CN113289868A - 用于圆管粘丝的方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于圆管粘丝的方法和系统，方法包括：定位步骤：通过视觉定位单元的用于拍照进行位置图像识别的定位相机确定陶瓷管需要点浆的位置；送丝步骤：由自动点浆单元的点浆平台将陶瓷管进行夹持固定后，根据所述视觉定位单元反馈的信息，控制自动送丝单元的移动组件把丝线送到陶瓷管需要点浆的位置；点浆步骤：控制自动点浆单元的自动点浆机构对已放置丝线的陶瓷管进行点浆；剪丝步骤：点浆完成后，控制自动剪丝单元的剪丝组件把丝线剪断。本发明方法在半导体陶瓷传感器的生产过程中，能够实现陶瓷管点浆、剪丝、粘丝工艺的自动化，不仅大大提升生产效率，降低生产成本，而且粘丝后的陶瓷管一致性优，合格率高。

Description

用于圆管粘丝的方法和系统

技术领域

本发明属于传感器制作领域，具体的说，涉及了一种用于圆管粘丝的方法和系统。

背景技术

丝线为半导体陶瓷管的核心元件，在传感器导电时发挥作用。

在半导体陶瓷管生产过程中，点浆、剪丝、粘丝是最重要的环节。由于工艺的特殊性，该环节的制作一直采用全手工模式：点浆（导电浆料）环节使用细毛笔蘸浆、涂覆；剪丝环节人工确定丝长，使用剪刀将多根丝线同时剪断；粘丝环节采用人工进行二次浆料涂覆。

然而全手工模式存在操作复杂，效率低，且对人员操作技能要求高等缺陷。且手工剪丝会出现贵金属丝长短不一的情况，合格率低，造成贵金属材料的浪费；手工点浆，则会出现浆点大小不一，导致传感器一致性差，从而影响传感器的整体性能。

为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种更理想的技术解决方案。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术的不足，提供一种用于圆管粘丝的方法和系统。

为了实现上述目的，本发明所采用的技术方案是：

本发明第一方面提供一种圆管粘丝方法，包括：

定位步骤：通过视觉定位单元的用于拍照进行位置图像识别的定位相机确定陶瓷管需要点浆的位置；

送丝步骤：由自动点浆单元的点浆平台将陶瓷管进行夹持固定后，根据所述视觉定位单元反馈的信息，控制自动送丝单元的移动组件把丝线送到陶瓷管需要点浆的位置；

点浆步骤：控制自动点浆单元的自动点浆机构对已放置丝线的陶瓷管进行点浆；

剪丝步骤：点浆完成后，控制自动剪丝单元的剪丝组件把丝线剪断。

基于上述，多个陶瓷管首尾相接穿设于一固定棒中，当一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，控制点浆平台移动，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤。

基于上述，所述定位相机拍摄点浆平台上的陶瓷管照片，基于机器视觉方法识别陶瓷管的位置，经坐标转换后用于送丝和点浆步骤的控制。

基于上述，还包括质检步骤，在每次停机再开机时，检查点浆结果，如果点浆结果不符合要求，则调整自动点浆机构；如果点浆结果符合要求，则开始正常生产。

本发明第二方面提供一种圆管粘丝系统，包括：

自动点浆单元，包括用于夹持及移动陶瓷管的点浆平台和设置在所述点浆平台上方，用于自动出浆点浆的自动点浆机构；

自动送丝单元，包括丝线夹持组件，用于控制所述丝线夹持组件完成夹持或松开丝线动作的送丝驱动组件，用于带动所述丝线夹持组件和所述送丝驱动组件将丝线移动到陶瓷管需要点浆的位置的移动组件；

自动剪丝单元，包括剪丝组件，以及与所述剪丝组件连接，用于驱动所述剪丝组件剪断丝线的剪丝驱动组件；

视觉定位单元，包括用于拍照进行位置图像识别的定位相机；

主控单元，分别控制连接所述自动点浆单元、所述自动送丝单元、所述自动剪丝单元和所述视觉定位单元，以完成所述的用于圆管粘丝的方法。

基于上述，所述点浆平台包括传感器夹持模组和单轴机器人，所述传感器夹持模组设置在所述单轴机器人上；所述单轴机器人用于在一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，将所述传感器夹持模组移动一个陶瓷管的位置，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤。

