全自动植球机 【技术领域】
本发明涉及一种待加工基板焊接加工设备，尤其涉及一种向电路基板的孔穴内点胶和植球所用的全自动植球机。
背景技术
待加工基板主要由助焊膏粘接植球，利用植球融化将电气元件焊接在待加工的电路板上制成。点胶和植球是加工待加工基板的两个重要工序，其点胶和植球的精确度以及效率将严重地影响着后续加工工序。
现有技术中，点胶工序是将制作好的模板铺设在待加工的基板上，使模板上预先设计好的孔穴与带加工基板上的电气元件安装孔穴对应，再在模板上刷上一层助焊膏，助焊膏通过模板的孔穴进入电气元件安装孔穴内，最后将模板从基板上取下。将点胶好的基板送入植球工位，利用金属球落料装置将锡球逐个落入基板上的电气元件安装孔穴内并通过助焊膏粘接在基板上。采用上述工序在待加工的基板上进行点胶和植球主要存在下述不足：一、采用在模板上涂刷助焊膏，只有一部分助焊膏进入基板上的电气元件安装孔穴内，造成另一部分助焊膏浪费，因此助焊膏消耗大，生产成本高；二、锡球采用金属球落料装置对准待加工基板上的电气元件安装孔穴逐一植球，不但植球效率低，而且置放一个锡球后落料管需移动一个位置，因此存在一定的移位偏差，严重影响了后续焊位的精度；三、因点胶采用手工操作，锡球采取单个逐一置放，所以每个工位的加工时间长，严重地影响了后续基板的加工进度，导致制作待加工基板的生产效率低，生产成本高。
【发明内容】
针对现有技术中的不足之处，本发明提供了一种自动化程度高、参数可调、焊位准确、高效、成本低的全自动植球机。
本发明提供的全自动植球机，包括工作台、设置在工作台上的输送链、锡球存储盘、将助焊膏滴加在待加工基板上的助焊膏滴加装置和将锡球置于待加工基板上的锡球放置装置；
所述助焊膏滴加装置包括点胶模具、驱动点胶模具水平和升降运动的驱动机构I以及固定设置在点胶模具上的助焊膏存储管和助焊膏注射管，所述点胶模具位于输送链的上方，助焊膏存储管与助焊膏注射管连通，助焊膏注射管的注射口与输送链的输送轨迹对应；
所述锡球放置装置包括植球模具、驱动植球模具水平和升降运动的驱动机构II以及固定设置在植球模具上的吸球真空管，所述锡球存储盘设置在输送链的侧边，植球模具位于输送链和锡球存储盘的上方，吸球真空管的顶端与抽真空装置连接，底端与锡球存储盘和输送链的输送轨迹对应。
进一步，还包括设置在工作台上的上下料机械手，所述上下料机械手由二轴位移机构驱动可作水平和升降运动，并与输送链的输送起止位置对应；
进一步，所述输送链包括平行设置的滴胶输送链和植球输送链，所述上下料机械手的运行轨迹与滴胶输送链和植球输送链的一端对应；所述点胶模具与滴胶输送链的另一端对应；所述锡球存储盘设置在植球输送链另一端的侧边，植球模具位于植球输送链另一端的上方；
进一步，还包括设置在工作台上的基板存放匣，所述基板存放匣内设置多个基板存放隔板；所述上下料机械手的上料位与基板存放匣对应；
进一步，在上下料机械手、点胶模具、植球模具、滴胶输送链和植球输送链的行程端部均设有接近开关，所述接近开关的信号输出端接入PLC控制器；
进一步，驱动滴胶输送链的动力源、驱动植球输送链的动力源、驱动机构I的动力源、驱动机构II的动力源和驱动上下料机械手的动力源分别由PLC控制器控制；
进一步，还包括设置在工作台上的密封罩，所述助焊膏滴加装置、锡球放置装置和锡球存储盘设置在密封罩内；
进一步，在所述密封罩内设有监视锡球存储盘和助焊膏存储管的摄像机，在密封罩外设有触摸显示屏，所述触摸显示屏与PLC控制器相连，摄像机与PLC控制器内的图像采集卡相连。
