一种3D打印箱视窗玻璃测试装置及方法与流程

一种3d打印箱视窗玻璃测试装置及方法
技术领域
1.本发明属于玻璃检测技术领域，特别涉及一种3d打印箱视窗玻璃测试装置及方法。


背景技术：

2.3d打印技术是第三次工业革命最具代表性的技术之一，将推动整个社会的产业变革。目前，熔融沉积成型3d打印技术是最普及的3d打印技术，具有成本低廉、便于在办公室、家庭等场合操作的特点，但3d打印材料目前局限于pla、abs等高分子材料，玻璃作为日常生活、工业生产和科研中不可或缺的重要材料，拥有卓越的力学性能、化学—热稳定性、电—热绝缘性以及无与伦比的光学性能。
3.视窗玻璃从材质划分，可以分为无机玻璃和有机玻璃。由于玻璃就有较好的透明度而被用于各种观察窗口，这些窗口上的安装的玻璃我们称之为视窗玻璃。视窗玻璃的类别比较多，按其使用工况可以分为，耐高温视窗玻璃、耐高压视窗玻璃、普通窗口玻璃等。
4.3d打印机视窗玻璃是3d打印机中一项重要的组件。在视窗玻璃制作完成之后，需要对玻璃的耐高温性、耐酸碱性、耐压性进行检测，目前的检测方式多是逐个、单方面的进行检测，影响玻璃检测的效率。


技术实现要素：

5.针对上述问题，本发明提供了一种3d打印箱视窗玻璃测试装置，包括测试台、支架和测试组件，所述支架的上端连接有可移动的上测试盒，所述测试台的顶部与上测试盒对应位置固定安装有下测试盒，所述上测试盒和下测试盒上下对应，合并时构成一个密封的空腔；
6.所述测试组件设置在上测试盒内；
7.所述测试组件包括酸碱喷液管、加热管和加压气管；所述酸碱喷液管、加热管和加压气管上均配装有阀门；且上测试盒中安装有温度传感器和压力传感器。
8.进一步的，在下测试盒中设置视窗玻璃夹持机构，该夹持机构包括转轴、可定位的滑套、夹板，转轴设置有两组，两组转轴分别通过轴承转动安装在下测试盒的两端侧壁，可定位的滑套套在转轴的外部，夹板固定在滑套的一侧。
9.进一步的，在下测试盒中与夹持机构垂直的一侧设置擦拭机构，该擦拭机构包括伸缩臂和擦板，擦板固定在伸缩臂上，伸缩臂固定在下测试盒的侧壁上。
10.进一步的，在上测试盒中安装视觉传感器，视觉传感器采用耐高温防腐蚀摄像头。
11.进一步的，所述支架包括固定杆、上横杆及下横杆；所述上横杆和下横杆的一端均固定连接于固定杆的同一侧，所述固定杆的下端固定连接于测试台的顶部；所述上横杆和下横杆的顶部分别开设有螺纹孔和通孔，且螺纹孔和通孔的中心点设置在同一垂直线上，所述螺纹孔的内部螺纹连接带有手轮的螺杆。
12.进一步的，所述通孔的内部活动插接有连接杆，所述连接杆的下端固定连接于上
测试盒的顶部，所述连接杆的外部设有限位板和压缩弹簧；所述限位板固定连接于连接杆的外部，所述压缩弹簧位于限位板的底部和下横杆的顶部之间，所述连接杆的表面固定连接有限位块，所述通孔的内侧开设有与限位块相匹配的限位槽，所述限位块活动连接于限位槽的内部。
13.进一步的，所述酸碱喷液管的上端和下端分别连通有储液桶和雾化头；所述雾化头位于上测试盒的内部；所述酸碱喷液管上配装有微型泵，所述微型泵位于阀门和储液桶之间；所述下测试盒的内侧壁设有限位台阶，所述限位台阶的表面粘接有密封条。
14.进一步的，所述加热管包括耐高温隔热套管和管状电热元件；所述管状电热元件安装于耐高温隔热套管的内部，所述耐高温隔热套管连通于上测试盒的内部；所述耐高温隔热套管与上测试盒的连接处设置为密封结构。
15.进一步的，所述加压气管的两端分别连通有气管接头和气泵；所述气管接头连通于上测试盒的顶部，所述气泵安装于测试台的顶部。
16.本发明还提供了一种3d打印箱视窗玻璃的测试方法，其特征在于，包括如下步骤：
17.将待检测视窗玻璃放入到下测试盒中，使用夹持机构夹住待检测视窗玻璃，转动螺杆向下挤压连接杆，将上测试盒压合在下测试盒的顶部；
