CN112008185A - 管座管帽的气控式封装机构及气控式封装方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种管座管帽的气控式封装机构及气控式封装方法，解决了如何控制气缸下压速度以达到高效率并安全地进行封装的技术问题。在气缸缸体上分别设置上进气气口和下进气气口，通过对进入到两进气气口中的压缩空气进行控制组合，将气缸输出轴带动管帽下压的行程，分解成快速下压上段和慢速下压下段两个连续进行的阶段，快速下压上段起到了提高压送管帽效率的目的，慢速下压下段，减缓管帽与管座接触时冲击力，保护了管帽表面上的薄镀层材料不被损坏，并通过对气缸下腔体中气压的检测，来控制焊接电源的接通时刻，较准确地启动焊接操作作业，并实现保压焊接，提高了封焊质量。

Description

管座管帽的气控式封装机构及气控式封装方法

技术领域

本发明涉及一种管座管帽的封装机构，特别涉及一种管座管帽的气控式封装机构及气控式封装方法。

背景技术

在光器件的管座与管帽自动化封装生产过程中，管座被放置吸附到下电极上，管帽被吸附在上电极上，上电极，依次通过上电极座和绝缘板，安装在气缸向下伸出的输出轴的下端面上，上电极和上电极座均为导电的铜质材料，在上电极座上连接有导电铜带，下电极也为铜质材料，焊接用电源连接在铜带与下电极之间，接通电源后，焊接电流通过下电极、管座、管帽、上电极和铜带，将管座与管帽焊接在一起；管座与管帽封装前，需要经过两者的上下对位，对位工作完成后，封装机控制器控制气缸的输出轴下压，将管帽压接在管座上，在管帽上涂有焊锡，管帽与管座压接在一起后，接通焊接电路，将管帽与管座焊接在一起，焊接完成后，成品光器件被传送机构吸附移送到料盘中；由于整个生产过程为全自动化生产线方式，气缸带动管帽下压的时间，会影响到自动化生产的效率，从提高生产效率的角度出发，***在设计中，希望管帽在气缸带动下向下压送的速度要快，但在管座表面设置有薄镀层材料，该层材料比较脆弱，受压时容易发生损伤，管帽较快的向下压送速度，会在管帽与管座接触时，造成管座表面上的薄镀层材料的损伤，如何控制气缸下压的速度，并要达到高效率和安全地封装的目的，是现场需要解决的一个技术难题。

发明内容

本发明提供了一种管座管帽的气控式封装机构及气控式封装方法，解决了如何控制气缸下压速度以达到高效率并安全地进行封装的技术问题。

本发明是通过以下技术方案解决以上技术问题的：

本发明的总体构思是：在气缸缸体上分别设置上进气气口和下进气气口，通过对进入到两进气气口中的压缩空气进行控制组合，将气缸输出轴带动管帽下压的行程，分解成快速下压上段和慢速下压下段两个连续进行的阶段，快速下压上段起到了提高压送管帽效率的目的，慢速下压下段，减缓管帽与管座接触时冲击力，保护了管座表面上的薄镀层材料不被损坏，并通过对气缸下腔体中气压的检测，来控制焊接电源的接通时刻，较准确地启动焊接操作作业，并实现保压焊接，提高了封焊质量。

一种管座管帽的气控式封装机构，包括电控器、气缸、压缩空气气源和封装装置底座板，在封装装置底座板上分别设置有下电极安装座和铜带连接座，在铜带连接座后侧的封装装置底座板上，固定设置有倒L形支架板，在倒L形支架板的顶端设置有气缸，在气缸的缸体上端设置有上进气口，在气缸的缸体下端设置有下进气口，在气缸的向下伸出的输出轴上固定连接有铜带安装座板，在铜带安装座板的下底面上，固定连接有电绝缘板，在电绝缘板的下底面上，固定连接有导电铜带的L形连接铜板，在导电铜带的L形连接铜板的下底面上，固定连接有上电极安装柱底座，在上电极安装柱底座的下底面上，连接有上电极安装柱，上电极通过上电极锁紧螺母连接在上电极安装柱上，在上电极上吸附有管帽，在下电极安装座上设置有下电极，下电极是通过下电极卡套和下电极锁紧螺母连接在下电极安装座上的，在下电极上吸附有管座，在下电极安装座上连接有下电极接电柱，在铜带连接座上连接有铜带接电柱，在下电极接电柱与铜带接电柱之间连接有封装焊接用电源。

