本實用新型涉及焊接技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種引線激光焊接立體自動定位裝置。

背景技術(shù)：

在貼片電感的引線激光焊接工藝中，一組多顆銅線繞線圈安裝在引線框架上，通過激光將銅線與框架焊接在一起。由于小型貼片電感的銅線很細(xì)，激光的焊接點又很小，所以激光焊接器的走位必須很精確。

現(xiàn)有的工藝中，引線框架通過治具定位，激光器安裝預(yù)先設(shè)定的路徑，由電缸帶動逐一對每一顆繞線器的銅線進(jìn)行焊接。而引線框架是沖壓件沖切的金屬件，會存在一定的加工精度，引線框的加工誤差就會引起激光焊點的偏位，導(dǎo)致產(chǎn)品不良。

另外，激光焊接品質(zhì)最優(yōu)的點是激光的焦點，銅線的表面是圓弧狀的，為是引線焊接品質(zhì)最優(yōu)，需要調(diào)整激光頭的高度，是激光聚焦于銅線的中心，就需要定位裝置能先找到焊接位置點的銅線，在測量銅線的最高點高度，調(diào)整激光器的高度，使其聚焦于銅線的中心點。

綜上所述，現(xiàn)在市場上急需一種不僅能夠精確控制激光焊接器的走位，又能夠精準(zhǔn)控制激光焊接器的焦點位置，使其處于最佳位置的焊接定位技術(shù)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本實用新型的目的在于提供一種引線激光焊接立體自動定位裝置，以解決現(xiàn)有技術(shù)中存在的“由引線框的加工誤差引起的激光焊點的偏位”以及“激光的焦點無法聚集在銅線的中心點導(dǎo)致的焊接效果較差”的技術(shù)問題。

為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型提供一種引線激光焊接立體自動定位裝置，包括XY平面移動機(jī)構(gòu)、Z軸移動機(jī)構(gòu)、視覺檢測系統(tǒng)、激光位移測距系統(tǒng)以及主控模塊；

所述視覺檢測系統(tǒng)、激光位移測距系統(tǒng)以及Z軸移動機(jī)構(gòu)均與XY平面移動機(jī)構(gòu)連接，XY平面移動機(jī)構(gòu)驅(qū)動視覺檢測系統(tǒng)、激光位移測距系統(tǒng)以及Z軸移動機(jī)構(gòu)在XY平面內(nèi)任意移動；所述Z軸移動機(jī)構(gòu)的輸出端連接一激光焊接器，以驅(qū)動激光焊接器在垂直于XY平面的Z軸方向上移動；

所述視覺檢測系統(tǒng)位于焊接工位的上方，用于為固定在焊接工位上的引線框架進(jìn)行拍照，以得到引線框以及線圈的圖像信息；所述激光位移測距系統(tǒng)位于焊接工位的一側(cè)，用于測量引線框上的線圈的線材的頂面高度；

所述主控模塊的信號輸入端分別與視覺檢測系統(tǒng)和激光位移測距系統(tǒng)電連接，所述主控模塊的信號輸出端分別與XY平面移動機(jī)構(gòu)以及Z軸移動機(jī)構(gòu)電連接。

進(jìn)一步的，所述XY平面移動機(jī)構(gòu)包括X軸移動機(jī)構(gòu)、Y軸固定板、Y軸移動機(jī)構(gòu)以及Z軸固定板；

所述X軸移動機(jī)構(gòu)與Y軸固定板驅(qū)動連接，以驅(qū)動Y軸固定板在X軸方向移動；所述Y軸移動機(jī)構(gòu)安裝在Y軸固定板上，所述Y軸移動機(jī)構(gòu)與Z軸固定板驅(qū)動連接，以驅(qū)動Z軸固定板在Y軸方向移動；所述X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成直角坐標(biāo)系。

進(jìn)一步的，所述X軸移動機(jī)構(gòu)包括X軸軌道、X軸伺服電缸和X軸滑動塊；所述X軸滑動塊安裝在X軸軌道上，所述X軸伺服電缸的輸出端與X軸滑動塊驅(qū)動連接，以驅(qū)動X軸滑動塊在X軸軌道上滑動；所述Y軸固定板與X軸滑動塊固定連接。

