CN114011654A - 3d曲面点胶机构和点胶方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种3D曲面点胶机构和点胶方法，3D曲面点胶机构包括：升降机构、旋转运动机构、曲线运动机构、直线运动机构和点胶阀以及测量组件；所述测量组件，包括用于对待点胶的产品进行定位的相机和用于测量产品高度的探高传感器；所述点胶阀，在所述直线运动机构带动下相对于产品表面做直线运动，在所述曲线运动机构带动下沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动，在所述旋转运动机构带动下围绕产品表面做旋转运动，实现对产品表面进行环绕覆盖点胶。本发明的3D曲面点胶机构，结构简单、紧凑，利用曲线、旋转、直线运动机构带动点胶阀，可对产品表面进行环绕覆盖点胶，解决现有点胶机构不能对曲面产品完成全覆盖点胶的技术问题。

Description

3D曲面点胶机构和点胶方法
技术领域
本发明涉及点胶技术领域，具体涉及一种3D曲面点胶机构和点胶方法。
背景技术
目前在一些对曲面点胶的领域，尤其是球面，大部分设备只能完成一些简单产品单弧曲线轨迹点胶，无法做到对产品整个球面进行完全覆盖点胶。
发明内容
本发明的主要目的是提供一种3D曲面点胶机构，用于对曲面产品，尤其是具有半球型、半椭球型等旋转对称曲面的产品，实现全面环绕覆盖点胶。本发明的次要目的是提供一种3D曲面点胶机构的点胶方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下。
第一方面，提供一种3D曲面点胶机构，包括：升降机构，连接于所述升降机构的旋转运动机构，连接于所述旋转运动机构的曲线运动机构，连接于所述曲线运动机构的直线运动机构，和连接于所述直线运动机构的点胶阀，以及连接于所述升降机构的测量组件；所述测量组件，包括用于对待点胶的产品进行定位的相机和用于测量产品高度的探高传感器；所述点胶阀，在所述直线运动机构带动下相对于产品表面做直线运动，在所述曲线运动机构带动下沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动，在所述旋转运动机构带动下围绕产品表面做旋转运动，实现对产品表面进行环绕覆盖点胶。
可选的，所述点胶阀的点胶针头被配置为与所述曲线轨迹垂直或接近垂直，从而实现在点胶时与产品表面垂直或接近垂直。
本发明第二方面，提供一种如上所述的3D曲面点胶机构的点胶方法，包括：
S1、待点胶的产品输送至所述3D曲面点胶机构的点胶阀的下方，测量组件中的相机对产品进行定位，获取产品的位置；测量组件中的探高传感器对产品进行高度测量，获取产品的高度；
S2、所述3D曲面点胶机构的直线运动机构带动所述点胶阀向产品方向做直线运动，使所述点胶阀的点胶针头抵达产品表面，开始点胶；
S3、所述3D曲面点胶机构的曲线运动机构带动所述点胶阀沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动；
S4、所述3D曲面点胶机构的旋转运动机构带动所述点胶阀围绕产品表面做旋转运动；
重复执行步骤S3和S4，完成对产品表面的环绕覆盖点胶。
从以上技术方案可以看出，本发明实施例具有以下优点：
本发明的3D曲面点胶机构，结构简单、紧凑，利用曲线、旋转、直线运动机构带动点胶阀，能对产品表面，尤其是对表面为球面、椭球面等旋转对称曲面的产品，进行环绕覆盖点胶，一次性完成对整个产品表面的全覆盖式点胶。并且，可进一步使点胶针头垂直或接近垂直于产品表面切线进行环绕式点胶，从而确保点胶质量。更进一步的，可通过搭载包括相机、探高传感器的测量组件，来提高点胶精度和点胶质量。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例技术方案，下面将对实施例和现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1是本发明实施例3D曲面点胶机构的一个角度的立体结构示意图；
图2是本发明实施例3D曲面点胶机构的另一角度的立体结构示意图；
图3是本发明实施例3D曲面点胶机构的点胶阀部分的爆炸图；
图4是本发明实施例3D曲面点胶机构的测量组件的爆炸图。
