专利名称：大尺寸玻璃基板的直角度快速测量方法及其测量仪的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种利用平面几何原理和直线位移传感器、单片机技术，通过测量玻 璃两平行边的位移，来对大尺寸的矩形玻璃基板进行直角度测量的方法及其测量仪。
背景技术：
目前对于测量大尺寸玻璃基板的直角度是一项比较麻烦的事情。对于平板类物体 直角度的测量，基本方法大致可分两种光学方法和机械方式。1、光学方法利用光的反射原理，由相对基准面固定的激光发射仪器发出直线光， 光经发射仪器反射，测量仪器在被测面上移动以测量反射光在刻度仪上的读数变化，此变 化值就是被测面相对基准面的直角度。2、机械方法首先以基准面固定产品，固定在测量平台(假象的理想垂直面)上的 千分表表头在测量面上滑动，千分表的读数变化即为直角度。也可用塞尺测量测量平台和 测量面的间隙大小确定直角度值。另外也可通过固定在测量平台不同位置的测量仪器不同 测量值之差确定直角度。以上所述测量方法测量的一般测量值精度在1 μ m左右，主要用来对于机械加工 件的测量较多，而且测量费工费时，设备价钱也十分昂贵。在玻璃基板行业，对玻璃的平面 度要求较严格，现在市面上很多公司生产专门测量平面度的设备。相对与玻璃的平面度，玻 璃相邻边的直角度一般测量较少，或者普通用途的平板玻璃对玻璃相邻边的直角度并无非 常严格的要求，一般平板玻璃切割设备的精度足以满足要求。但随着液晶玻璃、等离子玻璃 的生产，对相邻边直角度的要求越来越高，急需一种方法以满足此项要求。在传统的玻璃生产切割的直角度的检查方面主要使用比较法即使用具有规定精 度的和玻璃尺寸相当的直角尺靠近比较，第一、由于玻璃基板尺寸大且薄，搬运困难，稍有 不慎玻璃就会破碎。第二、将玻璃基板放到平台上面时玻璃表面会出现擦划伤，致使受检 玻璃基板报废。第三、由于比较法操作麻烦稍不用心就会测量错误，致使错误的结果误导生 产。最近市面上也出现了激光准直系统等高精度的测量设备但由于成本昂贵，不适用在玻 璃基板检查领域。

发明内容
本发明的目的就在于提供一种利用平面几何原理和直线位移传感器、单片机技 术，通过测量玻璃两平行边的位移，来对大尺寸的矩形玻璃基板进行直角度测量的方法及 其测量仪，本发明可快速方便的测出玻璃相邻边的直角度是否在1/1000范围内，在大尺寸 玻璃基板生产中此测量方法可以实现快速、高效和简单操作，方便快捷且成本较低，较好的 适应了玻璃生产线流水化作业的要求。为实现上述发明目的本发明的技术方案为大尺寸玻璃基板的直角度快速测量方法首先、测量时玻璃基板的一条边直接放在设置在底部的两个定位柱上，并使玻璃
3左侧边缘靠紧设置在左侧的定位柱，此时通过位移检测仪测得此边的位移数据dl (mm)，位 移检测仪的基准点设置在左侧定位柱垂直上方IOOOmm处；然后、将大尺寸玻璃翻转180°即将玻璃翻面，通过位移检测仪对第一次测量边的 对应边进行测量，所测数值为d2(mm)，最后计算(d2-dl)的绝对值的1/2即为大尺寸玻璃 基板的直角度测量数据。本发明大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，包括三角测量机架、装配在 机架下的底座部件，设置在测量机架上的检测台，在检测台底部设置有两个平行的水平定 位柱，在检测台左下侧设置有一个垂直定位柱，或者该垂直定位柱设置在检测台右下侧；与 垂直定位柱位置相应在测量机架上方左侧或右侧设置有直线位移检测仪，检测仪的顶杆设 置为距下方水平定位柱距离为900mm-1050mm ；在检测台表面均勻设置有为减少玻璃基板 与设备的接触面积的软质垫条，垫条的平整度一致性设置要高，在每条垫条上面贴设有一 层防静电特氟龙单面胶带用来与玻璃基板接触。这种胶带除了防静电之外还有厚度均勻、 低摩擦系数等优点，确保实现无损伤检测。