一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置的制造方法
【專利摘要】本實用新型提供了一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，包括上位機（1）、數據采集與控制單元（2）、電源（3）、激光電源（4）、輻照激光光源（5）、一維運動單元（6）、回轉單元（7）、紅外成像單元（8）和膠水池（9）。該裝置利用激光照射蘸有膠水的樣品帶來對膠水加熱，以快速提高膠水粘度并實現預固化的目的，從而提高膠水纏裹的均勻性；采用紅外測溫儀器對樣品帶被加熱部位進行實時成像和測溫，有效提高了固化的效率，降低生產能耗，提高生產效率，且在整個工藝過程中無需操作人員值守。
【專利說明】
一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置
技術領域
[0001]本實用新型涉及一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，屬于激光應用和封裝工藝技術領域。
【背景技術】
[0002]隨著樹脂膠的日益廣泛應用，光固化裝置在涂料、復合材料、粘接劑領域得到越來越廣泛地使用。
[0003]膠水在工業加工(如侵滲、密封、粘合、灌裝、涂覆等)領域有著非常廣泛的應用，應用行業涵蓋航空航天、微電子封裝、精密光學器件、微機械等。為了縮短膠水的固化時間，出現了熱固化、光固化、潛伏固化、水固化及潮濕面固化等諸多方式，其中市場上最為常用的是紫外燈固化和紅外線烤箱加熱固化，這些固化方式均為膠水纏裹完成后再進行固化，由于膠水裹附體厚度較大而導致固化時間較長，在最里層膠水由于粘度低而使得膠水流動導致纏裹不均勻，影響了膠水固化的效果，且成本高。
【發明內容】
[0004]針對現有技術存在的不足，本實用新型提供了一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，在進行膠水纏裹的工藝過程中，采用激光照射蘸有膠水的樣品帶，以促進膠水粘度增大實現預固化的目的，從而提高膠水纏裹的均勻性，快速提高膠水粘度，避免多余膠水流出，有效提高了固化的效率，降低生產能耗，提高生產效率。
[0005]如附圖1所示，本實用新型提供的一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，包括上位機1、數據采集與控制單元2、電源3、激光電源4、輻照激光光源5、一維運動單元6、回轉單元7、紅外成像單元8和膠水池9;其中電源3向數據采集與控制單元2供電，激光電源4向輻照激光光源5供電，數據采集與控制單元2根據上位機I發送的控制指令來調節激光電源4輸出的電流，控制一維運動單元6的運動速度和運動方向，調節回轉單元7的回轉速度和回轉方向；通過膠水池9的樣品帶被纏裹在輥筒表面，輻照激光光源5發出的準直光束照射在剛纏裹在輥筒側面樣品帶，從而對纏裹的樣品帶進行加熱;紅外成像單元8對樣品帶被輻照激光光源5照射的部位進行成像，數據采集與控制單元2采集紅外成像單元8獲得的紅外圖像和溫度數據，并將這些數據傳送給上位機I處理；
[0006]所述的上位機I為工控計算機，用于操作人員向數據采集與控制單元2發送控制指令；
[0007]所述的數據采集與控制單元2為基于單片機的控制器和基于FPGA芯片的數據采集卡組合而成，用于向激光電源4、一維運動單元6、回轉單元7和紅外成像單元8發送控制指令，調節激光電源4輸出的電流，控制一維運動單元6的運動速度和運動方向，調節回轉單元7的回轉速度和回轉方向，采集紅外成像單元8獲得的紅外圖像和溫度數據；
[0008]所述的激光電源4為恒壓直流源，其輸出電壓為0-10伏特，輸出電流為0-100安培，紋波電壓不大于5%，且輸出電壓根據輻照激光光源5的電阻變化而自適應變化，在數據采集與控制單元2的控制下向輻照激光光源5供電；
