CN107261982A - 一种用于led荧光粉胶配比的自动化装置及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，该装置由旋转移动载物平台、高速翻转倒物机构、微量成分称重系统、控制系统、注胶机构及智能配比反馈系统组成。所述旋转移动载物平台用于放置胶杯，高速翻转倒物机构包括夹具、支撑平台与步进电机，用于高速配比；微量成分称量系统用于荧光粉的微量配比；所述智能配比反馈系统用于获取并显示下位机的重量信号、将上位机的配料信号下发至下位机，实现上下位机的实时通信。本发明还公开了一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置控制方法。本发明有效地解决了现有大功率LED荧光粉胶人工和自动化配比效率低的难题，同时也保证了荧光粉胶配比过程的高速高可靠性。

Description

一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及荧光粉胶自动配比技术领域，尤其涉及一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置及其控制方法。

背景技术

近年来，我国的LED产业具有明显的产业发展优势，尤其在绿色环保的发展和消费需求的推动下，LED应用产品领域在显示、照明、光通信等领域市场潜力巨大。同时由于大功率LED在照明中的广泛应用，对大功率LED封装技术的各项性能指标要求也越来越高。

其次，大功率白光LED封装过程应用的关键材料——荧光粉的主体化学组成、激活剂和助溶剂的种类、浓度、晶体的容貌、晶体结构、颗粒大小、热稳定性 等，都直接影响流明效率。无论采取哪种涂覆方式，均需通过与AB胶（A胶通常由环氧树脂等本胶组成，而B胶由改性胺等硬化剂组成）的合理配方形成荧光粉胶，然后通过相应工艺设备进行点胶或涂覆生产。因此荧光粉胶配方和配比技术在所有荧光粉转换白光LED封装过程中起着关键的作用。荧光粉配比中，通常含有荧光粉、抗沉淀剂、A胶、B胶等组成成分，最多可达到十余种，配比的总量也从几百毫克到上百克不等，配粉精度则需达到万分之三克的水平。目前市场上普遍还是依靠人工配比的方法，以及配粉全程依靠振动源进行配比的机构，导致效率低，人工成本较大，由此研发一种用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置，对于改变目前的产业现状具有很大的帮助，同时对于LED封装产业也具有重要的应用价值。

发明内容

本发明的目的在于克服上述现有技方案缺点和不足，提供一种用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置与方法。改变了目前业界配比荧光粉效率低的产业现状。

本发明通过以下技术方案实现：

一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，包括旋转移动载物平台，还包括高速翻转倒物机构、微量成分称重系统、控制系统、注胶机构、智能配比反馈系统，

所述旋转移动载物平台上方放置胶杯，左侧安装有光电传感器，用于检测胶杯，胶杯下方放置精密电子秤，用于称量荧光粉胶重量；

所述高速翻转倒物机构包括荧光粉料斗、夹具、步进电机、支撑平台、翻转台、光电传感器，所述步进电机与支撑平台相连，用于控制支撑平台旋转，所述翻转台连接在支撑平台一端，并随支撑平台旋转，所述夹具固定于翻转台上，用于夹住荧光粉料斗，所述的光电传感器相对荧光粉料斗设置；

所述微量成分称重系统包括振粉机构、步进电机以及X轴传动装置，步进电机带动传动装置使得振粉机构运动至胶杯上方，并由控制系统控制进行配料操作；

所述注胶机构包括空压机、安装有针头的胶阀、胶管以及支架，胶阀安装在支架上，并通过胶管与空压机连接；控制系统带动胶阀运动至旋转移动载物平台上方，并根据电子秤提供的物料重量来实时控制胶阀的开闭；

