大研智造 探秘激光錫球全自動焊錫機在耳機端子制造中的應(yīng)用方案

一、傳統(tǒng)焊接方式的局限與自動化焊接的趨勢

（一）傳統(tǒng)手工焊接的不足

目前，大部分電子加工廠仍在使用傳統(tǒng)手工焊接工藝，即工人手持烙鐵頭進行焊接。這種方法存在諸多弊端，例如無法勝任高精度電子元件的焊接工作，生產(chǎn)效率低下，焊接結(jié)果均一性差，且勞動力成本較高。

（二）自動化焊接的優(yōu)勢

自動化焊接相較于傳統(tǒng)手工焊接優(yōu)勢顯著，具體表現(xiàn)如下：

1.保證焊接均一性和質(zhì)量：自動化焊接過程中關(guān)鍵參數(shù)固定，只需少量人工輔助，降低了對工人操作技術(shù)的要求，減少了人為因素對焊接質(zhì)量的干擾。而手工焊接時，焊接速度、送錫量、焊接時間等受人為因素影響大，焊接質(zhì)量依賴于工人經(jīng)驗。

2.改善工人勞動條件：自動焊接技術(shù)讓工人只需輔助生產(chǎn)，避免接觸焊接弧光和煙霧等危害因素。

3.提高產(chǎn)品生產(chǎn)率：隨著自動焊接技術(shù)和先進焊接工藝的發(fā)展，使用自動焊錫機替代手工焊接可大幅提高生產(chǎn)效率。

4.生產(chǎn)管理可控性高：自動化設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍固定，產(chǎn)品周期明確，便于企業(yè)進行生產(chǎn)管理。

5.降低企業(yè)成本：自動焊錫機廣泛應(yīng)用且具有柔性化設(shè)計，既能實現(xiàn)批量生產(chǎn)，又可節(jié)約設(shè)備投資，從而降低企業(yè)成本。

在電子行業(yè)中，焊接工序占比較大且對工人技術(shù)水平要求高。雖然市場上現(xiàn)有的焊錫機器人能實現(xiàn)部分電子產(chǎn)品（如USB焊錫機、PCB板焊錫機）的焊接，但對于線纜端子這類因焊接接頭不規(guī)則和線材柔軟而特殊的產(chǎn)品，相關(guān)自動化設(shè)備在市場上還較為稀缺。

二、焊錫機器人的應(yīng)用前景

（一）技術(shù)發(fā)展與行業(yè)滲透

焊錫技術(shù)在現(xiàn)代工業(yè)發(fā)展中至關(guān)重要，涉及多個學(xué)科領(lǐng)域。當(dāng)前，自動化焊錫設(shè)備在廣泛應(yīng)用的基礎(chǔ)上取得了技術(shù)性突破與發(fā)展，結(jié)束了傳統(tǒng)人力焊錫生產(chǎn)模式，極大提高了生產(chǎn)效率。自動化焊錫設(shè)備的發(fā)展與應(yīng)用已成必然趨勢，并已滲透到電子相關(guān)的各個行業(yè)。

（二）核心優(yōu)勢與應(yīng)用價值

自動焊錫設(shè)備運行穩(wěn)定性良好，其自動化與智能化操作模式可確保焊接產(chǎn)品的一致性，柔性化設(shè)計能實現(xiàn)多樣化產(chǎn)品操作。此外，它還具有較高生產(chǎn)效率，僅取放物料環(huán)節(jié)需人工輔助。運用自動化焊錫設(shè)備有助于企業(yè)減少人工成本、提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品成品率，且便于企業(yè)采用流水線作業(yè)模式，有效促進企業(yè)一體化管理。

（三）廣泛的適用領(lǐng)域

焊錫應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展使其適用領(lǐng)域不斷擴大，目前廣泛應(yīng)用于汽車電子、家電、零部件、LCD、線路板等先進制造行業(yè)。在航天、國防、航空、汽車及通信設(shè)備等行業(yè)，為保證焊接精度和焊點在極端條件下的可靠性，自動焊接技術(shù)是最佳選擇；對于對溫度敏感、無法通過回流焊與波峰焊的器件（如連接器、DIP封裝元器件、屏蔽罩、傳感器、變壓器、電纜、排線、喇叭和馬達等），自動焊錫設(shè)備也能發(fā)揮重要作用；此外，在混裝電路板、剛?cè)峤Y(jié)合板、軟硬結(jié)合板、具有立體結(jié)構(gòu)或堆疊設(shè)計的工件限制了波峰焊與回流焊等生產(chǎn)設(shè)備使用的情況下，以及小批量生產(chǎn)或試產(chǎn)時，自動化焊錫設(shè)備都有著不可或缺的地位。

