在當今制造業快速發展的浪潮中，焊接技術作為電子制造領域的關鍵環節，正經歷著前所未有的變革。從傳統的手工焊接到自動化焊接的過渡，是提高生產效率和產品質量的必然選擇。在眾多焊接技術中，激光錫焊技術以其高精度、高質量的特點脫穎而出，尤其是在微風扇電路板等小型、精密電子元件的焊接中展現出巨大潛力。本研究將聚焦于激光錫球全自動焊錫機在微風扇電路板焊接中的應用，深入探討其技術原理、工藝特點以及在實際生產中的優勢和面臨的挑戰。

一、焊錫機器人簡介

隨著工業自動化程度的不斷攀升，機器取代人工操作工種的趨勢愈發顯著，尤其在對精度要求嚴格的產品生產領域。汽車電子產品就是典型代表，在其生產過程中，大量的焊錫操作任務存在。然而，手工焊錫操作效率低下且無法保證精度。鑒于此，國內外大型汽車和電子產品生產廠商紛紛選擇通用焊錫機用于產品生產。

通用焊錫機作為焊錫機器人（焊接機器人的一個分支），本質上是一種獨特的焊錫焊接設備，和傳統的波峰焊、回流焊有明顯區別。其核心的焊錫系統由發熱體、溫度控制器、自動供錫機構、焊接頭幾個關鍵部分構成。

焊錫機器人最初源于日本，2005年以前，國內市場上的焊錫機器人幾乎都來自日本的少數幾個品牌，而且這些機器人用途較為局限，主要應用于對精度要求較高的汽車電子產品領域。不過，隨著國內電子信息技術的蓬勃發展以及市場需求的持續增長，這一情況發生了變化。國內眾多自動化廠商和高等院校開始重視并投入到焊錫機器人的研究中，由此涌現出了各種品牌的國產焊錫機器人，它們迅速搶占市場。如今，市場上形成了國產、歐美、日系產品三足鼎立的局面，這些焊錫機器人廣泛應用于數碼、汽車制造、LCD、印刷板等行業（國內廠家大研智造的激光錫球自動焊錫機如圖1所示）。

圖1 國內廠家大研智造激光焊錫機

二、項目介紹

（一）項目背景與問題

本項目源自東莞某企業的生產需求，該企業生產微風扇電路板，此前大部分焊錫工作依靠手工完成。但這種方式導致產品合格率低于企業預期，生產效率也不盡人意。主要原因是手工焊錫過程中，人為因素容易對焊錫精度產生影響。相比之下，使用機器進行生產則可避免個人因素干擾產品合格率。以下將詳細對比機器焊錫操作和手工焊錫操作。

（二）手工焊錫與機器焊錫對比分析

1.人工成本劣勢

對于手工焊錫操作者而言，他們必須掌握扎實的相關專業知識，具備很強的焊錫操作能力，并且需要長時間積累焊錫操作經驗。若持續進行手工焊錫操作，操作者不僅身體容易疲憊，而且焊錫過程中產生的一些有害物質會對健康造成損害，這使得長期從事這種單調重復手工焊錫工作的工人越來越少。企業為了留住這些手工焊錫操作者，不得不加大人工成本投入。一旦這些工人流失，企業又需要重新培養新的工人。而自動焊錫機通過重復循環運動工作，能確保焊錫質量穩定，產品穩定性高。同時，自動焊錫機屬于一次性投入設備，可長期使用，能有效節約大量人工成本。

2.焊錫工藝差距

在手工焊錫中，工人的焊錫技術和經驗是決定產品質量的關鍵因素。即便同一工人操作，生產出的產品質量也會存在差異，這就導致工人生產的焊錫產品在質量和產量方面都無法得到可靠保證。相反，自動焊錫機具有高效率和高穩定性的優點，能夠保證產品的質量和產量，使企業能夠依據市場變化靈活調整生產計劃，有效避免產品過剩或不足的問題。

3.生產成本和效率對比

在傳統人工焊錫過程中，人為因素常常導致產品不合格，從而增加生產成本，比如原材料浪費等問題。而且，影響工人工作效率的因素眾多，即便在相同條件下，人工焊錫效率也遠遠低于自動焊錫機（二者優劣對比詳見表1.1）。

綜上所述，隨著科技發展，自動焊錫設備技術不斷成熟，其穩定性、可靠性、工作效率和加工精度都有顯著提升，使用范圍也日益廣泛。同時，技術普及使得自動焊錫設備的價格和成本逐漸下降，越來越多生產商開始使用。然而，通用自動焊錫設備價格昂貴、占用空間大、功能復雜，普及率較低，難以滿足中小企業的需求。

