CN203156233U - 激光焊接机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型涉及一种激光焊接机，包括机壳，激光发生器，与激光发生器连接的光扩束器，位于光扩束器正下方的反射镜，分光镜一，位于分光镜一正下方的透镜，所述分光镜一与反射镜镜面相互平行且位置相对应，所述分光镜一的入射面和/或出射面设有镀膜。本实用新型使用寿命长，维护简单，系统稳定的高效激光焊接机，并利用光学透镜聚焦实现非接触式方式的高精度焊接。
Description
技术领域
本实用新型涉及焊接设备，具体为可用于电子元器件焊接、修复、光通讯等领域的激光焊接机。
背景技术
现代电子产品生产、光通讯、家用电器等很多领域均需要电路板提供控制与信号单元，随着电子元器件的小型化以及大量集成电路的使用，焊点越来越小，焊点之间的间距也越来越小，这样对电路板元器件的焊接提出了越来越高的要求。
目前焊接机主要有电阻式焊接机和回流式焊接机。电阻式焊接机采用一个具有较大电阻值的材料制成的电阻头，在电流作用下加热，然后通过接触焊点材料的方式实现焊接目的。电阻头加热速度受限制，作为易损件容易磨损，需要经常更换，更换后设备本身需要重新调校，而且电阻头尺寸单一，无法随机变换，这些均会影响生产线的效率。当元器件焊点越来越小时受电阻头物理尺寸的限制，用电阻头加热法难以实现高质量焊接；此类设备通常通过热电偶传感温度信息反馈到控制面板，反馈时间慢，电阻头达到新温度设定值时间长，而且温度精度差，这些均会影响焊接质量。
回流式焊接机采用热辐射的原理，加热整个电路板，通过热传导的方法加热基板上的元器件。回流式焊接在一定程度上解决了焊接效率的问题，也降低了规模化生产的成本。回流式焊接的主要优势在贴片式元器件的焊接，但是越来越多的元器件属于温度敏感性元器件，利用回流式焊接对于温度无法选择性控制，同时大量插件式元器件的存在无法采用回流式焊接技术。
发明内容
本实用新型的目的在于提供一种使用寿命长，维护简单，系统稳定的高效激光焊接机，并利用光学透镜聚焦实现非接触式方式的高精度焊接。
为了达到上述的目的，本实用新型采用如下技术方案：
本实用新型提供了一种激光焊接机，包括机壳，激光发生器，与激光发生器连接的光扩束器，位于光扩束器正下方的反射镜，分光镜一，位于分光镜一正下方的透镜，所述分光镜一与反射镜镜面相互平行且位置相对应，所述分光镜一的入射面和/或出射面镀有镀膜。
作为本实用新型的进一步改进：还设有温度感应器，所述温度感应器位于分光镜一的正上方，所述温度感应器通过其温度控制器与激光发生器的激光控制器实现电连接。
作为本实用新型的进一步改进：还增设了图像采集系统，增加了分光镜二，所述分光镜二位于温度感应器和分光镜一之间，所述分光镜二和图像采集系统之间通过另一反射镜实现光的传输。
本实用新型中分光镜一在激光入射面和/或出射面有镀膜，镀膜可以通过离子溅射等办法实现。镀膜后的分光镜一具备满足将95%到99%的光折射到透镜中的特性。
本实用新型的具体工作原理为：激光控制器输送一定的电压和电流到激光发生器，激光发生器产生激光并经光纤输出，输出后光束进入光扩束器变为平行光，然后经过反射镜改变光路折射到分光镜，经过分光镜一折射至透镜，经过透镜的聚焦功能将光聚焦到待焊接元器件上，达到非接触式焊接的目的。
本实用新型设置的温度感应器根据穿过分光镜一、分光镜二以及透镜的红外线波长以非接触式方式对焊点的实际温度进行监测并由温度控制器将温度信号反馈到激光控制器。如果检测到的温度偏离设定温度，激光控制器自动作相应调整其输送到激光发生器中的电压和/或电流。
本实用新型分光镜二将从焊点反射的光，一部分直射到温度传感器，另一部分折射后经反射镜进入图像采集系统；图像采集系统采集到焊点的图像信号后，输入到图像处理器，通过图像处理器显示、识别，对焊接工件进行监控，并可设置报警功能。
附图说明
图1为本实用新型的原理图。
图2为激光焊接机的结构示意图。
图中： 1. 激光发生器；2. 光扩束器；3.反射镜；3’.反射镜；4.分光镜二；5. 温度传感器；6. 图像采集系统； 7. 激光； 8. 分光镜一； 9.透镜 ；10. 红外线； 11. 工件；12. 工作台。
具体实施方式
为了加深对本实用新型的理解，下面将结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细描述，该实施例仅用于解释本实用新型，并不对本实用新型的保护范围构成限定。
