焊接機(jī)器人及其對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種焊接機(jī)器人的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其包括：沿第一方向的第一部件，其設(shè)有第一彈簧結(jié)構(gòu)；沿第二方向的第二部件，其設(shè)有第二彈簧結(jié)構(gòu)，第二與第一方向形成夾角；其中，第一彈簧結(jié)構(gòu)包括第一固定支架、第一彈簧、第一傳感器模塊以及檢測(cè)標(biāo)靶，第二彈簧結(jié)構(gòu)包括第二固定支架、第二彈簧、第二傳感器模塊以及檢測(cè)標(biāo)靶，在第一或第二部件滑動(dòng)時(shí)，第一或第二彈簧的自由端與在第一或第二部件上預(yù)設(shè)的止擋部接觸，從而傳感器模塊檢測(cè)檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明還涉及一種焊接機(jī)器人，其包括：移動(dòng)臂；前述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其安裝在移動(dòng)臂的自由端上；以及與對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)相連的烙鐵頭和送絲器。
【專利說明】焊接機(jī)器人及其對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及焊接機(jī)器人，并且更具體地涉及用于焊接機(jī)器人的烙鐵頭的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)。
【背景技術(shù)】
[0002]通孔焊接工藝(pin-through hole soldering process)在電子工業(yè)制造中廣泛使用。通常，采用焊接機(jī)器人來完成通孔焊接工藝所需的各步驟。焊接機(jī)器人大體上具有能夠三維移動(dòng)的移動(dòng)臂以及對(duì)所述移動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)進(jìn)行控制的控制單元。在移動(dòng)臂上安裝有烙鐵頭以及用于焊絲的送絲機(jī)構(gòu)。在工作時(shí)，印刷電路板固定在焊接機(jī)器人的工作臺(tái)上，并且待焊的電子元器件的引腳插入到印刷電路板中的通孔中。在控制單元的控制下，焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂移動(dòng)并且送絲機(jī)構(gòu)送絲，以使得烙鐵頭與焊絲位于待焊部位附近。通電后的烙鐵頭使得焊絲融化，從而將電子元器件焊接在印刷電路板上。
[0003]在這種焊接工藝中所面臨的一個(gè)主要問題是，每次必須將烙鐵頭精確地定位在焊接部位。也就說，烙鐵頭要同時(shí)接觸電子元器件的引腳與印刷電路板的焊接區(qū)。如果烙鐵頭僅僅錯(cuò)誤地與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)二者中的一個(gè)接觸的話，那么電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)的加熱溫度有可能不同。這樣導(dǎo)致的后果很可能使得焊料迅速冷卻、焊絲無法按需熔融并且在引腳與焊接區(qū)之間無法形成所需的焊接連接。
[0004]日本專利公開文獻(xiàn)(JP4333363)公開了一種焊接機(jī)器人，在該焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂上安裝有烙鐵頭，該烙鐵頭經(jīng)由一套平行彈簧系統(tǒng)與該焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂相連，從而該烙鐵頭能夠與該移動(dòng)臂的路徑相平行地移動(dòng)。雖然該專利公開文獻(xiàn)對(duì)安裝烙鐵頭的移動(dòng)臂進(jìn)行了改進(jìn)，但是在操作時(shí)仍無法可靠確保烙鐵頭能夠與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸。
[0005]如果無法確保焊接機(jī)器人在操作時(shí)烙鐵頭與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸，則電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)的溫度存在差異，從而焊料有可能過快冷卻，導(dǎo)致無法確保電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)之間的所期望的焊接品質(zhì)。另外，如果烙鐵頭與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)之間的接觸力過大的話，則可能造成電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)的損壞，而影響焊接品質(zhì)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0006]本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種用于焊接機(jī)器人的烙鐵頭的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其能夠使得烙鐵頭總是準(zhǔn)確地與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸，從而提高焊接質(zhì)量，并且能夠防止接觸力過大的情況出現(xiàn)。
