CN111722602A - 光纤面板的自动热压成型系统及工作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光纤传像元件的制造领域，尤其涉及一种光纤传像元件的自动热压成型系统。本发明实施例提供如下技术方案：包括自动热压中央控制系统、与自动热压中央控制系统连接的集成视觉定位系统、伺服机器人、集成真空炉设备以及压机系统；所述集成视觉定位系统，用于扫描物料小车上物料信息，获取待热压模具的位置信息。本发明采用自动化机械及自动控制方式替代人工高温操作以及减少人工搬运导致的颠簸造成光纤内部结构的损坏，降低了光纤面板的生产成本以及提高产品质量和生产效率。
Description
技术领域
本发明涉及光纤传像元件的制造领域，尤其涉及一种光纤传像元件的自动热压成型系统。
背景技术
光纤传像元件，包括光学纤维面板、光学纤维倒像器、光学纤维光锥、光纤传像束以及微通道板等，是一种性能优异的光电成像元件，具有结构简单、体积小、重量轻、分辨率高、数值孔径大、级间耦合损失小、传像清晰、真实、传光效率高、在图像传输上具有光学零厚度以及能改善边缘像质等特点。光纤传像元件被广泛地应用于军事、刑侦、夜视、航天、医疗等领域的各种阴极射线管、摄像管、电荷耦合元件(CCD，Charge-coupled Device)耦合、医疗器械显示屏以及高清晰度电视成像和其他需要传送图像的仪器和设备中，是本世纪光电子行业的高科技尖端产品。
目前，生产光纤传像元件的关键过程，如光学纤维的拉制过程、热压成型过程等主要操作过程均需要手工参与操作来完成，自动化程度偏低，特别是热压成型操作过程，由于光学纤维丝的丝径尺寸为微米级的，其构成光学纤维丝的皮层厚度薄至0.2微米，极其容易破损，破损后会严重影响光学纤维的传光和传像性能，直接影响了光纤传像元件的内部传像质量，手工参与容易操作模具颠簸影响光纤内部结构，此外热压过程处于高温操作环境，不适合人工长期操作。
现有技术中并不存在一种较为合理的光纤面板自动热压成型系统。
发明内容
鉴于上述技术问题，本发明提供一种光纤面板自动热压成型系统，用以实现光纤面板自动热压成型，替代人工高温操作以及减少人工搬运。
为了实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：
光纤面板的自动热压成型系统，包括自动热压中央控制系统、与自动热压中央控制系统连接的集成视觉定位系统、伺服机器人、集成真空炉设备以及压机系统；
其中，所述集成视觉定位系统，用于扫描物料小车上物料信息，获取待热压模具的位置信息；
所述伺服机器人，用于获取集成视觉定位系统中物料信息,并接收自动热压中央控制系统传来的指令，准确抓取并运输物料小车的物料至指定编号的集成真空炉设备内，以及对真空炉盖的抓取，并将热压完成后的物料抓取并运输至指定区；
所述集成真空炉设备，用于获取来自自动热压中央控制系统的信息，根据信息对炉内物料调取升温曲线并进行升温，以及对集成真空炉设备内真空度的调节；
所述压机系统，用于接收自动热压中央控制系统传来的指令，根据指令调取相应的压力曲线对指定编号真空炉内的物料进行加压操作；
所述自动热压中央控制系统，
1)用于获取集成视觉定位系统所述料小车上物料信息,以及获取模具准确的位置参数；
2)将模具准确的位置参数进行计算并生成伺服机器人驱动路径及动作，将上述伺服机器人驱动路径及动作发送给伺服机器人；
3)根据物料信息生成集成真空炉设备和压机系统控制指令，并将控制指令发送给集成真空炉设备和压机系统。
作为优选，所述物料信息包括待热压光纤面板的产品型号、编号以及模具编号和模具的位置信息；
作为优选，物料小车平台上设置有阵列式的锥形定位点，用于所述模具的位置定位，以及辅助所述集成视觉定位系统的位置识别，模具底部中央位置设置有锥形凹槽，用于与物料小车所述锥形定位点相配合。
作为优选，机器人与所述模具和真空炉盖接触端设置有专用机械夹具，伺服机器人位于两列水平轨道上，水平轨道处于两列真空炉中间，能够为两列的真空炉提供炉盖的抓取操作，以及装料、取料和运料操作。
