CN115041812B - 基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备 - Google Patents

基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备 Download PDF

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Abstract

本发明公开了基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,包括机箱和中央处理控制系统,其特征在于:所述机箱包括机架,所述机架的一侧电气连接有控制箱,所述控制箱的内部设置有触摸屏、中央处理器和若干按键,所述机架的内部固定有一对夹板,一对所述夹板的内部开设有传送带,所述夹板的下侧固定有支板,所述支板的右侧表面上固定有反射板,所述反射板的两侧安装有吹屑板,所述支板的下方设置有电机,所述反射板的上方设置有红外线发射器,所述红外线发射器的一侧设置有红外线接收器,所述机架的上方固定有护目架,所述护目架的内部安装有可变色护目镜片,本发明,具有实用性强和可根据扫描产品自行改变扫描速度的特点。

Description

基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备
技术领域
本发明涉及加工设备技术领域,具体为基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备。
背景技术
相比于刀具类的塑料机械生产用打孔设备,激光打孔更具有速度快,效率高、损耗度低等优点,同时对于塑料这种软材质产品,更适合与用激光打孔的方式,但现有激光打孔设备并不能自动进行相关数据获取,从而改变其焦点位置和扫描速度,使成品的打孔效果更好,因此,设计实用性强和可根据扫描产品自行改变扫描速度的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备是很有必要的。
发明内容
本发明的目的在于提供基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,以解决上述背景技术中提出的问题。
为了解决上述技术问题,本发明提供如下技术方案:基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,包括机箱和中央处理控制系统,所述机箱包括机架,所述机架的一侧电气连接有控制箱,所述控制箱的内部设置有触摸屏、中央处理器和若干按键,所述机架的内部固定有一对夹板,一对所述夹板的内部开设有传送带,所述夹板的下侧固定有支板,所述支板的右侧表面上固定有反射板,所述反射板的两侧安装有吹屑板,所述支板的下方设置有电机,所述反射板的上方设置有红外线发射器,所述红外线发射器的一侧设置有红外线接收器,所述机架的上方固定有护目架,所述护目架的内部安装有可变色护目镜片,所述护目架的中间设置有三相调控头,所述三相调控头的下方设置有激光器,所述夹板的上方安装有一组桁架,前侧所述桁架的内部设置有激光板,后侧所述桁架的内部转动连接有振镜板,所述夹板和桁架之间设置有虚拟镜像。
根据上述技术方案,所述中央处理控制系统包括前处理模块、运行模块和终端处理模块,所述前处理模块包括感应模块、夹持模块和红外扫描模块,所述感应模块包括夹板移动单元和计长单元,所述红外扫描模块包括计时单元和数据传输单元;
所述前处理模块与运行模块电连接,所述运行模块与终端处理模块,所述感应模块与夹持模块电连接,所述夹持模块与红外扫描模块电连接,所述感应模块与夹板的内部信号连接,所述夹板移动单元与传送带信号连接,所述红外扫描模块与中央处理器信号连接,所述数据传输单元与触摸屏信号连接。
