专利名称：排气车的自动烧封装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及灯管的制造设备，尤其是排气车上的烧封装置。
背景技术：
随着工业现代化的不断发展，对设备的自动化设计要求越来越高，对于电光源行 业来说，其设备也在不断的创新当中。在节能灯管的生产过程中，排气是一个至关重要的生 产环节，其设备及工艺的合理与否，直接影响产品的内在质量。目前现有的直排气车设备主要可分为电气控制部分、烘箱部分、自动分解部分、软 接机构、真空充气系统。它们的作用分别是软接机构通过密封圈进行密封，实现与真空 充气系统相通；烘箱主要是对灯管进行烘烤；自动分解部分主要是对灯丝加电流大小的控 制；真空充气系统的主要作用是对灯管抽真空，充惰性气体。现有的直排气车设备的工作过 程是插入灯管一烘烤一分解一充气-烧封。其中，手动烧封的工作过程是指将分解完 后灯管与排气车的真空系统进行分离，又要保证灯管内的气体不发生漏气的一个过程。对于灯管制造过程中的灯管排气设备，现有的直排气车设备如
图1所示，其中101 为灯管、102为压块(另一种方式是采用螺旋压紧)、103为灯管的密封圈装置、104为金属 系统、105为底座。目前只能人工通过火头的形式将灯管的排气管的烧封处分离，完成手动 烧封的过程，即灯管在排完气后的烧封是通过纯手工的方式来实现的。灯管的排气、烧封过 程如下手动将灯管安装在排气车设备上，压紧/固定灯管；通过排气管对灯管抽真空，并 向灯管中充入氮气或惰性气体；保持灯管中的气压，手动将排气管的烧封处熔融、断开并且 封口 ；将烧封后的灯管抬起、取下。该现有的直排气车设备主要存在以下不足之处1、人工手动烧封的效率低、劳动 强度大、管理成本高；2、所获得的灯管的光通一致性不好；3、排气管的烘烤温度不够等。
实用新型内容本实用新型的主要目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种自动烧封装 置，从而有效实现直排气车设备的自动化设计，获得灯管光通的一致性，提高效率，降低操 作人员的劳动强度。该自动烧封装置可应用于节能灯排气设备，也可以应用于其它玻璃系 统的加热与封接。本实用新型提供了一种用于灯管排气车的自动烧封装置，其特征在于包括自动控 制部分、机构部分和加热部分，所述机构部分与加热部分装配在一起，且与自动控制部分连 接；所述加热部分包括电加热材料，用于对灯管的排气管进行加热，使其烧封；所述机构部 分与排气车的软接机构连接，包括将整个烧封装置顶起就位以进行烧封的部分和用于释放 灯管的下车机构；所述自动控制部分用于控制电加热材料的加热温度和加热时间，并且控 制所述机构部分的动作，以实现自动烧封过程。所述自动烧封装置还可以包括与所述机构部分相配合的安装模型部分，它包括上 模和下模，所述上模用于扶正和固定灯管，所述下模包括用于将电加热材料的热量上移和导向到灯管的排气管部分的孔和柱，所述加热部分安装在所述下模中。优选地，所述上模、 下模由氧化锆制成，表面涂有氧化硼以防止玻璃热熔时的粘连。所述机构部分包括用于实 现上下运动控制的固定导向块；安装上模和下模、左右可调节的导向横杆。所述加热部分的电加热材料具有单螺旋或左右螺旋的形状，表面涂有绝缘材料以 防止加热丝氧化。所述机构部分具有与固定导向块中的孔配合的导向柱，以及用于推动导向柱使烧 封装置上顶使其就位的气缸。所述自动控制部分包括用于设置工作参数的输入部分、用于控制功率调节器以控 制电加热材料的加热温度的控制器、用于对规律调节器的输出取样和反馈的闭环回路。所 述输入部分是触摸屏、显示器、数字小键盘或标准键盘。所述控制器是单板机或可编程逻辑 控制器；所述闭环回路采用互感器反馈信号实现PID (比例-积分-微分)调节以调整所述 功率调节器。
