专利名称：一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及玻璃基板生产领域，特别是一种能精准测量玻璃基板实际长宽及直角度的测量装置。
背景技术：
玻璃基板生产线上常会用到玻璃的长宽与直角度的测量装置。在以往的生产线上常用的测量大多只是采用卡尺或简单平台进行单点测量，以点数据来代替线数据，并且在测量过程中，操作者的测量手法和测量的平台也直接影响测量的精度。在测量玻璃的长度和宽度时，如果采用卡尺测量，对于比较小的玻璃来说基本存在的误差会很小，并且基本不会影响使用。可是对于2300X2000 mm左右的光电玻璃来说，如果再用卡尺进行测量，卡尺本身的精度就会超过0.5 mm,在测量的过程中操作者卡住玻璃时的力度和卡尺摆放的角度对玻璃尺寸记录，都会产生更大的误差。
发明内容本实用新型为解决大型光电玻璃长宽及直角度测量不准确的技术问题，设计了一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，通过该装置实现了对大型玻璃基板的多点连续测量，使测量更精准。本实用新型为实现发明目的采用的技术方案是，一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，结构中包括支架及水平设置在支架上的检测平台，在检测平台的上台面上设有基板支撑组件，在基板支撑组件的四周设有可调式玻璃夹持定位机构，沿玻璃基板的长度方向及宽度方向分别滑动定位一组接触式传感器测量机构，在玻璃基板需测量角度的一侧边设置百分表测量机构。本实用新型的测量装置，采用平台上安装万向滚球多点支撑玻璃，以多点组成面减少玻璃滑伤的同时，玻璃摆放的平面度误差调整在0.5 IM以内，对于2000 mm长的玻璃来说，整体长度的误差不会超过0.0006 mm。并且在测量以前用汽缸夹紧玻璃，加强机械限位，在测量过程中玻璃不会相对移动，调整汽缸的夹紧力也不会将玻璃夹弯，这样有效的减少了测量误差。在测量过程中将传感器安装在直线滑轨上，可以多点测量，找出最大和最小值的同时计算平均值。本实用新型的测量装置具有操作简便、测量范围大、测量精度高、测量功能齐全等优势。
以下结合附图对本实用新型进行详细说明。

图1是本实用新型的立体视图。图2是图1中A区域放大示意图。图3是图1中B区域放大示意图。图4是图1中C区域放大示意图。[0012]图5是图1中D区域放大示意图。图6是图1中E区域放大示意图。图7是采用本实用新型测量玻璃基板宽度的原理图。图8是采用本实用新型测量玻璃基板角度的原理图。图9是本实用新型中百分表测量机构安装结构示意图。图10是本实用新型中旋转夹紧气缸的工作状态示意图。附图中，I代表支架，2代表检测平台，3代表万向球，4代表三组定位销，5代表一组定位销，6A、6B代表旋转夹紧气缸，6A-1、6B-1代表缸体，6A_2、6B_2代表活塞杆，6A_3、6B_3代表转动板，7A、7B代表接触式传感器测量机构，7A-1、7B-1代表直线滑轨，7A_2、7B_2代表滑块，7A-3、7B-3代表传感器，7A-4、7B-4代表滚轮式测量头，7A_5、7B_5代表驱动手柄，7A-6、7B-6代表调零偏心销，8代表百分表测量机构，8-1代表无杆气缸，8_3代表竖向保持架，8-4代表长条通孔，8-5代表百分表，8-6代表测量杆，8-7代表测量头，8_8代表滑轨，9代表顶杆，10代表踏台，11代表护板，12代表翻转门，13代表LED指示灯带，14代表玻璃基板,15代表汽泡水平仪。
具体实施方式
参看图1，一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，结构中包括支架I及水平设置在支架上的检测平台2，其特征在于:在检测平台2的上台面上设有基板支撑组件，在基板支撑组件的四周设有可调式玻璃夹持定位机构，沿玻璃基板14的长度方向及宽度方向分别滑动定位一组接触式传感器测量机构7A、7B，在玻璃基板14需测量角度的一侧边设置百分表测量机构8。所述基板支撑组件由一组均布在检测平台2上台面上的万向球3组成。