CN107297774A - 切割装置及其刀头校准方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种切割装置，包括：机台，用于放置待切割物；支架，设置于机台上方；图像采集机构，固定于支架，用于采集待切割物的图像；切割机构，固定于支架，包括与图像采集机构按预定水平距离设置的刀头；驱动机构，设置于图像采集机构和/或切割机构，用于驱动图像采集机构和/或刀头移动，以改变两者的距离；控制单元，用于计算图像采集机构和刀头的实际水平距离及实际水平距离与预定水平距离的偏差距离，并按照偏差距离驱动图像采集机构和/或刀头移动，使两者之间的距离保持为预定水平距离。通过驱动机构使图像采集机构和刀头中至少一个移动，使两者之间保持预定水平距离，从而保证切割初始点在更换刀头前后的一致性，自动化程度高。

Description

切割装置及其刀头校准方法
技术领域
本发明涉及显示屏面板切割加工领域，尤其是一种切割装置及其刀头校准方法。
背景技术
在TFT-LCD产业中，通常先制作包括多个显示面板的母板，再将其切割分离为显示面板，在切割工艺中较为常用的工艺为刀轮切割，其刀头具有一定寿命，到寿命后需要将旧刀头从设备换下，更换上新刀头，但每次更换刀头后，其实际的机械位置都会发生变动，无法保证切割初始点在更换刀头前后的一致性。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种切割装置，通过控制单元驱动图像采集机构可以检测图像采集机构和切割机构的刀头的实际水平距离，并调整图像采集机构和刀头之间的偏差距离，使两者之间保持预定水平距离，从而保证切割初始点在更换刀头前后的一致性。
本发明的第一方面提供一种切割装置，包括：机台，所述机台包括水平设置用于放置待切割物的支撑面；支架，设置于所述机台上方；图像采集机构，固定于所述支架，用于采集待切割物的图像；切割机构，固定于所述支架，包括与所述图像采集机构按预定水平距离设置的刀头；驱动机构，设置于所述图像采集机构和/或所述切割机构，用于驱动所述图像采集机构和/或所述刀头移动，以改变两者之间的距离；控制单元，可用于根据所述图像采集机构所采集的图像计算所述图像采集机构和所述刀头的实际水平距离及所述实际水平距离与所述预定水平距离的偏差距离，并按照所述偏差距离控制所述驱动机构驱动所述图像采集机构和/或所述刀头移动，使两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离。
进一步，所述切割机构还包括刀架和升降机构，所述刀架用于固定所述刀头，所述升降机构连接于所述支架和所述刀架之间，用于控制所述刀架并带动所述刀头升降。
优选的，所述驱动机构设置于所述升降机构和所述刀架之间，包括用于控制所述刀架并带动所述刀头移动的伺服电机。
优选的，所述升降装置包括气缸，通过进入所述气缸的气压控制其伸缩，带动所述刀架和所述刀头升降。
优选的，所述刀头与所述刀架之间设有压力检测装置，用于检测所述刀头工作时的压力。
优选的，所述刀架在所述刀头安装处设有定位销，用于将所述刀头固定于所述刀架。
优选的，所述驱动机构设置于所述图像采集机构和所述支架之间，包括用于控制所述图像采集机构移动的伺服电机。
进一步，所述图像采集装置包括工业相机，用于采集待切割物的图像。
进一步，所述图像采集机构包括十字线发生器，用于生成作为对位基准的十字线。
进一步，所述机台还设有用于驱动所述支撑面或所述支架在水平方向移动的步进电机。
相应地，本发明还提供了一种基于上述任一技术方案所述切割装置的刀头校准方法，包括以下步骤：使所述刀头下降，并在待切割物上做出标记；所述支架和所述支撑面在水平方向上相对移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方；驱动所述图像采集机构采集所述标记，计算标记位置与图像采集机构之间水平方向的距离得到偏差距离；根据所述偏差距离控制驱动机构驱动所述图像采集机构和/或所述刀头水平移动，使两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离。
