一种LED灯丝柱姿态定位装置的制作方法

本实用新型涉及一种LED灯丝柱焊接设备，具体涉及一种LED灯丝柱姿态定位装置。

背景技术：

LED灯丝作为一种装饰性照明灯已越来越多地被人们的喜爱，与普通白炽灯不同的是，LED灯丝内的玻璃柱上焊接的是LED灯丝柱，该灯丝柱具有光照度强、发光面积大、显色指数高的优点，从而能够给人们带来全新的光线视野。其中，在LED灯丝的生产制造过程中，需要将LED灯丝柱焊接在玻璃柱上，且LED灯丝柱上分别有阴阳面(阴面不发光，阳面发光)，为了达到更好的发光效果，在焊接时需要将阳面焊接在外侧、阴面焊接在内侧。

为了满足上述焊接要求，在焊接前需要先对LED灯丝柱进行姿态上的定位。例如，授权公告号为CN 205733510的实用新型专利公开了一种灯丝焊接设备的上料装置，该装置上沿着物料搬运方向依次设有料盒、顶料板、工位板、弹片组件以及吸料轮，工作时，LED灯丝(相当于本文件的LED灯丝柱)从料盒处在重力作用下滚动至顶料板上，然后上料气缸驱动顶料板向上运动将LED灯丝转运至工位板上的凹槽中，接着弹片组件对LED灯丝进行姿态上的定位，最后吸料轮转动对LED灯丝进行吸附；其中，弹片组件对LED灯丝的姿态定位的原理为(参见该专利文献的具体实施方式的最后一段)：手指气缸将灯丝用弹片夹住灯丝的两部尖角，升降气缸驱动手指气缸上升，使LED灯丝脱离工位板悬空，灯丝在重力作用下转动使发光面与反面垂直地面，然后升降气缸下降将灯丝放回工位板，手指气缸张开。即通过弹片夹持的方式来实现LED灯丝柱姿态上的定位，但该方法在实际操作中存在以下问题：

该装置利用弹片对LED灯丝柱两端的尖角部进行夹持，当夹持力过小时(此时弹片与LED灯丝柱的两端刚好接触)，无法将LED灯丝提升起来；而当夹持力过大时(此时弹片与LED灯丝柱的两端充分接触)，会使得LED灯丝柱的两端被卡死固定，从而导致LED灯丝柱无法自主进行姿态翻转调整动作，因此达不到姿态定位目的；同时，由于LED灯丝柱的中间部分由荧光胶(质地似蜡烛)构成，因此过大的夹持力就会导致其断裂折损。而在实际生产中，由于手指气缸对弹片的夹持力大小的驱动精度达不到上述要求，因此姿态定位效果不佳。

技术实现要素：

本实用新型的目的在于克服现有技术的不足，提供一种LED灯丝柱姿态定位装置，该LED灯丝柱姿态定位装置能够对LED灯丝柱的姿态进行准确可靠的定位，且定位操作简单、效果好。

本实用新型解决上述技术问题的技术方案是：

一种LED灯丝柱姿态定位装置，包括用于对LED灯丝柱进行支撑的支撑件、用于对LED灯丝柱的姿态进行定位的姿态定位件以及用于驱动支撑件或姿态定位件作竖向运动的升降驱动机构；

所述姿态定位件包括设置在支撑件两端的第一定位块和第二定位块，其中，第一定位块和第二定位块的顶部分别设有用于对LED灯丝柱两端的焊接部进行导向定位的第一定位槽和第二定位槽，所述第一定位槽和第二定位槽的槽口自顶端到底端逐渐减小，所述第一定位槽的顶端到第二定位槽的顶端之间的水平距离为第一间距，所述第一定位槽的底端到第二定位槽的底端之间的水平距离为第二间距，LED灯丝柱的长度介于第一间距和第二间距之间。

优选地，所述第一定位槽和第二定位槽的槽壁为圆弧面。这样设置的目的在于，相对于平面而言，圆弧面上两点间的行程更长，因此过渡更加平缓，从而能够使LED灯丝柱两端的焊接部的接触向下运动会更加平缓顺滑。

