基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构和AOI检测装置
技术领域
本发明涉及自动光学检测设备领域，具体地，涉及一种基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构和AOI检测装置。
背景技术
随着TFT-LCD及新型显示技术的迅速发展，各世代玻璃基板尺寸越做越大，玻璃厚度越来越薄，对液晶玻璃基板质量要求也越来越高(任何3um以上划痕和脏污都会影响最终显示屏的显像质量并导致次品产生)。AOI设备也越来越多的取代传统人工视觉检测，对AOI设备的要求也越来越严，对于大尺寸玻璃如6代线玻璃(1500mm*1850mm*0.4mm)以及8代线甚至11代线玻璃基板，现在越来越多的是采用气浮传输代替原本roller传输，解决了传统roller传输对玻璃表面造成的接触性损伤，以及杂质污染和基材变形等问题。不过，气浮状态下通过扫描传输时，相比于传统的roller传输，气浮状态下的扫描影像常常模糊不清，对后端算法分析玻璃缺陷产生很大影响，往往使得对玻璃缺陷情况的检测不准确。
因此，提供一种机构，解决气浮状态下通过扫描传输时，玻璃扫描影像模糊不清的问题，提高玻璃缺陷的检出率，将对玻璃基板的质量管控具有重大的意义。
发明内容
本发明的发明人经过研究发现，气浮状态下通过扫描传输时玻璃扫描影像之所以模糊不清，是因为气浮状态下，用气体将玻璃吹起来扫描传输时又引入了玻璃基板的平面度和稳定性等问题，因为高分辨率5um以内的线阵相机景深很小，在几十个微米范围内，视野范围也很小，如果在气浮状态玻璃基板抖动幅度大于相机景深的话，扫描影像就会模糊不清对后端算法分析玻璃缺陷产生很大影响；同时，如果大尺寸玻璃扫描时发生任何小角度的倾斜，往往会使得玻璃的扫描影像偏出相机视野范围，无法通过扫描相机判断玻璃是否存在缺陷。一般情况下，采用常规的气浮对位气缸校正玻璃角度，但即便校正后，玻璃还会存在1°左右的偏差，放大到扫描影像上就有几十毫米的偏斜，从而使得玻璃扫描影像模糊不清或超出视野范围，扫描不全，无法精准判断该玻璃是否存在缺陷，大大降低了气浮传输下玻璃基板的缺陷检测的准确性。
基于上述的发现，本发明提供一种基于气浮传输下玻璃基板角度补正机构，该角度补正机构能够针对大世代玻璃基板在气浮传输时常发生1°左右的偏斜，使得玻璃宽度方向的扫描影像将会偏移几十个毫米的情况，对玻璃基板进行微调，实现对玻璃基板的角度补正，确保玻璃平行于运动方向通过扫描相机，以使得玻璃基板的影像完全并清晰地显示出来，从而提高玻璃基板中缺陷的检出率。
为了实现上述目的，本发明提供了一种基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构，包括丝杆滑轨模组、摆臂旋转模组和吸盘吸附模组；所述吸盘吸附模组能够将气浮条件下玻璃基板吸附在吸盘上；所述摆臂旋转模组一端与所述丝杆滑轨模组的运动端连接，另一端与吸盘吸附模组底部固定连接；所述丝杆滑轨模组能够驱动摆臂旋转模组带动吸盘吸附模组吸附玻璃在水平面上进行角度补正-1.5°至1.5°；其中，所述丝杆滑轨模组运动精度为0.1-0.4um，摆臂旋转模组的旋转精度在±0.02分，从而使得玻璃旋转精度为±0.02分。
优选地，所述丝杆滑轨模组包括：角度调整底板、导轨滑块I、电机固定板、电机、联轴器、支撑座、丝杆和螺帽座；所述角度调整底板上设置有沿丝杆轴向延伸的滑轨，导轨滑块I设置于滑轨上；所述螺帽座设置于导轨滑块I上，所述螺帽座通过螺帽内部滚子与丝杆连接，所述电机正反向旋转通过联轴器带动所述丝杆正反向转动以带动螺帽内部滚子环绕丝杆转动从而带动所述螺帽座沿所述丝杆的轴向前后运动，使得所述螺帽座的运动精度为0.1-0.4um；所述螺帽座与所述摆臂旋转模组连接。