本发明大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，所述检测仪的顶杆设置为距 下方水平定位柱距离为IOOOmm ；在检测台上均勻设置有减重孔；在测量机架底部安装有可 以调整机架高低和水平的调节螺钉支脚，使之适应不同的地面状况，另外还装有脚轮方便 搬运以适应洁净间没有吊车的特殊装机环境；本发明的测量原理是如图1所示玻璃基板的两对应边由加工工艺保证相互平 行，利用设备底部的两个定位柱的上母线及左侧定位柱侧母线作为基准，玻璃基板实现了 准确定位。玻璃基板左侧面的被测部位压迫检测仪顶杆产生位移，如若玻璃基板底边与侧 边不垂直，将玻璃基板翻转180°位移检测仪的读数值就会有所不同，其差值的1/2即为直 角度测量数据。本发明的有益效果为本发明可快速方便的测出玻璃相邻边的直角度是否在 1/1000范围内，在大尺寸玻璃基板生产中此测量方法可以实现快速、高效和简单操作，方便 快捷且成本较低，较好的适应了玻璃生产线流水化作业的要求。以下是利用本发明方法和 千分表测量方法测试的一组对比数据测试对比数据表单位(mm) 从表格的试验结果可以看出，如果以千分表测量结果作为理论正确结果，则本设 备测量的平均误差为2. 15%，对于此类产品直角度(Imm)的检验可以满足使用要求。另外 根据设备特点，本玻璃基板切割机正常工作情况下所切割出的玻璃，相邻边直角度较小，通 过试验一般小于0. 5范围，只有在设备调试阶段，玻璃的直角度数值才会接近或超过1mm。 而测量的精度取决于传感器及模数转换电路的精度，这种精度是很容易实现的。本发明的结构特征和优点为(1)机架采用不锈钢方管框架结构方管焊接成的 底座上面焊接几块板做焊后整体加工以保证上表面的平面度，使之安装在上部的零部件找 到基准面。底部安装有可以调整机架高低和水平的调节螺钉支脚，使之适应不同的地面状况，另外还装有脚轮方便搬运以适应洁净间没有吊车的特殊装机环境。上机架部分作为测 量的承载台也就是玻璃基板的测量机架我们采用了 80°倾角的人性化人机界面，这样无论 是放置玻璃基板还是观察读数都比较方便，另外采用A字形的截面，因为三角形具有稳定 性，可以用较轻的材质完成对基板的支撑采用三个A形的方管支撑，基准面选取底面和前 表面以方便安装调试。(2)、支撑玻璃的检测台本部分采用整块铝板经精确加工再进行表 面阳极化处理完成。此部分的重点是要保证整张一米多见方的铝板的表面平整度在0. Imm 以内，这样才能确保玻璃基板不会因检测平面的不平整而导致检测结果超出误差要求。中 间所去的大孔主要用于减重，这样既能采用较厚铝材减少加工中的变形量而实现精密，又 能减轻重量使整个装置轻而巧。(3)，与测量直接相关的一些零件一个是为减少玻璃与设 备的接触面积在铝板上面装有22件白色尼龙垫条，尼龙垫条要求平整度的一致性要高。还 有很重要的一点就是在每条垫条上面贴一层防静电特氟龙单面胶带用来与玻璃基板接触， 这种胶带除了防静电之外还有厚度均勻、低摩擦系数等优点，确保实现无损伤检测。另外一 个是定位柱，在检测台的下方安装两个定位柱，因为两点确定一条直线，使玻璃的一条边与 这两个定位柱接触，在检测左下侧安装一个定位柱，与玻璃的另外一条直角边下部与之接 触。在与这个定位柱上方一米的地方安装有位移传感器，用来测试传感器与玻璃边的距离 变化。(4)、测量及数显装置测量是利用设备底部的两个定位销作为基准，通过玻璃边缘压 在左侧顶杆的位置不同而引起直线位移传感器的数值变化，此变化值经过模数转换传送给 单片机，再由数显装置直接显示其值。顶杆的位置位于距侧定位销IOOOmm的地方，所测得 的数值即为玻璃侧边对底边的垂直情况。总结本发明的创新点为1、满足了玻璃基板生产线对直角度测量的要求；2、测试速度快，效率高，劳动强度 低；3、对基板表面保护得当，可实现无损伤检测；4、测试数据准确，测试精度高；5、结果数 据显示实现了数字化、智能化；6、操作方便，移动装调简单。


