专利名称：螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种荧光灯管的封口设备，尤其是螺旋型荧光灯管管脚自动 封口设备。
背景技术：
节能灯由于具备发光效率高、节能等诸多优点，符合当今社会节能、环保 的趋势，目前得到了大力推广应用。作为节能灯系列之一的螺旋型荧光灯，应 用范围也得到了空前的拓展。由于目前国内生产的螺旋型荧光灯的灯管基本采 用手工弯制，灯管的螺旋型外形难以保持在一定的公差范围内，就给后续的灯 管封口工序的自动化生产带来较大的障碍。
螺旋型荧光灯管的封口工序，是指在灯管生产中，将带有灯丝的二根玻璃
芯柱A分别插入荧光灯管B的二个管脚B-1的开口中定位(见图1、图2)，并 且与开口部位烧熔密封固定在一起的生产过程。
目前各灯管生产厂家的螺旋灯管的管脚封口工艺，均采用传统的手工封口 方式；其中又分为手工短脚封口和手工半自动长脚封口两种封口方式。
手工短脚封口利用人工的手动动作，首先将芯柱固定在手动封口机上， 然后作业人员用手握住螺旋灯管，将管脚对准芯柱套进去，同时采用两片半圆 环型火苗，对芯柱和灯管的粘结部位进行加热烧结完成。该封口方法虽然获得 的是短脚灯管(图2所示，灯管的管脚B-1较短，使得装配后的节能灯外形较 好)，但主要是以人的操作熟练程度来控制灯管封口的质量，机械化程度很低， 用工人员很多，给管理上带来很大困难。
手工半自动长脚封口利用手工加封口设备封口，固定芯柱定位，固定夹 具夹住螺旋管长脚(夹持部位是B-2处)，定位芯柱放入芯柱装置，把螺旋管脚 放入螺旋管固定夹具，然后将两者合在一起，采用两侧火苗垂直对准芯柱和灯 管管脚的粘结部位进行旋转加热烧结，使结合部位均匀受热，完成封口。该封
口方法要使用长脚的螺旋灯管，手工结合机械封口，自动化程度较低，封口出
来的灯管管脚高(图l所示，灯管的管脚B-1较长)，装配后的节能灯外型比较 差，装灯不紧凑。如采用该设备短脚的螺旋灯管封口，由于烧结部位距离管夹 的夹持部位非常近，这样就导致灯管烧结部位与管夹部位温度相差很大，玻璃 管极易因受热不均匀，产生强大的玻璃应力，导致灯管炸裂，因而成品率不高。
实用新型内容
本实用新型的目的是克服上述背景技术的不足，提供一种荧光灯管的封口 设备的改进，该设备生产的短脚灯管应当成品率高、质量好、自动化程度高。 本实用新型采用了以下技术方案
螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，包括一设有多个工位的机架，机架上 竖直定位一可转动的主轴，主轴上端固定的悬架上悬空布置着与工位数量相同 的外抓式封口夹具，主轴下端由一动力机构带动而转动，以带动各个外抓式封口 夹具依次走过各个工位，并在每个工位上停留一定操作时间进行作业，还设有一 控制装置对各个工作机构的动作进行控制；所述的多个工位包括灯管上料定位、 预热、烧结工位；所述的灯管上料定位工位设有上管定位装置，上管定位装置位 于外抓式封口夹具的下边，上管定位装置中还设有一可竖直运动的直线移动机构， 直线移动机构上又设有管脚夹具，以便将管脚夹具夹持的螺旋型荧光灯管向上送 入外抓式封口夹具中；所述的预热工位设有两个可竖直升降的喷火头，以便对螺 旋型荧光灯管的管脚预先加热；所述的烧结工位设有芯柱装置和环型封口装置， 芯柱装置中设有一可竖直运动的直线移动机构，直线移动机构上又设有芯柱夹具， 以便将芯柱夹具预先已夹持的芯柱送入灯管管脚的开口中；所述的环型封口装置 包括可靠近及分开的两个环形喷火头，以便将对准芯柱与灯管管脚的结合部位 烧结使芯柱与灯管管脚固定在一起。
