一種用於LED螢光粉膠配比的自動化裝置及其控制方法與流程
2023-06-06 20:10:46
本發明涉及螢光粉膠自動配比技術領域，尤其涉及一種用於led螢光粉膠配比的自動化裝置及其控制方法。
背景技術：
近年來，我國的led產業具有明顯的產業發展優勢，尤其在綠色環保的發展和消費需求的推動下，led應用產品領域在顯示、照明、光通信等領域市場潛力巨大。同時由於大功率led在照明中的廣泛應用，對大功率led封裝技術的各項性能指標要求也越來越高。
其次，大功率白光led封裝過程應用的關鍵材料——螢光粉的主體化學組成、激活劑和助溶劑的種類、濃度、晶體的容貌、晶體結構、顆粒大小、熱穩定性等，都直接影響流明效率。無論採取哪種塗覆方式，均需通過與ab膠（a膠通常由環氧樹脂等本膠組成，而b膠由改性胺等硬化劑組成）的合理配方形成螢光粉膠，然後通過相應工藝設備進行點膠或塗覆生產。因此螢光粉膠配方和配比技術在所有螢光粉轉換白光led封裝過程中起著關鍵的作用。螢光粉配比中，通常含有螢光粉、抗沉澱劑、a膠、b膠等組成成分，最多可達到十餘種，配比的總量也從幾百毫克到上百克不等，配粉精度則需達到萬分之三克的水平。目前市場上普遍還是依靠人工配比的方法，以及配粉全程依靠振動源進行配比的機構，導致效率低，人工成本較大，由此研發一種用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置，對於改變目前的產業現狀具有很大的幫助，同時對於led封裝產業也具有重要的應用價值。
技術實現要素：
本發明的目的在於克服上述現有技方案缺點和不足，提供一種用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置與方法。改變了目前業界配比螢光粉效率低的產業現狀。
本發明通過以下技術方案實現：
一種用於led螢光粉膠配比的自動化裝置，包括旋轉移動載物平臺，還包括高速翻轉倒物機構、微量成分稱重系統、控制系統、注膠機構、智能配比反饋系統，
所述旋轉移動載物平臺上方放置膠杯，左側安裝有光電傳感器，用於檢測膠杯，膠杯下方放置精密電子秤，用於稱量螢光粉膠重量；
所述高速翻轉倒物機構包括螢光粉料鬥、夾具、步進電機、支撐平臺、翻轉臺、光電傳感器，所述步進電機與支撐平臺相連，用於控制支撐平臺旋轉，所述翻轉臺連接在支撐平臺一端，並隨支撐平臺旋轉，所述夾具固定於翻轉臺上，用於夾住螢光粉料鬥，所述的光電傳感器相對螢光粉料鬥設置；
所述微量成分稱重系統包括振粉機構、步進電機以及x軸傳動裝置，步進電機帶動傳動裝置使得振粉機構運動至膠杯上方，並由控制系統控制進行配料操作；
所述注膠機構包括空壓機、安裝有針頭的膠閥、膠管以及支架，膠閥安裝在支架上，並通過膠管與空壓機連接；控制系統帶動膠閥運動至旋轉移動載物平臺上方，並根據電子秤提供的物料重量來實時控制膠閥的開閉；
所述智能配比反饋系統用於獲取並顯示下位機的重量信號、將上位機的配料信號下發至下位機，實現上下位機的實時通信。
進一步地，所述步進電機由控制系統控制，步進電機通過連接支撐平臺旋轉一定的角度，帶動翻轉臺旋轉，使螢光粉料鬥置於旋轉移動載物平臺上方。
進一步地，所述翻轉臺通過連接杆與連接孔固定夾具，所述步進電機帶動翻轉臺翻轉，使夾具以所述兩連接孔為軸線實現180°翻轉。