图1为本发明测试方法的原理示意图，图2为本发明测试仪的结构示意图，图3为本发明图2的左视图。图中1底座部件、2、定位柱、3检测台、4和5为垫条及胶带、6三角支架部件、7托 块、8直线位移检测仪、9竖式数显卡尺、10脚轮、11地脚螺栓、12横式数显卡尺、13减重孔。
具体实施例方式如附图1所示本发明方法为首先、测量时玻璃基板的一条边直接放在设置在底部的两个定位柱上，并使玻璃 左侧边缘靠紧设置在左侧的定位柱，此时通过位移检测仪测得此边的位移数据dl(mm)，位 移检测仪的基准点设置在左侧定位柱垂直上方IOOOmm处；然后、将大尺寸玻璃翻转180°即将玻璃翻面，通过位移检测仪对第一次测量边的 对应边进行测量，所测数值为d2(mm)，最后计算(d2-dl)的绝对值的1/2即为大尺寸玻璃 基板的直角度测量数据。
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如附图2、3所示本发明所述大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，包括三 角测量机架6、装配在机架6下的底座部件1，设置在测量机架6上的检测台3，检测台3通 过托块7装配在机架6上；在检测台3底部设置有两个平行的水平定位柱2，在检测台3左 下侧设置有一个垂直定位柱2，或者该垂直定位柱设置在检测台右下侧；与垂直定位柱2位 置相应在测量机架上方左侧或右侧设置有直线位移检测仪8，检测仪8的顶杆设置为距下 方水平定位柱距离为900imr~1050ram ；在检测台3表面均勻设置有为减少玻璃基板与设 备的接触面积的软质垫条4，垫条4的平整度一致性设置要高，在每条垫条4上面贴设有一 层防静电特氟龙单面胶带5用来与玻璃基板接触。本发明所述检测仪的顶杆设置为距下方 水平定位柱距离为IOOOmm ；在检测台上均勻设置有减重孔13 ；在测量机架6底部安装有可 以调整机架高低和水平的调节螺钉支脚11，使之适应不同的地面状况，另外还装有脚轮10 方便搬运以适应洁净间没有吊车的特殊装机环境；本发明还可以在检测台上方中央设置有 竖式数显卡尺9，同时在检测台一侧垂直定位柱对面设置有横式数显卡尺12，这样本发明 就能够具备测试玻璃基板尺寸的功能。本发明中(1)机架采用不锈钢方管框架结构，方管焊接成的底座上面焊接几块 板做焊后整体加工以保证上表面的平面度，使之安装在上部的零部件找到基准面。底部安 装有可以调整机架高低和水平的调节螺钉支脚，使之适应不同的地面状况，另外还装有脚 轮方便搬运以适应洁净间没有吊车的特殊装机环境。上机架部分作为测量的承载台也就 是玻璃基板的测量机架我们采用了 80°倾角的人性化人机界面，这样无论是放置玻璃基板 还是观察读数都比较方便，另外采用A字形的截面，因为三角形具有稳定性，可以用较轻的 材质完成对基板的支撑采用三个A形的方管支撑，基准面选取底面和前表面以方便安装调 试。(2)、支撑玻璃的检测台本部分采用整块铝板经精确加工再进行表面阳极化处理完成。 此部分的重点是要保证整张一米多见方的铝板的表面平整度在0. Imm以内，这样才能确保 玻璃基板不会因检测平面的不平整而导致检测结果超出误差要求。中间所去的大孔主要用 于减重，这样既能采用较厚铝材减少加工中的变形量而实现精密，又能减轻重量使整个装 置轻而巧。(3)，与测量直接相关的一些零件一个是为减少玻璃与设备的接触面积在铝板 上面装有22件白色尼龙垫条，尼龙垫条要求平整度的一致性要高。还有很重要的一点就是 在每条垫条上面贴一层防静电特氟龙单面胶带用来与玻璃基板接触，这种胶带除了防静电 之外还有厚度均勻、低摩擦系数等优点，确保实现无损伤检测。另外一个是定位柱，在检测 台的下方安装两个定位柱，因为两点确定一条直线，使玻璃的一条边与这两个定位柱接触， 在检测左下侧安装一个定位柱，与玻璃的另外一条直角边下部与之接触。在与这个定位柱 上方一米的地方安装有位移传感器，用来测试传感器与玻璃边的距离变化。(4)、测量及数 显装置测量是利用设备底部的两个定位销作为基准，通过玻璃边缘压在左侧顶杆的位置不 同而引起直线位移传感器的数值变化，此变化值经过模数转换传送给单片机，再由数显装 置直接显示其值。顶杆的位置位于距侧定位销IOOOmm的地方，所测得的数值即为玻璃侧边 对底边的垂直情况。
