切割裝置及其刀頭校準(zhǔn)方法與流程

本發(fā)明涉及顯示屏面板切割加工領(lǐng)域，尤其是一種切割裝置及其刀頭校準(zhǔn)方法。

背景技術(shù)：

在tft-lcd產(chǎn)業(yè)中，通常先制作包括多個(gè)顯示面板的母板，再將其切割分離為顯示面板，在切割工藝中較為常用的工藝為刀輪切割，其刀頭具有一定壽命，到壽命后需要將舊刀頭從設(shè)備換下，更換上新刀頭，但每次更換刀頭后，其實(shí)際的機(jī)械位置都會(huì)發(fā)生變動(dòng)，無法保證切割初始點(diǎn)在更換刀頭前后的一致性。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

鑒于上述問題，本發(fā)明提出了一種切割裝置，通過控制單元驅(qū)動(dòng)圖像采集機(jī)構(gòu)可以檢測圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)的刀頭的實(shí)際水平距離，并調(diào)整圖像采集機(jī)構(gòu)和刀頭之間的偏差距離，使兩者之間保持預(yù)定水平距離，從而保證切割初始點(diǎn)在更換刀頭前后的一致性。

本發(fā)明的第一方面提供一種切割裝置，包括：機(jī)臺(tái)，所述機(jī)臺(tái)包括水平設(shè)置用于放置待切割物的支撐面；支架，設(shè)置于所述機(jī)臺(tái)上方；圖像采集機(jī)構(gòu)，固定于所述支架，用于采集待切割物的圖像；切割機(jī)構(gòu)，固定于所述支架，包括與所述圖像采集機(jī)構(gòu)按預(yù)定水平距離設(shè)置的刀頭；驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)，設(shè)置于所述圖像采集機(jī)構(gòu)和/或所述切割機(jī)構(gòu)，用于驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)和/或所述刀頭移動(dòng)，以改變兩者之間的距離；控制單元，可用于根據(jù)所述圖像采集機(jī)構(gòu)所采集的圖像計(jì)算所述圖像采集機(jī)構(gòu)和所述刀頭的實(shí)際水平距離及所述實(shí)際水平距離與所述預(yù)定水平距離的偏差距離，并按照所述偏差距離控制所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)和/或所述刀頭移動(dòng)，使兩者之間水平方向的距離保持為所述預(yù)定水平距離。

進(jìn)一步，所述切割機(jī)構(gòu)還包括刀架和升降機(jī)構(gòu)，所述刀架用于固定所述刀頭，所述升降機(jī)構(gòu)連接于所述支架和所述刀架之間，用于控制所述刀架并帶動(dòng)所述刀頭升降。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述升降機(jī)構(gòu)和所述刀架之間，包括用于控制所述刀架并帶動(dòng)所述刀頭移動(dòng)的伺服電機(jī)。

優(yōu)選的，所述升降裝置包括氣缸，通過進(jìn)入所述氣缸的氣壓控制其伸縮，帶動(dòng)所述刀架和所述刀頭升降。

優(yōu)選的，所述刀頭與所述刀架之間設(shè)有壓力檢測裝置，用于檢測所述刀頭工作時(shí)的壓力。

優(yōu)選的，所述刀架在所述刀頭安裝處設(shè)有定位銷，用于將所述刀頭固定于所述刀架。

優(yōu)選的，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)設(shè)置于所述圖像采集機(jī)構(gòu)和所述支架之間，包括用于控制所述圖像采集機(jī)構(gòu)移動(dòng)的伺服電機(jī)。

進(jìn)一步，所述圖像采集裝置包括工業(yè)相機(jī)，用于采集待切割物的圖像。

進(jìn)一步，所述圖像采集機(jī)構(gòu)包括十字線發(fā)生器，用于生成作為對位基準(zhǔn)的十字線。

進(jìn)一步，所述機(jī)臺(tái)還設(shè)有用于驅(qū)動(dòng)所述支撐面或所述支架在水平方向移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)。

相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種基于上述任一技術(shù)方案所述切割裝置的刀頭校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：使所述刀頭下降，并在待切割物上做出標(biāo)記；所述支架和所述支撐面在水平方向上相對移動(dòng)預(yù)定水平距離，使標(biāo)記位置移動(dòng)到所述圖像采集機(jī)構(gòu)的下方；驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)采集所述標(biāo)記，計(jì)算標(biāo)記位置與圖像采集機(jī)構(gòu)之間水平方向的距離得到偏差距離；根據(jù)所述偏差距離控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)和/或所述刀頭水平移動(dòng)，使兩者之間水平方向的距離保持為所述預(yù)定水平距離。

