雷射焊接機的製作方法

2023-12-02 06:48:56 1

專利名稱：雷射焊接機的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及焊接設備，具體為可用於電子元器件焊接、修復、光通訊等領域的雷射焊接機。
背景技術：
現代電子產品生產、光通訊、家用電器等很多領域均需要電路板提供控制與信號單元，隨著電子元器件的小型化以及大量集成電路的使用，焊點越來越小，焊點之間的間距也越來越小，這樣對電路板元器件的焊接提出了越來越高的要求。目前焊接機主要有電阻式焊接機和回流式焊接機。電阻式焊接機採用一個具有較大電阻值的材料製成的電阻頭，在電流作用下加熱，然後通過接觸焊點材料的方式實現焊接目的。電阻頭加熱速度受限制，作為易損件容易磨損，需要經常更換，更換後設備本身需要重新調校，而且電阻頭尺寸單一，無法隨機變換，這些均會影響生產線的效率。當元器件焊點越來越小時受電阻頭物理尺寸的限制，用電阻頭加熱法難以實現高質量焊接；此類設備通常通過熱電偶傳感溫度信息反饋到控制面板，反饋時間慢，電阻頭達到新溫度設定值時間長，而且溫度精度差，這些均會影響焊接質量。回流式焊接機採用熱輻射的原理，加熱整個電路板，通過熱傳導的方法加熱基板上的元器件。回流式焊接在一定程度上解決了焊接效率的問題，也降低了規模化生產的成本。回流式焊接的主要優勢在貼片式元器件的焊接，但是越來越多的元器件屬於溫度敏感性元器件，利用回流式焊接對於溫度無法選擇性控制，同時大量插件式元器件的存在無法採用回流式焊接技術。
發明內容本實用新型的目的在於提供一種使用壽命長，維護簡單，系統穩定的高效雷射焊接機，並利用光學透鏡聚焦實現非接觸式方式的高精度焊接。為了達到上述的目的，本實用新型採用如下技術方案:本實用新型提供了一種雷射焊接機，包括機殼，雷射發生器，與雷射發生器連接的光擴束器，位於光擴束器正下方的反射鏡，分光鏡一，位於分光鏡一正下方的透鏡，所述分光鏡一與反射鏡鏡面相互平行且位置相對應，所述分光鏡一的入射面和/或出射面設有鍍膜；還包括圖像採集系統，所述圖像採集系統位於分光鏡一的上方。本實用新型的進一步改進在於:所述分光鏡一的光折射率為95%_99%。本實用新型中分光鏡一在雷射入射面和/或出射面有鍍膜，鍍膜可以通過離子濺射等辦法實現。本實用新型的具體工作原理為:雷射控制器輸送一定的電壓和電流到雷射發生器，雷射發生器產生雷射並經光纖輸出，輸出後光束進入光擴束器變為平行光，然後經過反射鏡改變光路折射到分光鏡，經過分光鏡一折射至透鏡，經過透鏡的聚焦功能將光聚焦到待焊接元器件上，達到非接觸式焊接的目的。[0011]本實用新型設置的圖像採集系統根據穿過分光鏡一以及透鏡的紅外線波長以非接觸式方式對焊點的實際監測，圖像採集系統採集到焊點的圖像信號後，輸入到圖像處理器，通過圖像處理器顯示、識別後進行分析，並可將分析後數據反饋到雷射發生器的雷射控制器，雷射控制器自動作相應調整其輸送到雷射發生器中的電壓和/或電流。