进一步，所述将所述支架和所述支撑面在水平方向上相对移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方的步骤，具体包括：将所述支架向所述刀头一侧水平移动预定水平距离，或将所述支撑面向所述图像采集机构一侧水平移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方。
相对于现有技术，基于本发明提供的切割装置及使用所述切割装置进行刀头校准的方法，将图像采集机构和切割机构并排固定于支架，通过控制单元驱动图像采集机构可以检测图像采集机构和切割机构的刀头的实际水平距离，并计算需要调整的偏差距离，驱动驱动机构使图像采集机构和刀头中至少一个移动，使两者之间保持预定水平距离，从而保证切割初始点在更换刀头前后的一致性，无需手动调节，自动化程度和调整精度高。
本发明的这些方面或其他方面在以下实施例的描述中会更加简明易懂。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明第一种实施例所述切割装置的结构示意图；
图2为图1所示切割装置的刀头下降并在待切割物上制作标记的示意图；
图3为图1所示切割装置的支架向刀头方向移动d0距离的示意图；
图4为图3所示的相机采集的图像并计算偏差距离的示意图；
图5为图1所示切割装置的驱动机构带动刀头移动d2距离的示意图；
图6为本发明第二种实施例所述切割装置的结构示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，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，所描述的实施例仅仅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。
请参照图1和图2，本发明提供一种切割装置，包括：机台1、支架2、图像采集机构3、切割机构4、驱动机构5和控制单元(未图示)。
所述机台1包括水平设置用于支撑待切割物10的支撑面11，以及用于驱动所述支撑面11或所述支架2在水平方向移动的步进电机(未图示)。
所述支架2设置于所述支撑面11和所述待切割物10的上方，用于支撑和固定所述图像采集机构3、所述切割机构4和所述驱动机构5。
作为一种实施例，所述支架2包括连接臂(未图示)和步进电机(未图示)，通过步进电机驱动连接臂运动，使支架2可相对所述机台1和所述支撑面11沿X轴方向和Y轴方向移动，例如机械手。使所述支架2可分别沿X轴方向和Y轴方向相对所述待切割物10移动，以实现固定于所述支架2的所述切割机构4相对于所述待切割物10移动，从而进行切割。
作为另一种实施例，所述支架2可沿X轴方向相对所述机台1运动(可通过滑轨实现)，所述支撑面11为可相对所述机台1沿Y轴方向移动的平面，例如皮带流水线等，使所述待切割物10可随所述支撑面11共同相对所述支架2沿Y轴方向运动。以实现固定于所述支架2的所述切割机构4相对于所述待切割物10前后左右四个方向移动，从而进行切割。需要说明的，所述X轴方向、Y轴方向表示同一平面内相互垂直的两个方向，作为一种实施例可参照图4中的X轴和Y轴，但不应作为其只能在如图一种方向上移动的限定。
所述图像采集机构3固定于所述支架2，用于采集待切割物10的图像，包括连接部31，相机和十字线发生器(未图示)。其中，所述相机为工业相机包括主体部301和镜头302，所述连接部31位于所述主体部301和所述镜头302之间，将相机连接于所述支架2，所述十字线发生器可设置于所述相机内部，用于生成作为对位基准的十字线。
所述切割机构4固定于所述支架2，包括刀头41、刀架42和升降机构43。所述刀头41与所述图像采集机构3按预定水平距离d0设置；所述刀架42一端连接于所述升降机构43，一端连接所述刀头41，用于固定所述刀头41；所述升降机构43连接于所述支架2和所述刀架42之间，用于控制所述刀42并带动所述刀头41升降。优选的，所述刀头41可在所述刀架42的带动下相对于所述支架2进行360°旋转。
作为一种实施例，所述升降装置43包括气缸(未图示)，通过控制进入所述气缸的气压控制其伸缩，带动所述刀架42和所述刀头41升降。
优选的，所述刀头41与所述刀架42之间还设有压力检测装置(未图示)，所述压力检测装置用于检测所述刀头41工作时的压力，进而判断切割力，当切割力不足或过大时，提醒操作者重置所述升降机构43的下落位移或检查待切割物10状态。