在压缩空气气源上，连接有主进气管路，主进气管路的另一端与第一个两位三通电磁阀的常闭输入端口连通在一起，在主进气管路上设置有电气比例阀，在第一个两位三通电磁阀的输出端口上，连接有工作进气总管路，在工作进气总管路上分别连接有工作下进气管路和工作上进气管路，工作下进气管路的另一端与第二个两位三通电磁阀的常开输入端口连通在一起，在工作下进气管路上设置有第一单向节流阀，第二个两位三通电磁阀的输出端口通过第二单向节流阀后与气缸的下进气口连通在一起，在下进气口与第二个两位三通电磁阀的常开输入端口之间设置有下排气管路，在下排气管路上设置有单向阀，在下进气口上还连接有气压电子表；工作上进气管路的另一端与第三个两位三通电磁阀的常闭输入端口连通在一起，第三个两位三通电磁阀的输出端口通过第三单向节流阀与气缸的上进气口连通在一起；第二个两位三通电磁阀的常闭输入端口和第三个两位三通电磁阀的常开输入端口分别与排气管路连通在一起，在排气管路的外端连接有排气消音器。

在压缩空气气源上连接有电磁阀启动先导管路，电磁阀启动先导管路的另一端分别与第三个两位三通电磁阀的第三个两位三通电磁阀先导启动进气口和第二个两位三通电磁阀的第二个两位三通电磁阀先导启动进气口连通在一起，在电磁阀启动先导管路上设置有减压阀。

一种管座管帽的气控式封装机构的气控式封装方法，包括以下步骤：

第一步、在上电极上吸附有管帽，在下电极上吸附有管座；电控器控制第一个两位三通电磁阀得电，第二个两位三通电磁阀和第三个两位三通电磁阀均处于失电状态；压缩空气气源中的压缩空气，先通过电气比例阀调整成压力为0.2兆帕的压缩空气后，再通过第一个两位三通电磁阀的常闭输入端口进入到第一个两位三通电磁阀中，从第一个两位三通电磁阀的输出端口上输出的压缩空气，依次经过工作进气总管路、工作下进气管路、第一单向节流阀、第二个两位三通电磁阀的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀、第二单向节流阀和下进气口，进入到气缸的缸体内下腔中，使气缸中的活塞被顶接在缸体内腔上端；

第二步、电控器同时控制第二个两位三通电磁阀和第三个两位三通电磁阀得电，第二个两位三通电磁阀的常开输入端口气路断开，第三个两位三通电磁阀的常闭输入端口气路接通，工作下进气管路的进气通道被切断，工作进气总管路中的压缩空气依次经过工作上进气管路、第三个两位三通电磁阀的常开输入端口、第三个两位三通电磁阀、第三单向节流阀和上进气口，进入到气缸的缸体内上腔中，在进入的压缩空气作用下，气缸的向下伸出的输出轴快速向下移动，与此同时，气缸的缸体内下腔中的气体，依次经过下排气管路、单向阀、第一单向节流阀、工作上进气管路、第三个两位三通电磁阀、第三单向节流阀和上进气口，进入到气缸的缸体内上腔中，助力输出轴快速向下移；

第三步、输出轴带动上电极快速下移，当管帽接近管座时，控制器控制第二个两位三通电磁阀失电，第二个两位三通电磁阀的常开输入端口再次被接通，工作进气总管路中的压缩空气，依次经过工作下进气管路、第一单向节流阀、第二个两位三通电磁阀的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀、第二单向节流阀和下进气口，进入到气缸的缸体内下腔中，对气缸中的活塞形成向上的顶升力，平衡掉气缸的缸体内上腔中压缩空气对活塞的向下压力，使输出轴变为慢速向下移动；

