大功率LED全自动分拣机的开发研究

论文摘要

本课题研究的大功率LED全自动分拣机采用光,机,电结合的方法,对LED的光参数和电参数进行联合检测,并根据预先设定的检测标准,结合检测结果进行自动分类。本文首先介绍了大功率LED的主要特性参数,引入了LED部分光通量的概念,并对LED各参数测试方法进行了分析,结果表明LED色度学参数归根结底都可以由相对光谱功率分布函数P(λ)计算得到,因此P(λ)的测试精度将直接影响到LED色度学参数的测试准确度。在明确了LED主要特性参数和测试方法的基础上,本文介绍了大功率LED全自动分拣机的研制,主要包括机械系统,控制系统,测试系统及软件系统的设计和研制。其中控制系统采用了PC机与PLC相结合的技术,PC机用于控制LED测试仪,PLC则用于控制机械系统的运行;测试系统采用高精度的制冷级CCD为感光元件,并引入了大口径微积分球光学取样技术、分光积分法相结合的光度测试技术和恒结点电压控温技术。最后,本文对大功率LED自动分类进行了研究探讨,确定LED正向电压,部分光通量,波长作为分拣机的分类参数,并对LED分拣机样机进行了实验,结果表明样机分类效果良好,基本符合设计要求。整个分拣机软件界面清晰,结构合理,使用灵活,方便用户的测试与调试。该分拣机是半导体照明产业化不可缺省的标志性关键设备之一,它的研制成功必将有力的推动半导体产业化进程。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 绪论
• 1.1 LED发光原理
• 1.2 LED发展史及展望
• 1.3 大功率LED与LED照明
• 1.4 大功率LED相关测试仪器现状
• 1.5 本课题的研究工作
• 1.6 本章小结
• 第二章 大功率LED光电参数与测量方法
• 2.1 电学参数
• 2.2 光学参数
• 2.3 色度参数
• 2.3.1 色品坐标的计算
• 2.3.2 主波长，中心波长，峰值波长的计算
• 2.3.3 色纯度的计算
• 2.3.4 色温与相关色温的计算
• 2.3.5 显色指数
• 2.4 本章小结
• 第三章 机械系统的开发与研究
• 3.1 机械系统的总体构架
• 3.2 排序上料机构与定位上电机构
• 3.2.1 排序上料机构
• 3.2.2 定位机构
• 3.2.3 上电机构
• 3.3 送料机构与分类机构
• 3.3.1 送料机构
• 3.3.2 分类机构
• 3.4 本章小结
• 第四章 测试系统的开发与研究
• 4.1 Emitter LED特性
• 4.2 光学测试系统
• 4.2.1 光线接收系统
• 4.2.2 光电探测器件
• 4.2.3 快速光谱仪
• 4.2.4 LED校准源
• 4.2.5 光度测量
• 4.3 电路系统设计
• 4.4 测试系统的定标与误差分析
• 4.4.1 波长定标
• 4.4.2 光谱响应定标
• 4.4.3 测试系统误差分析
• 4.5 本章小结
• 第五章 控制系统的开发与研究
• 5.1 控制系统的总体设计
• 5.2 基于PC机与PLC的控制系统
• 5.2.1 PLC组成
• 5.2.2 PLC工作原理
• 5.2.4 PLC发展趋势
• 5.2.5 PLC抗干扰设计
• 5.2.6 PC机与PLC
• 5.2.7 PLC选型
• 5.2.8 PLC与PC，HMI通讯
• 5.3 电机选择
• 5.4 检测装置
• 5.5 主要控制界面与功能介绍
• 5.6 本章小结
• 第六章 软件系统的开发
• 6.1 PLC
• 6.1.1 PLC编程语言
• 6.1.2 PLC程序的设计开发
• 6.2 PC机程序设计
• 6.2.1 PC机软件开发工具介绍
• 6.2.2 软件的总体介绍
• 6.2.3 数据处理
• 6.3 本章小结
• 第七章 分拣机的实验研究
• 7.1 大功率LED分类参数的确定
• 7.2 分类标准设置
• 7.3 分拣机实际应用
• 7.4 本章小结
• 第八章 总结与展望
• 参考文献
• 致谢
• 硕士在读期间发表论文