作为优选，集成真空炉设备包括控温系统、真空控制组件以及循环水冷装置，控温系统能够提供多组升温曲线供所述自动热压中央控制系统调用，真空控制组件能够为所述集成真空炉设备调节所需的真空度，所述真空控制组件由独立的真空阀控制和负压表监测，循环水冷装置主要用于所述集成真空炉设备炉盖密封垫圈的冷却，所述循环水冷装置由独立的阀门控制和水压表监测。
进一步的优选，所述控温系统，还能脱离所述自动热压中央控制系统进行手动独立操作，定制独立的温度曲线或者进行温度补偿。
作为优选，压机系统能够提供多种压力曲线供所述自动热压自动热压中央控制系统调用；压机系统位于所述集成真空炉设备两侧的轨道上，能够为多组真空炉设备提供加压操作。
在进一步的优选，所述自动热压中央控制系统调用的信息包括：集成视觉定位系统信息、伺服机器人状态信息、集成真空炉设备状态信息以及压机状态信息；
所述集成视觉定位系统信息包括物料信息和模具位置信息；
所述伺服机器人状态信息包括机器人位置信息、行驶速度信息以及具体动作信息；
所述集成真空炉设备状态信息包括炉内温度信息、炉内真空度信息和冷却水压信息；
所述压机状态信息包括压机位置信息、压机液压泵压强信息以及压机动作信息。
自动热压中央控制系统的工作方法，包括以下步骤，
步骤一，集成视觉定位系统扫描物料小车上的物料信息，获取模具的位置信息；
步骤二，自动热压中央控制系统接收步骤1中集成视觉定位系统传送来的信息，并根据物料信息确定光纤面板的热压成型方案；
步骤三，自动热压中央控制系统将物料信息和模具的位置信息传递给伺服机器人，伺服机器人根据物料信息和模具的位置信息生成控制路径信息，并根据控制路径信息抓取物料和模具运送至集成真空设备中；
步骤四，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给集成真空设备，集成真空设备根据热压成型方案调取升温曲线程序，并根据升温曲线对物料进行升温操作；
步骤五，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给压机系统，压机系统根据热压成型方案调取压力控制程序，并根据压力控制程序对物料进行加压操作；
步骤六，集成真空设备和压机系统将升温及加压完成指令发送给自动热压中央控制系统，自动热压中央控制系统发送控制指令给，伺服机器人将热压成型完的光纤面板毛坯取出并放置到指定区域。
本发明采用自动化机械及自动控制方式替代人工高温操作以及减少人工搬运导致的颠簸造成光纤内部结构的损坏，降低了光纤面板的生产成本以及提高产品质量和生产效率。
附图说明
图1是本发明的各部件的连接关系，
图2是本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面对本发明的具体结构及工作流程进行进一步的说明：
本发明光纤面板的自动热压成型系统，硬件结构包括自动热压中央控制系统、与自动热压中央控制系统连接的集成视觉定位系统、伺服机器人、集成真空炉设备以及压机系统。
下面对各部件的结构及功能进行说明，
1、集成视觉定位系统，能够用于扫描物料小车上物料信息，获取待热压模具的位置信息。物料小车上放置待热压光纤面板、模具。物料小车平台上设置有阵列式的锥形定位点，用于所述模具的位置定位，便于集成视觉定位系统的位置识别，模具底部中央位置设置有锥形凹槽，锥形凹槽用于与物料小车锥形定位点相配合。
集成视觉定位系统扫描物料小车后得到的物料信息包括待热压光纤面板的产品型号、编号以及模具编号和模具的位置信息。
2、伺服机器人，伺服机器人与所述模具和真空炉盖接触端设置有专用机械夹具，伺服机器人位于两列水平轨道上，水平轨道处于两列真空炉中间，能够为两列的真空炉提供炉盖的抓取操作，以及装料、取料和运料操作。
伺服机器人功能上用于获取集成视觉定位系统中物料信息,并接收自动热压中央控制系统传来的驱动路径及动作指令，准确抓取并运输物料小车的物料至指定编号的集成真空炉设备内，以及对真空炉盖的抓取，并将热压完成后的物料抓取并运输至指定区。