[0007]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，提供了一種焊接機(jī)器人的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其包括:第一部件，所述第一部件設(shè)置有第一彈簧結(jié)構(gòu)，所述第一部件在所述焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂上安裝并且能夠相對(duì)于所述移動(dòng)臂沿第一方向移動(dòng)；第二部件，所述第二部件設(shè)置有第二彈簧結(jié)構(gòu)，所述第二部件在所述移動(dòng)臂或所述第一部件上安裝并且能夠相對(duì)于所述移動(dòng)臂或所述第一部件沿第二方向移動(dòng)，其中所述第二方向與所述第一方向成夾角設(shè)置；其中，所述第一彈簧結(jié)構(gòu)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彈簧、在所述第一固定支架上固定的第一傳感器模塊以及相對(duì)于所述第一彈簧的自由端安置的檢測(cè)標(biāo)靶，所述第二彈簧結(jié)構(gòu)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彈簧、在所述第二固定支架上固定的第二傳感器模塊以及相對(duì)于所述第二彈簧的自由端安置的檢測(cè)標(biāo)靶，在所述第一部件或第二部件滑動(dòng)時(shí)，所述第一或第二彈簧的自由端能夠與在所述第一部件或第二部件上預(yù)設(shè)的止擋部接觸并保持與所述止擋部相對(duì)靜止，從而所述第一或第二傳感器模塊能夠檢測(cè)到所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
[0008]可選地，所述第一和/或第二傳感器模塊包括至少一個(gè)傳感器，以檢測(cè)所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
[0009]可選地，所述第一和/或第二傳感器模塊包括至少兩個(gè)相互間隔的傳感器，以檢測(cè)所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
[0010]優(yōu)選地，所述傳感器是光電傳感器，并且所述檢測(cè)標(biāo)靶由反光材料制成。
[0011]優(yōu)選地，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)的第一部件和/或第二部件包括滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述第一和/或第二固定支架在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的固定軌上設(shè)置，所述檢測(cè)標(biāo)靶在所述第一和/或第二彈簧的自由端上設(shè)置或者在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)軌的預(yù)設(shè)位置上設(shè)置。
[0012]優(yōu)選地，所述第一和/或第二彈簧是螺旋彈簧。
[0013]優(yōu)選地，所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。
[0014]優(yōu)選地，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)與焊接機(jī)器人的烙鐵頭固定相連。
[0015]優(yōu)選地，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)還包括第三部件，所述第三部件設(shè)置有第三彈簧結(jié)構(gòu)，所述第三部件能夠相對(duì)于不同于第一方向或第二方向的第三方向滑動(dòng)，所述第三彈簧結(jié)構(gòu)與第一彈簧結(jié)構(gòu)或第二彈簧結(jié)構(gòu)構(gòu)造相同。
[0016]根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種焊接機(jī)器人，其包括:移動(dòng)臂；控制單元，以控制所述移動(dòng)臂的移動(dòng)；如上所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)安裝在所述移動(dòng)臂的自由端上；以及與所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)相連的烙鐵頭以及提供焊絲的送絲器。