因此，針對中小企業生產的產品特性設計一款專用自動焊錫機是非常必要的。這款焊錫設備需要具備以下特性：

1.成本節約：針對特定產品進行設計，有效降低自動焊錫設備的生產成本。

2.小巧靈活：克服通用焊錫設備體積大的問題，使專用焊錫機設計更緊湊小巧，減少空間占用。

3.滿足工藝要求：確保產品工藝達到滿意水平，滿足生產效率、精度和穩定性要求。專用焊錫機的出現可以降低中小生產企業對工人技術水平的依賴，提高生產效率、節約成本，進而增加企業利潤。

三、項目主要內容

（一）激光焊接微風扇電路板流程

本項目采用激光焊接微風扇電路板，運用三軸焊錫機運動控制系統設計，該系統主要用于微風扇電路板的焊錫動作，而這些焊錫動作是通過多軸運動控制技術實現的。

具體操作流程如下：首先，工人將微風扇PCB板與定子線圈焊接部分妥善結合，并固定在工件模具中。然后，把工件模具放置在工作臺上，接著啟動焊錫機。焊錫機依據預先編制的程序和設定的焊錫參數執行焊錫操作。完成焊錫操作后，工人取出成品，再放入并固定未焊接的產品，隨后再次啟動機器進行焊錫。

（二）微風扇電路板焊接要求與挑戰

微風扇電路板（如圖2所示）的主要任務是將微風扇PCB板與定子線圈以及排線焊接在一起。由于這是兩種不同材料之間的對接，在焊錫過程中，發熱體必須達到一定溫度，以保證材料能夠牢固焊接且不會脫落。同時，微風扇電路板尺寸較小，其上面的元器件之間距離較近，這就對發熱體的定位精確度誤差提出了嚴格要求。

此外，焊錫過程的時間把控至關重要。如果焊錫時間過長，會對目標點附近的材料和元件造成嚴重破壞，同時導致焊料浪費；反之，如果焊錫時間過短，目標位置上的兩種材料焊接不牢固，容易出現漏焊或虛焊問題，影響產品質量。

（三）激光錫焊優勢

本項目所采用的大研智造激光錫焊技術是基于先進的激光加熱原理，這一原理為微風扇電路板的焊接帶來了卓越的性能和眾多優勢。

在激光加熱過程中，大研智造的激光錫焊系統利用高能量密度的激光束作為熱源。這種激光束具有高度的聚焦性，能夠精準地作用于焊接部位，就像一把極其精細的“光刀”，可將能量準確無誤地傳遞到需要焊接的微小區域，避免對周圍元件和材料造成不必要的熱影響。與傳統加熱方式相比，其熱影響區極小，極大地降低了因過熱導致微風扇電路板上其他元器件損壞或性能受影響的風險。

大研智造激光錫球焊采用的激光系統具備出色的能量控制能力。通過先進的控制系統，能夠精確調節激光的功率、脈沖頻率和持續時間等參數。對于微風扇電路板這種對溫度和焊接時間要求苛刻的焊接對象而言，這意味著可以根據不同焊點的材料特性和焊接要求，實現高度定制化的焊接參數設置。例如，在將定子線圈與微風扇 PCB 板焊接時，由于涉及到不同材料的連接，且有三個焊點對精度要求極高，這種精確的能量控制能夠確保每個焊點都能在合適的溫度和時間條件下完成焊接，從而保證焊接質量的一致性和穩定性。

該激光錫焊技術所使用的錫球供給系統是其一大亮點。大研智造的設計能夠精確控制錫球的大小和供給頻率。在微風扇電路板焊接中，每個焊點所需的焊料量都有嚴格要求，過小可能導致虛焊，過大則會造成焊料浪費或短路等問題。而這種精準的錫球供給系統可以確保每個焊點都能獲得適量的焊料，就像為每個焊點量身定制了一份“焊料套餐”，進一步提高了焊接質量，有效避免了因焊料問題引起的焊接缺陷。

此外，大研智造激光錫球焊錫機配備了高分辨率的視覺識別系統。這個系統能夠準確識別微風扇電路板上的焊接位置和焊點狀態，即使是在元器件之間距離不大的狹小空間內，也能對微小的焊點進行精確定位。在焊接排線這種對精度要求極高的操作中，視覺識別系統可以清晰地分辨排線的纖細線條和焊點位置，為焊錫頭提供精確的引導，確保焊接操作的精準性，如同給焊錫機裝上了一雙“慧眼”，使其在復雜的微風扇電路板環境中也能進行高精度的焊接。

