CN103389201B - Led高速测试分选装置 - Google Patents
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Abstract
本发明属于发光管的测试技术，特别是一种LED高速测试分选装置，由控制器控制的进料机构、测试机构及分类收集机构组成，所述进料机构包括一可将LED按设定正负极方向自动排序并逐一送出的圆形振动盘，圆形振动盘与条形振动器衔接，条形振动器与滑台衔接，滑台与LED座台衔接，安装在滑台正前方的第一电机的电机轴连接的直角拐杆作圆周运行时能够拨动LED引脚翻转，使LED引脚可在瞬间与有测试电压的弹簧触片接触。本发明测试效率显著提高，检测流程实现自动化，并可达到依测试结果分类收集，结构简单，有利于量产化的成本控制。
Description
技术领域
本发明涉及两脚发光管的测试技术，特别是一种提高测试效率的LED（发光二极管）高速测试分选装置。
背景技术
LED在封装完成后需要进行光电学特性的测试和分类。现有技术对LED测试和分类，主要还是以手工逐一测试和分类，效率低下，导致生产成本居高。针对这一问题，已有一些研究成果出现，如中国专利申请号为：01274956.7，名称为发光二极管测试机台的自动化装置，主要由一组进料结构、一定位测试结构及一组出料结构所组成，一组进料结构由下列各构件所组成，其进料端为一圆形振动盘，并有一平形振动盘与其相连接，且该平形振动盘延伸至测试区前端，并与测试组前端相连接；该平形振动盘向前延伸至测试端前方处的上方设置有一挡爪，该挡爪为一弹簧联动体；该挡爪上方处设置有一辅助进料送风口，其与空气输送管连接；平形振动盘下方与挡爪相对位置的前端处设置有一进料夹爪组；挡爪末端处设置有一导正爪，导正爪后端设置有一带料爪组，其呈一Γ型，前端立面处设置有数个等距缺口；一组定位测试结构由一定位爪组，设置于带料爪组对面的相对位置，其呈一E字型，凸出的三爪的前端分别设有一内凹的定位口，并与各测试站相对应；定位爪组的正下方为一测试组，其前端与平形振动盘的末端相连接，该测试组上方呈三个测试站，第一测试站下设一极性测试框脚探针座，第二测试站下为一旋转座，第三测试站下方为另一框脚探针座，其主要由该框脚探针座与发光二极管的针脚产生极性接触，并配合上方的亮度波长检测头；一组出料结构接设于测试区的末端由一胶质履带，其内侧有等宽的凹槽，且供与传动齿轮相啮合，并有数个出料座等距卡持于履带上；出料座为一倒L型的承接座，上方有一宽度及深度适中的沟槽；数气动推杆装设于出料座后方，且与各出料座相对应。该技术方案相对于人工可以提高测试效率，但结构显然复杂，设备成本高，测试效率也不尽人意。
发明内容
本发明的目的是提供一种可显著提高效率的LED高速测试分选装置。
本发明的技术方案是：LED高速测试分选装置，由控制器控制的进料机构、测试机构及分类收集机构组成，所述进料机构包括一可按设定LED的正负极引脚方向自动排序并将LED逐一送出的圆形振动盘，其特征在于所述进料机构还包括与圆形振动盘衔接的条形振动器，以及与条形振动器衔接的滑台，条形振动器和滑台分别开有供LED引脚插入并运行的直槽，该两直槽衔接，直槽的宽度大于引脚的厚度小于两引脚之间的最大距离，使LED在直槽中运行时不可转向；
所述测试机构包括：
与滑台衔接的LED座台，该LED座台开有L形直角通槽，其中短边通槽与滑台直槽对接并宽度对应，长边通槽宽度大于两引脚之间的最大距离，LED座台的高度小于LED引脚的长度，当LED从滑台滑落直至LED头部座于LED座台的上平面时，以及LED在转动时，LED的两引脚的一部分都露于LED座台之外；