优选地，所述摆臂旋转模组，包括导轨滑块II、摆臂心轴、轴承、摆臂、旋转心轴、旋转心轴支撑座和旋转心轴固定座；导轨滑块II与摆臂心轴连接，摆臂一端与摆臂心轴通过轴承连接另一端与旋转心轴过盈连接，旋转心轴与旋转心轴支撑座通过两端轴承连接，旋转心轴固定座一端固定在丝杆滑轨模组中的角度调整底板上，另一端与旋转心轴支撑座连接；并且螺帽座(18)与导轨滑块II(21)连接，使得螺帽座(18)做前后往复运动时以驱动摆臂(24)做左右旋转运动，这时导轨滑块II(21)同时也在导轨做前后直线运动。
优选地，所述吸盘吸附模组，包括转接板、吸盘连接板、吸盘固定下板、吸盘水平调整板和多个吸盘；转接板分别与旋转心轴和吸盘连接板连接，吸盘连接板分别与吸盘固定下板和吸盘水平调整板连接，吸盘固定下板与吸盘连接；摆臂做左右旋转运动时带动与其过盈连接的旋转心轴正反向转动，在旋转心轴与转接板连接的情况下，以实现转接板的左右旋转，在通过转接板与吸盘连接板的连接从而带动吸盘吸附的玻璃做左右旋转运动。
优选地，所述电机每旋转一圈能够带动螺帽座运动1-3mm从而驱动摆臂旋转0.5-1.5°。
优选地，电机的停止精度为±0.05°，配合导程为1-3mm的丝杆，使得螺帽座在导轨滑块I上沿丝杆轴线方向前后8-12mm时，运动精度达到0.1-0.4um。
优选地，摆臂心轴与旋转心轴的中心距为90-120mm，摆臂左右摆动的同时螺帽座在导轨滑块II上垂直于导轨滑块I的方向前后3mm运动范围内，运动精度达到0.08-0.12um，摆臂旋转精度在±0.01分。
优选地，所述吸盘吸附模组还包括内六角圆柱头螺钉37和紧定螺钉38，所述吸盘水平调整板能够通过吸盘固定下板上的多颗内六角圆柱头螺钉37，以及下方固定在吸盘水平调整板上的多个紧定螺钉38微调吸盘的上下高度，使得吸盘整体平面度精度达到±0.01mm。
优选地，所述吸盘的两侧设置有气源接头与外部气源相连通。
优选地，吸盘上表面均布有多个与气源接头相连通的气孔。
本发明还提供一种AOI检测装置，该装置至少包括AOI设备直线电机、线阵相机和前文所述的角度补正机构，其中，所述丝杆滑轨模组的底部设置在所述AOI设备直线电机的动子上，以在所述吸盘吸附模组吸附玻璃之后能够在所述AOI设备直线电机的动子驱动下通过线阵相机从而对玻璃扫描成像。
这样，本发明的角度补正机构具有精度高、稳定性高的优点，能够针对大世代玻璃基板在气浮传输时常发生1°左右的偏斜，使得玻璃宽度方向的扫描影像将会偏移几十个毫米的情况，对玻璃基板进行微调，实现对玻璃基板的角度补正，确保玻璃平行于运动方向通过扫描相机，以使得玻璃基板的影像清晰显示，最终使得玻璃扫描影像在视野范围内不出现偏斜，满足算法分析需求，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性。
本发明的其他特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。
附图说明
附图是用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与下面的具体实施方式一起用于解释本发明，但并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1是本发明一种优选的实施方式中的角度补正机构的结构示意图；
图2是本发明一种具体的实施方式中的丝杆滑轨模组的结构示意图；
图3是本发明一种具体的实施方式中的摆臂旋转模组的结构示意图；
图4是本发明一种具体的实施方式中的吸盘吸附模组的结构示意图。
附图标记说明：
1丝杆滑轨模组 11角度调整底板 12导轨滑块I
13电机固定板14电机 15联轴器
16支撑座17丝杆 18螺帽座
2摆臂旋转模组 21导轨滑块II 22摆臂心轴
23轴承24摆臂 25旋转心轴
26旋转心轴支撑座27旋转心轴固定座
3吸盘吸附模组 31转接板 32吸盘连接板
33吸盘固定下板34吸盘水平调整板 35吸盘
36气源接头37内六角圆柱头螺钉 38紧定螺钉
具体实施方式
以下结合附图对本发明的具体实施方式进行详细说明。应当理解的是，此处所描述的具体实施方式仅用于说明和解释本发明，并不用于限制本发明。
