CN106125354B - 一种板类产品加工光学对位方法 - Google Patents

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Abstract

本发明实施例提供一种板类产品加工光学对位方法，包括：L型光电测试平台的X轴和Y轴上均设有光电传感器；将载物台沿L型光电测试平台的X轴方向移动，至Y轴任意一个光电传感器的状态发生变化时停止移动；将载物台沿Y轴方向移动；计算载物台沿Y轴的移动距离；计算待加工基板X方向边缘与X轴的偏移角度；将载物台旋转偏移角度，使待加工基板X方向边缘平行于X轴；依次沿X轴和Y轴方向移动载物台，将待加工基板移动至指定位置，对位完成。使用本发明提供的板类产品加工光学对位方法可以快速有效地对待加工基板进行位置的校正，相对于现有的利用坐标计算的方法，既精确又简单。

Description

一种板类产品加工光学对位方法
技术领域
本发明实施例涉及对位系统技术领域，特别涉及一种板类产品加工光学对位方法。
背景技术
在工业生产中，对位系统的应用极为广泛。尤其是在生产液晶显示面板、印刷电路板等板类产品时，对对位系统精度的要求极高。现有技术中，工业上主要采用光电耦合器件(Charge-coupled Device，简称CCD)光学视觉对位系统进行对位。CCD光学视觉对位系统先对待加工产品上的所有对位标识进行识别，将光学影像转化为电信号，识别这些标识的位置。CCD光学视觉对位系统对这些标识的实际位置坐标进行计算，并与系统中的设计位置坐标进行对比计算，当实际位置坐标与设计位置坐标的差值在误差允许范围内，则对给与系统中的设计位置坐标补偿，以现有标识作为对位点进行生产。
采用CCD光学视觉对位系统定位精度高，但需要较高的维护成本，设备价格也比较贵，设备安装要求较高。
发明内容
为解决上述问题，本发明提供一种板类产品加工光学对位方法，包括：
步骤一：设置一L型光电测试平台，所述L型光电测试平台设有一X轴和一Y轴，所述X轴和Y轴上均至少设有2个光电传感器；
步骤二：将待加工基板沿L型光电测试平台的X轴方向移动，至所述L型光电测试平台Y轴任意一个光电传感器的状态发生变化时停止移动；
步骤三：再将所述待加工基板沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至所述L型光电测试平台X轴任意一个光电传感器的状态发生变化时开始计时；继续将所述待加工基板沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至所述L型光电测试平台X轴任意另一个光电传感器的状态发生变化时结束计时；
步骤四：计算所述待加工基板在计时的时间段内沿L型光电测试平台的Y轴方向的移动距离；结合L型光电测试平台X轴上发生状态变化的两个光电传感器在X轴上的距离，计算待加工基板X方向与L型光电测试平台的X轴方向的偏移角度；
步骤五：将所述待加工基板旋转所述偏移角度，使待加工基板X方向平行于L型光电测试平台X轴；
步骤六：依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动所述待加工基板，将待加工基板移动至指定位置，对位完成。
进一步地，所述L型光电测试平台X、Y轴上的光电传感器在垂直方向检测物体，当有物体移动遮挡光时，光电传感器状态从OFF变化至ON。
进一步地，依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动所述待加工基板，将所述待加工基板移动至指定位置包括：
沿L型光电测试平台的X轴方向移动所述待加工基板，直到所述L型光电测试平台Y轴上的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；
再沿L型光电测试平台的Y轴方向移动所述待加工基板，直到所述L型光电测试平台X轴上的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；
若X轴上或者Y轴上的所有光电传感器没有同时发生状态变化时，将所述待加工基板移出，重复步骤二至步骤六的操作。
进一步地，所述待加工基板通过真空吸附固定于载物台上，所述载物台通过其下方设有的旋转移动机构带动所述待加工基板旋转移动。
进一步地，所述L型光电测试平台X轴设有4个光电传感器，所述L型光电测试平台Y轴设有2个光电传感器。
进一步地，在对位之前，对所述待加工基板进行形状检测。
本发明还提供一种板类产品加工光学对位方法，包括：
步骤一：设置一光电测试矩阵平台，所述光电测试矩阵平台沿X、Y方向设有M行N列光电传感器监测点，其中M>1,N>1，且每行每列均至少设有2个光电传感器；
步骤二：将待加工基板沿光电测试矩阵平台的X方向移动，至所述光电测试矩阵平台第1行中任意一个光电传感器的状态发生变化时停止移动；