所述智能配比反馈系统用于获取并显示下位机的重量信号、将上位机的配料信号下发至下位机，实现上下位机的实时通信。

进一步地，所述步进电机由控制系统控制，步进电机通过连接支撑平台旋转一定的角度，带动翻转台旋转，使荧光粉料斗置于旋转移动载物平台上方。

进一步地，所述翻转台通过连接杆与连接孔固定夹具，所述步进电机带动翻转台翻转，使夹具以所述两连接孔为轴线实现180°翻转。

进一步地，所述夹具用于固定荧光粉料斗，控制系统控制夹具夹取相应的荧光粉料斗，通过翻转机构置于旋转移动载物平台上方，并旋转一定的角度向胶杯中倾倒荧光粉，荧光粉重量达到一定值时，翻转机构将夹具旋转到原位置，停止倾倒荧光粉。

进一步地，所述振粉机构包括物料仓、防塞输送管、筛网、振动器，所述物料仓用于放置荧光粉，所述防塞输送管用于传送荧光粉，所述筛网安装在防塞输送管的末端，防止荧光粉出现溅射现象，控制系统通过分析重量信号，发送控制命令实时控制振动器的振动频率，所述防塞输送管连接振动器，振动器带动防塞输送管振动，使荧光粉向出料口方向运动，实现荧光粉的微量控制。

进一步地，所述智能配比反馈系统包括荧光粉胶配比控制界面、串口通讯模块、数据库，

所述荧光粉胶配比控制界面通过串口通讯模块与下位机相连，用于获取下位机的重量信号，显示在界面上，并将上位机的配料信号下发至下位机，实现上、下位机的实时通信，所述数据库用于数据的存储，显示等操作。

进一步地，所述智能配比反馈系统还包括报警装置，用于提示用户配粉配胶过程信息以及操作提示信息。

进一步地，所述智能配比反馈系统还包括打印机与条码扫描装置，所述打印机用于打印物料的详细信息以及条码信息，所述条码扫描装置用于扫描条形码，并将条码信息输入界面并保存至数据库。

进一步地，所述荧光粉胶配比控制界面基于MFC，所述的数据库为SQL SERVER数据库管理系统。

一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置控制方法，采用所述一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置实现，其包括如下步骤：

（1）、启动用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置，并打开所述智能配比反馈系统的荧光粉胶配比控制界面；

（2）、荧光粉胶配比控制界面编辑所要配制的物料类型信息、物料信息、配方信息、订单信息，并审核无误后，将所需配料信息经由串口通讯模块发送至下位机的控制系统，控制系统根据串口通讯命令控制高速翻转倒物机构进行相应的配粉配胶操作；

（3）、若控制系统收到的是配胶命令，则控制系统控制注胶机构进行配胶，首先步进电机带动传动装置使注胶机构运动至旋转移动载物平台上方，打开胶阀，进行注胶操作，胶的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面上，注胶完成后，控制系统发出命令关闭胶阀，注胶机构退回至原位置；

（4）、若控制系统收到的是配粉命令，则控制系统控制高速翻转倒物机构进行荧光粉的高速称量操作，首先控制系统根据配粉命令控制夹具夹取相应的荧光粉料斗，并通过步进电机控制支撑平台旋转一定的角度，使荧光粉料斗置于旋转移动载物平台上方，进而步进电机带动翻转台翻转，使夹具夹取荧光粉料斗成一定的角度倾倒荧光粉，荧光粉的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面，并发送控制命令至控制系统，当荧光粉重量达到预设值时，则发送控制命令，步进电机带动翻转台翻转至原位置，进而控制支撑平台旋转至初始位置，打开夹具放置荧光粉料斗；

（5）、进而微量成分称重系统控制振粉机构进行荧光粉微量成分称重，首先步进电机带动传动装置使振粉机构运动至胶杯上方，振动器振动并带动防塞输送管振动，使荧光粉向出料口方向运动，并进入胶杯中，胶杯的重量经过串口通讯模块反馈至上位机，并实时调节振动器的振动频率，当荧光粉的重量在精度范围内时，控制系统发出命令停止配粉，步进电机带动振粉机构回到初始位置；

（6）、重复步骤（3）~步骤（5），直到订单内的物料全部配制完成。

本发明相对于现有技术，具有如下的优点及效果：

本发明包括旋转移动载物平台、高速翻转倒物机构、微量成分称重系统、控制系统、注胶机构及智能配比反馈系统，本发明将配粉过程划分为高速配比与微量成分配比两个阶段，解决了配比过程全程振动配比所造成的效率低的问题，本发明基于自动化装置，结构简单，配比速度快，可用于大功率LED大容量荧光粉胶的高速自动化配比工作。