[0017]采用本說明書及權(quán)利要求中給出的技術(shù)方案，由于定位對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)包括具有至少兩個(gè)沿不同方向的彈簧結(jié)構(gòu)的彈簧系統(tǒng)，所以烙鐵頭能夠與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸，提高焊接品質(zhì)，并且能夠防止接觸力過大的情況出現(xiàn)。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0018]圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的焊接機(jī)器人的局部透視圖；
[0019]圖2示意性放大示出了根據(jù)圖1的焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂上的如虛線圓圈所標(biāo)的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)中所安裝的彈簧系統(tǒng)；
[0020]圖3示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的烙鐵頭的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)的正視圖；并且
[0021]圖4a至圖4c示出了根據(jù)本發(fā)明的焊接機(jī)器人的烙鐵頭在對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)作用下的操作過程。
【具體實(shí)施方式】[0022]下面參照附圖描述本發(fā)明的一些優(yōu)選實(shí)施方式。在各附圖中，相同的部件由相同的附圖標(biāo)記表示。
[0023]圖1示意性示出了根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的焊接機(jī)器人I。該焊接機(jī)器人I大體上包括能夠沿三維方向X、y或Z任意移動(dòng)的移動(dòng)臂2、固定的工作臺(tái)4以及(未示出的)控制單元，其中所述控制單元例如是可編程邏輯控制器(PLC)并且能夠控制移動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)。在移動(dòng)臂2的一個(gè)自由端上安裝有對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3。
[0024]對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3經(jīng)由一支架與用于焊絲的送絲器5和烙鐵7固定相連。如圖1所示，支架設(shè)有連接片6，在連接片6的兩端上分別成角度地固定有所述送絲器5和所述烙鐵
7。連接片6為圓弧形結(jié)構(gòu)，并設(shè)有與其輪廓相符的圓弧槽。通過沿圓弧槽移動(dòng)連接片6，可以改變送絲器5和烙鐵7相對(duì)于工作臺(tái)4的角度，以便實(shí)現(xiàn)不同角度的焊接。
[0025]作為示例，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3包括能夠彼此沿z和X方向自由滑動(dòng)的第一部件3.1以及第二部件3.2。在對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3不使用時(shí)，第一部件3.1以及第二部件3.2可以通過相應(yīng)的鎖定裝置彼此鎖定而無法移動(dòng)。僅僅在需要對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3使得烙鐵7的烙鐵頭8準(zhǔn)確定位時(shí)，鎖定裝置被解鎖從而第一部件3.1和第二部件3.2能夠分別沿沿z和X方向自由相對(duì)滑動(dòng)。第一部件3.1和第二部件3.2之間可以采用本領(lǐng)域已知的任何結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)相對(duì)滑動(dòng)。例如，第一部件3.1與焊接機(jī)器人I的移動(dòng)臂2的端部之間可以安裝有滑動(dòng)導(dǎo)軌(未示出)，同時(shí)第一部件3.1與第二部件3.2之間可以安裝有滑動(dòng)導(dǎo)軌(未示出)。
[0026]僅僅作為一個(gè)實(shí)例，可以想到的是第一部件3.1與焊接機(jī)器人I的移動(dòng)臂2的端部之間的滑動(dòng)導(dǎo)軌沿X方向安裝，從而第一部件3.1能夠相對(duì)于焊接機(jī)器人I的移動(dòng)臂2沿X方向自由滑動(dòng)；而第一部件3.1與第二部件3.2之間的滑動(dòng)導(dǎo)軌沿z方向安裝，從而第二部件3.2能夠相對(duì)于第一部件3.1或移動(dòng)臂2沿z方向自由滑動(dòng)。很顯然，上述顛倒的情況對(duì)于本發(fā)明也是適用的。
[0027]根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)方面，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3中安裝有彈簧系統(tǒng)9。以下參閱圖2和3詳細(xì)說明彈簧系統(tǒng)9的結(jié)構(gòu)。
