CN101024275A - 板材的倒角装置中的加工尺寸的测量方法和修正方法 - Google Patents

Abstract

一种测量和修正矩形玻璃基板边缘的倒角尺寸的方法。该方法不必把工件从倒角装置上拆卸下来，就能自动检测加工尺寸，并根据检测到的值修正倒角装置的工作台和工具的位置。该方法把定位标记附设在板材上形成直角三角形的三个顶点的位置上，在对板材与进给方向平行的侧边缘进行加工之后，在第一测量工序中，将板材向送回的方向输送，由两台照相机中的一台照相机读取附设在进给方向上的两个标记，检测这两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差；在第二测量工序中，在把照相机移动到读取该板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，用两台照相机来检测该侧边缘的加工尺寸。此外还可以根据这种检测结果，求出工作台的角度和工具高度的修正值。

Description

板材的倒角装置中的加工尺寸的测量方法和修正方法

技术领域

本发明涉及一种对用于显示屏之类的矩形玻璃基板的边缘进行加工的倒角装置中的加工尺寸的测量和修正方法，即，涉及一种对作为试验加工和抽样检查对象的板材的加工尺寸，进行自动测量，根据该测量值来修正倒角装置的工作台和工具位置的方法。

背景技术

玻璃基板的倒角装置，是用工具(通常是砂轮)对通过割断等而被切断的玻璃基板的边缘上所产生的尖锐的棱线和棱角进行倒角或者倒圆加工的装置。如图8所示，通常，这种倒角装置具有用负压吸附玻璃基板1的工作台2，和设置在这种工作台两侧的工具3。工作台2利用旋转装置能绕着垂直轴线旋转90°，而且，工作台2和工具3、3在规定的进给方向上能够作相对移动。基板1固定在工作台上，并且使要加工的边缘8与上述进给方向平行。

用作显示屏的玻璃基板，为了大型化和减轻重量，基板的厚度变得较薄，倒角的宽度在0.3mm左右，并要求有较高的加工精度。为了实现这种较高的加工精度，在玻璃基板1(或者贴附在基板上的薄板)上，在直角三角形的顶点位置上附上定位标记(对准标记)4，该直角三角形正交的两条边的方向为玻璃基板1的边缘的方向，用设置在与工作台的进给方向正交的方向(以下，称之为“宽度方向”)上的两台照相机5、5，来读取三个定位标记4中的在宽度方向上的两个标记，以便设定工作台的旋转角度和工具位置。

即，调整工作台2的角度，以便与把两个标记4、4的位置连接起来的线正交的方向为进给方向，上述两个标记4、4的位置是从利用宽度方向的两台照相机的图像传感器所读取的图像中检测到的。并且，根据由标记4、4的位置检测到的基板1的中心位置，和预先记录在控制装置中的基板尺寸，调整工具3、3在宽度方向上的位置，进行基板的加工，以使倒角的宽度达到规定的目标值。

然后，当基板的一方相对边缘8、8的加工结束之后，将工作台2旋转90°，把工具3的宽度方向的位置设定在新的位置上，再加工第二相对边缘9、9。

另外，如图9所示，由于倒角装置的工具3是用若干块圆板状的砂轮16、16的外周对基板边缘的上、下棱线同时加工，而砂轮16、16固定在与基板的进给方向大致平行的上、下旋转轴15u、15l上，通过把工具3、3的高度调整成如下高度，使得两根旋转轴15u、15l的中间高度处于工作台2上的基板1的厚度中心，从而能把上、下棱线的倒角宽度调整为同样的宽度。此外，在图中的工具3上，在下旋转轴15l的前后端上，固定着具有顶角为45°的圆锥面的角部倒角砂轮17，用这个角部倒角砂轮17进行基板角部(四个角)的倒角。

在这种倒角装置上，设有基板的自动输送装置，以便连续地进行许多基板的倒角加工。如上所述，加工时的工作台2的方向和工具3、3的位置，以附设在玻璃基板1上的定位标记4的位置作为基准来进行调整，以进行准确的加工。可是，例如，当两台照相机5、5的位置关系有了误差，或者工具3磨损，工具3的高度有误差时，就会使所加工的基板的倒角尺寸产生误差。

因此，以往是把进行试验加工的基板从加工机器上取出来后，放在测量仪器上，由操作者用测量仪的显微镜测量从定位标记4(参见图10)到倒角线7的距离a、b，和倒角宽度c、d，和角部的倒角尺寸e、f，再根据测量值来调整工作台的方向和工具的宽度方向以及高度位置。还有，为了修正由于经过一段时间后工具磨损等所造成的加工尺寸的变化，要适当地抽取加工完了的基板，用与上面所述同样的方法测定倒角尺寸，对工具位置进行修正等。

