CN107176796A - 玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法 - Google Patents

玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法 Download PDF

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    • C03C27/10—Joining glass to glass by processes other than fusing with the aid of adhesive specially adapted for that purpose

Abstract

一种玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法，该装置包括移动轨道、反馈控制器、电脑、第一压力传感器、机罩、CCD相机、检测平台、金属固定件、顶压端头、图像采集处理模块、步进电机、待测样件定位框和第二压力传感器。本发明采用非接触检测方法，进行两玻璃粘接胶层厚度的自动化检测和控制，利用CCD相机对粘接胶层进行拍照，实现在线检测粘接胶层的厚度，通过不断检测和反馈控制，使得胶层厚度符合设计要求。该装置能实时检测玻璃粘接胶层的厚度、具有检测精度高、速度快和粘接胶层厚度均匀的特点，特别适合用于高质量材料粘接的应用。

Description

玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法
技术领域
本发明涉及玻璃胶粘接，特别是一种玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法。
背景技术
在玻璃技术应用中，经常会有玻璃粘接起来的应用需求，衡量粘接质量最主要的性能指标就是粘接强度和粘接耐久性能，相关的技术研究表明，玻璃粘接的胶层厚度直接影响粘接强度和耐久性。如果胶层厚度过大，胶层内容易形成疏松点，会降低胶的粘接强度性能，可见胶层厚度直接影响粘接性能，必须控制粘接胶层的厚度才能保证胶层粘接的力学特性和耐久特性，因此在玻璃粘接过程中，通过胶层厚度的实时检测和精确控制对提高粘接的质量十分重要。
目前在很多测量胶层厚度的应用中，通常采用间接方法测量。比如会预先在被粘接材料的表面做一些结构设计，如在粘接表面放细小的铁丝来控制粘接胶的厚度。另外还有一些采用在粘接胶中加入0.1-1％左右的间隙物(填料)，利用间隙物特定的厚度来获得和控制粘接胶的厚度。这些间接测量胶层厚度的好处是方法简单，但是有很大不足。由于这些间隙物的自身结构形态为球状或柱状，球状间隙物会导致较大的内应力，从而影响整个粘接的均匀性。这样的胶层厚度检测方法都是间接检测方法，方法简单，但其不足是降低胶层的纯净度，不适合应用在在高质量材料的粘接应用。因此建立满足高质量材料粘接的胶层厚度实时检测和厚度控制的方法和装置十分必要。
发明内容
本发明的目的在于提供一种玻璃粘接胶层厚度的控制装置和控制方法。采用非接触检测方法，进行两玻璃粘接胶层厚度的自动化检测和控制，利用CCD相机对粘接胶层进行拍照，实现在线检测粘接胶层的厚度，通过不断检测和反馈控制，使得胶层厚度符合设计要求。该装置能实时检测玻璃粘接胶层的厚度、具有检测精度高、速度快和粘接胶层厚度均匀的特点，特别适合用于高质量材料粘接的应用。
本发明的技术解决方案如下：一种玻璃粘接胶层厚度的控制装置，其特点在于：
该装置包括移动轨道、反馈控制器、电脑、第一压力传感器、机罩、CCD相机、检测平台、金属固定件、顶压端头、图像采集处理模块、步进电机、待测样件定位框和第二压力传感器，上述元部件的位置关系如下：
