專利名稱：一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種焊接系統(tǒng)，更具體地說，尤其涉及一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
現(xiàn)階段各個(gè)PCB生產(chǎn)廠家檢查經(jīng)過波峰焊以及回流焊后的印刷電路板的焊錫焊接狀況，基本上還是通過肉眼來檢查，肉眼檢查可以根據(jù)標(biāo)準(zhǔn)加以靈活判斷，確定焊接后PCB板的合格率。但是，采取人工檢查，對(duì)于點(diǎn)數(shù)多，或者批量較大的板，由于長(zhǎng)時(shí)間檢查，人眼會(huì)產(chǎn)生疲勞，從而造成漏檢；再者，采用波峰焊及回流焊工藝焊接PCB板，容易腐蝕PCB板表面，可能導(dǎo)致PCB板上的部分元器件在大面積高溫情況下?lián)p壞失效，造成PCB板修補(bǔ)困難，同時(shí)還存在漏焊、虛焊、連焊的現(xiàn)象，而且煙大、味大，工作環(huán)境惡劣；此外，PCB板經(jīng)過波峰焊及回流焊后板面會(huì)出現(xiàn)很多殘留物，容易弄臟PCB板，影響PCB板的外觀整潔性。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供一種焊接效果好、檢測(cè)效率高的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)。為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明所提供的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)，由自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)與激光焊接系統(tǒng)組成，其中，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括有微型計(jì)算機(jī)、圖形取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、校對(duì)系統(tǒng)以及自動(dòng)化工作臺(tái)，激光焊接系統(tǒng)包括有激光器、耦合透鏡和聚焦透鏡組，其特征在于所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)裝載于微型計(jì)算機(jī)內(nèi)，其與微型計(jì)算機(jī)之間是通過A/D、D/A轉(zhuǎn)換器及配套軟件來完成各種運(yùn)算處理；所述圖形取樣系統(tǒng)包括快門和體視顯微鏡，快門通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的并行I/O端口中的輸入端口與微型計(jì)算機(jī)相連；所述激光焊接系統(tǒng)中的激光器通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的并行I/O端口中的輸出端口與微型計(jì)算機(jī)相連；所述校對(duì)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的RS232C接口與微型計(jì)算機(jī)相連，校對(duì)系統(tǒng)還與自動(dòng)化工作臺(tái)相連接，該自動(dòng)化工作臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)及X-Y向工作臺(tái)組成，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)來控制X-Y向工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)；在所述X-Y向工作臺(tái)的上方設(shè)有同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)，該同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)是由圖形取樣系統(tǒng)中的體視顯微鏡與激光焊接系統(tǒng)中的聚焦透鏡組組合而成，用于捕捉置于工作臺(tái)臺(tái)面的PCB板上的定位坐標(biāo)點(diǎn)；所述同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)通過光學(xué)傳感器件與耦合透鏡相連接，耦合透鏡又通過光學(xué)傳感器件與快門相連接。本發(fā)明采用自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)代替?zhèn)鹘y(tǒng)的人工目測(cè)來檢測(cè)PCB板的焊接狀況，同時(shí)將其與激光焊接系統(tǒng)結(jié)合于一體，利用高自動(dòng)化、高精確性的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)配合影響區(qū)域小、能量高度集中的激光焊接技術(shù)來減少PCB板焊接及檢測(cè)過程中的漏洞，提高了工作效率，減少了焊接過程中的諸多不良現(xiàn)象，確保了焊接器件在焊接過程中不受到破壞，同時(shí)也保證了檢測(cè)的速度、效率及穩(wěn)定性。


