一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置制造方法及图纸

本实用新型专利技术提供一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，包括热压系统和漫反射光学检测控制系统；热压系统包括由上至下依次设置的加热装置、上模板、模芯固定装置、微结构模芯、弹性微孔网、工件、工件定位装置和下模板；所述微结构模芯通过模芯固定装置固定于上模板下方，上模板及微结构模芯通过加热装置进行加热；弹性微孔网包覆于微结构模芯底部；工件通过工件定位装置固定于下模板上，并与微结构模芯相对设置；漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置、光线接收装置及光信号处理控制模块；光线接收装置与光信息处理控制模块信号连接。该装置利用漫反射原理可快速、可靠实现在线检测工件表面微结构成型情况，提高了检测效率。

【技术实现步骤摘要】
一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置
本技术涉及工件表面复合微结构阵列热压微成型在线监控和智能故障诊断的
，更具体地说，涉及一种利用漫反射原理在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置。
技术介绍
高精度的微结构阵列可以应用于LED照明、微流控芯片、光伏发电、光学传感器、光成像系统、液晶显示屏、太阳能电池等领域。对比平面微结构阵列，空间复合微结构具有更大表面积比，显示出更优越的性能。但其制造成本高，复合微结构阵列热压微成型技术为低成本制造，实现产业化成为可能。关键技术是如何快速将微米乃至纳米阵列结构形貌高精度复制到工件表面，并在线智能检测复合微结构成型形貌，快速反馈回控制中心，实现复合微结构的智能制造。目前，微结构阵列形貌检测采用物理探针法和白光干涉法，但若检测宏观表面微阵列的成型精度工作效率会很低，且无法在线检测识别。空间复合微结构阵列需要进行三维立体检测，效率更低。但日益发展的个性化、多样化生产对工件表面复合微机构的不同尺寸提出要求，并且在实际生产过程中，产品质量容易受到天气温度变化、加工工件尺寸，设备震动的影响。因此，有必要在复合微结构阵列热压微成型的生产过程中在线检测，实时调整热压微成型工艺参数，实现复合微结构阵列宏观产品的精密制造。
技术实现思路
本技术的目的在于克服现有技术中的缺点与不足，提供一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，该装置利用漫反射原理可快速、可靠实现在线检测工件表面微结构成型情况，不仅极大地提高了检测效率，缩短检测周期，从而降低了时间成本，而且可为后续工艺生产调整工艺参数提供依据，以提高加工质量和效率。为了达到上述目的，本技术通过下述技术方案予以实现：一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，其特征在于：包括热压系统和漫反射光学检测控制系统；所述热压系统包括由上至下依次设置的加热装置、上模板、模芯固定装置、微结构模芯、弹性微孔网、工件、工件定位装置和下模板；所述微结构模芯通过模芯固定装置固定于上模板下方，上模板及微结构模芯通过加热装置进行加热；所述弹性微孔网包覆于微结构模芯底部；所述工件通过工件定位装置固定于下模板上，并与微结构模芯相对设置；所述漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置、光线接收装置及光信号处理控制模块；所述光线发射装置及光线接收装置分别位于热压系统两侧；所述光线接收装置与光信息处理控制模块信号连接。在上述方案中，本技术的装置通过控制下模板带动工件向包覆有弹性微孔网的微结构模芯合模，并保压一定时间，使得工件表面微成型得到由微结构模芯表面与弹性微孔网复合而成的复合微结构；并控制光线发射对工件表面发射光线以及控制光线接收装置接收漫反射光线，实现对工件表面复合微结构的成型情况进行检测，从而实现利用漫反射原理快速、可靠实现在线检测工件表面微结构成型情况，不仅极大地提高了检测效率，降低了时间成本，而且可为后续工艺生产调整工艺参数提供依据，以提高加工质量和效率。所述光线发射装置发射的光束与工件表面的入射角θ为10°～80°。所述光线发射装置中光线发射器的个数n与单束光束辐射工件宽度d及工件的宽度l之间的关系为：所述光线接收装置为光照度传感器；所述光照度传感器设置于入射光在工件表面发生镜面反射的理论方向。所述弹性微孔网由尼龙丝线纺织制成或金属丝线纺织制成。所述弹性微孔网为利用激光打孔方法在材料表面打孔形成的微孔网。所述微结构模芯由不锈钢材料、陶瓷材料或碳化硅材料制成。所述弹性微孔网的孔径比微结构模芯的表面微结构尺寸小。包覆于微结构模芯底部的弹性微孔网为自然伸长状态。与现有技术相比，本技术具有如下优点与有益效果：本技术一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置利用漫反射原理可快速、可靠实现在线检测工件表面微结构成型情况，不仅极大地提高了检测效率，缩短检测周期，从而降低了时间成本，而且可为后续工艺生产调整工艺参数提供依据，以提高加工质量和效率。