波峰焊中的助焊剂喷淋控制系统设计
摘 要波峰焊是电子产品生产工艺中的主要的焊接方法之一。焊接元器件和PCB板是实现电气和机械连接的技术环节。电子产品的性能和可靠性由焊点的结构和强度来决定。波峰焊是一项成熟的技术，也是大型化和高效率的焊接技术，该技术已被广泛用于电子产品，时至今日依然如此。然而，波峰焊的复杂性和控制参数的离散性，同时也让人觉得很棘手。过程变量的多元化体现了波峰焊接的复杂性，如传输速度，助焊剂的化学成分，锡锅温度，预热温度，PCB设计，元器件可焊性，PCB板在焊接过程中和钎料波的交互作用、设备的维护和操作人员的培训等。本次课题研究的就是在助焊剂喷出量及喷淋速度恒定的情况下，通过传感器检测PCB板的传送时间和速度来通过步进电机调节喷头的速度达到使助焊剂均匀涂布在PCB板上的效果。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2波峰焊的现状及意义 1
1.3波峰焊的简介 2
1.4课题设计的内容和目的 3
第二章 方案设计 4
2.1助焊剂的简介及其喷涂系统 4
2.1.1助焊剂发泡式涂覆系统 4
2.1.2助焊剂滚桶喷射式涂覆系统 4
2.1.3喷雾式助焊剂涂布系统 5
2.2课题设计方案 5
2.2．1速度范围控制设计 6
2．3本章小结 7
第三章 硬件选型 8
3.1步进电机驱动器 8
3.1.1步进电机驱动器的选型 8
3.2步进电机 10
3.2.1步进电机的选型 10
3.3计算过程 12
3.4电磁阀 12
3.5光电传感器 13
3.6PLC控制器 13
3.6．1PLC控制器的选择 13
3.6.2脉冲串输出PTO 14
3.7PWM（脉冲宽度调制） 14
3.8接线图 15
3.9本章小结 15
第四章 喷淋系统软件设计 16
4.1控制系统的工作原理图 16
4.2PLC的I/O表 16
4.3波峰焊中的助焊剂喷淋控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
系统的PLC程序梯形图 17
4.4本章小结 22
第五章 结论 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1概述
波峰焊是指用电动泵或电磁泵将融化的软钎焊料（无铅焊料或铅锡合金）喷流成焊料波峰的设计要求，焊料波峰也可以通过将氮气注入焊料池来实现，而印制板焊盘与原件器的引脚或焊端之间的电气与机械连接是用平面运动的方式将已装有元器件的PCB通过焊料波峰来实现的。
随着自动化行业的加快转型生产，波峰焊机的使用涉及范围也开始了逐步的扩大。在焊接技术中波峰焊接技术是一种高端的焊接，其作用就是将电子元器件焊接在插件板上。在电子产品行业中，没有出现波峰焊接之前的工厂都是通过人工焊接或者是锡炉来工作的。波峰焊在电子产品行业中早就占据了举足轻重的位置，这与焊接这个特殊的行业分不开关系，焊接是工业生产加工的一个非常重要的手段，被称为“工业裁缝”。焊接有着非常恶劣的工作环境，因为铅焊料和金属的飞溅充斥在波峰焊中，由于电子产品质量的决定性因素由焊接的质量来决定，因此制造商们开发出了全自动波峰焊机，全自动波峰焊机的生产品质非常好，基本不需要人工的操作，并且可以在焊接这种恶劣的环境中自动生产。虽然中国目前已经具有全自动波峰焊机产品的自主知识产权，但技术还未达到成熟阶段，没有得到广泛的应用，之所以如此的原因有以下几个因素：在价格上，对于我们国内的波峰焊机上是丝毫没有优势。特别是最近的10年以来，由于在价格上，进口的波峰焊机的售价降得的很多，从而使我们的自造的波峰焊机很难与其在价格上竞争。特别是中国全自动波峰焊机的发展初期，相应的零部件产业没有同步发展，仍需要进口大量的零部件，因此很难降低价格，所以波峰焊机的生产成本无法降低;我们的设备和国外的设备焊接水平还有一定的差距，国内波峰焊的发展因此也受到了间接的影响。我们都知道，近几年无铅波峰焊机的几个主要的研究发展方向包括：智能化、网络化、高清化。在整体的无铅波峰焊机的行业发展中，无论是城市的整体规划平台、各种用户体验系统、银行的系统平台、医院系统、楼宇智能化系统、交通智能系统、以及公检法系统等还有其他的众多行业系统，甚至在游戏、生活家居都有广泛的应用，其中在技术上的应用更是比重很大，例如存储视频、视频管理、像素、编码等等基本都是要将这一趋势作为主要的研究发展方向。