优选地，所述第一定位槽和第二定位槽的两侧面槽壁由两个相交的对称斜面构成，两个对称斜面的交线形成用于对LED灯丝柱姿态的下降运动进行导向的斜导向线。工作时，由于斜导向线为两对称斜面的斜导向线，因此LED灯丝柱的两端沿着斜导向线向下运动过程中，斜导向线能够对其进行宽度方向上的限位，阻止其前后偏摆，从而实现LED灯丝柱宽度方向上的定位。

优选地，所述第一定位槽和第二定位槽的槽壁为倒圆锥面。这样设置的好处在于，该倒圆锥面集合了上述槽壁面为圆弧面和两对斜导向面的优点，一方面能够使LED灯丝柱两端的焊接部在圆弧面的导向作用下的接触向下运动会更加平缓顺滑，另一方面还能够对LED灯丝柱进行宽度方向上的定位，从而使得导向定位效果更好。

优选地，所述支撑件由第一支撑片和第二支撑片构成，其中，所述第一支撑片和第二支撑片的顶端分别设有第一支撑槽和第二支撑槽，所述第一支撑槽和第二支撑槽的槽壁包括依次连接的第一倾斜面、第一竖直面、第一水平面、第二竖直面以及第二倾斜面，其中，第一倾斜面的底端高于第二倾斜面的底端。工作时，第一倾斜面和第二倾斜面对进入到第一支撑槽和第二支撑槽内的LED灯丝柱进行导向，使其准确落入到第一竖直面和第二竖直面形成的竖向槽中，实现对LED灯丝柱的定位。其中，当将第一倾斜面的底端和第二倾斜面的底端设置为等高时，由于第一竖直面和第二竖直面之间的间距小，因此落入到第一倾斜面的LED灯丝柱无法直接进入到所述竖向槽中，而将第一倾斜面的底端设置为高于第二倾斜面的底端时，LED灯丝柱能够从第一倾斜面的底端先过渡到第二倾斜面，然后再从第二倾斜面过渡到第一竖直面和第二竖直面形成的竖向槽中，从而顺利地完成LED灯丝柱的定位；此外，由于所述支撑件由第一支撑片和第二支撑片构成，该支撑片相对于支撑块而言体积和质量大大减小，因此能够使整体结构更加简单、驱动力更小。

优选地，还包括正负极检测装置，该正负极检测装置的正负极分别与所述第一支撑片和第二支撑片连接。工作时，当LED灯丝柱的两端未出现颠倒时，正负极检测装置能够将LED灯丝柱导通，使其发亮，而当LED灯丝柱的两端颠倒时，正负极检测装置则不能将其导通，进而不能发亮，从而能够根据该特性对LED灯丝柱的颠倒情况进行识别，然后将识别结果传递给控制系统，控制系统依据该识别结果来决定是否将LED灯丝柱剔除，从而能够防止因LED灯丝柱的颠倒而导致的焊接失败。

优选地，所述升降驱动机构与姿态定位件之间通过固定板连接，所述第一姿态定位件和第二姿态定位件对称地设置在固定板上。工作时，升降驱动机构驱动固定板上下运动，进而带动第一姿态定位件和第二姿态定位件同时上下运动来实现对LED灯丝柱的姿态定位。

优选地，所述升降驱动机构由电机和偏心轮机构成，所述偏心轮驱动机构包括设置在所述固定板上的从动滚轮以及驱动从动滚轮转上下运动的偏心轮，所述偏心轮设置在电机的旋转轴上，所述固定板与机架之间设有复位弹簧，其弹力促使从动滚轮始终贴紧在偏心轮上。工作时，电机的旋转轴转动带动偏心轮转动，偏心轮转动的同时带动从动轮滚、固定板以及第一姿态定位件和第二姿态定位件上下运动来实现对LED灯丝柱的姿态定位，其中，由电机偏心轮机构构成的升降驱动机构具有驱动行程固定、驱动平稳迅速的优点。