進(jìn)一步的，所述Y軸移動機(jī)構(gòu)包括Y軸軌道、Y軸伺服電缸和Y軸滑動塊；所述Y軸滑動塊安裝在Y軸軌道上，所述Y軸伺服電缸的輸出端與Y軸滑動塊驅(qū)動連接，以驅(qū)動Y軸滑動塊在Y軸軌道上滑動；所述Z軸固定板與Y軸滑動塊固定連接。

進(jìn)一步的，所述Z軸移動機(jī)構(gòu)包括Z軸軌道、Z軸伺服電缸和Z軸滑動塊；所述Z軸滑動塊安裝在Z軸軌道上，所述Z軸伺服電缸的輸出端與Z軸滑動塊驅(qū)動連接，以驅(qū)動Z軸滑動塊在Z軸軌道上滑動；所述Z軸固定板與激光焊接器固定連接。

進(jìn)一步的，該引線激光焊接立體自動定位裝置還包括一總裝底板，所述總裝底板上設(shè)有焊接工位、X軸軌道固定平臺以及X軸輔軌固定平臺；所述X軸輔軌固定平臺上安裝有X軸輔助軌道組件；待焊接的引線框以及線圈固定在焊接工位上；所述X軸軌道固定在X軸軌道固定平臺上；所述Y軸固定板的一端固定在X軸滑動塊上，另一端X軸輔助軌道組件上。

進(jìn)一步的，所述X軸輔助軌道組件包括與X軸軌道平行的X軸輔軌以及X軸輔助滑動塊；所述X軸輔軌固定在X軸軌道固定平臺的頂部；所述X軸輔助滑動塊一側(cè)安裝在X軸輔軌，另一側(cè)與Y軸固定板固定連接。

進(jìn)一步的，所述Y軸固定板包括水平板和與水平板垂直連接的第一立板，所述水平板的兩端分別固定在X軸滑動塊和X軸輔助滑動塊上；所述第一立板上設(shè)有Y軸輔助軌道組件，所述Y軸輔助軌道組件包括與Y軸軌道平行的Y軸輔軌和Y軸輔助滑動塊，所述Y軸輔助滑動塊安裝在Y軸輔軌上，所述Y軸輔助滑動塊與Z軸固定板固定連接。

進(jìn)一步的，所述Z軸固定板包括第二立板以及與第二立板垂直連接的第三立板，所述第二立板固定在Y軸輔助滑動塊上；所述視覺檢測系統(tǒng)和激光位移測距系統(tǒng)均安裝在第三立板上。

進(jìn)一步的，所述第二立板上設(shè)有固定桿，所述第三立板上設(shè)有至少一個鎖緊塊，所述鎖緊塊安裝在固定桿上；所述第三立板上設(shè)有至少一個U型孔，所述激光位移測距系統(tǒng)固定在U型孔內(nèi)。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置，利用視覺檢測系統(tǒng)獲得焊接點的XY平面位置坐標(biāo)，利用激光位移測距系統(tǒng)獲得焊接點的Z方向位置坐標(biāo)，并根據(jù)X、Y、Z的坐標(biāo)控制XY平面移動機(jī)構(gòu)和Z軸移動機(jī)構(gòu)動作；XY平面移動機(jī)構(gòu)和Z軸移動機(jī)構(gòu)動作構(gòu)成一三維驅(qū)動機(jī)構(gòu)，能夠在主控模塊的控制下，驅(qū)動激光焊接器到達(dá)X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中的任意點；不僅能夠避免引線框的加工誤差對焊接的影響，而且能夠使激光焊接器的激光的焦點聚焦于線圈的線材的中心點處，獲得最佳的焊接效果。

附圖說明

為了更清楚地說明本實用新型具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)中的技術(shù)方案，下面將對具體實施方式或現(xiàn)有技術(shù)描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖是本實用新型的一些實施方式，對于本領(lǐng)域普通技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的XY平面移動機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖3為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的Z軸移動機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的視覺檢測系統(tǒng)和激光位移測距系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的總裝底板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；

圖6為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的Z軸固定板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

