錫焊機器人——全自動錫焊機的製作方法
2023-04-24 14:27:56 2
專利名稱：錫焊機器人——全自動錫焊機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種錫焊機器人，特別涉及一種電路板焊接用的錫焊機器人。
背景技術：
常用的波峰焊機需要產生波峰來焊接，耗電大。半自動平面焊錫機需要人工操作。
實用新型內容
為了克服上述不足，本實用新型提供一種錫焊機器人。它由自動機械手、X方向運動系統， Y方向運動系統、運動控制系統、溫度控制系統、焊錫自動添加系統、錫焊爐、供電電路和機 架組成。其特徵在於
所述的自動機械手由步進電機C、可以張開閉合的爪子和把步進電機C的轉動轉換成爪子 的張開閉合的機械組成；所述的Y方向運動系統由步進電機B和把步進電機B的轉動轉換成機械 手沿Y方向運動的機械組成；所述的X方向運動系統由步進電機A和把步進電機A的轉動轉換成 機械手和Y方向運動的系統沿X方向運動的機械組成；所述的運動控制系統由單片機、步進電 機驅動電路和光電定位電路組成；所述的溫度控制系統由溫度傳感器、溫度信號放大電路、 溫度預置電路和溫度控制電路組成；所述的焊錫自動添加系統由錫量檢測電路和自動供錫機 械組成；所述的錫焊爐由鋼鍋和電加熱器組成。
所述的控制電路的U4和U6的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7，——對應，分別與單片 機Ul的PO. 0、 PO.l、 PO. 2、 P0.3、 PO. 4、 PO. 5、 PO. 6、 PO. 7相連接，U4的Q0、 Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6，——對應分別與U2的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和電阻R1相連接，U2的Q0、 Ql、 Q2、 Q3——對應分別與步進電機A的引腳相連接，U4的Q7、 U1的P24、 P25、 P26、 P27， 一 一對應分別與U3的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4和電阻R2相連接，U2的Q4、 Q5、 Q6、 U3的Q0，——對 應分別與步進電機B的引腳連接，U3的Q1、 Q2、 Q3、 Q4， 一一對應分別與步進電機C的引腳相 連接，U4的0E接地，U4的LE接U1的P15，數碼管U5的A、 B、 C、 D、 E、 F、 G，——對應，分別 與U7的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和電阻R0相連接，U6的4腳和開關K相接，K的l端、C6 的一端和R14的一端相接，K的2端與W的中心抽頭相接，W的一端、C6的另一端接地，W的另一 端接Vcc， R14的另一端接U6的19腳，U6的WR、 RD分別與U1的TO、 RD相接，U6的CS接U1的P23， U6的INT接U1的INT0， U6的VIN接U9的輸出，U6的7、 8、 IO腳接地，Ul的lO、 11腳分別接U7的A、 B和CP腳，U7的MR接Vcc,R9、 R10和C4的一端接地，Tl的發射極、R9和C4的另一端接U1的T0， T1的基極接D2的陰極，Dl、 D2的陽極和Tl的集電極接Vcc，電路DG1、 DG1、 DG2、 DG3 、 DG4 的輸出分別接U1的15、 13、 8和6腳，步進電機及其驅動電路D的D1、 D2分別接U1的1、 2腳，DG4 的R10和D1的連接處斷開接兩根銅線，T2的基極和R11的一端接U1的P16， Rll、 R12的另一端接 Vcc, R12的一端接D3的陽極，D3的陰極接T2的集電極，T2的發射極接地，T3的G接D4的陰極， D4的陽極、R13和RL的一端接T3的M2， C5的一端和T3的M1接交流220伏的一端，220伏的另一端 接RL的另一端，R13的另一端接C5的另一端，U2、 U3是步進電機驅動電路，P12經開關K2接地。
