CN108731615B - 曲面玻璃面板的检测用设备及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种曲面玻璃面板的检测用设备，包括：机架；固定在所述机架上的运动控制装置；玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述运动控制装置控制；所述玻璃面板载台包括玻璃面板固定基座和玻璃面板扫描定位辅助治具；所述玻璃面板固定基座用于固定玻璃面板；所述玻璃面板扫描定位辅助治具成口字型，包围住固定在玻璃面板固定基座上的玻璃面板。还涉及一种检测方法。上述曲面玻璃面板的检测用设备及方法，整体加工精度要求降低，从而不会因为加工精度的原因导致对对曲面玻璃面板检测的精度也下降。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃面板，特别是涉及曲面玻璃面板的检测用设备及方法。
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。但是，目前的一些视觉检测的方法存在效率低且检测精度低的问题，尤其是对于带弧边的玻璃面板。
传统技术存在以下技术问题：
ZL201710681350.2公开了一种曲面或弧面玻璃面板的检测设备及方法，但是该设备和方法使用的玻璃面板载台的形状较复杂，加工不方便。对加工的要求精度高，一旦稍微加工的精度变低，从而导致对曲面玻璃面板检测的精度也下降。
发明内容
基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种曲面玻璃面板的检测用设备及方法，整体加工精度要求降低，从而不会因为加工精度的原因导致对对曲面玻璃面板检测的精度也下降。
一种曲面玻璃面板的检测用设备，包括：
机架；
固定在所述机架上的运动控制装置，所述运动控制装置包括：
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轴滑块和与Y轴丝杆连接的Y轴编码器；其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座上直线滑动；
X轴运动单元包括：X轴运动单元基座、设置在X轴运动单元基座内的X轴直线电机和被所述X轴直线电机的X轴滑块；其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动；所述X轴运动单元基座被所述Y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；
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X轴滑块直线驱动；所述Z轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直；
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；以及
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所述第一DD直驱电机旋转驱动；
玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述运动控制装置控制；所述玻璃面板载台包括玻璃面板固定基座和玻璃面板扫描定位辅助治具；所述玻璃面板固定基座用于固定玻璃面板；所述玻璃面板扫描定位辅助治具成口字型，包围住固定在玻璃面板固定基座上的玻璃面板；所述玻璃面板扫描定位辅助治具包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框；所述第一边框和第二边框相对设置；所述第三边框和第四边框相对设置，两者对称分布，均包括第一水平面和第一斜面；所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角；所述第一水平面开设有N个相同的V型槽，N是大于或等于2的正整数；所述V型槽包括V型槽第一斜面和V型槽第二斜面；
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。
在另外的一个实施例中，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。
在另外的一个实施例中，所述运动控制装置还包括：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。
在另外的一个实施例中，所述运动控制装置还包括：Y轴运动单元支撑装置；所述Y轴运动单元支撑装置包括与所述X轴运动单元基座固定连接的Y轴运动单元滑块和与所述Y轴运动单元滑块配合的Y轴运动单元滑轨。
在另外的一个实施例中，所述V型槽的数量为26个。
在另外的一个实施例中，多个所述V型槽之间的间距相等。
在另外的一个实施例中，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面对称分布。
一种玻璃面板扫描定位辅助治具，包括：第一边框、第二边框、第三边框和第四边框；所述第一边框和第二边框相对设置；所述第三边框和第四边框相对设置，两者对称分布，均包括第一水平面和第一斜面；所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角；所述第一水平面开设有N个相同的V型槽，N是大于或等于2的正整数；所述V型槽包括V型槽第一斜面和V型槽第二斜面。
在另外的一个实施例中，所述V型槽的数量为26个。
在另外的一个实施例中，多个所述V型槽之间的间距相等。
在另外的一个实施例中，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面对称分布。
一种曲面玻璃面板的检测方法，利用任一种上述的曲面玻璃面板用检测设备，包括：
用所述玻璃面板固定基座固定所述玻璃面板；
所述运动控制装置将所述玻璃面板载台移动到所述三维线扫描设备的检测区域；
所述运动控制装置多次移动所述玻璃面板载台从而所述三维线扫描设备获取多次数据，其中，所述多次数据至少覆盖所述玻璃面板载台；
对所述三维线扫描设备获取的多次数据进行拼接，得到包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的完整的图像，其中，拼接时采用如下规则，对多次数据中的任意两个数据采用以下约束：一个数据包含的第一水平面与另一个数据包含的第一水平面重合；一个数据包含的第一斜面与另一个数据包含的第一斜面重合；一个数据包含的V型槽第二斜面与另一个数据包含的V型槽第二斜面重合；
将得到所述玻璃面板的完整的图像与所述玻璃面板的标准图像进行对比。
上述曲面玻璃面板的检测用设备及方法，整体加工精度要求降低，从而不会因为加工精度的原因导致对对曲面玻璃面板检测的精度也下降。
附图说明
图1为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测用设备中运动控制控制装置的结构示意图之一（其中图中还示出了玻璃面板载台和玻璃面板）。