18.先进行耐酸碱性检测，耐酸性检测时，将酸液喷射在所述待检测视窗玻璃上，plc控制器将视觉传感器拍摄的检测前后的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐酸性是否合格的结论，然后，通过擦拭机构擦净玻璃表面的酸液，将视窗玻璃翻转，进行耐碱性检测，将碱液喷射在所述待检测视窗玻璃上，plc控制器将视觉传感器拍摄的检测前后的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐碱性是否合格的结论；
19.对上述耐酸碱性检测合格的视窗玻璃进行耐高温检测，进行耐高温检测时，通过管状电热元件对测试盒的内部进行加温，plc控制器将视觉传感器拍摄的检测前后的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐高温是否合格的结论；
20.对上述耐酸碱性和耐高温性合格的视窗玻璃进行耐压力检测，关闭酸碱喷液管和加热管上的阀门，开启加压气管上的阀门将高压气体排入到上测试盒中，plc控制器将视觉传感器拍摄的检测前后的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐压力是否合格的结论；
21.检测完成后，输出相应玻璃的检测报告，检测报告包括各项性能检测前后的对比图片以及相应性能是否合格的结论。
22.本发明的有益效果是：
23.1、本发明中主要由测试台、测试盒、支架、测试组件等部件构成，将各部件集中在测试台上，利用测试组件中的酸碱喷液管、加热管、加压气管可以连续性的进行耐高温性、耐酸碱性、耐压性进行检测，节约了检测的时间，设备集成化高，便于操作；
24.2、采用视觉传感器拍摄玻璃图片，并通过plc控制机构控制检测装置，视觉传感器采用耐高温防腐蚀摄像头，用于拍摄玻璃图片，拍摄图片高度清晰，便于比对，plc控制机构输出相应玻璃的检测报告，以及各个性能的检测结论，高度节约了检测时间，且结论的可靠性明显优于肉眼观察的判断。
25.3、在本发明中将测试盒分为上测试盒和下测试盒，将下测试盒固定在测试台上，将上测试盒可移动的安装在支架上，方便了待检测视窗玻璃的存取，上测试盒和下测试盒
对接时，下测试盒与上测试盒之间形成密封空间，便于进行检测；
26.4、本发明中在酸碱喷液管、加热管上均配装有阀门，并在上测试盒中安装温度传感器和压力传感器，在进行压力检测时，关闭酸碱喷液管、加热管上的阀门，可以避免气体泄漏，并经由压力传感器可以实时监测测试盒中的压力；温度传感器可以进行监测温度；使得测试准确度高；
27.5、本发明的测试方法中，先进行耐酸碱性检测，耐酸碱性检测合格的视窗玻璃进行耐高温检测，耐酸碱性和耐高温性合格的视窗玻璃进行耐压力检测，通过递进式的连续检测方式，检测期间无需取出玻璃，节约了检测的玻璃试样用量，且每一步检测不会干扰后续的检测结果。
28.本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所指出的结构来实现和获得。
附图说明
29.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图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他的附图。
30.图1示出了本发明实施例的视窗玻璃测试的结构示意图；
31.图2示出了本发明实施例的测试盒的结构示意图；
32.图3示出了本发明实施例的固定杆的结构示意图；
33.图4示出了本发明实施例的上测试盒的剖面结构示意图。