所述的X、 Y方向運動系統和自動機械手的步進電機的轉動到絲杆轉軸的傳動，可以採用 直接驅動式、齒輪傳動或帶式傳動，所述的直接驅動式的實質是步進電機的轉軸是絲杆，所 述的直接驅動式的X方向運動系統的步進電機A及轉軸46，光杆7和光電定位器49都固定在金屬 板40上，小金屬板42有二個能讓光杆7在其中滑動的圓孔41，在小金屬板42上固定有檔光板48、 具有螺母功能的卡子45和連杆1、 2的一端，連杆l、 2的另一端固定在金屬板19上，金屬板19 和金屬板40的相互位置可以平行的，也可以是垂直固定的，卡子45可以是轉軸46上的一個螺 母，卡子45卡在轉軸46上。
所述的直接驅動式的Y方向運動系統的步進電機B及其轉軸4，光杆12、 9，連杆l、 2和光 電定位器53都固定在金屬板19上，小金屬板15有二個能讓光杆12在其中滑動的圓孔17，在小 金屬板15上固定有檔光板52、具有螺母功能的卡子5和連杆11的一端，連杆ll的另一端固定在金屬板20上，卡子5可以是轉軸4上的一個螺母，卡子5卡在轉軸4上。
所述的直接驅動式的自動機械手的步進電機C及其轉軸23，光杆36、 29，連杆ll、具有能 使光杆12、 9分別在38、 21的圓孔中自由滑動的金屬件都固定在金屬板20上，小金屬板34有二 個能讓光杆36在其中滑動的圓孔35,在小金屬板34上固定有檔光板50、具有螺母功能的卡子 24和連杆30的一端，連杆30的另一端固定在圓盤26上，圓盤26上有多個小孔，在爪子上固定 有一根銅導線，在步進電機正反向轉動的作用下，爪子可以張開、閉合，卡子24可以是轉軸 23上的一個螺母，卡子24卡在轉軸23上。
所述的齒輪傳動式的X方向運動系統的歩進電機A，光杆7，光電定位器49都固定在金屬板 40上，絲杆64通過軸承固定在金屬板40上，在步進電機的轉軸46和絲杆64上分別固定有一個 齒輪63、 62，小金屬板42有二個能讓光杆7在其中滑動的圓孔41，在小金屬板42上固定有檔光 板48、具有螺母功能的卡子45和連杆1、 2的一端，連杆l、 2的另一端固定在金屬板19上，金 屬板19和金屬板40的相互位置可以平行的，也可以是垂直固定的，卡子45可以是絲杆64上的 一個螺母，卡子45卡在絲杆64上。
所述的齒輪傳動式的Y方向運動系統的步進電機B，光杆12、 9，連杆l、 2和光電定位器53 都固定在金屬板19上，絲杆56通過軸承固定在金屬板19上，在步進電機的轉軸4和絲杆56上分 別固定有一個齒輪57、 55，小金屬板15有二個能讓光杆12在其中滑動的圓孔17，在小金屬板 15上固定有檔光板52、具有螺母功能的卡子5和連杆11的一端，連杆ll的另一端固定在金屬板 20上，卡子5可以是絲杆56上的一個螺母，卡子5卡在絲杆56上。
所述的齒輪傳動式的自動機械手的步進電機C，光杆36、 29，連杆ll、具有能使光杆12、 9分別在圓孔38、 21自由滑動的金屬件都固定在金屬板20上，絲杆24通過軸承同定在金屬板20 上，在步進電機的轉軸和絲杆上分別固定有一個齒輪59、 60，小金屬板34有二個能讓光杆36 在其中滑動的圓孔35，在小金屬板34上固定有檔光板50、具有螺母功能的卡子24和連杆30的 一端，連杆30的另一端固定在圓盤26上，圓盤26上有多個小孔，在爪子上固定有一根銅導線， 在步進電機正反向轉動的作用下，爪子可以張開、閉合，卡子24可以是轉軸23上的個螺母， 卡子24卡在轉軸23上。
所述的自動供錫機械由轉軸上固定有齒輪的步進電機、滾筒和焊錫絲或錫條導槽組成， 齒輪和滾筒合成的孔與錫絲或錫條的橫切面相同。
與現有技術相比，本實用新型的有益效果是在單片計算機的控制下，能自動完成抓起 待焊電路板、進行塗敷助焊劑、紅外預熱烘乾、焊錫、卸板、錫爐溫度控制、焊錫自動添加 等工作。能精確保證錫焊時間和焊接點離開錫面的角度。與人工相比，錫焊機器人的焊點精 美可靠，成本最低，不僅能提高焊接質量，同時大大提高了工作效率，價廉物美，是中小型 電子企業的理想和實用的機器之一，適用於K插或短插工藝焊錫，可直接與流水線相接。
