專利名稱：螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備的制作方法
技術領域：
本實用新型涉及一種熒光燈管的封口設備，尤其是螺旋型熒光燈管管腳自動 封口設備。
背景技術：
節能燈由于具備發光效率高、節能等諸多優點，符合當今社會節能、環保 的趨勢，目前得到了大力推廣應用。作為節能燈系列之一的螺旋型熒光燈，應 用范圍也得到了空前的拓展。由于目前國內生產的螺旋型熒光燈的燈管基本采 用手工彎制，燈管的螺旋型外形難以保持在一定的公差范圍內，就給后續的燈 管封口工序的自動化生產帶來較大的障礙。
螺旋型熒光燈管的封口工序，是指在燈管生產中，將帶有燈絲的二根玻璃
芯柱A分別插入熒光燈管B的二個管腳B-1的開口中定位(見圖1、圖2)，并 且與開口部位燒熔密封固定在一起的生產過程。
目前各燈管生產廠家的螺旋燈管的管腳封口工藝，均采用傳統的手工封口 方式；其中又分為手工短腳封口和手工半自動長腳封口兩種封口方式。
手工短腳封口利用人工的手動動作，首先將芯柱固定在手動封口機上， 然后作業人員用手握住螺旋燈管，將管腳對準芯柱套進去，同時采用兩片半圓 環型火苗，對芯柱和燈管的粘結部位進行加熱燒結完成。該封口方法雖然獲得 的是短腳燈管(圖2所示，燈管的管腳B-1較短，使得裝配后的節能燈外形較 好)，但主要是以人的操作熟練程度來控制燈管封口的質量，機械化程度很低， 用工人員很多，給管理上帶來很大困難。
手工半自動長腳封口利用手工加封口設備封口，固定芯柱定位，固定夾 具夾住螺旋管長腳(夾持部位是B-2處)，定位芯柱放入芯柱裝置，把螺旋管腳 放入螺旋管固定夾具，然后將兩者合在一起，采用兩側火苗垂直對準芯柱和燈 管管腳的粘結部位進行旋轉加熱燒結，使結合部位均勻受熱，完成封口。該封
口方法要使用長腳的螺旋燈管，手工結合機械封口，自動化程度較低，封口出
來的燈管管腳高(圖l所示，燈管的管腳B-1較長)，裝配后的節能燈外型比較 差，裝燈不緊湊。如采用該設備短腳的螺旋燈管封口，由于燒結部位距離管夾 的夾持部位非常近，這樣就導致燈管燒結部位與管夾部位溫度相差很大，玻璃 管極易因受熱不均勻，產生強大的玻璃應力，導致燈管炸裂，因而成品率不高。
實用新型內容
本實用新型的目的是克服上述背景技術的不足，提供一種熒光燈管的封口 設備的改進，該設備生產的短腳燈管應當成品率高、質量好、自動化程度高。 本實用新型采用了以下技術方案
螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，包括一設有多個工位的機架，機架上 豎直定位一可轉動的主軸，主軸上端固定的懸架上懸空布置著與工位數量相同 的外抓式封口夾具，主軸下端由一動力機構帶動而轉動，以帶動各個外抓式封口 夾具依次走過各個工位，并在每個工位上停留一定操作時間進行作業，還設有一 控制裝置對各個工作機構的動作進行控制；所述的多個工位包括燈管上料定位、 預熱、燒結工位；所述的燈管上料定位工位設有上管定位裝置，上管定位裝置位 于外抓式封口夾具的下邊，上管定位裝置中還設有一可豎直運動的直線移動機構， 直線移動機構上又設有管腳夾具，以便將管腳夾具夾持的螺旋型熒光燈管向上送 入外抓式封口夾具中；所述的預熱工位設有兩個可豎直升降的噴火頭，以便對螺 旋型熒光燈管的管腳預先加熱；所述的燒結工位設有芯柱裝置和環型封口裝置， 芯柱裝置中設有一可豎直運動的直線移動機構，直線移動機構上又設有芯柱夾具， 以便將芯柱夾具預先已夾持的芯柱送入燈管管腳的開口中；所述的環型封口裝置 包括可靠近及分開的兩個環形噴火頭，以便將對準芯柱與燈管管腳的結合部位 燒結使芯柱與燈管管腳固定在一起。