可是，在上述以往的方法中，由于加工尺寸的测量要用人工来进行，因而存在以下问题：操作人员必须有熟练的技能；有可能发生因为不注意和看错而产生的测量误差；需要根据测量值来计算工作台角度和工具位置的修正值，在这种作业上需要花费时间；操作人员需要把计算出来的修正值人工输入到倒角装置的控制器中去，有可能产生输入错误等等。还有，作为倒角装置所特有的问题，还会产生如下问题：伴随着作为工件的玻璃基板的大面积化和厚度的薄型化，把试验加工的基板和抽样检查的基板，从倒角装置中取出来并把它设置在检测装置上的作业难度增大了；并且，随着工作台的大型化，加工尺寸的误差也增大了。

即，由于玻璃的面积大，厚度薄，因此如果运送基板时不加注意，基板可能会在运送过程中破碎，因而需要准备专用的运送装置，把所测量的基板从倒角装置中取出来，安装在检测装置上，或者要用好几个作业人员特别小心地进行联合作业来运送基板，这样就产生了增加设备的负担或作业负担，而且运送时还要耗费时间等等问题。此外，由于基板的大型化以及随之而产生的工作台的大面积化，就会发生下列问题，即工作台在进给方向上的角度误差和平面度或水平度的误差，使得沿着工件边缘方向的倒角宽度的变化，和上、下倒角宽度不一致的误差增大。

发明内容

本发明就是为了解决以往的方法中存在的上述问题而提出来的，其目的是提供一种不必把作为工件的板材从倒角装置中取出来，就能自动测量加工尺寸，并能根据该测量值，以比以往更高的精度来修正倒角尺寸的误差的技术手段。

解决上述问题的本发明的第一方面，倒角装置中的倒角尺寸的测量方法，即把定位标记4附设在进行倒角加工的板材1上成直角三角形的三个顶点的位置上，以装载在倒角装置上的照相机5所读取的上述标记的位置作为基准，对上述板材的四条边8、9进行倒角加工，其特征在于，读取附设在与板材1相对于工具3的相对进给方向正交的方向上的两个上述标记，确定上述板材相对于进给方向的方向，对与该进给方向平行的侧边缘进行加工，在第一测量工序中，将该板材向送回的方向输送，由上述两台照相机5中的一台照相机读取附设在进给方向上的两个上述标记，检测这两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差；在第二测量工序中，在把上述照相机移动到读取该板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，用上述两台照相机来检测该侧边缘的加工尺寸。

本发明的第二方面，是在上述本发明的第一方面的检测方法中，还有下列特征：设置用于读取上述板材1的侧边缘的下表面的下部照相机6，在上述第二测量工序中，在把该下部照相机移动到读取上述板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，并用两台照相机5和两台下部照相机6检测侧边缘的上、下加工尺寸，它能同时测量板材1的两个面上的倒角尺寸。

本发明的第三方面，是根据以上述方法测量的倒角尺寸，修正加工尺寸的方法，即把定位标记4附设在板材1上的成直角三角形的三个顶点的位置上，以设置在倒角装置的板材载置工作台2的上方的上部照相机5所读取的该标记的位置作为基准，对上述板材的四条边8、9进行倒角加工，其特征在于，设置用于读取上述板材的侧边缘下表面的下部照相机6，读取附设在与板材1相对于工具3的相对进给方向正交的方向上的两个上述标记，来确定上述板材相对于进给方向的方向，对与该进给方向平行的侧边缘进行加工；在第一测量工序中，将该板材向送回的方向输送，由上述两台上部照相机5中的一台照相机读取附设在进给方向上的两个上述标记，检测这两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差；在第二测量工序中，在把上述上部照相机5和下部照相机6移动到读取该板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，用上述两台上部照相机和两台下部照相机来检测该侧边缘上、下加工尺寸；由第一测量工序中检测到的两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差，计算上述工作台的角度误差；由上述第二测量工序中检测到的侧边缘的上、下加工尺寸的差，计算工具的高度误差；用上述计算出来的角度误差，来修正工作台角度的指令值，用上述计算出来的高度误差，来修正工具高度的指令值。

在本发明的方法中，由于在使板材1沿着进给方向或送回方向移动的中途，用一台照相机来读取在进给方向上并列的两个定位标记，所以能以更高的精度检测工作台2的角度误差。由于能同时检测上述工作台的角度误差和倒角尺寸的误差，所以通过把加工时的工作台的角度误差加在所测量的倒角尺寸上的计算，就能算出修正误差用的工具位置的修正值。即，在试验加工中，省去了在修正了工作台的角度误差之后，进行试加工的重复手续。此外，用经过抽样检查的板材，能同时进行工作台角度的修正和工具位置的修正这两种修正。根据检测到的上、下倒角线到定位标记4的距离的平均值，或上、下倒角宽度的平均值与它们的目标值之间的差，计算出宽度方向的位置修正量，并且由上、下倒角宽度的差，计算出上下方向的位置修正值。