34.图中：1、测试台；2、测试盒；3、支架；4、测试组件；5、酸碱喷液管；6、加热管；7、加压气管；8、温度传感器；9、压力传感器；10、限位台阶；11、密封条；12、固定杆；13、上横杆；14、下横杆；15、螺纹孔；16、通孔；17、螺杆；18、连接杆；19、限位板；20、压缩弹簧；21、上测试盒；22、下测试盒；23、限位块；24、限位槽；25、储液桶；26、雾化头；27、微型泵；28、耐高温隔热套管；29、管状电热元件；30、气管接头；31、气泵。
具体实施方式
35.为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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、完整地说明，显然，所描述的实施例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。
36.本发明实施例提供了一种3d打印箱视窗玻璃测试装置，示例性的，如图1，主要包括测试台1、测试盒2、支架3、测试组件4；测试台1其底部设置支腿，用于支撑各部件，方便进行检测工作；所述支架3的下端与测试盒2的顶部一侧固定连接；所述支架3的上端连接有可移动的上测试盒21，所述测试台1的顶部与上测试盒21对应位置固定安装有下测试盒22，所述上测试盒21和下测试盒22上下对应，合并时构成一个密封的内部空间。
37.将各部件集中在测试台1上，利用测试组件4中的酸碱喷液管5、加热管6、加压气管
7可以连续性的进行耐高温性、耐酸碱性、耐压性进行检测，节约了检测的时间。
38.如图2，所述测试盒2由上测试盒21和下测试盒22构成。两者结构相同，合并时构成一个整体，用于放置待检测的视窗玻璃。所述下测试盒21的内侧壁设有限位台阶10，上测试盒21、下测试盒22、限位台阶10的大小、形状，可以根据待检测的视窗玻璃大小、形状进行制定；上测试盒21通过螺栓固定在连接杆18的下端，下测试盒22通过螺栓固定在测试台1的顶部，便于进行更换。所述限位台阶10的表面粘接有密封条11，在将待检测的视窗玻璃放置在下测试盒22中，上测试盒21压合在下测试盒22的限位台阶10表面，使得密封条11紧贴在上测试盒21和下测试盒22之间，可以提高上测试盒21与下测试盒22之间的密封性。
39.在下测试盒22中设置视窗玻璃夹持机构，该夹持机构包括转轴、可定位的滑套、夹板，转轴设置有两组，两组转轴分别通过轴承转动安装在下测试盒22的两端侧壁，可定位的滑套套在转轴的外部，夹板固定在滑套的一侧，在实际操作时，将视窗玻璃通过夹板进行夹持固定在下测试盒22中，视窗玻璃通过转轴可翻转，在耐酸检测完成后，翻转玻璃，将另一面朝上，检测期间无需取出玻璃。
40.在下测试盒22中与夹持机构垂直的一侧设置擦拭机构，该擦拭机构包括伸缩臂和擦板，擦板固定在伸缩臂上，伸缩臂固定在下测试盒22的侧壁上，擦拭机构用于将玻璃上的酸液或碱液擦拭干净。
41.在上测试盒21中安装视觉传感器(如ccd相机)，视觉传感器采用耐高温防腐蚀摄像头，用于拍摄玻璃图片，对各个性能检测前后的图片进行对比。
42.如图1、2，所述上测试盒21中设有测试组件4；所述测试组件4包括与上测试盒21相连通的酸碱喷液管5、加热管6和加压气管7。酸碱喷液管5用于向待检测的视窗玻璃表面进行喷洒酸液、碱液，进行检测视窗玻璃的耐酸碱性。加热管6用于将热量传输到上测试盒21中，进行检测视窗玻璃的耐高温性。加压气管7用于向测试盒21中通入高压气体，进行检测视窗玻璃的耐压性。所述酸碱喷液管5、加热管6和加压气管7上均配装有阀门，便于关闭酸碱喷液管5、加热管6和加压气管7的管路。且上测试盒21中安装有温度传感器8和压力传感器9，两者均为数显式，便于实时反应温度、压力。所述酸碱喷液管5、加热管6、加压气管7、温度传感器8和压力传感器9依次排列于上测试盒21的顶部，设备集成化高，便于操作。