基于上述，所述自动送丝单元，设置两段式送丝流程，包括第一送丝机构和第二送丝机构，所述第一送丝机构的出丝位置、所述第二送丝机构的出丝位置、第一指定位置和第二指定位置处于同一水平面，所述第一送丝机构用于将丝线从初始位置输送至第一指定位置，所述第二送丝机构将丝线从第一指定位置输送至第二指定位置，所述第二指定位置为陶瓷管需要点浆的位置。

基于上述，所述自动剪丝单元，还包括用于带动所述剪丝组件沿水平方向前后移动或者沿垂直方向上下移动的可调节连接组件。

基于上述，所述自动点浆机构包括点浆组件和位移组件；所述点浆组件包括用于储存导电浆料的储料段和点浆针头，所述储料段和所述点浆针头相连通；所述点浆组件设置在所述位移组件上，以带动所述点浆组件的点浆针头的出浆口远离或移动至陶瓷管需要点浆的位置。

基于上述，该系统还包括操作显示单元，所述操作显示单元包括用于输入操作参数和显示操作参数的触控显示屏和操作按钮。

本发明相对现有技术具有突出的实质性特点和显著进步，具体的说，本发明的用于圆管粘丝的系统，在半导体陶瓷传感器的生产过程中，能够实现陶瓷管点浆、剪丝、粘丝工艺的自动化，不仅大大提升生产效率，降低生产成本，而且粘丝后的陶瓷管一致性优，合格率高。

附图说明

图1是本发明系统的结构示意图。

图2是本发明方法的工序流程框图。

图3是本发明系统自动送丝单元的结构示意图。

图3-1是本发明系统的两段式送丝流程示意图。

图4是本发明系统点浆平台的结构示意图。

图5是本发明系统传感器夹持模组的结构示意图。

图6是本发明系统自动剪丝单元的结构示意图。

图7是本发明系统自动点浆机构的结构示意图。

具体实施方式

下面通过具体实施方式，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。

实施例1

如图1所示，本实施例提供一种用于圆管粘丝的系统，包括：

自动点浆单元1，包括用于夹持及移动陶瓷管的点浆平台和设置在所述点浆平台上方，用于自动出浆点浆的自动点浆机构；

自动送丝单元2，包括丝线夹持组件21，用于控制所述丝线夹持组件完成夹持或松开丝线动作的送丝驱动组件22，用于带动所述丝线夹持组件21和所述送丝驱动组件22将丝线移动到陶瓷管需要点浆的位置的移动组件23；

自动剪丝单元3，包括剪丝组件31，以及与所述剪丝组件31连接，用于驱动所述剪丝组件31剪断丝线的剪丝驱动组件32；

视觉定位单元4，包括用于拍照进行位置图像识别的定位相机；

操作显示单元5，所述操作显示单元包括用于输入操作参数和显示操作参数的触控显示屏和操作按钮；

主控单元，分别控制连接所述自动点浆单元、所述自动送丝单元、所述自动剪丝单元和所述视觉定位单元；

如图2所示，所述主控单元用以完成圆管粘丝的方法，包括：

定位步骤：通过视觉定位单元的用于拍照进行位置图像识别的定位相机确定陶瓷管需要点浆的位置；

送丝步骤：由自动点浆单元的点浆平台将陶瓷管进行夹持固定后，根据所述视觉定位单元反馈的信息，控制自动送丝单元的移动组件把丝线送到陶瓷管需要点浆的位置；

点浆步骤：控制自动点浆单元的自动点浆机构对已放置丝线的陶瓷管进行点浆；

剪丝步骤：点浆完成后，控制自动剪丝单元的剪丝组件把丝线剪断。

还包括质检步骤：由于停机后，自动点浆机构的出浆口的浆料与空气接触，经过一段时间可能凝固或者变稠，从而影响点浆结果，因此每次停机再开机时，需要检查点浆结果，可以人工通过电子显微镜6检查点浆结果，如果点浆结果不符合要求，则及时对自动点浆机构进行调整；如果点浆结果符合要求，则可以开始正常生产。可以通过操作显示装置5的操作按钮调整点浆压力、点浆气压和点浆时间来调节自动点浆机构提供的浆料的精确度，精确度就是每次点多少克；操作显示装置5的触控显示屏，可以用于调整所述视觉定位装置4的识别定位参数，也可以用于质检时显示电子显微图像，便于质检点浆结果。