進一步地，所述夾具用於固定螢光粉料鬥，控制系統控制夾具夾取相應的螢光粉料鬥，通過翻轉機構置於旋轉移動載物平臺上方，並旋轉一定的角度向膠杯中傾倒螢光粉，螢光粉重量達到一定值時，翻轉機構將夾具旋轉到原位置，停止傾倒螢光粉。
進一步地，所述振粉機構包括物料倉、防塞輸送管、篩網、振動器，所述物料倉用於放置螢光粉，所述防塞輸送管用於傳送螢光粉，所述篩網安裝在防塞輸送管的末端，防止螢光粉出現濺射現象，控制系統通過分析重量信號，發送控制命令實時控制振動器的振動頻率，所述防塞輸送管連接振動器，振動器帶動防塞輸送管振動，使螢光粉向出料口方向運動，實現螢光粉的微量控制。
進一步地，所述智能配比反饋系統包括螢光粉膠配比控制界面、串口通訊模塊、資料庫，
所述螢光粉膠配比控制界面通過串口通訊模塊與下位機相連，用於獲取下位機的重量信號，顯示在界面上，並將上位機的配料信號下發至下位機，實現上、下位機的實時通信，所述資料庫用於數據的存儲，顯示等操作。
進一步地，所述智能配比反饋系統還包括報警裝置，用於提示用戶配粉配膠過程信息以及操作提示信息。
進一步地，所述智能配比反饋系統還包括印表機與條碼掃描裝置，所述印表機用於列印物料的詳細信息以及條碼信息，所述條碼掃描裝置用於掃描條形碼，並將條碼信息輸入界面並保存至資料庫。
進一步地，所述螢光粉膠配比控制界面基於mfc，所述的資料庫為sqlserver資料庫管理系統。
一種用於led螢光粉膠配比的自動化裝置控制方法，採用所述一種用於led螢光粉膠配比的自動化裝置實現，其包括如下步驟：
（1）、啟動用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置，並打開所述智能配比反饋系統的螢光粉膠配比控制界面；
（2）、螢光粉膠配比控制界面編輯所要配製的物料類型信息、物料信息、配方信息、訂單信息，並審核無誤後，將所需配料信息經由串口通訊模塊發送至下位機的控制系統，控制系統根據串口通訊命令控制高速翻轉倒物機構進行相應的配粉配膠操作；
（3）、若控制系統收到的是配膠命令，則控制系統控制注膠機構進行配膠，首先步進電機帶動傳動裝置使注膠機構運動至旋轉移動載物平臺上方，打開膠閥，進行注膠操作，膠的重量通過串口通訊模塊顯示於上位機界面上，注膠完成後，控制系統發出命令關閉膠閥，注膠機構退回至原位置；
（4）、若控制系統收到的是配粉命令，則控制系統控制高速翻轉倒物機構進行螢光粉的高速稱量操作，首先控制系統根據配粉命令控制夾具夾取相應的螢光粉料鬥，並通過步進電機控制支撐平臺旋轉一定的角度，使螢光粉料鬥置於旋轉移動載物平臺上方，進而步進電機帶動翻轉臺翻轉，使夾具夾取螢光粉料鬥成一定的角度傾倒螢光粉，螢光粉的重量通過串口通訊模塊顯示於上位機界面，並發送控制命令至控制系統，當螢光粉重量達到預設值時，則發送控制命令，步進電機帶動翻轉臺翻轉至原位置，進而控制支撐平臺旋轉至初始位置，打開夾具放置螢光粉料鬥；
（5）、進而微量成分稱重系統控制振粉機構進行螢光粉微量成分稱重，首先步進電機帶動傳動裝置使振粉機構運動至膠杯上方，振動器振動並帶動防塞輸送管振動，使螢光粉向出料口方向運動，並進入膠杯中，膠杯的重量經過串口通訊模塊反饋至上位機，並實時調節振動器的振動頻率，當螢光粉的重量在精度範圍內時，控制系統發出命令停止配粉，步進電機帶動振粉機構回到初始位置；