参看图1，所述可调式玻璃夹持定位机构中包括:由沿玻璃基板宽度方向呈直线排列设置的三组定位销4及设置在玻璃基板长度方向上的一组定位销5组成的两个固定的直角定位边、以及分别设置在三组定位销4及一组定位销5对面的旋转夹紧气缸6A、6B。参看图4和图5，所述旋转夹紧气缸6A、6B的结构中包括:固定在支架I上的缸体6A-1、6B-1、同轴设置在缸体前端盖上的螺母、设置在缸筒内的活塞、末端与活塞固定且中部带有螺纹的活塞杆6A-2、6B-2、以及与活塞杆6A-2、6B-2前端固定连接的转动板6A-3、6B-3，活塞杆6A-2、6B-2穿过螺母并借助中部的螺纹与前端盖上螺母的配合，具有竖直旋转且轴向伸缩的自由度。参看图3和图6，所述接触式传感器测量机构7A、7B中包括:固定在检测平台上的直线滑轨7A-1、7B-1、设置在直线滑轨7A-1、7B-1上的滑块7A_2、7B_2、设置在滑块7A-2、7B-2上的带有滚轮式测量头7A-4、7B-4的传感器7A_3、7B_3、以及设置在滑块7A_2、7B_2上的驱动手柄7A-5、7B-5。参看图3和图6，所述接触式传感器测量机构7A、7B中还包括滚轮式测量头7A-4、7B-4的调零偏心销7A-6、7B-6，调零偏心销7A_6、7B_6固定设置在滑轨7A_1、7B_1内侧。参看图2，所述百分表测量机构8中包括:设置在检测平台2下方支架I上的滑轨8-8上的无杆气缸8-1、设置在无杆气缸缸筒上的竖向保持架8-3、竖向保持架8-3穿过设置在检测平台2上的长条通孔8-4与检测平台2上方的百分表8-5固定连接，百分表8-5的测量杆8-6前端的测量头8-7借助无杆气缸8-1的驱动具有水平滑动自由度。参看图1，所述检测平台2的下方还设有顶杆升降托举机构，结构中包括:设置在检测平台2下方的气缸、与气缸的活塞杆固连的一组顶杆9，在检测平台2上设有顶杆通孔，顶杆9借助气缸的驱动穿过设置在检测平台2上的顶杆通孔具有竖直方位升降自由度。参看图1，所述检测平台2下方设有踏台10，且在检测平台2的四周设有由透明PVC围成的护板11，护板11上设有翻转门12，护板11四周设有LED指示灯带13，LED指示灯带13的开关设置在翻转门12的旋转轴上。参看图1，所述的检测平台2 —端的缘边还设有汽泡水平仪15。本实用新型的装置可以测量多种不同规格的玻璃，在测量前先将旋转夹紧汽缸和传感器移动到相应的位置即可。 本实用新型在具体安装时:1.定位销及传感器和百分表的安装及调零:本实用新型中定位销定位装置，参看附图1，在测量前先将三组定位销4沿玻璃宽度方向调整成为一条直线，并沿玻璃基板长度方向设置一组定位销5，调整传感器和百分表所在的滑轨，与上面所述的四组定位销共同构成一个理论的矩形区域。标准矩形玻璃基板长度L和宽度W的确定:参看附图1和图7，用玻璃基板14的长度L和宽度W的量块或其它量具，测量出三组定位销4到传感器7A-3之间的距离L和上边的一组定位销5到传感器7B-3之间的距离W，此时将我们所用的接触式传感器数值定义为零。在实际测量时，因为知道定位销到传感器之间的相对距离L和W，所以用L或W加上各自传感器测量出的数值就是玻璃的实际长度和宽度。注:上面所说的量块是特殊定制，制作和使用原理来源于块规，一般是厚度为9 mm宽度为35 mm长度为需要的长度 。例如:生产线所需测量的玻璃长度为2328.8 mm时，需特殊制作此尺寸的量块，就现有技术量块的制作最大只有1000 mm时还可以制作，超过就需要由多根量块组合而成，这样我们可以用两根(1000 mm X35 mm X9 mm)和一根(328.8 mm X35 mmX9 mm)的量块，用专用的夹子将三根边接在一起。并且连接后的2328.8 mm误差控制在0.03mm。测量时用连接后的量块放置在平台上，一端轻靠在定位销上，另一端与传感器的测量头接触，轻轻绕着定位销转动量块，传感器测出的最小值就是我们需要的传感器清零值。在使用的时候由盒中取出，放置在平台上。不用的时候要涂油防锈放在盒中保存，使用过程中要轻拿轻放，不可以磕碰。2.本实用新型中的旋转夹紧气缸6A、6B的工作原理:参看图4和图5，在生产线上由于我们的玻璃材质特殊，易碎所以在移动玻璃时都要避免与硬物接触。当玻璃放置在检测平台2上时需要手动的将其两个相临边靠近在四组定位销上后，再用旋转夹紧气缸6A、6B夹紧。