技术领域
[0001] 本实用新型涉及激光
锡焊技术领域，具体涉及恒温激光锡焊装置。
背景技术
[0002] 随着
电子微型化及线材加工工艺的发展，传统的
焊接工艺已经进到了
瓶颈，难以适应微电子行业日新月异的产品升级，因此，为了获取更先进的焊接工艺，激光锡焊技术成为了更优秀的选择。
[0003] 然而，目前市场上大部分的激光锡焊工艺都存在着例如
精度低，效率低，成本高等问题。焊接时激光的
温度和
密度通常无法进行良好的测量，从而降低了焊接的精度。同时，一般的激光锡焊工装结构非常复杂，需要人工控制待
焊接件移动进行焊接，加大了人
力成本，不够智能。实用新型内容
[0004] 针对
现有技术中存在的不足，本实用新型提供了恒温激光锡焊装置，所要解决的技术问题是如何实现简单操作下的校正对位，并同时能够保证焊接精度，并使其适用于自动化生产线，
对焊接的温度及工况进行实时监控，提高焊接的良品率。
[0005] 为解决上述技术问题，本实用新型提供的技术方案是：恒温激光锡焊装置，包括底座、龙
门移动组件、光学镜头组件、堵丝报警组件和送丝调整架组件；
[0006] 龙门移动组件设置在底座上，龙门移动组件包括
水平横梁，水平横梁上设置有X轴KK模组，X轴KK模组包括在水平方向上横向移动的第一导引滑
块，第一导引滑块固定连接有Z轴KK模组，Z轴KK模组包括在竖直方向上移动的第二导引滑块；
[0007] 第二导引滑块与堵丝报警组件固定连接，堵丝报警组件包括绕料卷、导料管、光电检测单元和检测棒，导料管位于绕料卷的下方，检测棒连接导料管并伸入光电检测单元中，导料管上套设有
弹簧和
调节管，弹簧位于检测棒的下方，调节管可移动地设置在导料管上调节弹簧位于调节管和检测棒之间的长度；
[0008] 光学镜头组件安装在堵丝报警组件的下方，光学镜头组件包括焊接头、光纤
准直耦合器、红外测温单元、视觉监测单元和安装箱，焊接头、光纤准直耦合器、红外测温单元和视觉监测单元均安装在安装箱上，安装箱内设置有反射镜组，反射镜组分别与焊接头、光纤准直耦合器、红外测温单元和视觉监测单元相对应，光纤准直耦合器发射的近平行光依次经过反射镜组后到达焊接头，并与红外测温单元发射的红外线呈同轴；
[0009] 焊接头上套设有送丝调整架组件，送丝调整架组件包括调整部和送丝部，调整部包括固定块和调整块，固定块与焊接头固定连接，调整块与固定块活动连接，送丝部穿设于调整块，送丝部包括进丝管和
导丝管，进丝管与导丝管之间相互连通，进丝管与导料管相对应，导丝管与焊接头相对应；
[0010] 底座上还铺设有Y轴KK模组，Y轴KK模组包括在水平方向上移动的第三导引滑块，第三导引滑块的移动方向与第一导引滑块的移动方向垂直。
[0011] 进一步地，光电检测单元包括发射件和接受件，发射件和接收件相对设置，检测棒的一端和导料管连接，另一端位于发射件和接收件之间。
[0013] 进一步地，反射镜组包括第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜，第一反射镜与光纤准直耦合器对应设置，第二反射镜与红外测温单元和视觉监测单元对应设置，视觉监测组件相对于红外测温组件位于第二反射镜的另一侧，第三反射镜同时与第一反射镜、第二反射镜和焊接头对应设置。
[0014] 进一步地，光学准直耦合器包括空心的外层壳体，外层壳体与安装箱固定连接，外层壳体上开设有竖直的滑槽，外层壳体的内部设置有空心的内层壳体，内层壳体上设置有矩形
齿条，矩形齿条滑动卡合在滑槽内，滑槽的长度大于矩形齿条的长度，外层壳体上还设置有微型
电机，微型电机传动连接有圆柱
齿轮，圆柱齿轮与矩形齿条相匹配设置。
[0015] 进一步地，红外测温单元包括温度
探头调整架，
温度探头调整架包括大小相同且均为正方形的上层调整板和下层
固定板，下层固定板固定在安装箱上，上层调整板的两对
角处分别穿设有第一螺纹副和第二螺纹副，下层固定板的顶面上开设有调整槽，调整槽位于第二螺纹副的正下方，第一螺纹副和第二螺纹副的底端均呈球状，第一螺纹副的底端与下层固定板的顶面相接，第二螺纹副的底端卡合于调整槽内，上层调整板和下层固定板之间还卡合有
钢球，上层调整板和下层固定板上竖直开设有同轴的红外测温通道，上层调整板上设置有测温探头，测温探头发射的红外线通过红外测温通道到达焊接头组件，上层调整板和下层固定板上还穿设有螺钉，螺钉固定在下层固定板上，螺钉与上层调整板之间存在有空隙。