步骤三：将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y方向移动，至所述光电测试矩阵平台第N列中任意一个光电传感器的状态发生变化时开始计时；继续将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y轴方向移动，至所述光电测试矩阵平台第N列中任意另一个光电传感器的状态发生变化时结束计时；
步骤四：计算载物台在计时阶段沿光电测试矩阵平台的Y方向的移动距离；结合光电测试矩阵平台第N列中发生状态变化的两个光电传感器在X方向的距离，计算待加工基板X方向与光电测试矩阵平台的X方向的偏移角度；
步骤五：将所述待加工基板旋转所述偏移角度；
继续将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y方向移动，经过第N-1列至第1列时，依次重复步骤三至步骤五的调整方式，对位完成。
进一步地，所述M行N列的光电传感器在垂直方向检测物体，当有物体移动遮挡光时，光电传感器状态从OFF变化至ON。
进一步地，包括：
沿光电测试矩阵平台的X方向移动所述待加工基板至第一行时，直到第一行的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；
沿光电测试矩阵平台的Y方向移动所述待加工基板至第一列时，直到第一列的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；
若上述第一行或者第一列的所有光电传感器没有同时发生状态变化时，将所述待加工基板移出，重复步骤二至步骤五的操作。
进一步地，所述待加工基板通过真空吸附固定于载物台上，所述载物台通过其上方设有旋转移动机构带动所述待加工基板旋转移动。
使用本发明提供的板类产品加工光学对位方法对板类产品进行对位时，对位精度高，设备安装简单，对位时间短，效率高，加工生产时产生的的误差小，生产精度高。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为待加工基板原始状态实施例一示意图；
图2为待加工基板原始状态实施例二示意图；
图3为待加工基板对位状态一示意图；
图4为待加工基板对位状态二示意图；
图5为待加工基板对位状态三示意图；
图6为待加工基板对位状态四示意图；
图7为待加工基板对位状态五示意图；
图8为待加工基板对位完毕示意图；
图9为光电测试矩阵平台示意图。
附图标记：
10待加工基板 21L型光电测试平台X轴
22L型光电测试平台Y轴
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明提供的板类产品加工光学对位方法适合各种板类产品加工的对位，尤其适合液晶面板产品的加工对位。
实施例一
本发明实施例一提供一种板类产品加工光学对位方法，包括：
步骤一：设置一L型光电测试平台，L型光电测试平台设有一X轴和一Y轴，X轴和Y轴上均至少设有2个光电传感器；
步骤二：将待加工基板10(可以为矩形、方形)固定于载物台上，待加工基板10固定于载物台的原始状态如图1和图2所示。下面以图1为例，载物台通过下方设有的旋转移动机构带动待加工基板10旋转移动，状态如图3所示，将载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的X轴方向移动，至所述L型光电测试平台Y轴22任意一个光电传感器SY1的状态发生变化时停止移动，所述发生变化可以是从OFF转变成ON；
步骤三：再将载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至L型光电测试平台X轴21任意一个光电传感器SX1的状态从OFF转变成ON时开始计时，记录时间tY1，状态如图4所示；
继续将载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至L型光电测试平台X轴22任意另一个光电传感器SX2的状态从OFF转变成ON时结束计时，记录时间tY2，状态如图5所示；
步骤四：根据载物台的移动速度vY以及计时的时长(tY2-tY1)，计算待加工基板10在计时时间段内沿L型光电测试平台的Y轴方向的移动距离Δy,Δy＝vY*(tY2-tY1)；
优选地，载物台采用伺服马达作为驱动装置时，伺服马达自动记录计时的时间段(tY2-tY1)内所发出的脉冲数，通过脉冲数自动计算计时时间段内沿L型光电测试平台的Y轴方向的移动距离Δy；
结合L型光电测试平台X轴21上的光电传感器SX1和光电传感器SX2的距离Δx，根据tanθ＝Δy/Δx计算待加工基板10X方向与L型光电测试平台X轴21的偏移角度θ，如图5所示；
