CN105537813B - 一种芯柱点焊装置、led灯自动化生产系统及生产方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种LED灯自动化生产系统及其芯柱点焊装置，所述自动化生产系统包括芯柱点焊装置、封口装置、排气装置、装头装置、连线及配套辅助装置，其中，芯柱点焊装置包括转盘结构及设置在转盘结构外周的若干配合工件，转盘结构包括圆环导轨及可转动地环绕圆环导轨的转动盘，圆环导轨上开设有升降槽，若干芯柱夹持装置安装在转动盘上，芯柱夹持装置的相对两侧设有同轴连接的定位架以及摆转组件，摆转组件具有压抵件压抵在圆环导轨上，用以压抵件随圆环导轨表面的升降而带动连接轴转动，进而带动定位架及芯柱夹持装置转动。如此，可以实现LED灯流水线自动化生产，提高了生产效率。

Description

一种芯柱点焊装置、LED灯自动化生产系统及生产方法

技术领域

本发明涉及灯具技术领域，具体涉及一种芯柱点焊装置、LED灯自动化生产系统及生产方法。

背景技术

LED灯丝灯是近年兴起的LED灯新的品种，由于其兼具LED灯节能、环保、长寿命等优点以及传统白炽灯同样外观的综合优势而倍受消费者的欢迎，有良好的市场前景。也正由于其处于正在发展阶段，自动化规模生产同样面临发展需求，自动化生产技术有很多需要探索和提升。有必要研制出模组化LED灯丝球泡灯从上料、各工序制作、装配到成品检测的全自动生产线，达到大幅提高工效和产量的目的。在自动化生产研发成功投入使用后，可由传统生产模式约80人、每班(8小时)产能 0.6万只，改变成为全线配备5名辅助工、每班(8小时)产能1万只以上。在全自动生产线建设中，根据LED灯丝灯本身的材质、结构和制作工艺特点，造成工艺复杂，给实现自动化生产带来了诸多难题，如LED灯丝灯的灯丝条细小，芯柱结构轻巧，而制作要求精准，点焊工序的自动化生产难度大。

发明内容

鉴于以上所述，本发明有必要提供一种提高了生产效率的LED灯自动化生产系统以及用于LED灯自动化生产系统的芯柱点焊装置。

一种用于LED灯自动化生产系统的芯柱点焊装置，包括转盘结构及设置在转盘结构外周的若干配合工件，转盘结构包括圆环导轨、转动盘、以及若干芯柱夹持装置，圆环导轨上开设有升降槽，转动盘可转动地环绕圆环导轨设置，若干芯柱夹持装置安装在转动盘上，芯柱夹持装置包括座体、连接轴、定位架以及摆转组件，连接轴安装在座体上且贯通座体两相对的两侧的连接轴，定位架与摆转组件设置在座体相对两侧且分别连接在连接轴的两端，摆转组件随圆环导轨表面的升降而摆动，从而通过连接轴带动定位架转动。

进一步地，所述升降槽开设在圆环导轨顶面，升降槽包括下坡段、槽底段以及上坡段，下坡段底端与上坡段底端分别连接在槽底段的两端，下坡段相对圆环导轨顶面下降的高度与上坡段相对圆环导轨顶面凸伸高度相同，槽底段顶面低于圆滑导轨的顶面且与圆滑导轨的顶面平行。

进一步地，所述芯柱夹持装置包括第一连接盘与第二连接盘，第一连接盘与第二连接盘分别连接在连接轴的两端，定位架安装在第一转接盘上，摆转组件安装在第二连接盘上。

进一步地，所述摆转组件包括摆块与压抵件，摆块一端连接在第二连接盘上，另一端外侧垂直地连接所述压抵件，所述压抵件压抵在圆环导轨上，用以压抵件随圆环导轨表面的升降而带动连接轴转动。

进一步地，所述定位架包括支架，支架包括固接段及与固接段垂直的安装段，固接段安装至第一转接盘上，安装段的顶面开设有定位槽，定位槽用于安装芯柱。

进一步地，所述定位架包括设置在支架上的压持组件，压持组件包括摆架、压杆以及弹性件，摆架可转动地夹持在安装段上，压杆安装在摆架的顶端，弹性件安装在摆架与安装段的连接处，提供弹力使得摆架的压杆向安装段压合。