附图说明

图1是本发明实施例的高速翻转倒物机构示意图。

图2是本发明实施例的微量成分振粉机构示意图。

图3是本发明实施例的注胶机构示意图。

图4是本发明实施例的大功率LED荧光粉胶配比工艺流程图。

图中：1-荧光粉料斗；2-夹具；3-翻转台；4-支撑平台；5-步进电机；6-光电传感器；7-连接杆；8-物料仓；9-防塞输送管；10-筛网；11-振动器；12-针头；13-胶阀；14-支架；15-胶管；16-空压机。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明的发明目的作进一步详细地描述，实施例不能在此一一赘述，但本发明的实施方式并不因此限定于以下实施例。

实施例

如图1至4所示，一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，包括旋转移动载物平台、高速翻转倒物机构、微量成分称重系统、控制系统、注胶机构以及智能配比反馈系统。

所述旋转移动载物平台上方放置胶杯，左侧安装有光电传感器，用于检测胶杯，胶杯下方放置精密电子秤，用于称量荧光粉胶重量。

如图1所示，所述高速翻转倒物机构包括荧光粉料斗1、夹具2、步进电机5、支撑平台4、翻转台3、光电传感器6。所述步进电机5与支撑平台4相连，用于控制支撑平台4旋转，所述翻转台3连接在支撑平台4一端，并随支撑平台4旋转，所述夹具2固定于翻转台3上，用于夹住荧光粉料斗1，所述的光电传感器6相对荧光粉料斗1设置。

所述步进电机5由控制系统控制，步进电机5通过连接支撑平台4旋转一定的角度，带动翻转台3旋转，使荧光粉料斗1置于旋转移动载物平台上方。

所述翻转台3通过连接杆7与连接孔固定夹具，步进电机5带动翻转台3翻转，可使夹具2以所述两连接孔为轴线实现180°翻转。

所述夹具2用于固定荧光粉料斗1，控制系统控制夹具2夹取相应的荧光粉料斗1，通过翻转机构置于旋转移动载物平台上方，并旋转一定的角度向胶杯中倾倒荧光粉，荧光粉重量达到一定值时，翻转机构将夹具2旋转到原位置，停止倾倒荧光粉。

如图2所示，所述微量成分称重系统包括振粉机构、步进电机以及X轴传动装置，步进电机带动传动装置使得振粉机构运动至胶杯上方，并由控制系统控制进行配料操作。

振粉机构包括物料仓8、防塞输送管9、筛网10、振动器11，所述物料仓8用于放置荧光粉，所述防塞输送管9用于传送荧光粉，所述筛网10安装在防塞输送管9的末端，防止荧光粉出现溅射现象，控制系统通过分析重量信号，发送控制命令实时控制振动器11的振动频率，所述防塞输送管9连接振动器11，振动器11带动防塞输送管9振动，使荧光粉向出料口方向运动，实现荧光粉的微量控制。

如图3所示，所述注胶机构包括空压机16、安装有针头12的胶阀13、胶管15以及支架14，胶阀13安装在支架14上，并通过胶管15与空压机16连接，控制系统带动胶阀13运动至旋转移动载物平台上方，并根据电子秤提供的物料重量来实时控制胶阀13的开闭。

智能配比反馈软件系统包括基于MFC的荧光粉胶配比控制界面、串口通讯模块、SQL SERVER数据库管理系统、报警装置、打印机与条码扫描装置。

基于MFC的荧光粉胶配比控制界面操作简单人机交互性强，通过串口通讯模块与下位机相连，用于获取下位机的重量信号，显示在界面上，并将上位机的配料信号下发至下位机，实现上下位机的实时通信，所述SQL SERVER数据库用于数据的存储，显示等操作。