在具体制备时，多个陶瓷管首尾相接穿设于一固定棒中，当一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，控制点浆平台移动，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤，保证制备流程的连续性。

具体进行系统设计时：

视觉定位单元

所述定位相机拍摄点浆平台上的陶瓷管照片，基于机器视觉方法识别陶瓷管的位置，经坐标转换后用于送丝和点浆步骤的控制。

自动送丝单元

如图3所示，所述自动送丝单元设置两段式送丝流程，包括第一送丝机构和第二送丝机构；所述第一送丝机构和所述第二送丝机构均包括丝线夹持组件21、送丝驱动组件22和移位组件23，所述送丝驱动组件22与所述丝线夹持组件21连接，用于驱动所述丝线夹持组件21夹持或者松开丝线，所述移位组件23与所述送丝驱动组件22连接，用于将丝线位移指定距离；所述第一送丝机构的出丝位置、所述第二送丝机构的出丝位置处于同一水平面，所述第一送丝机构用于将丝线从初始位置位移指定距离，所述第二送丝机构用于将在第一送丝机构位移后的丝线位移到陶瓷管需要点浆的位置。

如图3-1所示，可以理解，由所述第一送丝机构夹取丝线将丝线位移指定距离，到位后，所述第一送丝机构松开丝线；所述第二送丝机构夹紧丝线再次将丝线位移指定距离，为剪丝操作做准备；剪丝完成后，所述第二送丝机构松开丝线，与所述第一送丝机构一起后退。优选地，所述第二送丝机构将丝线位移的指定距离与所述第一送丝机构将丝线位移的指定距离一致。

需要说明的是，第一送丝机构和第二送丝机构构成的两段式送丝设备，送丝时分为两阶段，所述第一送丝机构将丝线送出后，保证丝端部在需要点浆的陶瓷管上方，所述第二送丝机构送出丝线后，接续第一次位移将丝线位移指定距离，保证送出的丝线的中间位置（剪丝位置与丝线端部之间的中间位置）在需要点浆的陶瓷管上方，从而保证以陶瓷管为中心，点浆位置两端的丝线长度一致。

具体的，所述第一送丝机构的出丝位置和所述第二送丝机构的出丝位置设有丝线保护块，所述丝线保护块用软性材料制成，例如，橡胶等材质，避免了夹丝的时候丝线被损坏。

需要说明的是，第一送丝机构和第二送丝机构构成的两段式送丝设备，能够保证丝线在送丝过程中保持丝线的直线性，从而保证了粘丝位置的准确性，以及送丝长度的一致性，提高了单克丝的利用率，节省了原材料。

优选的，所述送丝驱动组件22可以为夹爪气缸或者其他可以为所述丝线夹持组件提供夹持动力的驱动设备；所述位移组件23可以采用微型精密模组或者其他可以为丝线夹持组件和送丝驱动组件提供前后移动动力的驱动设备，使得控制的精度更高、更稳定。

点浆平台

如图4和图5所示，所述点浆平台包括传感器夹持模组111和单轴机器人112，所述传感器夹持模组111设置在所述单轴机器人112上；所述单轴机器人112用于在一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，将所述传感器夹持模组111移动一个陶瓷管的位置，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤。所述单轴机器人112在多个陶瓷管的自动点浆过程中，起到了精确定位的作用。

优选地，所述传感器夹持模组111包括模组基座1111、半圆形夹持移动模具1112、半圆形夹持固定模具1113和滑轨1114；所述滑轨设置在所述模组基座1111上，所述半圆形夹持移动模具1112滑动设置在所述滑轨1114上，所述半圆形夹持移动模具1112沿所述滑轨1114滑动与所述半圆形夹持固定模具1113拼合形成用于夹持半导体陶瓷管的陶瓷管夹持槽1115；所述陶瓷管夹持槽1115设计为在夹持半导体陶瓷管时预留一定的点浆高度位置。所述陶瓷管夹持槽1115采用所述半圆形夹持移动模具1112沿所述滑轨1114滑动与所述半圆形夹持固定模具1113拼合形成的方式，能够使所述陶瓷管夹持槽1115适用于多种尺寸类型的陶瓷管。

