CN115521045B - 光学镜头的自动化生产线 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及光学镜头制备技术领域，具体涉及一种光学镜头的自动化生产线，其包括控制器、原料混合装置、熔炼炉、吹氮气装置、成型装置和冷却装置，第一动力组件的驱动下原料混合搅拌组件可转动地安装于机架，原料混合搅拌组件位于原料混合桶内，原料混合桶上开设有卸料口，在第二动力组件的驱动下卸料组件可启闭地安装于卸料口，第一动力组件的控制端、第二动力组件的控制端均与控制器信号连接。本发明的有益效果为：通过原料混合装置、熔炼炉、吹氮气装置、成型装置和冷却装置的布置、控制器的自动控制，使得可稳定、精确实施光学镜头制备工艺。
Description
技术领域
本发明涉及光学镜头制备技术领域，具体涉及一种光学镜头的自动化生产线。
背景技术
光学镜头的一种生产工艺，参见授权公告号为“CN 106680902 B”的发明专利，其公开了“无光损光学镜头的制备方法如下：（1）将除了改性石墨烯、玻化纤维外的各原料混合投入熔炼炉内熔融，加热至1200℃时投入改性石墨烯，然后将温度降至800-850℃后向熔炼炉内投入玻化纤维，然后继续熔炼加热至1300-1400℃，熔炼30分钟后向熔料内吹入常温氮气，30分钟后再升温至1300-1400℃；（2）将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状，然后冷却处理，按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温即得该光学镜头。”
由上述纸杯工艺可知，需要的设备依次包括原料混合装置（用于混合除改性石墨烯、玻化纤维外的各原料）、熔炼炉（用于熔融混合后的各原料）、吹氮气装置、成型装置（将步骤(1)的熔炼物料成型成镜头状）和冷却装置（按每分钟冷却30℃的速度冷却至常温），现实中并没有能够将各装置有机进行组合的生产线，导致实际的工艺控制不严格、不利于保证光学镜头的质量。
因此，需要一种光学镜头的自动化生产线，以解决上述问题。
发明内容
为了解决上述问题，即为了解决没有对应生产线使得生产工艺稳定、精确实施的问题，本发明提供了一种光学镜头的自动化生产线，其包括控制器、原料混合装置、熔炼炉、吹氮气装置、成型装置和冷却装置，其中：
所述原料混合装置包括机架、原料混合桶、原料混合搅拌组件、第一动力组件、第二动力组件和卸料组件，在所述第一动力组件的驱动下所述原料混合搅拌组件可转动地安装于所述机架，所述原料混合搅拌组件位于所述原料混合桶内，所述原料混合桶上开设有卸料口，在所述第二动力组件的驱动下所述卸料组件可启闭地安装于所述卸料口，所述第一动力组件的控制端、所述第二动力组件的控制端均与所述控制器信号连接；
所述熔炼炉包括炉体和加热组件，所述炉体形成进料口，所述进料口位于所述卸料口的下方或者所述进料口与所述卸料口之间通过上料机构连接，所述加热组件固定于所述炉体的周围，用于加热经所述卸料口进入所述进料口的原料；
所述吹氮气装置包括依次连接的氮容器和氮气管，所述氮容器内存储有液氮，所述氮气管上安装有氮气阀门，所述氮气管背离所述氮容器的端部穿入所述熔炼炉内，所述氮气阀门与所述控制器信号连接；
所述成型装置包括成型模具，所述炉体还形成有出料口，所述成型模具形成与所述出料口对应的入料口；
所述冷却装置包括冷却壳体，所述成型模具位于所述冷却壳体内。
进一步的，所述冷却装置还包括冷却介质泵、冷却盘管和温度检测单元，所述成型模具位于所述冷却壳体内，所述冷却盘管缠绕于所述冷却壳体，所述冷却盘管内填充有冷却介质，所述冷却介质泵安装于所述冷却盘管，所述温度检测单元位于所述冷却壳体内，所述温度检测单元的信号输出端、所述冷却介质泵的控制端与所述控制器均信号连接。
进一步的，所述第一动力组件包括电机、减速器和转动轴，其中：
