CN105729128B - 一种led灯丝球泡灯自动化生产系统及其产品检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，包括监控层、控制层和设备层，所述设备层包括：智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备和智能装头设备。本发明公开了一种所述的LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，包括以下步骤：步骤一、点焊检测相机精准定位；步骤二、对点焊位置进行视觉检测，分拣出不合格产品；步骤三、视觉系统将芯柱的位置反馈至PLC控制系统；步骤四、完成不良产品的自动分拣。LED灯丝球泡灯自动化生产系统结合计算机技术、自动控制技术、机械技术，目的在于既能提高LED灯丝球泡灯的合格率，又能快速且稳定的生产，提高LED灯丝球泡灯的生产效率。

Description

一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统及其产品检测方法

技术领域

本发明涉及一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，尤其涉及一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统及其产品检测方法。

背景技术

由于LED灯丝球泡灯本身的材质、结构和制作工艺的特点，导致工艺比较复杂，实现自动化生产比较困难，出现了如下一些难题：导丝形体的不规则和细软，在进料时容易发生变形而漂移，需要对灯柱上和灯丝两头相连接的上下导丝进行形体校正，需要做到上下导丝的角度和方向一致；灯柱上灯芯的结构比较独特，焊接时需要四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实现灯丝不同角度的焊接，保证灯丝焊接准确到位；灯柱是由上下两个部分焊接出来的，在形体上无法保证灯柱上下两部分是同轴的，故焊接后的灯丝仍然会出现偏差；为避免设备的复杂，需要减少生产系统中的设备，这就需要一套设备完成多个动作，在满足生产工艺要求的同时，要尽可能使系统设备层的安排紧凑；生产系统设备层的各工序设备都采用凸轮机构，凸轮机构的设计除要能完成灯丝泡的生产工艺要求的各种动作之外，还要配合传动部分使机台运行平稳，不仅各工序设备运转的速度协调有序，而且要求机台在发生故障的时候不能发生碰撞；由于整个生产系统的工艺较多，同时要保证产品质量和生产效率，各工序之间的控制一定要协调，保证整个生产系统的稳定运转。

发明内容

本发明的首要目的在于提高LED灯丝球泡灯的生产效率和质量，提供一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，该生产线既能够提高LED灯丝球泡灯的合格率，又能够快速且稳定的生产，提高LED灯丝球泡灯的生产效率。

本发明的另一目的在于克服现有技术的缺点与不足，提供一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，该方法能达到高精度、高速检测的要求，使整个自动化生产系统能够快速、稳定生产，提高生产效率的目的。

本发明的首要目的可以由下述的技术方案实现：一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，包括监控层、控制层和设备层；所述监控层与控制层通过总线相连接，所述控制层和设备层通过总线相连接；所述设备层包括：智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备和智能装头设备；所述控制层包括若干个PLC控制器和在线检测装置，PLC控制器之间通过RS232串口相连接，PLC控制器与在线检测装置通过RS232串口进行通信；所述监控层采用RS232协议与所述控制层的PLC控制器通信；所述智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备、智能装头设备依次连接；所述智能点焊设备与智能封口设备相连接，所述智能点焊设备用于灯丝条的上料和点焊，以形成灯芯；所述智能封口设备与智能排气设备连接；所述智能封口设备用于灯芯转入和泡壳上料，并对灯芯和泡壳对接煅烧完成封口；所述智能排气设备与智能封口设备连接，所述智能排气设备用于清除灯泡内的空气，并给灯泡充氮和进行真空检测；所述装头设备与智能排气设备连接，所述装头设备用于灯泡和灯头的焊接。

作为优选，所述的智能点焊设备包括凸轮传动机构、自动焊接系统、智能点焊机器人和视觉识别系统；所述凸轮传动机构用于点焊设备上各工位的运转；所述自动焊接系统用于完成灯丝的焊接；所述智能点焊机器人具有智能点焊机械手，该智能点焊机械手用于完成自动下料和自动上芯柱；所述视觉识别系统包括两台CCD相机、图像采集卡和PLC控制器，一台CCD相机位于点焊工序之前，拍摄灯丝的方位和角度，另一台CCD相机位于点焊工序位之后，拍摄灯丝的位置并进行检测，以分拣不良品。

作为优选，所述的智能封口设备包括凸轮传动机构、智能封口机器人、自动加温系统和自动封口机构；所述凸轮传动机构用于封口设备上各工位的运转；所述智能封口机器人具有智能封口机械手，该智能封口机械手用于完成自动下料、自动上芯柱和自动分拣废品；所述自动加温系统用于完成灯芯和泡壳的加温煅烧；所述自动封口机构用于完成灯泡的封口并转入下一工序。