位于LED座台后侧安装在滑台左侧的光传感器；
安装在滑台正前方的第一电机，该电机轴的轴线指向滑台直槽，该电机轴连接一由横杆和纵杆组成的直角拐杆，直角拐杆的横杆的长度大于LED座台的横向最大尺寸的二分之一，小于LED引脚的长度，使直角拐杆的纵杆作圆周运行时不触及LED座台而能够拨动LED引脚翻转；
在所述LED座台的长边通槽槽口方向正对的右侧，设置有提供测试电压的正负极弹簧触片；
在所述LED座台台面的左侧安装一挡板，该挡板的内面制有凹坑，当LED引脚被直角拐杆的纵杆逐渐带动触及弹簧触片时，LED顶面逐渐进入凹坑被抵靠，LED引脚则迫使弹簧触片弹性变形使LED通电；当直角拐杆的纵杆继续沿圆周轨迹运行，拨动LED引脚脱离弹簧触片继续向上翻转，直至被挡板上沿支承，然后以该上沿为支点继续向外翻转，直至LED在重力作用下离开测试机构向下掉落至分类收集机构的接料斗内。
所述的条形振动器的后端设置由第二电机驱动的凸轮，该凸轮与条形振动器后端下表面顶触；条形振动器前端底部与设置的销轴转动配合；或者条形振动器本体后端通过力传递杆与圆形振动盘的盘体连接。
所述条形振动器的一侧安装由步进电机构成的第三电机驱动的拨轮，该拨轮的拨齿在拨动前一LED前行的同时阻止了后一LED。
所述滑台的左侧前端在靠近挡板位置开有供容置光传感器的凹槽，该光传感器与所述控制器电连接。
所述挡板的上部向内弧面弯曲，其下表面自端沿起开有弧面凹槽直至与所述凹坑连通。
所述的弹簧触片由相互绝缘的且与测试电源电连接正极触片和负极触片组成，接触点面向所述LED座台的长边通槽的槽口，其中正极触片的接触点至所述挡板凹坑的距离L4小于LED的最大长度L3在0.5-2mm范围，负极触片的接触点至所述挡板凹坑的距离为L4减L5，其中L5为LED正负极引脚的长度差；在正极触片和负极触片之间设置有分隔楔，楔体的厚度基本等于正极触片和负极触片之间的距离，也基本等于LED正负极引脚之间的距离。
所述的正极触片和负极触片底部开有供螺钉将其固定于绝缘板上的用于调节位置的长圆孔。
所述的分类收集机构包括由步进电机构成的第四电机驱动的扇形接料盒，该接料盒有若干格，至少分为良品、次品、废品三格。
所述的分类收集机构也可以包括由第一气动元件、接料斗组件和收集箱，其结构为：接料斗组件分为相互独立的三个接料斗，每一接料斗底部都设有出料口，并固定在旋转座上，连杆中部套于转轴上，连杆的两端分别与第一气动元件的活塞杆和旋转座连接，旋转座下方设有承接从各接料斗出料口通过软管下落的LED收集箱，收集箱也相应至少分为良品、次品、废品三格。
所述的分类收集机构还可以包括第二气动元件、一个接料斗和收集箱，其结构为：接料斗底部设有出料口，接料斗下方设有承接从接料斗出料口下落的LED收集箱，该收集箱至少分为良品、次品、废品三格，其底部与滑轨滑动配合，其一侧与第二气动元件的活塞杆连接。
本发明由于将被测LED在翻转动态过程中与静态的弹簧触片滑触而被瞬间通电，光传感器将接收到的信号通过控制器分析，控制分类收集，测试效率显著提高，检测流程实现自动化,并可达到依测试结果分类收集，结构简单，有利于量产化的成本控制，特别适用于LED应用企业对购进的元件进行可靠性测试。
附图说明：
图1为本发明的结构示意图。
图2表示LED的纵向尺寸。
图3为图1中D处局部放大图。
图4为图1中条形振动器、滑台、LED座台的左视图。
图5-图8为本发明被直角拐杆的纵杆拨动LED引脚不同时刻的LED翻转状态示意图。
图9为图1中LED被翻转开始下落到分类收集机构第一实施例时的状态示意图。
图10为图9中分类收集机构的俯视图。