特别的，所述传感器夹持模组111还包括夹紧调整组件；所述夹紧调整组件包括夹紧弹簧1116和可调整旋紧轮1117；所述夹紧弹簧1116和所述可调整旋紧轮1117通过支撑板1118设置在所述模组基座1111上，所述支撑板1118设置在所述半圆形夹持移动模具1112的一侧，所述夹紧弹簧1116的作用力与所述半圆形夹持移动模具1112在所述滑轨1114上的滑动方向平行；在旋动所述可调整旋紧轮1117时，所述半圆形夹持移动模具1112在所述夹紧弹簧1116作用力的作用下接近或远离所述半圆形夹持固定模具1113，以实现调整所述陶瓷管夹持槽1115与半导体陶瓷管之间的夹持力，有效的起到了陶瓷管的夹紧，保护了陶瓷管不被夹碎。

自动剪丝单元

可以理解，丝线经过点浆步骤粘接在指定的陶瓷管位置后，所述剪丝驱动组件驱动所述剪丝组件动作，将丝线在指定位置剪断，完成剪丝工序，所述剪丝组件能够保证剪出的丝线长度一致，提高原材料的利用率。

如图6所示，具体的，所述剪丝组件31为第一剪刀片和第二剪刀片构成剪刀式剪丝结构，使丝线处于第一剪刀片和第二剪刀片之间，所述剪丝驱动组件驱动所述剪丝组件31的第一剪刀片和第二剪刀片动作，将丝线剪断。在其他实施例中，所述剪丝组件31还可以为剪丝刀和剪切座构成的铡刀式剪丝结构，使丝线处于剪丝刀和剪切座之间，驱动剪丝刀向下移动，利用剪丝刀的压力将丝线剪断；

所述剪丝驱动组件32可以为电动夹持组件、气动夹持组件或者机械夹持组件，所述剪丝驱动组件32为剪丝组件的剪刀片提供快速、精准的动力，控制剪丝组件的开合。特别的，所述电动夹持组件可以采用电动夹爪，所述气动夹持组件可以采样气动夹爪，所述机械夹持组件可以采用工业机器人的夹爪，又称机械式夹持机构。

优选地，所述自动剪丝单元还包括用于带动所述剪丝组件沿水平方向前后移动或者沿垂直方向上下移动的可调节连接组件33。

由于陶瓷管的尺寸不同，不同尺寸陶瓷管的剪丝操作面高度不同，因此，需要对剪丝组件和剪丝驱动组件的高度位置和前后位置进行微调，方便处理不同外形尺寸的物料，使所述剪丝设备的使用范围更广泛。另外，在一个固定位置的刀片磨损后，如果继续使用该固定位置进行剪丝操作的话，容易出现剪不断丝线、弄乱已放置好的丝线或者丝断面损伤的问题。因此，增设可调节连接组件能够有效提高剪丝的合格率，并且保证不会弄乱已放置好的丝线，确保剪丝后不会出现丝断面损伤的情况。

具体的，所述可调节连接组件可以采用手动微调滑台实现高度位置和左右位置的微调，还可以实现在加工精度或者安装精度不够的情况下，起到距离微调的作用。

自动点浆机构

如图7所示，所述自动点浆机构包括点浆组件121和位移组件122；所述点浆组件包括用于储存导电浆料的储料段1211和点浆针头1212，所述储料段1211和所述点浆针头1212相连通；所述点浆组件121设置在所述位移组件122上，以带动所述点浆组件121的点浆针头1212的出浆口远离或移动至陶瓷管需要点浆的位置。

可以理解，所述陶瓷管需要点浆的位置为待粘接丝线所处的位置，所述点浆针头1212的出浆口移动至该位置时，将导电浆料涂覆在该位置，从而将待粘接丝线粘接在指定的陶瓷管上，完成点浆工序；所述点浆设备点出的浆点与手工相比更小、更饱满，在满足工艺要求的前提下，更节省导电浆料。

具体的，所述位移组件122采用上下移动滑台气缸或者电动丝杆微型模组，为点浆组件提供上下运动动力。

需要说明的是，选用带点浆针头1212及储料段1211的点浆组件121，省去了手工点浆时的蘸浆环节，且所述储料段1211具有加浆方便，容纳导电浆料多的优点，从而减少了加导电浆料的频率，延长了导电浆料变粘稠的时间，提高了单克导电浆料的利用率，并且有效地节省了贵金属浆料的使用，减少了贵金属材料的浪费。

