LED玻璃管灯自动化生产工艺

雷智英赵雪

西北机器有限公司陕西西安714000

摘要：众所周知，玻璃管具有制造容易、成本低、光学性能好、热稳定性好和绝缘等优点，为此，提出了一种LED玻璃灯管，为使LED玻璃灯管结构更为简单，成本更低。我们提出了简化配件结构与优化生产工艺的方案，来达到这一目的。

关键词：LED玻璃灯管生产工艺自动化

一、概述

随着灯市的不断地发展，现今对于灯光的使用已经普及到每家每户，然由于市场的竞争，对于灯管产商而言如何更有利地占据更多的市场份额，确保质量的前提下如何降低生产的成本成了其首要解决的问题，这时候，LED玻璃灯管也就随之诞生。虽然LED玻璃灯管真正步入市场的时间还很短，但它却以价格低廉、质量优异、性能良好等诸多优势，挤进了未来灯管最终定型的其中一种形态的行列。

我们知道，LED玻璃灯管的结构[1]包括有：LED堵头2个、驱动电源1个，LED灯条（PCB含贴片）1根、玻璃管1根。但是，虽然LED玻璃灯管的结构简单，但其设计方案主要还是来源于铝塑或全塑的结构，其设计装配方案比较繁琐，会在生产中耗费较大的人工成本。因此针对此问题，提出了简化配件结构与优化生产工艺的方案，该方案将大大地缩减生产劳动力，提高生产作业效率，降低成本。

二、LED玻璃管灯自动化生产工艺

1、LED玻璃灯管生产工艺现状

（1）关于LED玻璃灯管生产组装过程中的打胶工艺是比较成熟稳定的，如：两个塑料堵头与玻璃管装配之间的打胶等；

（2）由于其生产中采用的是硅胶，然硅胶固化对温度和湿度的范围要求都较高，所以固化时间长，不能高速批量的生产。另一方面，不同的季节气候也对其有较大的影响；

（3）现今，电源与堵头装配方式较复杂，主要有冲铆固定和焊接固定的方式。这也是是不能批量生产的原因之一；

（4）对于玻璃管材料这一方面，玻璃管厂商不能保证每批次玻璃管的大小完全相同，且不能保证所有的玻璃管都是完美无瑕的，这就致使LED玻璃灯管在生产中不能统一工艺。

2、LED玻璃管灯自动化生产工艺

针对以上的一些问题，人们提出了自动化生产LED玻璃灯管，而自动化主要是指简化其工艺来提升其生产效率，以及降低成本的一种方式。因此，在自动化生产过程中需要注意产品的结构必须定型、组装工艺应简化，和可以批量生产。然而，需要大量生产，工艺必须简单，所以结构也就必须要合理一致。

（1）自动化堵头设计方案

在自动化生产过程中，在其堵头内部增加了导向槽，且其槽设计使电源PCB可以顺利插进去定位的同时又不致于存在松动。另外将导轨槽设置偏向了一侧，在起到了一种防呆的作用，又方便电源的插入。另外，在堵头设计中，取消了铜针，而在电源驱动上增加了铜针，并穿孔固定在电源PCB上。最后为保证其强度，在堵头上增加一个铜针套，避免铜针在电源PCB上的相对位移，起到了保护作用。

（2）自动化电源板设计方案

采用接插的形式进行电器连接：首先利用线路板两侧的小翅膀来固定堵头卡槽；然后在电源输入端，原本在堵头的铜针通过过孔插件的方式直接集成在线路板上，当电源插入堵头的时候，铜针直接从堵头预留的铜针套孔中穿出；最后在电源输出端，采用带座的L型插针，过孔插件集成在线路板上。

（3）自动化PCB板设计方案

结合电源结构，可以匹配电源输出端的L型插针的母端，采用SMT贴片的方式将母端直接贴在PCB灯板上，PCB灯板需要过回流焊，一般采用低温锡膏。因此，母端的材料需要耐得了回流焊的温度。PCB灯板方面，为了便于贴片与分板，PCB拼版件因采用交错时的布局方式，玻璃灯管的PCB灯板分板完成后，需要进行点胶并且将PCB灯板固定在玻璃管内侧。

（4）自动化点胶方案

PCB灯板的自动点胶与穿管的设备相对比较成熟。PCB灯板倒扣放进点胶设备的传输轨道中，传输轨道朝着玻璃管方向移动的同时控制点胶机对着PCB灯板的背部开始点胶，当PCB灯板完全进入玻璃管内部后，点胶完成。此时设备控制对着传输轨道两端给出向上的顶起力，使得PCB背部与玻璃管内侧接触，一段时间后，顶起力消失，传输轨道退出，PCB灯板就黏在玻璃管内侧了。

但是为了满足自动化与现有的点胶设备的配合要求，我们可以将原先的一根传输杆分为两个部分，即一部分主要承受力与传输的动力端，另一部分主要承放PCB，然后在中间错开一个凹槽，用于避空端子。在选择传输杆时，我们应考虑到其尾端的长度，在其受力后容易弯曲，所以我们要选择刚性较强、重量较轻的材料，如碳纤维就是个不错的选择。另外，点完胶之后为尽快进行下一项工作，就必须使胶水快速干透，，针对此，可以人工将点好胶的灯管转移至物料车上，并将物料车推至空旷处或者烤箱内让胶水快速干透。当然，若是能寻找到一种快速干透的胶水就更好了。

综上所述，由此可以看出，方案经改良后，将原来玻璃管工艺的复杂度大大的简化了。且产能的效率也得到了大大的提高。对产品的制造成本也降低到有5倍有余。LED玻璃灯管应用在自动化设备上，简化工序，全部以接插的电器连接方案代替原来的焊接方式，减少自动化工作站的数量，简化动作、提升效率的同时，不致于将自动化成本抬得抬高。缩减繁琐的工序步骤后，仅自动化设备的投入也将会得到降低。

三、小结

LED玻璃灯管自动化生产通过对玻璃灯管堵头的设计、驱动电源的外形结构设计、PCB灯板的设计以及自动化点胶等的改良，简化了LED玻璃灯管的结构及其生产工艺，更便于实现自动化生产。总的来说，随着市场需求的增大，更会推动LED玻璃灯光生产工艺的发展，使之更适用大众人们的要求，价格更为实惠，工艺更为简单。

参考文献：

[1]成年斌，LED玻璃灯管生产工艺与自动化方案探讨[J].佛山科学技术学院学报，2016（3）,34-2

[2]苏荣欢，廖建良等，玻璃LED直管灯的水性光扩散涂料涂敷工艺研究[J].光源与照明，2016（3），2016-1