[0016] 进一步地，固定块包括固定臂，固定臂在水平方向上与调整块转动连接，调整块上设置有调整臂，调整臂上穿设有第一限位旋钮，第一限位旋钮与调整臂之间通过螺纹转动连接，第一限位旋钮的头部正对固定臂且第一限位旋钮的长度大于第一限位旋钮的头部到固定臂的距离，调整块还上穿设有第二限位旋钮，第二限位旋钮的头部正对调整块的底面且第二限位旋钮的长度大于第二限位旋钮的头部到调整部的底面的距离。
[0017] 本实用新型采用了多轴伺服模块和CCD同轴
定位系统，实现了清晰呈现焊点并及时校正对位，保证了焊接的精度以及自动化生产，提高了生产效率。同时还采用了红外测温装置和视觉监测装置实现了对焊接点工况的实时监控，提高了焊接的优良率，且激光、成像、测温三点同轴，完美解决了行业内多光路重合的难题，简化了操作，降低了人工成本，最后还能够防止堵丝现象的发生，进一步提高了
稳定性能。
附图说明
[0018] 附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成
说明书的一部分，与本实用新型的
实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：
[0019] 图1为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中的整体结构示意图；
[0020] 图2为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中龙门移动组件的结构示意图；
[0021] 图3为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中光学镜头组件的结构示意图；
[0022] 图4为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中光纤准直耦合器的结构示意图；
[0023] 图5为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中光纤准直耦合器的内部结构示意图；
[0024] 图6为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中内层壳体的结构示意图；
[0025] 图7为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中测温探头的结构示意图；
[0026] 图8为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中位于安装箱内的第二反射镜和第三反射镜的结构示意图；
[0027] 图9为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中位于安装箱内的第二反射镜的结构示意图；
[0028] 图10为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中位于安装箱内的第一反射镜的结构示意图；
[0029] 图11为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中堵丝报警组件的结构示意图；
[0030] 图12为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中堵丝报警组件的内部结构示意图；
[0031] 图13为本实用新型恒温激光锡焊装置在图12中I处的局部放大结构示意图；
[0032] 图14为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中送丝调整架组件的结构示意图；
[0033] 图15为本实用新型恒温激光锡焊装置在实施方式中送丝调整架组件的另一结构示意图；
[0034] 图中：1-底座、2-龙门移动组件、21-水平横梁、22-X轴KK模组、221-第一导引滑块、23-Z轴KK模组、231-第二导引滑块、24-Y轴KK模组、241-第三导引滑块、3-光学镜头组件、
31-焊接头、32-光纤准直耦合器、321-外层壳体、3211-滑槽、3212-微型电机、3213-圆柱齿轮、322-内层壳体、3222-矩形齿条33-红外测温单元、331-温度探头调整架、332-上层调整板、3321-第一螺纹副、3322-第二螺纹副、333-下层固定板、3331-调整槽、334-钢球、335-红外测温通道、336-测温探头、337-螺钉、34-视觉监测单元、35-安装箱、351-反射镜组、3511-第一反射镜、3512-第二反射镜、3513-第三反射镜、4-堵丝报警组件、41-绕料卷、42-导料管、43-光电检测单元、431-发射件、432-接收件、44-检测棒、45-弹簧、46-调节管、461-螺纹圈、5-送丝调整架组件、51-调整部、511-固定块、5111-固定臂、512-调整块、5121-调整臂、
