CN104647891B - 一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备及其使用方法，其特征在于包括第一自动抓放膜系统，取出隔离纸系统，条形码读取系统，第一膜片称重系统，对位工作台系统、自动印刷系统，第二膜片称重系统，图案采集分析系统，该设备能保证片式氧传感器芯片在生产过程中，印刷的每一个环节都是可控的，既能大大的提高生产效率、成品率及产品一致性，又能节约人工成本。

Description

一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备及其使用 方法

技术领域

本发明涉及全自动印刷烘干机及其使用方法，尤其涉及一种片式氧传感器芯片产用全自动印刷烘干线的设计。

背景技术

氧传感器分为管式和片式两种，管式由于起燃时间长、成本高等缺点已经逐步被片式氧传感器所取代。

氧传感器作为汽车电子燃油喷射系统和排放控制的关键部件，国内汽车OEM市场所使用的产品一直被外资企业或合资企业所垄断。虽有众多国内科研机构和企业涉足并成功制造出产品（主要是管式），但由于制造跨国公司设置的技术和商业壁垒以及产品质量稳定性难以满足整车要求，只能在售后市场艰难生存。这种状况的持续对国家环境控制极为不利，同时也严重制约了国内汽车及电子零部件产业的自主创新和发展。

新型的片式氧传感器，通过HTCC集成制造技术，将加热部分和感应部分紧密的集成结合在一起，极大的提到了热传导，从而使感应单元达到工作温度的时间大大提前，即从管式的1min提前到了15s以内，从而大大促进了发动机启动阶段的污染物排放控制。因此这种新型结构一问世，便极大的促进了相关产业的发展和进步。这种新型氧传感器经过验证，完全能够满足欧四/国四排放对发动机控制系统的要求。

国内氧传感器行业比较落后有以下几个方面的因素：1、研发起步晚；2、国内相关生产设备比较落后；3、国内相关材料的研发比较落后；4、国内汽车电子基本被国外大公司所垄断；市场进入门槛高，导致行业门槛高，发展缓慢。

片式氧传感器生产最复杂的程序就是多次丝网印刷，印刷精度和一致性的控制，本公司在多年的工艺经验积累基础上，跟设备厂家进行密切的沟通，设计了片式氧传感器全自动印刷烘干线，该设备可在印刷过程中对印刷的图案形状、印刷厚度进行全程监控，从多个方面保证了产品的准确性和一致性，并对不合格品进行记录，填补国内该领域的空白。

片式氧传感器技术属于多层高温共烧陶瓷技术（HTCC）领域，片式氧传感器芯片制备过程复杂，大体过程是：通过流延法制备合格的陶瓷生片，对陶瓷生片进行粗切割打孔加工，每片可以集成多个传感器，然后在生片上面进行多次印刷，制作出相应的电路，将多层印刷好的生片进行叠层热压，叠压完成后将巴块进行分切成一个个的传感器生胚，最后进行共烧结。

丝网印刷工艺是氧传感器的关键工艺，它能直接影响传感器性能。印刷工艺控制不好会使得氧传感出现印刷层干燥开裂、片层之间开裂、流延片损伤等，使得传感器失效。这会干扰传感器材料选择、结构设计、工艺选择和失效分析。掌握合适印刷工艺是掌握氧传感器设计制造工艺的基础。

影响丝网印刷的主要因素有：1.丝网印刷机的性能；2.网版的精度和质量；3.油墨的印刷性能。

印刷工艺包括印刷间距、刮刀角度、刮刀压力、印刷速度等，是决定印刷质量的重要因素。这些参数的设置与油墨和网版性能有关，不当的参数容易造成印刷图样模糊、附着力差、图案不均匀等缺点。

网版能控制印刷油墨的厚度和图样精度。目前使用比较多的有不锈钢网和聚酯网，通过控制网孔的目数、丝网张力、版膜精度、版膜厚度和丝网厚度来控制印刷的质量。

以上参数都摸索合适以后，如何在印刷过程中保证印刷的图案精度和厚度是对片式氧传感器的生产至关重要的，如果印刷厚度偏薄或者偏厚都会导致传感器电阻偏大或者偏小，会导致产品直接失效，该传感器用铂浆和氧化锆都是非常昂贵的，会造成很大的浪费。

发明内容

本发明专利的目的是提供一种全自动印刷烘干设备，能保证片式氧传感器芯片在生产过程中，印刷的每一个环节都是可控的，既能大大的提高生产效率、成品率及产品一致性，又能节约人工成本。