所述的外抓式封口夹具包括夹具部件和自动调节机构，夹具部件由3-5片弧型 钢板组成一开口朝下的套筒状，套筒的外圆周面由弹簧包缚施力使弧型钢板保持 一定的握持力，以便抓握插入后的荧光灯管的螺旋面；各片弧型钢板的上端各通 过一弹性连接片连接在一连接板上，连接板中部固定的小轴朝上延伸到自动调 节机构上；所述的自动调节机构中设有两个水平且平行设置的上夹板和下夹板， 上夹板和下夹板之间搁有一轴承，另有弹簧施力以使上夹板和下夹板靠拢并夹 紧所述的轴承；下夹板上开有一通孔，所述的小轴往上穿越该通孔后固定在所 述的轴承上；所述的下夹板上的通孔与所述的小轴具有间距，以便于外抓式封口 夹具的各方向的移动调节。
所述的预热工位之后还可设有二次定位工位；该工位包括管脚中心定位装置 和管脚高度定位装置；管脚中心定位装置包括一对抓握管脚外圆周面且可开合 的爪钳，该对爪钳安装在一直线运动机构上，以便根据需要到达管脚中心位置 或离开该位置；管脚高度定位装置包括一可竖直运动的直线移动机构以及该机构 上固定的顶杆，该顶杆的轴线与管脚中心基本重合，以便在直线移动机构竖直运 动时顶杆能将管脚的管口位置顶推在设定高度。
该机架上还设有退火工位。
所述的直线移动机构是汽缸或油缸。
所述的下夹板上的通孔与小轴的间距为2-5毫米。
本实用新型的工作过程是主轴转动，固定在主轴上端的各个外抓式封口夹 具依次走过机架的各个工位，并在每个工位上停留若干时间(一般需要20-40秒； 停留及转动运行时间均由控制装置确定)以供各工作机构作业；操作人员用手工 将灯管的两个灯脚往下插入管脚夹具中，管脚夹具夹紧后，灯管就保持竖直状 态；接着上管定位装置中的直线移动机构带动管脚夹具往上运动，管脚夹具上的 荧光灯管的螺旋形圆周面就挤入位于管脚夹具上边的外抓式封口夹具的筒状内 腔中，由弹簧包缚的各片弧型钢板握持住灯管的螺旋形圆周面，然后管脚夹具松
开脱离荧光灯管的管脚并随直线移动机构的反向运动而往下移动到原位；接着主 轴转动，螺旋灯管转入下一工位，对灯管的第一个管脚(如左管脚)的中心进 行定位先是解锁机构动作，使外抓式封口夹具中的自动调节机构的上夹板和下 夹板相互拉大若干距离，以解除对轴承的夹紧力；由于小轴的上端变为自由端， 加上小轴与通孔之间有足够的空间，所以轴承位置能够根据要求进行调节移动; 管脚定位时先用管脚中心定位装置的一对爪钳夹持住螺旋灯管的一个管脚(如 左管脚)，使其中心定位确定后，外抓式封口夹具中的各部件就自动进行相应调 整；同时管脚高度定位装置中的直线移动机构竖直运动顶推着顶杆上升，顶杆的 顶端就将灯管管脚的管口顶推至设定高度；两者定位完毕后，解锁机构的动作 解除，上夹板和下夹板重新靠拢夹紧，夹具部件重新恢复自锁固定状态，将可 活动的外抓式封口夹具进行固定，并将螺旋灯管左管脚的中心及高度尺寸锁定。 然后主轴转动一工位距离，外抓式封口夹具带着该灯管进入下一工位进行管脚预 热操作由两个喷火头从下边竖直上移至指定位置，对左管脚喷火进行预热。 预热一定时间后主轴再次转动，螺旋灯管转入下一工位，对灯管的第一个管脚 (如左管脚)的中心再次进行定位(即二次定位)定位的方式仍然利用管脚中 心定位装置和管脚高度定位装置，操作程序也一样，不再细述。然后外抓式封口 夹具带着该灯管进入下一工位进行烧结封接芯柱装置中的直线移动机构带动芯 柱夹具向上运动，将芯柱准确插入灯管管脚的开口中；接着环型封口装置中的两 个环形喷火头自动合拢，对管脚与芯柱的结合部位喷火加温进行烧结封接。烧 结完成后，芯柱夹具随直线移动机构反向运动脱开芯柱回到原位，外抓式封口夹 具带着该灯管进入下一退火工位，由两个喷火头从两边合拢组成一火圈，对烧结 部位加热退火。这样一个管脚与芯柱的烧结作业就完成，外抓式封口夹具带着该 灯管进入下一个工位对第二个管脚(如右脚)开始进行操作，重复进行同样的 程序及工位才能完成该管脚与芯柱的烧结作业。当两个管脚全都完成与芯柱的 烧结封接后，由操作人员从设备上取下， 一个灯管的封口工序才得以完成。由 于每台设备上具有多个工位(如16工位)，同时有多个灯管在进行不同的操作 加工，所以生产效率较高。而操作人员所需做的只是将待加工的灯管及芯柱插 入在指定位置，以及从设备上取下完成烧结封接的灯管。