所述的外抓式封口夾具包括夾具部件和自動調節機構，夾具部件由3-5片弧型 鋼板組成一開口朝下的套筒狀，套筒的外圓周面由彈簧包縛施力使弧型鋼板保持 一定的握持力，以便抓握插入后的熒光燈管的螺旋面；各片弧型鋼板的上端各通 過一彈性連接片連接在一連接板上，連接板中部固定的小軸朝上延伸到自動調 節機構上；所述的自動調節機構中設有兩個水平且平行設置的上夾板和下夾板， 上夾板和下夾板之間擱有一軸承，另有彈簧施力以使上夾板和下夾板靠攏并夾 緊所述的軸承；下夾板上開有一通孔，所述的小軸往上穿越該通孔后固定在所 述的軸承上；所述的下夾板上的通孔與所述的小軸具有間距，以便于外抓式封口 夾具的各方向的移動調節。
所述的預熱工位之后還可設有二次定位工位；該工位包括管腳中心定位裝置 和管腳高度定位裝置；管腳中心定位裝置包括一對抓握管腳外圓周面且可開合 的爪鉗，該對爪鉗安裝在一直線運動機構上，以便根據需要到達管腳中心位置 或離開該位置；管腳高度定位裝置包括一可豎直運動的直線移動機構以及該機構 上固定的頂桿，該頂桿的軸線與管腳中心基本重合，以便在直線移動機構豎直運 動時頂桿能將管腳的管口位置頂推在設定高度。
該機架上還設有退火工位。
所述的直線移動機構是汽缸或油缸。
所述的下夾板上的通孔與小軸的間距為2-5毫米。
本實用新型的工作過程是主軸轉動，固定在主軸上端的各個外抓式封口夾 具依次走過機架的各個工位，并在每個工位上停留若干時間(一般需要20-40秒； 停留及轉動運行時間均由控制裝置確定)以供各工作機構作業；操作人員用手工 將燈管的兩個燈腳往下插入管腳夾具中，管腳夾具夾緊后，燈管就保持豎直狀 態；接著上管定位裝置中的直線移動機構帶動管腳夾具往上運動，管腳夾具上的 熒光燈管的螺旋形圓周面就擠入位于管腳夾具上邊的外抓式封口夾具的筒狀內 腔中，由彈簧包縛的各片弧型鋼板握持住燈管的螺旋形圓周面，然后管腳夾具松
開脫離熒光燈管的管腳并隨直線移動機構的反向運動而往下移動到原位；接著主 軸轉動，螺旋燈管轉入下一工位，對燈管的第一個管腳(如左管腳)的中心進 行定位先是解鎖機構動作，使外抓式封口夾具中的自動調節機構的上夾板和下 夾板相互拉大若干距離，以解除對軸承的夾緊力；由于小軸的上端變為自由端， 加上小軸與通孔之間有足夠的空間，所以軸承位置能夠根據要求進行調節移動; 管腳定位時先用管腳中心定位裝置的一對爪鉗夾持住螺旋燈管的一個管腳(如 左管腳)，使其中心定位確定后，外抓式封口夾具中的各部件就自動進行相應調 整；同時管腳高度定位裝置中的直線移動機構豎直運動頂推著頂桿上升，頂桿的 頂端就將燈管管腳的管口頂推至設定高度；兩者定位完畢后，解鎖機構的動作 解除，上夾板和下夾板重新靠攏夾緊，夾具部件重新恢復自鎖固定狀態，將可 活動的外抓式封口夾具進行固定，并將螺旋燈管左管腳的中心及高度尺寸鎖定。 然后主軸轉動一工位距離，外抓式封口夾具帶著該燈管進入下一工位進行管腳預 熱操作由兩個噴火頭從下邊豎直上移至指定位置，對左管腳噴火進行預熱。 預熱一定時間后主軸再次轉動，螺旋燈管轉入下一工位，對燈管的第一個管腳 (如左管腳)的中心再次進行定位(即二次定位)定位的方式仍然利用管腳中 心定位裝置和管腳高度定位裝置，操作程序也一樣，不再細述。然后外抓式封口 夾具帶著該燈管進入下一工位進行燒結封接芯柱裝置中的直線移動機構帶動芯 柱夾具向上運動，將芯柱準確插入燈管管腳的開口中；接著環型封口裝置中的兩 個環形噴火頭自動合攏，對管腳與芯柱的結合部位噴火加溫進行燒結封接。燒 結完成后，芯柱夾具隨直線移動機構反向運動脫開芯柱回到原位，外抓式封口夾 具帶著該燈管進入下一退火工位，由兩個噴火頭從兩邊合攏組成一火圈，對燒結 部位加熱退火。這樣一個管腳與芯柱的燒結作業就完成，外抓式封口夾具帶著該 燈管進入下一個工位對第二個管腳(如右腳)開始進行操作，重復進行同樣的 程序及工位才能完成該管腳與芯柱的燒結作業。當兩個管腳全都完成與芯柱的 燒結封接后，由操作人員從設備上取下， 一個燈管的封口工序才得以完成。由 于每臺設備上具有多個工位(如16工位)，同時有多個燈管在進行不同的操作 加工，所以生產效率較高。而操作人員所需做的只是將待加工的燈管及芯柱插 入在指定位置，以及從設備上取下完成燒結封接的燈管。