为了实现上述的目的，本发明采用的技术方案为：

一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于包括第一自动抓放膜系统，取出隔离纸系统，条形码读取系统，第一膜片称重系统，对位工作台系统、自动印刷系统，第二膜片称重系统，图案采集分析系统、第二自动抓放膜系统，干燥系统、第三自动抓放膜系统，平压工位系统，放隔离纸系统，第四自动抓放膜系统，；生产线连各系统连接顺序为：第一自动抓放膜系统连接取出隔离纸系统，取出隔离纸系统连接条形码读取系统，条形码读取系统连接第一膜片称重系统，第一膜片称重系统连接对位工作台系统、对位工作台系统连接自动印刷系统，自动印刷系统连接第二膜片称重系统，第二膜片称重系统连接图案采集分析系统、图案采集分析系统连接第二自动抓放膜系统，第二自动抓放膜系统连接干燥系统、干燥系统连接第三自动抓放膜系统，第三自动抓放膜系统连接平压工位系统，平压工位系统连接放隔离纸系统，放隔离纸系统连接第四自动抓放膜系统，。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述第一自动抓放膜系统为机械手自动从料盒中抓膜到工作台，所述第二自动抓放膜系统为在图案采集分析后机械手自动把膜片从工作台上放到干燥炉的传送带上；所述第三自动抓放膜系统为在干燥后机械手将膜片送入平压工位系统。所述第四自动抓放膜系统为机械手将膜片放入卸料盒中。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述第一膜片称重系统为机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上；所述第二膜片称重系统为机械手在印刷结束后把印刷好的膜片从印刷工作台抓取到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上，

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述自动印刷系统为多模式印刷。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述对位工作台系统包括对中装置，对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述图案采集分析系统为将印刷好并且第二次称重后的膜片由机械手放置到监测工作台上，相机进行连续抓拍，将所得照片与理想所需要的图形进行对比。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述干燥系统为采用热风干燥，利用热风循环原理，从而使表面印刷的电极进行干燥，热风温度可调，同时显示干燥炉每段的实时温度，并且能更改干燥的速度，从而达到不同的干燥程度。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述条形码读取系统为在对膜片进行条形码读取，并记录到软件中。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述平压工位系统为膜片进行平压操作，防止膜片由于干燥而产生的不平现象。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备,其特征在于所述取出隔离纸系统为机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出隔离纸到装载隔离纸料盒中，所述放隔离纸系统为平压后，由机械手放置隔离纸到卸载料盒中。

作为优选，所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于：还包括第一除静电装置，第二除静电装置，第三除静电装置，所述第一除静电装置为设置在料盒侧旁有除静电风棒，当第一自动抓放膜系统从料盒中加载膜片时，除静电风棒用于防止膜片互粘；所述第二除静电装置为膜片干燥后第三自动抓放膜系统转移膜片时，对膜片底部进行除静电操作，减小在干燥过程中产生的静电；所述第三除静电装置为在自动印刷系统的印刷台上方安装的一套除静电风棒，膜片进入印刷台前，进行除电静操作。

一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备的使用方法，其特征在于：第一自动抓放膜系统的机械手自动从料盒中抓膜到工作台，取出隔离纸系统的机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出膜片之间的隔离纸到装载隔离纸料盒中，使用条形码读取系统对膜片进行条形码读取，并记录到软件中，之后，第一膜片称重系统的机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，工作台系统的对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置，之后自动印刷系统对膜片进行印刷，印刷完后，第二膜片称重系统的机械手把膜片转移到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上，由于印刷的形状是固定的，控制好印刷浆料的重量，就控制好了印刷层的厚度，设定合格的印刷重量范围，超过范围的时候，设备会自动报警；称重后转移到图形采集系统进行AOI检测，分四次对印刷图案进行采集，并对每个传感器进行分区，可具体到每个传感器的印刷线路，如果有缺陷，会报警并记录；在图案采集分析后第二自动抓放膜系统的机械手自动把膜片从工作台上放到干燥系统中的干燥炉传送带上，设定好烘干温度和速度在干燥系统中进行干燥，在干燥后第三自动抓放膜系统的机械手将膜片送入平压工位系统，平压后由放隔离纸系统的机械手放置隔离纸到卸载料盒中，第四自动抓放膜系统的机械手将膜片放入卸料盒中。

本发明的有益效果：提供一种全自动印刷烘干设备，能保证片式氧传感器芯片在生产过程中，印刷的每一个环节都是可控的，既能大大的提高生产效率、成品率及产品一致性，又能节约人工成本。