第四步、当输出轴下移到使管帽与管座压接在一起后，第二个两位三通电磁阀得电，快速排气，当气压电子表检测到气缸的缸体内下腔的压力达到焊接要求时，气压电子表的输出信号通过电控器，将下电极接电柱与铜带接电柱之间连接的封装焊接用电源接通，使管帽与管座焊接在一起；

第五步、管帽与管座焊接完成后，电控器控制第三个两位三通电磁阀失电，第三个两位三通电磁阀的常闭输入端口断开，输出轴在气缸的缸体内下腔中的压缩空气作用下快速向上移动，与此同时，气缸的缸体内上腔中的压缩空气，依次通过上进气口、第三单向节流阀、第三个两位三通电磁阀的常闭输入端口、排气管路和排气消音器排出，使气缸中的活塞回到初始位置。

本发明即提高了管座与管帽的封装效率，又克服了封装中管座表面薄镀层材料容易损坏的缺陷，大大提高了自动化生产线的封装质量。

附图说明

图1是本发明的结构示意图；

图2是本发明的气缸3的控制气路的结构示意图；

图3是本发明的输出轴6在封装初始位置时压缩空气走向图；

图4是本发明的输出轴6在快速下降时压缩空气走向图；

图5是本发明的输出轴6在慢速下降及封装焊接时压缩空气走向图；

图6是本发明的输出轴6在完成封装后快速上升时压缩空气走向图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明进行详细说明：

一种管座管帽的气控式封装机构，包括电控器、气缸3、压缩空气气源22和封装装置底座板1，电控器为整个封装机的控制中心，其内部设置有计算机，各部件的传感器信号以电信号的形式传送给电控器，电控器对封装机的工艺动作实施具体操作控制，在封装装置底座板1上，分别设置有下电极安装座18和铜带连接座21，在铜带连接座21后侧的封装装置底座板1上，固定设置有倒L形支架板2，在倒L形支架板2的顶端设置有气缸3，在气缸3的缸体上端设置有上进气口4，上进气口4与气缸3的上部内腔连通，从上进气口4进入的压缩空气会使活塞向下移动，在气缸3的缸体下端设置有下进气口5，从下进气口5进入的压缩空气会使活塞向上移动，在气缸3的向下伸出的输出轴6上固定连接有铜带安装座板7，在铜带安装座板7的下底面上，固定连接有电绝缘板8，在电绝缘板8的下底面上，固定连接有导电铜带9的L形连接铜板，在导电铜带9的L形连接铜板的下底面上，固定连接有上电极安装柱底座10，在上电极安装柱底座10的下底面上，连接有上电极安装柱，上电极12通过上电极锁紧螺母11连接在上电极安装柱上，在上电极12中设置有吸附通道，管帽13被负压吸附在上电极12上，在下电极安装座18上设置有下电极15，下电极15是通过下电极卡套16和下电极锁紧螺母17连接在下电极安装座18上的，在下电极15中设置有负压吸附通道，管座14被吸附在下电极15上，在下电极安装座18上连接有下电极接电柱19，在铜带连接座21上连接有铜带接电柱20，在下电极接电柱19与铜带接电柱20之间连接有封装焊接用电源，封装焊接用电源、下电极接电柱19、下电极安装座18、下电极15、管座、管帽、上电极12、上电极安装柱、上电极安装柱底座10、导电铜带9的L形连接铜板、导电铜带9和铜带接电柱20，组成了封闭的焊接电路，该电路中的焊接电流将管座与管帽喊焊接在一起。

在压缩空气气源22上，连接有主进气管路25，主进气管路25的另一端与第一个两位三通电磁阀24的常闭输入端口连通在一起，在主进气管路25上设置有电气比例阀23，在第一个两位三通电磁阀24的输出端口上，连接有工作进气总管路26，在工作进气总管路26上分别连接有工作下进气管路27和工作上进气管路42，工作下进气管路27的另一端与第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口连通在一起，在工作下进气管路27上设置有第一单向节流阀28，第二个两位三通电磁阀29的输出端口通过第二单向节流阀30后与气缸3的下进气口5连通在一起，在下进气口5与第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口之间设置有下排气管路32，在下排气管路32上设置有单向阀34，在下进气口5上还连接有气压电子表35；工作上进气管路42的另一端与第三个两位三通电磁阀31的常闭输入端口连通在一起，第三个两位三通电磁阀31的输出端口通过第三单向节流阀33与气缸3的上进气口4连通在一起；第二个两位三通电磁阀29的常闭输入端口和第三个两位三通电磁阀31的常开输入端口分别与排气管路36连通在一起，在排气管路36的外端连接有排气消音器37，封帽机的电控器通过电控压缩空气的进气气路，从而改变气缸3的活塞以上的上腔体内的压力和活塞以下的下腔体内的压力，实现活塞的从快速下压到慢速下压的转化。