进一步地，设置在转盘结构外周的若干配合工件对应地形成若干工位，所述芯柱点焊装置包括视觉系统检测，安装在工位的一侧，以监测相应工位工件的安装。

一种LED灯自动化生产系统，包括芯柱点焊装置、封口装置、排气装置、装头装置、连线及配套辅助装置，其中，芯柱点焊装置包括转盘结构及设置在转盘结构外周的若干配合工件，转盘结构包括圆环导轨、转动盘、以及若干芯柱夹持装置，圆环导轨上开设有升降槽，转动盘可转动地环绕圆环导轨设置，若干芯柱夹持装置安装在转动盘上，芯柱夹持装置包括座体、连接轴、定位架以及摆转组件，连接轴安装在座体上且贯通座体相对的两侧，定位架与摆转组件设置在座体相对两侧且分别连接在连接轴的两端，摆转组件随圆环导轨表面的升降而摆动，进而通过连接轴带动定位架转动。

此外，本发明有必要提供一种LED灯自动化生产系统的生产方法。

一种LED灯自动化生产系统的生产方法，其工序依次包括：来料检验，点焊工序，封口工序，排气工序，装头工序，成品检验及出料，其中，点焊工序中采用所述的芯柱点焊装置，芯柱点焊时，芯柱夹持在定位架上，且芯柱待加工的一端朝向转动盘外侧，所述转动盘转动，带动所述芯柱夹持装置转动，摆转组件沿圆环导轨移动，随着圆环导轨表面的升降，带动连接轴转动，从而带动定位架摆转，使得芯柱转动至多个位置配合不同工位的工件。

其中，在点焊工序中，芯柱点焊装置上依次设置有三个工位，第一工位至第二工位，连接轴带动定位架逆时针转动45度，焊接两根灯丝，从第二工位到第三工位，连接轴带动定位架顺时针转动90度，焊接另外两根灯丝。

相较于现有技术，本发明所述的LED灯自动化生产系统，包括芯柱点焊装置、封口装置、排气装置、装头装置、连线及配套辅助装置，其中，通过采用所述芯柱点焊装置解决了灯丝条易于变形的纠偏问题，灯丝条多方向准确定位问题，灯柱上下不同轴的精准焊接问题等等，实现了流水线自动化生产，极大地提高了生产效率。

本发明的优选实施方案及其有益效果，将结合具体实施方式进一步详细说明。

附图说明

附图是用来提供对本发明的进一步理解，并构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但不应构成对本发明的限制。在附图中，

图1 为本发明较佳实施例LED灯自动化生产系统的总装图；

图2为芯柱点焊装置的立体图；

图3为芯柱点焊装置的工位俯视示意图；

图4为芯柱点焊装置的芯柱夹持装置的立体图；

图5为芯柱夹持装置的分解图；

图6为转盘结构的升降槽的槽型示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。

本发明公开一种LED灯自动化生产系统，LED灯生产制作全过程的工艺为：LED灯丝条复光测试→灯丝条上料→芯柱预整形、上料→芯柱成型→点焊→下料装盘→灯芯复光检验→氮气柜存放→上泡壳→上灯芯→封口→封口检验→分导丝→排气→毛泡检验→毛泡复光检测→套铁氟龙套管→安装驱动→ 驱动套热缩管→半成品复光→装灯头→外观检验。

根据上述生产制作工艺，全自动生产线分为六大工序：来料检验→点焊工序→封口工序→排气工序→装头工序→成品检验及出料，具体采用到以下五个工序装置：芯柱点焊装置、封口装置、排气装置、装头装置、连线及配套辅助装置五套装置。如图1所示，LED灯自动化生产系统包括芯柱点焊装置10、封口装置20、排气装置30、装头装置40、以及连线及配套辅助装置。

请参阅图2、图3，芯柱点焊装置10包括机架11、设置在机架11上的转盘结构12以及设置在转盘结构12外周的若干配合工件（图未示），转盘结构12包括圆环导轨121、转动盘122、设置在转动盘122上的若干芯柱夹持装置123。

机架11包括工作台面111，工作台面111上设置有一支撑座124。圆环导轨121通过支撑座124固定地安装在工作台面111上方。圆环导轨121上设置有升降槽125，升降槽125用于引导芯柱夹持装置123的部件旋转。请结合参阅图6，升降槽125包括下坡段1251、槽底段1252、上坡段1253以及槽顶段1254，槽底段1252与槽顶段1254之间通过上坡段1253实现过度连接，槽底段1252与圆环导轨121顶面之间及槽顶段1254与圆环导轨121顶面之间通过下坡段1251实现过渡连接，槽底段1252低于圆滑导轨121的顶面且与圆滑导轨121的顶面平行，槽顶段1254高于圆环导轨121的顶面且与圆滑导轨的顶面平行，槽底段1252相对圆环导轨121顶面下降的高度与槽顶段1254相对圆环导轨121顶面凸伸的高度相同。转动盘122可转动地环绕圆环导轨121设置，可通过驱动装置（图未示）驱动转动盘122环绕圆环导轨121转动。