隨著原材料價格上漲、人工成本增加和同質(zhì)化競爭加劇，自動焊錫機行業(yè)受到廣泛關(guān)注，發(fā)展?jié)摿薮?。因此，?yīng)抓住市場需求，拓展產(chǎn)品技術(shù)與應(yīng)用優(yōu)勢，為行業(yè)帶來更多成功案例和成熟解決方案。

三、耳機端子自動焊錫機的項目內(nèi)容與目標(biāo)

（一）項目內(nèi)容概述

本項目圍繞耳機端子自動焊接技術(shù)的功能要求和技術(shù)難點展開，主要對耳機端子自動焊錫機的機械結(jié)構(gòu)部分、電氣控制部分及焊接參數(shù)進行研究，具體內(nèi)容包括：

1.整機方案設(shè)計：確定耳機端子自動焊錫機的整體架構(gòu)和設(shè)計思路。

2.結(jié)構(gòu)設(shè)計與關(guān)鍵模塊分析：深入設(shè)計機器的結(jié)構(gòu)，并對關(guān)鍵模塊進行詳細分析，確保其性能和功能滿足要求。

3.電控方案設(shè)計：規(guī)劃電氣控制系統(tǒng)，實現(xiàn)對設(shè)備的精確控制。

4.焊接工藝仿真分析：針對耳機端子與柔性焊接線的焊接工藝進行仿真，提前評估和優(yōu)化工藝參數(shù)。

5.焊接工藝實驗分析與關(guān)鍵參數(shù)確定：通過實際實驗，進一步分析焊接工藝，并確定關(guān)鍵參數(shù)，保障焊接質(zhì)量和效率。

（二）耳機端子制造工藝現(xiàn)狀與問題

1.現(xiàn)有耳機制作工藝流程

目前耳機制作工藝流程如圖1所示。首先進行端子零件組裝并注塑，然后打磨端子焊接點以保證沾錫效果，同時對焊接線進行去外皮、修剪漆包線和浸錫處理，接著將處理后的端子和焊接線進行手工焊接（包括左耳、右耳、麥克和地線四個焊點），最后對焊接好線纜的端子再次注塑。

2.生產(chǎn)效率分析與設(shè)備技術(shù)要求

目前人工焊接情況：

（1）完成單個端子焊接耗時20秒以上。

（2）一條耳機生產(chǎn)線約28人，其中焊接工序約45人。

（3）每人每天（工作11小時）焊接個數(shù)約2500~3000個。

設(shè)備技術(shù)要求：

（1）能夠節(jié)省12個人工。

（2）每天可連續(xù)工作12小時。

（3）每分鐘能完成6個端子的焊接。

3.設(shè)備功能分析

焊錫機器人設(shè)備旨在替代耳機生產(chǎn)中的焊接和焊接線前處理工序，解決生產(chǎn)瓶頸問題。與市場主流焊錫機器人相比，重點解決耳機端子生產(chǎn)中的以下問題：

端子處理：實現(xiàn)耳機端子上料、識別及裝卡。

焊接操作：完成位于階梯弧面上焊點的焊接。

焊接線處理：實現(xiàn)柔性焊接線的前處理、傳輸及定位。

4.技術(shù)難點分析

結(jié)合現(xiàn)場生產(chǎn)線工藝，3.5mm耳機端子自動化生產(chǎn)過程中的技術(shù)難點如下：

（1）端子上料：

耳機端子結(jié)構(gòu)如圖2所示，其階梯面必須精確定位后才能自動焊接。端子上料需滿足兩點：一是隨機放置在振動盤上的端子在傳輸過程中軸向朝向要一致；二是到達焊接工位時，徑向上階梯面朝向要一致。

（2）焊接線的前處理：

如圖3所示，耳機線直徑2.0mm，焊接線直徑0.3mm。焊接時，纖細柔軟的焊接線須精準(zhǔn)搭接在四個焊點上，但在傳輸過程中易受設(shè)備振動等因素影響而變形。此外，手工焊接前為保證成品率需對焊接線進行浸錫和切線處理，自動化過程中如何有效實現(xiàn)這些操作具有一定難度。

（3）階梯面焊點的自動焊接工藝：

圖4顯示耳機端子尺寸較小，長度不足25mm，需焊接部分僅10mm，焊點間距為1.5mm2.0mm，焊點間橡膠圈寬度0.5mm。在提高成品率方面，除精準(zhǔn)送料外，要確保焊接過程中端子不晃動、不移位。而且耳機端子的四個焊點不在同一平面且距離較近，自動焊接時需同時滿足質(zhì)量和效率要求。

耳機端子自動焊錫機應(yīng)具備一端進行端子識別供料，另一端同步處理焊接線，并最終實現(xiàn)端子與焊接線自動焊接的功能。端子送料工藝、焊接工藝和焊接線前處理工藝的技術(shù)水平是評價耳機端子自動焊錫機工作性能的主要指標(biāo)，此外，設(shè)備運行速度、穩(wěn)定性和控制精度等也至關(guān)重要。