（6）、重複步驟（3）~步驟（5），直到訂單內的物料全部配製完成。
本發明相對於現有技術，具有如下的優點及效果：
本發明包括旋轉移動載物平臺、高速翻轉倒物機構、微量成分稱重系統、控制系統、注膠機構及智能配比反饋系統，本發明將配粉過程劃分為高速配比與微量成分配比兩個階段，解決了配比過程全程振動配比所造成的效率低的問題，本發明基於自動化裝置，結構簡單，配比速度快，可用於大功率led大容量螢光粉膠的高速自動化配比工作。
附圖說明
圖1是本發明實施例的高速翻轉倒物機構示意圖。
圖2是本發明實施例的微量成分振粉機構示意圖。
圖3是本發明實施例的注膠機構示意圖。
圖4是本發明實施例的大功率led螢光粉膠配比工藝流程圖。
圖中：1-螢光粉料鬥；2-夾具；3-翻轉臺；4-支撐平臺；5-步進電機；6-光電傳感器；7-連接杆；8-物料倉；9-防塞輸送管；10-篩網；11-振動器；12-針頭；13-膠閥；14-支架；15-膠管；16-空壓機。
具體實施方式
下面結合附圖和具體實施例對本發明的發明目的作進一步詳細地描述，實施例不能在此一一贅述，但本發明的實施方式並不因此限定於以下實施例。
實施例
如圖1至4所示，一種用於led螢光粉膠配比的自動化裝置，包括旋轉移動載物平臺、高速翻轉倒物機構、微量成分稱重系統、控制系統、注膠機構以及智能配比反饋系統。
所述旋轉移動載物平臺上方放置膠杯，左側安裝有光電傳感器，用於檢測膠杯，膠杯下方放置精密電子秤，用於稱量螢光粉膠重量。
如圖1所示，所述高速翻轉倒物機構包括螢光粉料鬥1、夾具2、步進電機5、支撐平臺4、翻轉臺3、光電傳感器6。所述步進電機5與支撐平臺4相連，用於控制支撐平臺4旋轉，所述翻轉臺3連接在支撐平臺4一端，並隨支撐平臺4旋轉，所述夾具2固定於翻轉臺3上，用於夾住螢光粉料鬥1，所述的光電傳感器6相對螢光粉料鬥1設置。
所述步進電機5由控制系統控制，步進電機5通過連接支撐平臺4旋轉一定的角度，帶動翻轉臺3旋轉，使螢光粉料鬥1置於旋轉移動載物平臺上方。
所述翻轉臺3通過連接杆7與連接孔固定夾具，步進電機5帶動翻轉臺3翻轉，可使夾具2以所述兩連接孔為軸線實現180°翻轉。
所述夾具2用於固定螢光粉料鬥1，控制系統控制夾具2夾取相應的螢光粉料鬥1，通過翻轉機構置於旋轉移動載物平臺上方，並旋轉一定的角度向膠杯中傾倒螢光粉，螢光粉重量達到一定值時，翻轉機構將夾具2旋轉到原位置，停止傾倒螢光粉。
如圖2所示，所述微量成分稱重系統包括振粉機構、步進電機以及x軸傳動裝置，步進電機帶動傳動裝置使得振粉機構運動至膠杯上方，並由控制系統控制進行配料操作。
振粉機構包括物料倉8、防塞輸送管9、篩網10、振動器11，所述物料倉8用於放置螢光粉，所述防塞輸送管9用於傳送螢光粉，所述篩網10安裝在防塞輸送管9的末端，防止螢光粉出現濺射現象，控制系統通過分析重量信號，發送控制命令實時控制振動器11的振動頻率，所述防塞輸送管9連接振動器11，振動器11帶動防塞輸送管9振動，使螢光粉向出料口方向運動，實現螢光粉的微量控制。
如圖3所示，所述注膠機構包括空壓機16、安裝有針頭12的膠閥13、膠管15以及支架14，膠閥13安裝在支架14上，並通過膠管15與空壓機16連接，控制系統帶動膠閥13運動至旋轉移動載物平臺上方，並根據電子秤提供的物料重量來實時控制膠閥13的開閉。