[0028]如圖2所示，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的彈簧系統(tǒng)9包括兩個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)9.1和9.2。這兩個(gè)彈簧結(jié)構(gòu)9.1和9.2分別在第一部件3.1與第二部件3.2內(nèi)或上安置，從而彈簧結(jié)構(gòu)9.1和9.2的方向分別同第一部件3.1與第二部件3.2的滑動(dòng)方向一致。
[0029]例如，如圖3所示，彈簧結(jié)構(gòu)9.1在第一部件3.1內(nèi)安裝，從而彈簧結(jié)構(gòu)9.1的縱向與X方向一致；彈簧結(jié)構(gòu)9.2在第二部件3.2內(nèi)安裝，從而彈簧結(jié)構(gòu)9.2的縱向與Z方向—致。
[0030]彈簧結(jié)構(gòu)9.1包括固定支架10、彈簧11、傳感器模塊12以及檢測(cè)標(biāo)靶13。例如，固定支架10為剛性細(xì)長(zhǎng)板結(jié)構(gòu),在固定支架10的一端垂直伸出有固定部10.1,用于與固定支架10平行地固定彈簧11的一端。如圖2和3所示，固定支架10例如可以安裝在組成第一部件3.1與移動(dòng)臂2之間的滑動(dòng)導(dǎo)軌的固定軌上。傳感器模塊12與彈簧11的固定端相隔一定距離地安裝在固定支架10上。在彈簧11的另一自由端上安裝有檢測(cè)標(biāo)靶13。該彈簧11的長(zhǎng)度設(shè)置成該檢測(cè)標(biāo)靶13沿X方向稍微越過傳感器模塊12。例如，在第一部件3.1經(jīng)由滑動(dòng)導(dǎo)軌相對(duì)于移動(dòng)臂2滑動(dòng)時(shí)，檢測(cè)標(biāo)靶13可以與滑動(dòng)導(dǎo)軌中的另一個(gè)滑動(dòng)件上的止擋部15(在圖2和3中分別用虛線框表示)接觸，從而彈簧11受壓。隨著彈簧11進(jìn)一步受壓，檢測(cè)標(biāo)靶13相對(duì)于傳感器模塊12向彈簧11的固定端移動(dòng)，從而傳感器模塊12能夠檢測(cè)到檢測(cè)標(biāo)靶13的這種運(yùn)動(dòng)。也就是說，第一部件3.1的運(yùn)動(dòng)時(shí)受阻能夠這樣地被檢測(cè)到。
[0031]應(yīng)當(dāng)清楚的是，在沿y方向觀察時(shí)，彈簧結(jié)構(gòu)9.1與9.2是相互錯(cuò)開的，這樣第一部件3.1與第二部件3.2各自的滑動(dòng)互不影響。此外，還應(yīng)當(dāng)清楚，止擋部15的形狀可以并非如圖2和3所示的矩形，任何能夠與檢測(cè)標(biāo)靶13合適接觸的形狀均可以在本發(fā)明中采用。傳感器模塊12與焊接機(jī)器人的控制單元相連，從而在檢測(cè)到檢測(cè)標(biāo)靶13運(yùn)動(dòng)時(shí)可以將信號(hào)傳遞給控制單元。如圖2和3所示，傳感器模塊12例如包括兩個(gè)間隔開的傳感器12.1和12.2。在本發(fā)明的示意性實(shí)施例中，傳感器12.1和12.2是光電傳感器，檢測(cè)標(biāo)靶13涂覆有反光涂料。但是，本發(fā)明并不限于如此。例如，傳感器模塊還可以以霍爾傳感器的方式設(shè)置?；蛘?，甚至可以取消傳感器12.1和12.2，而僅僅由開關(guān)代替。在這種情況下，檢測(cè)標(biāo)靶13設(shè)置為一推桿，當(dāng)推桿相對(duì)于固定支架10移動(dòng)而經(jīng)過開關(guān)時(shí)使得開關(guān)閉合，從而產(chǎn)生能夠由控制單元接收的信號(hào)。
[0032]在本發(fā)明的實(shí)施例中，傳感器模塊12沿固定支架10的縱向設(shè)有兩個(gè)傳感器12.1和12.2。傳感器12.1用于檢測(cè)彈簧11是否接觸到導(dǎo)軌上預(yù)設(shè)的止擋部。傳感器12.2與傳感器12.1間隔一段距離，該段距離為彈簧11受情況允許能夠被壓縮的最大長(zhǎng)度。也就是說，傳感器12.2用于檢測(cè)彈簧11能夠被允許最大壓縮的量。
[0033]當(dāng)然，也可以想到的是，傳感器模塊12可以僅僅設(shè)置一個(gè)傳感器，從而僅僅檢測(cè)彈簧11是否接觸到導(dǎo)軌上預(yù)設(shè)的止擋部。或者，傳感器模塊12可以在固定支架10上沿縱向并排設(shè)置不止兩個(gè)傳感器，從而按照需要檢測(cè)彈簧11的受壓情況。
[0034]雖然上述提到檢測(cè)標(biāo)靶13安裝在彈簧11的一端上，但是作為替代，檢測(cè)標(biāo)靶13可以安裝在滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)軌上，從而在第一部件3.1沿X方向移動(dòng)使得彈簧11的自由端接觸例如在滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)軌上預(yù)設(shè)的止擋部而受壓時(shí)，檢測(cè)標(biāo)靶13也可如上所述地相對(duì)于傳感器模塊12移動(dòng)，以便其檢測(cè)彈簧11的接觸和/或受壓情況。
[0035]盡管如圖2和3所示彈簧11為螺旋彈簧，但是可以想到的是彈簧11作為替代可以設(shè)置為任何其它具有彈性且可以承受壓力的器件，例如折疊彈簧或甚至僅僅是能夠壓縮的彈性體。
[0036]作為替代，傳感器模塊12可以例如靠近彈簧11的固定端設(shè)置并且檢測(cè)標(biāo)靶13在彈簧11的固定端上或附近設(shè)置，以便在彈簧11沿X方向移動(dòng)而受壓時(shí)，傳感器模塊12也可以檢測(cè)到檢測(cè)標(biāo)靶13的運(yùn)動(dòng)。
