专利名称：紫外光固化系统及方法
技术领域：
本发明涉及一种紫外光固化系统及方法，尤其是一种隔绝氧气的紫外光固化系统
及方法。
背景技术：
紫外光固化材料(涂层)正越来越广泛地应用在各种制品上。众说周知，空气中的氧气会降低固化效率，以致于涂层无法完全固化。为了消除氧气的影响，中国专利CN1910206A中公开了一种紫外光固化系统和方法，其中通过喷射二氧化碳、氮气等来隔绝氧气。但是，这种方法需要提供二氧化碳或氮气，这大大增加了成本，并且效果也不是令人满意的。 此外，中国专利CN101166631A中也公开了一种紫外光固化系统和方法，其中公开了各种制品的固化方法，例如光纤、电缆、管子、CD光盘、DVD，标签和门等等。但是，这种方法并没有消除氧气的影响。
发明内容
为了克服现有技术中的问题，根据本发明的一个方面，提供了一种紫外光固化系统，以提高固化效率。具体地，通过以下技术方案来实现。 —种紫外光固化系统包括LED装置，用于发射紫外光，其通过气缸和支撑装置连接到平台上；转盘，其设置在平台上，转盘上设置有一个或多个腔体，用于容纳涂有固化材料的物体，腔体上设有密封件以使LED装置可与腔体一起形成密封腔；泵，用于抽出密封腔中的空气；气压计，用于测量密封腔内的气压；控制器，其与LED装置、气缸、转盘、泵和气压计连接，当气压计测得的气压下降到预设的阈值时，控制器启动LED装置发射紫外光，并照射固化材料预定时间。气压计的使用有利于保证产品质量，大大减小了产品的不合格率，节约了成本。 根据本发明另一方面，提供了一种紫外光固化系统，以提高固化效率。该装置包括LED装置，用于发射紫外光；腔体，用于容纳涂有固化材料的物体，并通过密封件可与LED装置一起形成密封腔；泵，用于抽出密封腔中的空气；气压计，用于测量密封腔内的气压；控制器，其与LED装置、泵和气压计连接，当气压计测得的气压下降到预设的阈值时，控制器启动LED装置发射紫外光，并照射固化材料预定时间。 根据本发明另一方面，提供了一种紫外光固化系统，以提高固化效率。该装置包括LED装置，用于发射紫外光；腔体，用于容纳涂有固化材料的物体；用于移动LED装置的机构，其可用于移动LED装置以使其与腔体一起形成密封腔；泵，用于抽出密封腔中的空气；气压计，用于测量密封腔内的气压；控制器，其与LED装置、所述机构、泵和气压计连接，当气压计测得的气压下降到预设的阈值时，控制器启动LED装置发射紫外光，并照射固化材料预定时间。 根据本发明另一方面，提供了一种紫外光固化系统，以提高固化效率。该装置包
4括密封腔，其中设置有紫外光LED装置，该密封腔可被打开，以在其中放入涂有固化材料的物体；泵，用于抽出密封腔中的空气；气压计，用于测量密封腔内的气压；控制器，其与LED装置、泵和气压计连接，当气压计测得的气压下降到预设的阈值时，控制器启动LED装置发射紫外光，并照射固化材料预定时间。
根据本发明另一方面，所述阈值优选为llkPa。 根据本发明另一方面，控制器通过阀门与泵连接，该阀门可选择性地将密封腔与泵或大气连通。 根据本发明另一方面，紫外光固化系统还包括参数设定机构，用于设定所述阈值和所述预定时间。 根据本发明另一方面，紫外光固化系统还包括报警装置，当泵有效工作预定时间后，气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。该预定时间可调整。
根据本发明另 一方面，控制器为CPU或可编程控制器。 根据本发明另一方面，提供了一种紫外光固化方法，以提高固化效率。该方法包括步骤a控制转盘转动到预定位置；b移动LED装置，以与腔体一起形成密封腔；c从密封腔中抽出空气；d当密封腔内的气压下降到预设的阈值时，启动LED装置发射紫外光，并照射预先放入腔体中的物体上涂有的固化材料预定时间；e关闭LED装置并且连通密封腔与大气；f移动LED装置以打开密封腔；g控制转盘转动到另一预定位置；重复上述步骤b g或者重复上述步骤a g。由于仅仅在需要时点亮LED装置，所以减小了能耗，延长了 LED装置的使用寿命。 根据本发明另一方面，人工或自动在腔体中及时放入待处理的物体，以及从腔体中及时取出处理过的物体。 根据本发明另一方面，提供了一种紫外光固化方法，以提高固化效率。该方法包括步骤a关闭密封腔；b从密封腔中抽出空气；C当密封腔内的气压下降到预设的阈值时，启动LED装置发射紫外光，并照射预先放入密封腔中的物体上涂有的固化材料预定时间；e关闭LED装置并且连通密封腔与大气；f打开密封腔。 根据本发明另一方面，重复上述步骤a f，其中人工或自动在打开的密封腔中及时放入待处理的物体，以及从打开的密封腔中及时取出处理过的物体。
