[发明专利]焊接机器人及其对准定位机构

说明书

技术领域

本发明涉及焊接机器人，并且更具体地涉及用于焊接机器人的烙铁头的对准定位机构。

背景技术

通孔焊接工艺（pin-through hole soldering process）在电子工业制造中广泛使用。通常，采用焊接机器人来完成通孔焊接工艺所需的各步骤。焊接机器人大体上具有能够三维移动的移动臂以及对所述移动臂的运动进行控制的控制单元。在移动臂上安装有烙铁头以及用于焊丝的送丝机构。在工作时，印刷电路板固定在焊接机器人的工作台上，并且待焊的电子元器件的引脚插入到印刷电路板中的通孔中。在控制单元的控制下，焊接机器人的移动臂移动并且送丝机构送丝，以使得烙铁头与焊丝位于待焊部位附近。通电后的烙铁头使得焊丝融化，从而将电子元器件焊接在印刷电路板上。

在这种焊接工艺中所面临的一个主要问题是，每次必须将烙铁头精确地定位在焊接部位。也就说，烙铁头要同时接触电子元器件的引脚与印刷电路板的焊接区。如果烙铁头仅仅错误地与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区二者中的一个接触的话，那么电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的加热温度有可能不同。这样导致的后果很可能使得焊料迅速冷却、焊丝无法按需熔融并且在引脚与焊接区之间无法形成所需的焊接连接。

日本专利公开文献（JP4333363）公开了一种焊接机器人，在该焊接机器人的移动臂上安装有烙铁头，该烙铁头经由一套平行弹簧系统与该焊接机器人的移动臂相连，从而该烙铁头能够与该移动臂的路径相平行地移动。虽然该专利公开文献对安装烙铁头的移动臂进行了改进，但是在操作时仍无法可靠确保烙铁头能够与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触。

如果无法确保焊接机器人在操作时烙铁头与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触，则电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的温度存在差异，从而焊料有可能过快冷却，导致无法确保电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区之间的所期望的焊接品质。另外，如果烙铁头与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区之间的接触力过大的话，则可能造成电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区的损坏，而影响焊接品质。

发明内容

本发明的一个目的是提供一种用于焊接机器人的烙铁头的对准定位机构，其能够使得烙铁头总是准确地与电子元器件的引脚和印刷电路板的焊接区同时接触，从而提高焊接质量，并且能够防止接触力过大的情况出现。

根据本发明的一个方面，提供了一种焊接机器人的对准定位机构，其包括：第一部件，所述第一部件设置有第一弹簧结构，所述第一部件在所述焊接机器人的移动臂上安装并且能够相对于所述移动臂沿第一方向移动；第二部件，所述第二部件设置有第二弹簧结构，所述第二部件在所述移动臂或所述第一部件上安装并且能够相对于所述移动臂或所述第一部件沿第二方向移动，其中所述第二方向与所述第一方向成夹角设置；其中，所述第一弹簧结构包括第一固定支架、一端在所述第一固定支架上固定的且沿第一方向施力作用的第一弹簧、在所述第一固定支架上固定的第一传感器模块以及相对于所述第一弹簧的自由端安置的检测标靶，所述第二弹簧结构包括第二固定支架、一端在所述第二固定支架上固定的且沿第二方向施力作用的第二弹簧、在所述第二固定支架上固定的第二传感器模块以及相对于所述第二弹簧的自由端安置的检测标靶，在所述第一部件或第二部件滑动时，所述第一或第二弹簧的自由端能够与在所述第一部件或第二部件上预设的止挡部接触并保持与所述止挡部相对静止，从而所述第一或第二传感器模块能够检测到所述检测标靶的运动。

可选地，所述第一和/或第二传感器模块包括至少一个传感器，以检测所述检测标靶的运动。

可选地，所述第一和/或第二传感器模块包括至少两个相互间隔的传感器，以检测所述检测标靶的运动。

优选地，所述传感器是光电传感器，并且所述检测标靶由反光材料制成。

优选地，所述对准定位机构的第一部件和/或第二部件包括滑动导轨，所述第一和/或第二固定支架在所述滑动导轨的固定轨上设置，所述检测标靶在所述第一和/或第二弹簧的自由端上设置或者在所述滑动导轨的滑动轨的预设位置上设置。

优选地，所述第一和/或第二弹簧是螺旋弹簧。

优选地，所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。

优选地，所述对准定位机构与焊接机器人的烙铁头固定相连。

优选地，所述对准定位机构还包括第三部件，所述第三部件设置有第三弹簧结构，所述第三部件能够相对于不同于第一方向或第二方向的第三方向滑动，所述第三弹簧结构与第一弹簧结构或第二弹簧结构构造相同。