本實用新型提供的設備，將原來的夾持固定燈管管腳進行燒結的方式，改 變為外抓著燈管的螺旋形外圓周面進行握持固定后再進行燒結的方式，不但能 夠加工短腳的螺旋型熒光燈管，確保良好的產品外形，而且有效地提高了產品 質量和成品率；還實現了自動化生產，提高了生產效率。
圖1是是長腳螺旋型熒光燈管的外形示意圖。
圖2是短腳螺旋型熒光燈管的外形示意圖。
圖3螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備的主視結構示意圖。
圖4是螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備的俯視結構示意圖。
圖5是在燈管上料定位工位的燈管在上料前的位置示意圖。
圖6是在燈管上料定位工位的燈管在上料后的位置示意圖。
圖7是在燈管上料定位工位的俯視放大結構示意圖。
圖8是外抓式封口夾具的結構示意圖。
圖9是圖8中外抓式封口夾具的俯視結構示意圖。
圖IO是管腳中心定位裝置的主視結構示意圖。
圖11是管腳中心定位裝置的俯視結構示意圖。
圖12是管腳中心定位裝置張開爪鉗時的結構示意圖。
圖13是預熱工位上的預熱裝置的工作位置示意圖。
圖14是升降式噴火頭的俯視示意圖。
圖15是管腳中心定位裝置和管腳高度定位裝置在起始狀態的位置示意圖。 圖16是管腳中心定位裝置和管腳高度定位裝置在工作狀態的位置示意圖。 圖17是燒結工位的芯柱裝置在起始狀態的位置示意圖。 圖18是芯柱裝置將芯柱輸送到指定位置時的狀態示意圖。
圖19是外抓式封口夾具中的自動調節結構的放大結構示意圖。 圖20是燒結工位的環形噴火頭及芯柱裝置的俯視方向示意圖。
具體實施方式
如圖3、圖4所示該螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，包括一設有多個
工位(圖中顯示有16工位)的機架1、機架上豎直定位一可轉動的主軸2，主 軸上端固定的懸架上懸空布置著與工位數量相同的外抓式封口夾具3，主軸下端 由一動力機構4 (一般是電機和減速機)帶動而轉動，以帶動主軸上端的各個外 抓式封口夾具依次走過各個工位，并在每個工位上準確停留若干時間進行操作， 還設有一控制裝置(一般安裝于控制箱5中)對各個操作機構的動作進行控制。 所述的多個工位可包括燈管上料定位、預熱、燒結、退火工位。圖5、圖6、 圖7所示的燈管上料定位工位上設有上管定位裝置8，外抓式封口夾具3位于上 管定位裝置的上邊；上管定位裝置中還設有一可豎直運動的直線移動機構10，直 線移動機構上又設有管腳夾具11,以便將管腳夾具夾持的螺旋型熒光燈管向上送 入外抓式封口夾具中。由圖7中可知管腳夾具中的活動塊14和固定塊13邊沿 各二個半圓形成了二個管腳插孔15，當燈管的二個管腳插入管腳插孔后，彈簧16 推動活動塊14夾緊燈管的二個管腳，從而實現固定燈管的目的；活動塊14的移動 用直線移動機構實現。燈管上料定位工位上還設有管腳中心定位裝置和管腳高度 定位裝置，這兩個裝置的結構與二次定位工位上的裝置相同，工作過程與也二 次定位的過程相同(具體可見二次定位工作過程的描述)。
由圖8、圖9可知所述的外抓式封口夾具包括夾具部件和自動調節機構， 夾具部件由3-5片弧型鋼板18組成一開口朝下的套筒狀，套筒的外圓周面由一彈 簧19包縛施力使弧型鋼板保持一定的握持力，以便抓握插入后的熒光燈管的螺旋 面；各片弧型鋼板的上端各通過一彈性連接片20-1連接在一連接板20上，連接 板中部固定的小軸21朝上延伸到自動調節機構上；所述的自動調節機構中設有