智能配比反饋軟體系統包括基於mfc的螢光粉膠配比控制界面、串口通訊模塊、sqlserver資料庫管理系統、報警裝置、印表機與條碼掃描裝置。
基於mfc的螢光粉膠配比控制界面操作簡單人機互動性強，通過串口通訊模塊與下位機相連，用於獲取下位機的重量信號，顯示在界面上，並將上位機的配料信號下發至下位機，實現上下位機的實時通信，所述sqlserver資料庫用於數據的存儲，顯示等操作。
所述報警裝置用於提示用戶配粉配膠過程信息以及操作提示信息。
所述印表機用於列印物料的詳細信息以及條碼信息，所述條碼掃描裝置用於掃描條形碼，並將條碼信息輸入界面並保存至資料庫。
如圖4所示，一種用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置控制方法，採用所述用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置實現，包括如下步驟：
（1）、啟動用於大功率led螢光粉膠配比的自動化裝置，並打開所述智能配比反饋系統的螢光粉膠配比控制界面；
（2）、螢光粉膠配比控制界面編輯所要配製的物料類型信息、物料信息、配方信息、訂單信息，並審核無誤後，將所需配料信息經由串口通訊模塊發送至下位機的控制系統，控制系統根據串口通訊命令控制高速翻轉倒物機構進行相應的配粉配膠操作；
（3）、若控制系統收到的是配膠命令，則控制系統控制注膠機構進行配膠，首先步進電機帶動傳動裝置使注膠機構運動至旋轉移動載物平臺上方，打開膠閥，進行注膠操作，膠的重量通過串口通訊模塊顯示於上位機界面上，注膠完成後，控制系統發出命令關閉膠閥，注膠機構退回至原位置；
（4）、若控制系統收到的是配粉命令，則控制系統控制高速翻轉倒物機構進行螢光粉的高速稱量操作，首先控制系統根據配粉命令控制夾具夾取相應的螢光粉料鬥，並通過步進電機控制支撐平臺旋轉一定的角度，使螢光粉料鬥置於旋轉移動載物平臺上方，進而步進電機帶動翻轉臺翻轉，使夾具夾取螢光粉料鬥成一定的角度傾倒螢光粉，螢光粉的重量通過串口通訊模塊顯示於上位機界面，並發送控制命令至控制系統，當螢光粉重量達到預設值時，則發送控制命令，步進電機帶動翻轉臺翻轉至原位置，進而控制支撐平臺旋轉至初始位置，打開夾具放置螢光粉料鬥；
（5）、進而微量成分稱重系統控制振粉機構進行螢光粉微量成分稱重，首先步進電機帶動傳動裝置使振粉機構運動至膠杯上方，振動器振動並帶動防塞輸送管振動，使螢光粉向出料口方向運動，並進入膠杯中，膠杯的重量經過串口通訊模塊反饋至上位機，並實時調節振動器的振動頻率，當螢光粉的重量在精度範圍內時，控制系統發出命令停止配粉，步進電機帶動振粉機構回到初始位置；
（6）、重複步驟（3）~步驟（5），直到訂單內的物料全部配製完成。
綜上所述，便可較好地實現本發明。
本發明的上述實施例僅僅是為清楚地說明本發明所作的舉例，而並非是對本發明的實施方式的限定。對於所屬領域的普通技術人員來說，在上述說明的基礎上還可以做出其它不同形式的變化或變動。這裡無需也無法對所有的實施方式予以窮舉。凡在本發明的精神和原則之內所作的任何修改、等同替換和改進等，均應包含在本發明權利要求的保護範圍之內。