根据本发明另一方面，调整所述阈值和所述预定时间。 根据本发明另一方面，当泵有效工作预定时间后，气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。这有利于及时发现故障，以及控制产品质量，并且这对于制造商来说是至关重要的。 本发明具有一个或多个优点消除了氧气的影响，提高了固化效率；提高了自动化水平；提高了固化质量，使得产品具有相同的性能；可适应不同的固化材料；对于出现的故障可及时发现，保证了产品质量，节省了成本。
图1是根据本发明优选实施例的紫外光固化系统的结构图。
图2是根据本发明优选实施例的LED装置的结构图。
图3是根据本发明优选实施例的LED装置一部分的放大图。
其中1、LED装置；2、转盘；3、腔体；4、密封件；5、腔体；6、移动机构；7、支撑横梁；8、支撑座;9、LED电源；10、控制器；11、泵；12、阀门；13、气压计；14、平台;15、LED ;16、均光器；17、铝基板；18、灌封胶；19、散热风机；20、气管；21、连杆；22、外壳；23、散热片；24、缓冲垫；25、盖；26、散热板；27、物体。
具体实施例方式
下面结合附图，描述本发明的最佳实施方式，这里的具体实施方式
在于详细地说
明本发明，而不应理解为对本发明的限制，在不脱离本发明的精神和实质范围的情况下，可以做出各种变形和修改，这些都应包含在本发明的保护范围之内。 实施方式1 如图1所示，其中示出了根据本发明优选实施例的一种紫外光固化系统。该紫外光固化系统包括LED装置1 ，用于发射紫外光，其通过气缸6和支撑装置7、8连接到平台14上；转盘2，其设置在平台14上，转盘2上设置有一个或多个腔体3、5，用于容纳涂有固化材料的物体，腔体3、5上设有密封件4以使LED装置1可与腔体3、5 —起形成密封腔；泵11，用于抽出密封腔中的空气；气压计13，用于测量密封腔内的气压；控制器IO，其与LED装置1、气缸6、转盘2、泵11和气压计13连接，当气压计13测得的气压下降到预设的阈值时，控制器10启动LED装置1发射紫外光，并照射固化材料预定时间t。优选地，控制器10通过阀门12与泵连接，该阀门12可选择性地将密封腔与工作中的泵11或大气连通。优选地，在紫外光固化系统工作期间，泵11 一直运转，这样可以消除频繁启动和关闭泵时产生的干扰。 具体地，移动机构6例如气缸安装在支撑横梁7上，支撑横梁7安装在固定于平台14的支撑座8上，LED装置1安装在气缸6的气缸杆上，气缸6可通过气缸杆的伸縮来移动LED装置1，以使得LED装置1可与腔体3、5形成密封腔。 转盘2安装在平台14上，通过控制器10控制。预先将已经涂好紫外光固化材料的物体放入腔体3，然后控制器10控制转盘2顺时针旋转120度，把物体传送到LED装置1下，控制器10控制气缸6驱动LED装置1向下移动，使LED装置1与转盘2通过密封件4例如0型密封圈密封形成密封腔。 控制器10打开阀门12，使得泵11与密封腔连通并同时开始从密封腔内抽出空气。当密封腔内气压下降到预定的阈值时，控制器10控制LED装置1发光，开始固化。当经过预定时间后，固化完成。控制器10切断LED电源9，同时关闭阀门12以停止从密封腔内抽出空气且连通密封腔与大气。空气在大气压力下迅速进入密封腔，密封腔中的负压消失。优选地，阈值为llkPa或更低，如果以一个标准大气压为零点，则该阈值为_90kPa或更低；对于不同的固化材料，气压阈值和固化时间可通过参数设定机构进行设定。优选地，固化时间为0. 1 10秒。 控制移动机构6驱动LED装置1向上移动，LED装置1脱离转盘2。控制器10控制转盘2顺时针旋转120度。然后继续对下一腔体5中的物体进行处理，不断重复。
