CN107526372B - 五轴控制装置及曲面或弧面玻璃面板的检测设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种五轴控制装置，包括：X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、第一旋转单元和第二旋转单元。上述五轴控制装置，由于针对玻璃面板的视觉检测设备设计，成本低、控制精度高。

Description

五轴控制装置及曲面或弧面玻璃面板的检测设备
技术领域
本发明涉及玻璃面板，特别是涉及五轴控制装置及曲面或弧面玻璃面板的检测设备。
背景技术
随着移动互联网行业的迅猛发展及手机、平板电脑等电子产品市场的快速扩张，用于保护电子产品显示屏的玻璃面板也越来越多样化。为满足用户舒适度要求，越来越多的电子产品开始配备带弧边的玻璃面板。近年来随着曲面显示屏的出现并在部分手机上的成功应用，用于保护曲面屏的带弧边的玻璃面板的市场也飞速发展。各类电子显示屏玻璃面板需求量日益增大，其加工过程中的质量控制也备受关注，而缺陷(尺寸)检测是其中非常重要的环节。
传统的检测平台大多以人工检测平台为主，工人通过测量仪器如点规、卡尺以及读数放大镜等，通过在各种光照情况下，利用肉眼观察触摸屏表面或者读取测量仪器读数来对玻璃面板的外观缺陷(尺寸)和几何尺寸进行评估和测量。目前，也出现了一些利用视觉检测的方法来检测玻璃面板。
在利用视觉检测过程中会利用到机械手对玻璃面板进行控制，但是大多数机械手不是针对玻璃面板的视觉检测设备设计，存在成本高且控制精度不高的问题。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种成本低、控制精度高且针对性强的五轴控制装置。
一种五轴控制装置，包括：X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、第一旋转单元和第二旋转单元；所述X轴运动单元包括：X轴运动单元基座、安装在所述X轴运动单元基座一端的X轴伺服电机、被所述X轴伺服电机驱动的X轴丝杆、与所述X轴丝杆配合的X轴丝杆螺母、与所述X轴丝杆螺母固定连接的X轴滑块和与X轴丝杆连接的X轴编码器；其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动；所述Y轴运动单元包括：Y轴运动单元基座、安装在所述Y轴运动单元基座一端的Y轴伺服电机、被所述Y轴伺服电机驱动的Y轴丝杆、与所述Y轴丝杆配合的Y轴丝杆螺母、与所述Y轴丝杆螺母固定连接的Y轴滑块；其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座直线上滑动；所述Y轴运动单元基座被所述X轴滑块直线驱动；所述Y轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直；所述Z轴运动单元包括：Z轴运动单元基座、安装在所述Z轴运动单元基座一端的Z轴伺服电机、被所述Z轴伺服电机驱动的Z轴丝杆、与所述Z轴丝杆配合的Z轴丝杆螺母、与所述Z轴丝杆螺母固定连接的Z轴滑块；其中，所述Z轴滑块在Z轴运动单元基座直线上滑动；所述Z轴运动单元基座被所述Y轴滑块直线驱动；所述Z轴运动单元基座与所述Y轴运动单元基座垂直；所述第一旋转单元包括：第一旋转单元基座和固定在所述第一旋转单元基座上的第一DD直驱电机；所述第一旋转单元基座被所述Z轴滑块直线驱动；所述第二旋转单元包括：第二旋转单元基座和固定在所述第二旋转单元基座上的第二DD直驱电机；所述第二旋转单元基座被第一DD直驱电机旋转驱动。
在其中一个实施例中，所述Y轴运动单元还包括：与所述Y轴丝杆连接的Y轴编码器。
在其中一个实施例中，所述Z轴运动单元还包括：与所述Z轴丝杆连接的Z轴编码器。
在其中一个实施例中，还包括：玻璃面板载台安装基座；所述玻璃面板载台安装基座被所述第二DD直驱电机旋转驱动。
在其中一个实施例中，还包括：X轴运动单元支撑装置；所述X轴运动单元支撑装置包括与所述Y轴运动单元基座固定连接的X轴运动单元滑块和与所述X轴运动单元滑块配合的X轴运动单元滑轨。