最后应当说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制；尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员应当理解：依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者对部分技术特征进行等同替换；而不脱离本发明技术方案的精神，其均应涵盖在本发明请求保护的技术方案范围当中。

Claims (10)

1.一种用于圆管粘丝的方法，其特征在于，包括：

定位步骤：通过视觉定位单元的用于拍照进行位置图像识别的定位相机确定陶瓷管需要点浆的位置；

送丝步骤：由自动点浆单元的点浆平台将陶瓷管进行夹持固定后，根据所述视觉定位单元反馈的信息，控制自动送丝单元的移动组件把丝线送到陶瓷管需要点浆的位置；

点浆步骤：控制自动点浆单元的自动点浆机构对已放置丝线的陶瓷管进行点浆；

剪丝步骤：点浆完成后，控制自动剪丝单元的剪丝组件把丝线剪断。

2.根据权利要求1所述的用于圆管粘丝的方法，其特征在于：多个陶瓷管首尾相接穿设于一固定棒中，当一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，控制点浆平台移动，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤。

3.根据权利要求1所述的用于圆管粘丝的方法，其特征在于：所述定位相机拍摄点浆平台上的陶瓷管照片，基于机器视觉方法识别陶瓷管的位置，经坐标转换后用于送丝和点浆步骤的控制。

4.根据权利要求1所述的用于圆管粘丝的方法，其特征在于：还包括质检步骤，在每次停机再开机时，检查点浆结果，如果点浆结果不符合要求，则调整自动点浆机构；如果点浆结果符合要求，则开始正常生产。

5.一种用于圆管粘丝的系统，其特征在于，包括：

自动点浆单元，包括用于夹持及移动陶瓷管的点浆平台和设置在所述点浆平台上方，用于自动出浆点浆的自动点浆机构；

自动送丝单元，包括丝线夹持组件，用于控制所述丝线夹持组件完成夹持或松开丝线动作的送丝驱动组件，用于带动所述丝线夹持组件和所述送丝驱动组件将丝线移动到陶瓷管需要点浆的位置的移动组件；

自动剪丝单元，包括剪丝组件，以及与所述剪丝组件连接，用于驱动所述剪丝组件剪断丝线的剪丝驱动组件；

视觉定位单元，包括用于拍照进行位置图像识别的定位相机；

主控单元，分别控制连接所述自动点浆单元、所述自动送丝单元、所述自动剪丝单元和所述视觉定位单元，以完成权利要求1-4所述的用于圆管粘丝的方法。

6.根据权利要求5所述的用于圆管粘丝的系统，其特征在于：所述点浆平台包括传感器夹持模组和单轴机器人，所述传感器夹持模组设置在所述单轴机器人上；所述单轴机器人用于在一个陶瓷管完成定位、送丝、点浆和剪丝步骤后，将所述传感器夹持模组移动一个陶瓷管的位置，继续下一个陶瓷管的定位、送丝、点浆和剪丝步骤。

7.根据权利要求5所述的用于圆管粘丝的系统，其特征在于：

所述自动送丝单元，设置两段式送丝流程，包括第一送丝机构和第二送丝机构，所述第一送丝机构的出丝位置、所述第二送丝机构的出丝位置处于同一水平面，所述第一送丝机构用于将丝线从初始位置位移指定距离，所述第二送丝机构用于将在第一送丝机构位移后的丝线位移到陶瓷管需要点浆的位置。

8.根据权利要求5所述的用于圆管粘丝的系统，其特征在于：

所述自动剪丝单元，还包括用于带动所述剪丝组件沿水平方向前后移动或者沿垂直方向上下移动的可调节连接组件。

9.根据权利要求5所述的用于圆管粘丝的系统，其特征在于：

所述自动点浆机构包括点浆组件和位移组件；

所述点浆组件包括用于储存导电浆料的储料段和点浆针头，所述储料段和所述点浆针头相连通；

所述点浆组件设置在所述位移组件上，以带动所述点浆组件的点浆针头的出浆口远离或移动至陶瓷管需要点浆的位置。

10.根据权利要求5所述的用于圆管粘丝的系统，其特征在于：该系统还包括操作显示单元，所述操作显示单元包括用于输入操作参数和显示操作参数的触控显示屏和操作按钮。

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