3、集成真空炉设备，集成真空炉设备包括控温系统、真空控制组件以及循环水冷装置，控温系统能够提供多组升温曲线供所述自动热压中央控制系统调用，真空控制组件能够为所述集成真空炉设备调节所需的真空度，所述真空控制组件由独立的真空阀控制和负压表监测，循环水冷装置主要用于所述集成真空炉设备炉盖密封垫圈的冷却，所述循环水冷装置由独立的阀门控制和水压表监测。
控温系统，还能脱离所述自动热压中央控制系统进行手动独立操作，定制独立的温度曲线或者进行温度补偿。
集成真空炉设备获取来自自动热压中央控制系统的信息，根据信息对炉内物料调取升温曲线并进行升温，以及对集成真空炉设备内真空度的调节。
压机系统，用于接收自动热压中央控制系统传来的指令，根据指令调取相应的压力曲线对指定编号真空炉内的物料进行加压操作；
压机系统能够提供多种压力曲线供所述自动热压中央控制系统调用；压机系统位于所述集成真空炉设备两侧的轨道上，能够为多组真空炉设备提供加压操作。
4、自动热压中央控制系统，用于获取集成视觉定位系统传送来的物料小车上物料信息,获取模具准确的位置参数；将模具准确的位置参数进行计算并生成伺服机器人驱动路径及动作，将上述伺服机器人驱动路径及动作发送给伺服机器人；根据物料信息生成集成真空炉设备和压机系统控制指令，并将控制指令发送给集成真空炉设备和压机系统。
自动热压中央控制系统工作中调用的信息包括：集成视觉定位系统信息、伺服机器人状态信息、集成真空炉设备状态信息以及压机状态信息。伺服机器人状态信息包括机器人位置信息、行驶速度信息以及具体动作信息。集成真空炉设备状态信息包括炉内温度信息、炉内真空度信息和冷却水压信息；
压机状态信息包括压机位置信息、压机液压泵压强信息以及压机动作信息。
下面对自动热压中央控制系统的工作方法进行说明，如图2所示，包括以下步骤。
步骤一，集成视觉定位系统扫描物料小车上的物料信息，获取模具的位置信息；
步骤二，自动热压中央控制系统接收步骤1中集成视觉定位系统传送来的信息，并根据物料信息确定光纤面板的热压成型方案；
步骤三，自动热压中央控制系统将物料信息和模具的位置信息传递给伺服机器人，伺服机器人根据物料信息和模具的位置信息生成控制路径信息，并根据控制路径信息抓取物料和模具运送至集成真空设备中；
步骤四，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给集成真空设备，集成真空设备根据热压成型方案调取升温曲线程序，并根据升温曲线对物料进行升温操作；
步骤五，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给压机系统，压机系统根据热压成型方案调取压力控制程序，并根据压力控制程序对物料进行加压操作；
步骤六，集成真空设备和压机系统将升温及加压完成指令发送给自动热压中央控制系统，自动热压中央控制系统发送控制指令给，伺服机器人将热压成型完的光纤面板毛坯取出并放置到指定区域。
Claims (9)
1.一种光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，包括：自动热压中央控制系统、与自动热压中央控制系统连接的集成视觉定位系统、伺服机器人、集成真空炉设备以及压机系统；
其中，所述集成视觉定位系统，用于扫描物料小车上物料信息，获取待热压模具的位置信息；
所述伺服机器人，并接收自动热压中央控制系统传来的指令，准确抓取并运输物料小车的物料至指定编号的集成真空炉设备内，以及对真空炉盖的抓取，并将热压完成后的物料抓取并运输至指定位置；
所述集成真空炉设备，用于获取来自自动热压中央控制系统的信息，根据信息对炉内物料调取升温曲线并进行升温，以及对集成真空炉设备内真空度的调节；
所述压机系统，用于接收自动热压中央控制系统传来的指令，根据指令调取相应的压力曲线对指定编号真空炉内的物料进行加压操作；
所述自动热压中央控制系统，
用于获取集成视觉定位系统传送来的物料小车上物料信息,以及获取模具准确的位置参数；