52-送丝部、521-进丝管、522-导丝管、53-第一限位旋钮、54-第二限位旋钮。
具体实施方式
[0035] 以下结合附图对本实用新型的优选实例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。
[0036] 如图1至15所示，这种恒温激光锡焊装置能够清晰呈现焊点并及时校正对位，保证了焊接的精度和自动化生产，同时能够对焊接点的温度及工矿进行实时监测，提高了焊接的良品率，且能够防止堵丝现象的发生，进一步提高了稳定性能。具体的，该恒温激光锡焊装置包括底座1、龙门移动组件2、光学镜头组件3、堵丝报警组件4和送丝调整架组件5，龙门移动组件2的主要作用是用来控制光学镜头组件3和堵丝报警组件4及送丝调整架组件5的方位，以便于进行焊接。光学镜头组件3的主要作用一个是用来连接光纤并转换成近平行光发射激光进行焊接，另一个作用是对激光的温度和密度进行测量，同时还能够对焊接过程进行实时观测，从而达到恒温的技术效果，提高测量精度和良品率。堵丝报警组件4的主要作用一个是输送锡丝，另一个是防止在输送锡丝的过程中发生堵塞的现象影响锡焊过程的进行。送丝调整架组件5的主要作用一个是传输堵丝报警组件4输送的锡丝使其与焊接头31处发射的激光相接进行锡焊，另一个是能够进行微调以提高焊接精度。
[0037] 龙门移动组件2设置在底座1上，包括两根等高的行程立柱，这两根行程立柱之间架设有水平横梁21，该水平横梁21上设置有X轴KK模组22，X轴KK模组22包括了在水平方向上能够横向移动的第一导引滑块221，其还包括一道线性
导轨和电机，电机驱动第一导引滑块221在线性导轨上滑动。第一导引滑块221上固定设置有Z轴KK模组23，Z轴KK模组包括了能够在竖直方向上滑动的第二导引滑块231，这样就可以使得固定在第二导引滑块231上的器件能够在电机的驱动下实现在X轴和Z轴上的移动。
[0038] 第二导引滑块231与堵丝报警组件4固定连接，该堵丝报警组件4包括绕料卷41、导料管42、光电检测单元43和检测棒44，导料管42位于绕料卷41的下方，检测棒44连接导料管42并伸入光电检测单元43中，导料管42上套设有弹簧45和调节管46，弹簧45位于检测棒44的下方，调节管46可移动地设置在导料管42上调节弹簧45位于调节管46和检测棒44之间的长度。这样可以使得在导料管42中发生锡丝堵塞的情况时，导料管42会带动检测棒44向下发生位移，随后光电检测单元43检测到检测棒44的位移，便能够判断导料管42中发生了堵丝现象，及时提示操作人员，避免更大的损失。
[0039] 光学镜头组件3安装在堵丝报警组件4的下方，该光学镜头组件3包括焊接头31、光纤准直耦合器32、红外测温单元33、视觉监测单元34和安装箱35，其中焊接头31的主要作用是用来接收光纤准直耦合器32传输来的激光并发射出去与锡丝发生作用进行焊接，光纤准直耦合器32的主要作用是将通过光纤传输来的散光汇聚成近平行光后发射至焊接头31，红外测温单元33的主要作用是通过红外线对焊接头31发射的激光在焊接处的密度和
能量进行测量，从而提高焊接的精度，视觉监测单元34的主要作用是通过光的反射成像使得操作人员能够通过视觉监测单元34实时观测到焊接处的情况变化，进一步提高焊接的精度，而焊接头31、光纤准直耦合器32、红外测温单元33、视觉监测单元34均安装在安装箱35上。安装箱35内设置有反射镜组351，反射镜组351包括了多面反射镜，这些反射镜分别与焊接头31、光纤准直耦合器32、红外测温单元33和视觉监测单元34相对应，使得最终能够实现光纤准直耦合器32发射的近平行光依次经过反射镜组351后到达焊接头31，同时能够使得红外测温单元33发射的红外线与焊接头31发射的激光同轴，从而提高了对待焊接件收到激光光束照射时激光
能量密度的测量精度，同时也能够测得焊接处的温度变化，从而实现一个对焊接温度的控制，达到恒温的技术效果，提高了焊接的精度和良品率。