当玻璃基板还没有完全停靠在定位销上时，旋转夹紧气缸6A、6B的活塞杆6A-2、6B-2伸出，转动板6A-3、6B-3放下，当玻璃停靠位后再将活塞杆6A_2、6B_2旋转带动转动板转动90°并退回到工作位置夹紧玻璃。在转动板6A-3、6B-3上加装软的聚胺脂垫与玻璃接触，起到缓冲和减少摩擦的作用。旋转夹紧气缸6A、6B固定后初始位置是活塞杆6A-2、6B-2伸出的状态，它的运动轨迹是:活塞杆6A-2、6B-2旋转的同时往回缩，在旋转90°的同时可以往回缩9 mm,并且会有20 mm直接回缩行程。3.本实用新型中百分表工作原理:将被测尺寸引起的测杆微小直线移动经过齿轮传动放大，变为指针在刻度盘上的转动，从而读出被测尺寸的大小。百分表是利用齿条齿轮或杠杆齿轮传动，将测杆的直线位移变为指针的角位移的计量工具。参看图1和图2，本实用新型中百分表测量机构:主要是用于测量玻璃的直角度，主要由百分表、带测量头的测量杆、直线滑轨及无杆气缸构成。其中百分表的测量精度为0.05 mm，测量头上的传感器的测量精度为0.001 mm，直线滑轨的直线度为0.028 mm/lm，无杆气缸主要是动力源。参看图1、图2和图8，在测量前将百分表固定的滑轨与竖直的三个定位销调整为90°，并且百分表的测量杆与滑轨保持垂直，在移动测量时保证测量面与滑轨平行。当玻璃停靠在定位销所够成的矩形区域时用夹紧汽缸推紧玻璃进行测量。在安装时将直线滑轨和无杆汽缸用其它平板固定在检测平台2下方，这样在运动时只有百分表是在平台上面，增加安全性，同时直线滑轨和无杆气缸在平台下面减少了与灰尘和其它污染物的接触。测量过程中可以用无杆气缸带动百分表或传感器测量头测量，也可以操作者手动进行测量。将百分表换成传感器，并将传感器的放大器与电脑连接，可以线性的捕捉数据，气缸匀速运动带动传感器，在电脑上用时间或点动取点，直接记录数据，可以直接计算。4.本实用新型中的调零偏心销和传感器测量装置:采用精度为0.001 mm的高精度接触式传感器固定在直线滑轨上移动测量。在测量前先将滑轨调整。传感器的测量头选择滚轮式，这样滚轮边与玻璃边垂直时进行测量，保证传感器与玻璃充分接触的同时，也因传感器的测量头是在玻璃上滚动，所以减少了对玻璃的摩擦。传感器在直线滑轨上运动完成测量，这时对滑轨的直线度要求较高。而且传感器与滑块之间的连接，不但有螺钉还要求有平行于滑轨的两个定位销，以保证传感器的测量头与滑轨垂直。为了完成多种规格玻璃的测量，在测量平台加装了两根滑轨，预留了夹紧汽缸的固定位置和偏心定位销。这样在测量大小不同的玻璃时只需移动传感器和汽缸位置就能继续在一个平台上测量。在每次更换玻璃时，移动完传感器需要重新用量块找出测量的基准零点。此时为节省时间我们制作了几个偏心定位销，在组装平台时用量块测出定位销到传感器之间的距离，将传感器基准零点确定。这时将传感器移动到偏心定位销处，保持传感器测量头与偏心定位销母线接触，转动偏心定位销，当传感器显示零时固定偏心定位销。这样每次更换完玻璃就可以不用量块来确定传感器零点，而是移动到偏心定位销处，用偏心定位销来确定传感器零点。传感器选用接触式高精度数字传感器，传感器内部采用石英刻度尺，这样传感器的测量头移动多少内部的石英尺会直接将数值显示在与传感器相连接的放大器上。5.本实用新型中汽泡水平仪调平装置:参看图1，调平装置只是辅助的测量装置，它的作用主要在于将整体平台调平，减少测量误差。6.本实用新型中可以采用POWER BASE升降装置:升降装置采用气缸升降，升起的顶杆9的端面是由较软的球面聚氨脂块接收玻璃。抽检的玻璃运输到检测台前，将踏台
10中间的翻转门12翻起，由于LED灯的开关放置在门侧，这时POWER BASE四周装置的LED灯为红色，平台四周不允许工作者操作和靠近。工作者将升降装置升起，用叉车将玻璃放置在POWER BASE升起的顶杆9上，抽出叉车，下降玻璃到工作台面的万向球3上。这时将踏台上的翻转门12放下，LED灯为绿色，可以进行测量。测量台上的各个装置都是精密部件，在平时不用的时候不允许有其它外力和设备与基碰撞，所以在平时LED灯常亮，增加设备的安全性。7.本实用新型中加装护板11和踏台10:在踏台10与检测平台2中间增加透明PVC组装而成的护板11，即增加了安全性，又可以清楚的看到工作台的运动。