CN112427236A - 适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，涉及航天器制造技术领域，包括机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、工艺控制子系统以及真空吸附停放装置，所述供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置都安装在机械运动及控制子系统上，所述工艺控制子系统能够控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置的动作；本发明通过机器视觉子系统能够识别柔性加热器的位置与形状，生成涂胶运动轨迹，通过宽幅涂胶头实现柔性加热器表面均匀涂胶，并且能够通过机器视觉子系统检测胶层的外观状态、厚度，涂胶质量稳定，涂胶效率高，实用性强。

Description

适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备
技术领域
本发明涉及航天器制造技术领域，具体地，涉及一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备。
背景技术
柔性加热器是卫星主动热控的方式之一，可使用胶黏剂直接粘贴在待加热的仪器、部件表面。在卫星研制过程中柔性加热器表面胶层仍以手工涂覆为主要工艺方法，涂胶厚度及均匀性不可控制，存在脱粘、流延、缺胶等内在质量问题。胶层质量主要依赖操作工人的经验和操作技能的发挥程度，产品质量一致性差，且不稳定，生产效率低下，作业周期长。长期以来的手工涂胶作业严重阻碍了我国卫星制造工艺水平，已成为制约后续卫星长寿命、高可靠的发展瓶颈。目前市场上所有的涂胶设备均为点胶或胶条式涂胶，还没有适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备。
专利文献CN110026323A公开了一种自动涂胶设备，涉及自动涂胶技术领域。该自动涂胶设备包括相对设置的旋转组件和涂胶组件。旋转组件包括第一驱动件、第一传动件、旋转件、装载模具和分度组件；第一驱动件带动旋转件转动，装载模具安装在旋转件上，分度组件与装载模具传动连接，能够调节装载模具上的工件的涂胶位置。涂胶组件包括第二驱动件、第二传动件、升降组件、涂胶嘴和检测开关，涂胶嘴能在第二传动件的带动下移动并靠近装载模具，升降组件能在检测开关检测到装载模具上的工件后，带动涂胶嘴移动至预设位置，但该设计不适用与柔性加热器的均匀涂胶作业。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备。
根据本发明提供的一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，包括机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、工艺控制子系统以及真空吸附停放装置；
所述供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置都安装在机械运动及控制子系统上；
所述工艺控制子系统能够控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置的动作。
优选地，所述机械运动及控制子系统包括XYZ直角坐标机械运动组件以及机械运动控制柜；
所述机械运动控制柜分别与XYZ直角坐标机械运动组件、工艺控制子系统电连接。
优选地，所述XYZ直角坐标机械运动组件在工艺控制子系统的控制下能够实现X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的运动；
其中，所述X轴方向、Y轴方向的运动采用同步齿形带传送，所述Z轴方向的运动采用高精度滚珠丝杠传动。
优选地，所述供胶与涂胶子系统包括供胶压力桶、精密供胶控制器、胶阀、宽幅扁平涂胶头以及输送管路；
所述工艺控制子系统能够通过精密供胶控制器控制胶阀的开度；
所述胶阀安装在输送管路上，所述输送管路的一端与供胶压力桶连接，所述输送管路的另一端与宽幅扁平涂胶头连接。
优选地，所述供胶压力桶上安装有压力传感器，所述压力传感器能够将检测到的压力信息传输给工艺控制子系统。
优选地，所述机器视觉子系统包括2D相机以及3D相机；
所述2D相机完成对柔性加热器轮廓提取、定位以及测量；
所述3D相机获取柔性加热器涂胶表面的3D轮廓并作为Z轴方向涂胶控制的参考点。
优选地，所述3D相机结合涂胶后3D轮廓能够实现涂胶层厚度检测；
所述2D相机、3D相机能够将采集到的信息传输给工艺控制子系统。
优选地，所述真空吸附停放装置包括真空泵、中空旋转台、柔性片以及支撑载体；
所述支撑载体安装在中空旋转台上，所述真空泵、柔性片安装在支撑载体上；
所述工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够控制中空旋转台的转动，当中空旋转台转动到位后工艺控制子系统控制机械运动及控制子系统驱使中空旋转台带动支撑载体使柔性片靠近并接触柔性加热器，此时所述工艺控制子系统控制真空泵启动使柔性加热器与柔性片之间的空间产生负压，从而将柔性加热器吸附固定在柔性片上。
优选地，所述真空吸附停放装置上设置的中空旋转台能够配合机器视觉子系统对摆放好的柔性片进行圆周方向的精确定位，定位精度优于1弧分。