在压缩空气气源22上连接有电磁阀启动先导管路38，电磁阀启动先导管路38的另一端分别与第三个两位三通电磁阀31的第三个两位三通电磁阀先导启动进气口40和第二个两位三通电磁阀29的第二个两位三通电磁阀先导启动进气口41连通在一起，在电磁阀启动先导管路38上设置有减压阀39；由于两位三通电磁阀工作前需要预先通以一定的气压，才能保证其正常工作，压缩空气气源22中的气源经减压阀39减压后，将启动气压接通到电磁阀先导启动进气口中。

一种管座管帽的气控式封装机构的气控式封装方法，包括以下步骤：

第一步、在上电极12上吸附有管帽13，在下电极15上吸附有管座14；电控器控制第一个两位三通电磁阀24得电，第二个两位三通电磁阀29和第三个两位三通电磁阀31均处于失电状态；压缩空气气源22中的压缩空气，先通过电气比例阀23调整成压力为0.2兆帕的压缩空气后，再通过第一个两位三通电磁阀24的常闭输入端口进入到第一个两位三通电磁阀24中，从第一个两位三通电磁阀24的输出端口上输出的压缩空气，依次经过工作进气总管路26、工作下进气管路27、第一单向节流阀28、第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀29、第二单向节流阀30和下进气口5，进入到气缸3的缸体内下腔中，使气缸3中的活塞被顶接在缸体内腔上端；此时，第三个两位三通电磁阀31处于阻断状态，工作上进气管路42中的压缩空气被第三个两位三通电磁阀31阻断；

第二步、电控器同时控制第二个两位三通电磁阀29和第三个两位三通电磁阀31得电，第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口气路断开，第三个两位三通电磁阀31的常闭输入端口气路接通，工作下进气管路27的进气通道被切断，工作进气总管路26中的压缩空气依次经过工作上进气管路42、第三个两位三通电磁阀31的常开输入端口、第三个两位三通电磁阀31、第三单向节流阀33和上进气口4，进入到气缸3的缸体内上腔中，在进入的压缩空气作用下，气缸3的向下伸出的输出轴6快速向下移动，与此同时，气缸3的缸体内下腔中的气体，依次经过下排气管路32、单向阀34、第一单向节流阀28、工作上进气管路42、第三个两位三通电磁阀31、第三单向节流阀33和上进气口4，进入到气缸3的缸体内上腔中，助力输出轴6快速向下移；也有从下进气口5输出的部分气体经第二单向节流阀30和第二个两位三通电磁阀29的常闭输入端口，进入到排气管路36中，经排气消音器37排出；

第三步、输出轴6带动上电极12快速下移，当位置传感器检测到管帽13已接近管座14时，控制器发出控制信号，控制第二个两位三通电磁阀29失电，第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口再次被接通，工作进气总管路26中的压缩空气，依次经过工作下进气管路27、第一单向节流阀28、第二个两位三通电磁阀29的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀29、第二单向节流阀30和下进气口5，进入到气缸3的缸体内下腔中，对气缸3中的活塞形成向上的顶升力，平衡掉气缸3的缸体内上腔中压缩空气对活塞的向下压力，使输出轴6变为慢速向下移动，可通过调整第二单向节流阀30的进气量，来控制活塞的向下压力；