各附图中附图标记如下：1.升降模组；2.加强筋A；3.加强筋C；4.中空旋转平台固定板；5.Z轴连接板；6.加强筋B；7.旋转连接板；8.电机安装板；9.固定板；10.导轨；11.齿条；12.旋转电机二；13.中空旋转平台；14.直线驱动平台；15.点胶阀固定板；16.点胶阀；17.相机；18.相机安装座；19.镜头；20.相机紧固件一；21.相机紧固件二；22.探高安装板；23.探高；24.光源安装板A；25.光源；26.光源安装板B；27.旋转电机一；28.齿条固定板；29.齿轮；30.产品。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别不同的对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
下面通过具体实施例，对本发明方案进行详细的说明。
本发明属于点胶设备技术领域，提供一种3D曲面点胶机构，可用于对具有球面、椭球面等旋转对称曲面的产品进行点胶。
本发明实施例的3D曲面点胶机构，可包括升降机构、旋转运动机构、曲线运动机构、直线运动机构、点胶阀、以及测量组件等。其中，旋转运动机构连接于升降机构，曲线运动机构连接于旋转运动机构，直线运动机构连接于曲线运动机构，点胶阀则连接于直线运动机构。
所述点胶阀，可在直线运动机构带动下相对于待点胶的产品做直线运动，在曲线运动机构带动下沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动，在旋转运动机构带动下围绕产品表面做旋转运动，实现对产品表面进行环绕覆盖点胶。同时，以上所述的点胶阀以及直线、曲线和旋转运动机构又可作为一个整体，在升降机构带动下做升降运动。
进一步的，点胶阀的点胶针头被配置为与曲线轨迹垂直(或接近垂直)，从而实现在点胶时垂直(或接近垂直)于产品表面，避免与产品表面存在夹角，从而保证点胶质量。
进一步的，所述测量组件可包括用来对产品进行定位拍照的相机，以及用来测量产品高度的探高传感器等。相机可采用CCD工业相机，探高传感器可采用激光探高传感器。
下面，请参考图1至图4，进一步对各个组成部分进行详细说明。
1、直线运动机构：
所述直线运动机构包括直线驱动平台14和点胶阀固定板15，所述点胶阀16通过所述点胶阀固定板15安装于所述直线驱动平台14，所述直线驱动平台14用来驱动所述点胶阀16做靠近或远离产品表面的直线运动。待点胶的产品30置于点胶阀16的下方。产品30为曲面产品，即产品表面为曲面，尤其是旋转对称曲面，例如(半)球面或(半)椭球面。
2、曲线运动机构：
所述曲线运动机构包括一固定板9，所述固定板9上安装有按照所述曲线轨迹设置的导轨10以及齿条固定板28，所述齿条固定板28上安装有按照所述曲线轨迹设置的齿条11，所述导轨10上安装有可在导轨10上滑动的电机安装板8，所述电机安装板8上安装有旋转电机一27，所述旋转电机一27上安装有齿轮29，所述齿轮29与所述齿条11啮合。
所述直线运动机构安装于所述曲线运动机构，具体为：所述直线驱动平台14连接于所述电机安装板8，跟随电机安装板8在导轨10上滑动。
所述旋转电机一27用来驱动所述齿轮29旋转，使所述齿轮29在所述齿条11上行走，从而带动所述电机安装板8沿着所述导轨10运动，以使所述点胶阀16按照所述曲线轨迹运动。
可选的，所述曲线轨迹为弧形轨迹，例如圆弧轨迹或椭圆弧轨迹，即，所述导轨10和所述齿条11可以是弧形的(圆弧形或椭圆弧行)，所述点胶阀16按照所述曲线轨迹运动过程中，可以实现所述点胶阀16相对于Z轴从0°至90°之间的任意角度(点胶针头与Z轴的夹角)倾斜，并使点胶针头与产品表面圆弧切线相垂直或接近垂直，以完成对具有球面或椭球面的产品的点胶。其中，0°是指与点胶阀16与Z轴的夹角为零度，此时点胶阀处于竖直状态；90°是指与点胶阀16与Z轴的夹角为九十度，此时点胶阀处于水平状态。
3、旋转运动机构：
所述旋转运动机构包括中空旋转平台固定板4及其上安装的中空旋转平台13和旋转电机二12，所述中空旋转平台13连接一旋转连接板7。可选的，中空旋转平台固定板4上可设有若干加强筋A 2和加强筋C 3。
所述直线运动机构安装于所述旋转运动机构，具体为：所述固定板9安装在所述旋转连接板7上，使得整个曲线运动机构跟随旋转连接板7和所述中空旋转平台13运行。