优选地，所述工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够自动完成涂胶参数的设置并通过控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置对涂胶路径、机械运动、视觉检测协调控制，其中包括涂胶工艺算法、机器视觉算法以及运动控制算法的处理。
与现有技术相比，本发明具有如下的有益效果：
1、本发明通过机器视觉子系统能够识别柔性加热器的位置与形状，生成涂胶运动轨迹，通过宽幅涂胶头实现柔性加热器表面均匀涂胶，并且能够检测胶层的外观状态，厚度，涂胶质量稳定，提高了涂胶效率，为卫星长寿命、高可靠的发展具有积极的意义。
2、本发明工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够自动完成涂胶参数的设置并通过控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置对涂胶路径、机械运动、视觉检测协调控制工艺控制子系统，其中包括涂胶工艺算法、机器视觉算法以及运动控制算法的处理，大大提高了涂胶作业的智能化。
3、本发明中XYZ直角坐标机械运动组件在工艺控制子系统的控制下能够实现X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的运动，提高了涂胶作业的灵活性。
附图说明
通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本发明的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
图1为本发明的结构框式示意图。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明进行详细说明。以下实施例将有助于本领域的技术人员进一步理解本发明，但不以任何形式限制本发明。应当指出的是，对本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变化和改进。这些都属于本发明的保护范围。
本发明提供了一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，如图1所示，包括机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、工艺控制子系统以及真空吸附停放装置，所述供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置都安装在机械运动及控制子系统上，所述工艺控制子系统能够控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置的动作；本发明通过机器视觉子系统能够识别柔性加热器的位置与形状，生成涂胶运动轨迹，通过宽幅涂胶头实现柔性加热器表面均匀涂胶，并且能够检测胶层的外观状态，厚度，涂胶质量稳定，提高了涂胶效率，为卫星长寿命、高可靠的发展具有积极的意义。
具体地，所述工艺控制子系统是宽幅均匀涂胶设备的核心，通过机器视觉子系统获得的信息能够自动完成涂胶参数的设置并通过控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置对涂胶路径、机械运动、视觉检测协调控制，其中包括涂胶工艺算法、机器视觉算法以及运动控制算法的处理。
具体地，所述机械运动及控制子系统包括XYZ直角坐标机械运动组件以及机械运动控制柜，所述机械运动控制柜分别与XYZ直角坐标机械运动组件、工艺控制子系统电连接；其中，所述XYZ直角坐标机械运动组件在工艺控制子系统的控制下能够实现X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的运动，提高涂胶的灵活性，其中，在一个优选例中，所述X轴方向、Y轴方向的运动采用同步齿形带传送，所述Z轴方向的运动采用高精度滚珠丝杠传动，保证涂胶的精度。
进一步地，所述机械运动及控制子系统是供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统的载体，承担胶液的输送管路、线缆等部件，所述供胶与涂胶子系统在工艺控制系统下能够进行定量供胶和宽幅涂胶。
具体地，所述供胶与涂胶子系统包括供胶压力桶、精密供胶控制器、胶阀、宽幅扁平涂胶头以及输送管路，所述工艺控制子系统能够通过精密供胶控制器控制胶阀的开度，所述胶阀安装在输送管路上，所述输送管路的一端与供胶压力桶连接，所述输送管路的另一端与宽幅扁平涂胶头连接，供胶与涂胶子系统实现了胶的供给、传输。
具体地，所述供胶压力桶上安装有压力传感器，所述压力传感器能够将检测到的压力信息传输给工艺控制子系统。
具体地，所述机器视觉子系统包括2D相机以及3D相机，所述机器视觉子系统能够自动识别柔性加热器的位置、形状以及检测胶层的外观状态，所述2D相机完成对柔性加热器轮廓提取、定位以及测量；所述3D相机获取柔性加热器涂胶表面的3D轮廓并作为Z轴方向涂胶控制的参考点，其中，所述3D相机结合涂胶后3D轮廓能够实现涂胶层厚度检测，所述2D相机、3D相机能够将采集到的信息传输给工艺控制子系统。