本发明的有益效果：本发明的全自动植球机采用助焊膏滴加装置将助焊膏滴加到待加工基板的电气元件安装孔穴内，采用锡球放置装置将锡球置于待加工基板的电气元件安装孔穴内，与现有地待加工基板点胶和植球方式相比具有如下优点：
1、助焊膏滴加装置的点胶模具上预先设置与待加工基板上电气元件安装孔穴对应的多个助焊膏存储管和助焊膏注射管，通过助焊膏注射管将助焊膏直接注入基板的安装孔穴内，不但定位精度高，而且不会浪费助焊膏，降低了生产成本；
2、锡球放置装置的植球模具预先设置与待加工基板上电气元件安装孔穴对应的多个吸球真空管，多个吸球真空管将吸住的锡球一次全部置放到电气元件安装孔穴内，不但一次可置放多个，而且置放时无需移位，控制精度更高，使焊位准确；
3、点胶模具和植球模具可根据不同的待加工基板设置不同型号的点胶模具和植球模具，针对不同的电路模板，可采用对应的点胶模具和植球模具，通过点胶模具可一次点胶多个待加工的基板，通过植球模具可一次将多个锡球置放到多个基板的孔穴内，缩短了每个工位的加工时间，大大提高了生产效率；
4、上下料机械手、点胶模具、植球模具、滴胶输送链和植球输送链的行程端部均设有接近开关，各个动力源和接近开关接入PLC控制器并由PLC控制器控制，自动化程度更高；同时可通过触摸显示屏调节PLC控制器内程序的参数，操作更方便。
【附图说明】
图1为本发明的密封罩向上移开工作台的结构示意图；
图2为本发明外形的结构示意图；
图3为助焊膏滴加装置的结构示意图；
图4为锡球植入装置的结构示意图。
附图中的附图标记所代表的结构如下：
1-工作台 2-锡球存储盘 3-助焊膏滴加装置 4-锡球植入装置5-点胶模具 6-助焊膏存储管 7-助焊膏注射管 8-植球模具9-吸球真空管 10-上下料机械手 11-二轴位移机构 12-滴胶输送链13-植球输送链 14-基板存放匣 15-水平滑轨 16-竖直滑轨17-水平丝杆 18-电机 19-点胶模板夹头 20-竖直丝杆 21-电机22-挡板 23-水平滑轨 24-竖直滑轨 25-水平丝杆 26-电机27-植球模具夹头 28-竖直丝杆 29-电机 30-挡板 31-基板32-密封罩 33-触摸显示屏 34-上料位
【具体实施方式】
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细地描述。
图1为本发明的密封罩向上移开工作台的结构示意图，图2为本发明的外形结构示意图，如图所示：全自动植球机包括工作台1、设置在工作台1上的输送链、锡球存储盘2、上下料机械手10、基板存放匣14、将助焊膏滴加到待加工基板31上电气元件安装孔穴内的助焊膏滴加装置3和将锡球置于待加工基板31上电气元件安装孔穴内的锡球放置装置4。输送链包括相互平行且水平安装的滴胶输送链12和植球输送链13，滴胶输送链12和植球输送链13分别由电机驱动。上下料机械手10设置在滴胶输送链12和植球输送链13的上方并靠近前端。助焊膏滴加装置3设置在滴胶输送链12的左侧，锡球放置装置4设置在植球输送链13的左侧。