附圖標(biāo)記：

1-XY平面移動機(jī)構(gòu)； 2-Z軸移動機(jī)構(gòu)； 3-視覺檢測系統(tǒng)；

4-激光位移測距系統(tǒng)； 5-總裝底板； 6-激光焊接器；

7-X軸輔助軌道組件； 8-Y軸輔助軌道組件； 11-X軸移動機(jī)構(gòu)；

12-Y軸固定板； 13-Y軸移動機(jī)構(gòu)； 14-Z軸固定板；

21-Z軸軌道； 22-Z軸伺服電缸； 23-Z軸滑動塊；

51-X軸軌道固定平臺； 52-X軸輔軌固定平臺； 111-X軸軌道；

112-X軸滑動塊； 121-水平板； 122-第一立板；

131-Y軸軌道； 132-Y軸伺服電缸； 133-Y軸滑動塊；

141-第二立板； 142-第三立板； 143-固定桿；

144-鎖緊塊。

具體實施方式

下面將結(jié)合附圖對本實用新型的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例是本實用新型一部分實施例，而不是全部的實施例?；诒緦嵱眯滦椭械膶嵤├?，本領(lǐng)域普通技術(shù)人員在沒有做出創(chuàng)造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本實用新型保護(hù)的范圍。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，術(shù)語“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“豎直”、“水平”、“內(nèi)”、“外”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本實用新型和簡化描述，而不是指示或暗示所指的裝置或元件必須具有特定的方位、以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不能理解為對本實用新型的限制。此外，術(shù)語“第一”、“第二”、“第三”僅用于描述目的，而不能理解為指示或暗示相對重要性。

在本實用新型的描述中，需要說明的是，除非另有明確的規(guī)定和限定，術(shù)語“安裝”、“相連”、“連接”應(yīng)做廣義理解，例如，可以是固定連接，也可以是可拆卸連接，或一體地連接；可以是機(jī)械連接，也可以是電連接；可以是直接相連，也可以通過中間媒介間接相連，可以是兩個元件內(nèi)部的連通。對于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員而言，可以具體情況理解上述術(shù)語在本實用新型中的具體含義。

圖1為本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的XY平面移動機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖3為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的Z軸移動機(jī)構(gòu)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖4為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的視覺檢測系統(tǒng)和激光位移測距系統(tǒng)的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖5為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的總裝底板的立體結(jié)構(gòu)示意圖；圖6為圖1所示的引線激光焊接立體自動定位裝置的Z軸固定板的立體結(jié)構(gòu)示意圖。

參閱圖1和圖4，本實用新型提供一種引線激光焊接立體自動定位裝置，包括XY平面移動機(jī)構(gòu)1、Z軸移動機(jī)構(gòu)2、視覺檢測系統(tǒng)3、激光位移測距系統(tǒng)4以及主控模塊(圖未示)；

所述視覺檢測系統(tǒng)3、激光位移測距系統(tǒng)4以及Z軸移動機(jī)構(gòu)2均與XY平面移動機(jī)構(gòu)1連接，XY平面移動機(jī)構(gòu)1驅(qū)動視覺檢測系統(tǒng)3、激光位移測距系統(tǒng)4以及Z軸移動機(jī)構(gòu)2在XY平面內(nèi)任意移動；所述Z軸移動機(jī)構(gòu)2的輸出端連接一激光焊接器6，以驅(qū)動激光焊接器6在垂直于XY平面的Z軸方向上移動；

所述視覺檢測系統(tǒng)3的主要功能件是高像素的工業(yè)相機(jī)；視覺檢測系統(tǒng)3位于焊接工位的上方，用于為固定在焊接工位上的引線框架進(jìn)行拍照，以得到引線框以及線圈的圖像信息；

所述激光位移測距系統(tǒng)4的主要功能件是激光測距儀器，激光位移測距系統(tǒng)4位于焊接工位的一側(cè)，用于測量引線框上的線圈的銅線的頂面位置；

所述主控模塊的信號輸入端分別與視覺檢測系統(tǒng)3和激光位移測距系統(tǒng)4電連接，所述主控模塊的信號輸出端分別與XY平面移動機(jī)構(gòu)1以及Z軸移動機(jī)構(gòu)2電連接。