附图说明

图1为一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备分布图。

具体实施方式

一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于包括第一自动抓放膜系统，取出隔离纸系统，条形码读取系统，第一膜片称重系统，对位工作台系统、自动印刷系统，第二膜片称重系统，图案采集分析系统、第二自动抓放膜系统，干燥系统、第三自动抓放膜系统，平压工位系统，放隔离纸系统，第四自动抓放膜系统，；生产线连各系统连接顺序为：第一自动抓放膜系统连接取出隔离纸系统，取出隔离纸系统连接条形码读取系统，条形码读取系统连接第一膜片称重系统，第一膜片称重系统连接对位工作台系统、对位工作台系统连接自动印刷系统，自动印刷系统连接第二膜片称重系统，第二膜片称重系统连接图案采集分析系统、图案采集分析系统连接第二自动抓放膜系统，第二自动抓放膜系统连接干燥系统、干燥系统连接第三自动抓放膜系统，第三自动抓放膜系统连接平压工位系统，平压工位系统连接放隔离纸系统，放隔离纸系统连接第四自动抓放膜系统，所述第一自动抓放膜系统为机械手自动从料盒中抓膜到工作台，所述第二自动抓放膜系统为在图案采集分析后机械手自动把膜片从工作台上放到干燥炉的传送带上；所述第三自动抓放膜系统为在干燥后机械手将膜片送入平压工位系统。所述第四自动抓放膜系统为机械手将膜片放入卸料盒中。所述第一膜片称重系统为机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上；所述第二膜片称重系统为机械手在印刷结束后把印刷好的膜片从印刷工作台抓取到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上，所述自动印刷系统为多模式印刷。所述对位工作台系统包括对中装置，对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置。所述图案采集分析系统为将印刷好并且第二次称重后的膜片由机械手放置到监测工作台上，相机进行连续抓拍，将所得照片与理想所需要的图形进行对比。所述干燥系统为采用热风干燥，利用热风循环原理，从而使表面印刷的电极进行干燥，热风温度可调，同时显示干燥炉每段的实时温度，并且能更改干燥的速度，从而达到不同的干燥程度。所述条形码读取系统为在对膜片进行条形码读取，并记录到软件中。所述平压工位系统为膜片进行平压操作，防止膜片由于干燥而产生的不平现象。所述取出隔离纸系统为机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出隔离纸到装载隔离纸料盒中，所述放隔离纸系统为平压后，由机械手放置隔离纸到卸载料盒中。还包括第一除静电装置，第二除静电装置，第三除静电装置，所述第一除静电装置为设置在料盒侧旁有除静电风棒，当第一自动抓放膜系统从料盒中加载膜片时，除静电风棒用于防止膜片互粘；所述第二除静电装置为膜片干燥后第三自动抓放膜系统转移膜片时，对膜片底部进行除静电操作，减小在干燥过程中产生的静电；所述第三除静电装置为在自动印刷系统的印刷台上方安装的一套除静电风棒，膜片进入印刷台前，进行除电静操作。

一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备的使用方法，其特征在于：第一自动抓放膜系统的机械手自动从料盒中抓膜到工作台，取出隔离纸系统的机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出膜片之间的隔离纸到装载隔离纸料盒中，使用条形码读取系统对膜片进行条形码读取，并记录到软件中，之后，第一膜片称重系统的机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，工作台系统的对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置，之后自动印刷系统对膜片进行印刷，印刷完后，第二膜片称重系统的机械手把膜片转移到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上，由于印刷的形状是固定的，控制好印刷浆料的重量，就控制好了印刷层的厚度，设定合格的印刷重量范围，超过范围的时候，设备会自动报警；称重后转移到图形采集系统进行AOI检测，分四次对印刷图案进行采集，并对每个传感器进行分区，可具体到每个传感器的印刷线路，如果有缺陷，会报警并记录；在图案采集分析后第二自动抓放膜系统的机械手自动把膜片从工作台上放到干燥系统中的干燥炉传送带上，设定好烘干温度和速度在干燥系统中进行干燥，在干燥后第三自动抓放膜系统的机械手将膜片送入平压工位系统，平压后由放隔离纸系统的机械手放置隔离纸到卸载料盒中，第四自动抓放膜系统的机械手将膜片放入卸料盒中。

Claims (7)