圖I是本發(fā)明的方框示意圖。圖中1 一激光器；2 —快門；3 —耦合透鏡；4 一體視顯微鏡；5 —聚焦透鏡組；6 —微型計(jì)算機(jī)；7 —數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)；8 —校對(duì)系統(tǒng)；9 —自動(dòng)化工作臺(tái)；10 —步進(jìn)電機(jī)；11 —X-Y向工作臺(tái)。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖中的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明，但并不構(gòu)成對(duì)本發(fā)明的任何限制。參閱圖I所示，是本發(fā)明自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)的方框示意圖，該系統(tǒng)由自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)(Α0Ι系統(tǒng))與激光焊接系統(tǒng)組成，其中，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括有微型計(jì)算機(jī)6、圖形取樣系統(tǒng)(包括快門2和體視顯微鏡4)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)7、校對(duì)系統(tǒng)8以及自動(dòng)化工作臺(tái)9，激光焊接系統(tǒng)包括有激光器I、耦合透鏡3和聚焦透鏡組5。在本實(shí)施例中，系統(tǒng)米用的是波長(zhǎng)為980nm或808nm的光纖激光器。所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)7裝載于微型計(jì)算機(jī)6內(nèi)，其與微型計(jì)算機(jī)6之間是通過A/D、D/A轉(zhuǎn)換器及配套軟件來完成各種運(yùn)算處理。圖形取樣系統(tǒng)中的快門2通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)7的并行I/O端口中的輸入端口與微型計(jì)算機(jī)6相連，由快門2對(duì)PCB板進(jìn)行拍照取樣，并將圖像傳輸至A/D、D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)6進(jìn)行運(yùn)算處理儲(chǔ)備。激光焊接系統(tǒng)中的激光器I通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)7的并行I/O端口中的輸出端口與微型計(jì)算機(jī)6相連,通過修改微型計(jì)算機(jī)6內(nèi)的參數(shù)以調(diào)節(jié)PWM(Pulse Width Modulation,脈沖寬度調(diào)制)信號(hào)，來控制激光的輸出功率。所述校對(duì)系統(tǒng)8通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)7的RS232C接口與微型計(jì)算機(jī)6相連，校對(duì)系統(tǒng)8還與自動(dòng)化工作臺(tái)9相連接，該自動(dòng)化工作臺(tái)9由步進(jìn)電機(jī)10及X-Y向工作臺(tái)11組成，通過步進(jìn)電機(jī)10驅(qū)動(dòng)精密滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)來控制X-Y向工作臺(tái)11的運(yùn)動(dòng)。微型計(jì)算機(jī)6接收由快門2拍下的并經(jīng)過A/D、D/A轉(zhuǎn)換器處理的圖像信息后，與預(yù)先設(shè)定的圖像樣本進(jìn)行比較，計(jì)算出兩者之間的差異，然后發(fā)出指令給校對(duì)系統(tǒng)8，由校對(duì)系統(tǒng)8控制步進(jìn)電機(jī)10帶動(dòng)X-Y向工作臺(tái)11運(yùn)動(dòng)，將工作臺(tái)移動(dòng)到準(zhǔn)確的位置，便于焊接。在X-Y向工作臺(tái)11的上方設(shè)有同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)，該同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)是由圖形取樣系統(tǒng)中的體視顯微鏡4與激光焊接系統(tǒng)中的聚焦透鏡組5組合而成，用于捕捉置于工作臺(tái)臺(tái)面的PCB板上的定位坐標(biāo)點(diǎn)。所述同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)通過光學(xué)傳感器件與耦合透鏡相連接，耦合透鏡又通過光學(xué)傳感器件與快門相連接。當(dāng)同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)捕捉到PCB板上的定位坐標(biāo)點(diǎn)后，激光器I啟動(dòng)工作，其發(fā)出的激光束穿過快門2的鏡片照射到耦合透鏡3上，再經(jīng)聚焦透鏡組5聚焦到捕捉到的定位坐標(biāo)點(diǎn)上，對(duì)PCB板進(jìn)行焊接工作。本發(fā)明的基本工作過程是將待焊的PCB板固定在X-Y向工作臺(tái)11上，先由快門2對(duì)其進(jìn)行拍照取樣，并將拍到的圖像傳輸至A/D、D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)6，微型計(jì)算機(jī)6收到圖像信息后，將其與預(yù)先設(shè)定的圖像樣本進(jìn)行比較，計(jì)算出兩者之間的差異，然后發(fā)出指令給校對(duì)系統(tǒng)8，由校對(duì)系統(tǒng)8控制步進(jìn)電機(jī)10帶動(dòng)X-Y向工作臺(tái)11運(yùn)動(dòng)，將工作臺(tái)移動(dòng)到準(zhǔn)確的位置。接著利用同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)捕捉PCB板上的定位坐標(biāo)點(diǎn)，捕捉到定位坐標(biāo)點(diǎn)后，由激光器I發(fā)出激光束，激光束經(jīng)聚焦透鏡組5聚焦到捕捉到的定位坐標(biāo)點(diǎn)上,對(duì)PCB板進(jìn)行焊接工作。