专利名称：焊接异步控制超声波铝丝压焊机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种超声波铝丝压焊机，特别涉及一种焊接异步控制超声波铝丝压焊 机。
背景技术：
现有的超声波铝丝压焊机UAB_320是一种单焊头全自动铝丝压焊机，该压焊机包 括焊头，C⑶镜头，识别系统，输片轨道，夹具基座，拨针及工控机。输片轨道上同时放置一 条以上由多个框架单元构成的芯片框架，芯片放置在框架单元上。焊头及摄像头位于夹具 基座的上方。当芯片框架被输送到焊接区域起始位置时，工控机输出驱动信号通过驱动装 置控制拨针拨动芯片框架，将待焊目标(即芯片)拨送到夹具基座上；然后工控机根据识 别系统给出的芯片位置信息控制驱动装置完成芯片对位，最后由焊头驱动装置完成芯片焊 接。这种压焊机只能对单个芯片框架实现识别及焊接。随着市场对铝丝机产能的要求不断 提高，单焊头铝丝压焊机在某些使用条件已经无法满足要求。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种采用异步控制方法，在同一工作时间能够控 制双焊头同时工作，焊接效率高、焊接方式灵活的焊接异步控制超声波铝丝压焊机。为了解决上述问题，本发明的焊接异步控制超声波铝丝压焊机包括第一焊头，第
一CCD镜头，第一识别系统，第一拨针，第一夹具基座，第一工控机，输片轨道，第二焊头，第
二CCD镜头，第二识别系统，第二拨针，第二夹具基座，第二工控机，第一光纤传感器，第二 光纤传感器，第三光纤传感器，第四光纤传感器，第一运动控制卡，第二运动控制卡，串行通 讯口 ；芯片框架放置于输片导轨上；第一焊头和第一 C⑶镜头位于第一夹具基座的上方， 并且第一 CXD镜头通过第一识别系统与第一工控机连接；第一光纤传感器安装在第一夹具 基座的下方，第一拨针和第二光纤传感器安装第一焊头对应的焊接区域起始位置，并且第 二光纤传感器位于输片轨道下方；第二焊头和第二 CCD镜头位于第二夹具基座的上方，并 且第二 CXD镜头通过第二识别系统与第二工控机连接；第三光纤传感器安装在第二夹具基 座的下方；第二拨针和第四光纤传感器安装在第二焊头对应的焊接区域起始位置，并且第 四光纤传感器位于输片轨道下方；第一光纤传感器、第二光纤传感器、第四光纤传感器的信 号状态通过第一运动控制卡送给第一工控机；第三光纤传感器、第四光纤传感器的信号状 态通过第二运动控制卡送给第二工控机；第一工控机与第二工控机通过串行通讯口进行通 讯。当第一工控机查询到第一运动控制卡的与第二光纤传感器连接的输入点信号为0 时，输出驱动信号通过驱动装置控制第一拨针将芯片框架的第一个框架单元拨送到第一夹 具基座的中央；第一工控机查询到第一运动控制卡的与第一光纤传感器连接的输入点信号 为0时，根据第一识别系统给出的芯片位置信息输出驱动信号通过第一焊头的驱动装置完 成以芯片焊接区域为目标的焊头定位运动与焊接；当第一工控机查询到第一运动控制卡的与第四光纤传感器输出端相连接的输入点信号为1时，继续以设定的速度控制第一拨针将 芯片框架的下一个框架单元拨到第一夹具基座的中央，并根据第一识别系统给出的芯片位 置信息输出驱动信号控制第一焊头进行芯片的对位与焊接；当第一工控机查询到第一运动 控制卡的与第四光纤传感器输出端相连接的输入端电平信号为0时，查询串行通讯口传送 的计数值；当第二工控机查询到第二运动控制卡的与第四光纤传感器连接的输入点信号为 0时，输出驱动信号通过驱动装置控制第二拨针将芯片框架拨动到第二夹具基座的中央； 当第二工控机查询到第二运动控制卡的与第三光纤传感器连接的输入端信号为0时，根据 第二识别系统给出的芯片位置信息输出驱动信号通过第二焊头的驱动装置实现以芯片焊 接区域为目标的焊头定位运动与焊接；完成焊接后，第二工控机输出驱动信号通过驱动装 置控制第二拨针进行拨片；拨片动作完成后，第二工控机通过串行通讯口给第一工控机发 送一个累加的计数值；当第二焊头下的芯片框架全部焊接完成后计数值清零；当接收到的 串行通讯口发送的计数值已经更新时，第一工控机输出驱动信号通过驱动装置控制第一拨 针进行拨片动作，然后控制第一焊头进行下一次焊接。本发明采用异步控制方法，在同一工作时间能够控制双焊头同时工作，可极大地 提高产能。当两个焊头工作速度不一致时，可避免焊接及拨片过程中产生两个芯片框架推 堵叠压等情况。对于第一焊头工作速度慢，第二焊头工作速度快的情况，采用异步控制方法 并不会影响双焊头的工作效率与产能。当第二焊头工作速度慢，第一焊头工作速度快时，在 第四传感器上方没有芯片框架时，第一焊头仍以自己的设定速度进行焊接，当第四传感器 上方有芯片框架时，第一焊头会根据第二焊头和第二拨针的工作情况调整第一拨针拨片动 作的起始时间，在不影响整机产能的情况下避免二者因焊接与速度差异而产生堵片或芯片 叠压等情况。