1.一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于包括第一自动抓放膜系统，取出隔离纸系统，条形码读取系统，第一膜片称重系统，对位工作台系统、自动印刷系统，第二膜片称重系统，图案采集分析系统、第二自动抓放膜系统，干燥系统、第三自动抓放膜系统，平压工位系统，放隔离纸系统，第四自动抓放膜系统，还包括第一除静电装置，第二除静电装置，第三除静电装置，所述第一除静电装置为设置在料盒侧旁有除静电风棒，当第一自动抓放膜系统从料盒中加载膜片时，除静电风棒用于防止膜片互粘；所述第二除静电装置为膜片干燥后第三自动抓放膜系统转移膜片时，对膜片底部进行除静电操作，减小在干燥过程中产生的静电；所述第三除静电装置为在自动印刷系统的印刷台上方安装的一套除静电风棒，膜片进入印刷台前，进行除电静操作；生产线的各系统连接顺序为：第一自动抓放膜系统连接取出隔离纸系统，取出隔离纸系统连接条形码读取系统，条形码读取系统连接第一膜片称重系统，第一膜片称重系统连接对位工作台系统、对位工作台系统连接自动印刷系统，自动印刷系统连接第二膜片称重系统，第二膜片称重系统连接图案采集分析系统、图案采集分析系统连接第二自动抓放膜系统，第二自动抓放膜系统连接干燥系统、干燥系统连接第三自动抓放膜系统，第三自动抓放膜系统连接平压工位系统，平压工位系统连接放隔离纸系统，放隔离纸系统连接第四自动抓放膜系统，所述图案采集分析系统为将印刷好并且第二次称重后的膜片由机械手放置到监测工作台上，相机进行连续抓拍，将所得照片与理想所需要的图形进行对比，所述干燥系统为采用热风干燥，利用热风循环原理，从而使表面印刷的电极进行干燥，热风温度可调，同时显示干燥炉每段的实时温度，并且能更改干燥的速度，从而达到不同的干燥程度。

2.如权利要求1所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述第一自动抓放膜系统为机械手自动从料盒中抓膜到工作台，所述第二自动抓放膜系统为在图案采集分析后机械手自动把膜片从工作台上放到干燥炉的传送带上；所述第三自动抓放膜系统为在干燥后机械手将膜片送入平压工位系统，所述第四自动抓放膜系统为机械手将膜片放入卸料盒中。

3.如权利要求1所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述第一膜片称重系统为机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上；所述第二膜片称重系统为机械手在印刷结束后把印刷好的膜片从印刷工作台抓取到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上。

4.如权利要求1所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述自动印刷系统为多模式印刷。

5.如权利要求1所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备，其特征在于所述对位工作台系统包括对中装置，对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置。

6.如权利要求1所述的一种片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备,其特征在于所述取出隔离纸系统为机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出隔离纸到装载隔离纸料盒中，所述放隔离纸系统为平压后，由机械手放置隔离纸到卸载料盒中。

7.一种如权利要求1-6之一所述的片式氧传感器用全自动印刷烘干生产线设备的使用方法，其特征在于：第一自动抓放膜系统的机械手自动从料盒中抓膜到工作台，取出隔离纸系统的机械手从进料盒中根据传感器对隔离纸的颜色识别，取出膜片之间的隔离纸到装载隔离纸料盒中，使用条形码读取系统对膜片进行条形码读取，并记录到软件中，之后，第一膜片称重系统的机械手在印刷前把待印刷的膜片放到称重平台上，对膜片的重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，工作台系统的对中装置把膜片置中，然后根据膜片上的对位标志孔，通过双摄像头进行工作台的视频对位，最终确认膜片的对位位置，之后自动印刷系统对膜片进行印刷，印刷完后，第二膜片称重系统的机械手把膜片转移到称重平台上，对已印刷的膜片重量进行称量，称量的数据显示在触摸屏上，系统程序会计算印刷前与印刷后膜片重量差值，保存每次计算的差值并显示在触摸屏上，由于印刷的形状是固定的，控制好印刷浆料的重量，就控制好了印刷层的厚度，设定合格的印刷重量范围，超过范围的时候，设备会自动报警；称重后转移到图形采集系统进行AOI检测，分四次对印刷图案进行采集，并对每个传感器进行分区，可具体到每个传感器的印刷线路，如果有缺陷，会报警并记录；在图案采集分析后第二自动抓放膜系统的机械手自动把膜片从工作台上放到干燥系统中的干燥炉传送带上，设定好烘干温度和速度在干燥系统中进行干燥，在干燥后第三自动抓放膜系统的机械手将膜片送入平压工位系统，平压后由放隔离纸系统的机械手放置隔离纸到卸载料盒中，第四自动抓放膜系统的机械手将膜片放入卸料盒中。