转盘2可根据不同的要求，采用具有一个、两个、三个(如图l所示)或更多腔体3的转盘。优选地，本装置采用的LED 15的波长范围为360-400nm。 LED 15的功率为500mW以上，发光角度为60。
-120° 。
6
如图2所示，其中示出了一种LED装置。该LED装置采用48颗LED。由于LED是点光源，为得到均匀光，可在LED与物体之间设置均光器16。均光器16可为0. 4-1. 0mm厚。铝基板17用来安装LED 15，同时为LED 15提供散热。在LED 15和铝基板17之间、铝基板17和盖25之间涂有导热硅脂，以保证散热。灌封胶18设置在LED 15之间的缝隙中，用来加固LED 15，同时有利于密封腔的密封。散热风机19、散热片23、外壳22、盖25和散热板26共同组成LED装置1的散热系统。气管20与阀门12连接，用来抽取密封腔里的空气或者将密封腔与大气连通。气缸6的气缸杆与连杆21 —端连接，连杆21的另一端通过缓冲垫24依次连接散热板26和盖25。气缸6可带动LED装置1上下运动。缓冲垫24可由橡胶制成，起到缓冲作用。盖25可由铝合金制成。铝基板17可替换为其它金属制成的基板。
如图3所示，例如，两颗LED 15之间的距离X小于等于34毫米，LED 15与物体27的距离Y小于等于30毫米。这有利于提高固化效率。 显然，LED装置并不限于图2中的结构，可与腔体3形成密封腔的任何结构都是允许的。 优选地，紫外光固化系统还可包括参数设定机构，用于设定气压阈值和固化时间。这有利于适应不同的固化材料。优选地，紫外光固化系统还包括报警装置，当泵11有效工作预定时间T(该预定时间T可调整)，且气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。例如，该预定时间T的起点为打开阀门12的时刻，也就是说，当阀门12打开时，泵11开始从密封腔中抽出空气，即"有效工作"。值得注意的是，当气缸6、转盘2、密封件4、阀门12、泵11和/或控制器10出现故障时，密封腔可能无法形成，或者密封腔内的气压不能下降到阈值。这种情况下，报警装置能及时报警。这有利于及时发现故障，以及控制产品质量，并且这对于制造商来说是至关重要的。此外，如果不使用气压计13，气压可能不满足要求(由于上述故障，比如密封件老化)，那么产品质量将无法保证，这对于制造商来说是不利的。因此，气压计13是重要的。优选地，控制器可为CPU或可编程控制器等等。
由于密封腔内的空气含量急剧减少，所以空气不会大量吸收LED装置发射的紫外光，这显然有利于固化效率和/或节省能耗。典型地，LED装置的功率可以降低。
实施方式2 下面描述一些变形的实施方式。 如图1所示，一种紫外光固化系统包括LED装置l，用于发射紫外光；腔体3、5，用于容纳涂有固化材料的物体，并通过密封件4可与LED装置1 一起形成密封腔；泵11，用于抽出密封腔中的空气；气压计13，用于测量密封腔内的气压；控制器10，其与LED装置1、泵11和气压计13连接，当气压计13测得的气压下降到预设的阈值时，控制器10启动LED装置l发射紫外光，并照射固化材料预定时间。该实施例中省略了图1中的气缸6、转盘2、支撑装置7、8和平台14。显然，在图1中示出的紫外光固化系统中，转盘2也可以替换为直线输送装置，支撑装置7、8也可替换为悬吊装置。
接下来，描述又一种变形的实施方式。 如图1所示，一种紫外光固化系统包括LED装置l，用于发射紫外光；腔体3、5，用于容纳涂有固化材料的物体；用于移动LED装置1的机构6，其可用于移动LED装置1以使其可与腔体3、5 —起形成密封腔；泵ll，用于抽出密封腔中的空气；气压计13，用于测量密封腔内的气压；控制器10，其与LED装置1、所述机构6、泵11和气压计13连接，当气压计13测得的气压下降到预设的阈值时，控制器10启动LED装置1发射紫外光，并照射固化材 料预定时间。该实施例中，省略了图1中转盘2、支撑装置7、8和平台14。