作为优选，所述的智能排气设备包括凸轮传动机构、智能排气机器人和自动排气系统；所述凸轮传动机构用于排气设备上各工位的运转；所述智能排气机器人具有智能排气机械手，该智能排气机械手用于完成自动下料和自动分拣废品；所述自动排气系统采用单抽和并抽两种方式，用于排除灯泡内的空气。

作为优选，所述的智能装头设备包括凸轮传动机构、智能装头机器人和自动焊接系统；所述凸轮传动机构用于装头设备上各工位的运转；所述智能装头机器人具有智能装头机械手，该智能装头机械手用于完成自动下料和自动分拣废品；所述自动焊接系统用于完成灯泡和灯头的焊接。

本发明的另一目的通过以下技术方案实现：LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，包括以下步骤：

步骤一、灯丝通过自动灯丝放置装置送至待点焊位置，芯柱通过旋转工位送至待点焊工序位，点焊检测相机对灯丝和上下导丝的相对位置进行精确定位，计算出灯丝相对上下导丝端点的距离；

步骤二、计算此相对距离与设定的导丝中点距离的误差值，将此误差值转换成数字信号发送至PLC控制系统，对灯丝的方位和角度进行精确校正，使其焊接在上下导丝的中点位置。点焊完成后，同样采用CCD相机对灯丝点焊位置进行视觉检测，同时视觉系统与PLC控制系统进行通信，将不合格产品自动分拣出来；

步骤三、智能机器人从点焊下料工位取下芯柱，并上料至封口装置上料工序位进行泡壳与芯柱的自动封口处理，视觉系统对封口后的芯柱进行图像采集，计算出芯柱的位置，视觉系统将芯柱的位置反馈至PLC控制系统。

步骤四、PLC控制系统计算出芯柱的位置误差，若位置误差超过设定误差值，则发信号至PLC控制系统，完成不良产品的自动分拣。

本发明的有益效果是：

1、智能点焊设备中设计了视觉检测系统，使点焊灯丝的位置始终能够在导丝的中间位置，解决出现焊点位置偏差导致产品质量受影响的问题，极大地提高了合格率；

2、系统的监控层监控整个生产的总控制任务，控制层各PLC控制器完成各自的局部协调控制，通过总线控制各自的设备平稳运行，如此将整个生产线有效协调连接起来，保证整个LED灯丝泡的生产工序协调运行；

3、采用多功能机器人实现各工序的上料、下料、分拣废品等，解决了以往人工操作速度慢、周转周期不协调等问题；

4、采用了一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，使整个自动化生产系统能够快速、稳定生产，提高生产效率的目的。

附图说明

图1是本发明一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统的结构框图。

图2是本发明一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明作进一步详细的描述。

实施例

如图1所示，一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，包括监控层、控制层和设备层，所述监控层与控制层通过总线相连接，所述控制层和设备层通过总线相连接；所述控制层包括若干个PLC控制器和在线检测装置，PLC控制器之间通过RS232串口相连接，PLC控制器与在线检测装置通过RS232串口进行通信；所述监控层采用RS232协议与所述控制层的PLC控制器通信；所述设备层包括：智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备和智能装头设备；所述智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备、智能装头设备依次连接；智能点焊设备包括凸轮传动机构、自动焊接系统、智能机器人和视觉识别系统，通过PLC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；智能封口设备包括凸轮传动机构、智能机器人、自动加温系统和自动封口机构，实现上道工序完成的灯芯转入和泡壳上料，将灯芯和泡壳对接煅烧完成封口等一系列动作，进行打印后转入下一道工序。同时该设备可进行封口视觉检测，并将废品淘汰出线；智能排气设备包括凸轮传动机构、智能机器人和自动排气系统，完成上道工序转入的灯泡上料，进行自动排除灯泡内空气、充氮等动作，再进行真空检测、充填氮气等动作，并完成封口，转入下一道工序，同时该装置可进行自动检测，并将废品淘汰出线；智能装头设备包括凸轮传动机构、智能机器人和自动焊接系统，实现将上一工序转入的封口灯泡和另一辅助装置自动灯头注泥机转的灯头上料，进行封口灯泡和灯头连接等动作，并做相应的检测后将成品下料，将废品淘汰出线。

如图2所示，一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，具体工作流程如下：首先，灯丝通过自动灯丝放置装置送至待点焊位置，芯柱通过旋转工位也送至待点焊工序位，点焊检测相机对灯丝和上下导丝的相对位置进行精确定位，计算出灯丝相对上下导丝端点的距离，然后计算此相对距离与设定的导丝中点距离的误差值，将此误差值转换成数字信号发送至PLC控制系统，在PLC控制系统的控制下，对灯丝的方位和角度进行精确校正，使其焊接在上下导丝的中点位置。点焊完成后，同样采用CCD相机对灯丝点焊位置进行视觉检测，同时视觉系统与PLC控制系统进行通信，将不合格产品自动分拣出来。然后，智能机器人从点焊下料工位取下芯柱，并上料至封口装置上料工序位进行泡壳与芯柱的自动封口处理，视觉系统对封口后的芯柱进行图像采集，计算出芯柱的位置，视觉系统将芯柱的位置反馈至PLC控制系统。PLC控制系统计算出芯柱的位置误差，若位置误差超过设定误差值，则发信号至PLC控制系统。最终，PLC控制系统指挥运动控制系统完成不良品的自动分拣。