图11为分类收集机构第二实施例的俯视图。
图12为分类收集机构第三实施例的主视图。
图中标记说明：条形振动器1，滑台11,滑台直槽111，凹槽12，条形振动器本体13，本体直槽131，LED座台15，短边通槽151，长边通槽152，挡板16，凹坑161，弧面凹槽162，轴销17，第二电机18，凸轮181，延伸块19，圆形振动盘2，LED3，拨轮4，第三电机41，光传感器5，第一电机6，横杆61，纵杆62，弹簧触片装置7，分隔楔71，负极触片72，正极触片73，长圆孔74，电源线75，绝缘台板76，分类收集机构8，接料斗80，挡片801，出料口802，支架803，接料盒811、821、831，接料斗81-83，转盘84，第四电机85，第一气动元件86，连杆87，销轴871、872，旋转座88，分类收集箱9，滑轨91，第二气动元件92，机座93，LED负极引脚长度L1，LED正极引脚长度L2，LED最大长度L3，弹簧触片在自由状态下与挡板之间的距离L4,弹簧触片在受挤压状态下与挡板之间的变形距离L5。
具体实施方式：
参照图1—图4，LED高速测试分选装置，由控制器控制的进料机构、测试机构及分类收集机构组成，所述进料机构中可将LED按设定正负极方向自动排序并逐一送出的圆形振动盘2选用市售产品，如东莞市长安键嘉自动化设备厂生产的LED振动盘，其每分钟出料数量为90-160个。圆形振动盘2与条形振动器本体13衔接，使圆形振动盘输出的LED依次进入条形振动器本体直槽131内；条形振动器1和滑台11分别开有供LED引脚插入并运行的直槽，条形振动器本体直槽131的另一端与滑台直槽111上端衔接，使本体直槽输出的LED依次进入滑台直槽内，上述直槽以及下述的L形直角中短边通槽151的宽度相同，均大于LED引脚的厚度小于两引脚之间的最大距离，使LED在槽中运行时不可转向。条形振动器本体13后端的延伸块19下方设置由第二电机18驱动的凸轮181，该凸轮与延伸块19顶触，本体13前端底部与设置的销轴17转动配合；或者条形振动器本体13后端通过力传递杆191与圆形振动盘2的盘体连接，如图4中虚线所示。这样，凸轮的转动或圆形振动盘的带动，使本体13绕销轴17作微幅上下摆动，不断将LED前送。条形振动器本体13的一侧安装由步进电机构成的第三电机41驱动的拨轮4，拨轮4位于本体13前端，该拨轮的拨齿间隔拨动前一LED向滑台滑落的同时阻止了后一LED，以避免滑台直槽内等候测试的LED拥挤而干扰前一LED翻转运行。
测试机构包括：
与滑台11衔接的LED座台15，该LED座台开有L形直角通槽，其中短边通槽151与滑台直槽111下端对接，长边通槽152宽度略大于两引脚之间的最大距离，使两引脚组成的平面可在长边通槽12内翻转，LED座台15的高度小于LED引脚的长度，实施设计为1:3，当LED从滑台滑落至LED头部座于LED座台的上平面时，以及LED在翻转时，LED的两引脚的一部分都露于LED座台之外；
水平安装在滑台11正前方的可由控制器调节转速的第一电机6，该电机轴的轴线指向滑台直槽111的底端，该电机轴连接一由横杆61和纵杆62组成的直角拐杆，直角拐杆的横杆的长度至少大于LED座台的横向最大尺寸的二分之一，小于LED正极引脚长度L2，使直角拐杆的纵杆62作圆周运行时不触及LED座台而能够拨动LED引脚翻转；滑台11的设置，是为了对处于测试位的LED与相邻的后一LED提供一个足够的间隔距离，以避免纵杆62拨动测试位的LED引脚时同时触及相邻的后一LED引脚而造成卡死。