实施例，如图1和图2所示：本实用新型涉及一种激光焊接机，包括机壳，激光发生器1，与激光发生器连接的光扩束器2，位于光扩束器正下方的反射镜3，分光镜一8，位于分光镜一8正下方的透镜9，所述分光镜一8与反射镜3镜面相互平行且位置相对应。
本实施例中激光发生器1的工作电流通常控制在10到100安培，反射镜3的材料通常为无机材料，表面光滑，其光学折射率能够满足光在其表面实现衰减全发射，并且该材料在激光发生器产生的激光波段无吸收或吸收很小；分光镜一8为无机材料经抛光形成，该材料对激光器产生的光透明；分光镜一8在激光入射面和/或出射面有镀膜，镀膜可以通过离子溅射等办法实现。镀膜后的分光镜一8具备满足将95%到99%的光折射到透镜中的特性。透镜9可以为一个镜片，也可以为镜片组。透镜9将经过分光镜一的激光束聚焦到工作平面12的待焊接工件11上。
为了实现对激光强度的控制，提高焊接质量，如图2所示：本实用新型设置了温度感应器5，所述温度感应器5位于分光镜一8的正上方，所述温度感应器5通过其温度控制器与激光发生器1的激光控制器实现电连接。温度感应器通过非接触式方式检测焊接工件时产生的红外线的波长，对焊点的实际温度进行监测并由温度控制器将温度信号反馈到激光控制器。如果检测到的温度偏离设定温度，激光控制器自动作相应调整其输送到激光发生器中的电压和/或电流。本实用新型中温度感应器的工作频率为不低于100赫兹，温度感应器和温度控制器对温度的监测误差一般为不大于0.05%。监测温度对设定温度的偏离一般控制在0.1%到0.5%。激光控制器的电压输出精度在不低于0.1V，电流输出精度为不低于0.1安培。激光控制器可以控制激光发生器以连续方式、调制方式或准连续方式工作。如果在调制方式下工作，其调制频率为50赫兹到50千赫兹。激光器的中心波长从0.5微米到20微米。
为了更好的对焊接质量的监控，还包括分光镜二4和图像采集系统6，所述分光镜二4位于温度感应器5和分光镜一8之间，所述分光镜二4和图像采集系统6之间通过另一反射镜3’实现光的传输。分光镜二4将从焊点反射的光，一部分直射到温度传感器5，另一部分折射后经反射镜进入图像采集系统6,图像采集系统6采集到焊点的图像信号后输入到图像处理器，图像处理器具备图像显示、识别和缺陷分析的能力,图像处理器同时具有报警功能，如果检测到有焊接缺陷等异常情况，图像处理器能够显示焊接有异常等警示信号，该信号可以为图形信号，动画信号，音频信号或它们的结合。当出现警示时，激光焊接机能够选择暂停工作，或者通过部件传输系统将有缺陷的部件取出。传输系统能够载有部件在二维平面上运动。图像采集系统可以为模拟信号采集，也可以为数字信号采集。分光镜二通常由无机材料经抛光形成，可镀膜，其具备满足将45%到55%的光直射，55%到45%的光折射的特性。
本实用新型中的激光焊接机利用一种固体激光器，在一定电压和电流下受激发出相干光，该相干光通过传输，然后聚焦到需要焊接的位置，实现非接触式快速加热和焊接；在焊接的同时对焊点位置利用非接触式方式实现温度的高精度测量，并与激光器的控制系统形成回路，实现温度的精确控制。激光在通过光纤传输后可以利用透镜对光斑进行调节，并控制焊点大小。在每一焊点焊接完成后，通过实时影像传输，将焊点图像传输到信号处理单元，利用软件对焊点焊接质量进行自动智能分析，以确保焊接质量。待焊接工作部件通过二维或三维平台传送，实现工件的连续工作。
Claims (3)
1.一种激光焊接机，其特征在于：包括机壳，激光发生器，与激光发生器连接的光扩束器，位于光扩束器正下方的反射镜，分光镜一，位于分光镜一正下方的透镜，所述分光镜一与反射镜镜面相互平行且位置相对应，所述分光镜一的入射面和/或出射面设有镀膜。
2.根据权利要求1所述的激光焊接机，其特征在于：还包括温度感应器，所述温度感应器位于分光镜一的正上方，所述温度感应器通过其温度控制器与激光发生器的激光控制器实现电连接。
3.根据权利要求1或2所述的激光焊接机，其特征在于：还包括分光镜二和图像采集系统，所述分光镜二位于温度感应器和分光镜一之间，所述分光镜二和图像采集系统之间通过另一反射镜实现光的传输。
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