一种基于机器视觉的辊筒周期异物清理机构的制作方法

本技术涉及一种基于机器视觉的辊筒周期异物清理机构，具体涉及一种基于机器视觉精准识别辊筒表面异物并进行定向清理的自动化装置，属于辊面清洁。

背景技术：

1、薄膜生产过程中，尤其在双向拉伸工艺中，铸片辊是整个流程的关键部件之一，其作用是将从模头挤出的高温熔融原料进行急速、均匀的冷却，从而形成厚度均匀、结构稳定的铸片，是后续进行纵向拉伸和横向拉伸的基础，其质量直接决定了最终薄膜产品的性能呈现。

2、在薄膜生产的铸片环节，铸片辊的表面清洁度对薄膜质量具有决定性影响，尤其在光学薄膜等高端应用中，任何表面缺陷或内在性能波动都可能导致产品不达标。因此，保障铸片辊的清洁状态成为生产控制中的核心环节。然而，在实际生产过程中，铸片辊表面常受到多种异物污染的困扰，主要包括树脂熔体中析出的低分子量添加剂或低聚物，以及来自生产环境中的灰尘与悬浮颗粒。这些附着在辊面的微小异物会在薄膜表面形成一个对应的“凸点”或缺陷，并且在后续的拉伸工序中会被放大，易引发破膜、鱼眼、晶点等质量问题，此外，异物的附着还会阻碍该区域局部的热传导，导致薄膜冷却不均，从而影响其结晶行为与微观结构均匀性，最终对薄膜的物理、光学等综合性能产生不利影响。

3、目前，辊面清洁技术已受到广泛关注，例如中国专利cn114289366a提出的一种具备径向驱动与同步吸尘功能的擦拭装置，通过液压控制擦拭辊沿工作辊径向移动，并配合吸风罩与除尘系统实现在线清理与粉尘抽吸，可在不影响辊面与带钢质量的前提下完成清洁。但该装置的清洁对象、工况与薄膜铸片辊存在显著差异，难以适用于光学级薄膜生产环境，一方面，在线抽吸系统易干扰净化空间的气流组织，反而可能导致更多粉尘与异物附着于辊面；另一方面，光学级铸片辊精度要求极高，轻微的擦拭或接触都可能造成不可逆损伤，因此采用抛光辊进行抛光接近的方式在此类高精度场景下并不适用。

4、又如中国专利cn216420313u提出的一种用于卷膜生产的辊面异物实时去除装置，该装置主要由支撑机构、导辊组件、平移传动机构、第一与第二安装机构以及除污机构组成，其中，导辊组件安装于支撑机构顶部，用于引导卷膜运行；平移传动机构则驱动第一、第二安装机构进行移动，除污机构安装于此二者之间，其核心除污部件为专用刀具，通过使其刀口与卷膜表面保持接触，在卷膜行进过程中，可连续铲除其表面附着的杂物，旨在实现不停机状态下的在线连续清洁，以保障生产效率和产品表面质量。但该装置仍然难以适用光学级薄膜铸片辊的清洁，光学级铸片辊表面的异物通常为微米级别，若采用该装置中的刀具进行清除，极易在接触瞬间对辊面造成划伤甚至永久性损伤，无法满足光学级薄膜辊面所要求的极高精度镜面环境。

5、以及中国专利cn222469926u提出的一种辊面在线清理装置，旨在解决人工拭效率低、安全性差及效果不稳定等问题。该装置主要由导轨部、滑移部、辊面擦拭部及动力部构成。其中，导轨部固定于槽体两端，滑移部可沿其轨道滑动;辊面擦拭部安装于滑移部上并随其同步移动，其表面缠绕有耐腐蚀无纺布材料；动力部则驱动滑移部进行往复运动。该装置通过上述机构的协同配合，可实现一键启动后对辊面的快速、多次自动化清理，不仅操作简便效率高，更能使辊面长期保持清洁状态，从而保障膜生产的质量稳定性。该装置同样不适用于光学级薄膜铸片辊，首先，其采用的无纺布在接触高达100℃的辊面时，易发生变形、收缩，导致局部硬度突变，存在刮伤极高精度镜面辊的重大风险；其次，装置缺乏精密的压力传感与控制系统，无法保证擦拭力度始终处于安全阈值内，极易造成擦伤或撞伤；最后，其往复式的横向擦拭轨迹极不合理，在光学级辊面清洁中，横向移动易使微米级异物在镜面上产生划痕，因此必须采用定位精准的纵向擦拭方式。