优选地，所述固定板通过安装板与机架连接，该固定板与安装板之间还设有滑动导轨副，所述固定板与滑动导轨副中的滑块连接，所述滑动导轨副中的导轨固定在安装板上。工作时，滑动导轨副能够对固定板以及第一姿态定位件和第二姿态定位件的升降运动进行导向和润滑。

优选地，所述安装板包括位于中间的导轨安装部和位于两端的支撑件部，其中，所述导轨安装部和支撑件部之间设有用于物料搬运爪通过运动槽，所述支撑件部的顶端向上延伸形成所述支撑件。工作时，由物料搬运爪在搬运槽内运动实现将LED灯丝柱两端的焊接部放置在第一支撑槽和第二支撑槽中，通过上述设置，一个固定板同时具有LED灯丝柱的支撑、导轨的固定以及与物料搬运爪配合实现LED灯丝柱的搬运三种功能，从而使得整体结构更加简单。

本实用新型的工作原理是：

工作前，需要先对LED灯丝柱的两端的焊接部进行尖角式裁剪(参见图9)，裁剪后形成尖角，该尖角偏离LED灯丝柱的中心线，由于LED灯丝柱的重心位于中心线处，因此所述尖角在径向方向上偏离LED灯丝柱的重心；具体地，当定位姿态为阳面朝上时，那么裁剪时需要将尖角端裁剪至偏向于阳面一侧，当定位姿态为阴面朝上时，那么裁剪时需要将尖角端裁剪至偏向于阴面一侧。现假设定位姿态为阳面朝上，这样，裁剪时将尖角端裁剪至偏向于阳面一侧。

工作时，在升降驱动机构的驱动下，支撑件相对于姿态定位件向下运动(具体可以是支撑件不动，姿态定位件向上运动；也可以是姿态定位件不动，支撑件向下运动)，从第一定位槽和第二定位槽的顶部向底部运动，由于第一定位槽和第二定位槽间的第一间距大于第二间距，因此LED灯丝柱的两端的焊接部在相对向下运动过程中会与第一定位槽和第二定位槽接触，接触后的支撑件继续相对向下运动与LED灯丝柱脱离接触，脱离接触后，若此时LED灯丝柱当前所处姿态与目标姿态不一致时，即支撑件上的LED灯丝柱的阳面朝下时，LED灯丝柱会在重力的作用下绕着尖角与第一定位槽和第二定位槽的接触点转动，转动后LED灯丝柱的阳面(该端质量较轻)位于上端，阴面(该端质量较重)位于下端，从而与目标姿态保持一致；若此时LED灯丝柱当前所出姿态与目标姿态一致时，LED灯丝柱则不发生转动，继续保持该目标姿态；从而实现对LED丝柱姿态的定位作用。

此外，本实用新型的LED灯丝柱姿态定位装置在对LED灯丝柱姿态定位的同时还能够对其进行长度方向上的定位，具体地，在对LED灯丝柱焊接时，只有当LED灯丝柱两端的焊接部都准确定位地在焊接点上时，焊接机才能够在作下降的运动中与灯丝柱两端的焊接部接触，进行焊接任务，因此还需要对LED灯丝柱进行长度方向上的定位。该定位原理为：当焊接头偏向LED灯丝柱的一端时，假设偏向于第一定位槽一端，那么LED灯丝柱在相对于姿态定位件向下运动的过程中会先与第一定位槽接触，接触后的继续向下运动过程中，第一定位槽的槽壁对LED灯丝柱有水平推力的作用，推动其水平向第二定位槽一端运动，对其进行摆正，直到LED灯丝柱两端的焊接部同时与两定位壁接触为止，这样，通过第一定位槽和第二定位槽的推移摆正来完成LED灯丝柱长度方向上的定位。