步骤五：将载物台带动待加工基板10旋转θ，使待加工基板10X方向平行于L型光电测试平台X轴21，状态如图6所示；
步骤六：依次沿L型光电测试平台X轴和Y轴方向移动所述载物台，将待加工基板10移动至指定位置，对位完成，状态如图7和图8所示。
上述实施例提供的方法可以快速有效的对待加工基板进行位置的校正，相对于现有的利用坐标计算的对位方法，既精确又简单。
上述步骤中位于X、Y轴上的光电传感器在垂直方向上检测物体，当待加工基板10移动遮挡光时，即可使光电传感器的状态从OFF转变成ON。
在上述具体实施方式中，若光电传感器SX1在L型光电测试平台X轴21上的位置比光电传感器SX2更接近L型光电测试平台Y轴22(如图1所示)，则载物台应带动待加工基板10顺时针旋转θ，再依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动，将待加工基板10移动至指定位置，对位完成。
若光电传感器SX2在L型光电测试平台X轴21上的位置比光电传感器SX1更接近L型光电测试平台Y轴22(如图2所示)，则载物台应带动待加工基板10逆时针旋转θ，再依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动，将待加工基板10移动至指定位置，对位完成。
进一步地，依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动待加工基板，将待加工基板10移动至指定位置包括：
移动载物台，沿L型光电测试平台的X轴方向移动待加工基板10，直到L型光电测试平台Y轴22上的所有光电传感器同时从OFF转变成ON时停止；
再移动载物台，沿L型光电测试平台的Y轴方向移动所述待加工基板10，直到L型光电测试平台X轴21上的所有光电传感器同时从OFF转变成ON时停止；
若X轴上或者Y轴上的所有光电传感器存在没有同时从OFF转变成ON时，将待加工基板10移出，重复上述偏移角度θ的检测及载物台带动待加工基板10的旋转操作，目的是为了防止之前的校正存在偏差。
上述所有光电传感器同时从OFF转变成ON可以允许存在一定的时间差，即：X轴上或者Y轴上的所有光电传感器中，最早从OFF转变成ON的光电传感器到最晚从OFF转变成ON的光电传感器的时间允许存在一定的误差，该误差可根据产品加工的精度要求进行设定，如果该时间小于该误差，则光学对位继续后续操作。
优选地，所述待加工基板10通过真空吸附固定于载物台上，通过所述载物台的位置变化调整所述待加工基板10的加工位置。采用真空吸附使待加工基板10固定于载物台上，在载物台移动的过程中，不会由于惯性而使待加工基板10位置发生变动，给加工带来误差。通过真空吸附固定待加工基板，比用胶布或者夹子固定待加工基板，加工精度更精确。
较佳地，所述L型光电测试平台X轴21设有4个传感器，所述L型光电测试平台Y轴22设有2个传感器。
如图1～图8所示，在L型光电测试平台X轴21分别装有光电传感器SX1，光电传感器SX2，光电传感器SX3和光电传感器SX4，L型光电测试平台Y轴22分别装有光电传感器SY1和光电传感器SY2。当载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的Y轴方向移动时，将载物台旋转θ后，待加工基板10X方向平行于L型光电测试平台X轴21，载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的X轴方向移动，当待加工基板10Y方向边缘到达L型光电测试平台Y轴22，触发光电传感器SY1和光电传感器SY2同时从OFF转变成ON并发出信号，载物台停止沿L型光电测试平台的X轴方向移动。接着，载物台带动待加工基板10沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，当待加工基板10X方向边缘到达L型光电测试平台X轴21，触发光电传感器SX1，光电传感器SX2，光电传感器SX3和光电传感器SX4同时从OFF转变成ON并发出信号，载物台停止沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，对位完毕。
较佳地，在对位之前，对待加工基板10进行形状检测。在载物台旋转θ角度，使待加工基板10的X方向平行于L型光电测试平台的X轴方向时，载物台带动待加工基板沿L型光电测试平台的X轴方向移动，当待加工基板10的Y方向边缘到达L型光电测试平台Y轴22时，由于形状不合格的待加工基板10的X方向边缘和Y方向边缘不一定呈直角，所以不会同时触发光电传感器SY1和光电传感器SY2使其同时从OFF转变成ON。光电传感器SY1和光电传感器SY2最先从OFF转变成ON的光电传感器开始计时，记录时间tX1，光电传感器SY1和光电传感器SY2最后从OFF转变成ON时的光电传感器停止计时记录时间tX2并发出信号，载物台停止沿L型光电测试平台的X轴方向移动。根据光电传感器SY1和光电传感器SY2所记录的时间及载物台的移动速度，可算出待加工基板10的Y方向边缘上光电传感器SY1和光电传感器SY2所对应的两点的移动距离差Δx＝vX*(tX2-tX1)；优选地，载物台采用伺服马达作为驱动装置时，伺服马达自动记录计时时间段(tX2-tX1)内所发出的脉冲数，通过脉冲数自动计算计时时间段内沿L型光电测试平台的X轴方向的移动距离Δx。当差值Δx大于标准值时，待加工基板为不合格产品，放弃加工。根据待加工产品的不同，标准值可自行设置。