接下来，描述又一种变形的实施方式。 具体地，一种紫外光固化系统包括密封腔，其中设置有紫外光LED装置l，该密封 腔可被打开，以在其中放入涂有固化材料的物体；泵ll，用于抽出密封腔中的空气；气压计 13，用于测量密封腔内的气压；控制器10，其与LED装置1、泵11和气压计13连接，当气压 计13测得的气压下降到预设的阈值时，控制器10启动LED装置1发射紫外光，并照射固化 材料预定时间。在该实施例中，与图1中的紫外光固化系统不同是，紫外光LED装置1可以 设置在密封腔中的任意位置。例如LED装置l在物体27下方，并且可以在图1中的每一个 腔体中都设置LED装置。 此外，提供了与上述紫外光固化系统对应的紫外光固化方法。 具体地，一种紫外光固化方法包括以下步骤a控制转盘2转动到预定位置；b移 动LED装置1，以与腔体3 —起形成密封腔；c从密封腔中抽出空气；d当密封腔内的气压下 降到预设的阈值时，启动LED装置1发射紫外光，并照射预先放入腔体3中的物体上涂有的 固化材料预定时间t ;e关闭LED装置1并且连通密封腔与大气；f移动LED装置1以打开 密封腔；g控制转盘转动到另一预定位置；重复上述步骤b g或者重复上述步骤a g。
优选地，人工或自动在腔体3、5中及时放入待处理的物体，以及从腔体3、5中及时 取出处理过的物体。例如可以通过由控制器io控制的机械臂来实施。
接下来，描述又一种紫外光固化方法。 具体地，一种紫外光固化方法包括以下步骤a关闭密封腔；b从密封腔中抽出空 气；c当密封腔内的气压下降到预设的阈值时，启动LED装置1发射紫外光，并照射预先放 入密封腔中的物体上涂有的固化材料预定时间t ;e关闭LED装置1并且连通密封腔与大 气；f打开密封腔。 优选地，重复上述步骤a f，其中人工或自动在打开的密封腔中及时放入待处理 的物体，以及从打开的密封腔中及时取出处理过的物体。 优选地，通过泵11从密封腔中抽出空气，当泵11有效工作预定时间后，气压仍未 下降到所述阈值时，报警装置启动。这有利于及时发现可能出现的故障。 综上所述，本发明具有一个或多个优点消除了氧气的影响，提高了固化效率；提 高了自动化水平；提高了固化质量，使得产品具有相同的性能；可适应不同的固化材料；对 于出现的故障可及时发现，保证了产品质量，节省了成本。
权利要求
一种紫外光固化系统，其特征在于包括LED装置(1)，用于发射紫外光，其通过气缸(6)和支撑装置(7，8)连接到平台(14)上；转盘(2)，其设置在平台(14)上，转盘(2)上设置有一个或多个腔体(3，5)，用于容纳涂有固化材料的物体(27)，腔体(3，5)上设有密封件以使LED装置(1)可与腔体(3，5)一起形成密封腔；泵(11)，用于抽出密封腔中的空气；气压计(13)，用于测量密封腔内的气压；控制器(10)，其与LED装置(1)、气缸(6)、转盘(2)、泵(11)和气压计(13)连接，当气压计(13)测得的气压下降到预设的阈值时，控制器(10)启动LED装置(1)发射紫外光，并照射固化材料预定时间。
2. 根据权利要求1的紫外光固化系统，其特征在于所述阈值为llkPa。
3. 根据权利要求1或2的紫外光固化系统，其特征在于控制器(10)通过阀门(12)与泵(11)连接，该阀门可选择性地将密封腔与泵(11)或大气连通。
4. 根据权利要求1、2或3的紫外光固化系统，其特征在于还包括参数设定机构，用于设定所述阈值和所述预定时间。
5. 根据权利要求1、2、3或4的紫外光固化系统，其特征在于还包括报警装置，当泵(11)有效工作预定时间后，气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。
6. —种紫外光固化系统，其特征在于包括LED装置(l)，用于发射紫外光；腔体(3，5)，用于容纳涂有固化材料的物体(27);用于移动LED装置(1)的机构，其可用于移动LED装置(1)以使其与腔体(3，5) —起形成密封腔凍(ll)，用于抽出密封腔中的空气；气压计(13)，用于测量密封腔内的气压；控制器(IO)，其与LED装置(1)、所述机构、泵(11)和气压计(13)连接，当气压计(13)测得的气压下降到预设的阈值时，控制器(10)启动LED装置(1)发射紫外光，并照射固化材料预定时间。