根据上述技术方案,所述感应模块用于对板件的感应,并将其感应结果传输到夹持模块内部,同时对进入到机架内部的板材进行长度L及宽度d的数据获取,所述夹持模块用于接受信号后触发夹板对板件进行固定,所述红外扫描模块用于对下方移动到机架内部板件的扫描,从而获取板件的厚度h,并将其数据传输到中央处理器内部。
根据上述技术方案,所述运行模块包括虚拟成像模块、数据导入模块和操作模块,所述数据导入模块包括孔径光滑度计算单元、焦点确定单元、成型度模拟单元和激光器调整单元,所述操作模块包括扫描速度计算模块和数据导入单元;
所述虚拟成像模块与数据导入模块电连接,所述数据导入模块与操作模块电连接,所述数据导入模块、操作模块均与中央处理器信号连接,所述成型度模拟单元与触摸屏信号连接,所述激光器调整单元分别与激光器、激光板、振镜板信号连接,所述数据导入单元与激光器信号连接。
根据上述技术方案,所述虚拟成像模块用于收集前处理模块中数据,并通过中央处理器处理,将板件的轮廓呈现在触摸屏上,工作人员可以直接利用按键和屏幕点触在触摸屏上进行打孔设置,并形成样品图,从而方便成像显示,甚至是对样品图进行及时改动,有效减少了制造流程,所述数据导入模块用于对成品输入的数值以及前处理模块中所获取数据进行孔径光滑度计算、焦点位置确定,以及该成型品的虚拟镜像形成,所述激光器调整单元用于激光器位置、激光板和振镜板角度调整,所述操作模块用于根据所获取数据进行激光器的扫描速度确定,并控制激光器进行打孔工序的开始和结束。
根据上述技术方案,所述终端处理模块包括护目调整模块、除屑模块和散热模块;
所述护目调整模块、除屑模块、散热模块均与中央处理器信号连接,所述护目调整模块与可变色护目镜片信号连接,所述除屑模块与吹屑板信号连接,所述散热模块与操作模块电连接;
所述护目调整模块用于根据激光的输出波长进行镜片的颜色变换,以实现有效防护,所述除屑模块用于感应操作模块并对吹屑板进行触发,对产生的塑料屑进行及时的清除,所述散热模块用于对激光器内部装置的散热,以保证装置在高温工作下的使用寿命。
根据上述技术方案,所述中央处理控制系统包括以下工作步骤:
S1:启动控制箱上的开关,工作人员将塑料板材一端卡进夹板的空槽内部,感应模块、红外扫描模块均启动,夹板移动单元控制传送带,将板材移动到激光器的下方,同时感应模块对运输中的板材进行长度L及宽度d的数据获取,并将数据传输到中央处理系统的内部;
S2:在板材在传送带的运输过程中,红外扫描模块对下方的板材进行扫描,同时对光线的发射及接受时间进行计时,并将获取的延迟时间w传输到数据传输单元内部,可计算出板材厚度h;
S3:在计算出板材厚度h后,数据传输单元将数据传输到中央处理控制系统内部,然后中央控制系统在将数据传输到夹持模块内部,夹持模块在获取数据后,根据板材厚度进行夹板内部的夹持力调节,当板材很薄时,为防止激光打孔的受力过大,板材会发生移动,夹板的夹持力度会选择大一些,当板材很厚时,为了防止在激光打孔时,两边夹持力度过大会导致塑料板材发生形变,因此夹板的夹持力度会降低一些,夹板的夹持力度变化均由相关数据在传输到中央处理控制系统内部后进行自动调整;
S4:虚拟成像模块对板材的长度L、宽度d以及厚度h进行数据获取,并在触摸屏上进行三维图像成形,随之工作人员对打孔图形和数量n进行设置;
S5:在图形和数量n设置结束后,系统自行根据所获取的数据进行成品展示,并进行孔状的孔径光滑度φ计算,以及焦点位置确定,同时焦点位置在虚拟成品图上进行显示,若计算出的孔径光滑度φ偏低时,可在触摸屏上进行焦点位置的改动,从而提高孔的孔径光滑度φ;
S6:在调整好焦点位置后,点击触摸屏上的“成型模拟”选项,触摸屏上会显示出成品模样,同时数据传输到激光器调整单元内部,该单元不仅触发振镜板的角度调整,同时在板材的上表面形成虚拟镜像;
S7:点击触摸屏上的“运行”选项时,操作模块对系统内的数据进行调取,同时对激光器的扫描速度s进行计算,并将其数据传输到数据导入单元,在一定时间的延迟后,操作模块根据其接收到的扫描速度s进行对下方板件的打孔工序,当打孔结束后,操作模块自动控制激光器的运行结束;