所述电机的壳体通过电机座固定于所述机架，所述电机的控制端与所述控制器信号连接；
所述减速器的壳体固定于所述机架；
所述电机的动力输出端通过所述减速器与所述转动轴传动连接，所述转动轴可转动地安装于所述机架，所述转动轴从所述原料混合桶的端部伸入所述原料混合桶内。
进一步的，所述原料混合搅拌组件包括搅拌犁和组合搅拌机构，其中：
所述搅拌犁固定于所述转动轴的周侧，所述搅拌犁的高度沿所述转动轴的转动方向逐渐减小，所述搅拌犁紧邻所述原料混合桶的底部；
所述组合搅拌机构包括连接臂、安装轴和搅拌叶片，所述连接臂的第一端固定于所述转动轴的上端，所述连接臂的第二端沿远离所述安装轴的方向延伸，所述安装轴的上端固定于所述连接臂的第二端，所述安装轴的下端紧邻所述原料混合桶的底部，所述搅拌叶片固定于所述安装轴。
进一步的，所述安装轴向上延伸并超出所述连接臂，以形成平衡段，所述平衡段的直径大于所述安装轴位于所述连接臂下方的部分的直径。
进一步的，所述第二动力组件包括卸料气缸、连接弯板和卸料转轴，其中：
所述卸料气缸的第一端铰接于机架，所述卸料气缸的第二端铰接于所述连接弯板的第一端，所述连接弯板的第二端固定于所述卸料转轴，所述卸料转轴可转动地安装于所述机架；
所述卸料组件包括卸料挡板，所述卸料挡板固定于所述卸料转轴；
所述卸料气缸的控制端与所述控制器信号连接，在所述卸料气缸的驱动下所述卸料挡板可启闭地安装于所述卸料口。
进一步的，所述原料混合装置还包括刮料轴和刮料板，其中：
所述刮料轴固定于所述转动轴，并且与所述转动轴平行；
所述刮料板的远端固定于所述刮料轴，所述刮料板自远端向近端沿所述转动轴的转动方向的切线方向延伸，并且紧邻所述转动轴。
本发明的有益效果为：
通过原料混合装置，将需要的原料进行充分混合，从而保证光学镜头的工艺稳定性（原料处处均匀）和光学镜头的质量；
原料混合装置工作时，第一动力组件驱动原料混合搅拌组件转动，从而将原料混合桶中的原料进行充分、均匀的混合，具体地，电机转动，驱动减速器转动，使得电机的高速转动转换为低速转动以驱动转动轴以较低速度转动，转动轴转动时，搅拌犁绕转动轴的轴线转动，从而将位于原料混合桶底部的原料向上翻动，连接臂、安装轴和搅拌叶片绕转动轴的轴线在水平面内做圆周运动，另外，安装于同一连接臂上的安装轴由于到转动轴的距离不等，距离较远的受原料阻力力矩较大，距离较近的受原料的阻力力矩较小，因此使得，距离较远的安装轴（连同固定在该安装轴上的搅拌叶片）向后（转动轴转动方向的反方向）转动，距离较近的安装轴（连同固定在安装轴上的搅拌叶片）向前（转动轴的转动方向）转动，从而使得安装于同一个连接臂的多个安装轴（连同固定于安装轴的搅拌叶片）可自转（绕多个安装轴的布置中心转动）该自转大大提升了原料被翻动、搅拌的程度，提升了原料的充分混合。
附图说明
图1为光学镜头的自动化生产线一实施例的控制框图；
图2为光学镜头的自动化生产线一实施例第一视角的立体结构示意图；
图3为图2第二视角的立体结构示意图；
图4为图2第三视角的立体结构示意图；
图5为原料混合搅拌组件一实施例第一视角的立体结构示意图；
图6为图5第二视角的立体结构示意图；
图7为图5第三视角的立体结构示意图；
图8为第二动力组件一实施例第一视角的立体结构示意图；
图9为图8第二视角的立体结构示意图。
图中：
100、控制器；
200、原料混合装置；210、机架；220、原料混合桶；221、卸料口；230、原料混合搅拌组件；231、搅拌犁；232、组合搅拌机构；2321、连接臂；2322、安装轴；23221、平衡段；2323、搅拌叶片；240、第一动力组件；241、电机；242、减速器；243、转动轴；250、第二动力组件；251、卸料气缸；252、连接弯板；253、卸料转轴；260、卸料挡板；271、刮料轴；272、刮料板；280、转速检测单元；
300、炉体；
400、吹氮气装置；410、氮容器；420、氮气管；430、氮气阀门；