在本发明中，在未作相反说明的情况下，“上、下、顶、底、远、近、侧”等包含在术语中的方位词仅代表该术语在常规使用状态下的方位，或为本领域技术人员理解的俗称，而不应视为对该术语的限制。
针对气浮传输下玻璃基板的角度的调节，既要保证玻璃基板调整的精度又要保证调节的稳定性，如前所述，调节时精度不够，会使得玻璃倾斜，造成扫描影像模糊不清或超出视野范围，检测不全面；而调节稳定性低，易造成玻璃在调节过程中发生磕碰，造成二次损伤或成像抖动模糊。所以，现有的角度调节机构显然不能实现气浮传输下玻璃基板的角度的调节。
基于此，如图1-图4所示，本发明提供一种基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构，包括丝杆滑轨模组1、摆臂旋转模组2和吸盘吸附模组3；所述吸盘吸附模组3能够将气浮条件下玻璃基板吸附在吸盘上；所述摆臂旋转模组2一端与所述丝杆滑轨模组1的运动端连接，另一端与吸盘吸附模组3底部固定连接；所述丝杆滑轨模组1能够驱动摆臂旋转模组2带动吸盘吸附模组3吸附玻璃在水平面上进行角度补正-1.5°至1.5°；其中，所述丝杆滑轨模组1运动精度为0.1-0.4um，摆臂旋转模组2的旋转精度在±0.02分，从而使得玻璃旋转精度为±0.02分。这样，本发明的角度补正机构具有精度高、稳定性高的优点，能够针对大世代玻璃基板在气浮传输时常发生1°左右的偏斜，使得玻璃宽度方向的扫描影像将会偏移几十个毫米的情况，对玻璃基板进行微调，实现对玻璃基板的角度补正，确保玻璃平行于运动方向通过扫描相机，以使得玻璃基板的影像清晰显示，最终使得玻璃扫描影像在视野范围内不出现偏斜，满足算法分析需求从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，所述丝杆滑轨模组1包括：角度调整底板11、导轨滑块I12、电机固定板1313、电机14、联轴器15、支撑座16、丝杆17和螺帽座18；所述角度调整底板11上设置有沿丝杆17轴向延伸的滑轨，导轨滑块I12设置于滑轨上；所述螺帽座18设置于导轨滑块I12上，所述螺帽座18通过螺帽内部滚子与丝杆17连接，所述电机14正反向旋转通过联轴器15带动所述丝杆17正反向转动以带动螺帽内部滚子环绕丝杆17转动从而带动所述螺帽座18沿所述丝杆17的轴向前后运动，使得所述螺帽座18的运动精度为0.1-04um；所述螺帽座18与所述摆臂旋转模组2连接。
为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，在本发明一种优选的实施方式中，所述摆臂旋转模组2，包括导轨滑块II21、摆臂心轴22、轴承23、摆臂24、旋转心轴25、旋转心轴支撑座26和旋转心轴固定座27；导轨滑块II21与摆臂心轴22连接，摆臂24一端与摆臂心轴22通过轴承23连接另一端与旋转心轴25过盈连接，旋转心轴25与旋转心轴支撑座26通过两端轴承23连接，旋转心轴固定座27一端固定在丝杆滑轨模组1中的角度调整底板11上，另一端与旋转心轴支撑座26连接；并且螺帽座18与导轨滑块II 21连接，使得螺帽座18做前后往复运动时驱动摆臂24做左右旋转运动，这时导轨滑块II 21同时也在导轨做前后直线运动。
为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，优选地，所述吸盘吸附模组3，包括转接板31、吸盘连接板32、吸盘固定下板33、吸盘水平调整板34和多个吸盘35；转接板31分别与旋转心轴25和吸盘连接板32连接，吸盘连接板32分别与吸盘固定下板33和吸盘水平调整板34连接，吸盘固定下板33与吸盘35连接；摆臂24做左右旋转运动时带动与其过盈连接的旋转心轴25正反向转动，在旋转心轴25与转接板31连接的情况下，以实现转接板31的左右旋转，在通过转接板31与吸盘连接板32的连接从而带动吸盘35吸附的玻璃做左右旋转运动。
为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，优选地，所述电机14每旋转一圈能够带动螺帽座18运动1-3mm从而驱动摆臂24旋转0.5-1.5°。