在本发明中，使用装载在倒角装置上的照相机，在倒角装置上进行加工尺寸的检测，借助于预先在倒角装置的控制器中记录由测量值计算工作台角度和工具位置的修正值的计算公式，能够自动计算那些修正值，并根据这些计算值，对控制器的指令值进行修正，从而能够自动进行修正。因此，不需要为了测量而把板材从倒角装置上取下来的作业，从而能大幅度减少测量所需要的时间和工作负担，并且能防止伴随人工测量和输入修正值而可能产生的检测误差、修正值的计算误差、输入误差所产生的次品。此外，由于根据检测及其测量值能自动地进行修正值的计算和输入，所以除了能缩短所需要的时间之外，还能不给操作者带来任何作业负担。

另外，能以比以往更高的精度来进行板材进给方向上的修正，与此同时，借助于在工作台2的上、下设置照相机，能自动进行上、下倒角宽度的测量，并修正工具的高度，从而取得能自动修正上、下倒角宽度误差的效果。

附图说明

图1是表示加工第一相对边缘的步骤的图；

图2是表示测量工作台的倾斜误差的工作过程的图；

图3是表示测量加工尺寸的工作过程的图；

图4是表示加工第二相对边缘的工作过程的图；

图5是表示在加工第二相对边缘时，检测工作台的倾斜误差的工作过程的图；

图6是表示测量第二相对边缘的加工尺寸的工作过程的图；

图7是表示倒角装置的设备设置的示意立体图；

图8是表示以往的倒角装置的设备设置的一个例子的示意立体图；

图9是表示倒角工具一个例子的立体图；

图10是表示倒角尺寸的板材的局部平面图。

标号说明

1：板材，2：工作台，3：工具，4：定位标记，

5：照相机(上部照相机)，6：下部照相机，7：倒角线

具体实施方式

下面，参照附图说明本发明的实施方式。如图7所示，在实施本发明的方法的倒角装置上，设有用于读取所加工的板材1的相对边缘下表面的倒角线的下部照相机6、6。工作台2、工具3、读取定位标记用的照相机(上部照相机)5，和这些部件的安装结构和设置在板材1上的定位标记4，都与以往的相同。上部和下部照相机5、6与工具3装载在同一个支承台(图中未表示)上，分别能沿着宽度方向自由移动，工具3与照相机5、6在进给方向上的位置关系不变。下部照相机6、6只在读取后述的加工尺寸时，移动到上部照相机5、5的正下方位置上，除了这个情况以外，退避到外侧去。

试验加工的板材和抽样检查的板材(以下简称为“工件”)，按照图1到图6所示的步骤，进行加工和测量。

图1是表示加工第一相对边缘8、8的步骤的图，用两台上部照相机5、5来读取附在工件1的宽度方向上的两个定位标记4、4，从通过图像处理而获得的定位标记4、4的位置坐标，计算出工作台的倾斜以及工件的进给方向和宽度方向的中心位置，设定工作台2的方向和工具3的位置(图1(a))。接着，通过工作台与工具3的相对移动，把工件1向+Y方向(图中的上方)输送，用工具3对第一相对边缘8、8进行倒角加工(图1(b))。加工完成之后，让工具3向外侧退避(图1(c))。

另外，在对(图1(b))中所示的边缘加工的前后，要用上述角部倒角砂轮17、17对工件的角部1a、1b进行倒角加工(图10的e、f)。

图2是表示测量工作台的倾斜误差的工作过程图。从结束对工件的第一相对边缘进行加工的图1(c)的状态开始，使工件1对着照相机5沿着-Y方向(图面的下方)移动，用上部照相机5中的一台照相机(图上左侧的照相机)读取沿着进给方向并排的两个定位标记4(图2(a)、(b))。然后，在工件通过照相机位置之后，使上部和下部照相机5、6移动到第一相对边缘8的位置上(图2(c))。

图3是表示测量加工尺寸的工作过程的图。从图2(c)的用高精度检测工件的倾斜度的工序完成的状态开始，再次使工件向+Y方向送进，用上部和下部照相机5、6读取进给方向的边缘8的中央部或沿着边缘8的若干部位8a，从图3(b)所示的图像，测量图10中所示的从第一边缘8的倒角宽度c，以及定位标记4到倒角线的距离a(能从所测量的倒角线7的位置和已经读到的定位标记4的坐标计算出来)。倒角宽度c通过上部和下部照相机5、6能够测量上面和下面的宽度。

当测量时的照明光量过于弱时，如图3(c)所示，有时会读出照相机一侧的面上的倒角线7，和相反一侧的面上的倒角线7a这两个数据，此时，将无法判断究竟应该读取哪一条倒角线。在这种情况下，可以通过提高照射在读取位置上的照明光的照度，使相反一侧的面上的读取线不被读取。