以下结合附图和实施例对本实用新型作进一步详细的说明。
图1是现有排气车的软接结构的示意图。图2是加热部分结构的示意图。图3是安装模型结构的示意图。图4是机构部分结构的示意图。图5是自动控制部分的方框示意图。图6与图7是排气车自动烧封装置结构的示意图。
具体实施方式
本实用新型的排气车自动烧封装置主要包括三个部分自动控制部分、机构部分、 加热部分。所述自动烧封装置还可以任选地包括一个安装模型部分。图2所示的是本实用新型的排气车自动烧封装置的加热部分的结构示意图。该加 热部分中主要选用一种适合具有这种使用场合特性的电加热材料204，如能够实现所需的 加热功率要求；再将其加工成如图所示的外型左右螺旋结合，以在所述自动烧封装置中 含有多个加热部分时便于实现连续的加热部分之间的连接。图2中的电加热材料204选用 能够进行良好焊接的导电材料201与203，并加工而成。优选地所述电加热材料还方便自动 控制部分的连接。图2中选用的电加热材料204最好具有缓解氧化速度和/或提高绝缘性 能的特性，以延长使用寿命，如表面涂有绝缘层或钝化层。所述电加热材料204也可以具有 其它的适于加热的形状，如单螺旋的形状。具体地说，所述加热部分包括左右螺旋的电加热材料204，其中含有材料201、 202和203。材料201是供电导线的接线头，主要作用是连接到自动控制装置的控制线。材 料202是涂在电加热材料的加热丝表面的绝缘材料，其作用是将电加热材料的加热丝与周 围的空气等绝缘，保证电加热材料不会与控制线以外的物质电接触，防止加热丝氧化，延长 加热丝的寿命。材料203是加热丝连接柱，通过焊接等方式固定连接加热丝，使相邻的加热 部分连接在一起。[0022]图2中显示了自动烧封装置中含有的多个加热部分的组合图，其中标号202所指 向的每个圆中可以插入一个待排气、烧封的灯管。该多个加热部分可以同时对多个灯管进 行排气、加热操作。根据各个加热部分的额定功率和额定电压等参数，所述多个加热部分可 以串联连接、并联连接，或者串联、并联结合以进行连接。在烧封完成之后，可以将多个灯管 同时取下或依次取下。图3所示的是本实用新型的排气车自动烧封装置的安装模型部分的结构示意图。 该安装模型部分中主要选用一种能够保护加热丝、在加热丝通电时对外部绝缘、降低加热 丝对外部的热辐射、保证排气管与软接工位对位的材料，制成上模302与下模301，可以在 安装模型部分表面涂覆一种特殊材料，以防止灯管的玻璃被热熔时灯管与安装模型部分粘
连在一起。安装模型部分包括上模301 ；下模302 ；表面上涂覆的特殊材料。上模和下模的 形状如图3所示，使用时将要排气的灯管的尾端放在上模和下模中心的孔中。上模和下模 的关键点是下模底部的孔与柱具有让热量能上移及导向的作用，上模是为了对灯管起扶正 作用。其它方面的要求没有必要，因此对上模和下模形状的要求不高，只要能得到很好的装 配即可。制造上模、下模的材料可以是含氧化锆的陶瓷。所述“特殊材料”可以是氮化硼。另外，如果不考虑本实用新型的装置的加热丝发出的热辐射，还可以将图3中安 装模型部分的上模302、下模301去除，或改变上模和下模的形状，改变加热丝的连接方式， 例如加热圈的个数、绕制方式等，来完成本实用新型。这些改变或变型都落在本实用新型的 范围之内。图4所示的是本实用新型的排气车自动烧封装置的机构部分的结构示意图。