本实用新型提供的设备，将原来的夹持固定灯管管脚进行烧结的方式，改 变为外抓着灯管的螺旋形外圆周面进行握持固定后再进行烧结的方式，不但能 够加工短脚的螺旋型荧光灯管，确保良好的产品外形，而且有效地提高了产品 质量和成品率；还实现了自动化生产，提高了生产效率。
图1是是长脚螺旋型荧光灯管的外形示意图。
图2是短脚螺旋型荧光灯管的外形示意图。
图3螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备的主视结构示意图。
图4是螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备的俯视结构示意图。
图5是在灯管上料定位工位的灯管在上料前的位置示意图。
图6是在灯管上料定位工位的灯管在上料后的位置示意图。
图7是在灯管上料定位工位的俯视放大结构示意图。
图8是外抓式封口夹具的结构示意图。
图9是图8中外抓式封口夹具的俯视结构示意图。
图IO是管脚中心定位装置的主视结构示意图。
图11是管脚中心定位装置的俯视结构示意图。
图12是管脚中心定位装置张开爪钳时的结构示意图。
图13是预热工位上的预热装置的工作位置示意图。
图14是升降式喷火头的俯视示意图。
图15是管脚中心定位装置和管脚高度定位装置在起始状态的位置示意图。 图16是管脚中心定位装置和管脚高度定位装置在工作状态的位置示意图。 图17是烧结工位的芯柱装置在起始状态的位置示意图。 图18是芯柱装置将芯柱输送到指定位置时的状态示意图。
图19是外抓式封口夹具中的自动调节结构的放大结构示意图。 图20是烧结工位的环形喷火头及芯柱装置的俯视方向示意图。
具体实施方式
如图3、图4所示该螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，包括一设有多个
工位(图中显示有16工位)的机架1、机架上竖直定位一可转动的主轴2，主 轴上端固定的悬架上悬空布置着与工位数量相同的外抓式封口夹具3，主轴下端 由一动力机构4 (一般是电机和减速机)带动而转动，以带动主轴上端的各个外 抓式封口夹具依次走过各个工位，并在每个工位上准确停留若干时间进行操作， 还设有一控制装置(一般安装于控制箱5中)对各个操作机构的动作进行控制。 所述的多个工位可包括灯管上料定位、预热、烧结、退火工位。图5、图6、 图7所示的灯管上料定位工位上设有上管定位装置8，外抓式封口夹具3位于上 管定位装置的上边；上管定位装置中还设有一可竖直运动的直线移动机构10，直 线移动机构上又设有管脚夹具11,以便将管脚夹具夹持的螺旋型荧光灯管向上送 入外抓式封口夹具中。由图7中可知管脚夹具中的活动块14和固定块13边沿 各二个半圆形成了二个管脚插孔15，当灯管的二个管脚插入管脚插孔后，弹簧16 推动活动块14夹紧灯管的二个管脚，从而实现固定灯管的目的；活动块14的移动 用直线移动机构实现。灯管上料定位工位上还设有管脚中心定位装置和管脚高度 定位装置，这两个装置的结构与二次定位工位上的装置相同，工作过程与也二 次定位的过程相同(具体可见二次定位工作过程的描述)。
由图8、图9可知所述的外抓式封口夹具包括夹具部件和自动调节机构， 夹具部件由3-5片弧型钢板18组成一开口朝下的套筒状，套筒的外圆周面由一弹 簧19包缚施力使弧型钢板保持一定的握持力，以便抓握插入后的荧光灯管的螺旋 面；各片弧型钢板的上端各通过一弹性连接片20-1连接在一连接板20上，连接 板中部固定的小轴21朝上延伸到自动调节机构上；所述的自动调节机构中设有