在所述的检测平台上设置所述的待测样件定位框、第一压力传感器和第二压力传感器，在所述的检测平台外设置所述的机罩，在该机罩的内顶上固定所述的移动轨道，所述的CCD相机悬挂在所述的移动轨道上，所述的步进电机位于所述的移动轨道的一端，所述的CCD相机经所述的图像采集处理模块通过数据线与所述的电脑相连，该电脑经所述的反馈控制器与所述的第一压力传感器和第二压力传感器相连，所述的第一压力传感器和第二压力传感器通过所述的金属固定件固定在所述的检测平台上，所述的电脑的输出端与所述的反馈控制器输入端相连，所述的反馈控制器的输出端与所述的第一压力传感器和第二压力传感器的输入端相连。
利用上述玻璃粘接胶层厚度的控制装置进行玻璃粘接胶层厚度的控制方法，该方法包括下列步骤：
1)设定粘接胶层厚度的理想值为p,厚度差阈值为r；用洁净的刷子沾上胶水，均匀地涂抹在待粘接的玻璃A和玻璃B的粘接面上；
2)将玻璃A和玻璃B的粘接面相对地分别放置于所述的检测平台上的待测样件定位框内的A区和B区，粘接的界面线平行于所述的移动轨道,粘接界面位于所述的 CCD相机视场的正下方，在所述的玻璃A外边的两端分设第一压力传感器和第二压力传感器，所述的第一压力传感器和第二压力传感器的顶压端头顶贴在所述的玻璃A的外侧的两端，在所述的玻璃B的外侧两端被两个与所述的第一压力传感器和第二压力传感器的位置相对应的定子所固定，所述的CCD相机处于起始位置；
3)所述的电脑向所述的步进电机发出第一个位移指令，所述的步进电机驱动所述的CCD相机沿所述的移动轨道到达第一拍照位置，所述的CCD相机对所述的玻璃A 和玻璃B的粘接胶层拍照，从拍照图像读取第一拍照位置的胶层厚度值为q1，将q1 输入所述的电脑，所述的电脑向所述的步进电机发出第二个位移指令，所述的步进电机驱动所述的CCD相机沿所述的移动轨道到达第二拍照位置，所述的CCD相机对所述的玻璃A和玻璃B的粘接胶层再拍照，从拍照图像读取第二拍照位置的胶层厚度值为 q2，将q2输入所述的电脑；
4)所述的电脑分别计算所述的胶层厚度q1和q2与预先设好的预设厚度p差值，得到两个厚度差值q1-p和q2-p，若q1-p的绝对值和q2-p的绝对值同时小于所述的厚度差阈值r时，则转入步骤5)，否则,所述的电脑将对q1-p和q2-p绝对值大于厚度差阈值r输入所述的反馈控制器,所述的反馈控制器将所述的厚度差值转换为压力输出值，输入所述的第一压力传感器和/或第二压力传感器,使所述的所述的第一压力传感器和/或第二压力传感器通过顶压端子向所述的玻璃A施加相应的压力，所述的粘接胶层发生相应的变化，所述的电脑向所述的步进电机发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的CCD相机回到起始位置，并返回重复3)；
5)所述的电脑向所述的步进电机发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的CCD 相机回到起始位置，控制完成。
所述的压力传感器输出压力作用于粘接玻璃A，通过挤压粘接玻璃来改变胶层的厚度。
本发明的技术效果如下：
本发明采用非接触检测方法，进行两玻璃粘接胶层厚度的自动化检测和控制，利用CCD相机对粘接胶层进行拍照，实现在线检测粘接胶层的厚度，通过不断检测和反馈控制，使得胶层厚度符合设计要求。该装置能实时检测玻璃粘接胶层的厚度、具有检测精度高、速度快和粘接胶层厚度均匀的特点，特别适合用于高质量材料粘接的应用。
附图说明
图1是本发明玻璃粘接胶层厚度的控制装置结构的主视图
图2是本发明玻璃粘接胶层厚度的控制装置结构侧视图
图3是压力传感器连接图
图4是检测平台的俯视图
图5是检测平台上面的样件定位框结构示意图
图6是样件在检测平台放置位置示意图
图中：1-CCD相机轨道 2-反馈控制器 3–电脑 4–第一压力传感器 5 机罩 6–粘接玻璃A 7-粘接玻璃B 8-粘接胶层 9–CCD相机 10-检测平台 11-粘接胶层的末端 12-粘接胶层起始端 13-连接紧固件 14-压力端子15-图像采集处理模块 16-顶压力 17-步进电机18-检测平台上面的样件定位框 19-粘接玻璃A放置位置 20-粘接玻璃B放置位置 21-CCD相机第一个拍位置 22-CCD相机第二个拍照位置 23-第二压力传感器
具体实施方式
下面结合实施例和附图对本发明作进一步说明，但不应以此限制本发明的保护范围。