7. —种紫外光固化系统，其特征在于包括LED装置(l)，用于发射紫外光；腔体(3，5)，用于容纳涂有固化材料的物体(27)，并通过密封件可与LED装置(1) 一起形成密封腔；泵(ll)，用于抽出密封腔中的空气；气压计(13)，用于测量密封腔内的气压；控制器(10)，其与LED装置(1)、泵(11)和气压计(13)连接，当气压计(13)测得的气压下降到预设的阈值时，控制器(10)启动LED装置(1)发射紫外光，并照射固化材料预定时间。
8. —种紫外光固化系统，其特征在于包括密封腔，其中设置有紫外光LED装置(l)，该密封腔可被打开，以在其中放入涂有固化材料的物体(27);泵(ll)，用于抽出密封腔中的空气；气压计(13)，用于测量密封腔内的气压；控制器(IO)，其与LED装置(1)、泵(11)和气压计(13)连接，当气压计(13)测得的气压下降到预设的阈值时，控制器(10)启动LED装置(1)发射紫外光，并照射固化材料预定时间。
9. 根据权利要求6-8中任一项所述的紫外光固化系统，其特征在于还包括参数设定机构，用于设定所述阈值和所述预定时间。
10. 根据权利要求6-9中任一项所述的紫外光固化系统，其特征在于还包括报警装置，当泵(11)有效工作预定时间后，气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。
11. 一种紫外光固化方法，其特征在于包括步骤a控制转盘(2)转动到预定位置；b移动LED装置(l)，以与腔体(3， 5) —起形成密封腔；c从密封腔中抽出空气；d当密封腔内的气压下降到预设的阈值时，启动LED装置(1)发射紫外光，并照射预先放入腔体(3，5)中的物体(27)上涂有的固化材料预定时间；e关闭LED装置(1)并且连通密封腔与大气；f移动LED装置(1)以打开密封腔；g控制转盘(2)转动到另一预定位置；重复上述步骤b g或者重复上述步骤a g。
12. 根据权利要求ll的紫外光固化方法，其特征在于人工或自动在腔体(3，5)中及时放入待处理的物体(27)，以及从腔体(3，5)中及时取出处理过的物体(27)。
13. —种紫外光固化方法，其特征在于包括步骤a关闭密封腔；b从密封腔中抽出空气；c当密封腔内的气压下降到预设的阈值时，启动LED装置(1)发射紫外光，并照射预先放入密封腔中的物体(27)上涂有的固化材料预定时间；e关闭LED装置(1)并且连通密封腔与大气；f打开密封腔。
14. 根据权利要求13的紫外光固化方法，其特征在于重复上述步骤a f，其中人工或自动在打开的密封腔中及时放入待处理的物体(27)，以及从打开的密封腔中及时取出处理过的物体(27)。
15. 根据权利要求11-14中任一项的紫外光固化方法，其特征在于针对不同的固化材料调整所述阈值和所述预定时间。
16. 根据权利要求11-15中任一项的紫外光固化方法，其特征在于通过泵(11)从密封腔中抽出空气，当泵(11)有效工作预定时间后，气压仍未下降到所述阈值时，报警装置启动。
全文摘要
一种紫外光固化系统包括LED装置(1)，用于发射紫外光；泵(11)，用于抽出密封腔中的空气；气压计(13)，用于测量密封腔内的气压；控制器(10)，其与LED装置(1)、泵(11)和气压计(13)连接，当气压计(13)测得的气压下降到预设的阈值时，控制器(10)启动LED装置(1)发射紫外光，并照射固化材料预定时间。并且提供了一种紫外光固化方法。消除了氧气的影响，提高了固化效率；保证了产品质量，节省了成本；对于故障可及时发现。
文档编号B05D3/06GK101773899SQ20101000050
公开日2010年7月14日 申请日期2010年1月11日 优先权日2010年1月11日
发明者曹晨雷, 赵仙超, 邢宏光 申请人:宝得科技(大连)有限公司