两个水平且平行设置的上夹板24和下夹板22,上夹板和下夹板之间搁有一轴承 23 (该轴承可外购获得)，另有弹簧58施力以使上夹板和下夹板靠拢并夹紧所 述的轴承；下夹板上开有一通孔22-1，所述的小轴往上穿越该通孔后与所述的 轴承中的球形体23-l固定；所述的下夹板上的通孔与所述的小轴具有间距，间 距为2-5毫米；显然，当上夹板和下夹板松开(由图16及图19可知直线运动 机构39运动，其下端的顶板38就下压曲柄9，位于上夹板和下夹板之间的偏心 轮40就将上夹板和下夹板的距离顶开)时，小轴可以往各个方向及角度移动， 这特别有利于外抓式封口夹具的水平位置及角度的移动调节；而当上夹板和下夹 板夹紧时，小轴上端的球形体23-l被夹紧固定，小轴乃至其下端的夹具部件的 位置即被固定。
图13、图14所示的预热工位上设有预热装置51,该装置上设有两个可竖直 升降的喷火头25，以便对螺旋型荧光灯管的管脚预先加热；喷火头设置在一可 竖直运动的直线移动机构26上；双点划线是喷火头的起始位置，实线是喷火头 升起后的工作位置。喷火头均通有燃气，其结构与现有技术相同。
图15、图16、图10、图11、图12所示的二次定位工位中，管脚中心定位 装置30包括一对用于抓握管脚外圆周面的爪钳32，该对爪钳分别铰接在座体上 保持可转动状态，两个爪钳的后端又各铰接一短杆，短杆的另一端与一小直线 运动机构33铰接；通过小直线运动机构33带动，实现张开及闭合(抓握管脚) 的动作；该对爪钳及一小直线运动机构33又安装在一直线运动机构31上，以 便根据需要到达管脚中心位置或离开该位置；管脚高度定位装置包括一可竖直 运动的机构36以及该机构上固定的顶杆37，该顶杆的轴线与管脚中心基本重合，
在以便在顶杆竖直运动时将管脚的管口位置顶推在设定高度。
如图17、图18、图20所示，烧结工位设有芯柱装置和环型封口装置52，芯 柱装置中设有一可竖直运动的直线移动机构41，直线移动机构上又设有芯柱夹具
42(图20中可知，该夹具是可定时转动确定角度的圆盘，圆盘边缘制有若干个 定位管，每个定位管可插入一个芯柱)，芯柱夹具的位置事先调定，以确保其每 转动确定角度后都有一个芯柱与待烧结的灯管管脚对准。芯柱由操作人员插入 夹具中，直线移动机构41动作使芯柱夹具42上升，芯柱夹具夹持的芯柱就送入 灯管管脚的开口中。所述的环型封口装置包括两个环形喷火头43，另有一直线 移动机构44顶拉着环形喷火头43的滑动底座，实现两个喷火头的靠近及分开(图 中可知两个环形喷火头需靠近时，直线移动机构44顶推着左侧的环形喷火头 43的滑动底座，由于两个环形喷火头之间又用一绕过滑轮45的钢绳46连接， 所以右侧的环形喷火头也被拉近；两个环形喷火头需分开时，左侧的环形喷火头 由直线移动机构44拉回，右侧的环形喷火头则被弹簧48拉回)，以便将芯柱与 灯管管脚烧结固定在一起。两个环形喷火头前端的半圆环形喷火面43-1靠近时， 喷出的火焰形成一个圆形的喷火环，可在灯管管脚的圆周均匀加热。该环型封 口装置也是常规装置。
所述的退火工位上两个喷火头的结构设置与预热工位上的喷火头相同，不 再--描述。
以上所述的直线移动机构是气缸或油缸。
以上所述是对一个灯管管脚(如左管脚)与芯柱的烧结过程的全部工序， 只需走过5—6个工位即可完成。在该灯管管脚烧结完成后，再对另一个灯管管 脚(如右管脚)与芯柱进行烧结；由于前一个灯管管脚烧结时，另一个灯管管 脚的位置基本确定；所以即可对另一个灯管管脚(如右管脚)重复进行一遍定 位、预热、烧结、退火等工序，就可完成另一个灯管管脚与芯柱的烧结工作。 完成全部二个管脚的烧结工作约需走过10—12个工位。
权利要求1、螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征在于该设备包括一设有多个工位的机架(1)，机架上竖直定位一可转动的主轴(2)，主轴上端固定的悬架上悬空布置着与工位数量相同的外抓式封口夹具(3)、主轴下端由一动力机构(4)带动而转动，以带动各个外抓式封口夹具依次走过各个工位，并在每个工位上停留一定操作时间进行作业，还设有一控制装置对各个工作机构的动作进行控制；所述的多个工位包括灯管上料定位、预热、烧结工位；所述的灯管上料定位工位设有上管定位装置(8)，上管定位装置位于外抓式封口夹具的下边，上管定