该机 构部分与排气车的其它机构部分相配合，如软接机构。机构部分主要包括实现上下运动控 制的固定导向块401 ；安装图3中的上模和下模、左右可调节的导向横杆402 ；与安装模型 部分上下配合的固块片403，从而达到合理设计的下车机构。机构部分的主要作用是为了能将烧封装置顶起，优选地采用以气缸顶两个导向杆 来实现。固定导向块401 ；导向横杆402 ；固块片403的作用主要是对自动烧封装置进行连 接，固定的方式可以采用金属螺丝固定，与排气车相配合的地方是与排气车的软接机构相 连接，加入导向柱来与固定导向块401中间的两个直径为16mm孔相配合，通过气缸推动导 向横杆上顶来实现将自动烧封装置上顶的动作。在自动烧封装置被上顶就位后，可以开始 对加热部分的供电和对灯管的排气、烧封等操作。上述加热部分与机构部分的安装方式是将焊接连好的加热丝放入位于机构部分 中的安装模型部分的陶瓷下模的槽内，装好上模，将材料201的接线头通过螺丝接上导线 即可。图5所示的是本实用新型的排气车自动烧封装置的自动控制部分的方框示意图。 该自动控制部分中主要包括以触摸屏或上位机作为输入，采用PLC(可编程逻辑控制器)、 单板机实现主控制器；通过主控制器来调节功率调整器，由互感器反馈信号实现PID(比 例、积分、微分)调节，即闭环回路控制；另外主控制器还控制自动烧封装置各部分的动作， 以达到全自动化设计。所述自动控制部分所采用的方式如下所述。所述触摸屏主要用于实现参数的设 置，比如说预热时间、加热时间等参数，来改变PLC的内部参数值，然后通过PLC的AD (数模)模块(O 10V)来控制功率调节器的输出电压，以实现电加热丝两端电压的变化从而 改变电加热丝的加热温度。根据电加热丝的特性，为了延长寿命，加入了互感器对功率调节 器的输出电流进行取样信号，将些信号转为电压信号反馈给PLC的AD模块，称之为闭环回 路。各组成部分的连接方式是功率调节器的输出端L、N先接到排气设备机台的接线排，后 通过耐高温线与加热丝进行连接，这可以用不锈钢螺丝与焊接来实现。控制过程主要是通 过控制机台的按钮从PLC的I/O 口得到控制信号，PLC会自动对功率调节器加电压，PID调 节加热丝的电流，来实现烧封过程。除了触摸屏之外，还可以采用数字小键盘、标准键盘和 /或显示器来作为设置参数的装置。图6和图7所示的是本实用新型的排气车自动烧封装置的结构示意图。其中主要 包括加热部分与机构部分的装配，再与自动控制部分连接，即得到整体的排气车自动烧封 装置。其工作的方式如下，例如排气管直径为3. 6mm(排气管壁有氧化铝)的灯管，只要将 排气灯管606插入上模和下模603与软接系统604，当灯管606分解完后，即进入下车机构 的工作。只需按一下按钮，主控制器就能通过加热部分605对排气管先预热烘烤，下一步进 入高温加热控制(第12秒自动充气)，第42秒机构部分实现密封动作，第52秒实现整个自 动下车工序。然后松开附
图1压块102，拔出下车灯管607，即完成整个下车过程。其它类 型灯管的排气管可以根据直径的大小来设定合理的下车动作次序与操作时间。部件604是排气车的金属真空系统，主要材料是不锈钢与太空铝合金。部件601 主要用来固定陶瓷模，材料是不锈钢；部件602固定部件601及安放在软接机构上，另一作 用是在对机构部分高温烘烤时，解决变形实现整个烧封装置的上顶动作。601 与602先调节 安装完后，陶瓷下模通过螺丝固定在602部件上，装入电加热丝，陶瓷上模直接盖在下模的 上方并通过一片不锈钢片压住即可，不锈钢片通过螺丝固定在602部件上，最后整个机构 部分主要是通过导向孔安装在排气车设备的软接机构的上方。