圖l為本實用新型的錫焊機器人的電路原理圖。
圖2A、 2B、 2C為本實用新型的第一個實施例。 圖3A、 3B、 3C為本實用新型的第二個實施例。 圖4為本實用新型的外形圖。
具體實施方式
以下結合附圖對本實用新型作詳細說明。 本實用新型的第一個實施例。
在圖2中，A、 B、 C 步進電機，4、 23、 46步進電機轉軸，7、 9、 12、 29、 36光杆，15、 34、 42小金屬板，17、 35、 41、 21、 38圓孔，1、 2、 11、 30連杆，48、 50、 52擋光板， 26圓盤，27固定環，28爪子，49、 51、 53光敏器件，10、 31、 47軸承，6、 8、 13、 18、 25、 32、 37、 39、 43固定件，19、 20、 40金屬板。
直接驅動式的錫焊機器人在單片機的控制下，在X方向上，步進電機A轉動，使Y方向的運 動系統移動到A點，在步進電機B和C的作用下，機械手抓起待焊電路板；步進電機A再運轉，使Y方向的運動系統移動到B點、在步進電機B和C的作用下，機械手抓住待焊電路板塗敷助焊 劑；步進電機A再運轉，使Y方向的運動系統移動到C點，使待焊電路板進行定時紅外預熱烘乾； 步進電機A再運轉，使Y方向的運動系統移動到D點、在步進電機B和C的作用下，機械手抓住待 焊電路板進行定時焊錫，步進電機A再運轉，使Y方向的運動系統移動到E點、在步進電機B和C 的作用下，機械手放下焊好的電路板。步進電機A反向運轉，使Y方向的運動系統移動回到A 點，重複上述工作。
'、本實用新型的第二個實施例齒輪傳動式的錫焊機器人。
在圖2中，A、 B、 C 步進電機，4、 23、 46歩進電機轉軸，7、 9、 12、 29、 36光杆，15、 34、 42小金屬板，17、 35、 41、 21、 38圓孔，1、 2、 11、 30連杆，48、 50、 52擋光板， 26圓盤，27固定環，28爪子，49、 51、 53光敏器件，10、 31、 47、 54、 58、 61軸承，6、 8、 13、 18、 25、 32、 37、 39、 43固定件，19、 20、 40金屬板，55、 57、 59、 60、 62、 63齒 輪。
如圖3所示，把直接驅動改為齒輪傳動，就得到了齒輪傳動式的錫焊機器人。其工作原 理和工作過程與直接驅動式的錫焊機器人一樣。
本實用新型的第三個實施例帶式傳動的錫焊機器人。把齒輪傳動改為帶式傳動，就得 到了帶式傳動的錫焊機器人。其工作原理和工作過程與直接驅動式的錫焊機器人一樣。
權利要求1、一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的自動機械手由步進電機C、可以張開閉合的爪子和把步進電機C的轉動轉換成爪子的張開閉合的機械組成；所述的Y方向運動系統由步進電機B和把步進電機B的轉動轉換成機械手沿Y方向運動的機械組成；所述的X方向運動系統由步進電機A和把步進電機A的轉動轉換成機械手和Y方向運動的系統沿X方向運動的機械組成；所述的運動控制系統由單片機、步進電機驅動電路和光電定位電路組成；所述的溫度控制系統由溫度傳感器、溫度信號放大電路、溫度預置電路和溫度控制電路組成；所述的焊錫自動添加系統由錫量檢測電路和自動供錫機械組成；所述的錫焊爐由鋼鍋和電加熱器組成。
2、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的控制電路的U4和U6 的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6、 D7，——對應，分別與單片機U1的PO.O、 PO.l、 P0. 