本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置，其工作原理如下：

XY平面移動機(jī)構(gòu)1先按預(yù)先設(shè)定的運動軌跡先將視覺檢測系統(tǒng)3移動到原先預(yù)計的焊接點上，視覺檢測系統(tǒng)3拍照成像，并將圖像信息發(fā)送給主控模塊；激光位移測距系統(tǒng)4測量引線框架的銅線表面的高度；

主控模塊屬于現(xiàn)有技術(shù)，應(yīng)用了現(xiàn)有技術(shù)中的圖像處理模塊，類似申請為“CN201510471065.9”的在先發(fā)明專利所公布的圖像處理技術(shù)。

主控模塊根據(jù)XY平面移動機(jī)構(gòu)1的圖像信息，經(jīng)過圖像算法處理，計算出實際的引線框架和銅線繞線圈焊接點的XY平面位置坐標(biāo)；同時，根據(jù)激光位移測距系統(tǒng)4測得的銅線表面的高度，計算出焊接點的Z方向位置坐標(biāo)，使激光聚焦于銅線的中心；根據(jù)X、Y、Z的坐標(biāo)控制XY平面移動機(jī)構(gòu)1和Z軸移動機(jī)構(gòu)2動作；

XY平面移動機(jī)構(gòu)1驅(qū)動Z軸移動機(jī)構(gòu)2在XY平面內(nèi)任意移動，Z軸移動機(jī)構(gòu)2再驅(qū)動激光焊接器6在Z軸方向上移動，使激光焊接器6能夠到達(dá)X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中的任意點，完成焊接。

具體來說，參閱圖2，本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置，所述XY平面移動機(jī)構(gòu)1包括X軸移動機(jī)構(gòu)11、Y軸固定板12、Y軸移動機(jī)構(gòu)13以及Z軸固定板14；

所述X軸移動機(jī)構(gòu)11包括X軸軌道111、X軸伺服電缸和X軸滑動塊112；所述X軸滑動塊112安裝在X軸軌道111上，所述X軸伺服電缸的輸出端與X軸滑動塊112驅(qū)動連接，以驅(qū)動X軸滑動塊112在X軸方向上滑動；

所述Y軸固定板12與X軸滑動塊112固定連接，所述Y軸移動機(jī)構(gòu)13安裝在Y軸固定板12上；

所述Y軸移動機(jī)構(gòu)13包括Y軸軌道131、Y軸伺服電缸132和Y軸滑動塊133；所述Y軸滑動塊133安裝在Y軸軌道131上，所述Y軸伺服電缸132的輸出端與Y軸滑動塊133驅(qū)動連接，以驅(qū)動Y軸滑動塊133在Y軸方向上滑動；

所述Z軸固定板14與Y軸滑動塊133固定連接，所述Z軸移動機(jī)構(gòu)2安裝在Z軸固定板14；

參閱圖3，所述Z軸移動機(jī)構(gòu)2包括Z軸軌道21、Z軸伺服電缸22和Z軸滑動塊23；所述Z軸滑動塊23安裝在Z軸軌道21上，所述Z軸伺服電缸22的輸出端與Z軸滑動塊23驅(qū)動連接，以驅(qū)動Z軸滑動塊23在Z軸軌道21上滑動；所述Z軸固定板14與激光焊接器6固定連接。

上述結(jié)構(gòu)的XY平面移動機(jī)構(gòu)1和Z軸移動機(jī)構(gòu)2構(gòu)成了一三維驅(qū)動機(jī)構(gòu)，能夠驅(qū)動激光焊接器6到達(dá)X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中的任意點。結(jié)構(gòu)相對簡單，動作也較為可靠。

當(dāng)然，這是本實用新型的一個具體實施例，本實用新型的三維驅(qū)動機(jī)構(gòu)的具體實現(xiàn)方式并不局限于此，只要能驅(qū)動激光焊接器6在X軸、Y軸和Z軸三個方向上移動即可。

參閱圖5，在本實施例中，引線激光焊接立體自動定位裝置還包括一總裝底板5，總裝底板5主要用于固定X軸移動機(jī)構(gòu)11，此外還起到輔助固定Y軸移動機(jī)構(gòu)13，能夠保證各個組件的相對位置穩(wěn)定。