[0009]所述的輻照激光光源5由半導體激光器和光束整形器組成，輸出波長優選808nm、880]11]1、940111]1或980111]1，通過螺釘將其固定在一維運動單元6中的運動滑塊12上，半導體激光器輸出的光束經過光束整形器整形變換成準直的條形光斑，在運動滑塊12的帶動下該條形光斑輻照在纏裹樣品帶的輥筒側面不同軸向位置，用于對蘸有膠水的樣品帶進行加熱；
[0010]如附圖2所示，所述的一維運動單元6由固定座10、絲桿11、運動滑塊12、聯接板13、導向滑塊14、導軌15、支撐座A16、聯軸節A17、電機座A18、電機A19和底座20，最大行程為500mm;電機A19在數據采集與控制單元2的控制下工作，其輸出軸通過聯軸節A17帶動絲桿11轉動，從而帶動絲桿11上的運動滑塊12沿軸向作一維平移運動，絲桿11的中心軸與回轉單元7的回轉中心軸平行放置;通過螺釘將固定座10、導軌15、支撐座A16和電機座A18固定在底座20上;所述的固定座10和支撐座A16為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同，用于支撐絲桿11;所述的絲桿11為兩端制作成圓形軸，中間部位有螺紋的桿狀物，螺距優選5mm、1mm或20mm，其兩端分別被固定座10和支撐座A16支撐，絲桿11的右端通過聯軸節A17與電機A19的輸出軸相聯接，通過自身旋轉而帶動運動滑塊12沿軸向作一維平移運動;所述的運動滑塊12為含有螺母法蘭的滑塊，通過螺釘與聯接板13固定，帶動輻照激光光源5、膠水池9和導向滑塊14沿軸向作一維平移運動;所述的聯接板13為金屬材質的平板，通過螺釘分別與運動滑塊12和導向滑塊14連接，使運動滑塊12和導向滑塊14固定在一起;所述的導向滑塊14為預緊的滾珠滑塊，其與導軌15緊密接觸，用于引導運動滑塊12以防止其轉動和擺動;所述的導軌15為直線方形導軌，沿絲桿11中心軸并與該軸平行放置，導向滑塊14沿著導軌15左右滑動實現對運動滑塊12運動方向的引導；所述的聯軸節A17為金屬材質彈性聯接器，用于將電機A19的輸出軸和絲桿11的右端相連接，將電機Al9輸出軸的轉動傳遞給絲桿11，從而帶動絲桿11轉動;所述的電機座A18為鋁合金材質的平板，其分別與電機A19和底座20連接，用于固定電機A19;所述的電機A19優選步進電機或直流電機，利用其輸出軸轉動來帶動絲桿11轉動，從而帶動運動滑塊12沿絲桿11軸向運動;所述的底座20為鋁合金材質的平板，用作固定座10、導軌15、支撐座16和電機座A18的基座；
[0011]如附圖3所示，所述的回轉單元7由卡盤21、法蘭盤22、支撐座B23、主軸24、支撐座C25、聯軸節B26、電機座B27和電機B28組成，其中支撐座B23、支撐座C25和電機座B27均固定在底座20上；電機B28在數據采集與控制單元2的控制下以一定的速度作逆時針或順時針回轉運動，通過聯軸節B26帶動主軸24轉動，主軸24通過法蘭盤22和卡盤21帶動安裝在卡盤21上的輥筒轉動，從而實現輻照激光光源5輸出的準直光束輻照在回轉輥筒側面一周;所述的卡盤21優選三爪卡盤或四爪卡盤，通過螺釘固定在法蘭盤22上，并與法蘭盤22同軸，用于裝夾纏裹樣品的輥筒，并帶動輥筒作回轉運動;所述的法蘭盤22為金屬材質圓盤，用于將主軸24和卡盤21聯接在一起，并實現與主軸24同軸;所述的支撐座B23和C25為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同，用于支撐主軸24 ；所述的主軸24為45號鋼材質的軸，通過支撐座B23和C25支撐，其左端與法蘭盤22連接，右端與聯軸節B26連接，在電機B28輸出軸的帶動下帶動卡盤21作回轉運動;所述的聯軸節B26為金屬材質彈性聯接器，用于將電機B28的輸出軸和主軸24的右端相連接，并將電機B28輸出軸的轉動傳遞給主軸24，從而帶動主軸24轉動;所述的電機座B27為鋁合金材質的平板，其分別與電機B28和底座20連接，用于固定電機B28;所述的電機B28優選步進電機或直流電機，利用其輸出軸轉動來帶動聯軸節B26、主軸24、法蘭盤22和卡盤21轉動，從而帶動輥筒回轉；