将模具准确的位置参数进行计算并生成伺服机器人驱动路径及动作，将上述伺服机器人驱动路径及动作发送给伺服机器人；
根据物料信息生成集成真空炉设备和压机系统控制指令，并将控制指令发送给集成真空炉设备和压机系统。
2.根据权利要求书1所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，所述物料信息包括待热压光纤面板的产品型号、编号以及模具编号和模具的位置信息。
3.根据权利要求书2所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，物料小车平台上设置有阵列式的锥形定位点，用于所述模具的位置定位，以及辅助所述集成视觉定位系统的位置识别，模具底部中央位置设置有锥形凹槽，用于与物料小车所述锥形定位点相配合。
4.根据权利要求书1所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，机器人与所述模具和真空炉盖接触端设置有专用机械夹具，伺服机器人位于两列水平轨道上，水平轨道处于两列真空炉中间，能够为两列的真空炉提供炉盖的抓取操作，以及装料、取料和运料操作。
5.根据权利要求书1所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，集成真空炉设备包括控温系统、真空控制组件以及循环水冷装置，控温系统能够提供多组升温曲线供所述自动热压中央控制系统调用，真空控制组件能够为所述集成真空炉设备调节所需的真空度，所述真空控制组件由独立的真空阀控制和负压表监测，循环水冷装置主要用于所述集成真空炉设备炉盖密封垫圈的冷却，所述循环水冷装置由独立的阀门控制和水压表监测。
6.根据权利要求书5所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，所述控温系统，还能脱离所述自动热压中央控制系统进行手动独立操作，定制独立的温度曲线或者进行温度补偿。
7.根据权利要求书1所述光纤面板的自动热压成型系统，其特征在于，压机系统能够提供多种压力曲线供所述自动热压中央控制系统调用；压机系统位于所述集成真空炉设备两侧的轨道上，能够为多组真空炉设备提供加压操作。
8.根据权利要求书1至7中任一所述的自动热压中央控制系统，其特征在于，所述自动热压中央控制系统调用的信息包括：集成视觉定位系统信息、伺服机器人状态信息、集成真空炉设备状态信息以及压机状态信息；
所述集成视觉定位系统信息包括物料信息和模具位置信息；
所述伺服机器人状态信息包括机器人位置信息、行驶速度信息以及具体动作信息；
所述集成真空炉设备状态信息包括炉内温度信息、炉内真空度信息和冷却水压信息；
所述压机状态信息包括压机位置信息、压机液压泵压强信息以及压机动作信息。
9.一种权利要求1所述的自动热压中央控制系统的工作方法，其特征是，包括以下步骤，
步骤一，集成视觉定位系统扫描物料小车上的物料信息，获取模具的位置信息；
步骤二，自动热压中央控制系统接收步骤1中集成视觉定位系统传送来的信息，并根据物料信息确定光纤面板的热压成型方案；
步骤三，自动热压中央控制系统将物料信息和模具的位置信息传递给伺服机器人，伺服机器人根据物料信息和模具的位置信息生成控制路径信息，并根据控制路径信息抓取物料和模具运送至集成真空设备中；
步骤四，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给集成真空设备，集成真空设备根据热压成型方案调取升温曲线程序，并根据升温曲线对物料进行升温操作；
步骤五，自动热压中央控制系统将热压成型方案传递给压机系统，压机系统根据热压成型方案调取压力控制程序，并根据压力控制程序对物料进行加压操作；
步骤六，集成真空设备和压机系统将升温及加压完成指令发送给自动热压中央控制系统，自动热压中央控制系统发送控制指令给，伺服机器人将热压成型完的光纤面板毛坯取出并放置到指定区域。
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