進(jìn)一步，所述將所述支架和所述支撐面在水平方向上相對移動(dòng)預(yù)定水平距離，使標(biāo)記位置移動(dòng)到所述圖像采集機(jī)構(gòu)的下方的步驟，具體包括：將所述支架向所述刀頭一側(cè)水平移動(dòng)預(yù)定水平距離，或?qū)⑺鲋蚊嫦蛩鰣D像采集機(jī)構(gòu)一側(cè)水平移動(dòng)預(yù)定水平距離，使標(biāo)記位置移動(dòng)到所述圖像采集機(jī)構(gòu)的下方。

相對于現(xiàn)有技術(shù)，基于本發(fā)明提供的切割裝置及使用所述切割裝置進(jìn)行刀頭校準(zhǔn)的方法，將圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)并排固定于支架，通過控制單元驅(qū)動(dòng)圖像采集機(jī)構(gòu)可以檢測圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)的刀頭的實(shí)際水平距離，并計(jì)算需要調(diào)整的偏差距離，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使圖像采集機(jī)構(gòu)和刀頭中至少一個(gè)移動(dòng)，使兩者之間保持預(yù)定水平距離，從而保證切割初始點(diǎn)在更換刀頭前后的一致性，無需手動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)化程度和調(diào)整精度高。

本發(fā)明的這些方面或其他方面在以下實(shí)施例的描述中會(huì)更加簡明易懂。

附圖說明

為了更清楚地說明本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案，下面將對實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對于本領(lǐng)域技術(shù)人員來講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他的附圖。

圖1為本發(fā)明第一種實(shí)施例所述切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖；

圖2為圖1所示切割裝置的刀頭下降并在待切割物上制作標(biāo)記的示意圖；

圖3為圖1所示切割裝置的支架向刀頭方向移動(dòng)d0距離的示意圖；

圖4為圖3所示的相機(jī)采集的圖像并計(jì)算偏差距離的示意圖；

圖5為圖1所示切割裝置的驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)帶動(dòng)刀頭移動(dòng)d2距離的示意圖；

圖6為本發(fā)明第二種實(shí)施例所述切割裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實(shí)施方式

為了使本技術(shù)領(lǐng)域的人員更好地理解本發(fā)明方案，下面將結(jié)合本發(fā)明實(shí)施例中的附圖，對本發(fā)明實(shí)施例中的技術(shù)方案進(jìn)行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實(shí)施例僅僅是本發(fā)明一部分實(shí)施例，而不是全部的實(shí)施例?；诒景l(fā)明中的實(shí)施例，本領(lǐng)域技術(shù)人員在沒有作出創(chuàng)造性勞動(dòng)前提下所獲得的所有其他實(shí)施例，都屬于本發(fā)明保護(hù)的范圍。

請參照圖1和圖2，本發(fā)明提供一種切割裝置，包括：機(jī)臺(tái)1、支架2、圖像采集機(jī)構(gòu)3、切割機(jī)構(gòu)4、驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5和控制單元(未圖示)。

所述機(jī)臺(tái)1包括水平設(shè)置用于支撐待切割物10的支撐面11，以及用于驅(qū)動(dòng)所述支撐面11或所述支架2在水平方向移動(dòng)的步進(jìn)電機(jī)(未圖示)。

所述支架2設(shè)置于所述支撐面11和所述待切割物10的上方，用于支撐和固定所述圖像采集機(jī)構(gòu)3、所述切割機(jī)構(gòu)4和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5。

作為一種實(shí)施例，所述支架2包括連接臂(未圖示)和步進(jìn)電機(jī)(未圖示)，通過步進(jìn)電機(jī)驅(qū)動(dòng)連接臂運(yùn)動(dòng)，使支架2可相對所述機(jī)臺(tái)1和所述支撐面11沿x軸方向和y軸方向移動(dòng)，例如機(jī)械手。使所述支架2可分別沿x軸方向和y軸方向相對所述待切割物10移動(dòng)，以實(shí)現(xiàn)固定于所述支架2的所述切割機(jī)構(gòu)4相對于所述待切割物10移動(dòng)，從而進(jìn)行切割。

作為另一種實(shí)施例，所述支架2可沿x軸方向相對所述機(jī)臺(tái)1運(yùn)動(dòng)(可通過滑軌實(shí)現(xiàn))，所述支撐面11為可相對所述機(jī)臺(tái)1沿y軸方向移動(dòng)的平面，例如皮帶流水線等，使所述待切割物10可隨所述支撐面11共同相對所述支架2沿y軸方向運(yùn)動(dòng)。以實(shí)現(xiàn)固定于所述支架2的所述切割機(jī)構(gòu)4相對于所述待切割物10前后左右四個(gè)方向移動(dòng)，從而進(jìn)行切割。需要說明的，所述x軸方向、y軸方向表示同一平面內(nèi)相互垂直的兩個(gè)方向，作為一種實(shí)施例可參照圖4中的x軸和y軸，但不應(yīng)作為其只能在如圖一種方向上移動(dòng)的限定。