S8:在进行激光扫描时,护目调整模块就采集到了扫描速度s的数据,并且根据此数据进行镜片的颜色变换,若s值过大时,镜片内部PC材料成分加强,外部显示为镜片颜色变深,由此对工作人员的眼部实现更好的保护;
S9:由于操作模块与终端处理模块中的内部模块均电连接,所以当激光器开始工作时,除屑模块和散热模块均开始工作,除屑模块对产生的塑料屑进行清除,而散热模块根据激光器的内部温度进行不同程度的降温,在有效降温的基础上实现对能耗的节省;
S10:在完成打孔后,运行模块和终端处理模块均不工作,前处理模块在接收到运行结束的信号后,夹持模块控制夹板松开,同时传送带开始移动,使板材移出机架,以方便下一个板材的打孔加工。
根据上述技术方案,所述板材厚度h的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,w为红外接收的延迟时间,v为红外线发射的速度。
根据上述技术方案,所述孔的孔径光滑度φ的计算公式如下:
式中,n为孔径个数,r为孔径半径,L为板材长度,d为半径宽度,h为板材厚度,H为焦点垂直于板材上表面的距离,若φ值小于φ时,将焦点位置向下拉动,降低焦点的位置,其中φ为孔径光滑度标准值。
根据上述技术方案,所述激光器的扫描速度s的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,φ为孔径光滑度,ρ为板材密度,∑λi为激光的波长求和,i为1~m间取整,m为波长总个数,这样在求出扫描速度后,即可知道激光打孔的速度,护目镜可根据此速度进行颜色转换和散热功率调整,同时有效提高了激光打孔的自动化,无须人力进行激光功率调整,以保护塑料产品。
与现有技术相比,本发明所达到的有益效果是:本发明,通过中央处理控制系统,在板材固定后,中央处理控制系统根据所获取的数据对孔径光滑度进行计算,从而判断焦点的位置是否需要改动,使激光打孔的效果达到最佳,同时还可根据板材特质以及打孔需求,进行有关激光扫描速度的准确计算,而不需人工控制,有效提高了该系统的自动化程度。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解,并且构成说明书的一部分,与本发明的实施例一起用于解释本发明,并不构成对本发明的限制。在附图中:
图1是本发明的立体结构示意图;
图2是本发明的中央处理控制系统示意图;
图3是本发明的触摸屏示意图;
图中:1、控制箱;2、护目架;3、三相调控头;4、激光器;5、机架;6、振镜板;7、桁架;8、虚拟镜像;9、吹屑板;10、反射板;11、支板;12、电机;13、夹板;14、红外线发射器;15、红外线接收器。
具体实施方式
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,都属于本发明保护的范围。
请参阅图1-3,本发明提供技术方案:基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,包括机箱和中央处理控制系统,其特征在于:机箱包括机架5,机架5的一侧电气连接有控制箱1,控制箱1的内部设置有触摸屏、中央处理器和若干按键,机架5的内部固定有一对夹板13,一对夹板13的内部开设有传送带,夹板13的下侧固定有支板11,支板11的右侧表面上固定有反射板10,反射板10的两侧安装有吹屑板9,支板11的下方设置有电机12,反射板10的上方设置有红外线发射器14,红外线发射器14的一侧设置有红外线接收器15,机架5的上方固定有护目架2,护目架2的内部安装有可变色护目镜片,护目架2的中间设置有三相调控头3,三相调控头3的下方设置有激光器4,夹板13的上方安装有一组桁架7,前侧桁架7的内部设置有激光板,后侧桁架7的内部转动连接有振镜板6,夹板13和桁架7之间设置有虚拟镜像8,支板对反射板和吹屑板进行支撑,将塑料板放置于夹板内部,受机架的内部感应系统,板材跟