请参阅图4、图5，芯柱夹持装置123包括座体51、连接轴52、第一连接盘53、第二连接盘54、定位架55以及摆转组件56。座体51安装在转动盘122表面随转动盘122转动，座体51上邻近顶面开设有轴孔511贯通座体51两相对的侧面。连接轴52安装在轴孔511内，连接轴52的两端分别连接有第一连接盘53与第二连接盘54，使得两连接盘可一同转动地连接在座体51的两侧。

定位架55安装在第一转接盘53上，定位架55用以固定灯泡的芯柱，定位架55包括支架551及设置在支架551上的压持组件552，支架551为“L”型块体，包括固接段5511及与固接段5511垂直的安装段5512，固接段5511通过销钉安装至第一转接盘53上，安装段5512的顶面开设有定位槽5513，定位槽5513用于安装芯柱。压持组件安装在支架551的安装段5512上，用于配合定位槽5513以固定安装在定位槽5513内的芯柱。压持组件552包括摆架5521、压杆5522以及弹性件（图未示），摆架5521大致呈U型框结构，其可转动地夹持在安装段5512上，具体地，摆架包括位于两侧的摆杆，两摆杆通过销轴可转动地连接在安装段5512的两侧。压杆5522连接在两摆杆之间且位于摆架的顶端。压杆5522的中段形成有压轮，压轮的宽度与定位槽5513的宽度配合。弹性件安装在摆架与安装段5512的连接处，提供弹力使得摆架5521的压杆5522维持向安装段5512压合的状态，弹性件较佳地选用扭簧。如此，芯柱安装在定位槽5513内后，通过压持组件552压合固定在定位槽5513内，压轮与芯柱抵持。需要取下或安装芯柱时，只需外力向上转动摆架5521，将芯柱取出或装入。

摆转组件56安装在第二连接盘54上，用以带动第二连接盘54转动，进而带动第一连接盘53一起转动。摆转组件56包括摆块561与压抵件562，摆块561一端连接在第二连接盘54上，另一端外侧连接所述压抵件562。压抵件562用以配合所述圆环导轨121，其压抵在圆环导轨121的表面，以在转动盘122转动时，压抵件562沿圆环导轨121表面移动时，随着圆环导轨121表面的升降，进而带动摆块561摆动，使得连接轴52转动，从而带动定位架55摆转。本实施例中，压抵件562为柱体，且柱体的外端形成有直径较大的圆柱端，以限定压抵件562不易从圆环导轨121脱落。

请再次参阅图3，芯柱点焊装置10中，设置在转动盘122外围的若干配合工件（图未示）对应地形成为若干工位，配合工件位置固定，用以配合带转至该工位的芯柱夹持装置123，以完成对应的工位动作。本实施例中，根据工位的安排需要，共设有24个工位，若干工位依次包括有：机械手自动上芯柱、芯柱形体前后定位、芯柱形体水平定位、至芯柱上导丝及下导丝的自动校正整形、灯丝自动焊接工位一、 闲置工位、灯丝自动焊接工位二、第一旋转工位、灯丝自动焊接工位三、 闲置工位、灯丝自动焊接工位四、闲置工位、第二旋转工位、机械手自动下料、以及闲置工位。

芯柱点焊装置中通过依次设置上述工位，综合采用凸轮传动机构、气缸传动、自动焊接系统、机器人、视觉差别系统、PLC系统编程，实现灯丝条和芯柱的上料、点焊，形成灯芯并转入下一道工序。进一步地，在灯丝自动焊接工位一至灯丝自动焊接工位四均设有视觉系统检测（图未示）。

芯柱点焊装置10工作时，所述转动盘122转动，带动所述芯柱夹持装置123移动，芯柱夹持装置123通过定位架55夹持芯柱，且芯柱待加工的一端朝向转动盘122外侧，摆转组件56的压抵件562沿圆环导轨121移动，随着圆环导轨121表面的升降，进而带动摆块561摆动，连接轴52转动，从而带动定位架55摆转，如此，固定在定位架55上的芯柱位置偏摆，达到便于焊接芯柱不同位置的要求。在圆环导轨121表面的升降槽升降时，具体地，可结合参阅图6，从工位A到工位B，连接轴带动定位架逆时针转动45度，焊接两根灯丝，从工位B到工位C，连接轴带动定位架顺时针转动90度，焊接另外两根灯丝。

本发明LED灯自动化生产系统，解决了灯丝条多方向准确定位问题。根据灯柱上灯芯结构独特，焊接时需要4个不同的方向将灯丝条搭接在灯柱上进行焊接，要求焊接时工位的设计能够满足灯丝不同角度焊接的功能，以保证灯丝焊接能够准确到位，通过采用圆形导轨运行轨迹的高低，配合工位末端的轴承旋转的方式控制灯丝焊接的角度，来实现精确的角度定位，且达到多方向同时焊接要求。