为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，优选地，电机14的停止精度为±0.05°，配合导程为1-3mm的丝杆17，使得螺帽座18在导轨滑块I12上沿丝杆17轴线方向前后8-12mm时，运动精度达到0.1-0.4um。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高角度补正机构的精度和稳定性，从而提高玻璃基板的缺陷的检测的准确性，摆臂心轴22与旋转心轴25的中心距为90-120mm，摆臂24左右摆动的同时螺帽座18在导轨滑块II21上垂直于导轨滑块I12的方向前后3mm运动范围内，运动精度达到0.08-0.12um，摆臂24旋转精度在±0.01分。
在本发明一种优选的实施方式中，为了进一步提高玻璃基板的水平精度，所述吸盘吸附模组3还包括内六角圆柱头螺钉和紧定螺钉，所述吸盘水平调整板34能够通过吸盘固定下板33上的多颗内六角圆柱头螺钉，以及下方固定在吸盘水平调整板34上的多个紧定螺钉微调吸盘35的上下高度，使得吸盘35整体平面度精度达到±0.01mm。
在本发明一种优选的实施方式中，所述吸盘35的两侧设置有气源接头36与外部气源相连通。这样吸附玻璃时吸盘整体本身对玻璃表面平面度不造成影响。所述吸盘上面的气源接头36与负压气体连接，达到局部真空吸附玻璃环境。
在本发明一种优选的实施方式中，吸盘35上表面均布有多个与气源接头36相连通的气孔。
在本发明一种优选的实施方式中，本发明的基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构，包括丝杆滑轨模组1、摆臂旋转模组2、吸盘吸附模组3；所述丝杆滑轨模组1包括：角度调整底板11、导轨滑块I12、电机固定板1313、电机14、联轴器15、支撑座16、丝杆17和螺帽座18；所述角度调整底板11上设置有沿丝杆17轴向延伸的滑轨，导轨滑块I12设置于滑轨上；所述螺帽座18设置于导轨滑块I12上，所述螺帽座18通过螺帽内部滚子与丝杆17连接，所述电机14正反向旋转通过联轴器15带动所述丝杆17正反向转动以带动螺帽内部滚子环绕丝杆17转动从而带动所述螺帽座18沿所述丝杆17的轴向前后运动，使得所述螺帽座18的运动精度为0.1-0.4um；所述螺帽座18与所述摆臂旋转模组2连接；
所述摆臂旋转模组2，包括导轨滑块II21、摆臂心轴22、轴承23、摆臂24、旋转心轴25、旋转心轴支撑座26和旋转心轴固定座27；导轨滑块II21与摆臂心轴22连接，摆臂24一端与摆臂心轴22通过轴承23连接另一端与旋转心轴25过盈连接，旋转心轴25与旋转心轴支撑座26通过两端轴承23连接，旋转心轴固定座27一端固定在丝杆滑轨模组1中的角度调整底板11上，另一端与旋转心轴支撑座26连接；并且螺帽座18与导轨滑块II21连接，使得螺帽座18做前后往复运动时带动导轨滑块II21在导轨上做往复直线运动，同时驱动摆臂24做左右旋转运动，这时导轨滑块II21同时也做前后直线运动；
所述吸盘吸附模组3，包括转接板31、吸盘连接板32、吸盘固定下板33、吸盘水平调整板34和多个吸盘35；转接板31分别与旋转心轴25和吸盘连接板32连接，吸盘连接板32分别与吸盘固定下板33和吸盘水平调整板34连接，吸盘固定下板33与吸盘35连接；摆臂24做左右旋转运动时带动与其过盈连接的旋转心轴25正反向转动，在旋转心轴25与转接板31连接的情况下，以实现转接板31的左右旋转，在通过转接板31与吸盘连接板32的连接从而带动吸盘35吸附的玻璃做左右旋转运动。