500、冷却装置；510、冷却壳体；520、冷却介质泵；530、冷却盘管；540、温度检测单元。
具体实施方式
下面参照附图来描述本发明的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本发明的技术原理，并非旨在限制本发明的保护范围。
参见图1至图9，本发明实施例公开了一种光学镜头的自动化生产线，其包括控制器100、原料混合装置200、熔炼炉、吹氮气装置400、成型装置和冷却装置500，其中：
所述原料混合装置包括机架210、原料混合桶220、原料混合搅拌组件230、第一动力组件240、第二动力组件250和卸料组件，在所述第一动力组件的驱动下所述原料混合搅拌组件可转动地安装于所述机架，所述原料混合搅拌组件位于所述原料混合桶内，所述原料混合桶上开设有卸料口221，在所述第二动力组件的驱动下所述卸料组件可启闭地安装于所述卸料口，所述第一动力组件的控制端、所述第二动力组件的控制端均与所述控制器信号连接；
所述熔炼炉包括炉体300和加热组件（如电热丝，加热组件的控制端与控制器信号连接，以控制加热功率），所述炉体形成进料口，所述进料口位于所述卸料口的下方或者所述进料口与所述卸料口之间通过上料机构（如螺旋输送机）连接，所述加热组件固定于所述炉体的周围，用于加热经所述卸料口进入所述进料口的原料；
所述吹氮气装置包括依次连接的氮容器410和氮气管420，所述氮容器内存储有液氮，所述氮气管上安装有氮气阀门430，所述氮气管背离所述氮容器的端部穿入所述熔炼炉内，所述氮气阀门与所述控制器信号连接；
所述成型装置包括成型模具，所述炉体还形成有出料口，所述成型模具形成与所述出料口对应的入料口；
所述冷却装置包括冷却壳体510，所述成型模具位于所述冷却壳体内。
通过原料混合装置，将需要的原料进行充分混合，从而保证光学镜头的工艺稳定性（原料处处均匀）和光学镜头的质量；原料混合装置工作时，第一动力组件驱动原料混合搅拌组件转动，从而将原料混合桶中的原料进行充分、均匀的混合，具体地，电机转动，驱动减速器转动，使得电机的高速转动转换为低速转动以驱动转动轴以较低速度转动，转动轴转动时，搅拌犁231绕转动轴的轴线转动，从而将位于原料混合桶底部的原料向上翻动，连接臂、安装轴和搅拌叶片绕转动轴的轴线在水平面内做圆周运动，另外，安装于同一连接臂上的安装轴由于到转动轴的距离不等，距离较远的受原料阻力力矩较大，距离较近的受原料的阻力力矩较小，因此使得，距离较远的安装轴（连同固定在该安装轴上的搅拌叶片）向后（转动轴转动方向的反方向）转动，距离较近的安装轴（连同固定在安装轴上的搅拌叶片）向前（转动轴的转动方向）转动，从而使得安装于同一个连接臂的多个安装轴（连同固定于安装轴的搅拌叶片）可自转（绕多个安装轴的布置中心转动）该自转大大提升了原料被翻动、搅拌的程度，提升了原料的充分混合。
另外，所述冷却装置还包括冷却介质泵520、冷却盘管530和温度检测单元540，所述成型模具位于所述冷却壳体内，所述冷却盘管缠绕于所述冷却壳体，所述冷却盘管内填充有冷却介质，所述冷却介质泵安装于所述冷却盘管，所述温度检测单元位于所述冷却壳体内，所述温度检测单元的信号输出端、所述冷却介质泵的控制端与所述控制器均信号连接。通过温度检测单元检测冷却壳体内的温度，冷却媒介（如水）在冷却介质泵的动力作用下沿冷却盘管流动，低温的冷却媒介流到冷却壳体内时，吸热，吸热速度（亦即冷却壳体的冷却速度）可通过调节冷却介质泵的功率和/或安装在冷却盘管上的冷却截止阀的开度来调节。
还需要说明的是，第一动力组件的一种具体结构形式为，其包括电机241、减速器242和转动轴243，其中：
所述电机的壳体通过电机座固定于所述机架，所述电机的控制端与所述控制器信号连接；
所述减速器的壳体固定于所述机架；
所述电机的动力输出端通过所述减速器与所述转动轴传动连接，所述转动轴可转动地安装于所述机架，所述转动轴从所述原料混合桶的端部伸入所述原料混合桶内。
