申请/专利权人：武汉比天科技有限责任公司

申请日：2019-12-28

公开（公告）日：2021-04-27

公开（公告）号：CN111014868B

主分类号：B23K1/005(20060101)

分类号：B23K1/005(20060101);B23K3/06(20060101);B23K3/08(20060101)

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2021.04.27#授权;2020.05.12#实质审查的生效;2020.04.17#公开

摘要：本发明设计一种锡球焊接装置的焊接方法，是一种采用带同轴视觉系统的锡球焊接装置，进行锡球焊接时的方法，所述锡球焊接装置中设置有激光聚焦头、控制器、CCD相机和旋转盘，将部分激光光路和视觉成像光路重合，实现激光与视觉的同轴同焦。焊接时可旋转切换不同尺寸的焊接喷嘴，实现不同尺寸锡球焊接和视觉成像的快速切换，通过快速调整光斑大小以适应不同孔径的喷嘴，满足多规格焊点需求；通过焊前预热、连续喷球、焊后补光过程，实现对不同尺寸和散热速度较快焊点的良好焊接。焊接时可实时补充任意多个锡球，且锡球进入过渡仓后，在下落过程中直接熔化后滴落在焊盘上，无需在喷嘴口停留，缩短了焊接时间，提高了生产效率。

主权项：1.一种锡球焊接装置的焊接方法，所述锡球焊接装置包括：激光器、激光聚焦头（1）、调焦机构（13）、旋转电机（2）、控制器（3）、CCD相机（4）、成像镜头（5）、旋转盘（6），所述激光聚焦头（1）的内部设置有自上至下依次分布的：准直镜（11）、聚焦镜（12）和45°镜（14），所述调焦机构（13）用于通过调整聚焦镜（12）的上下位置实现激光光斑的大小调整；所述激光聚焦头（1）下方设置有呈圆锥漏斗状的过渡仓（15），所述过渡仓（15）上部的一侧设置有进气口（10），所述进气口（10）之下设置有进球口（9），所述旋转盘（6）位于过渡仓（15）下方，旋转盘（6）上设置有焊接喷嘴（8）和成像窗口（7）；所述进气口（10）用于接入保护气体，所述进球口（9）用于向过渡仓（15）中推送不同尺寸的锡球；所述成像镜头（5）固定在激光聚焦头（1）的侧部，且成像镜头（5）的安装高度与所述45°镜（14）位置相对应，所述CCD相机（4）与成像镜头（5）连接，CCD相机（4）用于拍摄焊点图像；所述旋转电机（2）位于激光聚焦头（1）的一侧，旋转电机（2）用于驱动旋转盘（6）上的焊接喷嘴（8）或成像窗口（7）与过渡仓（15）之间的快速对接；所述控制器（3）用于按设定程序控制：旋转盘的旋转、调焦机构的聚焦、CCD相机对焊点的拍摄、植入锡球、发射或停止激光；所述旋转盘（6）上设置有至少一个不同尺寸的焊接喷嘴（8）以及一个成像窗口（7）；所述旋转盘（6）上的焊接喷嘴（8）与过渡仓（15）之间设有密封件（16），所述密封件（16）用于实现过渡仓（15）的下端与焊接喷嘴（8）之间的密封；所述激光器选择为连续或准连续的半导体激光器；所述焊接方法，是针对不同锡球尺寸和或不同散热速度的焊盘的焊接方法，包括：焊前预热、连续喷球、焊后补光过程；其特征在于，包括：视觉定位、激光预热、锡球植入、焊点成形四个阶段；设定：焊盘的尺寸为锡球直径的4倍；各阶段操作方法如下：ST1、视觉定位阶段：控制器（3）通过旋转电机（2）驱动旋转盘（6），将旋转盘（6）上相应的成像窗口（7）切换到过渡仓（15）的正下方，再通过CCD相机（4）获取幅面较大的焊点图像，经图像处理后，实现焊点定位；ST2、激光预热阶段：旋转盘（6）将相应尺寸的焊接喷嘴（8）切换到过渡仓（15）的正下方，再通过进气口（10）向过渡仓（15）中吹入保护气体，此时，激光器发射的激光直接照射到焊盘上，实现对焊盘的预热；ST3、锡球植入阶段：焊接喷嘴（8）保持在过渡仓（15）的正下方，根据焊盘锡量需求，通过进球口（9）向过渡仓（15）中植入至少一个锡球，锡球下落过程中，在激光的照射下迅速熔化并滴落在焊盘上；ST4、焊点成形阶段：a、当焊盘小于或等于设定尺寸时，保持激光照射一定时间，使熔融锡浸润，直至焊点圆润饱满；b、当焊盘大于设定尺寸时，先关闭激光，将旋转盘（6）上相应的成像窗口（7）快速切换至过渡仓（15）的正下方，调焦机构（13）调节聚焦镜（12）的位置，增大照射在焊盘表面的激光光斑直径并保持至熔融锡完全铺开，再关闭激光，然后通过CCD相机（4）直接拍摄焊点图像，控制器（3）根据所拍摄焊点图像执行视觉检测并分析焊接效果，再根据焊接效果执行补充锡球或发射激光操作，直至焊接完成。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 武汉比天科技有限责任公司 一种锡球焊接装置的焊接方法

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