[0037]以上僅僅參照彈簧結(jié)構(gòu)9.1進(jìn)行了說明，但是應(yīng)當(dāng)清楚彈簧結(jié)構(gòu)9.2在構(gòu)造方面與彈簧結(jié)構(gòu)9.1相同。二者之間的差異僅僅在于彈簧結(jié)構(gòu)9.2例如沿z方向在第二部件3.2上或內(nèi)安裝，從而檢測(cè)第二部件3.2的運(yùn)動(dòng)。
[0038]以下參照附圖4a至4c示意性說明根據(jù)本發(fā)明的焊接機(jī)器人的烙鐵頭在其對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)的作用下的操作過程。
[0039]首先，如圖4a所示，印刷電路板(PCB)固定在焊接機(jī)器人的工作臺(tái)4上。電子元器件(未示出)的引腳14已經(jīng)穿過印刷電路板的通孔安置就位。焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂2通過控制單元(未示出)根據(jù)預(yù)定的程序移動(dòng)，從而烙鐵頭8例如沿y方向與引腳14對(duì)正地移動(dòng)到引腳14與印刷電路板的相應(yīng)焊接區(qū)附近。
[0040]在本發(fā)明的示意性實(shí)施例中，烙鐵頭8例如為圓錐形。如圖4a所示，在這種情況下，焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂2通過控制單元(未示出)根據(jù)預(yù)定的程序移動(dòng)，以使得烙鐵頭8的末端的靠近引腳14的邊緣距引腳14的X方向距離為間距s并且烙鐵頭8的末端的靠近印刷電路板的邊緣距印刷電路板的z方向距離也為間距S。這例如可以通過事先在工作臺(tái)和印刷電路板上制出定位點(diǎn)、然后在程序的控制下使得移動(dòng)臂2移動(dòng)而實(shí)現(xiàn)。在本發(fā)明的示意性實(shí)施例中，間距s例如可以是0.5毫米至0.8毫米或者0.8毫米至1.0毫米?？蛇x地，可以想到的是在烙鐵頭8為球形的情況下，間距s指的是球形烙鐵頭的鄰近切點(diǎn)距引腳或焊接區(qū)的距離。
[0041]然后，焊接機(jī)器人I的控制單元發(fā)出指令使得移動(dòng)臂2上安裝的本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3處于工作狀態(tài)。接著，如圖4b所示，移動(dòng)臂2例如開始先沿X方向接近引腳14。隨著移動(dòng)臂2的移動(dòng)，烙鐵頭8沿X方向逐漸接近引腳14。在烙鐵頭8與引腳14接觸之后，在接觸力的作用下對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的第一部件3.1相對(duì)于移動(dòng)臂2沿X方向滑動(dòng)，從而對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13移動(dòng)經(jīng)過彈簧結(jié)構(gòu)9.1上的傳感器模塊12、例如移動(dòng)經(jīng)過傳感器模塊12的傳感器12.1。在傳感器模塊12或者更確切地傳感器12.1檢測(cè)到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13的移動(dòng)之后，向控制單元發(fā)出信號(hào)，從而控制單元停止移動(dòng)臂2沿X方向的移動(dòng)。
[0042]然后，控制單元發(fā)出指令使得移動(dòng)臂2沿z方向接近印刷電路板的焊接區(qū)。如圖4c所示，隨著移動(dòng)臂2的移動(dòng)，烙鐵頭8沿z方向逐漸接近印刷電路板的焊接區(qū)。在烙鐵頭8與焊接區(qū)接觸之后，在接觸力的作用下，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的第二部件3.2相對(duì)于第一部件
3.1沿z方向滑動(dòng)，從而對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13移動(dòng)經(jīng)過彈簧結(jié)構(gòu)9.2上的傳感器模塊12、例如移動(dòng)經(jīng)過傳感器模塊12的傳感器12.1。在傳感器模塊12或者更確切地傳感器12.1檢測(cè)到對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13的移動(dòng)之后，向控制單元發(fā)出信號(hào)，從而控制單元停止移動(dòng)臂2沿z方向的移動(dòng)。
[0043]這樣，確保了烙鐵頭8與引腳14和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸，從而它們同時(shí)被加熱，并且伴隨著焊絲的送入，電子元器件可以可靠地焊接在印刷電路板上?？梢韵氲降氖?，在一個(gè)引腳14被焊接之后，在控制單元的控制下，烙鐵頭8可以快速回彈，從而彈簧9恢復(fù)原狀，并且對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3被鎖定，以便進(jìn)行下一個(gè)引腳的焊接工作。
