MCP玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统的制作方法

本发明涉及微通道板技术领域，具体而言涉及一种mcp玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统。

背景技术：

微通道板(mcp)是一种数百万根微孔电子倍增器件集合在一起的平行列阵，为薄片结构的二维真空电子倍增器，对电子、离子和加速的中性粒子、紫外光子和x射线是敏感的，被广泛应用在像增强器、显示器、空间科学和分析仪器领域。

常规的微通道板的制备工艺中，依赖于玻璃多纤维拉制技术(gmd)，在制备得到碱铅硅酸盐包皮玻璃管以及与之配套的芯棒一起高温拉制成单纤维丝，在经过排屏、切片、抛光、腐蚀等一系列工艺，制造出多通道的列阵式薄片。

目前，针对mcp玻璃材料的入司检验采用的是人工检验方法，特别是皮料玻璃的检验，需要测量被检材料的内径、外径、壁厚、直线度、椭圆度等外形尺寸数据。使用卡尺人工测量，由于检测人员的差异性，以及人为失误，可能会导致产品质量失控，且测量效率极低，只能测量端面的外形尺寸数据。目前mcp皮料玻璃采用的是吹制的制作方法生产，其外形尺寸一致性较差，仅用人工检测的端面数据代表整根被测管件的尺寸数据，在后期的mcp制造生产中无法达到预期的性能效果。

技术实现要素：

本发明目的在于提供一种mcp玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统，包括输送系统、搬运系统、测量系统以及计算机系统，其中：

输送系统，被设置通过传送带以输送玻璃管料；

搬运系统，与所述输送系统对接，用于将传送带输送的玻璃管料取下，运送到测量系统的管件夹具上；

测量系统，具有管件夹具用于承接玻璃管料，该管件夹具通过两个可转动的滚轮承接玻璃管料，管件夹具的滚轮带动玻璃管料周向旋转；一对所述的管件夹具设置在一个二维电动平移台上，二维电动平移台可在竖直方向以及与玻璃管料的轴线方向移动，并保持玻璃管料的同心度和水平度；

所述测量系统还设置有垂直于玻璃管料轴线方向的光学探测组件，所述光学探测组件包括位于玻璃管料的一侧的光源发射器，用于朝向玻璃管料发射平行光，垂直照射到管料轴线表面，所述光学探测组件还对应地设置一光电传感接收器，位于璃管料的另一侧，用于感应通过玻璃管料的透射光束并输出电信号；

计算机系统，与所述测试系统信号连接，用于接收光电传感接收器输出的电信号，并通过三维重建算法拟合玻璃管料，并计算玻璃管料的外形尺寸数据。

其中，所述计算机系统还被设置用于根据玻璃管料的外形尺寸数据进行分档，并基于分档通过设置在玻璃管料上方的激光打标机进行打标。

其中，所述测量系统还包括一维电动移动台，光学探测组件安装在一维电动移动台，一维电动移动台可沿着与玻璃管料的轴线方向平行设置的导轨移动，驱动光学探测组件沿着玻璃管料的轴线方向移动，以实现对玻璃管料的轴向扫描检测。

其中，所述传送带通过步进电机驱动，并且在传送带表面形成多个相邻的齿形弧形凹槽，用于容纳所述的玻璃管料。

其中，所述搬运系统包括驱动电机、连杆机构以及弧形转手，连杆机构包括第一主动杆、第二主动杆以及与第一主动杆和第二主动杆铰接的从动连杆，弧形转手固定在从动连杆的末端，驱动电机用于驱动第一主动杆、第二主动杆同步运动从而抬升或者降下所述弧形转手，以通过弧形转手从传送带接住玻璃管料，并通过连杆机构的运动输送到所述测量系统的管件夹具上。

优选地，所述滚轮为橡胶滚轮。

由以上本发明的技术方案可见，本发明提出的mcp玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统可现全自动上下mcp玻璃管料，通过非接触式测量方法测量玻璃管料任意位置处的内径、外径、壁厚、直线度、椭圆度等外形尺寸数据，并根据要求实现产品自动分档，一方面实现全面的数字化检测，避免人工检测带来的误差，另一方面实现非接触式的快速检测，提高效率且防止污染和损害玻璃管料。

