CN109332059A - 一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统及方法，包括高分子材料胶体喷涂单元、视觉检测定位单元、胶体混合循环单元及控制单元；高分子材料胶体喷涂单元包括胶体喷头及运动轴，所述胶体喷头设置在运动轴上；所述视觉检测定位单元包括CCD相机,CCD相机采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线；胶体混合循环单元包括两个料筒，两个料筒分别与胶体喷头相连通形成U形管结构，两个料筒的顶部分别与气阀连接；所述控制单元分别与气阀、CCD相机、胶体喷头及运动轴连接。能有效克服高分子材料胶体与稀释剂混合物容易产生沉淀，且涂覆的均匀度效果，涂覆效率，以及自动化智能程度不高的问题。
Description
技术领域
本发明涉及高分子材料胶体涂覆领域，具体涉及一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统及方法。
背景技术
胶体(Colloid)又称胶状分散体(colloidal dispersion)是一种均匀混合物，是非均相的，在胶体中含有两种不同相态的物质，被分散的物质称为分散相，另一种连续分布的物质称为分散介质。高分子材料胶体分散的一部分是由许多原子或分子(103-106个)组成的有界面的粒子，大小(直径)介于1纳米到100纳米之间，也称为溶胶。
高分子材料胶体涂覆一般应用于将高分子材料胶体涂覆于待加工物品的表面，其典型的应用为大功率白光LED荧光粉胶的涂覆。
目前主流的高分子材料胶体涂覆系统，如点胶、保形涂覆等，均存在诸如涂覆面不均匀，涂覆效率低等缺点，而在高分子材料胶体涂覆中，特别是LED荧光粉胶在LED芯片上的涂覆中，涂覆均匀度与涂覆效率是至关重要的。因此，也需要一种涂覆均匀度好、涂覆效率高、自动化程度高的系统。
发明内容
为了克服现有高分子材料胶体涂覆系统涂覆均匀度不好、涂覆效率低及自动化程度不高等缺点，本发明提供一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统及方法。
本发明采用如下技术方案：
一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，包括高分子材料胶体喷涂单元、视觉检测定位单元、胶体混合循环单元及控制单元；
所述高分子材料胶体喷涂单元包括胶体喷头及运动轴，所述胶体喷头设置在运动轴上；
所述视觉检测定位单元包括CCD相机，所述CCD相机通过运动轴移动至待涂覆基板上方，采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线；
所述胶体混合循环单元包括两个料筒，两个料筒分别与胶体喷头相连通形成U形管结构，两个料筒的顶部分别与气阀连接；
所述控制单元分别与气阀、CCD相机、胶体喷头及运动轴连接。
本发明还包括预加热单元，所述预加热单元包括加功率可调加热管、激光测温仪及导热片，所述导热片下方设有导热硅胶，导热片上方设置待涂覆基板，所述激光测温仪安装在导热片的上方通过激光检测待涂覆基板的温度。
所述运动轴包括X方向运动轴、Y方向运动轴、Z方向运动轴及驱动相应运动轴的电机。
所述胶体混合循环单元还包括光电传感器，每个料筒安装两个光电传感器，分别位于料筒的上限位置及下限位置。
一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统的方法，包括如下步骤：
S1CCD相机通过运动轴移动至待涂覆基板上方，采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线；
S2运动轴驱动胶体喷头按照胶体喷头规划路线完成涂覆。
所述S1中采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线，具体为：
控制单元获得待涂覆基板图像，分别与不同的待涂覆基板的模板进行标准平方差匹配，取匹配矩阵中最高的值为匹配度，确定待涂覆基板对应的模板种类，得到模版的图像坐标；
根据匹配好的模板种类与设定的涂覆厚度参数，根据涂覆厚度模型，得到涂覆时运动速度、重复次数参数。
通过三维坐标转换，将模版的图像坐标转换为实际坐标，结合各项参数运算得到胶体喷头规划路线。
所述胶体喷头规划路线的参数包括：涂覆路径的行数、路径的左右端点位置及重复次数。
所述胶体喷头规划路线具体为：
胶体喷头到达待涂覆基板第一行路径的左端点位置，喷头开始从左至右涂覆，到达右端点；