位装置中还设有一可竖直运动的直线移动机构(10)，直线移动机构上又设有管脚夹具(11)，以便将管脚夹具夹持的螺旋型荧光灯管向上送入外抓式封口夹具中；所述的预热工位设有两个可竖直升降的喷火头(25)，以便对螺旋型荧光灯管的管脚预先加热；所述的烧结工位设有芯柱装置和环型封口装置(52)，芯柱装置中设有一可竖直运动的直线移动机构(41)，直线移动机构上又设有芯柱夹具(42)，以便将芯柱夹具预先已夹持的芯柱送入灯管管脚的开口中；所述的环型封口装置包括可靠近及分开的两个环形喷火头(43)，以便将对准芯柱与灯管管脚的结合部位烧结使芯柱与灯管管脚固定在一起。
2、根据权利要求1所述的螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征在于 所述的外抓式封口夹具包括夹具部件和自动调节机构，夹具部件由3-5片弧型钢 板(18)组成一开口朝下的套筒状，套筒的外圆周面由弹簧(19)包缚施力使 弧型钢板保持一定的握持力，以便抓握插入后的荧光灯管的螺旋面；各片弧型 钢板的上端各通过一弹性连接片(20-1)连接在一连接板(20)上，连接板中部 固定的小轴(21)朝上延伸到自动调节机构上；所述的自动调节机构中设有两 个水平且平行设置的上夹板(22)和下夹板(24)，上夹板和下夹板之间搁有一 轴承(23)，另有弹簧(58)施力以使上夹板和下夹板靠拢并夹紧所述的轴承；下夹板上开有一通孔(22-1)，所述的小轴往上穿越该通孔后固定在所述的轴承 上；所述的下夹板上的通孔与所述的小轴具有间距，以便于外抓式封口夹具的 各方向的移动调节。
3、 根据权利要求1或2所述的螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征 在于所述的预热工位之后还可设有二次定位工位；该工位包括管脚中心定位装 置(30)和管脚高度定位装置；管脚中心定位装置包括一对抓握管脚外圆周面 且可开合的爪钳(32)，该对爪钳安装在一直线运动机构(31)上，以便根据需 要到达管脚中心位置或离开该位置；管脚高度定位装置包括一可竖直运动的直 线移动机构(36)以及该机构上固定的顶杆(37)，该顶杆的轴线与管脚中心基 本重合，以便在直线移动机构竖直运动时顶杆能将管脚的管口位置顶推在设定 高度。
4、 根据权利要求3所述的螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征在于 该机架上还设有退火工位。
5、 根据权利要求4所述的螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征在于 所述的下夹板上的通孔与小轴的间距为2-5毫米。
6、 根据权利要求5所述的螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，其特征在于 所述的直线移动机构是汽缸或油缸。
专利摘要本实用新型涉及一种螺旋型荧光灯管管脚的自动封口设备。目的是提供的设备应当可生产短脚灯管，并且成品率高、质量好、自动化程度高。技术方案是螺旋型荧光灯管短脚自动封口设备，包括设有多个工位的机架，机架上定位一主轴，主轴上端固定多个外抓式封口夹具、主轴由动力机构带动，还设有一控制装置；该多个工位包括灯管上料定位、预热、二次定位、烧结工位，各工位配置相应操作装置。外抓式封口夹具包括夹具部件和自动调节机构；二次定位工位包括管脚中心定位装置和管脚高度定位装置；管脚中心定位装置包括一对抓握管脚外圆周面且可开合的爪钳；管脚高度定位装置包括一可竖直运动的直线移动机构以及该机构上固定的顶杆。机架上还设有退火工位。
文档编号H01J9/00GK201069757SQ20072011231
公开日2008年6月4日 申请日期2007年7月23日 优先权日2007年7月23日
发明者张林夫, 项荣华 申请人:杭州宇中高虹照明电器有限公司