随传送带进行滑动,红外线发射器发射感应光并通过反射板发射,红外线接收器对此光线进行接收,当板材滑动到激光器的正中央下方时,板材停止滑动,同时夹板根据所求得的数据进行不同的夹持力度控制,从而对板材实现最有效的夹持且防止其形变,而在板材固定后,中央处理控制系统根据所获取的数据对孔径光滑度进行计算,从而判断焦点的位置是否需要改动,使激光打孔的效果达到最佳,同时还可根据板材特质以及打孔需求,进行有关激光扫描速度的准确计算,而不需人工控制,有效提高了该系统的自动化程度,此外当进行虚拟成像,触摸屏将成品通过系统并借助于激光板和振镜板投射于板材上方,而振镜板可在桁架内部进行角度转动,从而改变镜像的投射角,在计算出激光的扫描速度后,由于速度越快,其内部产生的功率越高,由此散热的温度要求越高,同时由于速度越快,其产生的激光光线的伤害度越高,当光线越强烈时,护目镜片的颜色可自动变得更深,以降低激光光线的危害度。
中央处理控制系统包括前处理模块、运行模块和终端处理模块,前处理模块包括感应模块、夹持模块和红外扫描模块,感应模块包括夹板移动单元和计长单元,红外扫描模块包括计时单元和数据传输单元;
前处理模块与运行模块电连接,运行模块与终端处理模块,感应模块与夹持模块电连接,夹持模块与红外扫描模块电连接,感应模块与夹板13的内部信号连接,夹板移动单元与传送带信号连接,红外扫描模块与中央处理器信号连接,数据传输单元与触摸屏信号连接。
感应模块用于对板件的感应,并将其感应结果传输到夹持模块内部,同时对进入到机架5内部的板材进行长度L及宽度d的数据获取,夹持模块用于接受信号后触发夹板13对板件进行固定,红外扫描模块用于对下方移动到机架5内部板件的扫描,从而获取板件的厚度h,并将其数据传输到中央处理器内部。
运行模块包括虚拟成像模块、数据导入模块和操作模块,数据,数据导入模块包括孔径光滑度计算单元、焦点确定单元、成型度模拟单元和激光器调整单元,操作模块包括扫描速度计算模块和数据导入单元;
虚拟成像模块与数据导入模块电连接,数据导入模块与操作模块电连接,数据导入模块、操作模块均与中央处理器信号连接,成型度模拟单元与触摸屏信号连接,激光器调整单元分别与激光器4、激光板、振镜板6信号连接,数据导入单元与激光器4信号连接。
虚拟成像模块用于收集前处理模块中数据,并通过中央处理器处理,将板件的轮廓呈现在触摸屏上,工作人员可以直接利用按键和屏幕点触在触摸屏上进行打孔设置,并形成样品图,从而方便成像显示,甚至是对样品图进行及时改动,有效减少了制造流程,数据导入模块用于对成品输入的数值以及前处理模块中所获取数据进行孔径光滑度计算、焦点位置确定,以及该成型品的虚拟镜像8形成,激光器调整单元用于激光器4位置、激光板和振镜板6角度调整,操作模块用于根据所获取数据进行激光器4的扫描速度确定,并控制激光器4进行打孔工序的开始和结束。
终端处理模块包括护目调整模块、除屑模块和散热模块;
护目调整模块、除屑模块、散热模块均与中央处理器信号连接,护目调整模块与可变色护目镜片信号连接,除屑模块与吹屑板9信号连接,散热模块与操作模块电连接;
护目调整模块用于根据激光的输出波长进行镜片的颜色变换,以实现有效防护,除屑模块用于感应操作模块并对吹屑板9进行触发,对产生的塑料屑进行及时的清除,散热模块用于对激光器4内部装置的散热,以保证装置在高温工作下的使用寿命。
中央处理控制系统包括以下工作步骤:
S1:启动控制箱1上的开关,工作人员将塑料板材一端卡进夹板11的空槽内部,感应模块、红外扫描模块均启动,夹板移动单元控制传送带,将板材移动到激光器4的下方,同时感应模块对运输中的板材进行长度L及宽度d的数据获取,并将数据传输到中央处理系统的内部;
S2:在板材在传送带的运输过程中,红外扫描模块对下方的板材进行扫描,同时对光线的发射及接受时间进行计时,并将获取的延迟时间w传输到数据传输单元内部,可计算出板材厚度h;