[0040] 送丝调整架组件5套设在焊接头31上，该送丝调整架组件5包括调整部51和送丝部52。调整部51一方面要与焊接头31固定连接，另一方面要能够单独的进行方向上的微调，并通过微调的部分与送丝部52的固定连接从而带动送丝部52转动得到调整。调整部51包括固定块511和调整块512，其中固定块511的主要作用是与焊接头31固定连接，调整块512与固定块511活动连接，这样可以使得调整块512能够相对于固定块511，即相对于整个光学镜头组件3进行调整。送丝部52穿设于调整块512，这样可以使得送丝部52也能够跟随调整块512的转动从而得到调整。送丝部52包括进丝管521和导丝管522，进丝管521与导丝管522之间相互连通，进丝管521与导料管42相对应，导丝管522与焊接头31相对应，这样可以使得通过导料管52导出的锡丝从进丝管521处进入，并从导丝管522处伸出，随后与焊接头31处发出的激光相接，从而进行焊接。
[0041] 底座1上还铺设有Y轴KK模组24，该Y轴KK模组24包括在水平方向上移动的第三导引滑块241，该第三导引滑块241的移动方向与第一导引滑块221的移动方向垂直。在需要进行焊接时，只需要将待焊接件放置在第三导引滑块241上，通过X轴KK模组22和Z轴KK模组23的相互配合实现了焊接头31在X轴和Z轴方向上的移动，通过送丝调整架组件5实现了送丝部52的微调，最后通过Y轴KK模组24实现了待焊接件能够相对于焊接头31在Y轴方向上的移动。
[0042] 在本实施例中，光电检测单元43包括发射件431和接收件432，发射件431和接收件432相对设置，检测棒44的一端和导料管42连接，另一端位于发射件431和接收件432之间，这样可以使得当导料管42中发生堵丝现象时，导料管42会向下运动，从而带动检测棒44弯曲，进而无法准确阻挡在发射件431和接收件432之间，从而引起光电检测单元43的反应，以提醒操作人员此时发生堵丝故障，需及时处理。
[0043] 在本实施例中，调节管46外套设有螺纹圈461，这样可以使得调节管45能够通过螺纹圈461和其他元件
啮合进而保持固定，同时调节管46和导料管42配合紧密，从而当导料管42向下发生形变时，只有位于调节管46和检测棒44之间的弹簧45才能对导料管42起到反弹的作用。操作人员可以拧动螺纹圈461，调节调节管46相对于导料管42的
位置，进而调节导料管42上的弹簧45的反弹力度。
[0044] 在本实施例中，反射镜组351包括第一反射镜3511、第二反射镜3512和第三反射镜3513，第一反射镜3511与光纤准直耦合器32对应设置，第二反射镜3512与红外测温单元33和视觉监测单元34对应设置，视觉监测组件34相对于红外测温单元33位于第二反射镜3512的另一侧，第三反射镜3513同时与第一反射镜3511、第二反射镜3512和焊接头31对应设置，这样可以使得通过光纤准直耦合器32发射的近平行光能够先依次通过第一反射镜3511和第三反射镜3513到达焊接头31发射出激光，同时红外测温单元33发出的红外线能够依次通过第二反射镜3512和第三反射镜3513同样从焊接头31处发射出，待焊接件也能够依次通过第三反射镜3513和第二反射镜3512的作用成像于视觉监测单元34，从而实现了对焊接时激光的密度和温度的测量以及焊接过程的实时监控。同时，红外测温单元33与视觉监测单元
34分别位于第二反射镜3512的两侧，其结构巧妙，只采用一面反射镜即可实现红外线穿过与成像折射的双重技术效果，节省了操作空间。
[0045] 在本实施例中，光学准直耦合器32包括空心的外层壳体321，外层壳体321与安装箱35固定连接，外层壳体321上开设有竖直的滑槽3211，外层壳体321的内部设置有空心的内层壳体322，该内层壳体322上设置有矩形齿条3222，矩形齿条3222滑动卡合在滑槽3211，滑槽3211的长度大于矩形齿条3222的长度，由此实现了内层壳体322相对于外层壳体321的滑动连接。外层壳体321上还设置有微型电机3212，微型电机3212传动连接有圆柱齿轮3213，圆柱齿轮3213与矩形齿条3222相匹配设置，这样可以使得通过启动微型电机3212，其能够驱动圆柱齿轮3213转动，从而驱使矩形齿条3222上下移动，进而使内层壳体322能够相对于外层壳体321上下移动。通常内层壳体322内设置有光纤连接器和聚光镜，而聚光镜与内层壳体322固定连接，由此可以调整光纤连接器到聚光镜的间距大小，从而改变聚光镜上光斑的大小，进而可以调节激光的密度和能量。