一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备，包括：机架；上述的五轴控制装置，所述五轴控制装置固定在所述机架上；玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述五轴控制装置控制；所述玻璃面板载台具有第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边；所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边共同形成一个与所述玻璃面板形状相适配的凹槽；所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有至少三个定位点；及三维线扫描设备，所述三维线扫描设备固定在所述机架上。
在其中一个实施例中，所述三维线扫描设备包括三维线扫描传感器固定架和固定在所述三维线扫描传感器固定架上的三维线扫描传感器。
在其中一个实施例中，所述三维线扫描设备包括三维线扫描传感器固定架和固定在所述三维线扫描传感器固定架上的三维线扫描传感器。
在其中一个实施例中，所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有四个定位点。
在其中一个实施例中，所述定位点两个一组对称分布。
在其中一个实施例中，所述机架上还设有上机罩。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种五轴控制装置的结构示意图。
图2为本申请实施例提供的一种五轴控制装置的另一视角的结构示意图。
图3为本申请实施例提供的一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备中的玻璃面板载台的结构示意图。
图5为本申请实施例中的玻璃面板的结构示意图。
图6为本申请实施例中的玻璃面板放入玻璃面板载台中的结构示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参阅图1和图2，一种五轴控制装置200，包括：X轴运动单元210、Y轴运动单元220、Z轴运动单元230、第一旋转单元240和第二旋转单元250。
所述X轴运动单元包括：X轴运动单元基座211、安装在所述X轴运动单元基座一端的X轴伺服电机212、被所述X轴伺服电机驱动的X轴丝杆、与所述X轴丝杆配合的X轴丝杆螺母、与所述X轴丝杆螺母固定连接的X轴滑块215和与X轴丝杆连接的X轴编码器216；其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动。
X轴运动单元的工作原理：
X轴伺服电机启动，驱动X轴丝杆旋转，X轴丝杆与所述X轴丝杆螺母前进或者后退运动，X轴丝杆螺母带动X轴滑块相应的前进或者后退运动，X轴滑块带动后述的Y轴运动单元基座前进或者后退运动。可以理解，后述的Y、Z轴运动单元的工作原理和X轴运动单元的工作原理类似。
采用X轴伺服电机、X轴丝杆和X轴丝杆螺母的组合作为直线驱动装置驱动X轴滑块，而不是采用直线电机加驱动杆的组合驱动X轴滑块，可以减小直线驱动装置的体积，控制精度更高。可以理解，后述的Y、Z轴运动单元的直线驱动装置和X轴运动单元的直线驱动装置原因类似。
编码器是将信号(如比特流)或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。编码器可以把角位移转换成电信号。
本实施例中，通过X轴编码器与X轴丝杆连接，可以更好的知道X方向的运动情况，知道X方向的位移大小。
可以理解，对于读出方式来说，本实施例中的X轴编码器是接触式编码器，也可以是非接触式编码器。对于原理来说，本实施中的X轴编码器是增量式编码器，也可以是绝对式编码器。按照工作原理编码器可以是增量式和绝对式两类。
所述Y轴运动单元包括：Y轴运动单元基座221、安装在所述Y轴运动单元基座一端的Y轴伺服电机222、被所述Y轴伺服电机驱动的Y轴丝杆、与所述Y轴丝杆配合的Y轴丝杆螺母、与所述Y轴丝杆螺母固定连接的Y轴滑块；其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座直线上滑动；所述Y轴运动单元基座被所述X轴滑块直线驱动；所述Y轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直。
所述Z轴运动单元包括：Z轴运动单元基座231、安装在所述Z轴运动单元基座一端的Z轴伺服电机232、被所述Z轴伺服电机驱动的Z轴丝杆、与所述Z轴丝杆配合的Z轴丝杆螺母、与所述Z轴丝杆螺母固定连接的Z轴滑块；其中，所述Z轴滑块在Z轴运动单元基座直线上滑动；所述Z轴运动单元基座被所述Y轴滑块直线驱动；所述Z轴运动单元基座与所述Y轴运动单元基座垂直。