本实用新型与现有技术相比具有以下的有益效果：

1、本实用新型的LED灯丝柱姿态定位装置在工作时，通过LED灯丝柱与槽壁在相对运动中接触的方式来实现对LED灯丝柱的“夹持”，相对于利用手指气缸和弹片配合夹持的方式而言，该“夹持”过程中既不会出现由于夹持力过小而导致的夹持不住的情况，又不会出现由于夹持力过大而导致LED灯丝柱被卡死或受损的情况，因此“夹持”效果好，从而能够顺利地完成LED灯丝柱的姿态定位任务。

2、本实用新型的LED灯丝柱姿态定位装置在工作时只需要一个驱动机构就能够完成LED灯丝柱的姿态定位任务，因此具有驱动力少、结构简单、生产成本低、装配容易的优点。

3、本实用新型的LED灯丝柱姿态定位装置在对LED灯丝柱姿态定位的同时还能够对其进行摆正，实现LED灯丝柱长度方向上的定位，从而确保LED灯丝柱能够顺利地进行后续的焊接任务。

附图说明

图1和图2为本实用新型的一种LED灯丝柱姿态定位装置的工作状态图；其中图1为LED灯丝柱未进行姿态定位时的工作状态图，图2为LED灯丝柱进行姿态定位时的工作状态图。

图3为图1中I处的局部放大图。

图4为图2中II处的局部放大图。

图5为图2的局部爆炸图。

图6为图1中安转板的立体结构示意图。

图7为图1中姿态定位件的立体结构示意图。

图8为图6中支撑件上的槽壁的结构示意图。

图9为LED灯丝柱的结构示意图。

图10为实施例2对应的定位槽的结构示意图。

图11为实施例3对应的定位槽的结构示意图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本实用新型作进一步详细的描述，但本实用新型的实施方式不限于此。

实施例1

参见图1、图6和图7，本实用新型的一种LED灯丝柱姿态定位装置包括用于对LED灯丝柱3-1进行支撑的支撑件1、用于对LED灯丝柱3-1的姿态进行定位的姿态定位件2以及用于驱动支撑件1或姿态定位件2作竖向运动的升降驱动机构；

参见图7，所述姿态定位件2包括设置在支撑件1两端的第一定位块2-1和第二定位块2-2，其中，第一定位块2-1和第二定位块2-2的顶部分别设有用于对LED灯丝柱两端的焊接部进行导向定位的第一定位槽2-11和第二定位槽2-21，所述第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的槽口自顶端到底端逐渐减小，所述第一定位槽2-11的顶端到第二定位槽2-21的顶端之间的水平距离为第一间距，所述第一定位槽2-11的底端到第二定位槽2-21的底端之间的水平距离为第二间距，LED灯丝柱3-1的长度介于第一间距和第二间距之间。

参见图4，所述第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的槽壁为倒圆锥面。这样设置的好处在于，该倒圆锥面集合了上述槽壁面为圆弧面和两对斜导向面的优点，一方面能够使LED灯丝柱两端的焊接部在圆弧面的导向作用下的接触向下运动会更加平缓顺滑，另一方面还能够对LED灯丝柱进行宽度方向上的定位，从而使得导向定位效果更好。

参加图6和图8，所述支撑件1由第一支撑片1-1和第二支撑片1-2构成，其中，所述第一支撑片1-1和第二支撑片1-2的顶端分别设有第一支撑槽1-11和第二支撑槽1-21，所述第一支撑槽1-11和第二支撑槽1-21的槽壁包括依次连接的第一倾斜面1-3、第一竖直面1-4、第一水平面1-5、第二竖直面1-6以及第二倾斜面1-7，其中，第一倾斜面1-3的底端高于第二倾斜面1-7的底端。工作时，第一倾斜面1-3和第二倾斜面1-7对进入到第一支撑槽1-11和第二支撑槽1-21内的LED灯丝柱3-1进行导向，使其准确落入到第一竖直面1-4和第二竖直面1-6形成的竖向槽中，实现对LED灯丝柱3-1的定位。其中，当将第一倾斜面1-3的底端和第二倾斜面1-7的底端设置为等高时，由于第一竖直面1-4和第二竖直面1-6之间的间距小，因此落入到第一倾斜面1-3的LED灯丝柱3-1无法直接进入到所述竖向槽中，而将第一倾斜面1-3的底端设置为高于第二倾斜面1-7的底端时，LED灯丝柱3-1能够从第一倾斜面1-3的底端先过渡到第二倾斜面1-7，然后再从第二倾斜面1-7过渡到第一竖直面1-4和第二竖直面1-6形成的竖向槽中，从而顺利地完成LED灯丝柱3-1的定位；此外，由于所述支撑件1由第一支撑片1-1和第二支撑片1-2构成，该支撑片相对于支撑块而言体积和质量大大减小，因此能够使整体结构更加简单、驱动力更小。