在工作台的四周布有踏台，这样工作者测量时，踏台面与测量平台面之间只有不到900mm的距离，便于测量。踏台面采用铝合金花纹板，增加工作者操作安全性。并且踏台和护板都有独立的地角承重，可以独立安装，拆除和移动都会比较方便。 本装置在具体使用时:玻璃基板14沿图1中所标的箭头方向由水平叉车送到检测平台2上方。由气缸的活塞杆顶起顶杆9平稳的接收玻璃基板14，并缓慢下降将玻璃基板14放置在检测平台2的万向球3上。用旋转夹紧气缸6A、6B夹紧玻璃基板停靠在三组定位销4和一组定位销5上。 本装置在具体测量时:①测量玻璃基板的直角度:参看图8，测量直角度时，将玻璃推入后轻轻停靠在定位销上，再用旋转气缸夹紧，以保证玻璃a、b边可以完全停靠在三组定位销4和一组定位销5上。由无杆气缸带动百分表移动进行测量，并记录起始点与气缸行程终点的数值进行计算求取平均值。参看图8，气缸初始值A1与气缸行程最大值A2为定值，由百分表测量的B2，玻璃斜角a的计算过程及结果是:Tan B1=B1A1 ;Tan a2=B2/A2 ；a= Ca^a2) /2 ο这样a角可以通过测量计算得出，然后与所给出标准的倾斜角对比就可以判断玻璃是否是合格。另外，由于无杆气缸可以用手移动，可以随机选点，这样可以在A1、A2之间多选择几个点再计算平均值，可以使测量的数值更接近真值。但是在A1与A2之间选点时要手工在平台上刻线，使随机的点到竖直的三个定位销之间的距离为已知值，以便计算。②玻璃基板的长度和宽度测量原理一样，以测量宽度为例:参看图7，测量玻璃宽度时，在测量前先做好玻璃长宽的量块。由偏心定位销与量块定出传感器测量零点，再进行测量。测量时保证定位销构建的直角系，并确定三组定位销4到调零偏心销的距离C1且直线滑轨7A-1与三组定位销4排列形成的直线保持平行。移动传感器7A-3，在直线滑轨7A-1上直线运动。手动记录01-05的数值。计算公式是:玻璃宽度=C1-定位销半径+调零偏心销清零半径土(Di+D2+D3+D4+D5) /5。或将传感器与计算机连接,在计算机上点动取点记录数值。这样可以选取D1-D1^i间多个不规则的点，建立数学分析模型，可以了解玻璃直边的具体线性规则。比手动记录值更为精确。安装设备时由量块与调零偏心销设定好传感器零点后，固定调零偏心销。开始测量玻璃后由调零偏心销决定传感器的零点。本实用新型的创新性主要表现在以下五点:①利用顶杆升起接收玻璃，减少玻璃在托动过程中的划伤。工作台面与主线高度一致，为符合 人机工程，增加了踏台，这样运输玻璃时方便，测量时也符合操作者的要求。在POWER BASE旁边增加LED灯警示操作者，提高了安全性；[0058]②通过定位销定位的方法保证一个理论的直角，用气缸夹紧的方式确保面与面的接触，不会使玻璃倾斜定位或在测量时定位松动；③利用传感器在直线滑轨上移动测量数值。工作者可以在直线滑轨上移动传感器手动记录数值计算平均值。也可以将传感器的数据线连接到计算机上，点动取值由计算机直接出曲线图观察玻璃直线规律。多点测量取平均值这样使测量的数值更接近真值，也可以在测量过程中找到太大或太小的数值观察玻璃是否有瑕疵或毛边等；④利用偏心定位销来确定传感器的零点，不用每次都用量块清除零点，可以减少操作者的工作量；⑤利用气泡水平仪将测量平台调平，保证平台的平面度，以减少测量时所出现的误差。即使平台做的比较大也可以看出平台整体的平面度。
权利要求1.一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，结构中包括支架(I)及水平设置在支架上的检测平台(2)，其特征在于:在检测平台(2)的上台面上设有基板支撑组件，在基板支撑组件的四周设有可调式玻璃夹持定位机构，沿玻璃基板(14)的长度方向及宽度方向分别滑动定位一组接触式传感器测量机构(7A、7B)，在玻璃基板(14)需测量角度的一侧边设置百分表测量机构(8)。
2.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述基板支撑组件由一组均布在检测平台(2 )上台面上的万向球(3 )组成。
