PCBA浸錫式焊接機的系統電氣設計

萬學斌　賈順飛　張應春

摘要：面對中小PCBA制造公司的實際需要，針對常用的波峰焊接機的不足，利用兩軸控制器的成套系統，開發了一款PCBA浸錫式焊接機的電氣控制系統。它具有勞動效率高，占地小，造價低，節省治具和使用成本，工作可靠，維修方便等優點。是中小PCBA制造公司的青睞神器，能夠為公司帶來更大的經濟效益。

關鍵詞：PCBA；波峰焊接機；浸錫焊接機；電氣設計

中圖分類號：TM383.6 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2018）09-0132-02

隨著中國經濟的不斷發展，高質量的經濟發展模式是中國經濟的發展必然結果，特別是在大眾創業、萬眾創新被視作中國經濟發展的新常態下，需要公司不斷的制造出各式各樣的PCBA，PCBA是（Printed Circuit Board Assembly）的簡稱，也就是說PCB空板經過SMT上件回流焊，再經過DIP插件焊接的整個制程。

在DIP插件焊接中，常用使用的設備是波峰焊接機，它包括電路板的裝夾進入——噴助焊劑——預熱——波峰焊幾個階段。這種設備比較適用于大批量的PCBA在線制造。如果訂單不大，使用波峰焊接機，需要兩個人在入出口來操作它，占地大，造價高，至少需要八套以上的治具才能保證波峰焊接機正常運轉，同時耗電量大，維修困難。針對常用的波峰焊接機的這些不足，為此我們利用兩軸控制器的成套系統，開發了一款PCBA浸錫焊接機的電氣控制系統[1]。

1 浸錫焊的結構和運動形式

浸錫焊接機幾個階段中，只是將波峰焊接機中的波峰焊接換成浸錫焊接而已，同時設備從臥式轉換出立式，減少了設備的占地面積，同時也減少了設備的重量，浸錫焊接機的結構示意圖如圖1所示。[1]

X、Y軸步進電機：其中X軸步進電機拖動刮錫板和噴嘴在X1和X2之間運動；Y軸步進電機拖動治具架在BD之間運動。氣缸1拖動治具在治具架上的AB之間運動；氣缸2同時拖動噴嘴沿著AB方向振動，噴嘴打開給PCBA噴助焊劑；錫爐及其控制系統外協完成。實際使用的設備還有外殼，排氣，照明，門開關，急停等。[2][3]

PCBA浸錫焊接機的運動形式為：初始狀態是X軸步進電機拖動物在X1處，Y軸步進電機拖動物在B處，氣缸1 將治具從治具架上推到A處，便于操作員裝夾治具；①啟動后，治具在治具架上被氣缸1拉回B點②治具在B點等待噴助焊劑③X步進電機拖動刮錫板和噴嘴運動到X3處，打開噴嘴，氣缸2振動，掃描噴助焊劑，到X4處關掉噴嘴，繼續前進到X2處停下④Y軸步進電機拖動治具和治具架快速從B點運動到C點⑤噴有助焊劑的PCBA在此預熱一段時間⑥ Y軸步進電機拖動治具和治具架慢速從C點運動到D點浸錫焊一段時間。然后治具架慢速到C處，再快速到B處，將治具通過氣缸1推到A處，最后想步進電機拖動刮錫板和噴嘴回到X1處。

2 電氣控制方式和系統電氣控制電路

這個設備的控制方式很多，為了節約成本，充分地利用資源，保證設備運行可靠，適當留有升級空間，我們選擇了觸摸屏式兩軸步進電機控制器控制系統工作?？刂破鞯妮斎牒洼敵龅馁Y源配置表如表1，硬件接線圖如圖2所示。[2]

為了節省文章篇幅，輸入和輸出的相同部分只畫了一個。例如，X1、X2、X3、X4的4 個位置開關輸入相同，只畫了一個，實際中通常用NPN型接近開關，圖中為了接線簡單用的物理位置開關；氣缸1和氣缸2部分相同，也只畫了一個。X、Y軸步進電機按總線方式畫出，實際接線按成套系統說明書接線即可。

3 程序流程圖

根據設備的運動形式和I/O資源表，我們可以叫為方便畫出程序流程圖，PCBA浸錫焊接機的程序流程圖如圖3所示。

編程過程中注意：（1）助焊劑系統打開是噴嘴打開，氣缸2 振動，為此，氣缸用繼電器常開和常閉觸點控制。（2）防止X步進電機返回時X=X3時間開噴助焊劑系統。

4 結語

對中小PCBA制造公司的實際需要的深入調研，針對常用的波峰焊接機在生產中小訂單時的不足，公司利用兩軸控制器的成套系統，開發了一款PCBA浸錫式焊接機。這種設備已經在公司使用，該設備已經注冊了專利，第一、二代機已經被淘汰，第三、四代機已經在生產中使用了相當長的時間，它具有勞動效率高，占地面積小，造價低，節省治具和使用成本，工作可靠，維修方便等優點。是中小PCBA制造公司的青睞神器，能夠為公司帶來更大的經濟效益。[1]

參考文獻

[1]韓彬，史建衛，等.選擇性波峰焊技術在SMT中的應用[J].電子工業專用設備，2014，（234）：35-41.

[2]敬嵐，朱海君，張碩成，等.步進電機控制系統的設計及其應用[J].核技術，2005，（6）：479-482.

[3]黃贊.基于 AT89C51單片機的步進電機伺服系統設計[J] .機床與液壓，2004，（3）：48-50.