所述旋转电机二12用于驱动所述中空旋转平台13旋转，进而带动所述曲线运动机构做旋转运动，以使所述点胶阀16围绕产品表面进行360°旋转运动，可用于控制点胶阀16在产品表面完成一个圆弧线的点胶作业。
4、升降机构：
所述升降机构包括升降模组1和连接于所述升降模组1的Z轴连接板5。可选的，Z轴连接板5可设有若干加强筋B 6。
所述旋转运动机构安装于所述升降机构，具体为：所述中空旋转平台固定板4连接于所述Z轴连接板5，使得整个旋转运动机构在所述升降模组1带动下做升降运动。
5、测量组件：
所述测量组件包括用于对产品进行定位拍照的相机17和用于辅助相机17的光源25，所述相机17安装于相机安装座18并可配有相机紧固件一20和相机紧固件二21，相机17上可连接有合适的镜头19，所述光源25安装于光源安装板B 26，光源安装板B 26安装于光源安装板A 24，所述相机安装座18和所述光源安装板A24安装于所述Z轴连接板5。
所述测量组件还包括用于测量产品高度的探高传感器23，所述探高传感器23安装于探高安装板22，所述探高安装板22安装于所述Z轴连接板5。
当对产品进行点胶前，利用相机17对产品进行定位拍照，配合探高传感器23获取产品高度数据，作为控制点胶阀执行点胶作业的依据。
综上，本发明实施例公开了一种3D曲面点胶机构。该点胶机构可通过升降模组1将整体结构进行升降，可通过旋转电机二12带动中空旋转平台13使整个阀体结构(包括旋转运动机构、直线运动机构和点胶阀)进行旋转运动，可通过旋转电机一27带动齿轮29在齿条11上行走，使直线运动机构和点胶阀16构成的整体按照轨道10和齿条11规定的曲线轨迹运动，该过程中完成点胶阀从0°至90°之间的任意角度的倾斜，以达到点胶针头与产品表面圆弧切线相垂直或接近垂直；可通过直线驱动平台14带动点胶阀16的升降，使得点胶阀16靠近(或远离)产品表面；从而，实现点胶阀16环绕产品30表面(例如球面)进行360°全面环绕覆盖点胶。该点胶机构整体上利用若干个电机作为驱动，通过直线、曲线、旋转等运动机构，驱使点胶阀，来实现产品表面点胶，尤其是球面、椭球面等曲面产品的表面全覆盖点胶。
本发明实施例中，上述3D曲面点胶机构的点胶方法，可包括如下步骤：
S1、待点胶的产品输送至所述3D曲面点胶机构的点胶阀的下方，测量组件中的相机对产品进行定位，测量组件中的探高传感器对产品进行高度测量，获取产品的位置及高度；在获取了产品高度后，系统才好发出指令，控制直线驱动平台走多少位置才能使点胶阀靠近产品表面；
S2、所述3D曲面点胶机构的直线运动机构带动所述点胶阀向产品方向做直线运动，使所述点胶阀的点胶针头抵达产品表面，开始点胶；
S3、所述3D曲面点胶机构的曲线运动机构带动所述点胶阀沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动；
S4、所述3D曲面点胶机构的旋转运动机构带动所述点胶阀围绕产品表面做旋转运动；
其中，通过步骤S3，可完成对产品表面的单条曲线轨迹的点胶作业；通过步骤S4，可使点胶阀围绕产品旋转360°，完成环绕产品表面的单条圆弧线的点胶作业；步骤S3和步骤S4的执行顺序不予限制；
可通过重复执行步骤S3和S4，实现对产品表面进行环绕式全覆盖点胶。
可选的，在点胶过程中，点胶阀的点胶针头与产品表面垂直或接近垂直。
本发明方案的关键在于，通过多个驱动机构(直线、曲线、旋转等运动机构)的联合运动，完成产品表面(例如球面)的单一或者多个曲线点胶，或者整个球面的全覆盖式点胶。
以上，通过具体实施例对本发明的技术方案进行了详细说明。在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详细描述的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
应当理解，上述各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；本领域的普通技术人员，可以对上述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和保护范围。

Claims (10)

1.一种3D曲面点胶机构，其特征在于，包括：升降机构，连接于所述升降机构的旋转运动机构，连接于所述旋转运动机构的曲线运动机构，连接于所述曲线运动机构的直线运动机构，和连接于所述直线运动机构的点胶阀，以及连接于所述升降机构的测量组件；