本发明提出的测试系统，不受样管材料自身存在成分不均导致不同位置处折射率不同的测量精度影响，使用非接触式测量，通过高精度ccd相机与高精度激光进行测量，其测量系统重复精度为5μm，测量精度为0.01mm时，置信度达到99.92％，其检测效率最高可以提高10倍，即1台全自动测量检测系统可以代替8-10个人工检测检测系统；同时可有效避免测量过程中划痕的产生，防止造成损害。

目前现有技术中使用的人工检测，由于检测人员的差异性以及人为失误，可能会导致产品质量失控，对此，本发明采用的自动检测检测系统将测试过程标准化，保证产品质量的完全一致性，并给予测量结果可自动对产品进行分档，并可以对应地进行打标区分。

应当理解，前述构思以及在下面更加详细地描述的额外构思的所有组合只要在这样的构思不相互矛盾的情况下都可以被视为本公开的发明主题的一部分。另外，所要求保护的主题的所有组合都被视为本公开的发明主题的一部分。

结合附图从下面的描述中可以更加全面地理解本发明教导的前述和其他方面、实施例和特征。本发明的其他附加方面例如示例性实施方式的特征和/或有益效果将在下面的描述中显见，或通过根据本发明教导的具体实施方式的实践中得知。

附图说明

附图不意在按比例绘制。在附图中，在各个图中示出的每个相同或近似相同的组成部分可以用相同的标号表示。为了清晰起见，在每个图中，并非每个组成部分均被标记。现在，将通过例子并参考附图来描述本发明的各个方面的实施例，其中：

图1是本发明的实施例的mcp玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统的示意图。

图2是本发明的实施例的齿形传送带的结构示意图。

图3是本发明的实施例的搬运系统的示意图。

图4是本发明的实施例的管件夹具的示意图。

图5是本发明的实施例的测量系统的示意图。

具体实施方式

为了更了解本发明的技术内容，特举具体实施例并配合所附图式说明如下。

在本公开中参照附图来描述本发明的各方面，附图中示出了许多说明的实施例。本公开的实施例不必定意在包括本发明的所有方面。应当理解，上面介绍的多种构思和实施例，以及下面更加详细地描述的那些构思和实施方式可以以很多方式中任意一种来实施，这是因为本发明所公开的构思和实施例并不限于任何实施方式。另外，本发明公开的一些方面可以单独使用，或者与本发明公开的其他方面的任何适当组合来使用。

结合图1-5所示的mcp玻璃管料外形尺寸非接触式智能测试系统，包括输送系统、搬运系统、测量系统以及计算机系统，适于mcp玻璃材料外形尺寸的入司检验，通过系统联动控制，实现产品检测的自动化。当测量精度为0.01mm时，置信度达到99.92％，测量效率是人工测量的10倍。

输送系统旨在通过皮带传送的运动控制，使得传送带能够根据设定好的固定步长运动，保证每次待测玻璃管件的运动位置固定。优选地，传送带采用步进电机伺服控制，实现固定步长的精确运动控制，将管料输送到事先确定好的位置，在搬运机构取走管料后，传送带通过行进固定步长，使得待搬运管料的位置每次固定。

优选地，传送带为齿形结构设计，保证管料在传送带上的位置固定及输送过程的稳定性。

搬运系统旨在通过连杆机构的铰链机构运动，完成两个运动，一个运动是将输送机构运送到位的玻璃管料搬运到测量系统，另一个运动是将测量好的玻璃管根据不同的测量结果，搬运到不同的分档区，完成最后的分档。在分档过程中，可以通过激光打标。

优选地，铰链机构被设置构成为连杆机构，将传送带上的管料取下，运送到测量系统的管件夹具上，在测量完毕后，从测试系统上取下管件，根据测量的结果，将管料运送到对应的档位的放置区。

