全自動LED混燈機(jī)控制系統(tǒng)的設(shè)計(jì)

【摘 要】以單片機(jī)為控制核心，設(shè)計(jì)了一套全自動LED混燈機(jī)控制系統(tǒng)。系統(tǒng)以傳感器采集各輸入電信號，按鈕作為輸入設(shè)備，使用程序控制相應(yīng)執(zhí)行機(jī)構(gòu)實(shí)現(xiàn)混燈機(jī)的裝料、送料、混勻、均分等動作，完成高效率的全自動混燈，并避免LED在混燈過程中受到損傷。

【關(guān)鍵詞】LED 混燈機(jī) 控制系統(tǒng)

中圖分類號：TP212 文獻(xiàn)標(biāo)志碼：A

Abstract： Develop a control system of LED Automatic Mixers Machine. The system use SCM as control core， acquisition input signal though sensors， use button as Input devices. Use the program to control the corresponding actuator to achieve charging， feeding， mixing， averaging and other activities. The system is able to Finish the task with high efficiency and to avoid LED damage in the process.

Key words： LED； Mixers； control system

一、概述

混燈工藝是LED封裝工藝流程中一道很重要的工序。它對LED燈珠，除靜電，混合均勻，達(dá)到亮度平衡起到非常重要的作用。對LED顯示屏而言，混燈就是使不同顏色的LED燈混合均勻，以期LED顯示屏上的LED燈亮度、波長、光通量、電壓值等參數(shù)達(dá)到均衡分布，使LED屏不會有花屏現(xiàn)象。

目前，行業(yè)內(nèi)的混燈工藝主要采用人工的方式，即操作人員鋪好防靜電包裝紙，佩戴好靜電環(huán)，防靜電手套，打開離子風(fēng)機(jī)將準(zhǔn)備好的LED燈按要求倒入不同的膠盆內(nèi)，LED燈堆積的高度一般不能超過膠盆深度的2/3；然后用雙手把一個膠盆的LED燈捧到另一個膠盆中，并把LED燈分散均勻，為了使LED燈混合均勻，只能采用輕灑的方式，重復(fù)上述動作一般不少于6次，才能基本把LED燈混合均勻。但此種混合方式效率低，投入人力大，以10KK材料為例，大約需要30-40人，混燈的時(shí)間一般在4-6小時(shí)，另外人工混燈的粒度、頻率、數(shù)量很難保持一致，混燈的均勻性難以提高，如果其中一部分人手法不當(dāng)，會造成整批材料混合不均勻，而且容易損壞LED燈的燈腳，刮花LED燈的表面。

行業(yè)內(nèi)也有采用設(shè)備混燈的方式，這種混燈設(shè)備一般是把材料作為一個整體，采用機(jī)械攪拌的方式。這種類型的設(shè)備具有如下缺點(diǎn)：只能混合300K左右的材料，對數(shù)量龐大如10KK以上的材料沒辦法處理；采用攪拌的方式，容易損傷LED燈，產(chǎn)生掉墨、PPA缺角、燈腳變形等缺陷。

隨著LED封裝產(chǎn)業(yè)的迅速發(fā)展，目前的封裝工藝已經(jīng)十分的完善和高效。如果在封裝工藝流程的某個環(huán)節(jié)的效率上有很大的改進(jìn)，那么對于整個LED封裝產(chǎn)業(yè)將是一次很大的提升。如何克服以上混燈方式和混燈設(shè)備所帶來的缺陷，成為業(yè)內(nèi)研究的重點(diǎn)。

二、系統(tǒng)方案

全自動LED混燈機(jī)的混燈方案分為混勻和均分兩個部分。混勻部分采用具有特定結(jié)構(gòu)的漏斗實(shí)現(xiàn)，均分部分采用漏斗放料的方式進(jìn)行，放料流量的控制通過電磁閥控制氣缸完成?；鞜魴C(jī)支架主體上部設(shè)置有能夠橫向滑動的混勻漏斗，在混勻漏斗的下方設(shè)置由若干均分漏斗構(gòu)成的均分漏斗組，在均分漏斗組下方設(shè)置有傳送帶，在支架主體的一側(cè)設(shè)置升降梯，該升降梯上設(shè)置可上下移動并翻到的轉(zhuǎn)料箱，轉(zhuǎn)料箱緊靠傳送帶一端，具體結(jié)構(gòu)如圖1所示。