喷头停止喷涂并移动到第二行路径的右端点；
喷头从第二行路径的右端点位置开始喷涂，并移动到左端点位置；
喷涂停止喷涂并移动到下一行的左端点，重复上述流程直到喷涂到达最后一行；
若喷涂次数未达到要求，则当到达最后一行的端点位置时，喷头将沿之前喷涂的路径逆向再喷涂一次，若涂完之后还未达到重复的次数要求，则当喷头再从第一行的左端点进行涂覆，如此循环，直到喷涂次数达到设定的喷涂次数。
本发明的有益效果：
(1)本发明采用两个料筒，底部与喷头连接，形成U形管结构，解决高分子材料胶体与稀释剂的混合物容易产生沉淀的问题。
(2)本发明采用机器视觉技术使得涂覆更加智能化，加快生产效率，扩宽适用范围；
(3)本发明对待涂覆基板的形状进行合理规划，使得涂覆效果更好，涂覆面更均匀。
附图说明
图1是本发明的整体结构示意图；
图2是本发明的胶体混合循环系统及喷头示意图；
图3是本发明的涂覆路径图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图，对本发明作进一步地详细说明，但本发明的实施方式不限于此。
实施例
如图1-图2所示，一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，至少包括高分子材料胶体喷涂单元、预加热单元、视觉检测定位单元、胶体混合循环单元1及控制单元。
所述高分子材料胶体喷涂单元包括胶体喷头4、运动轴，所述胶体喷头固定在运动轴上；所述运动轴包括X方向运动轴5、Y方向运动轴6、Z方向运动轴7及驱动相应运动轴的电机，所述视觉检测定位单元也固定在运动轴上，与胶体喷头相对静止，喷头的两侧固定胶体混合循环单元，胶体喷头的雾化气压可调，当喷头打开时，雾化气压将高分子材料胶体雾化并喷出。
所述胶体混合循环单元包括两个料筒及四个光电传感器，两个料筒具体为左料筒及右料筒11，其分别与胶体喷头相连通形成U形管结构，两个料筒的顶部与气阀连接；料筒的筒壁透明，每个料筒筒壁外层的下方和上方分别放置一个光电传感器。
当左气阀打开时，气压作用于左料筒，则右料筒与外界气压相通，高分子材料胶体被压至右料筒，当左料筒的高分子材料胶体液面低于料筒下方光电传感器12位置，或右料筒的高分子材料胶体液面高于料筒上方光电传感器13位置时，左气阀关闭右气阀打开，气压作用于右料筒，如此循环。当左右料筒的高分子材料胶体液面均低于下方光电传感器时，关闭左右气阀。若是高分子材料胶体粘度太高，则需要加入一定量的稀释剂。因为高分子材料胶体与稀释剂的混合物在底部容易产生沉淀，U型管的结构能保证将底部的高分子材料胶体压入另一个料筒并将另一个料筒的高分子材料胶体底部的沉淀激起，起到混合的作用，有效解决了高分子材料胶体易沉淀、难混合的问题。
所述视觉检测定位单元包括CCD相机2，所述CCD相机通过运动轴移动至待涂覆基板上方，采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线。
所述预加热单元3包括加功率可调加热管、激光测温仪、导热片，功率可调加热管安装在导热片下，导热片下方有导热硅胶，导热片上方与待涂覆基板接触。激光测温仪安装在导热片的斜上方，并通过激光检测待涂覆基板的温度。所得温度数值反馈到控制电脑，采用PID-模糊控制算法，调整加热管的功率，使得待涂覆基板的温度稳定在设定值±5℃范围内。在喷涂之前，需要保证待涂覆基板在60-80℃的温度下被加热5-10Min，而且在涂覆过程中也需要一直调整加热管的功率，使待涂覆基板的温度尽量稳定在60-80℃。因此，可以使得涂覆过程中的高分子材料胶体均匀受热，使其流动，涂覆效果更均匀。
本发明具体的工作过程：
本实施例以荧光粉胶涂覆到待涂覆基板(硅片)上。
首先，待涂覆基板用传送带8运动到工位，视觉检测定位单元通过运动轴带动至待涂覆基板上方，工业CCD相机开始工作，采集待涂覆基板的图像，随后控制单元将待涂覆基板的图像与各类型的基板模版图像进行匹配，得出该基板属于圆形基板，也得到基板在图像中的坐标；
通过三维坐标转换，将基板在图像中的坐标转换为实际坐标；
如图3所示，根据匹配好的模板种类与设定的涂覆厚度参数，根据涂覆厚度模型，得到涂覆时运动速度、重复次数参数，结合实际坐标运算得到规划路径图，具体为：
胶体喷头到达待涂覆基板第一行路径的左端点位置，喷头开始从左至右涂覆，到达右端点；
喷头停止喷涂并移动到第二行路径的右端点；
喷头从第二行路径的右端点位置开始喷涂，并移动到左端点位置；
喷涂停止喷涂并移动到下一行的左端点，重复上述流程直到喷涂到达最后一行；
