動X、Y、Z、U、W五軸的運行,使高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6、高精密超微點膠系統(tǒng)7、高精密機器視覺定位系統(tǒng)5、三維立體旋轉(zhuǎn)臺2等設(shè)備協(xié)調(diào)運行,協(xié)作完成工件焊接的整個過程。
高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)4能精確地跟隨或復(fù)現(xiàn)某個過程的反饋控制,使被控制物件的位置、方位、狀態(tài)等輸出被控量能夠跟隨輸入目標(或給定值)的任意變化,使驅(qū)動裝置輸出速度和位置控制非常靈活方便。
所述的中央控制系統(tǒng)3采用PLC控制,獨立設(shè)計人性化的作業(yè)界面,對整機及各個分系統(tǒng)進行統(tǒng)一的協(xié)調(diào)和管理,通過對X軸、Y軸、Z軸、U軸、W軸的聯(lián)動控制和其他系統(tǒng)整合控制,實現(xiàn)全自動智能化控制目的。
整機選用優(yōu)質(zhì)精鋼及高強度鋁合金材料,品質(zhì)優(yōu)良,防腐防銹,堅固耐用。
請參閱圖8,本具體實施方式的工作流程為:
步驟一、將待焊接的工件安裝在三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的工件安裝板上,連接好自動上料及自動下料裝置,做好焊接前的準備工作。
步驟二、對機器進行初始參數(shù)設(shè)置,例如工件尺寸、坐標、間距、數(shù)量、位置參數(shù)、溫度參數(shù)、氣壓參數(shù)、角度參數(shù)、焊接速度等。
步驟三、設(shè)置完畢,按下自動啟動按鈕,機器開始自動運行,三維立體旋轉(zhuǎn)臺開始動作,U、W軸旋轉(zhuǎn),將待焊接工件輸送并微調(diào)到參數(shù)設(shè)置的指定位置。
步驟四、高精度機器視覺定位系統(tǒng)5開始工作,在三維立體旋轉(zhuǎn)臺2控制系統(tǒng)的配合下,對待焊接工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)進行定位拍照:
工件平面定位拍照:高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的X軸、三維旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸先運行到平面定位拍照的預(yù)設(shè)位置,然后高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的Z軸再運行到平面定位拍照的預(yù)設(shè)位置,開始對工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)進行平面定位拍照。根據(jù)高精密機器視覺定位系統(tǒng)5測算出來的偏差值,三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的W軸轉(zhuǎn)動,對旋轉(zhuǎn)臺上工件水平位置進行精準微調(diào),完成平面定位拍照,如圖5所示。
工件斜面定位拍照:首先三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的U軸旋轉(zhuǎn)運行,使三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2翻轉(zhuǎn)到預(yù)設(shè)的角度(預(yù)設(shè)角度為45°),然后高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的X軸、三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸運行到斜面定位拍照的預(yù)設(shè)位置,最后高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的Z軸再運行到斜面定位拍照的預(yù)設(shè)位置,開始對工件進行斜面定位拍照,根據(jù)高精密機器視覺定位系統(tǒng)5測算出來的偏差值,高精密機器視覺定位系統(tǒng)5的X軸、三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸運行,對三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2上工件垂直角度位置及水平位置進行精準微調(diào),完成斜面定位拍照,如圖6所示。
步驟五、定位拍照完畢,高精密超微點膠系統(tǒng)7開始工作,高精密超微點膠系統(tǒng)7的X軸、三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸運行到點錫膏的預(yù)設(shè)位置,打開氣缸或電缸將點錫針頭輸送到待焊接工件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)指定位置,然后高精密超微點膠系統(tǒng)7的Z軸平滑運行至點錫預(yù)設(shè)位置,開始點錫膏。點錫膏結(jié)束后,關(guān)閉氣缸或電缸,高精密超微點膠系統(tǒng)7的Z軸運行至指定等待位置。
步驟六、點錫膏完畢,高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6開始工作,高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6的X軸、三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸運行到焊接的指定位置,高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6的Z軸平滑運行至預(yù)設(shè)焊接位置,開始焊接。焊接結(jié)束,高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)6的Z軸運行至指定等待位置。
步驟七、一個元器件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤)焊接完畢,繼續(xù)焊接下一個元器件(元器件PIN腳與PCB板或軟基板焊盤),運行過程重復(fù)步驟四到步驟六的動作,直至一個工件上的全部元器件焊接結(jié)束。所有系統(tǒng)的Z軸、X軸運行至原點,三維立體旋轉(zhuǎn)平臺2的Y軸也運行至原點,啟動自動下料和上料系統(tǒng),機器自動下料,并重新自動上料,繼續(xù)完成下一個工件的焊接。
本具體實施方式集成了高性能石墨材料超導(dǎo)焊接系統(tǒng)技術(shù)、高精密超微點膠系統(tǒng)技術(shù)、三維立體旋轉(zhuǎn)臺技術(shù)、高精密機器視覺定位系統(tǒng)技術(shù)、高精密直驅(qū)傳動系統(tǒng)技術(shù)等多種前沿科技,可以全面取代顯微鏡下的人工焊接工藝,適合于各種不同角度的高精密電子元件引腳與焊盤的焊接,包括高精密OIS手機鏡頭的焊接,是一種真正意義上的三維立體高精密微焊接設(shè)備,具有焊接質(zhì)量高、焊接速度快、焊接精度高、焊接效率高的特點,與其他焊接設(shè)備相比,具有非常明顯的技術(shù)創(chuàng)新優(yōu)勢及成本優(yōu)勢。
對于本領(lǐng)域技術(shù)人員而言,顯然本發(fā)明不限于上述示范性實施例的細節(jié),而且在不背離本發(fā)明的精神或基本特征的情況下, 能夠以其他的具體形式實現(xiàn)本發(fā)明。因此,無論從哪一點來看,均應(yīng)將實施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本發(fā)明的范圍由所附權(quán)利要求而不是上述說明限定,因此旨在將落在權(quán)利要求的等同要件的含義和范圍內(nèi)的所有變化囊括在本發(fā)明內(nèi)。不應(yīng)將權(quán)利要求中的任何附圖標記視為限制所涉及的權(quán)利要求。
此外,應(yīng)當理解,雖然本說明書按照實施方式加以描述,但并非每個實施方式僅包含一個獨立的技術(shù)方案,說明書的這種敘述方式僅僅是為清楚起見,本領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)當將說明書作為一個整體,各實施例中的技術(shù)方案也可以經(jīng)適當組合,形成本領(lǐng)域技術(shù)人員可以理解的其他實施方式。