兩個水平且平行設置的上夾板24和下夾板22,上夾板和下夾板之間擱有一軸承 23 (該軸承可外購獲得)，另有彈簧58施力以使上夾板和下夾板靠攏并夾緊所 述的軸承；下夾板上開有一通孔22-1，所述的小軸往上穿越該通孔后與所述的 軸承中的球形體23-l固定；所述的下夾板上的通孔與所述的小軸具有間距，間 距為2-5毫米；顯然，當上夾板和下夾板松開(由圖16及圖19可知直線運動 機構39運動，其下端的頂板38就下壓曲柄9，位于上夾板和下夾板之間的偏心 輪40就將上夾板和下夾板的距離頂開)時，小軸可以往各個方向及角度移動， 這特別有利于外抓式封口夾具的水平位置及角度的移動調節；而當上夾板和下夾 板夾緊時，小軸上端的球形體23-l被夾緊固定，小軸乃至其下端的夾具部件的 位置即被固定。
圖13、圖14所示的預熱工位上設有預熱裝置51,該裝置上設有兩個可豎直 升降的噴火頭25，以便對螺旋型熒光燈管的管腳預先加熱；噴火頭設置在一可 豎直運動的直線移動機構26上；雙點劃線是噴火頭的起始位置，實線是噴火頭 升起后的工作位置。噴火頭均通有燃氣，其結構與現有技術相同。
圖15、圖16、圖10、圖11、圖12所示的二次定位工位中，管腳中心定位 裝置30包括一對用于抓握管腳外圓周面的爪鉗32，該對爪鉗分別鉸接在座體上 保持可轉動狀態，兩個爪鉗的后端又各鉸接一短桿，短桿的另一端與一小直線 運動機構33鉸接；通過小直線運動機構33帶動，實現張開及閉合(抓握管腳) 的動作；該對爪鉗及一小直線運動機構33又安裝在一直線運動機構31上，以 便根據需要到達管腳中心位置或離開該位置；管腳高度定位裝置包括一可豎直 運動的機構36以及該機構上固定的頂桿37，該頂桿的軸線與管腳中心基本重合，
在以便在頂桿豎直運動時將管腳的管口位置頂推在設定高度。
如圖17、圖18、圖20所示，燒結工位設有芯柱裝置和環型封口裝置52，芯 柱裝置中設有一可豎直運動的直線移動機構41，直線移動機構上又設有芯柱夾具
42(圖20中可知，該夾具是可定時轉動確定角度的圓盤，圓盤邊緣制有若干個 定位管，每個定位管可插入一個芯柱)，芯柱夾具的位置事先調定，以確保其每 轉動確定角度后都有一個芯柱與待燒結的燈管管腳對準。芯柱由操作人員插入 夾具中，直線移動機構41動作使芯柱夾具42上升，芯柱夾具夾持的芯柱就送入 燈管管腳的開口中。所述的環型封口裝置包括兩個環形噴火頭43，另有一直線 移動機構44頂拉著環形噴火頭43的滑動底座，實現兩個噴火頭的靠近及分開(圖 中可知兩個環形噴火頭需靠近時，直線移動機構44頂推著左側的環形噴火頭 43的滑動底座，由于兩個環形噴火頭之間又用一繞過滑輪45的鋼繩46連接， 所以右側的環形噴火頭也被拉近；兩個環形噴火頭需分開時，左側的環形噴火頭 由直線移動機構44拉回，右側的環形噴火頭則被彈簧48拉回)，以便將芯柱與 燈管管腳燒結固定在一起。兩個環形噴火頭前端的半圓環形噴火面43-1靠近時， 噴出的火焰形成一個圓形的噴火環，可在燈管管腳的圓周均勻加熱。該環型封 口裝置也是常規裝置。
所述的退火工位上兩個噴火頭的結構設置與預熱工位上的噴火頭相同，不 再--描述。
以上所述的直線移動機構是氣缸或油缸。
以上所述是對一個燈管管腳(如左管腳)與芯柱的燒結過程的全部工序， 只需走過5—6個工位即可完成。在該燈管管腳燒結完成后，再對另一個燈管管 腳(如右管腳)與芯柱進行燒結；由于前一個燈管管腳燒結時，另一個燈管管 腳的位置基本確定；所以即可對另一個燈管管腳(如右管腳)重復進行一遍定 位、預熱、燒結、退火等工序，就可完成另一個燈管管腳與芯柱的燒結工作。 完成全部二個管腳的燒結工作約需走過10—12個工位。
權利要求1、螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征在于該設備包括一設有多個工位的機架(1)，機架上豎直定位一可轉動的主軸(2)，主軸上端固定的懸架上懸空布置著與工位數量相同的外抓式封口夾具(3)、主軸下端由一動力機構(4)帶動而轉動，以帶動各個外抓式封口夾具依次走過各個工位，并在每個工位上停留一定操作時間進行作業，還設有一控制裝置對各個工作機構的動作進行控制；所述的多個工位包括燈管上料定位、預熱、燒結工位；所述的燈管上料定位工位設有上管定位裝置(8)，上管定位裝置位于外抓式封口夾具的下邊