本实用新型的一种LED灯丝柱姿态定位装置还包括正负极检测装置，该正负极检测装置的正负极分别与所述第一支撑片1-1和第二支撑片1-2连接。工作时，当LED灯丝柱3-1的两端未出现颠倒时，正负极检测装置能够将LED灯丝柱3-1导通，使其发亮，而当LED灯丝柱3-1的两端颠倒时，正负极检测装置则不能将其导通，进而不能发亮，从而能够根据该特性对LED灯丝柱3-1的颠倒情况进行识别，然后将识别结果传递给控制系统，控制系统依据该识别结果来决定是否将LED灯丝柱3-1剔除，从而能够防止因LED灯丝柱3-1的颠倒而导致的焊接失败。

参见图1和图5，所述升降驱动机构与姿态定位件2之间通过固定板4连接，所述第一姿态定位件2和第二姿态定位件2对称地设置在固定板4上。工作时，升降驱动机构驱动固定板4上下运动，进而带动第一姿态定位件2和第二姿态定位件2同时上下运动来实现对LED灯丝柱3-1的姿态定位。

参见图5，所述升降驱动机构由电机5和偏心轮驱动机构成，所述偏心轮驱动机构包括设置在所述固定板4上的从动滚轮6以及驱动从动滚轮6转上下运动的偏心轮7，所述偏心轮7设置在电机5的旋转轴上，所述固定板4与机架之间设有复位弹簧，其弹力促使从动滚轮6始终贴紧在偏心轮7上，固定板4上设有固定板罩4-1。工作时，电机5的旋转轴转动带动偏心轮7转动，偏心轮7转动的同时带动从动轮滚、固定板4以及第一姿态定位件2和第二姿态定位件2上下运动来实现对LED灯丝柱3-1的姿态定位，其中，由电机5偏心轮机构构成的升降驱动机构具有驱动行程固定、驱动平稳迅速的优点。

参见图1和图5，所述固定板4通过安装板9与机架连接，该固定板4与安装板9之间还设有滑动导轨副8，所述固定板4与滑动导轨副8中的滑块连接，所述滑动导轨副8中的导轨固定在安装板9上。工作时，滑动导轨副8能够对固定板4以及第一姿态定位件2和第二姿态定位件2的升降运动进行导向和润滑。

参见图6，所述安装板9包括位于中间的导轨安装部和位于两端的支撑件部，其中，所述导轨安装部和支撑件部之间设有用于物料搬运爪通过运动槽，所述支撑件部的顶端向上延伸形成所述支撑件1。工作时，由物料搬运爪在搬运槽内运动实现将LED灯丝柱两端的焊接部放置在第一支撑槽1-11和第二支撑槽1-21中，通过上述设置，一个固定板4同时具有LED灯丝柱3-1的支撑、导轨的固定以及与物料搬运爪配合实现LED灯丝柱3-1的搬运三种功能，从而使得整体结构更加简单。

参见图1，本实用新型的一种LED灯丝柱姿态定位装置上还设有用于对姿态定位件的升降运动的行程进行检测的光电传感器，该光电传感器与控制系统连接。工作时，当该光电传感器检测到姿态定位件运动超程后，光电传感器能够将控制信号传递给控制系统作进一步处理。