下面结合附图和具体实施方式
对本发明作进一步详细说明。图1为本发明的焊接异步控制超声波铝丝压焊机结构示意图。图2为第一工控机控制程序流程图。图3为第二工控机控制程序流程图。
具体实施例方式如图1所示，本发明的焊接异步控制超声波铝丝压焊机包括第一焊头11，第一 CCD 镜头18，第一识别系统19，第一拨针13，第一夹具基座12，第一工控机17，输片轨道5，第二 焊头21，第二 CXD镜头观，第二识别系统四，第二拨针23，第二夹具基座22，第二工控机27， 第一光纤传感器14，第二光纤传感器15，第三光纤传感器M，第四光纤传感器25，第一运动 控制卡16，第二运动控制卡26，串行通讯口 4 ；芯片框架3放置于输片导轨5上；第一焊头 11和第一 CXD镜头18位于第一夹具基座12的上方，并且第一 CXD镜头18通过第一识别 系统19与第一工控机17连接；第一光纤传感器14安装在第一夹具基座12的正下方，第一 拨针13拨动芯片框架3停止后，第一光纤传感器14的发送端恰好能完全被遮挡。第一拨 针13和第二光纤传感器15安装第一焊头11对应的焊接区域起始位置，并且第二光纤传感 器15位于输片轨道5下方；当有框架单元被输送到该焊接区域起始位置时，第二光纤传感器15的发送端被遮挡。第二焊头21和第二 CXD镜头观位于第二夹具基座22的上方，并 且第二 CXD镜头28通过第二识别系统四与第二工控机27连接。第三光纤传感器M安装 在第二夹具基座22的正下方，第二拨针23拨动芯片框架3停止后，第三光纤传感器M的 发送端恰好能完全被遮挡。第二拨针23和第四光纤传感器25安装在第二焊头21对应的 焊接区域起始位置，并且第四光纤传感器25位于输片轨道5下方；当有框架单元被输送到 该焊接区域起始位置时，第四光纤传感器25的发送端恰好被遮挡。第一光纤传感器14和 第二光纤传感器15的输出信号接到第一运动控制卡16的输入端；第三光纤传感器M的输 出信号接到第二运动控制卡26的输入端；第四光纤传感器25的输出信号既连接到第一运 动控制卡16的输入端，又连接到第二运动控制卡沈的输入端。第一运动控制卡16插在第 一工控机17的PCI插槽中；第二运动控制卡沈插在第二工控机27的P C I插槽中。第一 工控机17与第二工控机27通过串行通讯口 4进行通讯。第一工控机17查询第一运动控制卡16的与第二光纤传感器15连接的输入点信 号，当该输入点信号为0时，代表有芯片框架3输送到第一焊头11对应的焊接区域起始位 置。此时，第一工控机17输出驱动信号通过驱动装置控制第一拨针13将芯片框架3的第 一个框架单元拨送到第一夹具基座12的中央，也即第一光纤传感器14的正上方。当第一 光纤传感器14的发送端被可靠遮挡后，第一工控机17查询到第一运动控制卡16的与第一 光纤传感器14输出端连接的输入点信号为0，第一工控机17根据第一识别系统19给出的 芯片位置信息输出驱动信号通过第一焊头的驱动装置实现以芯片焊区为目标的定位运动 与焊接。第一工控机17控制第一焊头11完成本次焊接工作后，不会立即执行下一次的拨 片与焊接动作，而是首先判断第一运动控制卡比的与第四光纤传感器25输出端相连接的 输入点电平信号。当第一工控机17查询到第一运动控制卡16的与第四光纤传感器25输 出端相连接的输入点电平信号为1时，表明第二焊头21对应的焊接区域中没有芯片框架3 遮挡住第四光纤传感器25，此时第一工控机17继续以设定的速度通过驱动装置控制第一 拨针13将芯片框架3的下一个框架单元拨到第一夹具基座12的中央，也即第一光纤传感 器14的正上方，然后进行芯片的对位和焊接。当第一工控机17查询到第一运动控制卡16 的与第四光纤传感器25输出端相连接的输入点电平信号为0时，表明在第二焊头21对应 的焊接区域中尚有未焊完的芯片框架；此时第一工控机17不再控制驱动装置进行后续的 拨片与焊接，而是通过查询串行通讯口 4传递过来的数据来决定后续动作，以避免直接进 行拨片与焊接时会推挤在第二焊头的焊接区域中未焊完的芯片框架。(即当第二焊头21的 焊接区域没有芯片框架时，第一焊头11可以以自身较快的速度进行焊接，此时不存在对第 二焊头21下的焊接区域的芯片框架推挤或叠压的可能。