论文部分内容阅读
【摘 要】以单片机为控制核心，设计了一套全自动LED混灯机控制系统。系统以传感器采集各输入电信号，按钮作为输入设备，使用程序控制相应执行机构实现混灯机的装料、送料、混匀、均分等动作，完成高效率的全自动混灯，并避免LED在混灯过程中受到损伤。
【关键词】LED 混灯机 控制系统
中图分类号：TP212 文献标志码：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
混灯工艺是LED封装工艺流程中一道很重要的工序。它对LED灯珠，除静电，混合均匀，达到亮度平衡起到非常重要的作用。对LED显示屏而言，混灯就是使不同颜色的LED灯混合均匀，以期LED显示屏上的LED灯亮度、波长、光通量、电压值等参数达到均衡分布，使LED屏不会有花屏现象。
目前，行业内的混灯工艺主要采用人工的方式，即操作人员铺好防静电包装纸，佩戴好静电环，防静电手套，打开离子风机将准备好的LED灯按要求倒入不同的胶盆内，LED灯堆积的高度一般不能超过胶盆深度的2/3；然后用双手把一个胶盆的LED灯捧到另一个胶盆中，并把LED灯分散均匀，为了使LED灯混合均匀，只能采用轻洒的方式，重复上述动作一般不少于6次，才能基本把LED灯混合均匀。但此种混合方式效率低，投入人力大，以10KK材料为例，大约需要30-40人，混灯的时间一般在4-6小时，另外人工混灯的粒度、频率、数量很难保持一致，混灯的均匀性难以提高，如果其中一部分人手法不当，会造成整批材料混合不均匀，而且容易损坏LED灯的灯脚，刮花LED灯的表面。
行业内也有采用设备混灯的方式，这种混灯设备一般是把材料作为一个整体，采用机械搅拌的方式。这种类型的设备具有如下缺点：只能混合300K左右的材料，对数量庞大如10KK以上的材料没办法处理；采用搅拌的方式，容易损伤LED灯，产生掉墨、PPA缺角、灯脚变形等缺陷。
随着LED封装产业的迅速发展，目前的封装工艺已经十分的完善和高效。如果在封装工艺流程的某个环节的效率上有很大的改进，那么对于整个LED封装产业将是一次很大的提升。如何克服以上混灯方式和混灯设备所带来的缺陷，成为业内研究的重点。
二、系统方案
全自动LED混灯机的混灯方案分为混匀和均分两个部分。混匀部分采用具有特定结构的漏斗实现，均分部分采用漏斗放料的方式进行，放料流量的控制通过电磁阀控制气缸完成。混灯机支架主体上部设置有能够横向滑动的混匀漏斗，在混匀漏斗的下方设置由若干均分漏斗构成的均分漏斗组，在均分漏斗组下方设置有传送带，在支架主体的一侧设置升降梯，该升降梯上设置可上下移动并翻到的转料箱，转料箱紧靠传送带一端，具体结构如图1所示。
根据工艺要求，设计系统控制方案如下：装料——>混匀漏斗横向运动——>均分漏斗组电磁阀按一定频率动作——>传送带动作（输送混合后的LED至转料箱）——>混匀漏斗到达终点后返回起点——>均分漏斗组电磁阀延时一段时间后停止动作——>传送带延时一段时间后停止动作——>转料箱沿升降梯上升（将混合后的LED倒入混匀漏斗）然后返回原位。如此反复3次。
三、控制系统硬件及软件设计
控制电路以AT89S52单片机为核心，图2是系统硬件框图，所有电路的控制与信号的处理都由单片机完成。单片机的外围电路主要有：限位开关等传感器输入信号电路、键盘输入电路、电机控制电路等。
对于输入信号部分，共设置6个限位开关：升降梯限位开关2个，混匀漏斗限位开关2个，转料箱限位开关2个，限位开关信号与单片机的6个I/O口连接；键盘输入部分设置启动、停止两个按钮，使用2个I/O口；正常、故障两个指示灯使用2个I/O口；电机共4个，升降梯、混匀漏斗、传送带和转料箱各1个，其中除传送带电机不需要控制方向外，其余3个电机均需要能够正反转。混匀漏斗和均分漏斗下部各有1个电磁阀。本项目软件采用C语言模块化编程，将程序也分为主程序模块、限位开关信号模块、键盘扫描模块等。利用主程序对各模块按时序进行调用，以增强了程序的可读性和可移植性，图3为控制程序流程图。工作人员将需要混合的LED放于混匀漏斗内，按下启动按钮后，程序启动。混匀漏斗电机动作，带动混匀漏斗从起始位置匀速运行，混匀漏斗内LED自动倒入均分漏斗，均分漏斗电磁阀动作，打开漏斗下部开关，使LED落到传送带上，由传送带输送至转料箱。传送带停止后，转料箱电机动作，从接料位置运行至升降梯并由升降梯上升至混匀漏斗初始位置，如此往复运行3次，设备停止，完成自动混灯。
四、结束语
论文对设计的全自动LED混灯机控制系统进行了介绍，实现混灯机的装料、送料、混匀、均分等动作，完成高效率的全自动混灯，并避免LED在混灯过程中受到损伤。
基金项目：浙江省2013年高等学校访问工程师校企合作项目（项目编号： FW2013103）