下面的表1给出了灯管光通测量对比数据，从表中可能得出的结论，本实用新型 装置显著地提高了灯管光通的一致性。表 1 表1中，σ是灯管的标准偏差；PF是功率因数；Cpl是过程能力指数，表示满足产 品质量有考虑当正态分布的中心和容差上下限不一致的情况；LSL是下限值；燃点是指灯 在积分球中点亮的时间。需注意的是，表1只是用于体现光通的一致性。本实用新型可以获得以下的技术效果降低人工的劳动强度；维持加热部分的加 热温度足够和加热时间一致；灯管的光通一致性好，表1中显示灯管的标准偏差从手动下 车的23. 14降低到自动下车的9. 91，有显著改进。上述仅为本实用新型的较佳实施例，并非是对本实用新型权利要求的限制，凡是 依本案精神作出的各种等同变换均应落入本实用新型的保护范围之内。
权利要求一种用于灯管排气车的自动烧封装置，其特征在于包括自动控制部分、机构部分和加热部分，所述机构部分与加热部分装配在一起，且与自动控制部分连接；所述加热部分包括电加热材料，用于对灯管的排气管进行加热，使其烧封；所述机构部分与排气车的软接机构连接，包括使整个自动烧封装置就位以进行烧封的部分和用于释放灯管的下车机构；所述自动控制部分用于控制电加热材料的加热温度和加热时间，并且控制所述机构部分的动作，以实现自动烧封过程。
2.如权利要求1所述的自动烧封装置，其特征在于还包括与所述机构部分相配合的 安装模型部分，它包括上模和下模，所述上模用于扶正和固定灯管，所述下模包括用于将电 加热材料的热量上移和导向到灯管的排气管部分的孔和柱，所述加热部分安装在所述下模 中。
3.如权利要求2所述的自动烧封装置，其特征在于所述上模、下模由含有氧化锆的陶 瓷制成，表面涂有氧化硼以防止玻璃热熔时的粘连。
4.如权利要求2所述的自动烧封装置，其特征在于所述机构部分包括用于实现上下 运动控制的固定导向块；安装上模和下模、左右可调节的导向横杆。
5.如权利要求4所述的自动烧封装置，其特征在于所述机构部分具有与固定导向块中 的孔配合的导向柱，以及用于推动导向柱使自动烧封装置就位的气缸。
6.如权利要求1所述的自动烧封装置，其特征在于所述加热部分的电加热材料具有 单螺旋或左右螺旋的形状，表面涂有绝缘材料以防止加热丝氧化。
7.如权利要求1所述的自动烧封装置，其特征在于所述自动控制部分包括用于设置 工作参数的输入部分、用于控制功率调节器以控制电加热材料的加热温度的控制器、用于 对功率调节器的输出取样和反馈的闭环回路。
8.如权利要求7所述的自动烧封装置，其特征在于所述输入部分是触摸屏、显示器、 数字小键盘或标准键盘。
9.如权利要求7所述的自动烧封装置，其特征在于所述控制器是单板机或可编程逻 辑控制器；所述闭环回路采用互感器反馈信号实现PID(比例-积分-微分)调节以调整所 述功率调节器。
专利摘要本实用新型提供了一种用于灯管排气车的自动烧封装置，其特征在于包括自动控制部分、机构部分和加热部分，所述机构部分与加热部分装配在一起，且与自动控制部分连接；所述加热部分包括电加热材料，用于对灯管的排气管进行加热，使其烧封；所述机构部分与排气车的软接机构连接，包括将整个烧封装置顶起以启动烧封的部分和用于释放灯管的下车机构；所述自动控制部分用于控制电加热材料的加热温度和加热时间，并且控制所述机构部分的动作，以实现自动烧封过程。
文档编号H01J9/38GK201594521SQ200920271270
公开日2010年9月29日 申请日期2009年12月2日 优先权日2009年12月2日
发明者胡安华 申请人:马士科技有限公司