在所述LED座台的长边通槽152槽口方向正对的右侧，设置有提供测试电压的弹簧触片装置7，该装置包括安装在绝缘台板76上且位置相错的正负极触片，其中正极触片的接触点至挡板凹坑161的距离L4小于LED的最大长度L3范围为0.5-2mm，因为LED正极引脚长度大于负极引脚长度，所以正极触片73距LED座台的距离大于负极触片72距LED座台的距离，距离差L5等于LED正负极引脚长度差。正负极触片的接触点区域设计成弧面，有利于正负极引脚顺畅滑过。当然，若当LED依次从滑台滑落至LED座台的上平面的测试起始位置LED负极引脚在前时，则正负极触片相错位置互换。为了适应不同规格（引脚长度不同）LED的测试，在正极触片和负极触片的底部开有供螺钉将其固定于绝缘板76上的用于调节位置的长圆孔74，提供测试电压的电源线75与正负极触片的底部固定连接。针对可能在前面工序中受挤压等因素造成个别LED两引脚相互靠拢甚至接触的情况，在绝缘台板76侧沿正负极触片的中心位置，向左延伸出一竖立的分隔楔71，楔头朝下，可将被纵杆62拨送到此位置时的LED正负极引脚分隔开，进而各自滑触对应触片。楔体的厚度等于正极触片和负极触片之间的距离，也基本等于LED正负极引脚之间的距离。
在所述LED座台15台面的左侧安装一挡板16，该挡板的内面制有凹坑161，挡板的上部向内弧面弯曲，弧面弯曲部位的下表面自端沿起开有弧面凹槽162直至与凹坑161连通。结合图4所示，位于LED座台后侧及滑台的左侧前端在靠近挡板凹坑的位置开有供容置光传感器5的凹槽12，该光传感器与控制器电连接。
参照图9、图10，分类收集机构实施例一:包括由步进电机构成的第四电机85通过转盘84驱动的扇形接料盒，该接料盒根据设定测试参数可以有若干格，但至少分为良品盒821、次品盒811、废品盒831三格，其中次品表示如亮度等指标参数不达照明用标准，但可以作为装饰用节日灯产品使用。控制器根据测试结果，驱动第四电机85不转或反转一角度或正转一角度，可分别选择良品盒821、次品盒811、废品盒831位于挡板16的左侧正下方的承接位置。
参照图11分类收集机构实施例二:包括由第一气动元件86、接料斗组件、旋转座88和分类收集箱9，本实施例结构基本上与实施例一相同，所不同的是接料斗组件分为相互独立的三个分类接料斗81-83，每一接料斗底部都设有出料口，并固定在旋转座88上，连杆87中部套于转轴871上，连杆87的两端分别与第一气动元件86的活塞杆和旋转座88可转动连接，旋转座88下方设有承接从各接料斗出料口通过软管下落的LED分类收集箱9，收集箱也相应至少分为良品、次品、废品三格。控制器根据测试结果，驱动第一气动元件86的活塞杆不动或伸出或回缩，分别选择良品格82或次品格81或废品格83位于挡板16的左侧正下方的承接位置。
参照图12分类收集机构实施例三:接料斗80的底部设有出料口802，正对LED下落方向的侧壁设有挡片801，以阻挡个别翻转幅度过大的LED掉落在接料斗之外；接料斗下方设有承接从接料斗出料口下落的LED分类收集箱9，该收集箱至少分为良品、次品、废品三格，其底部与安装在机座93上的滑轨91滑动配合，其一侧与第二气动元件91的活塞杆连接。控制器根据测试结果，驱动第二气动元件86的活塞杆不动或伸出或回缩，带动分类收集箱9滑动，选择良品格或次品格或废品格位于接料斗出料口正下方的承接位置。
测试分类过程说明：