四、激光錫球全自動焊錫機在耳機端子制造中的優(yōu)勢與應(yīng)用方案

（一）激光錫球全自動焊錫機的優(yōu)勢

激光錫球全自動焊錫機在耳機端子制造中具有獨特優(yōu)勢。其利用激光精確加熱的原理，可對微小焊點進行高精度焊接。對于耳機端子這種尺寸小、焊點間距近且不在同一平面的復(fù)雜結(jié)構(gòu)，激光能夠精準(zhǔn)地將錫球熔化在目標(biāo)焊點上，避免了傳統(tǒng)焊接方式可能出現(xiàn)的焊料過量或不足的問題，確保了焊接質(zhì)量的穩(wěn)定性。

（二）應(yīng)用方案

1.端子上料解決方案

在端子上料環(huán)節(jié)，可利用機器視覺系統(tǒng)結(jié)合先進的傳感器技術(shù)。視覺系統(tǒng)對振動盤上的端子進行快速識別和定位，通過傳感器檢測端子的軸向和徑向位置信息。當(dāng)檢測到端子位置不符合要求時，系統(tǒng)自動調(diào)整，確保端子以正確的姿態(tài)進入焊接工位，實現(xiàn)高效、準(zhǔn)確的上料過程。

2.焊接線前處理方案

針對焊接線細軟易變形的問題，設(shè)計專門的焊接線傳輸通道和定位裝置。傳輸通道采用低摩擦、高穩(wěn)定性的材料和結(jié)構(gòu)，減少對焊接線的影響。定位裝置在傳輸過程中對焊接線進行多點固定和引導(dǎo)，確保其在到達焊接位置時形狀和位置準(zhǔn)確。同時，在通道中設(shè)置浸錫和切線的自動化模塊，按照預(yù)設(shè)的程序和參數(shù)對焊接線進行處理，保證處理效果的一致性。

3.階梯面焊點焊接方案

對于階梯面焊點的焊接，激光錫球全自動焊錫機可根據(jù)端子的三維結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)預(yù)先編程。在焊接過程中，焊錫機的機械臂和焊接頭依據(jù)程序精確運動，確保激光束準(zhǔn)確聚焦在每個焊點上。同時，通過實時監(jiān)測焊接溫度和焊點狀態(tài)，利用反饋控制系統(tǒng)及時調(diào)整激光功率和焊接時間等參數(shù)，保證在不同位置的焊點都能獲得良好的焊接質(zhì)量，滿足生產(chǎn)效率要求。

五、總結(jié)

在耳機端子制造領(lǐng)域，傳統(tǒng)手工焊接方式已無法滿足日益增長的生產(chǎn)效率和質(zhì)量要求。自動化焊接技術(shù)的發(fā)展為解決這些問題提供了可能，而激光錫球全自動焊錫機更是其中的佼佼者。通過分析耳機端子制造過程中的上料、焊接線處理和階梯面焊點焊接等關(guān)鍵環(huán)節(jié)的技術(shù)難點，并提出針對性的解決方案，展示了激光錫球全自動焊錫機在耳機端子制造中的巨大應(yīng)用潛力。

它不僅可以克服傳統(tǒng)焊接和部分自動化設(shè)備在處理耳機端子這種特殊產(chǎn)品時的不足，而且能有效提高生產(chǎn)效率、保證焊接質(zhì)量的一致性，為耳機制造企業(yè)降低生產(chǎn)成本、提升產(chǎn)品競爭力提供有力支持。隨著技術(shù)的不斷發(fā)展，激光錫球全自動焊錫機有望在耳機制造行業(yè)得到更廣泛的應(yīng)用和進一步的優(yōu)化，推動整個行業(yè)向更高效、更精密的生產(chǎn)模式邁進。同時，其成功應(yīng)用經(jīng)驗也可為其他類似復(fù)雜結(jié)構(gòu)電子產(chǎn)品的焊接生產(chǎn)提供有價值的借鑒。

本文由大研智造撰寫，專注于提供智能制造精密焊接領(lǐng)域的最新技術(shù)資訊和深度分析。大研智造是集研發(fā)生產(chǎn)銷售服務(wù)為一體的高精度激光錫球焊錫機技術(shù)廠家，擁有20年+的行業(yè)經(jīng)驗。想要了解更多關(guān)于激光焊錫機在智能制造精密焊接領(lǐng)域中的應(yīng)用，或是有特定的技術(shù)需求，請通過大研智造官網(wǎng)與我們聯(lián)系。歡迎來我司參觀、試機、免費打樣。

審核編輯 黃宇