[0012]所述的紅外成像單元8為紅外熱成像系統，用于對樣品帶被輻照激光光源5照射的部位進行成像和測溫，其獲得的紅外圖像和溫度數據被數據采集與控制單元2采集并傳送給上位機I進行處理和顯示；
[0013]所述的膠水池9為裝有膠水的容器，其固定在運動滑塊12上，在運動滑塊12的帶動下作沿絲桿11軸向一維運動，樣品帶穿過膠水池9而蘸有膠水，通過輥筒回轉而將蘸有膠水的樣品帶纏裹在輥筒側面。
[0014]本實用新型所述的一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置的工作過程是按照如下步驟實現的:
[0015]第一步，向膠水池9中注入膠水，將輥筒裝夾在卡盤21上；
[0016]第二步，將樣品帶浸入膠水池9中，并將樣品帶端頭纏繞在輥筒上；
[0017]第三步，開啟電源3和激光電源4;
[0018]第四步，開啟上位機I，打開操作界面，進行工作參數設置；
[0019]第五步，啟動纏繞樣品；
[0020]第六步，樣品纏繞完成，關閉電源3和激光電源4。
[0021]有益效果:本實用新型提供的一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，利用激光照射蘸有膠水的樣品帶來對膠水加熱，以快速提高膠水粘度并實現預固化的目的，從而提高膠水纏裹的均勻性;采用紅外熱成像儀器對樣品帶被加熱部位進行實時成像和測溫，有效提高了固化的效率，降低生產能耗，提高生產效率，且在整個工藝過程中無需操作人員值守。
【附圖說明】
[0022]圖1是一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置的框圖。
[0023]圖2是一維運動單元6的結構示意圖。
[0024I圖3是回轉單元7的結構示意圖。
[0025]圖中:1-上位機;2-數據采集與控制單元;3-電源;4-激光電源;5-輻照激光光源；6-—維運動單元;7-回轉單元;8-紅外成像單元;9-膠水池；10-固定座；11-絲桿；12-運動滑塊；13-聯接板；14-導向滑塊；15-導軌；16-支撐座A; 17-聯軸節A; 18-電機座A; 19-電機A;20-底座；21-卡盤;22-法蘭盤;23-支撐座B; 24-主軸；25-支撐座C; 26-聯軸節B; 27-電機座B; 28-電機B。
【具體實施方式】
[0026]實施例1一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置。
[0027]如附圖1所示，本實用新型提供的一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，包括上位機1、數據采集與控制單元2、電源3、激光電源4、輻照激光光源5、一維運動單元6、回轉單元7、紅外成像單元8和膠水池9;其中電源3向數據采集與控制單元2供電，激光電源4向輻照激光光源5供電，數據采集與控制單元2根據上位機I發送的控制指令來調節激光電源4輸出的電流，控制一維運動單元6的運動速度和運動方向，調節回轉單元7的回轉速度和回轉方向；通過膠水池9的樣品帶被纏裹在輥筒表面，輻照激光光源5發出的準直光束照射在剛纏裹在輥筒側面樣品帶，從而對纏裹的樣品帶進行加熱;紅外成像單元8對樣品帶被輻照激光光源5照射的部位進行成像，數據采集與控制單元2采集紅外成像單元8獲得的紅外圖像和溫度數據，并將這些數據傳送給上位機I處理；
[0028]所述的上位機I為工控計算機，用于操作人員向數據采集與控制單元2發送控制指令；