图2为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测用设备中运动控制控制装置的结构示意图之二（其中图中还示出了玻璃面板载台和玻璃面板）。
图3为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测用设备的结构示意图。
图4为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测用设备中玻璃面板扫描定位辅助治具的结构示意图。
图5为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测用设备的俯视图。
图6为图5圆圈处的放大示意图。
图7为本申请实施例提供的一种曲面玻璃面板的检测方法的流程示意图。
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到图6，一种曲面玻璃面板的检测用设备，包括：机架100；固定在所述机架上的运动控制装置；玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述运动控制装置控制；以及三维线扫描设备，所述三维线扫描设备固定在所述机架上。
所述运动控制装置包括：Y轴运动单元、X轴运动单元、Z轴运动单元、第一旋转单元和第二旋转单元。
Y轴运动单元包括：Y轴运动单元基座211、安装在所述Y轴运动单元基座一端的Y轴伺服电机212、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轴滑块和与Y轴丝杆连接的Y轴编码器。其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座上直线滑动。
Y轴运动单元的工作原理：
Y轴伺服电机启动，驱动Y轴丝杆旋转，Y轴丝杆与所述Y轴丝杆螺母前进或者后退运动，Y轴丝杆螺母带动Y轴滑块相应的前进或者后退运动，Y轴滑块带动后述的X轴运动单元基座前进或者后退运动。可以理解，后述的Z轴运动单元的工作原理和Y轴运动单元的工作原理类似。
采用Y轴伺服电机、Y轴丝杆和Y轴丝杆螺母的组合作为直线驱动装置驱动Y轴滑块，而不是采用直线电机加驱动杆的组合驱动Y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Z轴运动单元的直线驱动装置和Y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。
X轴运动单元包括：X轴运动单元基座221、设置在X轴运动单元基座内的X轴直线电机和被所述X轴直线电机的X轴滑块。其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动。所述X轴运动单元基座被所述Y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。
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、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X轴滑块直线驱动。所述Z轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直。
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。
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所述第一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。
上述的运动控制装置，利用运动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。
所述玻璃面板载台包括玻璃面板固定基座310和玻璃面板扫描定位辅助治具320。
所述玻璃面板固定基座用于固定玻璃面板。可以理解，玻璃面板可以采用多种方式固定玻璃面板，比如双面胶粘贴，比如利用真空吸附孔进行吸附。可以理解，本申请不限制玻璃面板固定基座具体固定玻璃面板的方式。
所述玻璃面板扫描定位辅助治具成口字型，包围住固定在玻璃面板固定基座上的玻璃面板。所述玻璃面板扫描定位辅助治具包括第一边框311、第二边框312、第三边框313和第四边框414。所述第一边框和第二边框相对设置。所述第三边框和第四边框相对设置，两者对称分布，均包括第一水平面3132和第一斜面3131。
所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角。可以理解，当所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角时，第二斜面才可以被所述三维线扫描设备扫描到。
所述第一水平面开设有N个相同的V型槽，N是大于或等于2的正整数。所述V型槽包括V型槽第一斜面31331和V型槽第二斜面31332。
玻璃面板载台被运动控制装置控制，可以任意角度、距离和速度被所述三维线扫描设备检测。
具体地，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，三维线扫描传感器具有一个信号发射装置和一个信号接收装置。
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，所述运动控制装置还包括：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，所述运动控制装置还包括：Y轴运动单元支撑装置；所述Y轴运动单元支撑装置包括与所述X轴运动单元基座固定连接的Y轴运动单元滑块261和与所述Y轴运动单元滑块配合的Y轴运动单元滑轨262。
Y轴运动单元支撑装置和Y轴运动单元共同构成龙门式结构，对运动控制装置的其它部分进行合理的支撑，使整个运动控制装置的结构更稳定。
在另外的一个实施例中，所述V型槽的数量为26个。
在另外的一个实施例中，多个所述V型槽之间的间距相等。可以理解，所述V型槽之间的间距可以相等也可以不等。
在另外的一个实施例中，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面对称分布。可以理解，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面可以对称分布，也可以不对称分布。
一种玻璃面板扫描定位辅助治具，包括：第一边框、第二边框、第三边框和第四边框；所述第一边框和第二边框相对设置；所述第三边框和第四边框相对设置，两者对称分布，均包括第一水平面和第一斜面；所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角；所述第一水平面开设有N个相同的V型槽，N是大于或等于2的正整数；所述V型槽包括V型槽第一斜面和V型槽第二斜面。
在另外的一个实施例中，所述V型槽的数量为26个。
