PCB锡焊机器人技术综述-电气自动化.PDF

《电气自动化》２０１６年第３８卷 第１期 自动控制系统与装置 ＡｕｔｏｍａｔｉｃＣｏｎｔｒｏｌＳｙｓｔｅｍｓ＆Ｅｑｕｉｐｍｅｎｔｓ ＰＣＢ锡焊机器人技术综述 孙中琪 （上海交通大学 自动化系，上海　２０００３０） 摘　要：ＰＣＢ锡焊机器人目前在电子制造业应用日益广泛。随着对焊接效率和质量要求的不断提高，对其系统设计、工艺、控制等技术 提出了新的挑战。从锡焊机器人的构成与功能、锡焊工艺、控制技术和焊点图像检测四方面对锡焊机器人的关键技术进行归 纳和总结，分析目前存在的主要技术问题，探讨未来的发展方向。 关键词：ＰＣＢ锡焊机器人；锡焊工艺；电烙铁焊接；高周波焊接；激光焊接；焊点图像检测 ＤＯＩ：１０．３９６９／ｊ．ｉｓｓｎ．１０００－３８８６．２０１６．０１．０２５ ［中图分类号］ＴＰ２４９　［文献标志码］Ａ　［文章编号］１０００－３８８６（２０１６）０１－００７８－０４ ＡＴｅｃｈｎｉｃａｌＲｅｖｉｅｗｏｆＰＣＢＳｏｌｄｅｒｉｎｇＲｏｂｏｔｓ ＳＵＮＺｈｏｎｇｑｉ （ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＡｕｔｏｍａｔｉｏｎ，ＳｈａｎｇｈａｉＪｉａｏＴｏｎｇＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙ，Ｓｈａｎｇｈａｉ２０００３０，Ｃｈｉｎａ） Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｎｏｗａｄａｙｓ，ＰＣＢｓｏｌｄｅｒｉｎｇｒｏｂｏｔｓａｒｅｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｌｙｗｉｄｅｓｐｒｅｄｉｎｔｈｅｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃｓｍａｎｕｆａｃｔｕｒｉｎｇｉｎｄｕｓｔｒｙ．Ｗｉｔｈｅｖｅｒｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｄｅｍａｎｄｓ ｏｎｓｏｌｄｅｒｉｎｇｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙａｎｄｑｕａｌｉｔｙ，ｎｅｗｃｈａｌｌｅｎｇｅｓａｐｐｅａｒｔｏｗａｒｄｓｉｔｓｓｙｓｔｅｍｄｅｓｉｇｎ，ｐｒｏｃｅｓｓ，ｃｏｎｔｒｏｌａｎｄｏｔｈｅｒｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ．Ｔｈｉｓ ａｒｔｉｃｌｅｓｕｍｍａｒｉｚｅｓｋｅｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｏｆｓｏｌｄｅｒｉｎｇｒｏｂｏｔｓｉｎｆｏｕｒａｓｐｅｃｔｓ：ｒｏｂｏｓｔｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄｆｕｎｃｔｉｏｎ，ｓｏｌｄｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｓ，ｃｏｎｔｒｏｌ ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｓｏｌｄｅｒｉｎｇｓｐｏｔｉｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ．Ｆｕｒｔｈｅｒｍｏｒｅ，ｉｔａｎａｌｙｚｅｓｅｘｉｓｔｉｎｇｍａｊｏｒｔｅｃｈｎｉｃａｌｐｒｏｂｌｅｍｓａｎｄｄｉｓｃｕｓｓｅｓｆｕｔｕｒｅ ｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｓｏｌｄｅｒｉｎｇｒｏｂｏｔｓ． Ｋｅｙｗｏｒｄｓ：ＰＣＢｓｏｌｄｅｒｉｎｇｒｏｂｏｔ；ｓｏｌｄｅｒｉｎｇｔｅｃｈｎｉｃｓ；ｉｒｏｎｓｏｌｄｅｒｉｎｇ；ｈｉｇｈｆｒｅｑｕｃｙｓｏｌｄｅｒｉｎｇ；ｌａｓｅｒｓｏｌｄｅｒｉｎｇ；ｓｏｌｄｅｒｉｎｇｓｐｏｔｉｍａｇｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎ ０　引　言 关节。由于 ＰＣＢ焊接操作是在 平面上进行，因此四个自由度能 ＰＣＢ（ＰｒｉｎｔｅｄＣｉｒｃｕｉｔＢｏａｒｄ）锡焊机器人（以下简称锡焊机器 满足要求。 人），是一种以在ＰＣＢ上锡焊电子元器件为目的的工业机器人。 焊接单元是锡焊机器人的核 它起源于日本，早期主要应用于对自动化要求较高的汽车电子产 心，其焊接头安装在操作臂的末 品上。目前锡焊机器人已经成功应用于汽车制造、电子、数码、 ［１］ 端，被操作臂带到需要焊接的位 ＬＣＤ（ＬｉｑｕｉｄＣｒｙｓｔａｌＤｉｓｐｌａｙ）等行业 。锡焊机器人的关键技术 是：锡焊工艺、控制技术以及焊点图像检测技术。众所周知，锡焊 置进行焊接操作。其控制器受控 图１　锡焊机器人的构