S3:在计算出板材厚度h后,数据传输单元将数据传输到中央处理控制系统内部,然后中央控制系统在将数据传输到夹持模块内部,夹持模块在获取数据后,根据板材厚度进行夹板内部的夹持力调节,当板材很薄时,为防止激光打孔的受力过大,板材会发生移动,夹板的夹持力度会选择大一些,当板材很厚时,为了防止在激光打孔时,两边夹持力度过大会导致塑料板材发生形变,因此夹板的夹持力度会降低一些,夹板的夹持力度变化均由相关数据在传输到中央处理控制系统内部后进行自动调整;
S4:虚拟成像模块对板材的长度L、宽度d以及厚度h进行数据获取,并在触摸屏上进行三维图像成形,随之工作人员对打孔图形和数量n进行设置;
S5:在图形和数量n设置结束后,系统自行根据所获取的数据进行成品展示,并进行孔状的孔径光滑度φ计算,以及焦点位置确定,同时焦点位置在虚拟成品图上进行显示,若计算出的孔径光滑度φ偏低时,可在触摸屏上进行焦点位置的改动,从而提高孔的孔径光滑度φ;
S6:在调整好焦点位置后,点击触摸屏上的“成型模拟”选项,触摸屏上会显示出成品模样,同时数据传输到激光器调整单元内部,该单元不仅触发振镜板6的角度调整,同时在板材的上表面形成虚拟镜像8;
S7:点击触摸屏上的“运行”选项时,操作模块对系统内的数据进行调取,同时对激光器4的扫描速度s进行计算,并将其数据传输到数据导入单元,在一定时间的延迟后,操作模块根据其接收到的扫描速度s进行对下方板件的打孔工序,当打孔结束后,操作模块自动控制激光器4的运行结束;
S8:在进行激光扫描时,护目调整模块就采集到了扫描速度s的数据,并且根据此数据进行镜片的颜色变换,若s值过大时,镜片内部PC材料成分加强,外部显示为镜片颜色变深,由此对工作人员的眼部实现更好的保护;
S9:由于操作模块与终端处理模块中的内部模块均电连接,所以当激光器4开始工作时,除屑模块和散热模块均开始工作,除屑模块对产生的塑料屑进行清除,而散热模块根据激光器4的内部温度进行不同程度的降温,在有效降温的基础上实现对能耗的节省;
S10:在完成打孔后,运行模块和终端处理模块均不工作,前处理模块在接收到运行结束的信号后,夹持模块控制夹板松开,同时传送带开始移动,使板材移出机架5,以方便下一个板材的打孔加工。
板材厚度h的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,w为红外接收的延迟时间,v为红外线发射的速度;。
孔的孔径光滑度φ的计算公式如下:
式中,n为孔径个数,r为孔径半径,L为板材长度,d为半径宽度,h为板材厚度,H为焦点垂直于板材上表面的距离,若φ值小于φ时,将焦点位置向下拉动,降低焦点的位置,其中φ为孔径光滑度标准值。
激光器的扫描速度s的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,φ为孔径光滑度,ρ为板材密度,∑λi为激光的波长求和,i为1~m间取整,m为波长总个数,这样在求出扫描速度后,即可知道激光打孔的速度,护目镜可根据此速度进行颜色转换和散热功率调整,同时有效提高了激光打孔的自动化,无须人力进行激光功率调整,以保护塑料产品。
需要说明的是,在本文中,诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。
最后应说明的是:以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,对于本领域的技术人员来说,其依然可以对前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。