2、 P0.3、 P0.4、 P0.5、 P0.6、 P0.7相連接，U4的QO、 Ql、 Q2、 Q3、 Q4、 Q5、 Q6，——對應 分別與U2的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和電阻R1相連接，U2的QO、 Ql、 Q2、 Q3 一一對應分別與步進電機A的引腳相連接，U4的Q7、 U1的P24、 P25、 P26、 P27， 一一對 應分別與U3的D0、 Dl、 D2、 D3、 D4和電阻R2相連接，U2的Q4、 Q5、 Q6、 U3的QO， 一一對應分別與步進電機B的引腳連接，U3的Q1、 Q2、 Q3、 Q4， 一一對應分別與步進電 機C的引腳相連接，U4的OE接地，U4的LE接Ul的P15，數碼管U5的A、 B、 C、 D、 E、 F、 G，——對應，分別與U7的DO、 Dl、 D2、 D3、 D4、 D5、 D6和電阻RO相連接，U6 的4腳和開關K相接，K的l端、C6的一端和R14的一端相接，K的2端與W的中心抽頭 相接，W的一端、C6的另一端接地，W的另一端接Vcc， R14的另一端接U6的19腳，U6 的WR、 RD分別與Ul的WR、 RD相接，U6的CS接Ul的P23， U6的INT接Ul的INT0， U6的VIN接U9的輸出，U6的7、 8、 IO腳接地，Ul的10、 11腳分別接U7的A、 B禾卩CP 腳，U7的MR接Vcc,R9、 R10和C4的一端接地，Tl的發射極、R9禾卩C4的另一端接U1 的T0，T1的基極接D2的陰極，D1、D2的陽極和T1的集電極接Vcc，電路DG1、DG1、 DG2、 DG3 、 DG4的輸出分別接U1的15、 13、 8禾卩6腳，步進電機及其驅動電路D的Dl、 D2分 別接Ul的1、 2腳，DG4的R10和Dl的連接處斷開接兩根銅線，T2的基極和Rll的一端 接U1的P16， Rll、 R12的另一端接Vcc，R12的一端接D3的陽極，D3的陰極接T2的集電 極，T2的發射極接地，T3的G接D4的陰極，D4的陽極、R13和RL的一端接T3的M2， C5的一端和T3的Ml接交流220伏的一端，220伏的另一端接RL的另一端，R13的另一端 接C5的另一端，U2、 U3是步進電機驅動電路，P12經開關K2接地。
3、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的X、 Y方向運動系統和 自動機械手的步進電機的轉動到絲杆轉軸的傳動，可以採用直接驅動式、齒輪傳動或帶式傳 動，所述的直接驅動式的實質是步進電機的轉軸是絲杆，所述的直接驅動式的X方向運動系 統的步進電機A及轉軸(46)，光杆(7)和光電定位器(49)都固定在金屬板(40)上，小金屬板(42) 有二個能讓光杆(7)在其中滑動的圓孔(41)，在小金屬板(42)上固定有檔光板(48)、具有螺母功 能的卡子(45)和連杆(1)、 (2)的一端，連杆(l)、 (2)的另一端固定在金屬板(19)上，金屬板(19) 和金屬板(40)的相互位置可以平行的，也可以是垂直固定的，卡子(45)可以是轉軸(46)上的一 個螺母，卡子(45)卡在轉軸(46)上。
4、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的直接驅動式的Y方向 運動系統的步進電機B及其轉軸(4)，光杆(12)、 (9)，連杆(l)、 (2)和光電定位器(53)都固定在 金屬板(19)上，小金屬板(15)有二個能讓光杆(12)在其中滑動的圓孔(17),在小金屬板(15)上固 定有檔光板(52)、具有螺母功能的卡子(5)和連杆(11)的一端，連杆(ll)的另一端固定在金屬板(20) 上，卡子(5)可以是轉軸(4)上的一個螺母，卡子(5)卡在轉軸(4)上。
5、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的直接驅動式的自動機械 手的步進電機C及其轉軸(23)，光杆(36)、 (29)，連杆(ll)、具有能使光杆(12)、 (9)分別在(38)、(21) 的圓孔中自由滑動的金屬件都固定在金屬板(20)上，小金屬板(34)有二個能讓光杆(36)在 其中滑動的圓孔(35)，在小金屬板(34)上固定有檔光板(50)、具有螺母功能的卡子(24)和連杆(30)的一端，連杆(30)的另一端固定在圓盤(26)上，圓盤(26)上有多個小孔，在爪子上固定有一根 銅導線，在步進電機正反向轉動的作用下，爪子可以張開、閉合，卡子(24)可以是轉軸(23)上 的一個螺母，卡子(24)卡在轉軸(23)上。