3.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述可调式玻璃夹持定位机构中包括:由沿玻璃基板宽度方向呈直线排列设置的三组定位销(4)及设置在玻璃基板长度方向上的一组定位销(5)组成的两个固定的直角定位边、以及分别设置在三组定位销 (4)及一组定位销(5)对面的旋转夹紧气缸(6A、6B)。
4.根据权利要求3所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述旋转夹紧气缸(6A、6B)的结构中包括:固定在支架(I)上的缸体(6A-1、6B-1)、同轴设置在缸体前端盖上的螺母、设置在缸筒内的活塞、末端与活塞固定且中部带有螺纹的活塞杆(6A-2、6B-2 )、以及与活塞杆(6A-2、6B-2 )前端固定连接的转动板(6A-3、6B-3 )，活塞杆(6A-2、6B-2)穿过螺母并借助中部的螺纹与前端盖上螺母的配合，具有竖直旋转且轴向伸缩的自由度。
5.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述接触式传感器测量机构(7A、7B)中包括:固定在检测平台上的直线滑轨(7A-1、7B-1)、设置在直线滑轨(7A-1、7B-1)上的滑块(7A-2、7B-2 )、设置在滑块(7A-2、7B-2 )上的带有滚轮式测量头(7A-4、7B-4 )的传感器(7A-3、7B-3 )、以及设置在滑块(7A-2、7B-2 )上的驱动手柄(7八-5、78-5)。
6.根据权利要求5所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述接触式传感器测量机构(7A、7B)中还包括滚轮式测量头(7A-4、7B-4)的调零偏心销(7八-6、78-6)，调零偏心销(7六-6、78-6)固定设置在滑轨(7A_1、7B_1)内侧。
7.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述百分表测量机构(8)中包括:设置在检测平台(2)下方支架(I)的滑轨(8-8)上的无杆气缸(8-1)、设置在无杆气缸缸筒上的竖向保持架(8-3)、竖向保持架(8-3)穿过设置在检测平台(2)上的长条通孔(8-4)与检测平台(2)上方的百分表(8-5)固定连接，百分表(8-5)的测量杆(8-6)前端的测量头(8-7)借助无杆气缸(8-1)的驱动具有水平滑动自由度。
8.根据权利要求2所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述检测平台(2)的下方还设有顶杆升降托举机构，结构中包括:设置在检测平台(2)下方的气缸、与气缸的活塞杆固连的一组顶杆(9)，在检测平台(2)上设有顶杆通孔，顶杆(9)借助气缸的驱动穿过设置在检测平台(2)上的顶杆通孔具有竖直方位升降自由度。
9.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述检测平台(2)下方设有踏台(10)，且在检测平台(2)的四周设有由透明PVC围成的护板(11)，护板(11)上设有翻转门(12 )，护板(11)四周设有LED指示灯带(13 )，LED指示灯带(13)的开关设置在翻转门(12)的旋转轴上。
10.根据权利要求1所述的一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，其特征在于:所述的 检测平台(2 ) —端的缘边还设有汽泡水平仪(15)。
专利摘要一种玻璃基板的实际长宽及直角度检测装置，解决了大型光电玻璃长宽及直角度测量不准确的技术问题，采用的技术方案是，结构中包括支架及水平设置在支架上的检测平台，在检测平台的上台面上设有基板支撑组件，在基板支撑组件的四周设有可调式玻璃夹持定位机构，沿玻璃基板的长度方向及宽度方向分别滑动定位一组接触式传感器测量机构，在玻璃基板需测量角度的一侧边设置百分表测量机构。本实用新型的测量装置具有操作简便、测量范围大、测量精度高、测量功能齐全等优势。
文档编号G01B5/245GK203083489SQ20132008446
公开日2013年7月24日 申请日期2013年2月25日 优先权日2013年2月25日
发明者杨军, 李守祚, 李秀春 申请人:东旭集团有限公司