1.2波峰焊的现状及意义
由于电子线路板的成功开发，就可以直接把通孔和晶体管直接焊接在印制板上，我们才得以使电子产品更加的小巧，整体的结构规模更加的精细紧凑，一直到了上个世纪50年代，世界上的第一台波峰焊机被英国研制了出来，由此开启了一个全新的篇章，那就是大规模的电子工业化时代，其对世界电子工业生产技术发展所做的贡献是难以想象的。
由于电子元器件的质量、体积、精度等方面在一些电子行业的主要技术方面被要求的非常严格，因此在几个主要技术中波峰焊技术的重要性就体现了出来，已然成为了不可或缺的一种。 因为波峰焊技术已经研究并应用了将近60多年，因此高效率的生产以及高自动化程度等早就成为通孔元器件的焊接中的优点，它已经作为最主要的焊接技术应用在电子产品自动化大批量生产中。虽然在某些程度上波峰焊技术被表面组装技术的发展所取代，但在一些表面组装技术无法实现的技术及高端电子产品中，波峰焊技术仍旧是最为主要的技术，同时对设备要求更高的一致性和高稳定性，满足此要求只需在助焊剂的喷涂方式采用不需要压缩空气的方式即可。
目前，虽然表面贴装元器件出现了，而专门设计用来处理通孔元件的波峰焊仍然充满活力，依旧是各类生产线的重要组成部分。现在，数字化，网络化发展的方向已经作为各种波峰焊、无铅焊接技术的明确的发展趋势，关于波峰焊、无铅波峰焊机的方向已经越来越清晰和准确，得益于此，我们可以将更多的技术相结合，比如物联网技术、云计算技术以及无铅波峰焊机技术的相结合。并且这种发展趋势可以更加直接的将波峰焊前端和用户端的距离感拉近，它将引领波峰焊机行业的发展。
1.3波峰焊的简介
波峰焊是指用电动泵或电磁泵将融化的软钎焊料（无铅焊料或铅锡合金）喷流成焊料波峰的设计要求，焊料波峰也可以通过将氮气注入焊料池来实现，而印制板焊盘与原件器的引脚或焊端之间的电气与机械连接是用平面运动的方式将已装有元器件的PCB通过焊料波峰来实现的。
波峰焊接工艺流程：在元件孔中插入相应的原件→助焊剂的预涂→预热（温度90100°C，长度11.2m）→波峰焊（220240℃）冷却→多余插件脚切除→检查。
我们将通过重新融化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料将元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊称之为回流焊工艺。
随着人们环保意识的增强就有了新的波峰焊焊接工艺。锡铅合金是之前所采用的，但铅是一种对人体危害极大的重金属。无铅工艺因此而诞生，由于采用锡银铜合金和特殊的助焊剂，因此焊接温度要求更高的预热温度。
目 录
第一章 绪论 1
1.1概述 1
1.2波峰焊的现状及意义 1
1.3波峰焊的简介 2
1.4课题设计的内容和目的 3
第二章 方案设计 4
2.1助焊剂的简介及其喷涂系统 4
2.1.1助焊剂发泡式涂覆系统 4
2.1.2助焊剂滚桶喷射式涂覆系统 4
2.1.3喷雾式助焊剂涂布系统 5
2.2课题设计方案 5
2.2．1速度范围控制设计 6
2．3本章小结 7
第三章 硬件选型 8
3.1步进电机驱动器 8
3.1.1步进电机驱动器的选型 8
3.2步进电机 10
3.2.1步进电机的选型 10
3.3计算过程 12
3.4电磁阀 12
3.5光电传感器 13
3.6PLC控制器 13
3.6．1PLC控制器的选择 13
3.6.2脉冲串输出PTO 14
3.7PWM（脉冲宽度调制） 14
3.8接线图 15
3.9本章小结 15
第四章 喷淋系统软件设计 16
4.1控制系统的工作原理图 16
4.2PLC的I/O表 16
4.3波峰焊中的助焊剂喷淋控制
*好棒文|www.hbsrm.com +Q: *351916072*
系统的PLC程序梯形图 17
4.4本章小结 22
第五章 结论 23
结束语 24
致 谢 25
参考文献 26
第一章 绪论
1.1概述
波峰焊是指用电动泵或电磁泵将融化的软钎焊料（无铅焊料或铅锡合金）喷流成焊料波峰的设计要求，焊料波峰也可以通过将氮气注入焊料池来实现，而印制板焊盘与原件器的引脚或焊端之间的电气与机械连接是用平面运动的方式将已装有元器件的PCB通过焊料波峰来实现的。