所述报警装置用于提示用户配粉配胶过程信息以及操作提示信息。

所述打印机用于打印物料的详细信息以及条码信息，所述条码扫描装置用于扫描条形码，并将条码信息输入界面并保存至数据库。

如图4所示，一种用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置控制方法，采用所述用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置实现，包括如下步骤：

（1）、启动用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置，并打开所述智能配比反馈系统的荧光粉胶配比控制界面；

（2）、荧光粉胶配比控制界面编辑所要配制的物料类型信息、物料信息、配方信息、订单信息，并审核无误后，将所需配料信息经由串口通讯模块发送至下位机的控制系统，控制系统根据串口通讯命令控制高速翻转倒物机构进行相应的配粉配胶操作；

（3）、若控制系统收到的是配胶命令，则控制系统控制注胶机构进行配胶，首先步进电机带动传动装置使注胶机构运动至旋转移动载物平台上方，打开胶阀，进行注胶操作，胶的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面上，注胶完成后，控制系统发出命令关闭胶阀，注胶机构退回至原位置；

（4）、若控制系统收到的是配粉命令，则控制系统控制高速翻转倒物机构进行荧光粉的高速称量操作，首先控制系统根据配粉命令控制夹具夹取相应的荧光粉料斗，并通过步进电机控制支撑平台旋转一定的角度，使荧光粉料斗置于旋转移动载物平台上方，进而步进电机带动翻转台翻转，使夹具夹取荧光粉料斗成一定的角度倾倒荧光粉，荧光粉的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面，并发送控制命令至控制系统，当荧光粉重量达到预设值时，则发送控制命令，步进电机带动翻转台翻转至原位置，进而控制支撑平台旋转至初始位置，打开夹具放置荧光粉料斗；

（5）、进而微量成分称重系统控制振粉机构进行荧光粉微量成分称重，首先步进电机带动传动装置使振粉机构运动至胶杯上方，振动器振动并带动防塞输送管振动，使荧光粉向出料口方向运动，并进入胶杯中，胶杯的重量经过串口通讯模块反馈至上位机，并实时调节振动器的振动频率，当荧光粉的重量在精度范围内时，控制系统发出命令停止配粉，步进电机带动振粉机构回到初始位置；

（6）、重复步骤（3）~步骤（5），直到订单内的物料全部配制完成。

综上所述，便可较好地实现本发明。

本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，包括旋转移动载物平台，其特征在于，还包括高速翻转倒物机构、微量成分称重系统、控制系统、注胶机构、智能配比反馈系统，

所述旋转移动载物平台上方放置胶杯，左侧安装有光电传感器，用于检测胶杯，胶杯下方放置精密电子秤，用于称量荧光粉胶重量；

所述高速翻转倒物机构包括荧光粉料斗、夹具、步进电机、支撑平台、翻转台、光电传感器，所述步进电机与支撑平台相连，用于控制支撑平台旋转，所述翻转台连接在支撑平台一端，并随支撑平台旋转，所述夹具固定于翻转台上，用于夹住荧光粉料斗，所述的光电传感器相对荧光粉料斗设置；

所述微量成分称重系统包括振粉机构、步进电机以及X轴传动装置，步进电机带动传动装置使得振粉机构运动至胶杯上方，并由控制系统控制进行配料操作；

所述注胶机构包括空压机、安装有针头的胶阀、胶管以及支架，胶阀安装在支架上，并通过胶管与空压机连接；控制系统带动胶阀运动至旋转移动载物平台上方，并根据电子秤提供的物料重量来实时控制胶阀的开闭；

所述智能配比反馈系统用于获取并显示下位机的重量信号、将上位机的配料信号下发至下位机，实现上下位机的实时通信。

2.根据权利要求1所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述步进电机由控制系统控制，步进电机通过连接支撑平台旋转一定的角度，带动翻转台旋转，使荧光粉料斗置于旋转移动载物平台上方。

3.根据权利要求2所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述翻转台通过连接杆与连接孔固定夹具，所述步进电机带动翻转台翻转，使夹具以所述两连接孔为轴线实现180°翻转。