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,包括机箱和中央处理控制系统,其特征在于:所述机箱包括机架(5),所述机架(5)的一侧电气连接有控制箱(1),所述控制箱(1)的内部设置有触摸屏、中央处理器和若干按键,所述机架(5)的内部固定有一对夹板(13),一对所述夹板(13)的内部开设有传送带,所述夹板(13)的下侧固定有支板(11),所述支板(11)的右侧表面上固定有反射板(10),所述反射板(10)的两侧安装有吹屑板(9),所述支板(11)的下方设置有电机(12),所述反射板(10)的上方设置有红外线发射器(14),所述红外线发射器(14)的一侧设置有红外线接收器(15),所述机架(5)的上方固定有护目架(2),所述护目架(2)的内部安装有可变色护目镜片,所述护目架(2)的中间设置有三相调控头(3),所述三相调控头(3)的下方设置有激光器(4),所述夹板(13)的上方安装有一组桁架(7),前侧所述桁架(7)的内部设置有激光板,后侧所述桁架(7)的内部转动连接有振镜板(6),所述夹板(13)和桁架(7)之间设置有虚拟镜像(8);
所述中央处理控制系统包括前处理模块、运行模块和终端处理模块,所述前处理模块包括感应模块、夹持模块和红外扫描模块,所述感应模块包括夹板移动单元和计长单元,所述红外扫描模块包括计时单元和数据传输单元;
所述前处理模块与运行模块电连接,所述运行模块与终端处理模块,所述感应模块与夹持模块电连接,所述夹持模块与红外扫描模块电连接,所述感应模块与夹板(13)的内部信号连接,所述夹板移动单元与传送带信号连接,所述红外扫描模块与中央处理器信号连接,所述数据传输单元与触摸屏信号连接;
所述感应模块用于对板件的感应,并将其感应结果传输到夹持模块内部,同时对进入到机架(5)内部的板材进行长度L及宽度d的数据获取,所述夹持模块用于接受信号后触发夹板(13)对板件进行固定,所述红外扫描模块用于对下方移动到机架(5)内部板件的扫描,从而获取板件的厚度h,并将其数据传输到中央处理器内部;
所述运行模块包括虚拟成像模块、数据导入模块和操作模块,所述数据导入模块包括孔径光滑度计算单元、焦点确定单元、成型度模拟单元和激光器调整单元,所述操作模块包括扫描速度计算模块和数据导入单元;
所述虚拟成像模块与数据导入模块电连接,所述数据导入模块与操作模块电连接,所述数据导入模块、操作模块均与中央处理器信号连接,所述成型度模拟单元与触摸屏信号连接,所述激光器调整单元分别与激光器(4)、激光板、振镜板(6)信号连接,所述数据导入单元与激光器(4)信号连接,所述数据导入模块用于对成品输入的数值以及前处理模块中所获取数据进行孔径光滑度计算、焦点位置确定,以及成型品的虚拟镜像(8)形成;
所述孔径光滑度φ的计算公式如下:
式中,n为孔径个数,r为孔径半径,L为板材长度,d为板材宽度,h
为板材厚度,H为焦点垂直于板材上表面的距离,若φ值小于φ时,将焦点位置向下拉动,降低焦点的位置,其中φ为孔径光滑度标准值。
2.根据权利要求1所述的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,其特征在于:所述虚拟成像模块用于收集前处理模块中数据,并通过中央处理器处理,将板件的轮廓呈现在触摸屏上,工作人员可以直接利用按键和屏幕点触在触摸屏上进行打孔设置,并形成样品图,从而方便成像显示,甚至是对样品图进行及时改动,有效减少了制造流程,所述激光器调整单元用于激光器(4)位置、激光板和振镜板(6)角度调整,所述操作模块用于根据所获取数据进行激光器(4)的扫描速度确定,并控制激光器(4)进行打孔工序的开始和结束。
3.根据权利要求2所述的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,其特征在于:所述终端处理模块包括护目调整模块、除屑模块和散热模块;
所述护目调整模块、除屑模块、散热模块均与中央处理器信号连接,所述护目调整模块与可变色护目镜片信号连接,所述除屑模块与吹屑板(9)信号连接,所述散热模块与操作模块电连接;
所述护目调整模块用于根据激光的输出波长进行镜片的颜色变换,以实现有效防护,所述除屑模块用于感应操作模块并对吹屑板(9)进行触发,对产生的塑料屑进行及时的清除,所述散热模块用于对激光器(4)内部装置的散热,以保证装置在高温工作下的使用寿命。