第四步、当输出轴6下移到使管帽13与管座14压接在一起后，第二个两位三通电磁阀得电29，快速排气，当气压电子表35检测到气缸3的缸体内下腔的压力达到焊接要求时，气压电子表35的输出信号通过电控器，将下电极接电柱19与铜带接电柱20之间连接的封装焊接用电源接通，使管帽13与管座14焊接在一起，由于经电气比例阀23调解的工作进气总管路26中的压缩空气的压力较恒定，使进入到气缸上腔体内的压力也比较恒定，所以气缸下腔体中的气压基本可代表管座与管帽之间的压力，只要通过检测并控制下腔中的气压，即可实现对焊接的管座与管帽之间的压力的控制和检测，从而在工艺要求的压力下，通电进行焊接，并使焊接后管座与管帽在工艺要求的压力下进行保压；

第五步、管帽13与管座14焊接完成后，电控器控制第三个两位三通电磁阀31失电，第三个两位三通电磁阀31的常闭输入端口断开，输出轴6在气缸3的缸体内下腔中的压缩空气作用下快速向上移动，与此同时，气缸3的缸体内上腔中的压缩空气，依次通过上进气口4、第三单向节流阀33、第三个两位三通电磁阀31的常闭输入端口、排气管路36和排气消音器37排出，使气缸3中的活塞回到初始位置；

反复重复第一步到第五步的步骤，即连续自动化的批量实现管座与管帽的封装。

Claims (4)

1.一种管座管帽的气控式封装机构，包括电控器、气缸（3）、压缩空气气源（22）和封装装置底座板（1），在封装装置底座板（1）上分别设置有下电极安装座（18）和铜带连接座（21），在铜带连接座（21）后侧的封装装置底座板（1）上，固定设置有倒L形支架板（2），在倒L形支架板（2）的顶端设置有气缸（3），在气缸（3）的缸体上端设置有上进气口（4），在气缸（3）的缸体下端设置有下进气口（5），其特征在于，在气缸（3）的向下伸出的输出轴（6）上固定连接有铜带安装座板（7），在铜带安装座板（7）的下底面上，固定连接有电绝缘板（8），在电绝缘板（8）的下底面上，固定连接有导电铜带（9）的L形连接铜板，在导电铜带（9）的L形连接铜板的下底面上，固定连接有上电极安装柱底座（10），在上电极安装柱底座（10）的下底面上，连接有上电极安装柱，上电极（12）通过上电极锁紧螺母（11）连接在上电极安装柱上，在上电极（12）上吸附有管帽（13），在下电极安装座（18）上设置有下电极（15），下电极（15）是通过下电极卡套（16）和下电极锁紧螺母（17）连接在下电极安装座（18）上的，在下电极（15）上吸附有管座（14），在下电极安装座（18）上连接有下电极接电柱（19），在铜带连接座（21）上连接有铜带接电柱（20），在下电极接电柱（19）与铜带接电柱（20）之间连接有封装焊接用电源。

2.根据权利要求1所述的一种管座管帽的气控式封装机构，其特征在于，在压缩空气气源（22）上，连接有主进气管路（25），主进气管路（25）的另一端与第一个两位三通电磁阀（24）的常闭输入端口连通在一起，在主进气管路（25）上设置有电气比例阀（23），在第一个两位三通电磁阀（24）的输出端口上，连接有工作进气总管路（26），在工作进气总管路（26）上分别连接有工作下进气管路（27）和工作上进气管路（42），工作下进气管路（27）的另一端与第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口连通在一起，在工作下进气管路（27）上设置有第一单向节流阀（28），第二个两位三通电磁阀（29）的输出端口通过第二单向节流阀（30）后与气缸（3）的下进气口（5）连通在一起，在下进气口（5）与第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口之间设置有下排气管路（32），在下排气管路（32）上设置有单向阀（34），在下进气口（5）上还连接有气压电子表（35）；工作上进气管路（42）的另一端与第三个两位三通电磁阀（31）的常闭输入端口连通在一起，第三个两位三通电磁阀（31）的输出端口通过第三单向节流阀（33）与气缸（3）的上进气口（4）连通在一起；第二个两位三通电磁阀（29）的常闭输入端口和第三个两位三通电磁阀（31）的常开输入端口分别与排气管路（36）连通在一起，在排气管路（36）的外端连接有排气消音器（37）。