[0046] 在本实施例中，红外测温单元33包括温度探头调整架331，温度探头调整架331包括大小相同且均为正方形的上层调整板332和下层固定板333，下层固定板333固定在安装箱35上，上层调整板332的两对角处分别穿设有第一螺纹副3321和第二螺纹副3322，下层固定板333的顶面上开设有调整槽3331，调整槽3331位于第二螺纹副3322的正下方，第一螺纹副3321和第二螺纹副3322的底端均呈球状，第一螺纹副3321的底端与下层固定板333的顶面相接，第二螺纹副3322的底端卡合于调整槽3331内，上层调整板332和下层固定板333之间还卡合有钢球334，由于第一螺纹副3321和第二螺纹副3322的底端均抵在下层固定板333上，因此第一螺纹副3321和第二螺纹副3322以及钢球334都能起到一个
支撑固定的作用，同时，由于其底端呈球状，并且第二螺纹副3322是卡合在比下层固定板333的顶面更低一点的调整槽3331内，且钢球334也是球状，因此可以通过调整第二螺纹副3322的位置来实现调整上层调整板332的角度。上层调整板332和下层固定板333上竖直开设有同轴的红外测温通道335，上层调整板332上设置有测温探头336，测温探头336发射的红外线通过红外测温通道335到达焊接头31，这样可以使得通过调整上层调整板332转动的角度，即可实现调整测温探头336发射的红外线的角度，从而使其与焊接头31处发射的激光同轴。上层调整板332和下层固定板333上还穿设有螺钉337，该螺钉337固定在下层固定板333上，并与上层调整板332之间存在有空隙，这样可以使得螺钉337能够在上层调整板332的调整过程中起到一个限位固定的作用，提高了稳定性和实用性。
[0047] 固定块511包括固定臂5111，固定臂5111在水平方向上与调整块512转动连接，调整块512上设置有调整臂5121，该调整臂5121上穿设有第一限位旋钮53，该第一限位旋钮53与调整臂5121之间通过螺纹转动连接，其头部正对固定臂5111且第一限位旋钮53的长度大于其头部到固定臂5111的距离，这样可以使得通过转动第一限位旋钮53可以将其相对于固定臂5111旋进或旋出。调整块512上还穿设有第二限位旋钮54，第二限位旋钮54的头部正对调整块512的底面且第二限位旋钮54的长度大于其头部到调整部51的底面的距离，这样可以使得通过旋转第二限位旋钮54可以将其相对于调整块512旋进或旋出。由此，在需要对调整块512进行调整时，只需要旋出第一限位旋钮53和第二限位旋钮54，随后转动调整块512进行调整，调整结束后，旋进第一限位旋钮53和第二限位旋钮54，将其头部分别抵住固定臂5111和调整部51的底面，从而实现固定和限位。
[0048] 综上所述，本实用新型恒温激光锡焊装置的工作原理是：
[0049] 将待焊接件放置在第三导引滑块241上，将锡丝绕卷在绕料卷41和导料管42上，并从进丝管521处伸入，从导丝管522处伸出，将光纤连接到光纤准直耦合器32上。通过电机驱动第一导引滑块221和第二导引滑块231从而带动光学镜头组件3在X轴和Z轴方向上的移动，驱动第三导引滑块241从而带动待焊接件在相对于光学镜头组件3Y轴方向上的移动。通过转动调整部51能够对导丝管522的头部进行微调，使其与焊接头31发射出的激光对接实现焊接。在焊接过程中，当导料管42中发生锡丝堵塞的情况时光电检测单元43能够检测到检测棒44的卫衣，从而判断堵丝现象的发生及时提醒操作人员。通过对上层调整板332的调节可以实现测温探头336发射出的红外线与焊接头31处发射出的激光同轴，从而对激光的密度和能量进行调节，达到了恒温的技术效果，提高了焊接的精度。
[0050] 本实用新型采用了多轴伺服模块和CCD同轴定位系统，实现了清晰呈现焊点并及时校正对位，保证了焊接的精度以及自动化生产，提高了生产效率。同时还采用了红外测温装置和视觉监测装置实现了对焊接点工况的实时监控，提高了焊接的优良率，且激光、成像、测温三点同轴，完美解决了行业内多光路重合的难题，简化了操作，降低了人工成本，最后还能够防止堵丝现象的发生，进一步提高了稳定性能。
[0051] 最后应说明的是：以上所述仅为本实用新型的优选实例而已，并不用于限制本实用新型，尽管参照前述实施例对本实用新型进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行
修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本实用新型的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。