只要不违背本发明创造的思想，对本发明的各种不同实施例进行任意组合，均应当视为本发明公开的内容；在本发明的技术构思范围内，对技术方案进行多种简单的变型及不同实施例进行的不违背本发明创造的思想的任意组合，均应在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种芯柱点焊装置（10），包括转盘结构（12）及设置在转盘结构（12）外周的若干配合工件，其特征在于：转盘结构（12）包括圆环导轨（121）、转动盘（122）、以及若干芯柱夹持装置（123），圆环导轨（121）上开设有升降槽（125），转动盘（122）可转动地环绕圆环导轨（121）设置，若干芯柱夹持装置（123）安装在转动盘（122）上，芯柱夹持装置（123）包括座体（51）、连接轴（52）、定位架（55）以及摆转组件（56），连接轴（52）安装在座体（51）上且贯通座体（51）相对的两侧，定位架（55）与摆转组件（56）设置在座体（51）相对两侧且分别连接在连接轴（52）的两端，摆转组件（56）随圆环导轨（121）表面升降而摆动，定位架（55）与摆转组件（56）一同转动。

2.根据权利要求1所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：所述升降槽（125）开设在圆环导轨（121）顶面，升降槽（125）包括下坡段（1251）、槽底段（1252）、上坡段（1253）以及槽顶段（1254），槽底段与槽顶段之间，以及升降槽与圆环导轨之间通过下坡段和上坡段实现过渡连接，槽底段（1252）低于圆滑导轨（121）的顶面且与圆滑导轨（121）的顶面平行，槽顶段高于圆滑导轨的顶面且与圆滑导轨的顶面平行，槽底段相对圆环导轨（121）顶面下降的高度与槽顶段相对圆环导轨（121）顶面凸伸的高度相同。

3.根据权利要求1所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：所述芯柱夹持装置（123）包括第一连接盘（53）与第二连接盘（54），第一连接盘（53）与第二连接盘（54）分别连接在连接轴（52）的两端，定位架（55）安装在第一连接盘（53）上，摆转组件（56）安装在第二连接盘（54）上。

4.根据权利要求3所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：所述摆转组件（56）包括摆块（561）与压抵件（562），摆块（561）一端连接在第二连接盘（54）上，另一端外侧垂直地连接所述压抵件（562），所述压抵件（562）压抵在圆环导轨（121）上，用以压抵件随圆环导轨（121）表面的升降而带动连接轴（52）转动。

5.根据权利要求1所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：所述定位架（55）包括支架（551），支架（551）包括固接段（5511）及与固接段（5511）垂直的安装段（5512），固接段（5511）安装至第一转接盘（53）上，安装段（5512）的顶面开设有定位槽（5513），定位槽（5513）用于安装芯柱。

6.根据权利要求5所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：所述定位架（55）包括设置在支架（551）上的压持组件（552），压持组件（552）包括摆架（5521）、压杆（5522）以及弹性件，摆架（5521）可转动地夹持在安装段（5512）上，压杆（5522）安装在摆架（5521）的顶端，弹性件安装在摆架与安装段（5512）的连接处，提供弹力使得摆架（5521）的压杆（5522）向安装段（5512）压合。

7.根据权利要求1至6任一项所述的芯柱点焊装置（10），其特征在于：设置在转盘结构（12）外周的若干配合工件对应地形成若干工位，所述芯柱点焊装置（10）包括视觉系统检测，安装在工位的一侧，以监测相应工位工件的安装。

8.一种LED灯自动化生产系统，包括封口装置（20）、排气装置（30）、装头装置（40）、连线及配套辅助装置，其特征在于：进一步包括如权利要求1至7任一项所述的芯柱点焊装置（10）。

9.一种LED灯自动化生产系统的生产方法，其特征在于：其生产方法依次包括：来料检验，点焊工序，封口工序，排气工序，装头工序，成品检验及出料，其中，点焊工序中采用权利要求1至7中任一项所述的芯柱点焊装置（10），芯柱点焊时，芯柱夹持在定位架（55）上，且芯柱待加工的一端朝向转动盘（122）外侧，所述转动盘（122）转动，带动所述芯柱夹持装置（123）转动，摆转组件（56）沿圆环导轨（121）移动，随着升降槽的升降，带动连接轴（52）转动，从而带动定位架（55）摆转，使得芯柱转动至多个位置配合不同工位的工件。

10.根据权利要求9所述的LED灯自动化生产系统的生产方法，其特征在于：在点焊工序中，芯柱点焊装置上依次设置有三个工位，第一工位至第二工位，连接轴（52）带动定位架（55）逆时针转动45度，焊接两根灯丝，从第二工位到第三工位，连接轴（52）带动定位架（55）顺时针转动90度，焊接另外两根灯丝。