Page 19 - 工业机器人控制技术研究

第一章 工业机器人的发展

5. 激光焊接机器人在电子制造方面应用
激光焊接机器人以半导体激光器作为的焊接热源，激光焊接机器人系统已越
来越广泛地被应用于手机、笔记本电脑等电子设备的摄像头零件、LCD 零件及

微型电动机、微型变压器等零部件的焊接，还可用于液晶、高端数码照相机、航
空航天军工制造、高端汽车零件制造等领域。半导体激光器（也称激光二极管，
LD）作为激光焊接机器人的焊接热源，使得小型化、高性能的激光焊接机器人
系统的应用成为现实。通过激光实行局部非接触式，细小直径加热方式的激光焊

接机器人系统解决了细微焊接的一大难题。例如，在电子装置制造中，以往用的
焊接机器人对电子组装施以锡钎焊时，必须留有一定空间让烙铁头能伸入至被焊
部位进行焊接。随着电子产品小型化的发展，电子零部件引脚的间距越来越小
（0.3mm 间距），集成电路芯片封装元件的引脚间距也从当初的 1.0mm 发展为

0.8mm、0.65mm、0.5mm，甚至 0.4mm、0.3mm 都已很普遍，并且部件之间的空
间也越来越小。半导体激光锡焊机器人系统设有位置校正系统，以保证焊点位。
位置得精确及工艺参数的优化。其原理是通过摄像头对工件，上的标记点照射后，
经高性能画像处理装置和激光变位传感器，对焊接位置和高度进行补正。通过液

晶触摸屏对输出功率、激光照射时间、焊接温度曲线等工艺参数进行设定。激光
头上配有防烟雾的光学透镜及保护系统，维修时只要更换透镜前端保护玻璃即可。
可以通过系统中体积紧凑的强力激光发生器选择与点径相合适的激光束，激光功
率最大为 30W、50W（空气冷却）两种，并连续可调，从而达到最佳功率的焊接。

6. 激光焊接机器人在电子制造应用中的特点
具有非接触性，激光形成的点径最小可以到 0.1mm，送锡装置最小可以到
0.2mm，可实现微间距封装（贴装）元件的焊接。
因为是短时间的局部加热，对基板与周边零件的热影响很小，焊点质量良好。

无烙铁头消耗，不需更换加热器，连续作业时，具有很高的工作效率。
进行无铅焊接时，不易发生焊点裂纹。
对焊料的表面温度用非接触测定方式，而不能用实际接触焊头的温度测定
方法。

7. 自动激光焊接机器人的应用
（1）自动激光焊接机器人系统研究
激光焊接机器人系统分析。产业机器人实用化最早出现于 20 世纪 70 年代，

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