随着自动化行业的加快转型生产，波峰焊机的使用涉及范围也开始了逐步的扩大。在焊接技术中波峰焊接技术是一种高端的焊接，其作用就是将电子元器件焊接在插件板上。在电子产品行业中，没有出现波峰焊接之前的工厂都是通过人工焊接或者是锡炉来工作的。波峰焊在电子产品行业中早就占据了举足轻重的位置，这与焊接这个特殊的行业分不开关系，焊接是工业生产加工的一个非常重要的手段，被称为“工业裁缝”。焊接有着非常恶劣的工作环境，因为铅焊料和金属的飞溅充斥在波峰焊中，由于电子产品质量的决定性因素由焊接的质量来决定，因此制造商们开发出了全自动波峰焊机，全自动波峰焊机的生产品质非常好，基本不需要人工的操作，并且可以在焊接这种恶劣的环境中自动生产。虽然中国目前已经具有全自动波峰焊机产品的自主知识产权，但技术还未达到成熟阶段，没有得到广泛的应用，之所以如此的原因有以下几个因素：在价格上，对于我们国内的波峰焊机上是丝毫没有优势。特别是最近的10年以来，由于在价格上，进口的波峰焊机的售价降得的很多，从而使我们的自造的波峰焊机很难与其在价格上竞争。特别是中国全自动波峰焊机的发展初期，相应的零部件产业没有同步发展，仍需要进口大量的零部件，因此很难降低价格，所以波峰焊机的生产成本无法降低;我们的设备和国外的设备焊接水平还有一定的差距，国内波峰焊的发展因此也受到了间接的影响。我们都知道，近几年无铅波峰焊机的几个主要的研究发展方向包括：智能化、网络化、高清化。在整体的无铅波峰焊机的行业发展中，无论是城市的整体规划平台、各种用户体验系统、银行的系统平台、医院系统、楼宇智能化系统、交通智能系统、以及公检法系统等还有其他的众多行业系统，甚至在游戏、生活家居都有广泛的应用，其中在技术上的应用更是比重很大，例如存储视频、视频管理、像素、编码等等基本都是要将这一趋势作为主要的研究发展方向。
1.2波峰焊的现状及意义
由于电子线路板的成功开发，就可以直接把通孔和晶体管直接焊接在印制板上，我们才得以使电子产品更加的小巧，整体的结构规模更加的精细紧凑，一直到了上个世纪50年代，世界上的第一台波峰焊机被英国研制了出来，由此开启了一个全新的篇章，那就是大规模的电子工业化时代，其对世界电子工业生产技术发展所做的贡献是难以想象的。
由于电子元器件的质量、体积、精度等方面在一些电子行业的主要技术方面被要求的非常严格，因此在几个主要技术中波峰焊技术的重要性就体现了出来，已然成为了不可或缺的一种。 因为波峰焊技术已经研究并应用了将近60多年，因此高效率的生产以及高自动化程度等早就成为通孔元器件的焊接中的优点，它已经作为最主要的焊接技术应用在电子产品自动化大批量生产中。虽然在某些程度上波峰焊技术被表面组装技术的发展所取代，但在一些表面组装技术无法实现的技术及高端电子产品中，波峰焊技术仍旧是最为主要的技术，同时对设备要求更高的一致性和高稳定性，满足此要求只需在助焊剂的喷涂方式采用不需要压缩空气的方式即可。
目前，虽然表面贴装元器件出现了，而专门设计用来处理通孔元件的波峰焊仍然充满活力，依旧是各类生产线的重要组成部分。现在，数字化，网络化发展的方向已经作为各种波峰焊、无铅焊接技术的明确的发展趋势，关于波峰焊、无铅波峰焊机的方向已经越来越清晰和准确，得益于此，我们可以将更多的技术相结合，比如物联网技术、云计算技术以及无铅波峰焊机技术的相结合。并且这种发展趋势可以更加直接的将波峰焊前端和用户端的距离感拉近，它将引领波峰焊机行业的发展。
1.3波峰焊的简介
波峰焊是指用电动泵或电磁泵将融化的软钎焊料（无铅焊料或铅锡合金）喷流成焊料波峰的设计要求，焊料波峰也可以通过将氮气注入焊料池来实现，而印制板焊盘与原件器的引脚或焊端之间的电气与机械连接是用平面运动的方式将已装有元器件的PCB通过焊料波峰来实现的。
波峰焊接工艺流程：在元件孔中插入相应的原件→助焊剂的预涂→预热（温度90100°C，长度11.2m）→波峰焊（220240℃）冷却→多余插件脚切除→检查。
我们将通过重新融化预先分配到印制板焊盘上的膏状软钎焊料将元器件焊端或引脚与印制板焊盘之间的机械与电气连接的软钎焊称之为回流焊工艺。
随着人们环保意识的增强就有了新的波峰焊焊接工艺。锡铅合金是之前所采用的，但铅是一种对人体危害极大的重金属。无铅工艺因此而诞生，由于采用锡银铜合金和特殊的助焊剂，因此焊接温度要求更高的预热温度。
版权保护: 本文由 hbsrm.com编辑，转载请保留链接: www.hbsrm.com/jxgc/zdh/2830.html