本发明机构是用于在气浮传输下对玻璃基板角度补正机构。其工作原理是：首先，玻璃基板处于被吹起的气浮板上，吸盘接负压气源电磁阀工作真空吸盘吸附玻璃；其次，电机通过联轴器带动丝杆转动，丝杆旋转带动固定在导轨滑块I的螺帽座沿丝杆轴线方向做直线运动，同时驱使滑块II将在导轨II上做直线运动；再次，由于旋转心轴固定座与角度调整底板固定连接，以及摆臂心轴与摆臂之间轴承连接方式，导致固定在导轨滑块II上的摆臂做旋转运动，同时滑块II在导轨II上做微量的直线移动；最后，通过摆臂与摆臂心轴的过盈连接带动摆臂心轴旋转，摆臂心轴与转接板连接将旋转运动传递给了转接板，最终传递到吸盘上带动玻璃旋转。本发明机构可保证气浮条件下不影响玻璃平面度的同时精确调整玻璃角度，同时电机正反转可实现玻璃正反两个方向的角度的补正，工作可靠，实用性强，结构简单，节约成本，调试控制简单。
更进一步，在本发明一种具体的实施方式中，该基于气浮传输下玻璃基板的角度补正机构，如图1所示，包括丝杆滑轨模组1、摆臂旋转模组2、吸盘吸附模组3。丝杆滑轨模组1如图2所示，包括角度调整底板11、导轨滑块I12、电机固定板13、电机14、联轴器15、支撑座16、丝杆17和螺帽座18；所述角度调整底板11分别与导轨滑块I12、支撑座16和电机固定板13连接；所述螺帽座18和导轨滑块I12连接。摆臂旋转模组2如图3所示，包括导轨滑块II21、摆臂心轴22、轴承23、摆臂24、旋转心轴25、旋转心轴支撑座26和旋转心轴固定座27；导轨滑块II21与摆臂心轴22连接，摆臂24一端与摆臂心轴22通过轴承23连接另一端与旋转心轴25过盈连接，旋转心轴25与旋转心轴支撑座26通过两端轴承连接，旋转心轴固定座27一端固定在角度调整底板11一端与旋转心轴支撑座26连接。吸盘吸附模组3如图4所示，包括转接板31、吸盘连接板32、吸盘固定下板33、吸盘水平调整板34、吸盘35、气源接头36、内六角圆柱头螺钉和紧定螺钉；转接板31分别与旋转心轴25和吸盘连接板32连接，吸盘连接板32分别与吸盘固定下板33和吸盘水平调整板34连接，吸盘水平调整板34与吸盘35连接，气源接头36与吸盘35连接，六角圆柱头螺钉将吸盘固定下板33固定在吸盘连接板32，紧定螺钉与吸盘水平调整板34通过螺纹连接，为了调整吸盘固定下板33的高度从而调整吸盘35的高度。丝杆滑轨模组的螺帽座18与摆臂旋转模组的导轨滑块II21连接，以实现电机14带动丝杆17旋转时，将旋转运动转换成固定在导轨滑块I12上的螺帽座18的直线运动，通过螺帽座18与导轨滑块II21的连接，驱使导轨滑块II21将做直线运动；摆臂旋转模组的旋转心轴固定座27与丝杆滑轨模组的角度调整底板11连接，以实现当导轨滑块II21即将做线性运动时迫使摆臂24做旋转运动；摆臂旋转模组的旋转心轴25与吸盘吸附模组的转接板31连接，以实现摆臂24带动旋转心轴25旋转时，转接板31连接的吸盘固定板32上吸盘35吸附玻璃做旋转运动。
本发明还提供一种AOI检测装置，该装置至少包括AOI设备直线电机、线阵相机和前文所述的角度补正机构，其中，所述丝杆滑轨模组1的底部设置在所述AOI设备直线电机的动子上，以在所述吸盘吸附模组3吸附玻璃之后能够在所述AOI设备直线电机的动子驱动下通过线阵相机从而对玻璃扫描成像。该机构可实现在气浮传输时对位气缸校正玻璃基板角度之后对玻璃角度进行二次补正功能，设计新颖可靠，结构简单紧凑，采用丝杆螺母配合导轨滑块可实现玻璃一定角度范围内正反向旋转补正功能，成本低廉，可靠性高。
优选地，丝杆滑轨模组的角度调整底板固定在AOI(自动光学检测)设备直线电机的动子上，这样吸盘吸附玻璃之后就可以运动通过线阵相机扫描成像。优选地，电机与控制装置信号连接达到±0.05°的停止精度，可实现高精度定位。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是，本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型，这些简单变型均属于本发明的保护范围。
另外需要说明的是，在上述具体实施方式中所描述的各个具体技术特征，在不矛盾的情况下，可以通过任何合适的方式进行组合，为了避免不必要的重复，本发明对各种可能的组合方式不再另行说明。
此外，本发明的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明的思想，其同样应当视为本发明所公开的内容。