图3为助焊膏滴加装置的结构示意图，如图所示：助焊膏滴加装置3包括点胶模具5、点胶模具夹头19、驱动点胶模具5水平和升降运动的驱动机构I以及固定设置在点胶模具5上的助焊膏存储管6和助焊膏注射管7。驱动机构I包括水平滑轨15和竖直滑轨16。水平轨道15水平固定安装工作台1上并与滴胶输送链12平行，水平轨道15上设置与滴胶输送链12平行且横截面为燕尾槽结构的滑槽；竖直滑轨16竖直安装在水平轨道15上，竖直滑轨16的底部与滑槽为燕尾槽结构配合，在竖直滑轨16的底部设有螺纹孔并旋套在一水平丝杆17上；在水平轨道15的前端固定设置电机18，水平丝杆17由电机18驱动。竖直滑轨16上竖直设置横截面为燕尾槽结构的滑槽，点胶模具夹头19的安装端部安装在滑槽内并与其燕尾槽结构配合，在点胶模具夹头19的安装端部设有螺纹孔并旋套在一竖直丝杆20上，点胶模具夹头19的夹持端夹持点胶模具5，在竖直滑轨16的顶部固定安装电机21，竖直丝杆20由电机21驱动。点胶模具5位于滴胶输送链12的上方，助焊膏存储管6固定安装在点胶模具5上，助焊膏注射管7固定安装在点胶模具5的下方并与助焊膏存储管6连通，助焊膏注射管7的注射口与滴胶输送链12在竖直方向上对应。
开启电机18，电机18驱动水平丝杆17旋转，水平丝杆17带动竖直滑轨16在水平轨道15的滑槽内水平滑动，从而带动安装在竖直滑轨16上的点胶模具5水平移动。开启电机21，电机21驱动竖直丝杆20旋转，竖直丝杆20带动点胶模具夹头19在竖直轨道16的滑槽内竖直滑动，从而带动由点胶模具夹头19夹持的点胶模具5上下移动。本实施例中，在水平轨道15的后端设置一用于阻挡竖直轨道16的挡板22，竖直轨道16在水平轨道15的滑槽内向后水平滑动时，因挡板22的阻挡作用，可避免竖直轨道16从滑槽内滑出。
图4为锡球植入装置的结构示意图，如图所示：锡球放置装置4包括植球模具8、植球模具夹头27、驱动植球模具8水平和升降运动的驱动机构II以及固定设置在植球模具8上的吸球真空管9。驱动机构II包括水平滑轨23和竖直滑轨24。水平滑轨23水平安装在植球轨道13的左侧并与其平行，在水平滑轨23上设置横截面为燕尾槽结构的滑槽，滑槽与植球输送链13平行；竖直滑轨24竖直安装在水平轨道23的滑槽内，竖直滑轨24的底部设有螺纹孔并旋套在一水平丝杆25上；在水平轨道23的前端固定设置电机26，水平丝杆25由电机26驱动。竖直滑轨24上竖直设置横截面为燕尾槽结构的滑槽，植球模具夹头27的安装端部安装在滑槽内并与其形成燕尾槽结构配合，在植球模具夹头27的安装端部设有螺纹孔并旋套在一竖直丝杆28上，植球模具夹头27的夹持端夹持植球模具8，在竖直滑轨24的顶部固定安装电机29，竖直丝杆28由电机29驱动。水平锡球存储盘2设置在植球输送链13的后端，植球模具8位于植球输送链13和锡球存储盘2的上方，吸球真空管9的顶端与抽真空装置连接，底端与锡球存储盘2和输送链的输送轨迹对应。
开启电机26，电机26驱动水平丝杆25旋转，水平丝杆25带动竖直滑轨24在水平轨道23的滑槽内水平滑动，从而带动安装在竖直滑轨24上的植球模具8水平移动。开启电机29，电机29驱动竖直丝杆28旋转，竖直丝杆28带动植球模具夹头27在竖直轨道24的滑槽内竖直滑动，从而带动由植球模具夹头27夹持的植球模具8上下移动。本实施例中，在水平轨道23的后端设置一用于阻挡竖直轨道24的挡板30，竖直轨道24在水平轨道23的滑槽内向后水平滑动时，因挡板30的阻挡作用，可避免竖直轨道24从滑槽内滑出。