所述测量组件，包括用于对待点胶的产品进行定位的相机和用于测量产品高度的探高传感器；
所述点胶阀，在所述直线运动机构带动下相对于产品表面做直线运动，在所述曲线运动机构带动下沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动，在所述旋转运动机构带动下围绕产品表面做旋转运动，实现对产品表面进行环绕覆盖点胶。
2.根据权利要求1所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，
所述点胶阀的点胶针头被配置为与所述曲线轨迹垂直或接近垂直，从而实现在点胶时与产品表面垂直或接近垂直。
3.根据权利要求1所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，
所述直线运动机构包括直线驱动平台和点胶阀固定板，所述点胶阀通过所述点胶阀固定板安装于所述直线驱动平台，所述直线驱动平台用来驱动所述点胶阀靠近或远离产品表面。
4.根据权利要求2所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，
所述曲线运动机构包括一固定板，所述固定板上安装有按照所述曲线轨迹设置的导轨以及齿条固定板，所述齿条固定板上安装有按照所述曲线轨迹设置的齿条，所述导轨上安装有可在所述导轨上滑动的电机安装板，所述电机安装板上安装有旋转电机一，所述旋转电机一上安装有齿轮，所述齿轮与所述齿条啮合；
所述直线驱动平台连接于所述电机安装板；
所述旋转电机一用来驱动所述齿轮旋转，使所述齿轮在所述齿条上行走，从而带动所述电机安装板沿着所述导轨运动，以使所述点胶阀按照所述曲线轨迹运动。
5.根据权利要求4所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，所述曲线轨迹为圆弧轨迹或椭圆弧轨迹，所述点胶阀按照所述曲线轨迹运动过程中，实现所述点胶阀16相对于Z轴从0°至90°之间的任意角度倾斜，并使所述点胶针头与产品表面圆弧切线相垂直或接近垂直，以完成对具有球面或椭球面的产品的点胶。
6.根据权利要求4所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，
所述旋转运动机构包括中空旋转平台固定板及其上安装的中空旋转平台和旋转电机二，所述中空旋转平台连接一旋转连接板；
所述固定板安装在所述旋转连接板上；
所述旋转电机二用于驱动所述中空旋转平台旋转，进而带动所述曲线运动机构做旋转运动，以使所述点胶阀围绕产品表面进行360°旋转运动。
7.根据权利要求1所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，所述升降机构包括升降模组和连接于所述升降模组的Z轴连接板，所述旋转运动机构安装于所述Z轴连接板，在所述升降模组带动下做升降运动。
8.根据权利要求7所述的3D曲面点胶机构，其特征在于，
所述测量组件包括用于辅助相机的光源，所述相机安装于相机安装座，所述光源安装于光源安装板，所述探高传感器安装于探高安装板，所述相机安装座和所述光源安装板以及所述探高安装板安装于所述Z轴连接板。
9.一种如权利要求1所述3D曲面点胶机构的点胶方法，其特征在于，包括：
S1、待点胶的产品输送至所述3D曲面点胶机构的点胶阀的下方，测量组件中的相机对产品进行定位，获取产品的位置；测量组件中的探高传感器对产品进行高度测量，获取产品的高度；
S2、所述3D曲面点胶机构的直线运动机构带动所述点胶阀向产品方向做直线运动，使所述点胶阀的点胶针头抵达产品表面，开始点胶；
S3、所述3D曲面点胶机构的曲线运动机构带动所述点胶阀沿着与产品表面形状一致或接近的曲线轨迹运动；
S4、所述3D曲面点胶机构的旋转运动机构带动所述点胶阀围绕产品表面做旋转运动；
重复执行步骤S3和S4，完成对产品表面的环绕覆盖点胶。
10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，
在点胶过程中，所述点胶阀的点胶针头与产品表面垂直或接近垂直。
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