上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受上述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (5)

1.一种LED灯丝球泡灯自动化生产系统，包括：监控层、控制层和设备层；所述监控层与控制层通过总线相连接，所述控制层和设备层通过总线相连接；所述设备层包括：智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备和智能装头设备；所述控制层包括若干个PLC控制器和在线检测装置，PLC控制器之间通过RS232串口相连接，PLC控制器与在线检测装置通过RS232串口进行通信；所述监控层采用RS232协议与所述控制层的PLC控制器通信；所述智能点焊设备、智能封口设备、智能排气设备、智能装头设备依次连接；所述智能点焊设备与智能封口设备相连接，所述智能点焊设备用于灯丝条的上料和点焊，以形成灯芯；所述智能封口设备与智能排气设备连接；所述智能封口设备用于灯芯转入和泡壳上料，并对灯芯和泡壳对接煅烧完成封口；所述智能排气设备与智能封口设备连接，所述智能排气设备用于清除灯泡内的空气，并给灯泡充氮和进行真空检测；所述装头设备与智能排气设备连接，所述装头设备用于灯泡和灯头的焊接，其特征在于，所述的智能点焊设备包括凸轮传动机构、自动焊接系统、智能点焊机器人和视觉识别系统；所述凸轮传动机构用于点焊设备上各工位的运转；所述自动焊接系统用于完成灯丝的焊接；所述智能点焊机器人具有智能点焊机械手，该智能点焊机械手用于完成自动下料和自动上芯柱；所述视觉识别系统包括两台CCD相机、图像采集卡和PLC控制器，一台CCD相机位于点焊工序之前，拍摄灯丝的方位和角度，另一台CCD相机位于点焊工序位之后，拍摄灯丝的位置并进行检测，以分拣不良品。

2.根据权利要求1所述的LED灯丝球泡灯自动化生产系统，其特征在于，所述的智能封口设备包括凸轮传动机构、智能封口机器人、自动加温系统和自动封口机构；所述凸轮传动机构用于封口设备上各工位的运转；所述智能封口机器人具有智能封口机械手，该智能封口机械手用于完成自动下料、自动上芯柱和自动分拣废品；所述自动加温系统用于完成灯芯和泡壳的加温煅烧；所述自动封口机构用于完成灯泡的封口并转入下一工序。

3.根据权利要求1所述的LED灯丝球泡灯自动化生产系统，其特征在于，所述的智能排气设备包括凸轮传动机构、智能排气机器人和自动排气系统；所述凸轮传动机构用于排气设备上各工位的运转；所述智能排气机器人具有智能排气机械手，该智能排气机械手用于完成自动下料和自动分拣废品；所述自动排气系统采用单抽和并抽这两种方式，用于排除灯泡内的空气。

4.根据权利要求1所述的LED灯丝球泡灯自动化生产系统，其特征在于，所述的智能装头设备包括凸轮传动机构、智能装头机器人和自动焊接系统；所述凸轮传动机构用于装头设备上各工位的运转；所述智能装头机器人具有智能装头机械手，该智能装头机械手用于完成自动下料和自动分拣废品；所述自动焊接系统用于完成灯泡和灯头的焊接。

5.一种检测权利要求1所述的LED灯丝球泡灯自动化生产系统的产品检测方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤一、灯丝通过自动灯丝放置装置送至待点焊位置，芯柱通过旋转工位送至待点焊工序位，点焊检测相机对灯丝和上下导丝的相对位置进行精确定位，计算出灯丝相对上下导丝端点的距离；

步骤二、计算此相对距离与设定的导丝中点距离的误差值，将此误差值转换成数字信号发送至PLC控制系统，对灯丝的方位和角度进行精确校正，使其焊接在上下导丝的中点位置；点焊完成后，同样采用CCD相机对灯丝点焊位置进行视觉检测，同时视觉系统与PLC控制系统进行通信，将不合格产品自动分拣出来；

步骤三、智能机器人从点焊下料工位取下芯柱，并上料至封口装置上料工序位进行泡壳与芯柱的自动封口处理，视觉系统对封口后的芯柱进行图像采集，计算出芯柱的位置，视觉系统将芯柱的位置反馈至PLC控制系统；

步骤四、PLC控制系统计算出芯柱的位置误差，若位置误差超过设定误差值，则发信号至PLC控制系统，完成不良产品的自动分拣。