6、根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的齒輪傳動式的X方向 運動系統的步進電機A，光杆(7)，光電定位器(49)都固定在金屬板(40)上，絲杆(64)通過軸承 固定在金屬板(40)上，在步進電機的轉軸(46)和絲杆(64)上分別固定有一個齒輪(63)、 (62)，小 金屬板(42)有二個能讓光杆(7)在其中滑動的圓孔(41)，在小金屬板(42)上固定有檔光板(48)、 具有螺母功能的卡子(45)和連杆(1)、 (2)的一端，連杆(l)、 (2)的另一端固定在金屬板(19)上， 金屬板(19)和金屬板(40)的相互位置可以平行的，也可以是垂直固定的，卡子(45)可以是絲杆 (64)上的一個螺母，卡子(45)卡在絲杆(64)上。
7、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的齒輪傳動式的Y方向運 動系統的步進電機B，光杆(12)、 (9)，連杆(l)、 (2)和光電定位器(53)都固定在金屬板(19)上， 絲杆(56)通過軸承固定在金屬板(19)上，在步進電機的轉軸(4)和絲杆(56)上分別固定有一個齒 輪(57)、 (55)，小金屬板(15)有二個能讓光杆(12)在其中滑動的圓孔(17)，在小金屬板(15)上固 定有檔光板(52)、具有螺母功能的卡子(5)和連杆(11)的一端，連杆(ll)的另一端固定在金屬板 (20)上，卡子(5)可以是絲杆(56)上的一個螺母，卡子(5)卡在絲杆(56)上。
8、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的齒輪傳動式的自動機械 手的步進電機C，光杆(36)、 (29)，連杆(ll)、具有能使光杆(12)、 (9)分別在圓孔(38)、 (21)自 由滑動的金屬件都固定在金屬板(20)上，絲杆(24)通過軸承固定在金屬板(20)上，在歩進電機 的轉軸和絲杆上分別固定有一個齒輪(59)、 (60)，小金屬板(34)有二個能讓光杆(36)在其中滑 動的圓孔(35)，在小金屬板(34)上固定有檔光板(50)、具有螺母功能的卡子(24)和連杆(30)的一 端，連杆(30)的另一端固定在圓盤(26)上，圓盤(26)上有多個小孔，在爪子上固定有一根銅導 線，在步進電機正反向轉動的作用下，爪子可以張開、閉合，卡子(24)可以是轉軸(23)上的一 個螺母，卡子(24)卡在轉軸(23)上。
9、 根據權利要求1所述的一種錫焊機器人，其特徵在於，所述的自動供錫機械由轉軸上 固定有齒輪的步進電機、滾筒和焊錫絲或錫條導槽組成，齒輪和滾筒合成的孔與錫絲或錫條 的橫切面相同。
專利摘要本實用新型提供一種錫焊機器人。屬於機器人在錫焊技術領域的應用。它由自動機械手、X方向運動系統，Y方向運動系統、運動控制系統、溫度控制系統、焊錫自動添加系統、錫焊爐、供電電路和機架組成。在單片計算機的控制下，能自動完成抓起待焊電路板、進行塗敷助焊劑、紅外預熱烘乾、焊錫、卸板、錫爐溫度控制、焊錫自動添加等工作。能精確保證錫焊時間和焊接點離開錫面的角度。與人工相比，錫焊機器人的焊點精美可靠，成本最低，不僅能提高焊接質量，同時大大提高了工作效率，價廉物美，是中小型電子企業的理想和實用的機器之一，適用於長插或短插工藝焊錫，可直接與流水線相接。
文檔編號B23K3/00GK201371299SQ200920079840
公開日2009年12月30日 申請日期2009年3月27日 優先權日2009年3月27日
發明者劉世安 申請人:劉世安