权利要求
大尺寸玻璃基板的直角度快速测量方法，其特征在于首先、测量时将玻璃基板的一条边直接放在设置在底部的两个定位柱上，并使玻璃左侧边缘靠紧设置在左侧的定位柱，此时通过一位移检测仪测得此边的位移数据d1(mm)，位移检测仪的基准点设置在左侧定位柱垂直上方1000mm处；然后将大尺寸玻璃翻转180°即将玻璃翻面，通过位移检测仪对第一次测量边的对应边进行测量，所测数值为d2(mm)，最后计算(d2-d1)的绝对值的1/2即为大尺寸玻璃基板的直角度测量数据。
2.大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其特征在于其包括三角测量机架、 装配在机架下的底座部件，设置在测量机架上的检测台，在检测台底部设置有两个平行的 水平定位柱，在检测台左下侧设置有一个垂直定位柱，或者在检测台右下侧设置有一个垂 直定位柱；与垂直定位柱位置相应在测量机架上方左侧或右侧设置有直线位移检测仪，检 测仪的顶杆设置为距下方水平定位柱距离为900mm--1050mm ；在检测台表面均勻设置有为 减少玻璃基板与设备的接触面积的软质垫条，各垫条设置平整度一致，在每条垫条上面贴 设有一层防静电特氟龙单面胶。
3.根据啊权利要求2所述的大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其特征在 于所述检测仪的顶杆设置为距下方水平定位柱距离为1000mm。
4.根据啊权利要求2所述的大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其特征在 于在检测台上均勻设置有减重孔。
5.根据啊权利要求2所述的大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其特征在 于在测量机架底部安装有能够调整机架高低和水平的调节螺钉支脚；装有方便搬运的脚 轮。
6.根据啊权利要求2所述的大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其特征在 于所述测量机架设置80°倾角。
7.根据啊权利要求2、3、4、5、6所述的大尺寸玻璃基板的直角度快速测量的测量仪，其 特征在于在检测台上方中央设置有竖式数显卡尺，同时在检测台一侧垂直定位柱对面设 置有横式数显卡尺。
全文摘要
本发明涉及一种利用平面几何原理和直线位移传感器、单片机技术，通过测量玻璃两平行边的位移，来对大尺寸的矩形玻璃基板进行直角度测量的方法及其测量仪。其利用设备底部的两个定位柱的上母线及左侧定位柱侧母线作为基准，玻璃基板实现了准确定位。玻璃基板左侧面的被测部位压迫检测仪顶杆产生位移，如若玻璃基板底边与侧边不垂直，将玻璃基板翻转180°位移检测仪的读数值就会有所不同，其差值的1/2即为直角度测量数据。本发明可快速方便的测出玻璃相邻边的直角度是否在1/1000范围内，在大尺寸玻璃基板生产中此测量方法可以实现快速、高效和简单操作，方便快捷且成本较低，较好的适应了玻璃生产线流水化作业的要求。
文档编号G01B11/26GK101886918SQ201010102569
公开日2010年11月17日 申请日期2010年1月29日 优先权日2010年1月29日
发明者李学峰, 李赫然, 齐彦民 申请人:河北东旭投资集团有限公司