根據(jù)工藝要求，設(shè)計(jì)系統(tǒng)控制方案如下：裝料——>混勻漏斗橫向運(yùn)動——>均分漏斗組電磁閥按一定頻率動作——>傳送帶動作（輸送混合后的LED至轉(zhuǎn)料箱）——>混勻漏斗到達(dá)終點(diǎn)后返回起點(diǎn)——>均分漏斗組電磁閥延時(shí)一段時(shí)間后停止動作——>傳送帶延時(shí)一段時(shí)間后停止動作——>轉(zhuǎn)料箱沿升降梯上升（將混合后的LED倒入混勻漏斗）然后返回原位。如此反復(fù)3次。

三、控制系統(tǒng)硬件及軟件設(shè)計(jì)

控制電路以AT89S52單片機(jī)為核心，圖2是系統(tǒng)硬件框圖，所有電路的控制與信號的處理都由單片機(jī)完成。單片機(jī)的外圍電路主要有：限位開關(guān)等傳感器輸入信號電路、鍵盤輸入電路、電機(jī)控制電路等。

對于輸入信號部分，共設(shè)置6個限位開關(guān)：升降梯限位開關(guān)2個，混勻漏斗限位開關(guān)2個，轉(zhuǎn)料箱限位開關(guān)2個，限位開關(guān)信號與單片機(jī)的6個I/O口連接；鍵盤輸入部分設(shè)置啟動、停止兩個按鈕，使用2個I/O口；正常、故障兩個指示燈使用2個I/O口；電機(jī)共4個，升降梯、混勻漏斗、傳送帶和轉(zhuǎn)料箱各1個，其中除傳送帶電機(jī)不需要控制方向外，其余3個電機(jī)均需要能夠正反轉(zhuǎn)?；靹蚵┒泛途致┒废虏扛饔?個電磁閥。本項(xiàng)目軟件采用C語言模塊化編程，將程序也分為主程序模塊、限位開關(guān)信號模塊、鍵盤掃描模塊等。利用主程序?qū)Ω髂K按時(shí)序進(jìn)行調(diào)用，以增強(qiáng)了程序的可讀性和可移植性，圖3為控制程序流程圖。工作人員將需要混合的LED放于混勻漏斗內(nèi)，按下啟動按鈕后，程序啟動。混勻漏斗電機(jī)動作，帶動混勻漏斗從起始位置勻速運(yùn)行，混勻漏斗內(nèi)LED自動倒入均分漏斗，均分漏斗電磁閥動作，打開漏斗下部開關(guān)，使LED落到傳送帶上，由傳送帶輸送至轉(zhuǎn)料箱。傳送帶停止后，轉(zhuǎn)料箱電機(jī)動作，從接料位置運(yùn)行至升降梯并由升降梯上升至混勻漏斗初始位置，如此往復(fù)運(yùn)行3次，設(shè)備停止，完成自動混燈。

四、結(jié)束語

論文對設(shè)計(jì)的全自動LED混燈機(jī)控制系統(tǒng)進(jìn)行了介紹，實(shí)現(xiàn)混燈機(jī)的裝料、送料、混勻、均分等動作，完成高效率的全自動混燈，并避免LED在混燈過程中受到損傷。

基金項(xiàng)目：浙江省2013年高等學(xué)校訪問工程師校企合作項(xiàng)目（項(xiàng)目編號： FW2013103）

作者簡介：

樓京京（1980-），女，浙江義烏人，講師，碩士，主要從事智能控制方面的研究。義烏工商職業(yè)技術(shù)學(xué)院。