LED燈具自動燒機線設(shè)計與開發(fā)

袁平 杜勇奕 袁鋼

摘 要： LED照明尤其是高亮度LED被譽為21世紀最有價值的光源，必將引起照明領(lǐng)域一場新的革命。自從白光LED出現(xiàn)，無論是發(fā)光原理還是功能等方面，都具有其他傳統(tǒng)光源無法匹敵的優(yōu)勢，因此，LED照明已成為21世紀照明領(lǐng)域的一種趨勢[1]。受某知名LED生產(chǎn)商委托，本研究要研發(fā)制造LED燈具自動燒機線，該生產(chǎn)線用于LED燈管的在線老化和檢測，本部分的結(jié)構(gòu)與嵌入式設(shè)計包含整個設(shè)備的老化和檢測的硬件部分，以及老化線的狀態(tài)控制、狀態(tài)反饋和電力供給。

關(guān)鍵詞： LED 燒機線 設(shè)計 開發(fā)

1.設(shè)計目標

該LED燈具自動燒機線，主要由以下幾個部分構(gòu)成：

（1）老化線，老化區(qū)動力部件：主要包括老化線的框架和驅(qū)動電機組件等。

（2）檢測區(qū)框架和動力部件：主要包括檢測區(qū)硬件框架和檢測區(qū)動力部件。

（3）驅(qū)動供電和檢測供電系統(tǒng)：全線的動力供電、老化供電和檢測供電系統(tǒng)。

（4）局部控制部件和傳感器系統(tǒng)：限位控制部件、傳感器部件。

（5）燈架部件：LED日光燈多種類適應(yīng)燈架。

（6）自動出料系統(tǒng)：區(qū)分不良品的分流式出料系統(tǒng)。

2.技術(shù)參數(shù)

（1）產(chǎn)線寬度：約2m；配多功能支架，適用LED日光燈規(guī)格：0.6～1.5m，可根據(jù)客戶需要調(diào)整。

（2）檢測系統(tǒng)寬度：約2m；包含電機加減速距離。

（3）燒機部分最大存儲容量：240只；燈架數(shù)量：250只。

（4）燒機時間可控，1.5小時以內(nèi)，可根據(jù)客戶需要自行調(diào)節(jié)。

（5）供電系統(tǒng)電壓：90～280V，AC可調(diào)，50/60Hz。

（6）實現(xiàn)單只燈管（支架）可識別，便于燒機時間的控制。

（7）燒機部分與傳輸檢測部分的銜接保持持續(xù)通電。

（8）系統(tǒng)具備溫控功能，確保燒機期間艙內(nèi)環(huán)境溫度控制在35℃以內(nèi)。

3.技術(shù)特征

（1）老化線技術(shù)特征

老化線和檢測區(qū)保持全程不斷電，老化區(qū)結(jié)束區(qū)具備等待功能，確保老化時間達到后才放行進入檢測區(qū)。在老化區(qū)入口設(shè)置緩沖區(qū)，確保老化時間不超過也不少于設(shè)置的老化時間。

（2）檢測區(qū)技術(shù)特征

檢測區(qū)具備支架上升功能，LED支架在到達檢測區(qū)限位點后，自動上升至檢測點，上升過程中不斷電。檢測區(qū)提供單獨電源，方便進行電量檢測。檢測區(qū)的光參數(shù)掃描需提供動力，數(shù)控所提供動力所需的電機和配套部件，并留出脈沖方式的驅(qū)動接口。

（3）供電系統(tǒng)技術(shù)特征

供電系統(tǒng)包括2～3個子系統(tǒng)，LED燈管的老化和檢測用電必須單獨采用隔離式供電，老化和檢測供電功率應(yīng)≥4000W，并具有過流保護功能。各個子系統(tǒng)需單獨設(shè)置保險絲盒，防止流水線過流斷電等意外情況發(fā)生時，系統(tǒng)同時斷電。

（4）局部控制部件和傳感器部件技術(shù)特征

局部控制部件包括老化結(jié)束區(qū)限位控制部件、檢測限位部件兩個控制部件，主要用于控制老化時間和控制被測件的限位并上升。

傳感器部件包括三個到達觸發(fā)的開關(guān)式傳感器和3個條碼掃描器，三個開關(guān)式傳感器主要安裝在以下幾個位置：

①入料端，用于記錄入料時間，用于計算老化完成的出料時間。

②老化結(jié)束端，用于觸發(fā)燈管到達信號，作為限位控制部件的動作條件之一。

③檢測限位點，用于觸發(fā)被測件到達信號，作為將被測件舉起至檢測點的動作條件。

條碼掃描器安裝于檢測區(qū)，用于記錄被測件的ID。

老化和檢測流水線要具備安全保護功能和故障報警功能，在功率超出安全范圍時，應(yīng)向主機發(fā)送代碼報警；流水線發(fā)生卡件、斷電、動力失靈等故障時，向主機發(fā)送代碼報警，并自動停線，在主機發(fā)送解除命令前，流水線不可運行。

（5）燈架部件技術(shù)特征

燈架部件具備可調(diào)功能，可以調(diào)節(jié)安裝長度（600～1500mm）。為了保障檢測范圍300°，燈架的設(shè)計要考慮到不允許遮擋300°的出光范圍。由于客戶方尚有燈具型號沒有確定，燈架設(shè)計后期會有進一步明確的設(shè)計指標。

燈架要求可安裝驅(qū)動電源，驅(qū)動電源為350mA，50～90V恒流電源。

（6）自動出料系統(tǒng)技術(shù)特征

自動出料系統(tǒng)是在檢測完成后，如得到“產(chǎn)品合格”的檢測結(jié)論，則燈管從正常輸出端流出產(chǎn)線；如得到“產(chǎn)品異常”的檢測結(jié)論，則燈管從不良品輸出端流出產(chǎn)線。

4.結(jié)語

燒機線設(shè)計最終設(shè)計方案如圖所示，在實際裝配調(diào)試中發(fā)現(xiàn)了不足之處，在今后的設(shè)計中，燈架的回收及拷機的效率要有所提升。

參考文獻：

[1]周太明，宋賢杰，周偉，周永業(yè).21世紀照明新光源.照明工程學(xué)報，2001，12（4）：37-40.

本文為江蘇省常州市科教城科技項目（常科教城發(fā)【2012】36號）數(shù)控一代創(chuàng)新支撐平臺建設(shè)論文之一。