首先圆形振动盘将LED按设定正负极方向自动排序并逐一送出并进入条形振动器，继而进入滑台，LED在运行过程中不转向，保持LED正极引脚在前，直至滑落至LED座台到达测试起始位置，LED两引脚位于L形直角通槽的拐角处，LED的两引脚的大部分都露于LED座台之下，并被旋转的直角拐杆的纵杆快速带动向上翻转，如图5、图6所示；当LED继续向上翻转并开始触及弹簧触片时，引脚受到阻力，LED产生一个整体向左上方移动的趋势，LED头部顶面沿挡板的弧面凹槽逐渐滑入凹坑而被抵靠，由于正极触片的接触点至挡板16凹坑坑底的距离L4小于LED的最大长度L3，LED引脚则迫使弹簧触片弹性变形使LED通电，如图7所示，光传感器接受光信号并传输到控制器；当直角拐杆的纵杆继续沿圆周轨迹运行，拨动LED引脚脱离弹簧触片继续向上翻转，直至被挡板上沿支承依靠，然后以该上沿为支点继续向外翻转而离开测试位，如图8所示，直至LED在重力作用下离开测试机构向下落向分类收集机构的接料斗，相邻的后一LED受拨齿拨动放行下滑至测试起始位，即座于LED座台上等待，如图9所示。控制器根据光信号品质分析，控制接料斗不动或快速转到设定角度，或控制收集箱不动或快速进退到设定距离，完成LED按品质分选收集。
挡板的设置，除了提供对LED头部的抵靠使其能够继续保持翻转状态外，还具有遮挡外界光线的作用，可改善光传感器周围的光环境，有利于提高测试准确率。
测试速度的设计，首先基于圆形振动盘的每分钟LED送出量，比如每分钟160个，则第一电机的转速也应为每分钟160转。
条形振动器通过拨轮将LED按设定时间逐一送出并进入以确保前一LED在未离开图8所示挡板上沿时，相邻的后一LED仍被拨轮的拨齿阻挡，如图示拨轮具有12个拨齿，则拨轮电机的转速应设定为第一电机的1/12。
Claims (10)
1.LED高速测试分选装置，由控制器控制的进料机构、测试机构及分类收集机构组成，所述进料机构包括一可按设定LED的正负极引脚方向自动排序并将LED逐一送出的圆形振动盘(2)，其特征在于所述进料机构还包括与圆形振动盘(2)衔接的条形振动器(1)，以及与条形振动器衔接的滑台(11)，条形振动器(1)和滑台(11)分别开有供LED引脚插入并运行的直槽，该两直槽衔接，直槽的宽度大于引脚的厚度小于两引脚之间的最大距离，使LED(3)在直槽中运行时不可转向；
所述测试机构包括：
与所述滑台(11)衔接的LED座台(15)，该LED座台开有L形直角通槽，其中该直角通槽的短边通槽(151)与滑台直槽(111)对接并宽度对应，长边通槽(152)宽度大于两引脚之间的最大距离，LED座台的高度小于LED引脚的长度，当LED从滑台滑落直至LED头部座于LED座台的上平面时，以及LED在转动时，LED的两引脚的一部分都露于LED座台(15)之外；
位于LED座台后侧安装在滑台左侧的光传感器(5)；
安装在滑台正前方的第一电机(6)，该电机轴的轴线指向滑台直槽(111)的底端，该电机轴连接一由横杆(61)和纵杆(62)组成的直角拐杆，直角拐杆的横杆的长度大于LED座台的横向最大尺寸的二分之一，小于LED正极引脚的长度，使直角拐杆的纵杆作圆周运行时不触及LED座台而能够拨动LED引脚翻转；
在所述LED座台的长边通槽(152)槽口方向正对的右侧，设置有提供测试电压的弹簧触片装置(7)，该弹簧触片装置包括安装在绝缘台板(76)上且位置相错的正负极触片(73,72)；
在所述LED座台台面的左侧安装一挡板(16)，该挡板的内面制有凹坑(161)，当LED引脚被直角拐杆的纵杆逐渐带动触及弹簧触片时，LED顶面逐渐进入凹坑被抵靠，LED引脚则迫使弹簧触片弹性变形使LED通电；当直角拐杆的纵杆继续沿圆周轨迹运行时，拨动LED引脚脱离弹簧触片继续向上翻转，直至被挡板上沿支承，然后以该上沿为支点继续向外翻转，直至LED在重力作用下离开测试机构向下掉落至所述分类收集机构的接料斗内。