技术实现思路

1、为解决现有技术缺乏高精度镜面辊（如光学级薄膜铸片辊）专用清洁装置的问题，本实用新型提供了一种基于机器视觉的辊筒周期异物清理机构，以机器视觉的检测作为依据，通过移动定位组件和辊筒擦拭清理组件的协同配合，实现了对辊面异物与周期性缺陷的精准定位与定向清理，可以大幅度节省成本，同时减少污染，避免人身伤害的损失，由于采用擦拭纸带进行机械擦拭，相应擦拭力道可以量化，进一步避免了因擦拭辊面不合理而导致的辊面损伤，可广泛应用于各类高精度镜面辊的异物清洁工作。

2、本实用新型通过下述技术方案实现：一种基于机器视觉的辊筒周期异物清理机构，包括视觉检测系统、移动定位组件和辊筒擦拭清理组件，

3、所述视觉检测系统用于在线检测辊筒表面的异物或周期性缺陷，并获取所述异物或缺陷的机械坐标；

4、所述移动定位组件包括纵向移动机构、横向移动机构、升降机构以及驱动各机构的伺服电机，伺服电机连接视觉检测系统，纵向移动机构、横向移动机构、升降机构以及伺服电机配合使辊筒擦拭清理组件移动至机械坐标对应的辊面位置；

5、所述辊筒擦拭清理组件设于移动定位组件的升降机构上，包括擦拭纸收放机构、浸润结构和抛光膏挤出结构，擦拭纸收放机构用于支撑并传动擦拭纸带，浸润结构设置有浸润液流道，用于将高流动性浸润液输送并附着于擦拭纸上，抛光膏挤出结构设置有抛光膏流道及刮刀，用于将低流动性抛光膏均匀挤出至擦拭纸上。

6、所述纵向移动机构包括沿辊筒传动方向布置的纵向滑轨以及沿纵向滑轨移动的纵向滑块；所述横向移动机构包括沿辊筒轴向布置的横向滑轨以及沿横向滑轨移动的横向滑块，所述横向滑轨设于纵向滑块上，所述升降机构设于横向滑块上。

7、所述伺服电机包括分别连接视觉检测系统的第一高精度伺服电机、第二高精度伺服电机和第三高精度伺服电机，第一高精度伺服电机驱动纵向滑块；第二高精度伺服电机驱动横向滑块，第三高精度伺服电机驱动升降机构。

8、所述擦拭纸收放机构包括两个旋转盘和收放电机，两个旋转盘分别用于放纸和收纸，收放电机控制擦拭纸带的旋转和收放。

9、所述浸润结构还包括连接浸润液流道并控制浸润液输送的第一供给电机。

10、所述抛光膏挤出结构还包括连接抛光膏流道并控制抛光膏挤出的第二供给电机。

11、所述抛光膏挤出结构还包括与配合刮刀以收集多余抛光膏的收集槽。

12、所述辊筒擦拭清理组件还包括检测擦头与辊面距离的红外传感器。

13、所述辊筒擦拭清理组件还包括检测辊面擦拭力度的压力传感器。

14、本实用新型与现有技术相比，具有以下优点及有益效果：

15、（1）本实用新型依托于机器视觉系统对异物及周期性缺陷的精准识别与坐标定位，结合高精度伺服电机驱动的三维移动平台（移动机构、横向移动机构和升降机构），能够自动、精准地将清理组件移动至目标位置，实现了从“面清洁”到“点处理“的跨越，避免了无畏的全辊面接触与磨损，实现精准定位和定向清理。

16、（2）本实用新型能够有效保护辊面，通过红外传感器与压力传感器的协同作用，实现了擦拭头与辊面距离、擦拭压力的实时监测与闭环控制确保了清理力度始终处于安全阈值内，从根本上杜绝了因力道不当对高价值镜面辊面造成划伤或撞伤的风险。

17、（3）本实用新型能够精准适配不同辊面清洁情况，通过辊筒擦拭清理组件集成的浸润结构与抛光膏挤出结构，可根据异物性质（粉尘粘连或轻微凹痕划痕）选择并输送高流动性浸润液或低流动性抛光膏，并通过高精度供给电机与刮刀结构实现对介质用量的精确控制，既保证了清理效果，又避免了二次污染。

18、（4）本实用新型实现了清洁过程的完全自动化，无需操作人员进入设备内部进行高危手工作业，彻底消除了人身安全风险。同时，该定向清理方式极大减少了清洁耗材的浪费与因擦拭不准确造成的产品报废，综合运营成本显著降低。

19、（5）本实用新型结构设计合理，控制精密，尤其适用于光学级膜产线等对清洁度与设备保护要求极高的场景，但其应用不限于此，还可广泛应用于各类高精度镜面辊的在线维护。