还需要说明的是，所述原料混合搅拌组件包括搅拌犁和组合搅拌机构232，其中：
所述搅拌犁固定于所述转动轴的周侧，所述搅拌犁的高度沿所述转动轴的转动方向逐渐减小，所述搅拌犁紧邻所述原料混合桶的底部；
所述组合搅拌机构包括连接臂2321、安装轴2322和搅拌叶片2323，所述连接臂的第一端固定于所述转动轴的上端，所述连接臂的第二端沿远离所述安装轴的方向延伸，所述安装轴的上端固定于所述连接臂的第二端，所述安装轴的下端紧邻所述原料混合桶的底部，所述搅拌叶片固定于所述安装轴。
另外，所述安装轴向上延伸并超出所述连接臂，以形成平衡段23221，所述平衡段的直径大于所述安装轴位于所述连接臂下方的部分的直径。安装轴转动时，受离心力，该离心力会使得安装轴与连接臂的连接位置受剪应力，通过安装轴的上端较重的平衡段来平衡（或者部分平衡，取决于平衡段、安装轴位于连接臂下方的部分给）受离心力而外摆（有外摆趋势）的安装轴（连同固定在安装轴的搅拌叶片），从而使得安装轴在竖直方向上能够更稳固。
还需要说明的是，所述第二动力组件包括卸料气缸251、连接弯板252和卸料转轴253，其中：
所述卸料气缸的第一端铰接于机架，所述卸料气缸的第二端铰接于所述连接弯板的第一端，所述连接弯板的第二端固定于所述卸料转轴，所述卸料转轴可转动地安装于所述机架；
所述卸料组件包括卸料挡板260，所述卸料挡板固定于所述卸料转轴；
所述卸料气缸的控制端与所述控制器信号连接，在所述卸料气缸的驱动下所述卸料挡板可启闭地安装于所述卸料口。
卸料口关闭状态下，卸料气缸推动连接弯板的第一端，如图所示状态，使得固定于连接弯板的第二端的卸料转轴转动至卸料挡板封闭卸料口的位置；当混料结束（可通过检测电机的转动时间，也可通过检测安装轴的自转速度来实现，尤其是通过在连接臂上安装如霍尔开关等转速检测单元280来检测安装轴的自转速度能够更为准确地判断原料的蓬松程度，该蓬松程度从一定程度上与混合均匀程度正相关），卸料气缸伸长，驱动连接弯板转动，从而带动卸料挡板的远端（远离卸料转轴的一端）向下转动，从而将卸料口打开。卸料挡板的启闭机构简单、可靠；混料结束逻辑判断准确，利于实现自动控制。
还需要说明的是，所述原料混合装置还包括刮料轴271和刮料板272，其中：
所述刮料轴固定于所述转动轴，并且与所述转动轴平行；
所述刮料板的远端固定于所述刮料轴，所述刮料板自远端向近端沿所述转动轴的转动方向的切线方向延伸，并且紧邻所述转动轴。刮料板随刮料轴转动（绕转动轴在水平面内转动）刮料板的近端（到转动轴距离近的端部）紧邻转动轴并保持微小间距（如1mm），使得可对粘在转动轴上的原料进行铲除，从而进一步使得原料混合均匀、一致，保证镜头性能的稳定一致性。
需要说明的是，在本发明的描述中，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述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发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
此外，还需要说明的是，在本发明的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
术语“包括”或者任何其它类似用语旨在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、物品或者设备/装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其它要素，或者还包括这些过程、物品或者设备/装置所固有的要素。
至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本发明的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本发明的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本发明的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本发明的保护范围之内。