优选地，作为示例性的连杆机构，具有两个主动杆通过，通过伺服电机提供动力同步驱动，带动从动连杆升降运动，同时提供位置反馈，从动连杆末端(尾端)采用弧形抓手，可以由伺服电机控制抓手转动角度，释放被测管料。

优选地，测量系统在待测管件安放到管料夹具上之后，首先根据高精度的ccd成像相机的实时采集画面对玻璃管料进行调心，通过管料夹具以及二维电动平移台使得管料轴线水平。ccd成像相机朝向玻璃管料方向，在其从搬运系统转移到管料夹具上之后进行实时的成像。

然后，高精度的激光探头(激光发射器)测量轴向测量点的数据(轴向测量点位置，数目可指定)，在每一个轴向测量点处，通过管件夹具的滚轮带动管件周向旋转固定角度进行测量(其中旋转角度可指定)。如此，完成测量完毕之后，搬运系统取走管料。

计算机系统通过三维重建算法，拟合出产品整个3d图，自动计算管料尺寸信息，录入数据库，并根据要求实现自动分档。

下面结合图1-5更加具体地描述前述方案的示例性实现。

输送系统1，具有伺服电机，尤其是步进电机，用来驱动传送带来输送玻璃管料。结合图2，传送带采用齿形传送带，在传送带表面形成多个相邻的齿形弧形凹槽，用于容纳所述的玻璃管料。

搬运系统2，与输送系统对接，用于将传送带输送的玻璃管料取下，运送到测量系统的管件夹具上。

结合图3所示，搬运系统2包括驱动电机、连杆机构以及弧形转手，连杆机构包括第一主动杆21、第二主动杆22以及与第一主动杆和第二主动杆铰接的从动连杆23，弧形转手24固定在从动连杆的末端，驱动电机尤其优选步进电机，用于驱动第一主动杆、第二主动杆同步运动从而抬升或者降下所述弧形转手，以通过弧形转手从传送带接住玻璃管料，并通过连杆机构的运动输送到所述测量系统的管件夹具上。

测量系统3，具有管件夹具33用于承接玻璃管料，如图4所示，该管件夹具通过两个可转动的滚轮承接玻璃管料，管件夹具的滚轮33，尤其是橡胶滚轮，带动玻璃管料周向旋转。

一对如图4的管件夹具设置在一个二维电动平移台32上，二维电动平移台可在竖直方向以及与玻璃管料的轴线方向移动，并保持玻璃管料的同心度和水平度，实现玻璃管料的调平、调心。

测量系统还设置有垂直于玻璃管料轴线方向的光学探测组件，光学探测组件包括位于玻璃管料的一侧的光源发射器34，用于朝向玻璃管料发射平行光，垂直照射到管料轴线表面，光学探测组件还对应地设置一光电传感接收器35，位于璃管料的另一侧，用于感应通过玻璃管料的透射光束并输出电信号。如此，计算机系统，与测试系统信号连接，用于接收光电传感接收器输出的电信号，并通过三维重建算法拟合玻璃管料，并计算玻璃管料的外形尺寸数据。

优选地，如前述的实施例，计算机系统还被设置用于根据玻璃管料的外形尺寸数据进行分档，并基于分档通过设置在玻璃管料上方的激光打标机36进行打标。

如图5，测量系统还包括一维电动移动台，光学探测组件安装在一维电动移动台上，一维电动移动台可沿着与玻璃管料的轴线方向平行设置的导轨31移动，驱动光学探测组件沿着玻璃管料的轴线方向移动，以实现对玻璃管料的轴向扫描检测。优选地，一维电动移动台被测量精度为0.01mm，设置成每隔0.01mm-0.04mm为一个扫描测试点。

如此，可通过非接触式测量方法测量玻璃管料任意位置处的内径、外径、壁厚、直线度、椭圆度等外形尺寸数据，并可根据要求实现产品自动分档。

虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然其并非用以限定本发明。本发明所属技术领域中具有通常知识者，在不脱离本发明的精神和范围内，当可作各种的更动与润饰。因此，本发明的保护范围当视权利要求书所界定者为准。