在另外的一个实施例中，多个所述V型槽之间的间距相等。可以理解，所述V型槽之间的间距可以相等也可以不等。
在另外的一个实施例中，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面对称分布。可以理解，所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面可以对称分布，也可以不对称分布。
参阅图7，一种曲面玻璃面板的检测方法，利用任一种上述的曲面玻璃面板用检测设备，包括：
S110、用所述玻璃面板固定基座固定所述玻璃面板。
S120、所述运动控制装置将所述玻璃面板载台移动到所述三维线扫描设备的检测区域。
S130、所述运动控制装置多次移动所述玻璃面板载台从而所述三维线扫描设备获取多次数据，其中，所述多次数据至少覆盖所述玻璃面板载台。
可以理解，所述多次数据至少覆盖所述玻璃面板载台指的是包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的区域。
为了获取至少覆盖包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的区域的多次数据，可以把覆盖包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的区域分割成多个条状区域，多个条状区域与所述第一边框（或所述第二边框）平行。
当然，也可以采用其他方式获取至少覆盖包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的区域的多次数据，本申请对此不进行限制。
S140、对所述三维线扫描设备获取的多次数据进行拼接，得到包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的完整的图像，其中，拼接时采用如下规则，对多次数据中的任意两个数据采用以下约束：一个数据包含的第一水平面与另一个数据包含的第一水平面重合；一个数据包含的第一斜面与另一个数据包含的第一斜面重合；一个数据包含的V型槽第二斜面与另一个数据包含的V型槽第二斜面重合。
可以理解，通过第一水平面、第一斜面和V型槽第二斜面三重重合约束就可以把所述三维线扫描设备获取的多次数据进行拼接。这样的话，目前三维线扫描设备只能对部分区域（或者扫描的面积有限制）进行扫描获取数据，这样话就可以获得覆盖包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的区域。
可以理解，在对多次数据进行拼接时，可以直接利用三维线扫描设备获取的点云数据形式或者点云数据转换成的三维模型进行拼接，在此不进行限制。
S150、将得到所述玻璃面板的完整的图像与所述玻璃面板的标准图像进行对比。
通过得到所述玻璃面板的完整的图像跟所述玻璃面板的标准图像对比，可以知道玻璃面板是否有缺陷(尺寸误差)。
上述曲面玻璃面板的检测用设备及方法，整体加工精度要求降低，从而不会因为加工精度的原因导致对对曲面玻璃面板检测的精度也下降。
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 (6)
1.一种曲面玻璃面板的检测用设备，其特征在于，包括：
机架；
固定在所述机架上的运动控制装置，所述运动控制装置包括：
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轴滑块和与Y轴丝杆连接的Y轴编码器；其中，所述Y轴滑块在Y轴运动单元基座上直线滑动；
X轴运动单元包括：X轴运动单元基座、设置在X轴运动单元基座内的X轴直线电机和被所述X轴直线电机的X轴滑块；其中，所述X轴滑块在X轴运动单元基座上直线滑动；所述X轴运动单元基座被所述Y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；
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X轴滑块直线驱动；所述Z轴运动单元基座与所述X轴运动单元基座垂直；
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；以及
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所述第一DD直驱电机旋转驱动；
玻璃面板载台，所述玻璃面板载台被所述运动控制装置控制；所述玻璃面板载台包括玻璃面板固定基座和玻璃面板扫描定位辅助治具；所述玻璃面板固定基座用于固定玻璃面板；所述玻璃面板扫描定位辅助治具成口字型，包围住固定在玻璃面板固定基座上的玻璃面板；所述玻璃面板扫描定位辅助治具包括第一边框、第二边框、第三边框和第四边框；所述第一边框和第二边框相对设置；所述第三边框和第四边框相对设置，两者对称分布，均包括第一水平面和第一斜面；所述第一水平面和第一斜面相交所成的角度成钝角；所述第一水平面开设有N个相同的V型槽，N是大于或等于2的正整数；所述V型槽包括V型槽第一斜面和V型槽第二斜面；
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；
多个所述V型槽之间的间距相等；
所述V型槽第一斜面和V型槽第二斜面对称分布。
2.根据权利要求1所述的曲面玻璃面板的检测用设备，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所述的曲面玻璃面板的检测用设备，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。
4.根据权利要求1所述的曲面玻璃面板的检测用设备，其特征在于，所述运动控制装置还包括：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。
5.根据权利要求1所述的曲面玻璃面板的检测用设备，其特征在于，所述运动控制装置还包括：Y轴运动单元支撑装置；所述Y轴运动单元支撑装置包括与所述X轴运动单元基座固定连接的Y轴运动单元滑块和与所述Y轴运动单元滑块配合的Y轴运动单元滑轨。
6.一种曲面玻璃面板的检测方法，其特征在于，利用权利要求1至5任一种所述的曲面玻璃面板的检测用设备，包括：
用所述玻璃面板固定基座固定所述玻璃面板；
所述运动控制装置将所述玻璃面板载台移动到所述三维线扫描设备的检测区域；
所述运动控制装置多次移动所述玻璃面板载台从而所述三维线扫描设备获取多次数据，其中，所述多次数据至少覆盖所述玻璃面板载台；
对所述三维线扫描设备获取的多次数据进行拼接，得到包括所述玻璃面板载台和所述玻璃面板的完整的图像，其中，拼接时采用如下规则，对多次数据中的任意两个数据采用以下约束：一个数据包含的第一水平面与另一个数据包含的第一水平面重合；一个数据包含的第一斜面与另一个数据包含的第一斜面重合；一个数据包含的V型槽第二斜面与另一个数据包含的V型槽第二斜面重合；
将得到所述玻璃面板的完整的图像与所述玻璃面板的标准图像进行对比。
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