先请参阅图1、图2，由图可见，本发明玻璃粘接胶层厚度的控制装置，包括移动轨道1、反馈控制器2、电脑3、第一压力传感器4、机罩5、CCD相机9、检测平台1)、金属固定件13、顶压端头14、图像采集处理模块15、步进电机17、待测样件定位框18和第二压力传感器23，上述元部件的位置关系如下：
在所述的检测平台10上设置所述的待测样件定位框18、第一压力传感器4和第二压力传感器23，在所述的检测平台10外设置所述的机罩(5，在该机罩(5的内顶上固定所述的移动轨道1，所述的CCD相机9悬挂在所述的移动轨道1上，所述的步进电机17位于所述的移动轨道1的一端，所述的CCD相机9经所述的图像采集处理模块15通过数据线与所述的电脑3相连，该电脑3经所述的反馈控制器2与所述的第一压力传感器4和第二压力传感器23相连，所述的第一压力传感器4和第二压力传感器23通过所述的金属固定(13固定在所述的检测平台10上，所述的电脑3的输出端与所述的反馈控制器2输入端相连，所述的反馈控制器2的输出端与所述的第一压力传感器4和第二压力传感器23的输入端相连。
利用上述玻璃粘接胶层厚度的控制装置进行玻璃粘接胶层厚度的控制方法，包括下列步骤：
1)设定粘接胶层8厚度的理想值为p,厚度差阈值为r；用洁净的刷子沾上胶水，均匀地涂抹在待粘接的玻璃A6和玻璃B 7的粘接面上；
2)将玻璃A6和玻璃B7的粘接面相对地分别放置于所述的检测平台10上的待测样件定位框18内的A区和B区(参见图6)，粘接的界面线平行于所述的移动轨道 1,粘接界面位于所述的CCD相机9视场的正下方，在所述的玻璃A6外边的两端分设第一压力传感器4和第二压力传感器23，所述的第一压力传感器4和第二压力传感器23的顶压端头14顶贴在所述的玻璃A6的外侧的两端，所述的玻璃B7的外侧的两端被两个与所述的第一压力传感器4和第二压力传感器23的位置相对应的定子所固定(图中未示)，所述的CCD相机9处于起始位置12；
3)所述的电脑3向所述的步进电机17发出第一个位移指令，所述的步进电机 17驱动所述的CCD相机9沿所述的移动轨道1到达第一拍照位置21，所述的CCD相机9对所述的玻璃A6和玻璃B7的粘接胶层8拍照，从拍照图像读取第一拍照位置 21的胶层厚度值为q1，将q1输入所述的电脑3；所述的电脑3向所述的步进电机17 发出第二个位移指令，所述的步进电机17驱动所述的CCD相机9沿所述的移动轨道 1到达第二拍照位置22，所述的CCD相机9对所述的玻璃A6和玻璃B7的粘接胶层8 再拍照，从拍照图像读取第二拍照位置21的胶层厚度值为q2，将q2输入所述的电脑3；
4)所述的电脑3分别计算所述的胶层厚度q1和q2与预先设好的预设厚度p差值，得到两个厚度差值q1-p和q2-p，若q1-p的绝对值和q2-p的绝对值同时小于所述的厚度差阈值r时，则转入步骤5)，否则,所述的电脑3将对q1-p和q2-p绝对值大于厚度差阈值r输入所述的反馈控制器2,所述的反馈控制器2将所述的厚度差值转换为压力输出值，输入所述的第一压力传感器4和/或第二压力传感器23,使所述的所述的第一压力传感器4和/或第二压力传感器23通过顶压端子14向所述的玻璃 A6施加相应的压力，所述的粘接胶层8发生相应的变化，所述的电脑3向所述的步进电机17发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的CCD相机回到起始位置12，并返回重复3)；
5)所述的电脑3向所述的步进电机17发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的 CCD相机回到起始位置12，控制完成。
实验表明，本发明采用非接触检测方法，进行两玻璃粘接胶层厚度的自动化检测和控制，利用CCD相机对粘接胶层进行拍照，实现在线检测粘接胶层的厚度，通过不断检测和反馈控制，使得胶层厚度符合设计要求。该装置能实时检测玻璃粘接胶层的厚度、具有检测精度高、速度快和粘接胶层厚度均匀的特点，特别适合用于高质量材料粘接的应用。