实施例二
本发明实施例二还提供一种板类产品加工光学对位方法，包括：
步骤一：设置一光电测试矩阵平台，所述光电测试矩阵平台沿X、Y方向设有M行N列光电传感器监测点，其中M>1,N>1，且每行每列均至少设有2个光电传感器，如图9所示；
步骤二：将待加工基板10固定于载物台上，载物台通过下方设有的旋转移动机构带动待加工基板10旋转移动，将载物台带动待加工基板10沿光电测试矩阵平台的X方向移动，至所述光电测试矩阵平台第1行中任意一个光电传感器的状态从OFF状态转变成ON；
步骤三：将载物台带动待加工基板10沿光电测试矩阵平台的Y方向移动，至光电测试矩阵平台第N列中任意一个光电传感器的状态从OFF转变成ON时开始计时tN1；继续将待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y轴方向移动，至光电测试矩阵平台第N列中任意另一个光电传感器的状从OFF转变成ON时结束计时，记录时间tN2；
步骤四：根据载物台的移动速度vN移动速度以及计时的时长(tN2-tN1)，计算待加工基板10在计时阶段沿Y轴的移动距离Δn，Δn＝vN*(tN2-tN1)；
优选地，载物台采用伺服马达作为驱动装置时，伺服马达自动记录计时时间段(tN2-tN1)内所发出的脉冲数，通过脉冲数自动计算计时时间段内沿L型光电测试平台的Y轴方向的移动距离Δn；
结合光电测试矩阵平台第N列中发生状态变化的两个光电传感器在X方向的距离Δm，根据tanθ’＝Δn/Δm计算待加工基板X方向与光电测试矩阵平台的X方向的偏移角度θ’；
步骤五：将载物台带动待加工基板10旋转所述偏移角度θ’；
继续将所述载物台沿Y方向移动，经过第N-1列至第1列时，依次重复步骤三至步骤五的调整方式，对位完成。
本发明实施例二提供的方法可以解决实施例一中采用L型光电测试平台进行一次校正调节对位后，由于惯性导致调节过度，载物台调整后所处的位置与指定的位置有所偏差的问题。实施例二提供的方法不是实施例一动作的多次重复校正，而是在一次校正过程中，利用迭代多级校正的方式，无需多次调整，而且一次的调整都是在上一次调整的基础上做的，可以使得对位更精确。
上述步骤中，所述M行N列的光电传感器在垂直方向检测物体，当有物体移动遮挡光时，光电传感器状态从OFF变化至ON。
在上述方法的最后对位时，沿光电测试矩阵平台X方向移动所述待加工基板第一行时，直到第一行的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；沿光电测试矩阵平台Y方向移动所述待加工基板第一列时，直到第一列的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；若上述第一行或者第一列的所有光电传感器没有同时发生状态变化时，将所述待加工基板移出，重复步骤二至步骤五的操作。目的也是为了防止存在对位误差导致后续的加工矩形基板会出现问题。
具体实施时，可以将所述待加工基板通过真空吸附固定于所述载物台上，所述载物台通过上方设有旋转移动机构带动所述待加工基板旋转移动。
尽管本文中较多的使用了诸如待加工基板，L型光电测试平台X轴，L型光电测试平台Y轴，光电传感器，光电测试矩阵平台等术语，但并不排除使用其它术语的可能性。使用这些术语仅仅是为了更方便地描述和解释本发明的本质；把它们解释成任何一种附加的限制都是与本发明精神相违背的。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (10)

1.一种板类产品加工光学对位方法，其特征在于，包括：
步骤一：设置一L型光电测试平台，所述L型光电测试平台设有一X轴和一Y轴，所述X轴和Y轴上均至少设有2个光电传感器；
步骤二：将待加工基板沿L型光电测试平台的X轴方向移动，至所述L型光电测试平台Y轴任意一个光电传感器的状态发生变化时停止移动；
步骤三：再将所述待加工基板沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至所述L型光电测试平台X轴任意一个光电传感器的状态发生变化时开始计时；继续将所述待加工基板沿L型光电测试平台的Y轴方向移动，至所述L型光电测试平台X轴任意另一个光电传感器的状态发生变化时结束计时；