43.在酸碱喷液管5、加热管6上均配装有阀门，并在上测试盒21中安装温度传感器8和压力传感器9，在进行压力检测时，关闭酸碱喷液管5、加热管6上的阀门，可以避免气体泄漏，并经由压力传感器9可以实时监测测试盒2中的压力；温度传感器8可以进行监测温度。
44.如图3，所述支架3主要由固定杆12、上横杆13及下横杆14构成，三者之间构成“f”形的支架，用于支撑上测试盒21等部件。所述固定杆12的下端固定连接于测试台1的顶部；所述上横杆13和下横杆14的一端均固定连接于固定杆12的同一侧，上横杆13和下横杆14位于下测试盒22的正上方，便于上测试盒21和下测试盒22之间的对接。所述上横杆13和下横杆14的顶部分别开设有螺纹孔15和通孔16，且螺纹孔15和通孔16的中心点设置在同一垂直线上，利于保持螺杆17的下端与连接杆18的上端之间的对接。
45.在所述螺纹孔15的内部螺纹连接带有手轮的螺杆17；所述通孔16的内部活动插接有连接杆18，所述连接杆18的下端固定连接于上测试盒21的顶部。螺杆17的下端与连接杆18的上端之间为接触且不固定的连接关系，在需要下压上测试盒21的时候，转动螺杆17向下移动，压在连接杆18的上端，进而可以带动上测试盒21下移，上测试盒21和下测试盒22对
接时将密封条11压紧，上测试盒21和下测试盒22之间形成密封空间，便于进行检测。
46.如图3，所述连接杆18的外部设有限位板19和压缩弹簧20；所述限位板19固定连接于连接杆18的外部，所述压缩弹簧20位于限位板19的底部和下横杆14的顶部之间。在检测完成之后，松开螺杆17之后，压缩弹簧20回弹，可以将上测试盒21上移，使得上测试盒21和下测试盒22脱离，方便取出检测完成的视窗玻璃。在所述连接杆18的表面固定连接限位块23，并在所述通孔16的内侧开设有与限位块23相匹配的限位槽24，所述限位块23活动连接于限位槽24的内部。通过限位块23和限位槽24的配合，利于限制住连接杆18、上测试盒21的角度，确保上测试盒21和下测试盒22之间的对接。
47.如图4，在所述酸碱喷液管5的上端和下端分别连通有储液桶25和雾化头26；所述雾化头26位于上测试盒21的内部；所述酸碱喷液管5上配装有微型泵27，所述微型泵27位于阀门和储液桶25之间。
48.设置plc控制机构，plc控制机构与视觉传感器、测试组件4的阀门、温度传感器8、压力传感器9、夹持机构和擦拭机构电连接，通过plc控制器控制阀门的开关，根据温度传感器8、压力传感器9的数值分别控制加热管6、加压气管7的工作状态，并将视觉传感器拍摄的图片传至plc控制机构，在完成检测后，plc控制器将图片与进行检测之前拍摄的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出性能是否合格的结论，通常在某项性能检测时，玻璃表面若发生变化，即该项性能不合格，若未发生变化，即该项性能合格；plc控制机构对检测结果进行比对后，输出相应玻璃的检测报告，以及各个性能的检测结论，高度节约了检测时间，且结论的可靠性明显优于肉眼观察的判断。
49.在实际应用中，储液桶25分为酸储液桶和碱储液桶，两个储液桶通过三通管与酸碱喷液管5连通，并在三通管上配装阀门，方便进行喷洒酸、碱液。
50.例如，在实际操作时，先喷洒一定量酸液，静置一段时间后，检查视窗玻璃的耐酸性，通过擦拭机构擦净玻璃表面的酸液，夹持机构将视窗玻璃翻转后，再对视窗玻璃另一面喷洒一定量碱液，喷洒碱液之后，检查视窗玻璃的耐碱性，通过擦拭机构擦净玻璃表面的碱液。喷洒酸、碱液均是通过微型泵27进行抽取液体，经由雾化头26喷出，利于扩大液体的喷洒面积和均匀性。