綜上所述，大研智造激光錫球焊的這些優勢使其在微風扇電路板焊接領域展現出了獨特的價值，為高質量、高效率的焊接生產提供了有力保障。

（四）焊接對象

1.微風扇電路板專用焊錫機的焊接對象

微風扇電路板焊接：主要是將定子線圈與微風扇PCB板焊接在一起，此過程共有三個焊點。在整個焊接過程中，對焊錫溫度、焊錫時間以及發熱體的定位精度要求極高（如圖3所示）。這里的焊錫操作重點就是要確保微風扇PCB板與定子線圈之間的可靠焊接，為微風扇正常運轉提供穩定的電路連接。

微風扇電路板排線焊接：主要負責完成微風扇電路板與排線之間的焊錫工作（如圖2.3所示）。在排線焊接過程中，需要考慮排線的材質、線徑等因素，以選擇合適的焊錫參數。由于排線通常較為纖細，對焊錫操作的精細度要求更高，需要精確控制焊錫頭的位置和動作，防止因焊接不當導致排線損壞或焊接不牢。同時，要避免對其他相鄰排線或元件造成不良影響，確保整個微風扇電路板的功能完整性。

視頻展示：大研智造激光錫球焊錫機8毫米微型步進電機焊接展示

（五）激光錫球全自動焊錫機實際應用中的的綜合管理

在整個焊接過程中，為了實現高質量、高效率的焊接效果，需要對激光錫焊的各項參數進行精準調試和優化。要根據微風扇電路板的具體結構和材料特性，如PCB板的材質、厚度，定子線圈的繞組材料，排線的材質和規格等，確定最佳的激光功率、焊接時間、溫度控制等參數。此外，還需通過實時監測和調整焊接過程，確保每個焊點都能符合預期的質量標準，從而提高微風扇電路板的整體質量和生產效率。

另外，在實際生產環境中，要考慮設備的維護和保養問題。由于激光錫球全自動焊錫機是一種高精度設備，其內部的光學元件、機械傳動部件等都需要定期檢查和維護，以確保設備的長期穩定運行。例如，定期清潔光學鏡片，防止灰塵等雜質影響激光傳輸和聚焦效果；檢查機械傳動部件的潤滑情況，保證運動的精確性和穩定性。同時，建立完善的設備故障預警和處理機制，當設備出現異常時能夠及時發現并解決問題，減少對生產的影響。

在操作人員培訓方面，由于激光錫球全自動焊錫機的操作需要一定的專業知識和技能，企業需要對操作人員進行系統培訓。培訓內容包括設備的基本原理、操作方法、參數設置、日常維護等方面。操作人員只有熟練掌握這些知識和技能，才能更好地操作設備，發揮設備的優勢，提高生產效率和產品質量。同時，要加強操作人員的安全意識培訓，因為激光設備存在一定的安全風險，如激光輻射對眼睛的傷害等，確保操作人員在安全的環境下工作。

最后，從企業生產管理角度來看，要合理安排生產計劃，充分發揮激光錫球全自動焊錫機的生產能力。根據訂單需求、原材料供應、設備維護計劃等因素，制定科學合理的生產計劃，避免設備閑置或過度使用。同時，要建立質量追溯體系，對每一個焊接完成的微風扇電路板進行編號和記錄，當出現質量問題時能夠快速追溯到生產環節，找出問題原因并采取相應的改進措施，不斷提高產品質量和企業的生產管理水平。

四、結語

綜上所述，激光錫球全自動焊錫機在微風扇電路板焊接中具有顯著優勢，它為解決傳統手工焊錫和通用自動焊錫設備在中小規模生產中面臨的問題提供了有效的解決方案。通過精確的激光加熱原理、優化的參數控制以及先進的運動和識別系統，這種焊錫機能夠在保證焊接質量的同時提高生產效率，降低對人工操作的依賴和成本。然而，我們也不能忽視在實際應用中設備維護、人員培訓和生產管理等方面的重要性。只有全面考慮這些因素，企業才能充分發揮激光錫球全自動焊錫機的優勢，在激烈的市場競爭中提高產品質量、降低成本、提升生產效益，推動微風扇等電子設備制造行業朝著更高效、更精密的方向發展。同時，隨著技術的不斷進步，我們期待激光錫焊技術在未來能進一步完善和創新，為電子制造領域帶來更多的可能性和突破。

本文由大研智造撰寫，專注于提供智能制造精密焊接領域的最新技術資訊和深度分析。大研智造是集研發生產銷售服務為一體的高精度激光錫球焊錫機技術廠家，擁有20年+的行業經驗。想要了解更多關于激光焊錫機在智能制造精密焊接領域中的應用，或是有特定的技術需求，請通過大研智造官網與我們聯系。歡迎來我司參觀、試機、免費打樣。

審核編輯 黃宇