图4是加工第二相对边缘9的工作过程图。从对第一相对边缘8的测量完成之后，用图4(a)中的假想线所表示的状态开始，使工作台向着箭头A所示的方向转动90°，让下方的照相机6退避到外侧，在重新设定工具3的位置之后，通过将工件1相对于工具3向-Y方向送进，对第二相对边缘9进行倒角加工(图4(b))。由于在加工图1的第一相对边缘8时，已经把所有四个角都加工好了，因此在加工第二相对边缘9时，不再需要进行角部的倒角加工。加工结束之后，使工具3退避(图4(c))。

图5是表示在加工第二相对边缘9时，对工作台的倾斜误差进行精密测量的工作过程图。由于这种工作过程与图2(a)中所说的工作过程相同，所以只表示了与图2(a)对应的图。

图6是表示测量第二相对边缘9的加工尺寸的工作过程图。在本实施方式中，在此对角部的倒角尺寸进行测量。即，用上部和下部的照相机5、6读取前、后角部1a、1b和进给方向上的边缘9的中央部，或者沿着边缘9的若干部位9a，从图6(b)、(c)中所示的图像和与图3(b)所示相同的图像，测量图10所示的角部的倒角尺寸e、f，和从第二相对边缘9的倒角宽度d、以及从定位标记4到倒角线7的距离b。当这种测量结束时，由于工件1回到最初搬入倒角装置中的位置，所以通过设置在倒角装置上的运出装置，将其搬出到下一个工序中去。

这样，在对试验工件或者被抽样检查的工件进行测量之后，根据其测量值，计算出必要的工作台2的角度修正值、以及工具3在宽度方向和上下方向上的修正值，在以后进行板材加工的过程中，用计算出来的修正值来修正NC装置的指令值，就能设定工作台角度的位置和工具在宽度方向X及上下方向Z的位置，再进行加工。对不施行这些测量的板材的加工是通过以下两种工作过程进行：加工图1的第一相对边缘的工作过程；和把图4的板材旋转90°并对第二相对边缘进行加工的工作过程。完成了对第二相对边缘进行加工的图4(c)的板材的位置，与板材的搬入位置是同一个位置，利用设置在这个位置上的搬入搬出普通板材的装置，就能把试验工件和抽样检查的工件搬出。

Claims (3)

1.一种倒角装置中的倒角尺寸的测量方法，把定位标记附设在板材上成直角三角形的三个顶点的位置上，并以装载在倒角装置上的照相机所读取的上述标记的位置为基准，对上述板材的四条边进行倒角加工，其特征在于，

读取附设在与板材相对于工具的进给方向正交的方向上的两个上述标记，确定上述板材相对于进给方向的方向，对与该进给方向平行的侧边缘进行加工，在第一测量工序中，将该板材向送回的方向输送，由上述两台照相机中的一台照相机读取附设在进给方向上的两个上述标记，检测这两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差；在第二测量工序中，在把上述照相机移动到读取该板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，用上述两台照相机来检测该侧边缘的加工尺寸。

2.如权利要求1所述的倒角装置中的倒角尺寸的测量方法，其特征在于，

设置用于读取上述板材的侧边缘下表面的下部照相机(6)，在上述第二测量工序中，在把该下部照相机移动到读取上述板材的侧边缘的位置上之后，送进该板材，并用两台上述照相机和两台上述下部照相机来检测侧边缘的上、下的加工尺寸。

3.一种倒角装置中的倒角尺寸的修正方法，把定位标记附设在板材上成直角三角形的三个顶点的位置上，以设置在倒角装置的板材载置工作台上方的上部照相机所读取的上述标记的位置为基准，对上述板材的四条边进行倒角加工，其特征在于，

设置用于读取上述板材的侧边缘下表面的下部照相机(6)，读取附设在与板材相对于工具相对进给方向正交的方向上的两个上述标记，确定上述板材相对于进给方向的方向，对与该进给方向平行的侧边缘进行加工；在第一测量工序中，将该板材向送回的方向输送，由上述两台上部照相机中的一台照相机读取附设在进给方向上的两个上述标记，检测这两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差；在第二测量工序中，在把上述上部照相机和下部照相机移动到读取该板材的侧边缘的位置之后，送进该板材，用上述两台上部照相机和两台下部照相机来检测该侧边缘上、下加工尺寸；

根据第一测量工序中检测到的两个标记在与进给方向成直角方向的位置的差，计算上述工作台的角度误差；根据上述第二测量工序中检测到的侧边缘上、下的加工尺寸的差，计算工具的高度误差；

用上述计算出来的角度误差，来修正工作台角度的指令值，用上述计算出来的高度误差，来修正工具高度的指令值。

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