基于爱特梅尔AVR的微型节能自动浸焊机的软硬件设计

一、项目概述

1.1 引言

目前，焊接插件式线路板一般采用波峰焊接方法和浸焊方法。波峰焊接机虽然焊接速度快、焊接质量高，但因其价格高、体积大、维护复杂等因素用于大批量加工的场合，特别适用于流水线作业的大型工厂。浸焊机具有结构简单、体积小、焊接质量好、成本低、可视性强等特点，用于小批量生产，特别适合用于中小企业、各种科研单位和教学场所。然而，在目前的市场当中存在的浸焊机仍然存在能源浪费严重的现象。

本设计在对目前市场上的各种浸焊机进行分析比较的基础上，针对目前市场已有浸焊机耗能大、不灵活等缺点，从节能环保的角度出发，通过采用爱特梅尔（Atmel）公司AVR-8位单片机(ATXMEGA64A3)设计出一种微型节能自动浸焊机。这种浸焊机具有环保节能、体积小、操作简单、自动化程度高、焊接质量好、成本低、可视性强、性价比高等特点，适合应用在教学、科研单位和小批量电路板生产与加工工厂，具有很强的市场竞争力，有很好的社会效益和经济效益。

1.2 项目背景/选题动机

改革开放以来，我国经济得到了突飞猛进的发展，电子产品已经成为人们生活中必不可少的一部分。电子产品的开发研制必然离不开印刷线路板的焊接。目前插件式线路板一般采用波峰焊接和浸焊两种方法。波峰焊接机因其价格高、体积大、维护复杂而只适用于流水线作业的大型工厂。浸焊机具有结构简单、焊接质量好、成本低等特点，广泛用于小批量生产中，特别适合用于中小企业，其应用范围广，有很强的市场潜力。

通过对目前焊接机市场的调查发现：目前市场上的浸焊机种类虽然很多，但是都存在体积较大、不灵活、耗能过多的缺点。没有专门适合用于教学与科研单位的小型浸焊机，在电子线路板焊接工艺的教学设备还属于空白，没有专门应用于教学和科研方面的演示教学设备。

因此研制并开发出一款低能耗、小型化、适合应用在教学与科研单位和小批量电路板生产的微型节能自动浸焊机具有很好的市场前景。

下表是目前市场上浸焊机主要种类：

浸焊机种类

主要特点

台式浸焊机

焊接质量高、结构简单、速度快、采用空气泵打入惰性气体的方法实现助焊剂和焊锡发泡的方法实现浸泡、通过烘箱对电路板进行预热、采用人工进行放入电路板、但是每个工作周期之间的等待时间过长，操作复杂。

立式平面浸焊机

焊接质量高、结构简单、封闭式工作环境、成本低、速度慢、采用夹板夹取电路板的工作方式进行浸泡助焊剂和焊锡、体积大、焊接准备时间比较长。

联合型浸焊机

体积大、结构简单、速度快、成本低、可以同时焊接多块电路板、具有简单的预热装置、用人工进行放入电路板、非自动运行、焊接准备时间比较长。

手推式浸焊机

以手工操作为主、结构简单、速度慢、效率低、危险性比较大，目前己基本被淘汰。

现有的浸焊机产品研究发现：目前市场上流通的浸焊机虽然具有结构简单、成本低等特点，也同时发现目前产品现有的缺陷：

1.体积较大，不灵活；

2.生产准备时间过长，其将焊锡和助焊剂变为液态的加热方法需要近两个小时；

3.缺少很直观的数字显示部分；

4.多数采用的是导轨滑动装置进行电路板焊接的操作，在整个的焊接过程中电路板在运行中的稳定性不够；

5.市场上的浸焊机都采用封闭式的操作环境，不便于学生对实际焊接工艺的理解，不适用于电子教学场所。

因此研制并开发出一款低能耗、小型化、操作简单、焊接质量好、成本低、可视性强，适合应用在教学与科研单位和小批量电路板生产的微型节能自动浸焊机具有很好的市场前景和很强的市场竞争力，并且具有良好的社会效益和经济效益。