3.根据权利要求2所述的一种管座管帽的气控式封装机构，其特征在于，在压缩空气气源（22）上连接有电磁阀启动先导管路（38），电磁阀启动先导管路（38）的另一端分别与第三个两位三通电磁阀（31）的第三个两位三通电磁阀先导启动进气口（40）和第二个两位三通电磁阀（29）的第二个两位三通电磁阀先导启动进气口（41）连通在一起，在电磁阀启动先导管路（38）上设置有减压阀（39）。

4.如权利要求3所述的一种管座管帽的气控式封装机构的气控式封装方法，包括以下步骤：

第一步、在上电极（12）上吸附有管帽（13），在下电极（15）上吸附有管座（14）；电控器控制第一个两位三通电磁阀（24）得电，第二个两位三通电磁阀（29）和第三个两位三通电磁阀（31）均处于失电状态；压缩空气气源（22）中的压缩空气，先通过电气比例阀（23）调整成压力为0.2兆帕的压缩空气后，再通过第一个两位三通电磁阀（24）的常闭输入端口进入到第一个两位三通电磁阀（24）中，从第一个两位三通电磁阀（24）的输出端口上输出的压缩空气，依次经过工作进气总管路（26）、工作下进气管路（27）、第一单向节流阀（28）、第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀（29）、第二单向节流阀（30）和下进气口（5），进入到气缸（3）的缸体内下腔中，使气缸（3）中的活塞被顶接在缸体内腔上端；

第二步、电控器同时控制第二个两位三通电磁阀（29）和第三个两位三通电磁阀（31）得电，第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口气路断开，第三个两位三通电磁阀（31）的常闭输入端口气路接通，工作下进气管路（27）的进气通道被切断，工作进气总管路（26）中的压缩空气依次经过工作上进气管路（42）、第三个两位三通电磁阀（31）的常开输入端口、第三个两位三通电磁阀（31）、第三单向节流阀（33）和上进气口（4），进入到气缸（3）的缸体内上腔中，在进入的压缩空气作用下，气缸（3）的向下伸出的输出轴（6）快速向下移动，与此同时，气缸（3）的缸体内下腔中的气体，依次经过下排气管路（32）、单向阀（34）、第一单向节流阀（28）、工作上进气管路（42）、第三个两位三通电磁阀（31）、第三单向节流阀（33）和上进气口（4），进入到气缸（3）的缸体内上腔中，助力输出轴（6）快速向下移；

第三步、输出轴（6）带动上电极（12）快速下移，当管帽（13）接近管座（14）时，控制器控制第二个两位三通电磁阀（29）失电，第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口再次被接通，工作进气总管路（26）中的压缩空气，依次经过工作下进气管路（27）、第一单向节流阀（28）、第二个两位三通电磁阀（29）的常开输入端口、第二个两位三通电磁阀（29）、第二单向节流阀（30）和下进气口（5），进入到气缸（3）的缸体内下腔中，对气缸（3）中的活塞形成向上的顶升力，平衡掉气缸（3）的缸体内上腔中压缩空气对活塞的向下压力，使输出轴（6）变为慢速向下移动；

第四步、当输出轴（6）下移到使管帽（13）与管座（14）压接在一起后，当气压电子表（35）检测到气缸（3）的缸体内下腔的压力达到焊接要求时，第二个两位三通电磁阀（29）得电，快速排气，气压电子表（35）的输出信号通过电控器，将下电极接电柱（19）与铜带接电柱（20）之间连接的封装焊接用电源接通，使管帽（13）与管座（14）焊接在一起；

第五步、管帽（13）与管座（14）焊接完成后，电控器控制第三个两位三通电磁阀（31）失电，第三个两位三通电磁阀（31）的常闭输入端口断开，输出轴（6）在气缸（3）的缸体内下腔中的压缩空气作用下快速向上移动，与此同时，气缸（3）的缸体内上腔中的压缩空气，依次通过上进气口（4）、第三单向节流阀（33）、第三个两位三通电磁阀（31）的常闭输入端口、排气管路（36）和排气消音器（37）排出，使气缸（3）中的活塞回到初始位置。

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