所述第一旋转单元包括：第一旋转单元基座241和固定在所述第一旋转单元基座上的第一DD直驱电机242；所述第一旋转单元基座被所述Z轴滑块直线驱动。
所述第二旋转单元包括：第二旋转单元基座251和固定在所述第二旋转单元基座上的第二DD直驱电机252；所述第二旋转单元基座被第一DD直驱电机旋转驱动。
与传统的电机不同，该直驱电机的大力矩使其可以直接与运动装置连接，从而省去了诸如减速器，齿轮箱，皮带轮等连接机构，因此才会称其为直驱电机。
由于一般该型电机都配置了高解析度的编码器，因此使该产品可以达到比普通伺服高一个等级的精度。又由于采用直接连接方式，减少了由于机械结构产生的定位误差，使得工艺精度得以保证，安装的要求降低了很多且使用时的噪音也方面降低了很多。
在另外的一个实施例中，所述Y轴运动单元还包括：与所述Y轴丝杆连接的Y轴编码器。
本实施例中，通过Y轴编码器与Y轴丝杆连接，可以更好的知道Y方向的运动情况，知道Y方向的位移大小。
可以理解，对于读出方式来说，本实施例中的Y轴编码器是接触式编码器，也可以是非接触式编码器。对于原理来说，本实施中的Y轴编码器是增量式编码器，也可以是绝对式编码器。按照工作原理编码器可以是增量式和绝对式两类。
在另外的一个实施例中，所述Z轴运动单元还包括：与所述Z轴丝杆连接的Z轴编码器。
本实施例中，通过Z轴编码器与Z轴丝杆连接，可以更好的知道Z方向的运动情况，知道Z方向的位移大小。
可以理解，对于读出方式来说，本实施例中的Z轴编码器是接触式编码器，也可以是非接触式编码器。对于原理来说，本实施中的Z轴编码器是增量式编码器，也可以是绝对式编码器。按照工作原理编码器可以是增量式和绝对式两类。
在另外的一个实施例中，还包括：玻璃面板载台安装基座270；所述玻璃面板载台安装基座被所述第二DD直驱电机旋转驱动。
在另外的一个实施例中，还包括：X轴运动单元支撑装置；所述X轴运动单元支撑装置包括与所述Y轴运动单元基座固定连接的X轴运动单元滑块261和与所述X轴运动单元滑块配合的X轴运动单元滑轨262。
X轴运动单元支撑装置和X轴运动单元共同构成龙门式结构，对五轴控制装置的其它部分进行合理的支撑，使整个五轴控制装置的结构更稳定。
参阅图3，一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备，包括：机架100、五轴控制装置200、玻璃面板载台300和三维线扫描设备400。
机架，用给承载五轴控制装置、玻璃面板载台和三维线扫描设备。
上述的五轴控制装置，所述五轴控制装置固定在所述机架上。利用五轴控制装置的五个自由度的特性，可以使玻璃面板以任意角度距离和速度来完成检测过程。
参阅图4，玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述五轴控制装置控制。玻璃面板载台被五轴控制装置控制，可以任意角度距离和速度被所述三维线扫描设备检测。
所述玻璃面板载台具有第一长凸边310、第二长凸边320、第一短凸边330和第二短凸边340。所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边共同形成一个与所述玻璃面板形状相适配的凹槽350。
所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有至少三个定位点360。具体地，在所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有四个定位点。
在另外的实施例中，所述定位点两个一组对称分布。可以更加利于定位点的加工，为了定位点的美观。可以理解，定位点的数量三个即可。当定位点的数量为4个时，也不一定需要两个一组对称分布。
三维线扫描设备，所述三维线扫描设备固定在所述机架上。具体地，所述所述三维线扫描设备包括三维线扫描传感器固定架410和固定在所述三维线扫描传感器固定架上的三维线扫描传感器420。通常，三维线扫描传感器420具有一个信号发射装置和一个信号接收装置。
图5为本申请实施例中的玻璃面板的结构示意图。所述玻璃面板600具有第一短弧边610、第二短弧边620、第一长弧边630和第二长弧边640。
图6为本申请实施例中的玻璃面板放入玻璃面板载台中的结构示意图。
在另外的实施例中，所述机架上还设有上机罩(图中未示出)。可以更好地保护操作人员的安全。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，包括：
机架；
五轴控制装置，所述五轴控制装置固定在所述机架上；
玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述五轴控制装置控制；所述玻璃面板载台具有第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边；所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边共同形成一个与所述玻璃面板形状相适配的凹槽；所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有至少三个定位点；及
三维线扫描设备，所述三维线扫描设备固定在所述机架上；
所述三维线扫描设备包括三维线扫描传感器固定架和固定在所述三维线扫描传感器固定架上的三维线扫描传感器；
其中，所述玻璃面板包括玻璃面板本体，所述玻璃面板本体四周设有第一短弧边、第一长弧边、第二短弧边和第二长弧边；所述第一短弧边、第一长弧边、第二短弧边和第二长弧边首尾依次相互连接；
其中，所述五轴控制装置，包括：X轴运动单元、Y轴运动单元、Z轴运动单元、第一旋转单元和第二旋转单元；
所述X轴运动单元包括：X轴运动单元基座、安装在所述X轴运动单元基座一端的X轴伺服电机、被所述X轴伺服电机驱动的X轴丝杆、与所述X轴丝杆配合的X轴丝杆螺母、与所述X轴丝杆螺母固定连接的X轴滑块和与X轴丝杆连接的X轴编码器；其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动；
所述Y轴运动单元包括：Y轴运动单元基座、安装在所述Y轴运动单元基座一端的Y轴伺服电机、被所述Y轴伺服电机驱动的Y轴丝杆、与所述Y轴丝杆配合的Y轴丝杆螺母、与所述Y轴丝杆螺母固定连接的Y轴滑块；其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座直线上滑动；所述Y轴运动单元基座被所述X轴滑块直线驱动；所述Y轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直；
所述Z轴运动单元包括：Z轴运动单元基座、安装在所述Z轴运动单元基座一端的Z轴伺服电机、被所述Z轴伺服电机驱动的Z轴丝杆、与所述Z轴丝杆配合的Z轴丝杆螺母、与所述Z轴丝杆螺母固定连接的Z轴滑块；其中，所述Z轴滑块在Z轴运动单元基座直线上滑动；所述Z轴运动单元基座被所述Y轴滑块直线驱动；所述Z轴运动单元基座与所述Y轴运动单元基座垂直；
所述第一旋转单元包括：第一旋转单元基座和固定在所述第一旋转单元基座上的第一DD直驱电机；所述第一旋转单元基座被所述Z轴滑块直线驱动；
所述第二旋转单元包括：第二旋转单元基座和固定在所述第二旋转单元基座上的第二DD直驱电机；所述第二旋转单元基座被第一DD直驱电机旋转驱动。
2.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述三维线扫描设备包括三维线扫描传感器固定架和固定在所述三维线扫描传感器固定架上的三维线扫描传感器。
3.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述第一长凸边、第二长凸边、第一短凸边和第二短凸边上分别分布有四个定位点。
4.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述定位点两个一组对称分布。
5.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述机架上还设有上机罩。
6.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述Y轴运动单元还包括：与所述Y轴丝杆连接的Y轴编码器。
7.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，所述Z轴运动单元还包括：与所述Z轴丝杆连接的Z轴编码器。
8.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，还包括：玻璃面板载台安装基座；所述玻璃面板载台安装基座被所述第二DD直驱电机旋转驱动。
9.根据权利要求1所述的曲面或弧面玻璃面板的检测设备，其特征在于，还包括：X轴运动单元支撑装置；所述X轴运动单元支撑装置包括与所述Y轴运动单元基座固定连接的X轴运动单元滑块和与所述X轴运动单元滑块配合的X轴运动单元滑轨。
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