51.如图4，所述加热管6包括耐高温隔热套管28和管状电热元件29；所述管状电热元件29安装于耐高温隔热套管28的内部，所述耐高温隔热套管28连通于上测试盒21的内部；所述耐高温隔热套管28与上测试盒21的连接处设置为密封结构。在进行检测视窗玻璃的耐高温性时，将其夹持在测试盒2中，然后经由管状电热元件29进行加温，并通过温度传感器8监测温度，便于对视窗玻璃的耐高温性进行检测。
52.如图4，所述加压气管7的两端分别连通有气管接头30和气泵31；所述气管接头30连通于上测试盒21的顶部，所述气泵31安装于测试台1的顶部。在进行检测视窗玻璃耐压性时，关闭酸碱喷液管5、加热管上6的阀门，可以避免气体泄漏，打开加压气管7上的阀门，将气泵31产生的高压气体输入到测试盒2中，并经由压力传感器可以实时监测测试盒中的压力。
53.在上述一种3d打印箱视窗玻璃的测试装置的基础上，本发明实施例还提供了一种3d打印箱视窗玻璃的测试方法，包括如下步骤：
54.1)耐酸、碱性检测
55.将待检测视窗玻璃放入到下测试盒22中，使用夹持机构夹住待检测视窗玻璃，转动螺杆17向下挤压连接杆18，将上测试盒21压合在下测试盒22的顶部；
56.先进行耐酸性检测，首先视觉传感器拍摄玻璃图片，图片传至plc控制器，随后，开启微型泵27将储液桶25的液体抽出经由雾化头26喷射在所述待检测视窗玻璃上；进行酸液喷洒，喷洒一定量酸液后，静置一段时间，视觉传感器拍摄玻璃图片，图片传至plc控制器，plc控制器将图片与进行检测之前拍摄的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐酸性是否合格的结论。然后，通过擦拭机构擦净玻璃表面的酸液，将视窗玻璃翻转，进行耐碱性检测，视觉传感器拍摄玻璃图片，图片传至plc控制器，再喷洒一定量碱液，喷洒碱液完成后，静置一段时间，利用视觉传感器拍摄玻璃图片，plc控制器将图片与进行检测之前拍摄的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐碱性是否合格的结论，通过擦拭机构擦净玻璃表面的碱液。
57.2)耐高温检测
58.对上述耐酸碱性检测合格的视窗玻璃进行耐高温检测，检测之前视觉传感器拍摄玻璃图片，图片传至plc控制器；通过管状电热元件29对测试盒2的内部进行加温，并通过温度传感器8监测温度，便于进行对视窗玻璃的耐高温性进行检测；
59.加热至一定温度后，保持一段时间，通过视觉传感器拍摄玻璃图片，与检测之前拍摄的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐高温性是否合格的结论。
60.3)耐压力检测
61.对上述耐酸碱性、耐高温性合格的视窗玻璃进行耐压力检测，检测之前视觉传感器拍摄玻璃图片，图片传至plc控制器；
62.关闭酸碱喷液管5、加热管上6的阀门，避免气体泄漏，打开加压气管7上的阀门，将气泵31产生的高压气体输入到测试盒2中，并经由压力传感器9实时监测测试盒中的压力，加压至一定压力后，保持一段时间，通过视觉传感器拍摄玻璃图片，与检测之前拍摄的玻璃图片对比，根据玻璃表面是否变化，得出耐压力性是否合格的结论。
63.4)完成视窗玻璃的耐酸、碱性、耐高温性、耐压力性的检测后，输出相应玻璃的检测报告，检测报告包括各项性能检测前后的对比图片以及相应性能是否合格的结论。
64.尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：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；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范围。