上下料机械手10由二轴位移机构11驱动可水平和升降运动，二轴位移机构11由水平移动轴和竖直升降轴组成。在本实施例中，上下料机械手10包括从右至左依次固定设置在水平移动轴的上料机械手、转运机械手和下料机械手，上料机械手、转运机械手和下料机械手位于滴胶输送链12和植球输送链13的上方并滴胶输送链12和植球输送链13的前端在竖直方向对应。基板存放匣14固定设置在工作台1的右侧，基板存放匣14内设置多个基板存放隔板(本实施例设置五个基板存放隔板)，在每个隔板上置放一个基板31。上料机械手的上料位34与基板存放匣14的出料口对应。二轴位移机构11的水平移动轴水平向右移动，上料机械手移动到基板存放匣14的出料口夹取基板31，水平移动轴再向左移动，上料机械手将基板31送到滴胶输送链12的前端上方，由竖直升降轴下降，上料机械手将基板31放置在滴胶输送链12上；滴胶完成后，再由转运机械手将滴胶输送链12上的基板31转运到植球输送链13上，植球完成后，最后由下料机械手将植球输送链13上的基板31转入下道工序。
在工作台1的上方安装有密封罩32，助焊膏滴加装置3、锡球放置装置4、锡球存储盘2以及大部分的滴胶输送链12和植球输送链13设置在密封罩32内，使滴胶过程和植球过程均在密封罩32内进行，既安全又清洁。
在上下料机械手10、点胶模具5、植球模具8、滴胶输送链12和植球输送链13的行程端部均设有接近开关，接近开关的信号输出端接入PLC控制器。二轴位移机构11的水平移动轴和竖直升降轴采用液压缸驱动移动。液压缸、驱动滴胶输送链12和植球输送链13的电机、驱动水平丝杆17的电机18、驱动竖直丝杆20的电机21、驱动水平丝杆25的电机26和驱动竖直丝杆的电机29均有PLC控制器控制。在密封罩32内设有监视锡球存储盘2和助焊膏存储管6的摄像机，在密封罩32的前侧设有触摸显示屏33，在密封罩32的后方设有锡球加料窗和助焊膏加料窗，触摸显示屏33与PLC控制器相接，摄像机与PLC控制器内的图像采集卡相连，不仅可通过触摸显示屏33调节PLC控制器程序的参数，操作更方便，而且可通过触摸显示屏33显示锡球存储盘2内存放锡球的多少和助焊膏存储管6内助焊膏的多少，当锡球存储盘2内的锡球或助焊膏存储管6内的助焊膏用完时，可通过锡球加料窗向锡球存储盘2内加入锡球，通过助焊膏加料窗向助焊膏存储管6注入助焊膏。
使用时，首先将基板存放匣14内的电路板放置于上料位34上，水平移动轴水平右移，上料机械手夹取待加工的基板31，水平移动轴水平左移，上料机械手运行到滴胶输送链12的前端，竖直升降轴向下移动，上料机械手将基板31放置在滴胶输送链12上。滴胶输送链12运行，将基板31输送到点胶模具5的正下方，电机21驱动滴胶模具下移，助焊膏注射管7的出口对准基板上的电气元件安装孔穴，助焊膏注射管7向电气元件安装孔穴内注射助焊膏，一次注射完成后，滴胶输送链12带着基板31返回。转运机械手从滴胶输送链12上夹取基板31，借助竖直升降轴上下移，水平移动轴左移，转运机械手将基板31运输至植球输送链13上，植球输送链13带着基板31输送到植球工位处。竖直轨道24向后水平移动，植球模板8上的吸球真管9对准吸球存储盘2吸取锡球，再由电机26驱动向前移动，植球模板8运行到基板31的正上方，电机29驱动植球模板8下降，并将锡球置放在基板31上的电气元件安装孔穴内，植球模具8上升，植球输送链13带着基板31返回，最后由下料机械手夹取基板31进入下道工序。
上述驱动点胶模具5水平和升降运动的驱动机构I和驱动植球模具8水平和升降运动的驱动机构II并不局限于电机驱动丝杆旋转带动竖直滑轨水平移动和夹头竖直移动，也可采用液压缸或气缸，利用液压缸或气缸的活塞杆推动竖直滑轨水平移动和夹头竖直移动，同样可达到本发明的目的。
最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。