参见图1-图9，本实用新型的工作原理是：工作前，需要先对LED灯丝柱3-1的两端的焊接部进行尖角式裁剪(参见图9)，裁剪后形成尖角，该尖角偏离LED灯丝柱3-1的中心线，由于LED灯丝柱3-1的重心位于中心线处，因此所述尖角在径向方向上偏离LED灯丝柱3-1的重心；具体地，当定位姿态为阳面朝上时，那么裁剪时需要将尖角端裁剪至偏向于阳面一侧，当定位姿态为阴面朝上时，那么裁剪时需要将尖角端裁剪至偏向于阴面一侧。现假设定位姿态为阳面朝上，这样，裁剪时将尖角端裁剪至偏向于阳面一侧。

工作时，在升降驱动机构的驱动下，支撑件1相对于姿态定位件2向下运动(具体可以是支撑件1不动，姿态定位件2向上运动；也可以是姿态定位件2不动，支撑件1向下运动)，从第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的顶部向底部运动，由于第一定位槽2-11和第二定位槽2-21间的第一间距大于第二间距，因此LED灯丝柱3-1的两端的焊接部在相对向下运动过程中会与第一定位槽2-11和第二定位槽2-21接触，接触后的支撑件1继续相对向下运动与LED灯丝柱3-1脱离接触，脱离接触后，若此时LED灯丝柱3-1当前所处姿态与目标姿态不一致时，即支撑件1上的LED灯丝柱3-1的阳面朝下时，LED灯丝柱3-1会在重力的作用下绕着尖角与第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的接触点转动，转动后LED灯丝柱3-1的阳面(该端质量较轻)位于上端，阴面(该端质量较重)位于下端，从而与目标姿态保持一致；若此时LED灯丝柱3-1当前所出姿态与目标姿态一致时，LED灯丝柱3-1则不发生转动，继续保持该目标姿态；从而实现对LED丝柱姿态的定位作用。

此外，本实用新型的LED灯丝柱姿态定位装置在对LED灯丝柱3-1姿态定位的同时还能够对其进行长度方向上的定位，具体地，在对LED灯丝柱3-1焊接时，只有当LED灯丝柱两端的焊接部都准确定位地在焊接点上时，焊接机才能够在作下降的运动中与灯丝柱两端的焊接部接触，进行焊接任务，因此还需要对LED灯丝柱3-1进行长度方向上的定位。该定位原理为：当焊接头偏向LED灯丝柱3-1的一端时，假设偏向于第一定位槽2-11一端，那么LED灯丝柱3-1在相对于姿态定位件2向下运动的过程中会先与第一定位槽2-11接触，接触后的继续向下运动过程中，第一定位槽2-11的槽壁对LED灯丝柱3-1有水平推力的作用，推动其水平向第二定位槽2-21一端运动，对其进行摆正，直到LED灯丝柱两端的焊接部同时与两定位壁接触为止，这样，通过第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的推移摆正来完成LED灯丝柱3-1长度方向上的定位。

实施例2

参见10，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的所述第一定位槽2-11和第二定位槽2-21上与LED灯丝柱3-1的槽壁2-3为圆弧面。这样设置的目的在于，相对于平面而言，圆弧面上两点间的行程更长，因此过渡更加平缓，从而能够使LED灯丝柱两端的焊接部的接触向下运动会更加平缓顺滑。

本实施例中的上述以外的其它实施方式参见实施例1实施。

实施例3

参见图11，本实施例与实施例1的不同之处在于，本实施例中的所述第一定位槽2-11和第二定位槽2-21的两侧面槽壁由两个相交的对称斜面构成，两个对称斜面的交线形成用于对LED灯丝柱姿态的下降运动进行导向的斜导向线。工作时，由于斜导向线为两对称斜面的斜导向线，因此LED灯丝柱3-1的两端沿着斜导向线向下运动过程中，斜导向线能够对其进行宽度方向上的限位，阻止其前后偏摆，从而实现LED灯丝柱3-1宽度方向上的定位。

本实施例中的上述以外的其它实施方式参见实施例1实施。

上述为本实用新型较佳的实施方式，但本实用新型的实施方式并不受上述内容的限制，其他的任何未背离本实用新型的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本实用新型的保护范围之内。