，上管定位裝置中還設有一可豎直運動的直線移動機構(10)，直線移動機構上又設有管腳夾具(11)，以便將管腳夾具夾持的螺旋型熒光燈管向上送入外抓式封口夾具中；所述的預熱工位設有兩個可豎直升降的噴火頭(25)，以便對螺旋型熒光燈管的管腳預先加熱；所述的燒結工位設有芯柱裝置和環型封口裝置(52)，芯柱裝置中設有一可豎直運動的直線移動機構(41)，直線移動機構上又設有芯柱夾具(42)，以便將芯柱夾具預先已夾持的芯柱送入燈管管腳的開口中；所述的環型封口裝置包括可靠近及分開的兩個環形噴火頭(43)，以便將對準芯柱與燈管管腳的結合部位燒結使芯柱與燈管管腳固定在一起。
2、根據權利要求1所述的螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征在于 所述的外抓式封口夾具包括夾具部件和自動調節機構，夾具部件由3-5片弧型鋼 板(18)組成一開口朝下的套筒狀，套筒的外圓周面由彈簧(19)包縛施力使 弧型鋼板保持一定的握持力，以便抓握插入后的熒光燈管的螺旋面；各片弧型 鋼板的上端各通過一彈性連接片(20-1)連接在一連接板(20)上，連接板中部 固定的小軸(21)朝上延伸到自動調節機構上；所述的自動調節機構中設有兩 個水平且平行設置的上夾板(22)和下夾板(24)，上夾板和下夾板之間擱有一 軸承(23)，另有彈簧(58)施力以使上夾板和下夾板靠攏并夾緊所述的軸承；下夾板上開有一通孔(22-1)，所述的小軸往上穿越該通孔后固定在所述的軸承 上；所述的下夾板上的通孔與所述的小軸具有間距，以便于外抓式封口夾具的 各方向的移動調節。
3、 根據權利要求1或2所述的螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征 在于所述的預熱工位之后還可設有二次定位工位；該工位包括管腳中心定位裝 置(30)和管腳高度定位裝置；管腳中心定位裝置包括一對抓握管腳外圓周面 且可開合的爪鉗(32)，該對爪鉗安裝在一直線運動機構(31)上，以便根據需 要到達管腳中心位置或離開該位置；管腳高度定位裝置包括一可豎直運動的直 線移動機構(36)以及該機構上固定的頂桿(37)，該頂桿的軸線與管腳中心基 本重合，以便在直線移動機構豎直運動時頂桿能將管腳的管口位置頂推在設定 高度。
4、 根據權利要求3所述的螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征在于 該機架上還設有退火工位。
5、 根據權利要求4所述的螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征在于 所述的下夾板上的通孔與小軸的間距為2-5毫米。
6、 根據權利要求5所述的螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，其特征在于 所述的直線移動機構是汽缸或油缸。
專利摘要本實用新型涉及一種螺旋型熒光燈管管腳的自動封口設備。目的是提供的設備應當可生產短腳燈管，并且成品率高、質量好、自動化程度高。技術方案是螺旋型熒光燈管短腳自動封口設備，包括設有多個工位的機架，機架上定位一主軸，主軸上端固定多個外抓式封口夾具、主軸由動力機構帶動，還設有一控制裝置；該多個工位包括燈管上料定位、預熱、二次定位、燒結工位，各工位配置相應操作裝置。外抓式封口夾具包括夾具部件和自動調節機構；二次定位工位包括管腳中心定位裝置和管腳高度定位裝置；管腳中心定位裝置包括一對抓握管腳外圓周面且可開合的爪鉗；管腳高度定位裝置包括一可豎直運動的直線移動機構以及該機構上固定的頂桿。機架上還設有退火工位。
文檔編號H01J9/00GK201069757SQ20072011231
公開日2008年6月4日 申請日期2007年7月23日 優先權日2007年7月23日
發明者張林夫, 項榮華 申請人:杭州宇中高虹照明電器有限公司