78、基于柔性焊接机器人平台的THT组装工艺参数耦合机制与优化

基于柔性焊接机器人平台的THT组装工艺参数耦合机制与优化

1. 引言

随着现代相控阵雷达技术向小型化和轻量化方向发展，电子电路模块的集成度和组装密度越来越高，对组装质量的要求也越来越严格。表面贴装技术（SMT）常用于印刷电路板（PCB）与电子元件之间的组装，但对于需要频繁承受机械外力的电子元件，如连接器、长引脚插座和屏蔽罩等，通孔技术（THT）仍不可或缺。

近年来，自动化柔性焊接机器人在PCB组装过程中得到了广泛应用，逐渐取代了传统的手动烙铁。然而，在机器人焊接过程中，焊接工艺参数值的确定仍依赖人工经验，缺乏科学的理论依据。不合适的焊接工艺参数容易导致焊接质量问题，如不润湿、去润湿、针孔、气孔、焊料凸起、焊料紊乱和多余焊料等，严重时甚至会使雷达的核心电子元件瘫痪。此外，关键焊接工艺参数之间的相互耦合会影响焊点的焊接质量。因此，揭示工艺参数之间的耦合机制、优化焊接工艺参数以及控制PCB组装过程是确保雷达核心电子元件质量的关键问题。

2. 柔性焊接机器人THT组装工艺

• 机器人组成模块 ：柔性焊接机器人是实现THT焊接过程的自动化设备，主要包括移动单元、焊接单元和人机交互（HMI）单元。移动单元采用直角坐标机器人，通过步进电机驱动实现X、Y和Z轴的平移和旋转功能；焊接单元包括智能温度控制系统和焊丝供应系统，可精确控制焊接温度、焊料进给量和焊料进给速度等工艺参数；HMI单元由触摸屏和操作面板组成，触摸屏主要负责机器人示教编程、焊接程序选择和焊接工艺参数设置等人机交互功能，操作面板可用于启动/停止、复位和进锡/回锡等常规操作。焊接机器人系统由IPC控制，可模拟通孔元件的典型焊接过程，包括点焊和拖焊。