Claims (2)

1.一种玻璃粘接胶层厚度的控制装置，其特征在于：该装置包括移动轨道(1)、反馈控制器(2)、电脑(3)、第一压力传感器(4)、机罩(5)、CCDCCD相机(9)、检测平台(10)、金属固定件(13)、顶压端头(14)、图像采集处理模块(15)、步进电机(17)、待测样件定位框(18)和第二压力传感器(23)，上述元部件的位置关系如下：
在所述的检测平台(10)上设置所述的待测样件定位框(18)、第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)，在所述的检测平台(10)外设置所述的机罩(5)，在该机罩(5)的内顶上固定所述的移动轨道(1)，所述的CCD相机(9)悬挂在所述的移动轨道(1)上，所述的步进电机(17)位于所述的移动轨道(1)的一端，所述的CCD相机(9)经所述的图像采集处理模块(15)通过数据线与所述的电脑(3)相连，该电脑(3)经所述的反馈控制器(2)与所述的第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)相连，所述的第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)通过所述的金属固定件(13)固定在所述的检测平台(10)上，所述的电脑(3)的输出端与所述的反馈控制器(2)输入端相连，所述的反馈控制器(2)的输出端与所述的第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)的输入端相连。
2.利用权利要求1所述的玻璃粘接胶层厚度的控制装置进行玻璃粘接胶层厚度的控制方法，其特征在于该方法包括下列步骤：
1)设定粘接胶层(8)厚度的理想值为p,厚度差阈值为r；用洁净的刷子沾上胶水，均匀地涂抹在待粘接的玻璃A(6)和玻璃B(7)的粘接面上；
2)将玻璃A(6)和玻璃B(7)的粘接面相对地分别放置于所述的检测平台(10)上的待测样件定位框(18)内的A区和B区，粘接的界面线平行于所述的移动轨道(1),粘接界面位于所述的CCD相机(9)视场的正下方，在所述的玻璃A(6)外边的两端分设第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)，所述的第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)的顶压端头(14)顶贴在所述的玻璃A(6)的外侧的两端，所述的玻璃B(7)的外侧两端被两个与所述的第一压力传感器(4)和第二压力传感器(23)的位置相对应的定子所固定，所述的CCD相机(9)处于起始位置(12)；
3)所述的电脑(3)向所述的步进电机(17)发出第一个位移指令，所述的步进电机(17)驱动所述的CCD相机(9)沿所述的移动轨道(1)到达第一拍照位置(21)，所述的CCD相机(9)对所述的玻璃A(6)和玻璃B(7)的粘接胶层(8)拍照，从拍照图像读取第一拍照位置(21)的胶层厚度值为q1，将q1输入所述的电脑(3)，所述的电脑(3)向所述的步进电机(17)发出第二个位移指令，所述的步进电机(17)驱动所述的CCD相机(9)沿所述的移动轨道(1)到达第二拍照位置(22)，所述的CCD相机(9)对所述的玻璃A(6)和玻璃B(7)的粘接胶层(8)再拍照，从拍照图像读取第二拍照位置(21)的胶层厚度值为q2，将q2输入所述的电脑(3)；
4)所述的电脑(3)分别计算所述的胶层厚度q1和q2与预先设好的预设厚度p差值，得到两个厚度差值q1-p和q2-p，若q1-p的绝对值和q2-p的绝对值同时小于所述的厚度差阈值r时，则转入步骤5)，否则,所述的电脑(3)将对q1-p和q2-p绝对值大于厚度差阈值r输入所述的反馈控制器(2),所述的反馈控制器(2)将所述的厚度差值转换为压力输出值，输入所述的第一压力传感器(4)和/或第二压力传感器(23),使所述的所述的第一压力传感器(4)和/或第二压力传感器(23)通过顶压端子(14)向所述的玻璃A(6)施加相应的压力，所述的粘接胶层(8)发生相应的变化，所述的电脑(3)向所述的步进电机(17)发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的CCD相机回到起始位置(12)，并返回重复3)；
5)所述的电脑(3)向所述的步进电机(17)发出CCD相机复位位移指令，驱动所述的CCD相机回到起始位置(12)，控制完成。
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