[0029]所述的數據采集與控制單元2為基于單片機的控制器和基于FPGA芯片的數據采集卡組合而成，用于向激光電源4、一維運動單元6、回轉單元7和紅外成像單元8發送控制指令，調節激光電源4輸出的電流，控制一維運動單元6的運動速度和運動方向，調節回轉單元7的回轉速度和回轉方向，采集紅外成像單元8獲得的紅外圖像和溫度數據；
[0030]所述的激光電源4為恒壓直流源，其輸出電壓為0-10伏特，輸出電流為0-100安培，紋波電壓為5%，且輸出電壓根據輻照激光光源5的電阻變化而自適應變化，在數據采集與控制單元2的控制下向輻照激光光源5供電；
[0031]所述的輻照激光光源5由半導體激光器和光束整形器組成，輸出波長為808nm，通過螺釘將其固定在一維運動單元6中的運動滑塊12上，半導體激光器輸出的光束經過光束整形器整形變換成準直的條形光斑，在運動滑塊12的帶動下該條形光斑輻照在纏裹樣品帶的輥筒側面不同軸向位置，用于對蘸有膠水的樣品帶進行加熱；
[0032]如附圖2所示，所述的一維運動單元6由固定座10、絲桿11、運動滑塊12、聯接板13、導向滑塊14、導軌15、支撐座A16、聯軸節A17、電機座A18、電機A19和底座20，最大行程為500mm;電機A19在數據采集與控制單元2的控制下工作，其輸出軸通過聯軸節A17帶動絲桿11轉動，從而帶動絲桿11上的運動滑塊12沿軸向作一維平移運動，絲桿11的中心軸與回轉單元7的回轉中心軸平行放置;通過螺釘將固定座10、導軌15、支撐座A16和電機座A18固定在底座20上;所述的固定座10和支撐座A16為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同，用于支撐絲桿11;所述的絲桿11為兩端制作成圓形軸，中間部位有螺紋的桿狀物，螺距為5mm、1mm或20mm，其兩端分別被固定座10和支撐座Al 6支撐，絲桿11的右端通過聯軸節A17與電機A19的輸出軸相聯接，通過自身旋轉而帶動運動滑塊12沿軸向作一維平移運動；所述的運動滑塊12為含有螺母法蘭的滑塊，通過螺釘與聯接板13固定，帶動輻照激光光源
5、膠水池9和導向滑塊14沿軸向作一維平移運動;所述的聯接板13為金屬材質的平板，通過螺釘分別與運動滑塊12和導向滑塊14連接，使運動滑塊12和導向滑塊14固定在一起;所述的導向滑塊14為預緊的滾珠滑塊，其與導軌15緊密接觸，用于引導運動滑塊12以防止其轉動和擺動;所述的導軌15為直線方形導軌，沿絲桿11中心軸并與該軸平行放置，導向滑塊14沿著導軌15左右滑動實現對運動滑塊12運動方向的引導;所述的聯軸節A17為金屬材質彈性聯接器，用于將電機Al9的輸出軸和絲桿11的右端相連接，將電機Al9輸出軸的轉動傳遞給絲桿11，從而帶動絲桿11轉動;所述的電機座A18為鋁合金材質的平板，其分別與電機A19和底座20連接，用于固定電機A19;所述的電機A19為步進電機或直流電機，利用其輸出軸轉動來帶動絲桿11轉動，從而帶動運動滑塊12沿絲桿11軸向運動;所述的底座20為鋁合金材質的平板，用作固定座10、導軌15、支撐座16和電機座A18的基座；
[0033]如附圖3所示，所述的回轉單元7由卡盤21、法蘭盤22、支撐座B23、主軸24、支撐座C25、聯軸節B26、電機座B27和電機B28組成，其中支撐座B23、支撐座C25和電機座B27均固定在底座20上；電機B28在數據采集與控制單元2的控制下以一定的速度作逆時針或順時針回轉運動，通過聯軸節B26帶動主軸24轉動，主軸24通過法蘭盤22和卡盤21帶動安裝在卡盤21上的輥筒轉動，從而實現輻照激光光源5輸出的準直光束輻照在回轉輥筒側面一周;所述的卡盤21為三爪卡盤或四爪卡盤，通過螺釘固定在法蘭盤22上，并與法蘭盤22同軸，用于裝夾纏裹樣品的輥筒，并帶動輥筒作回轉運動;所述的法蘭盤22為金屬材質圓盤，用于將主軸24和卡盤21聯接在一起，并實現與主軸24同軸;所述的支撐座B23和C25為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同，用于支撐主軸24 ；所述的主軸24為45號鋼材質的軸，通過支撐座B23和C25支撐，其左端與法蘭盤22連接，右端與聯軸節B26連接，在電機B28輸出軸的帶動下帶動卡盤21作回轉運動;所述的聯軸節B26為金屬材質彈性聯接器，用于將電機B28的輸出軸和主軸24的右端相連接，并將電機B28輸出軸的轉動傳遞給主軸24，從而帶動主軸24轉動;所述的電機座B27為鋁合金材質的平板，其分別與電機B28和底座20連接，用于固定電機B28;所述的電機B28為步進電機或直流電機，利用其輸出軸轉動來帶動聯軸節B26、主軸24、法蘭盤22和卡盤21轉動，從而帶動棍筒回轉；
[0034]所述的紅外成像單元8為紅外熱成像系統，用于對樣品帶被輻照激光光源5照射的部位進行成像和測溫，其獲得的紅外圖像和溫度數據被數據采集與控制單元2采集并傳送給上位機I進行處理和顯示；
[0035]所述的膠水池9為裝有膠水的容器，其固定在運動滑塊12上，在運動滑塊12的帶動下作沿絲桿11軸向一維運動，樣品帶穿過膠水池9而蘸有膠水，通過輥筒回轉而將蘸有膠水的樣品帶纏裹在輥筒側面。
[0036]本實用新型所述的一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置的工作過程是按照如下步驟實現的:
[0037]第一步，向膠水池9中注入膠水，將輥筒裝夾在卡盤21上；
[0038]第二步，將樣品帶浸入膠水池9中，并將樣品帶端頭纏繞在輥筒上；
[0039]第三步，開啟電源3和激光電源4;
[0040]第四步，開啟上位機I，打開操作界面，進行工作參數設置；
[0041 ]第五步，啟動纏繞樣品；
[0042 ]第六步，樣品纏繞完成，關閉電源3和激光電源4。
[0043]實施例2輻照激光光源的輸出波長為880nm，其他同實施例1。
[0044]實施例3輻照激光光源的輸出波長為940nm，其他同實施例1。
[0045]實施例4輻照激光光源的輸出波長為980nm，其他同實施例1。
[0046]最后應說明的是:以上實施例僅用以說明本實用新型的技術方案，而非對其限制；盡管參照前述實施例對本實用新型進行了詳細的說明，本領域的普通技術人員應當理解:其依然可以對前述實施例所記載的技術方案進行修改，或者對其中部分技術特征進行等同替換;而這些修改或者替換，并不使相應技術方案的本質脫離本發明各實施例技術方案的精神和范圍。
【主權項】
1.一種膠水激光在線加熱促粘預固化裝置，其特征在于，包括上位機(I)、數據采集與控制單元(2)、電源(3)、激光電源(4)、輻照激光光源(5)、一維運動單元(6)、回轉單元(7)、紅外成像單元(8)和膠水池(9);其中電源(3)向數據采集與控制單元(2)供電，激光電源(4)向輻照激光光源(5)供電，數據采集與控制單元(2)根據上位機(I)發送的控制指令來調節激光電源(4)輸出的電流，控制一維運動單元(6)的運動速度和運動方向，調節回轉單元(7)的回轉速度和回轉方向；通過膠水池(9)的樣品帶被纏裹在輥筒表面，輻照激光光源(5)發出的準直光束照射在剛纏裹在輥筒側面樣品帶，從而對纏裹的樣品帶進行加熱;紅外成像單元(8)對樣品帶被輻照激光光源(5)照射的部位進行成像，數據采集與控制單元(2)采集紅外成像單元(8)獲得的紅外圖像和溫度數據，并將這些數據傳送給上位機(I)處理； 所述的上位機(I)為工控計算機； 所述的數據采集與控制單元(2)為基于單片機的控制器和基于FPGA芯片的數據采集卡組合而成； 所述的激光電源(4)為恒壓直流源，其輸出電壓為0-10伏特，輸出電流為0-100安培，紋波電壓為5%，且輸出電壓根據輻照激光光源(5)的電阻變化而自適應變化； 所述的輻照激光光源(5)由半導體激光器和光束整形器組成，輸出波長為808nm; 