[0044]因?yàn)殡娮釉骷约坝∷㈦娐钒宓闹圃煺`差，無法確保烙鐵頭8與電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)之間的接觸力總是適宜的。如果接觸力過大的話，電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)容易受到損害。如果接觸力過小或者甚至沒有接觸力的話，也容易造成電子元器件的引腳和印刷電路板的焊接區(qū)加熱不均勻。
[0045]為此，例如兩個(gè)傳感器12.1和12.2在每個(gè)傳感器模塊12中設(shè)置。傳感器12.2的目的是防止烙鐵頭8與電子元器件的引腳或印刷電路板的焊接區(qū)之間的接觸力過大。例如，傳感器12.1與傳感器12.2之間的間距設(shè)置為彈簧11在最大容許的接觸力作用下的變形量。
[0046]例如，在對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的第一部件3.1沿X方向移動(dòng)且對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13在經(jīng)過傳感器12.1之后第一部件3.1仍未停止移動(dòng)的情況下，如果對(duì)準(zhǔn)標(biāo)靶13移動(dòng)經(jīng)過傳感器12.2并被其所檢測(cè)到，則這意味著烙鐵頭8與引腳14之間的接觸力已經(jīng)接近或超過最大容許值。因此，控制單元例如發(fā)出指令停止焊接機(jī)器人的操作，保護(hù)電子元器件或印刷電路板免
受切咅。
[0047]以上僅僅示意性說明了本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的工作方式，但是本發(fā)明并不限于此。例如，雖然在所示的實(shí)施例中已經(jīng)提到對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3具有能夠沿X方向和沿ζ方向自由滑動(dòng)的第一部件3.1和第二部件3.2，但是還可以想到的是對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3還可以設(shè)有能夠沿y方向自由滑動(dòng)的第三部件。在該第三部件內(nèi)或上可以設(shè)置與彈簧系統(tǒng)9的彈簧結(jié)構(gòu)9.1和9.2類似的彈簧結(jié)構(gòu)。也就是說，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3可以設(shè)有能夠沿三個(gè)方向X、y、z的彈黃系統(tǒng)9。
[0048]在已經(jīng)說明的實(shí)施例中，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的第一部件3.1和第二部件3.2本身是自由滑動(dòng)的，它們?cè)谝苿?dòng)臂2的帶動(dòng)下而相對(duì)滑動(dòng)。但是作為替代，可以想到的是對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3本身可以設(shè)有微型電機(jī)。微型電機(jī)受焊接機(jī)器人I的控制單元的控制，從而第一部件3.1和第二部件3.2能夠沿各自的滑動(dòng)導(dǎo)軌被驅(qū)動(dòng)移動(dòng)。在這種情況下，烙鐵頭8仍可以如圖4a所示地移動(dòng)到電子元器件的引腳14和印刷電路板的焊接區(qū)附近；然后，對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的微型電機(jī)的作用下，烙鐵頭8也可以如上所述那樣地移動(dòng)，從而確保烙鐵頭8與電子元器件的引腳14和印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)準(zhǔn)確接觸并防止接觸力過大而受到損害。
[0049]作為替代，本發(fā)明的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)3的第一部件3.1和/或第二部件3.2可以直接設(shè)置為一對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌。在這種情況下，作為第一部件的一對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌的固定軌在移動(dòng)臂2的自由端上固定，而滑動(dòng)軌與作為第二部件的一對(duì)滑動(dòng)導(dǎo)軌的固定軌固接，從而烙鐵頭8的支架固定在滑動(dòng)軌上。在這種情況下，彈簧系統(tǒng)9的各部分的在滑動(dòng)導(dǎo)軌上的安裝，與如上所述的實(shí)施例類似。
[0050]盡管在所描述的實(shí)施例中提到了第一部件和第二部件能夠沿相互垂直的方向滑動(dòng)或移動(dòng)，但是可以想到的是第一部件和第二部件也可以沿非垂直的方向、例如交叉的方向滑動(dòng)或移動(dòng)。在這種情況下，可以清楚本發(fā)明的定位對(duì)準(zhǔn)機(jī)構(gòu)同樣可以使得烙鐵頭準(zhǔn)確地與電子元器件的引腳以及印刷電路板的焊接區(qū)同時(shí)接觸。
[0051]可以想到的是，根據(jù)本發(fā)明的這種對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)并非僅限于在焊接機(jī)器人的烙鐵頭對(duì)準(zhǔn)定位中使用。任何需要精確對(duì)準(zhǔn)定位的裝置或設(shè)備均可以類似地采用根據(jù)本發(fā)明的這種對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)。