4.根据权利要求3所述的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,其特征在于:所述中央处理控制系统包括以下工作步骤:
S1:启动控制箱(1)上的开关,工作人员将塑料板材一端卡进夹板(13)的空槽内部,感应模块、红外扫描模块均启动,夹板移动单元控制传送带,将板材移动到激光器(4)的下方,同时感应模块对运输中的板材进行长度L及宽度d的数据获取,并将数据传输到中央处理系统的内部;
S2:在板材在传送带的运输过程中,红外扫描模块对下方的板材进行扫描,同时对光线的发射及接受时间进行计时,并将获取的延迟时间w传输到数据传输单元内部,可计算出板材厚度h;
S3:在计算出板材厚度h后,数据传输单元将数据传输到中央处理控制系统内部,然后中央控制系统在将数据传输到夹持模块内部,夹持模块在获取数据后,根据板材厚度进行夹板内部的夹持力调节,当板材很薄时,为防止激光打孔的受力过大,板材会发生移动,夹板的夹持力度会选择大一些,当板材很厚时,为了防止在激光打孔时,两边夹持力度过大会导致塑料板材发生形变,因此夹板的夹持力度会降低一些,夹板的夹持力度变化均由相关数据在传输到中央处理控制系统内部后进行自动调整;
S4:虚拟成像模块对板材的长度L、宽度d以及厚度h进行数据获取,并在触摸屏上进行三维图像成形,随之工作人员对打孔图形和数量n进行设置;
S5:在图形和数量n设置结束后,系统自行根据所获取的数据进行成品展示,并进行孔状的孔径光滑度φ计算,以及焦点位置确定,同时焦点位置在虚拟成品图上进行显示,若计算出的孔径光滑度φ偏低时,可在触摸屏上进行焦点位置的改动,从而提高孔的孔径光滑度φ;
S6:在调整好焦点位置后,点击触摸屏上的“成型模拟”选项,触摸屏上会显示出成品模样,同时数据传输到激光器调整单元内部,该单元不仅触发振镜板(6)的角度调整,同时在板材的上表面形成虚拟镜像(8);
S7:点击触摸屏上的“运行”选项时,操作模块对系统内的数据进行调取,同时对激光器(4)的扫描速度s进行计算,并将其数据传输到数据导入单元,在一定时间的延迟后,操作模块根据其接收到的扫描速度s进行对下方板件的打孔工序,当打孔结束后,操作模块自动控制激光器(4)的运行结束;
S8:在进行激光扫描时,护目调整模块就采集到了扫描速度s的数据,并且根据此数据进行镜片的颜色变换,若s值过大时,镜片内部PC材料成分加强,外部显示为镜片颜色变深,由此对工作人员的眼部实现更好的保护;
S9:由于操作模块与终端处理模块中的内部模块均电连接,所以当激光器(4)开始工作时,除屑模块和散热模块均开始工作,除屑模块对产生的塑料屑进行清除,而散热模块根据激光器(4)的内部温度进行不同程度的降温,在有效降温的基础上实现对能耗的节省;
S10:在完成打孔后,运行模块和终端处理模块均不工作,前处理模块在接收到运行结束的信号后,夹持模块控制夹板松开,同时传送带开始移动,使板材移出机架(5),以方便下一个板材的打孔加工。
5.根据权利要求4所述的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,其特征在于:所述板材厚度h的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,w为红外接收的延迟时间,v为红外线发射的速度。
6.根据权利要求5所述的基于红外线检测的塑料机械生产用打孔设备,其特征在于:所述激光器的扫描速度s的计算公式如下:
式中,h为板材厚度,φ为孔径光滑度,ρ为板材密度,∑λi为激光的波长求和,i为1~m间取整,m为波长总个数,这样在求出扫描速度后,即可知道激光打孔的速度,护目镜可根据此速度进行颜色转换和散热功率调整,同时有效提高了激光打孔的自动化,无须人力进行激光功率调整,以保护塑料产品。
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