焊接完成后，再次通過快門2對(duì)焊后的PCB板進(jìn)行拍照取樣，并將拍到的焊接效果圖傳輸至A/D、D/A轉(zhuǎn)換器進(jìn)行數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換，完成數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換后進(jìn)入微型計(jì)算機(jī)6，微型計(jì)算機(jī)6收到圖像信息后，將其與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)圖像進(jìn)行比較，經(jīng)過分析、處理和判斷，如發(fā)現(xiàn)缺陷則在顯示器上顯示出來，供檢修人員進(jìn)行確認(rèn)，如焊后的PCB板無缺陷，則進(jìn)行下一個(gè)PCB板的焊接工作。
權(quán)利要求
1.一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)，由自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)與激光焊接系統(tǒng)組成，其中，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括有微型計(jì)算機(jī)、圖形取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、校對(duì)系統(tǒng)以及自動(dòng)化工作臺(tái)，激光焊接系統(tǒng)包括有激光器、耦合透鏡和聚焦透鏡組，其特征在于 所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)裝載于微型計(jì)算機(jī)內(nèi)，其與微型計(jì)算機(jī)之間是通過A/D、D/A轉(zhuǎn)換器及配套軟件來完成各種運(yùn)算處理； 所述圖形取樣系統(tǒng)包括快門和體視顯微鏡，快門通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的并行I/O端口中的輸入端口與微型計(jì)算機(jī)相連； 所述激光焊接系統(tǒng)中的激光器通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的并行I/O端口中的輸出端口與微型計(jì)算機(jī)相連； 所述校對(duì)系統(tǒng)通過數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)的RS232C接口與微型計(jì)算機(jī)相連，校對(duì)系統(tǒng)還與自動(dòng)化工作臺(tái)相連接，該自動(dòng)化工作臺(tái)由步進(jìn)電機(jī)及X-Y向工作臺(tái)組成，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)精密滾珠絲杠轉(zhuǎn)動(dòng)來控制X-Y向工作臺(tái)的運(yùn)動(dòng)； 在所述X-Y向工作臺(tái)的上方設(shè)有同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)，該同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)是由圖形取樣系統(tǒng)中的體視顯微鏡與激光焊接系統(tǒng)中的聚焦透鏡組組合而成，用于捕捉置于工作臺(tái)臺(tái)面的PCB板上的定位坐標(biāo)點(diǎn)； 所述同軸監(jiān)視聚焦系統(tǒng)通過光學(xué)傳感器件與耦合透鏡相連接，耦合透鏡又通過光學(xué)傳感器件與快門相連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)，其特征在于所述激光器為波長(zhǎng)為980nm或808nm的光纖激光器。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)激光焊接系統(tǒng)，由自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)與激光焊接系統(tǒng)組成，自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)包括有微型計(jì)算機(jī)、圖形取樣系統(tǒng)、數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換系統(tǒng)、校對(duì)系統(tǒng)以及自動(dòng)化工作臺(tái)，激光焊接系統(tǒng)包括有激光器、耦合透鏡和聚焦透鏡組。本發(fā)明將自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)與激光焊接系統(tǒng)結(jié)合于一體，利用高自動(dòng)化、高精確性的自動(dòng)光學(xué)檢測(cè)系統(tǒng)配合影響區(qū)域小、能量高度集中的激光焊接技術(shù)來減少PCB板焊接及檢測(cè)過程中的漏洞，提高了工作效率，減少了焊接過程中的諸多不良現(xiàn)象，確保了焊接器件在焊接過程中不受到破壞，同時(shí)也保證了檢測(cè)的速度、效率及穩(wěn)定性。
文檔編號(hào)B23K26/42GK102922133SQ20121044715
公開日2013年2月13日 申請(qǐng)日期2012年11月9日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月9日
發(fā)明者胡驍, 聞靖 申請(qǐng)人:武漢市楚源光電有限公司