但是当第二焊头21的焊接区域有 芯片框架时，就要去查询负责两个焊头间信息通讯的串行通讯口 4 ；当串行通讯口 4传递的 数据代表可以继续拨片焊接时，第一工控机17才控制第一拨针13进行拨片。当串行通讯 口 4传递的数据代表第二焊头21的当前焊接未完成时，第一工控机17继续等待。)当第四光纤传感器25被新的芯片框架遮挡时，第二工控机27查询到第二运动控 制卡26的与第四光纤传感器25连接的输入点信号为0。此时，第二工控机27输出驱动信 号通过驱动装置控制第二拨针23拨动芯片框架3到第二夹具基座22上。第二拨针23停 止后，第二夹具基座22下方安装的第三光纤传感器M被框架单元遮挡。当第二工控机27 查询到第二运动控制卡沈的与第三光纤传感器M连接的输入点信号为0时，代表第二夹具基座22上有框架单元；此时第二工控机27根据第二识别系统四给出的芯片位置信息输 出驱动信号通过驱动装置控制第二焊头进行芯片的对位，焊接。第二焊头21焊接结束后， 第二工控机27输出驱动信号通过驱动装置控制第二拨针23进行拨片。每完成一次焊接、 拨片动作后，第二工控机27通过串行通讯口 4给第一工控机17发送一个累加的计数值。 当第二焊头22下的芯片框架全部焊接完成后计数值清零。第一工控机17每当要控制第一 拨针13进行新一次的拨片前都要先判断串行通讯口 4发送的计数值是否更改。如计数值 无更改，则表明第二工控机27尚未完成一次第二焊头21焊接及第二拨针23拨片动作的控 制，第一工控机17控制第一焊头11暂停工作，等待第二工控机27完成当前动作的控制；如 计数值已经更新，则表明第二工控机27已完成一次第二焊头21焊接及第二拨针23拨片动 作的控制，第一工控机17输出控制信号通过驱动装置控制第一拨针13进行下一次拨片动 作，然后控制第一焊头进行焊接。
权利要求
1. 一种焊接异步控制超声波铝丝压焊机，包括第一焊头(11)，第一 C⑶镜头(18)，第一 识别系统(19)，第一拨针(13)，第一夹具基座(12)，第一工控机(17)，输片轨道(5)；其特 征在于还包括第二焊头(21)，第二 C⑶镜头(观)，第二识别系统( )，第二拨针(23)，第二 夹具基座(22)，第二工控机(27)，第一光纤传感器(14)，第二光纤传感器(15)，第三光纤传 感器(M)，第四光纤传感器(25)，第一运动控制卡(16)，第二运动控制卡( )，串行通讯口 (4)；芯片框架(3)放置于输片导轨(5)上；第一焊头(11)和第一 CCD镜头(18)位于第一 夹具基座(1 的上方，并且第一 C⑶镜头(18)通过第一识别系统(19)与第一工控机(17) 连接；第一光纤传感器(14)安装在第一夹具基座(1 的下方，第一拨针(1 和第二光纤 传感器(1 安装第一焊头(11)对应的焊接区域起始位置，并且第二光纤传感器(1 位于 输片轨道( 下方；第二焊头和第二 CCD镜头08)位于第二夹具基座02的上方，并 且第二 CCD镜头08)通过第二识别系统09)与第二工控机(XT)连接；第三光纤传感器 (24)安装在第二夹具基座0 的下方；第二拨针和第四光纤传感器0 安装在第 二焊头对应的焊接区域起始位置，并且第四光纤传感器0 位于输片轨道( 下方； 第一光纤传感器(14)、第二光纤传感器(15)、第四光纤传感器0 的信号状态通过第一运 动控制卡(16)送给第一工控机(17)；第三光纤传感器(24)、第四光纤传感器0 的信号 状态通过第二运动控制卡06)送给第二工控机(XT)；第一工控机(17)与第二工控机(XT) 通过串行通讯口(4)进行通讯。
全文摘要
本发明涉及一种焊接异步控制超声波铝丝压焊机，该压焊机的第一光纤传感器安装在第一夹具基座的下方，第一拨针和第二光纤传感器安装第一焊头对应的焊接区域起始位置；第三光纤传感器安装在第二夹具基座的下方；第二拨针和第四光纤传感器安装在第二焊头对应的焊接区域起始位置；第一光纤传感器、第二光纤传感器、第四光纤传感器的信号状态通过第一运动控制卡送给第一工控机；第三光纤传感器、第四光纤传感器的信号状态通过第二运动控制卡送给第二工控机；第一工控机与第二工控机通过串行通讯口进行通讯。本发明在同一工作时间能够控制双焊头同时工作，提高了产能。当两个焊头工作速度不一致时，可避免焊接及拨片过程中两个芯片框架推堵叠压。
文档编号B23K20/10GK102139408SQ20101027391
公开日2011年8月3日 申请日期2010年9月7日 优先权日2010年9月7日
发明者刘亚忠, 宋志 , 李维, 洪喜, 郑福志 申请人:中国科学院长春光学精密机械与物理研究所