LED燈具自動燒機線設計與開發

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，必將引起照明領域一場新的革命。自從白光LED出現，無論是發光原理還是功能等方面，都具有其他傳統光源無法匹敵的優勢，因此，LED照明已成為21世紀照明領域的一種趨勢[1]。受某知名LED生產商委托，本研究要研發制造LED燈具自動燒機線，該生產線用于LED燈管的在線老化和檢測，本部分的結構與嵌入式設計包含整個設備的老化和檢測的硬件部分，以及老化線的狀態控制、狀態反饋和電力供給。

關鍵詞： LED 燒機線 設計 開發

1.設計目標

該LED燈具自動燒機線，主要由以下幾個部分構成：

（1）老化線，老化區動力部件：主要包括老化線的框架和驅動電機組件等。

（2）檢測區框架和動力部件：主要包括檢測區硬件框架和檢測區動力部件。

（3）驅動供電和檢測供電系統：全線的動力供電、老化供電和檢測供電系統。

（4）局部控制部件和傳感器系統：限位控制部件、傳感器部件。

（5）燈架部件：LED日光燈多種類適應燈架。

（6）自動出料系統：區分不良品的分流式出料系統。

2.技術參數

（1）產線寬度：約2m；配多功能支架，適用LED日光燈規格：0.6～1.5m，可根據客戶需要調整。

（2）檢測系統寬度：約2m；包含電機加減速距離。

（3）燒機部分最大存儲容量：240只；燈架數量：250只。

（4）燒機時間可控，1.5小時以內，可根據客戶需要自行調節。

（5）供電系統電壓：90～280V，AC可調，50/60Hz。

（6）實現單只燈管（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通電。

（8）系統具備溫控功能，確保燒機期間艙內環境溫度控制在35℃以內。

3.技術特征

（1）老化線技術特征

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

（2）檢測區技術特征

檢測區具備支架上升功能，LED支架在到達檢測區限位點后，自動上升至檢測點，上升過程中不斷電。檢測區提供單獨電源，方便進行電量檢測。檢測區的光參數掃描需提供動力，數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動接口。

（3）供電系統技術特征

供電系統包括2～3個子系統，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≥4000W，并具有過流保護功能。各個子系統需單獨設置保險絲盒，防止流水線過流斷電等意外情況發生時，系統同時斷電。

（4）局部控制部件和傳感器部件技術特征

局部控制部件包括老化結束區限位控制部件、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的開關式傳感器和3個條碼掃描器，三個開關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老化結束端，用于觸發燈管到達信號，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，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，應向主機發送代碼報警；流水線發生卡件、斷電、動力失靈等故障時，向主機發送代碼報警，并自動停線，在主機發送解除命令前，流水線不可運行。

（5）燈架部件技術特征

燈架部件具備可調功能，可以調節安裝長度（600～1500mm）。為了保障檢測范圍300°，燈架的設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，燈架設計后期會有進一步明確的設計指標。

燈架要求可安裝驅動電源，驅動電源為350mA，50～90V恒流電源。

（6）自動出料系統技術特征

自動出料系統是在檢測完成后，如得到“產品合格”的檢測結論，則燈管從正常輸出端流出產線；如得到“產品異常”的檢測結論，則燈管從不良品輸出端流出產線。

4.結語

燒機線設計最終設計方案如圖所示，在實際裝配調試中發現了不足之處，在今后的設計中，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.21世紀照明新光源.照明工程學報，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【2012】36號）數控一代創新支撐平臺建設論文之一。