所述的一維運動單元(6)由固定座(10)、絲桿(11)、運動滑塊(12)、聯接板(13)、導向滑塊(14)、導軌(15)、支撐座A(16)、聯軸節A(17)、電機座A(18)、電機A(19)和底座(20)，最大行程為500mm;電機A(19)在數據采集與控制單元(2)的控制下工作，其輸出軸通過聯軸節A(17)帶動絲桿(11)轉動，從而帶動絲桿(11)上的運動滑塊(12)沿軸向作一維平移運動，絲桿(11)的中心軸與回轉單元(7)的回轉中心軸平行放置；通過螺釘將固定座(10)、導軌(15)、支撐座A( 16)和電機座A( 18)固定在底座(20)上;所述的固定座(10)和支撐座A( 16)為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同；所述的絲桿(11)為兩端制作成圓形軸，中間部位有螺紋的桿狀物，螺距為5mm、1mm或20mm，其兩端分別被固定座(10)和支撐座A( 16)支撐，絲桿(11)的右端通過聯軸節A(17)與電機A(19)的輸出軸相聯接；所述的運動滑塊(12)為含有螺母法蘭的滑塊，通過螺釘與聯接板(13)固定;所述的聯接板(13)為金屬材質的平板，通過螺釘分別與運動滑塊(12)和導向滑塊(14)連接;所述的導向滑塊(14)為預緊的滾珠滑塊，其與導軌(15)緊密接觸;所述的導軌(15)為直線方形導軌，沿絲桿(11)中心軸并與該軸平行放置;所述的聯軸節A(17)為金屬材質彈性聯接器;所述的電機座A(IS)為鋁合金材質的平板，其分別與電機A(19)和底座(20)連接;所述的電機A(19)為步進電機或直流電機;所述的底座(20)為鋁合金材質的平板； 所述的回轉單元(7)由卡盤(21)、法蘭盤(22)、支撐座B(23)、主軸(24)、支撐座C(25)、聯軸節B(26)、電機座B(27)和電機B(28)組成，其中支撐座B(23)、支撐座C(25)和電機座B(27)均固定在底座(20)上；電機B(28)在數據采集與控制單元(2)的控制下以一定的速度作逆時針或順時針回轉運動，通過聯軸節B(26)帶動主軸(24)轉動，主軸(24)通過法蘭盤(22)和卡盤(21)帶動安裝在卡盤(21)上的輥筒轉動，從而實現輻照激光光源(5)輸出的準直光束輻照在回轉輥筒側面一周;所述的卡盤(21)為三爪卡盤或四爪卡盤，通過螺釘固定在法蘭盤(22)上，并與法蘭盤(22)同軸；所述的法蘭盤(22)為金屬材質圓盤；所述的支撐座B(23)和C(25)為內部固定有軸承的支座，其中軸承的中心高相同;所述的主軸(24)為45號鋼材質的軸，通過支撐座B(23)和C(25)支撐，其左端與法蘭盤(22)連接，右端與聯軸節B(26)連接;所述的聯軸節B(26)為金屬材質彈性聯接器;所述的電機座B(27)為鋁合金材質的平板，其分別與電機B(28)和底座(20)連接;所述的電機B(28)為步進電機或直流電機； 所述的紅外成像單元(8)為紅外熱成像系統，其獲得的紅外圖像和溫度數據被數據采集與控制單元(2)采集并傳送給上位機(I)進行處理和顯示； 所述的膠水池(9)為裝有膠水的容器，其固定在運動滑塊(12)上，在運動滑塊(12)的帶動下作沿絲桿(11)軸向一維運動。
【文檔編號】B05D3/02GK205673157SQ201620369230
【公開日】2016年11月9日
【申請日】2016年4月28日 公開號201620369230.X, CN 201620369230, CN 205673157 U, CN 205673157U, CN-U-205673157, CN201620369230, CN201620369230.X, CN205673157 U, CN205673157U
【發明人】王菲, 陳婷, 劉唱, 陳潤澤, 李楚鐘, 田明, 付秀華, 蔣翾, 邢鵬岳, 車英
【申請人】長春理工大學