[0052]盡管這里詳細(xì)描述了本發(fā)明的特定實(shí)施方式，但它們僅僅是為了解釋的目的而給出的，而不應(yīng)認(rèn)為它們對(duì)本發(fā)明的范圍構(gòu)成限制。在不脫離本發(fā)明精神和范圍的前提下，各種替換、變更和改造可被構(gòu)想出來。
【權(quán)利要求】
1.一種焊接機(jī)器人的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其包括: 第一部件，所述第一部件設(shè)置有第一彈簧結(jié)構(gòu)，所述第一部件在所述焊接機(jī)器人的移動(dòng)臂上安裝并且能夠相對(duì)于所述移動(dòng)臂沿第一方向移動(dòng)； 第二部件，所述第二部件設(shè)置有第二彈簧結(jié)構(gòu)，所述第二部件在所述移動(dòng)臂或所述第一部件上安裝并且能夠相對(duì)于所述移動(dòng)臂或所述第一部件沿第二方向移動(dòng)，其中所述第二方向與所述第一方向成夾角設(shè)置；其中 所述第一彈簧結(jié)構(gòu)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彈簧、在所述第一固定支架上固定的第一傳感器模塊以及相對(duì)于所述第一彈簧的自由端安置的檢測(cè)標(biāo)靶，所述第二彈簧結(jié)構(gòu)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彈簧、在所述第二固定支架上固定的第二傳感器模塊以及相對(duì)于所述第二彈簧的自由端安置的檢測(cè)標(biāo)靶，在所述第一部件或第二部件滑動(dòng)時(shí)，所述第一或第二彈簧的自由端能夠與在所述第一部件或第二部件上預(yù)設(shè)的止擋部接觸并保持與所述止擋部相對(duì)靜止，從而所述第一或第二傳感器模塊能夠檢測(cè)到所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述第一和/或第二傳感器模塊包括至少一個(gè)傳感器，以檢測(cè)所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述第一和/或第二傳感器模塊包括至少兩個(gè)相互間隔的傳感器，以檢測(cè)所述檢測(cè)標(biāo)靶的運(yùn)動(dòng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述傳感器是光電傳感器，并且所述檢測(cè)標(biāo)靶由反光材料制成。
5.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)的第一部件和/或第二部件包括滑動(dòng)導(dǎo)軌，所述第一和/或第二固定支架在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的固定軌上設(shè)置，所述檢測(cè)標(biāo)靶在所述第一和/或第二彈簧的自由端上設(shè)置或者在所述滑動(dòng)導(dǎo)軌的滑動(dòng)軌的預(yù)設(shè)位置上設(shè)置。
6.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述第一和/或第二彈簧是螺旋彈黃。
7.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述第一方向基本上垂直于所述第二方向。
8.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)與焊接機(jī)器人的烙鐵頭固定相連。
9.根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，其中，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)還包括第三部件，所述第三部件設(shè)置有第三彈簧結(jié)構(gòu)，所述第三部件能夠相對(duì)于不同于第一方向或第二方向的第三方向滑動(dòng)，所述第三彈簧結(jié)構(gòu)與第一彈簧結(jié)構(gòu)或第二彈簧結(jié)構(gòu)構(gòu)造相同。
10.一種焊接機(jī)器人，其包括: 移動(dòng)臂； 控制單元，以控制所述移動(dòng)臂的移動(dòng)； 根據(jù)前述權(quán)利要求任一所述的對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)，所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)安裝在所述移動(dòng)臂的自由端上；以及 與所述對(duì)準(zhǔn)定位機(jī)構(gòu)相連的烙鐵頭以及提供焊絲的送絲器。
【文檔編號(hào)】B25J9/00GK103769711SQ201210409239
【公開日】2014年5月7日 申請(qǐng)日期:2012年10月24日 優(yōu)先權(quán)日:2012年10月24日
【發(fā)明者】馮時(shí)佳, Y·拉烏, 陸蓓雯 申請(qǐng)人:博世汽車部件(長(zhǎng)沙)有限公司