圖1為雷射焊接機的結構示意圖。圖中:1.雷射發生器；2.光擴束器；3.反射鏡；；4.分光鏡一；5.紅外線；6.圖像採集系統；7.雷射；8.工件；9.透鏡；10.工作檯。
具體實施方式
為了加深對本實用新型的理解，下面將結合附圖和實施例對本實用新型做進一步詳細描述，該實施例僅用於解釋本實用新型，並不對本實用新型的保護範圍構成限定。實施例，如圖1所示:本實用新型涉及一種雷射焊接機，包括機殼，雷射發生器1，與雷射發生器連接的光擴束器2,位於光擴束器正下方的反射鏡3,分光鏡一 4,位於分光鏡一 4正下方的透鏡9，所述分光鏡一 4與反射鏡3鏡面相互平行且位置相對應。本實施例中雷射發生器I的工作電流通常控制在10到100安培，反射鏡3的材料通常為無機材料，表面光滑，其光學折射率能夠滿足光在其表面實現衰減全發射，並且該材料在雷射發生器產生的雷射波段無吸收或吸收很小；分光鏡一 4為無機材料經拋光形成，該材料對雷射器產生的光透明；分光鏡一4在雷射入射面和/或出射面有鍍膜，鍍膜可以通過離子濺射等辦法實現。鍍膜後的分光鏡一 4具備滿足將95%到99%的光折射到透鏡中的特性。透鏡9可以為一個鏡片，也可以為鏡片組。透鏡9將經過分光鏡一的雷射束聚焦到工作檯10的待焊接工件8上。為了更好的對焊接質量的監控，還包括圖像採集系統6，圖像採集系統6位於分光鏡一 4正上方。本實用新型設置的圖像採集系統根據穿過分光鏡一以及透鏡的紅外線5波長以非接觸式方式對焊點的實際監測，圖像採集系統6採集到焊點的圖像信號後輸入到圖像處理器，圖像處理器具備圖像顯示、識別和缺陷分析的能力，圖像處理器同時具有報警功能，如果檢測到有焊接缺陷等異常情況，圖像處理器能夠顯示焊接有異常等警示信號，該信號可以為圖形信號，動畫信號，音頻信號或它們的結合。當出現警示時，雷射焊接機能夠選擇暫停工作，或者通過部件傳輸系統將有缺陷的部件取出。傳輸系統能夠載有部件在二維平面上運動。圖像採集系統可以為模擬信號採集，也可以為數位訊號採集，並可將分析後數據反饋到雷射發生器的雷射控制器，雷射控制器自動作相應調整其輸送到雷射發生器中的電壓和/或電流。本實用新型中的雷射焊接機利用一種固體雷射器，在一定電壓和電流下受激發出相干光，該相干光通過傳輸，然後聚焦到需要焊接的位置，實現非接觸式快速加熱和焊接；雷射在通過光纖傳輸後可以利用透鏡對光斑進行調節，並控制焊點大小。在每一焊點焊接完成後，通過實時影像傳輸，將焊點圖像傳輸到信號處理單元，利用軟體對焊點焊接質量進行自動智能分析，以確保焊接質量。待焊接工作部件通過二維或三維平臺傳送，實現工件的連續工作。
權利要求1.一種雷射焊接機，其特徵在於:包括機殼，雷射發生器，與雷射發生器連接的光擴束器，位於光擴束器正下方的反射鏡，分光鏡一，位於分光鏡一正下方的透鏡，所述分光鏡一與反射鏡鏡面相互平行且位置相對應，所述分光鏡一的入射面和/或出射面設有鍍膜；還包括圖像採集系統，所述圖像採集系統位於分光鏡一的上方。
2.根據權利要求1所述的 雷射焊接機，其特徵在於:所述分光鏡一的光折射率為95%-99%。
專利摘要本實用新型涉及一種雷射焊接機，包括機殼，雷射發生器，與雷射發生器連接的光擴束器，位於光擴束器正下方的反射鏡，分光鏡一，位於分光鏡一正下方的透鏡，所述分光鏡一與反射鏡鏡面相互平行且位置相對應，所述分光鏡一的入射面和/或出射面設有鍍膜，還包括圖像採集系統，所述圖像採集系統位於分光鏡一的上方。本實用新型使用壽命長，維護簡單，系統穩定的高效雷射焊接機，並利用光學透鏡聚焦實現非接觸式方式的高精度焊接。
文檔編號B23K26/42GK203156232SQ201320130678
公開日2013年8月28日 申請日期2013年3月21日 優先權日2013年3月21日
發明者於宙 申請人:常州鐳賽科技有限公司