步骤四：计算所述待加工基板在计时的时间段内沿L型光电测试平台的Y轴方向的移动距离；结合L型光电测试平台X轴上发生状态变化的两个光电传感器在X轴上的距离，计算待加工基板X方向与L型光电测试平台的X轴方向的偏移角度；
步骤五：将所述待加工基板旋转所述偏移角度，使待加工基板X方向平行于L型光电测试平台X轴；
步骤六：依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动所述待加工基板，将待加工基板移动至指定位置，对位完成；
将所述待加工基板移动至指定位置包括：沿L型光电测试平台的X轴方向移动所述待加工基板，直到所述L型光电测试平台Y轴上的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；再沿L型光电测试平台的Y轴方向移动所述待加工基板，直到所述L型光电测试平台X轴上的所有光电传感器同时发生状态变化时停止。
2.根据权利要求1所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：所述L型光电测试平台X、Y轴上的光电传感器在垂直方向检测物体，当有物体移动遮挡光时，光电传感器状态从OFF变化至ON。
3.根据权利要求1所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：依次沿L型光电测试平台的X轴和Y轴方向移动所述待加工基板，若X轴上或者Y轴上的所有光电传感器没有同时发生状态变化时，将所述待加工基板移出，重复步骤二至步骤六的操作。
4.根据权利要求1所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：所述待加工基板通过真空吸附固定于载物台上，所述载物台通过其下方设有的旋转移动机构带动所述待加工基板旋转移动。
5.根据权利要求1所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：所述L型光电测试平台X轴设有4个光电传感器，所述L型光电测试平台Y轴设有2个光电传感器。
6.根据权利要求1所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：在对位之前，对所述待加工基板进行形状检测。
7.一种板类产品加工光学对位方法，其特征在于，包括：
步骤一：设置一光电测试矩阵平台，所述光电测试矩阵平台沿X、Y方向设有M行N列光电传感器监测点，其中M>1,N>1，且每行每列均至少设有2个光电传感器；
步骤二：将待加工基板沿光电测试矩阵平台的X方向移动，至所述光电测试矩阵平台第1行中任意一个光电传感器的状态发生变化时停止移动；
步骤三：将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y方向移动，至所述光电测试矩阵平台第N列中任意一个光电传感器的状态发生变化时开始计时；继续将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y轴方向移动，至所述光电测试矩阵平台第N列中任意另一个光电传感器的状态发生变化时结束计时；
步骤四：计算载物台在计时阶段沿光电测试矩阵平台的Y方向的移动距离；结合光电测试矩阵平台第N列中发生状态变化的两个光电传感器在X方向的距离，计算待加工基板X方向与光电测试矩阵平台的X方向的偏移角度；
步骤五：将所述待加工基板旋转所述偏移角度；
继续将所述待加工基板沿光电测试矩阵平台的Y方向移动，经过第N-1列至第1列时，依次重复步骤三至步骤五的调整方式，对位完成；
最后对位时，沿光电测试矩阵平台X方向移动所述待加工基板第一行时，直到第一行的所有光电传感器同时发生状态变化时停止；沿光电测试矩阵平台Y方向移动所述待加工基板第一列时，直到第一列的所有光电传感器同时发生状态变化时停止。
8.根据权利要求7所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：所述M行N列的光电传感器在垂直方向检测物体，当有物体移动遮挡光时，光电传感器状态从OFF变化至ON。
9.根据权利要求7所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于，步骤五，若上述第一行或者第一列的所有光电传感器没有同时发生状态变化时，将所述待加工基板移出，重复步骤二至步骤五的操作。
10.根据权利要求7所述的板类产品加工光学对位方法，其特征在于：所述待加工基板通过真空吸附固定于载物台上，所述载物台通过其上方设有旋转移动机构带动所述待加工基板旋转移动。
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