2.根据权利要求1所述LED高速测试分选装置，其特征在于所述的条形振动器(1)的本体(13)后端设置由第二电机(18)驱动的凸轮(181)，该凸轮与条形振动器本体(13)后端下表面顶触，或者条形振动器本体(13)后端通过力传递杆(191)与圆形振动盘(2)的盘体连接，条形振动器前端底部与设置的销轴(17)转动配合。
3.根据权利要求1或2所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述条形振动器(1)的一侧安装由步进电机构成的第三电机(41)驱动的拨轮(4)，该拨轮的拨齿在拨动前一LED前行的同时阻止了后一LED。
4.根据权利要求1所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述滑台(11)的左侧前端在靠近挡板位置开有供容置光传感器(5)的凹槽(12)，该光传感器与所述控制器电连接。
5.根据权利要求1或4所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述挡板(16)的上部向内弧面弯曲，其下表面自端沿起开有弧面凹槽(162)直至与所述凹坑(161)连通。
6.根据权利要求1所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述的正负极触片(73,72)的接触点面向所述LED座台的长边通槽(152)的槽口，其中正极触片(73)的接触点至所述挡板(16)的距离L4小于LED的最大长度(L3)的范围为0.5-2mm，负极触片(72)的接触点至所述挡板(16)的距离为L4减L2，其中L2为LED正负极引脚的长度差；在正极触片和负极触片之间设置有分隔楔(71)，楔体的厚度等于正极触片和负极触片之间的距离，也等于LED正负极引脚之间的距离。
7.根据权利要求6所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述的正极触片和负极触片底部均开有供螺钉将其固定于绝缘板(76)上的用于调节位置的长圆孔(74)。
8.根据权利要求1所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述的分类收集机构包括由步进电机构成的第四电机(85)驱动的扇形接料盒，该接料盒至少分为良品、次品、废品三格。
9.根据权利要求1所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述的分类收集机构包括由第一气动元件(86)、接料斗组件和LED收集箱(9)，其结构为：接料斗组件分为相互独立的三个接料斗(81,82,83)，每一接料斗底部都设有出料口，并固定在旋转座(88)上，连杆(87)中部套于轴销(871)上，连杆(87)的一端与第一气动元件的活塞杆由轴销(872)连接，另一端和旋转座(88)固定连接，旋转座下方设有承接从各接料斗出料口通过软管下落的LED收集箱(9)，该LED收集箱也相应至少分为良品、次品、废品三格。
10.根据权利要求1所述的LED高速测试分选装置，其特征在于所述的分类收集机构包括第二气动元件(92)、一个接料斗(80)和LED收集箱(9)，其结构为：接料斗底部设有出料口(802)，接料斗下方设有承接从接料斗出料口下落的LED收集箱(9)，该LED收集箱至少分为良品、次品、废品三格，其底部与滑轨(91)滑动配合，其一侧与第二气动元件(92)的活塞杆连接，使活塞杆带动LED收集箱沿滑轨进退。
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