若喷涂次数未达到要求，则当到达最后一行的端点位置时，喷头将沿之前喷涂的路径逆向再喷涂一次，若涂完之后还未达到重复的次数要求，则当喷头再从第一行的左端点进行涂覆，如此循环，直到喷涂次数达到设定的喷涂次数。
上述实施例为本发明较佳的实施方式，但本发明的实施方式并不受所述实施例的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质与原理下所作的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，其特征在于，包括高分子材料胶体喷涂单元、视觉检测定位单元、胶体混合循环单元及控制单元；
所述高分子材料胶体喷涂单元包括胶体喷头及运动轴，所述胶体喷头设置在运动轴上；
所述视觉检测定位单元包括CCD相机，所述CCD相机通过运动轴移动至待涂覆基板上方，采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线；
所述胶体混合循环单元包括两个料筒，两个料筒分别与胶体喷头相连通形成U形管结构，两个料筒的顶部分别与气阀连接；
所述控制单元分别与气阀、CCD相机、胶体喷头及运动轴连接。
2.根据权利要求1所述的一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，其特征在于，还包括预加热单元，所述预加热单元包括加功率可调加热管、激光测温仪及导热片，所述导热片下方设有导热硅胶，导热片上方设置待涂覆基板，所述激光测温仪安装在导热片的上方通过激光检测待涂覆基板的温度。
3.根据权利要求1所述的一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，其特征在于，所述运动轴包括X方向运动轴、Y方向运动轴、Z方向运动轴及驱动相应运动轴的电机。
4.根据权利要求1所述的一种全自动智能高分子材料胶体涂覆系统，其特征在于，所述胶体混合循环单元还包括光电传感器，每个料筒安装两个光电传感器，分别位于料筒的上限位置及下限位置。
5.一种如权利要求1-4任一项所述全自动智能高分子材料胶体涂覆系统的方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1CCD相机通过运动轴移动至待涂覆基板上方，采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线；
S2运动轴驱动胶体喷头按照胶体喷头规划路线完成涂覆。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述S1中采集待涂覆基板图像发送控制单元得到胶体喷头规划路线，具体为：
控制单元获得待涂覆基板图像，分别与不同的待涂覆基板的模板进行标准平方差匹配，取匹配矩阵中最高的值为匹配度，确定待涂覆基板对应的模板种类，得到模版的图像坐标；
根据匹配好的模板种类与设定的涂覆厚度参数，根据涂覆厚度模型，得到涂覆时运动速度、重复次数参数；
通过三维坐标转换，将模版的图像坐标转换为实际坐标，结合各项参数运算得到胶体喷头规划路线。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述胶体喷头规划路线的参数包括：涂覆路径的行数、路径的左右端点位置及重复次数。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述胶体喷头规划路线具体为：
胶体喷头到达待涂覆基板第一行路径的左端点位置，喷头开始从左至右涂覆，到达右端点；
喷头停止喷涂并移动到第二行路径的右端点；
喷头从第二行路径的右端点位置开始喷涂，并移动到左端点位置；
喷涂停止喷涂并移动到下一行的左端点，重复上述流程直到喷涂到达最后一行；
若喷涂次数未达到要求，则当到达最后一行的端点位置时，喷头将沿之前喷涂的路径逆向再喷涂一次，若涂完之后还未达到重复的次数要求，则当喷头再从第一行的左端点进行涂覆，如此循环，直到喷涂次数达到设定的喷涂次数。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
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| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20190215 |
|
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |