摘要:随着LED照明、显示、汽车照明等领域的快速发展,对LED品质、显色一致性和生产效率提出更高的要求,点胶广泛应用于LED的封装工艺中(如:有点胶、灌封、模压)。
市场应用背景
随着LED照明、显示、汽车照明等领域的快速发展,对LED品质、显色一致性和生产效率提出更高的要求,点胶广泛应用于LED的封装工艺中(如:有点胶、灌封、模压)。
其中LED灯荧光粉喷胶主要应用于LED灯板、LED灯带表面喷涂荧光粉胶,是制造白光LED和特定色温LED的关键步骤,可解决色差、出光不均、黄圈、花边等问题,可确保喷涂厚度均匀一致,并精准控制LED色区浓度。
▲LED类型示意图▲LED灯荧光粉喷胶工艺:
LED灯荧光粉点胶,在白光LED封装工艺流程中,需先将荧光粉、硅胶、稀释剂充分混合,制成荧光粉胶,装入喷胶机中,再压缩空气将荧光粉胶雾化成细小颗粒,形成均匀的细雾状均匀喷涂于LED基板表面。
荧光粉胶的涂覆工艺在很大程度上决定了白光LED光色品质和性能的好坏。如果白光的荧光粉胶涂覆厚度不均匀,会导致出射光局部偏黄或偏蓝现象,以及大功率LED的光转换效率、散热性能和显色指数等关键参数下降。
▲LED灯荧光粉喷胶示意图▲市面上常见的LED灯荧光粉点胶方案:
人工点胶:工人手持喷枪将预先调配好的荧光粉胶喷涂到目标区域,喷涂速度慢、重复性差,不适合大规模生产,难以保证每次喷涂的厚度、均匀性完全一致,导致品质波动较大。
普通点胶机:通常使用针筒点胶,控制小面积点胶量时较为粗糙,难以实现高精度喷涂,进而影响品质,同时执行点胶设备通常需要Z轴逐点下降到达LED基板的特定位置点胶,无法实现连续的点胶作业,从而影响效率和点胶质量。
自动喷射点胶机:通过喷嘴将荧光粉胶自动喷涂到目标区域,会存在输出压力不稳定或喷嘴堵塞等问题,导致喷涂不均匀,进而影响喷胶质量,同时需要频繁维护和清洁,增加设备停机时间和维护成本。
正运动技术解决方案:
应市场需求,正运动推出了基于机器视觉运动控制一体机的LED灯视觉喷胶解决方案,实现了视觉与运动控制的一体化集成。
可应用于大规模生产LED荧光粉喷涂应用中,保证荧光粉胶充分均匀雾化,点胶流量一致,满足严格的工艺要求,进行高速高精喷胶应用,提升生产效率、品质和降低生产成本。
通过XY控制,实现了不同轨迹类型的连续LED灯荧光粉胶喷涂作业。用户可根据实际生产需求灵活调整喷胶速度、喷胶面积范围、荧光粉胶的混合比例和吞吐量,简化工作流程,以适应不同LED灯的色谱和色温等生产要求。色温涂覆范围3000~9000,喷粉适用厚度10微米~1500微米。
方案支持高速PSO、PWM、路径规划、多轴同步跟随等功能,确保点胶轨迹平滑,胶量输出稳定和适应多种点胶工艺需求。
可视化编程,编程简单易懂;点胶阀可选,螺杆阀/气动/压电阀,确保色温分布更加集中;点胶待机过程中喷嘴可自动清洁,减少停机时间,提高效率;CCD自动定位和针头位置校正,自动识别工作台面上LED基板的位置和方向,提高LED灯荧光粉胶喷涂精度,确保荧光粉胶均匀、准确地喷涂在目标区域;具有自动防固化功能,防止胶水阻塞喷嘴,保证喷涂厚度均匀和一致性,并减少材料浪费,提高生产过程中的资源利用率;软硬件集成度高,VPLC系列控制器集成运动控制、视觉、输入输出控制等于一体,替代传统的“控制卡+视觉+PLC”的硬件组合方案,可降低软硬件初始采购和维护成本,提高数据交互速率。01 机器视觉运动控制一体机在LED灯喷胶解决方案
▲LED荧光粉喷胶运行视频▲
正运动LED灯视觉喷胶解决方案设计
24DI:接原点、限位、液位等传感器,以及开关信号器等;12DO:高速输出口接工业相机的硬触发输入、喷胶阀、料筒吹气和气阀等;EtherCAT接口:接EtherCAT总线驱动器,控制其它轴运动;6路差分脉冲输出:接脉冲驱动器,控制X、Y、Z轴;3路扩展模块AD:连接喷阀、雾化、胶桶的压力控制;3路扩展模块DA:连接喷阀、雾化、胶桶的气压监控;RS232通信接口:接光源控制器;EtherNET接口:千兆网口,接Gige面阵相机,实现视觉定位应用。运动控制与机器视觉工艺实现
▌机器视觉视觉部分主要使用了双Mark点定位,在平台回零后,将两个Mark点精确移至相机视野的中心位置,并记录两个平台坐标系中的位置中心,以此来确定点胶位置相对于Mark点的相对坐标。
由于产品位置相对于Mark点是固定不变的,因此在运行过程中,仅需对Mark点进行拍照,以确定产品相对于平台的位置之后即可进行点胶作业,无需对每个产品重复进行拍照定位。
▌运动控制
『阵列加工』
通过选定目标指令行号范围实施线性阵列操作,设备能够迅速创建多个一致的图形,提高生产效率和一致性,以当前点、A点、B点,三点生成阵列图形。
『矩形喷胶』
矩形喷胶的起始点定位于矩形区域的左上角,涉及的参数包括喷涂长度、喷涂宽度以及路径间距。在实际编程应用中,喷涂长度与喷涂宽度可通过记录针头坐标值的差值来确定,而起始坐标则为矩形喷涂编程确认时的当前坐标值。能够显著提高喷胶作业的效率与品质,并确保喷胶过程的均匀性与一致性。
LED灯视觉喷胶工艺流程
解决方案应用优势
灵活的轨迹规划:多段轨迹教导式编程,用户可自由指定点胶轨迹,预设四边形填充路径,提高点胶效率和质量;精密调压:比例阀通过电信号控制气压输出,实现高精度的压力调节;异常处理机制:实时提供报警信息,在检测到异常状况时立即发出报警信息,协助操作人员及时处理问题;清洗功能:按照预设的程序自动执行清洗任务,定期对喷嘴及雾化装置进行自动清洗;加胶功能:通过预设的参数,控制Z轴下降到设定的高度位置;下料功能:加工完成后工作台会将产品送到设定位置自动下料;试运行功能:空跑试运行可以验证编程中的点胶轨迹是否正确。解决方案硬件配置
02 机器视觉运动控制一体机VPLC532E
VPLC532E是一款基于Linux系统的EtherCAT总线视觉运动控制器,可脱机运行,内置了丰富的视觉和运动控制功能,大幅简化视觉与运控项目的配置流程,核内数据交互快,可显著降低时间和成本投入。
VPLC系列机器视觉运动控制一体机的安装与拆卸过程便捷,占地空间小,还能与其它控制单元部件(如伺服驱动器、传感器、编码器、控制阀等)无缝集成,提供一个完整端到端的视觉运动控制解决方案。
VPLC532E机器视觉运动控制一体机,本身最多支持32轴,支持24+6数字输入,12+6数字输出,4路高速锁存输入,4路高速PWM和PSO硬件输出,自带6路高速脉冲轴+编码器反馈,速度可达10M。
03 提供易用的可视化视觉点胶开发调试软件
正运动技术通过不断深化扩展VPLC系列视觉运动控制一体机在点胶行业的应用,为用户提供了简单易用的视觉点胶开发调试软件。
软件结合丰富的视觉、运动控制功能,只需进行简单的参数设置,即可快速搭建视觉点胶项目程序,可大幅缩短项目开发周期,降低开发成本,可满足不同产品不同点胶工艺需求。
适用于粘接、喷射、密封、灌注、底部填充、滴胶、线/弧/圆点胶等多种点胶应用场景。
▌功能齐全
支持点胶轨迹打点、线、圆、弧、连续线段、阵列、提前开关胶、手动示教、相机示教、点胶工艺功能。
▌机器视觉纠偏
产品任意位置和角度摆放,视觉自动识别并完成点胶、喷胶等作业。
▌操作界面友好功能齐全
调试编程操作简单便捷,支持在视觉图像上进行示教和点动运动。
来源:正运动技术