作者简介：
楼京京（1980-），女，浙江义乌人，讲师，硕士，主要从事智能控制方面的研究。义乌工商职业技术学院。
【关键词】LED 混灯机 控制系统
中图分类号：TP212 文献标志码：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
混灯工艺是LED封装工艺流程中一道很重要的工序。它对LED灯珠，除静电，混合均匀，达到亮度平衡起到非常重要的作用。对LED显示屏而言，混灯就是使不同颜色的LED灯混合均匀，以期LED显示屏上的LED灯亮度、波长、光通量、电压值等参数达到均衡分布，使LED屏不会有花屏现象。
目前，行业内的混灯工艺主要采用人工的方式，即操作人员铺好防静电包装纸，佩戴好静电环，防静电手套，打开离子风机将准备好的LED灯按要求倒入不同的胶盆内，LED灯堆积的高度一般不能超过胶盆深度的2/3；然后用双手把一个胶盆的LED灯捧到另一个胶盆中，并把LED灯分散均匀，为了使LED灯混合均匀，只能采用轻洒的方式，重复上述动作一般不少于6次，才能基本把LED灯混合均匀。但此种混合方式效率低，投入人力大，以10KK材料为例，大约需要30-40人，混灯的时间一般在4-6小时，另外人工混灯的粒度、频率、数量很难保持一致，混灯的均匀性难以提高，如果其中一部分人手法不当，会造成整批材料混合不均匀，而且容易损坏LED灯的灯脚，刮花LED灯的表面。
行业内也有采用设备混灯的方式，这种混灯设备一般是把材料作为一个整体，采用机械搅拌的方式。这种类型的设备具有如下缺点：只能混合300K左右的材料，对数量庞大如10KK以上的材料没办法处理；采用搅拌的方式，容易损伤LED灯，产生掉墨、PPA缺角、灯脚变形等缺陷。
随着LED封装产业的迅速发展，目前的封装工艺已经十分的完善和高效。如果在封装工艺流程的某个环节的效率上有很大的改进，那么对于整个LED封装产业将是一次很大的提升。如何克服以上混灯方式和混灯设备所带来的缺陷，成为业内研究的重点。
二、系统方案
全自动LED混灯机的混灯方案分为混匀和均分两个部分。混匀部分采用具有特定结构的漏斗实现，均分部分采用漏斗放料的方式进行，放料流量的控制通过电磁阀控制气缸完成。混灯机支架主体上部设置有能够横向滑动的混匀漏斗，在混匀漏斗的下方设置由若干均分漏斗构成的均分漏斗组，在均分漏斗组下方设置有传送带，在支架主体的一侧设置升降梯，该升降梯上设置可上下移动并翻到的转料箱，转料箱紧靠传送带一端，具体结构如图1所示。
根据工艺要求，设计系统控制方案如下：装料——>混匀漏斗横向运动——>均分漏斗组电磁阀按一定频率动作——>传送带动作（输送混合后的LED至转料箱）——>混匀漏斗到达终点后返回起点——>均分漏斗组电磁阀延时一段时间后停止动作——>传送带延时一段时间后停止动作——>转料箱沿升降梯上升（将混合后的LED倒入混匀漏斗）然后返回原位。如此反复3次。
三、控制系统硬件及软件设计
控制电路以AT89S52单片机为核心，图2是系统硬件框图，所有电路的控制与信号的处理都由单片机完成。单片机的外围电路主要有：限位开关等传感器输入信号电路、键盘输入电路、电机控制电路等。
对于输入信号部分，共设置6个限位开关：升降梯限位开关2个，混匀漏斗限位开关2个，转料箱限位开关2个，限位开关信号与单片机的6个I/O口连接；键盘输入部分设置启动、停止两个按钮，使用2个I/O口；正常、故障两个指示灯使用2个I/O口；电机共4个，升降梯、混匀漏斗、传送带和转料箱各1个，其中除传送带电机不需要控制方向外，其余3个电机均需要能够正反转。混匀漏斗和均分漏斗下部各有1个电磁阀。本项目软件采用C语言模块化编程，将程序也分为主程序模块、限位开关信号模块、键盘扫描模块等。利用主程序对各模块按时序进行调用，以增强了程序的可读性和可移植性，图3为控制程序流程图。工作人员将需要混合的LED放于混匀漏斗内，按下启动按钮后，程序启动。混匀漏斗电机动作，带动混匀漏斗从起始位置匀速运行，混匀漏斗内LED自动倒入均分漏斗，均分漏斗电磁阀动作，打开漏斗下部开关，使LED落到传送带上，由传送带输送至转料箱。传送带停止后，转料箱电机动作，从接料位置运行至升降梯并由升降梯上升至混匀漏斗初始位置，如此往复运行3次，设备停止，完成自动混灯。
四、结束语
论文对设计的全自动LED混灯机控制系统进行了介绍，实现混灯机的装料、送料、混匀、均分等动作，完成高效率的全自动混灯，并避免LED在混灯过程中受到损伤。
基金项目：浙江省2013年高等学校访问工程师校企合作项目（项目编号： FW2013103）
作者简介：
楼京京（1980-），女，浙江义乌人，讲师，硕士，主要从事智能控制方面的研究。义乌工商职业技术学院。