4.根据权利要求2所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述夹具用于固定荧光粉料斗，控制系统控制夹具夹取相应的荧光粉料斗，通过翻转机构置于旋转移动载物平台上方，并旋转一定的角度向胶杯中倾倒荧光粉，荧光粉重量达到一定值时，翻转机构将夹具旋转到原位置，停止倾倒荧光粉。

5.根据权利要求1所述的一一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：

所述振粉机构包括物料仓、防塞输送管、筛网、振动器，所述物料仓用于放置荧光粉，所述防塞输送管用于传送荧光粉，所述筛网安装在防塞输送管的末端，防止荧光粉出现溅射现象，控制系统通过分析重量信号，发送控制命令实时控制振动器的振动频率，所述防塞输送管连接振动器，振动器带动防塞输送管振动，使荧光粉向出料口方向运动，实现荧光粉的微量控制。

6.根据权利要求1所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述智能配比反馈系统包括荧光粉胶配比控制界面、串口通讯模块、数据库，

所述荧光粉胶配比控制界面通过串口通讯模块与下位机相连，用于获取下位机的重量信号，显示在界面上，并将上位机的配料信号下发至下位机，实现上、下位机的实时通信，所述数据库用于数据的存储、显示操作。

7.据权利要求6所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述智能配比反馈系统还包括报警装置，用于提示用户配粉配胶过程信息以及操作提示信息。

8.据权利要求6或7所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述智能配比反馈系统还包括打印机与条码扫描装置，所述打印机用于打印物料的详细信息以及条码信息，所述条码扫描装置用于扫描条形码，并将条码信息输入界面并保存至数据库。

9.据权利要求6所述的一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置，其特征在于：所述荧光粉胶配比控制界面基于MFC，所述的数据库为SQL SERVER数据库管理系统。

10.一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置控制方法，采用权利要求1至9任一项所述一种用于LED荧光粉胶配比的自动化装置实现，其特征在于，其包括如下步骤：

（1）、启动用于大功率LED荧光粉胶配比的自动化装置，并打开所述智能配比反馈系统的荧光粉胶配比控制界面；

（2）、荧光粉胶配比控制界面编辑所要配制的物料类型信息、物料信息、配方信息、订单信息，并审核无误后，将所需配料信息经由串口通讯模块发送至下位机的控制系统，控制系统根据串口通讯命令控制高速翻转倒物机构进行相应的配粉配胶操作；

（3）、若控制系统收到的是配胶命令，则控制系统控制注胶机构进行配胶，首先步进电机带动传动装置使注胶机构运动至旋转移动载物平台上方，打开胶阀，进行注胶操作，胶的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面上，注胶完成后，控制系统发出命令关闭胶阀，注胶机构退回至原位置；

（4）、若控制系统收到的是配粉命令，则控制系统控制高速翻转倒物机构进行荧光粉的高速称量操作，首先控制系统根据配粉命令控制夹具夹取相应的荧光粉料斗，并通过步进电机控制支撑平台旋转一定的角度，使荧光粉料斗置于旋转移动载物平台上方，进而步进电机带动翻转台翻转，使夹具夹取荧光粉料斗成一定的角度倾倒荧光粉，荧光粉的重量通过串口通讯模块显示于上位机界面，并发送控制命令至控制系统，当荧光粉重量达到预设值时，则发送控制命令，步进电机带动翻转台翻转至原位置，进而控制支撑平台旋转至初始位置，打开夹具放置荧光粉料斗；

（5）、进而微量成分称重系统控制振粉机构进行荧光粉微量成分称重，首先步进电机带动传动装置使振粉机构运动至胶杯上方，振动器振动并带动防塞输送管振动，使荧光粉向出料口方向运动，并进入胶杯中，胶杯的重量经过串口通讯模块反馈至上位机，并实时调节振动器的振动频率，当荧光粉的重量在精度范围内时，控制系统发出命令停止配粉，步进电机带动振粉机构回到初始位置；

（6）、重复步骤（3）~步骤（5），直到订单内的物料全部配制完成。