所述總裝底板5上設(shè)有焊接工位、X軸軌道111固定平臺51以及X軸輔軌固定平臺52；所述X軸輔軌固定平臺52上安裝有X軸輔助軌道組件7；待焊接的引線框以及線圈固定在焊接工位上；所述X軸軌道111固定在X軸軌道111固定平臺51上；所述Y軸固定板12的一端固定在X軸滑動塊112上，另一端X軸輔助軌道組件7上。

具體來說，所述X軸輔助軌道組件7包括與X軸軌道111平行的X軸輔軌以及X軸輔助滑動塊；所述X軸輔軌固定在X軸軌道111固定平臺51的頂部；所述X軸輔助滑動塊一側(cè)安裝在X軸輔軌，另一側(cè)與Y軸固定板12固定連接。

具體來說，所述Y軸固定板12包括水平板121和與水平板121垂直連接的第一立板122，所述水平板121的兩端分別固定在X軸滑動塊112和X軸輔助滑動塊上；所述第一立板122上設(shè)有Y軸輔助軌道組件8，所述Y軸輔助軌道組件8包括與Y軸軌道131平行的Y軸輔軌和Y軸輔助滑動塊，所述Y軸輔助滑動塊安裝在Y軸輔軌上，所述Y軸輔助滑動塊與Z軸固定板14固定連接。

為了保證三維驅(qū)動機(jī)構(gòu)中三個方向的運動穩(wěn)定、可靠、準(zhǔn)確的運行，除了設(shè)置了X軸軌道111、Y軸軌道131、Z軸軌道21三個主要軌道外，還設(shè)置了X軸輔助軌道組件7和Y軸輔助軌道組件8，使Y軸移動機(jī)構(gòu)13能夠在X軸移動機(jī)構(gòu)11上穩(wěn)定的平移，使Z軸移動機(jī)構(gòu)2能夠在Y軸移動機(jī)構(gòu)13上穩(wěn)定的平移。

參閱圖4和圖6，所述Z軸固定板14包括第二立板141以及與第二立板141垂直連接的第三立板142，所述第二立板141固定在Y軸輔助滑動塊上，所述第二立板141上設(shè)有固定桿143，所述第三立板142上設(shè)有至少一個鎖緊塊144，所述鎖緊塊144安裝在固定桿143上；

所述視覺檢測系統(tǒng)3和激光位移測距系統(tǒng)4均安裝在第三立板142上，所述第三立板142上設(shè)有至少一個U型孔，所述激光位移測距系統(tǒng)4固定在U型孔內(nèi)。

第三立板142通過鎖緊塊144與固定桿143的配合方式，固定在第二立板141上，能夠相對第二立板141發(fā)生Z軸方向的移動，用于調(diào)整視覺檢測系統(tǒng)3和激光位移測距系統(tǒng)4的高度。而激光位移測距系統(tǒng)4固定在U型孔，能夠進(jìn)一步調(diào)整激光位移測距系統(tǒng)4在第三立板142上的高度。

相較于現(xiàn)有技術(shù)，本實用新型提供的引線激光焊接立體自動定位裝置，利用視覺檢測系統(tǒng)3獲得焊接點的XY平面位置坐標(biāo)，利用激光位移測距系統(tǒng)4獲得焊接點的Z方向位置坐標(biāo)，并根據(jù)X、Y、Z的坐標(biāo)控制XY平面移動機(jī)構(gòu)1和Z軸移動機(jī)構(gòu)2動作；XY平面移動機(jī)構(gòu)1和Z軸移動機(jī)構(gòu)2動作構(gòu)成一三維驅(qū)動機(jī)構(gòu)，能夠在主控模塊的控制下，驅(qū)動激光焊接器6到達(dá)X軸、Y軸和Z軸構(gòu)成的直角坐標(biāo)系中的任意點；不僅能夠避免引線框的加工誤差對焊接的影響，而且能夠使激光焊接器6的激光的焦點聚焦于線圈的線材的中心點處，獲得最佳的焊接效果。

最后應(yīng)說明的是：以上各實施例僅用以說明本實用新型的技術(shù)方案，而非對其限制；盡管參照前述各實施例對本實用新型進(jìn)行了詳細(xì)的說明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解：其依然可以對前述各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分或者全部技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，并不使相應(yīng)技術(shù)方案的本質(zhì)脫離本實用新型各實施例技術(shù)方案的范圍。