所述圖像采集機(jī)構(gòu)3固定于所述支架2，用于采集待切割物10的圖像，包括連接部31，相機(jī)和十字線發(fā)生器(未圖示)。其中，所述相機(jī)為工業(yè)相機(jī)包括主體部301和鏡頭302，所述連接部31位于所述主體部301和所述鏡頭302之間，將相機(jī)連接于所述支架2，所述十字線發(fā)生器可設(shè)置于所述相機(jī)內(nèi)部，用于生成作為對位基準(zhǔn)的十字線。

所述切割機(jī)構(gòu)4固定于所述支架2，包括刀頭41、刀架42和升降機(jī)構(gòu)43。所述刀頭41與所述圖像采集機(jī)構(gòu)3按預(yù)定水平距離d0設(shè)置；所述刀架42一端連接于所述升降機(jī)構(gòu)43，一端連接所述刀頭41，用于固定所述刀頭41；所述升降機(jī)構(gòu)43連接于所述支架2和所述刀架42之間，用于控制所述刀42并帶動(dòng)所述刀頭41升降。優(yōu)選的，所述刀頭41可在所述刀架42的帶動(dòng)下相對于所述支架2進(jìn)行360°旋轉(zhuǎn)。

作為一種實(shí)施例，所述升降裝置43包括氣缸(未圖示)，通過控制進(jìn)入所述氣缸的氣壓控制其伸縮，帶動(dòng)所述刀架42和所述刀頭41升降。

優(yōu)選的，所述刀頭41與所述刀架42之間還設(shè)有壓力檢測裝置(未圖示)，所述壓力檢測裝置用于檢測所述刀頭41工作時(shí)的壓力，進(jìn)而判斷切割力，當(dāng)切割力不足或過大時(shí)，提醒操作者重置所述升降機(jī)構(gòu)43的下落位移或檢查待切割物10狀態(tài)。

優(yōu)選的，所述刀架42在所述刀頭41安裝處設(shè)有定位銷(未圖示)，用于將所述刀頭41固定于所述刀架42。通過所述定位銷可以實(shí)現(xiàn)刀頭的快速更換，方便可靠。

所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置于所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述切割機(jī)構(gòu)4，用于驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41移動(dòng)，以改變兩者之間的距離。

作為第一種實(shí)施例，如圖1所示，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5設(shè)置于所述升降機(jī)構(gòu)43和所述刀架42之間。優(yōu)選的，所述升降機(jī)構(gòu)43下方連接一固定板(未圖示)，所述固定板上設(shè)有第一導(dǎo)軌(未圖示)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5固定于所述固定板，所述刀架42連接于所述第一導(dǎo)軌和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5，并可在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5的帶動(dòng)下沿所述第一導(dǎo)軌水平運(yùn)動(dòng)。其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5包括用于控制所述刀架42并帶動(dòng)所述刀頭41移動(dòng)的伺服電機(jī)(未圖示)。

作為第二種實(shí)施例，如圖6所示，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5’設(shè)置于所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和所述支架2之間。優(yōu)選的，所述之架2上設(shè)有第二導(dǎo)軌(未圖示)，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5’固定于所述支架2，所述連接部31連接于所述第二導(dǎo)軌和所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5’，并可在所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5’的帶動(dòng)下沿所述第二導(dǎo)軌水平運(yùn)動(dòng)，其中，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5’包括用于控制所述圖像采集機(jī)構(gòu)3移動(dòng)的伺服電機(jī)(未圖示)。

作為第三種實(shí)施例，結(jié)合圖1和圖6，所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)還可以同時(shí)設(shè)置于所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和所述切割機(jī)構(gòu)4，可以同時(shí)驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和所述刀頭41移動(dòng)，以改變兩者之間的距離。

所述控制單元可用于根據(jù)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3所采集的圖像計(jì)算所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和所述刀頭41的實(shí)際水平距離d1，以及所述實(shí)際水平距離d1與所述預(yù)定水平距離d0的偏差距離d2，并按照所述偏差距離d2控制驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41移動(dòng)，使兩者之間水平方向的距離保持為所述預(yù)定水平距離d0。