具体地，所述真空吸附停放装置是柔性加热器涂胶时的载体，固定柔性加热器，便于柔性加热器的取放；所述真空吸附停放装置包括真空泵、中空旋转台、柔性片以及支撑载体，所述支撑载体安装在中空旋转台上，所述真空泵、柔性片安装在支撑载体上，其中，真空吸附停放装置下方设置的中空旋转台能够配合机器视觉子系统对摆放好的柔性片进行圆周方向的精确定位，定位精度优于1弧分。
进一步地，所述工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够控制中空旋转台的转动，当中空旋转台转动到位后工艺控制子系统控制机械运动及控制子系统驱使中空旋转台带动支撑载体使柔性片靠近并接触柔性加热器，此时所述工艺控制子系统控制真空泵启动使柔性加热器与柔性片之间的空间产生负压，从而将柔性加热器吸附固定在柔性片上。
在本申请的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。
以上对本发明的具体实施例进行了描述。需要理解的是，本发明并不局限于上述特定实施方式，本领域技术人员可以在权利要求的范围内做出各种变化或修改，这并不影响本发明的实质内容。在不冲突的情况下，本申请的实施例和实施例中的特征可以任意相互组合。

Claims (10)

1.一种适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，包括机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、工艺控制子系统以及真空吸附停放装置；
所述供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置都安装在机械运动及控制子系统上；
所述工艺控制子系统能够控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置的动作。
2.根据权利要求1所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述机械运动及控制子系统包括XYZ直角坐标机械运动组件以及机械运动控制柜；
所述机械运动控制柜分别与XYZ直角坐标机械运动组件、工艺控制子系统电连接。
3.根据权利要求2所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述XYZ直角坐标机械运动组件在工艺控制子系统的控制下能够实现X轴方向、Y轴方向以及Z轴方向的运动；
其中，所述X轴方向、Y轴方向的运动采用同步齿形带传送，所述Z轴方向的运动采用高精度滚珠丝杠传动。
4.根据权利要求1所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述供胶与涂胶子系统包括供胶压力桶、精密供胶控制器、胶阀、宽幅扁平涂胶头以及输送管路；
所述工艺控制子系统能够通过精密供胶控制器控制胶阀的开度；
所述胶阀安装在输送管路上，所述输送管路的一端与供胶压力桶连接，所述输送管路的另一端与宽幅扁平涂胶头连接。
5.根据权利要求4所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述供胶压力桶上安装有压力传感器，所述压力传感器能够将检测到的压力信息传输给工艺控制子系统。
6.根据权利要求3所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述机器视觉子系统包括2D相机以及3D相机；
所述2D相机完成对柔性加热器轮廓提取、定位以及测量；
所述3D相机获取柔性加热器涂胶表面的3D轮廓并作为Z轴方向涂胶控制的参考点。
7.根据权利要求6所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述3D相机结合涂胶后3D轮廓能够实现涂胶层厚度检测；
所述2D相机、3D相机能够将采集到的信息传输给工艺控制子系统。
8.根据权利要求1所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述真空吸附停放装置包括真空泵、中空旋转台、柔性片以及支撑载体；
所述支撑载体安装在中空旋转台上，所述真空泵、柔性片安装在支撑载体上；
所述工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够控制中空旋转台的转动，当中空旋转台转动到位后工艺控制子系统控制机械运动及控制子系统驱使中空旋转台带动支撑载体使柔性片靠近并接触柔性加热器，此时所述工艺控制子系统控制真空泵启动使柔性加热器与柔性片之间的空间产生负压，从而将柔性加热器吸附固定在柔性片上。
9.根据权利要求8所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述真空吸附停放装置上设置的中空旋转台能够配合机器视觉子系统对摆放好的柔性片进行圆周方向的精确定位，定位精度优于1弧分。
10.根据权利要求1所述的适用于航天器柔性加热器的均匀涂胶设备，其特征在于，所述工艺控制子系统通过机器视觉子系统获得的信息能够自动完成涂胶参数的设置并通过控制机械运动及控制子系统、供胶与涂胶子系统、机器视觉子系统、真空吸附停放装置对涂胶路径、机械运动、视觉检测协调控制，其中包括涂胶工艺算法、机器视觉算法以及运动控制算法的处理。
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Application publication date: 20210302