Claims (5)
1.一种光学镜头的自动化生产线，其特征在于，包括控制器、原料混合装置、熔炼炉、吹氮气装置、成型装置和冷却装置，其中：
所述原料混合装置包括机架、原料混合桶、原料混合搅拌组件、第一动力组件、第二动力组件和卸料组件，在所述第一动力组件的驱动下所述原料混合搅拌组件可转动地安装于所述机架，所述原料混合搅拌组件位于所述原料混合桶内，所述原料混合桶上开设有卸料口，在所述第二动力组件的驱动下所述卸料组件可启闭地安装于所述卸料口，所述第一动力组件的控制端、所述第二动力组件的控制端均与所述控制器信号连接，所述第一动力组件包括电机、减速器和转动轴；
所述熔炼炉包括炉体和加热组件，所述炉体形成进料口，所述进料口位于所述卸料口的下方或者所述进料口与所述卸料口之间通过上料机构连接，所述加热组件固定于所述炉体的周围，用于加热经所述卸料口进入所述进料口的原料；
所述吹氮气装置包括依次连接的氮容器和氮气管，所述氮容器内存储有液氮，所述氮气管上安装有氮气阀门，所述氮气管背离所述氮容器的端部穿入所述熔炼炉内，所述氮气阀门与所述控制器信号连接；
所述成型装置包括成型模具，所述炉体还形成有出料口，所述成型模具形成与所述出料口对应的入料口；
所述冷却装置包括冷却壳体，所述成型模具位于所述冷却壳体内；
所述原料混合搅拌组件包括搅拌犁和组合搅拌机构，其中：
所述搅拌犁固定于所述转动轴的周侧，所述搅拌犁的高度沿所述转动轴的转动方向逐渐减小，所述搅拌犁紧邻所述原料混合桶的底部；
所述组合搅拌机构包括连接臂、安装轴和搅拌叶片，所述连接臂的第一端固定于所述转动轴的上端，所述连接臂的第二端沿远离所述安装轴的方向延伸，所述安装轴的上端固定于所述连接臂的第二端，所述安装轴的下端紧邻所述原料混合桶的底部，所述搅拌叶片固定于所述安装轴；
所述安装轴向上延伸并超出所述连接臂，以形成平衡段，所述平衡段的直径大于所述安装轴位于所述连接臂下方的部分的直径。
2.根据权利要求1所述的光学镜头的自动化生产线，其特征在于，所述冷却装置还包括冷却介质泵、冷却盘管和温度检测单元，所述成型模具位于所述冷却壳体内，所述冷却盘管缠绕于所述冷却壳体，所述冷却盘管内填充有冷却介质，所述冷却介质泵安装于所述冷却盘管，所述温度检测单元位于所述冷却壳体内，所述温度检测单元的信号输出端、所述冷却介质泵的控制端与所述控制器均信号连接。
3.根据权利要求2所述的光学镜头的自动化生产线，其特征在于，所述电机的壳体通过电机座固定于所述机架，所述电机的控制端与所述控制器信号连接；所述减速器的壳体固定于所述机架；所述电机的动力输出端通过所述减速器与所述转动轴传动连接，所述转动轴可转动地安装于所述机架，所述转动轴从所述原料混合桶的端部伸入所述原料混合桶内。
4.根据权利要求1所述的光学镜头的自动化生产线，其特征在于，所述第二动力组件包括卸料气缸、连接弯板和卸料转轴，其中：所述卸料气缸的第一端铰接于机架，所述卸料气缸的第二端铰接于所述连接弯板的第一端，所述连接弯板的第二端固定于所述卸料转轴，所述卸料转轴可转动地安装于所述机架；所述卸料组件包括卸料挡板，所述卸料挡板固定于所述卸料转轴；所述卸料气缸的控制端与所述控制器信号连接，在所述卸料气缸的驱动下所述卸料挡板可启闭地安装于所述卸料口。
5.根据权利要求4所述的光学镜头的自动化生产线，其特征在于，所述原料混合装置还包括刮料轴和刮料板，其中：所述刮料轴固定于所述转动轴，并且与所述转动轴平行；所述刮料板的远端固定于所述刮料轴，所述刮料板自远端向近端沿所述转动轴的转动方向的切线方向延伸，并且紧邻所述转动轴。
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