請結(jié)合圖2至圖5，相應(yīng)地，本發(fā)明還提供了一種基于上述任一技術(shù)方案所述切割裝置的刀頭校準(zhǔn)方法，包括以下步驟：

驅(qū)動(dòng)切割裝置的升降機(jī)構(gòu)43，使其上的刀頭41下降并在待切割物10上做出標(biāo)記，作為標(biāo)記位置a；

將所述支架2向所述刀頭41一側(cè)水平移動(dòng)預(yù)定水平距離d0，或?qū)⑺鲋蚊?1向所述圖像采集機(jī)構(gòu)3一側(cè)水平移動(dòng)預(yù)定水平距離d0，使標(biāo)記位置a移動(dòng)到所述圖像采集機(jī)構(gòu)3的下方；

驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3采集所述標(biāo)記，計(jì)算標(biāo)記位置a與圖像采集機(jī)構(gòu)3之間水平方向的距離得到偏差距離d2；

根據(jù)所述偏差距離d2驅(qū)動(dòng)所述驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)5、5’，使所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41水平移動(dòng)，令兩者之間水平方向的距離保持為所述預(yù)定水平距離d0。

進(jìn)一步，所述驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3采集所述標(biāo)記，計(jì)算標(biāo)記位置a與圖像采集機(jī)構(gòu)3之間水平方向的距離得到偏差距離d2，還包括：驅(qū)動(dòng)所述圖像采集機(jī)構(gòu)3采集所述十字線發(fā)生器生成的十字線的中心，得到中心位置b，計(jì)算標(biāo)記位置a與中心位置b之間的距離，即為標(biāo)記位置a與圖像采集機(jī)構(gòu)3之間水平方向的距離，也就是所述偏差距離d2。

其中，所述中心位置b可能位于所述標(biāo)記位置a的左側(cè)或右側(cè)，基于所述刀頭41位于所述圖像采集機(jī)構(gòu)3右側(cè)的實(shí)施例，作為一種具體實(shí)施方式，當(dāng)所述中心位置b位于標(biāo)記位置a左側(cè)，所述偏差距離d2為正數(shù)；當(dāng)所述中心位置b位于標(biāo)記位置a右側(cè)，所述偏差距離d2為負(fù)數(shù)。其中，所述偏差距離d2的正負(fù)決定所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41的移動(dòng)方向，結(jié)合上述記錄方式，當(dāng)所述偏差距離d2為正數(shù)，所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41相互靠近；當(dāng)所述偏差距離d2為負(fù)數(shù)，所述圖像采集機(jī)構(gòu)3和/或所述刀頭41相互遠(yuǎn)離。

與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明所述切割裝置具有以下優(yōu)點(diǎn)：

(1)將圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)并排固定于支架，通過控制單元驅(qū)動(dòng)圖像采集機(jī)構(gòu)可以檢測圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)的刀頭的實(shí)際水平距離，并計(jì)算需要調(diào)整的偏差距離，驅(qū)動(dòng)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)使圖像采集機(jī)構(gòu)和刀頭中至少一個(gè)移動(dòng)，使兩者之間保持預(yù)定水平距離，從而保證切割初始點(diǎn)在更換刀頭前后的一致性，無需手動(dòng)調(diào)節(jié)，自動(dòng)化程度和調(diào)整精度高。

(2)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)可同時(shí)設(shè)置于圖像采集機(jī)構(gòu)和切割機(jī)構(gòu)上，也可設(shè)置于兩者中的任一個(gè)之上，供不同支架結(jié)構(gòu)的具體選擇，具有較強(qiáng)靈活性。

(3)驅(qū)動(dòng)機(jī)構(gòu)采用伺服電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)，可以精密控制圖像采集機(jī)構(gòu)或刀頭移動(dòng)，同樣保證較高的調(diào)整精度。

(4)升降裝置采用氣缸作為驅(qū)動(dòng)，滿足驅(qū)動(dòng)需求節(jié)約生產(chǎn)成本且降低能耗無污染。

(5)刀頭與刀架之間設(shè)有壓力檢測裝置，用于檢測刀頭工作時(shí)的壓力，進(jìn)而判斷切割力，當(dāng)切割力不足或過大時(shí)，提醒操作者重置升降機(jī)構(gòu)的下落位移或檢查待切割物的狀態(tài)，提升產(chǎn)品的良品率。

以上對本發(fā)明所提供的一些實(shí)施例進(jìn)行了詳細(xì)介紹，對于本領(lǐng)域的一般技術(shù)人員，依據(jù)本發(fā)明實(shí)施例的思想，在具體實(shí)施方式及應(yīng)用范圍上均會(huì)有改變之處，綜上所述，本說明書內(nèi)容不應(yīng)理解為對本發(fā)明的限制。