附图说明图1是本技术在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置示意图；图2是镜面反射原理图；图3是漫反射原理图；图4是复合微结构微成型效果图；其中，1、光源固定装置；2、上模板；3(A)及3(B)、模芯固定装置；4、加热装置；5、微结构模芯；6、弹性微孔网；7、接收器固定装置；8、光线接收装置；9、下模板；10、工件夹紧装置；11、工件；12、工件定位装置；13、光线发射装置；14、光信号处理控制模块。具体实施方式下面结合附图与具体实施方式对本技术作进一步详细的描述。实施例一如图1所示，一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置包括热压系统和漫反射光学检测控制系统，其中，热压系统包括由上至下依次设置的加热装置4，上模板2，模芯固定装置3(A)、3(B)，微结构模芯5，弹性微孔网6，工件11，工件定位装置12和下模板9；微结构模芯5通过模芯固定装置3(A)、3(B)固定于上模板2下方，上模板2及微结构模芯5通过加热装置4进行加热；弹性微孔网6包覆于微结构模芯5底部，工件11通过工件定位装置12固定于下模板9上，并与微结构模芯5相对设置。而漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置13、光线接收装置8及光信号处理控制模块14；光线发射装置13及光线接收装置8分别通过光源固定装置1及接收器固定装置7固定于热压系统两侧，光线接收装置8与光信息处理控制模块14信号连接。本实施例中，光线发射装置13发射的光束与工件11表面的入射角θ为45°，光线发射装置13中光线发射器的个数n可以通过公式来计算，本实施例的工件的宽度l为20mm，单束光束辐射工件的宽度d为5mm，光线发射器的个数n可计算为4个。本技术光线接收装置8为光照度传感器，该光照度传感器设置于入射光在工件11表面发生镜面反射的理论方向。本实施例的弹性微孔网6由尼龙丝线纺织制成，该弹性微孔网6的孔径为20μm，高度为30μm。本实施例的工件11为亚克力材料，微结构模芯5材料为不锈钢，表面微槽结构高度为100μm，宽度为375μm，弹性微孔网6四周与微结构模芯5侧壁固定，包覆于微结构模芯5底部的弹性微孔网6为自然伸长状态。本实施例在线检测控制复合微结构阵列微成型装置是这样工作的：通过控制光线发射装置13对工件11表面发射光线以及控制光线接收装置8接收漫反射光线，实现对工件11表面复合微结构的成型情况进行检测，具体为：首先，设定复合微结构目标成型高度及热压工艺参数；其次，控制下模板9带动工件11向包覆有弹性微孔网6的微结构模芯5合模，并保压一定时间，使得工件11表面微成型得到由微结构模芯5表面与弹性微孔网6复合而成的复合微结构，如图4所示；其中，复合微结构包括微槽形结构及表面小微透镜结构；然后，在下模板9带动工件11膜过程中，控制光线发射装置13以移动的方式，采用单个光线发射器向工件11发射平行光线，并采用光线接收装置8接收漫反本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，其特征在于：包括热压系统和漫反射光学检测控制系统；所述热压系统包括由上至下依次设置的加热装置、上模板、模芯固定装置、微结构模芯、弹性微孔网、工件、工件定位装置和下模板；所述微结构模芯通过模芯固定装置固定于上模板下方，上模板及微结构模芯通过加热装置进行加热；所述弹性微孔网包覆于微结构模芯底部；所述工件通过工件定位装置固定于下模板上，并与微结构模芯相对设置；/n所述漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置、光线接收装置及光信号处理控制模块；所述光线发射装置及光线接收装置分别位于热压系统两侧；所述光线接收装置与光信息处理控制模块信号连接。/n

【技术特征摘要】
1.一种在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，其特征在于：包括热压系统和漫反射光学检测控制系统；所述热压系统包括由上至下依次设置的加热装置、上模板、模芯固定装置、微结构模芯、弹性微孔网、工件、工件定位装置和下模板；所述微结构模芯通过模芯固定装置固定于上模板下方，上模板及微结构模芯通过加热装置进行加热；所述弹性微孔网包覆于微结构模芯底部；所述工件通过工件定位装置固定于下模板上，并与微结构模芯相对设置；
所述漫反射光学检测控制系统包括光线发射装置、光线接收装置及光信号处理控制模块；所述光线发射装置及光线接收装置分别位于热压系统两侧；所述光线接收装置与光信息处理控制模块信号连接。


2.根据权利要求1所述的在线检测控制复合微结构阵列微成型的装置，其特征在于：所述光线发射装置发射的光束与工件表面的入...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡满凤，谢晋，李伟，石凯，卢阔，何铨鹏，
申请(专利权)人：佛山科学技术学院，
类型：新型
国别省市：广东;44