优选的，所述刀架42在所述刀头41安装处设有定位销(未图示)，用于将所述刀头41固定于所述刀架42。通过所述定位销可以实现刀头的快速更换，方便可靠。
所述驱动机构5设置于所述图像采集机构3和/或所述切割机构4，用于驱动所述图像采集机构3和/或所述刀头41移动，以改变两者之间的距离。
作为第一种实施例，如图1所示，所述驱动机构5设置于所述升降机构43和所述刀架42之间。优选的，所述升降机构43下方连接一固定板(未图示)，所述固定板上设有第一导轨(未图示)，所述驱动机构5固定于所述固定板，所述刀架42连接于所述第一导轨和所述驱动机构5，并可在所述驱动机构5的带动下沿所述第一导轨水平运动。其中，所述驱动机构5包括用于控制所述刀架42并带动所述刀头41移动的伺服电机(未图示)。
作为第二种实施例，如图6所示，所述驱动机构5’设置于所述图像采集机构3和所述支架2之间。优选的，所述之架2上设有第二导轨(未图示)，所述驱动机构5’固定于所述支架2，所述连接部31连接于所述第二导轨和所述驱动机构5’，并可在所述驱动机构5’的带动下沿所述第二导轨水平运动，其中，所述驱动机构5’包括用于控制所述图像采集机构3移动的伺服电机(未图示)。
作为第三种实施例，结合图1和图6，所述驱动机构还可以同时设置于所述图像采集机构3和所述切割机构4，可以同时驱动所述图像采集机构3和所述刀头41移动，以改变两者之间的距离。
所述控制单元可用于根据所述图像采集机构3所采集的图像计算所述图像采集机构3和所述刀头41的实际水平距离d1，以及所述实际水平距离d1与所述预定水平距离d0的偏差距离d2，并按照所述偏差距离d2控制驱动机构驱动所述图像采集机构3和/或所述刀头41移动，使两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离d0。
请结合图2至图5，相应地，本发明还提供了一种基于上述任一技术方案所述切割装置的刀头校准方法，包括以下步骤：
驱动切割装置的升降机构43，使其上的刀头41下降并在待切割物10上做出标记，作为标记位置a；
将所述支架2向所述刀头41一侧水平移动预定水平距离d0，或将所述支撑面11向所述图像采集机构3一侧水平移动预定水平距离d0，使标记位置a移动到所述图像采集机构3的下方；
驱动所述图像采集机构3采集所述标记，计算标记位置a与图像采集机构3之间水平方向的距离得到偏差距离d2；
根据所述偏差距离d2驱动所述驱动机构5、5’，使所述图像采集机构3和/或所述刀头41水平移动，令两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离d0。
进一步，所述驱动所述图像采集机构3采集所述标记，计算标记位置a与图像采集机构3之间水平方向的距离得到偏差距离d2，还包括：驱动所述图像采集机构3采集所述十字线发生器生成的十字线的中心，得到中心位置b，计算标记位置a与中心位置b之间的距离，即为标记位置a与图像采集机构3之间水平方向的距离，也就是所述偏差距离d2。
其中，所述中心位置b可能位于所述标记位置a的左侧或右侧，基于所述刀头41位于所述图像采集机构3右侧的实施例，作为一种具体实施方式，当所述中心位置b位于标记位置a左侧，所述偏差距离d2为正数；当所述中心位置b位于标记位置a右侧，所述偏差距离d2为负数。其中，所述偏差距离d2的正负决定所述图像采集机构3和/或所述刀头41的移动方向，结合上述记录方式，当所述偏差距离d2为正数，所述图像采集机构3和/或所述刀头41相互靠近；当所述偏差距离d2为负数，所述图像采集机构3和/或所述刀头41相互远离。
与现有技术相比，本发明所述切割装置具有以下优点：
(1)将图像采集机构和切割机构并排固定于支架，通过控制单元驱动图像采集机构可以检测图像采集机构和切割机构的刀头的实际水平距离，并计算需要调整的偏差距离，驱动驱动机构使图像采集机构和刀头中至少一个移动，使两者之间保持预定水平距离，从而保证切割初始点在更换刀头前后的一致性，无需手动调节，自动化程度和调整精度高。
(2)驱动机构可同时设置于图像采集机构和切割机构上，也可设置于两者中的任一个之上，供不同支架结构的具体选择，具有较强灵活性。
(3)驱动机构采用伺服电机作为驱动，可以精密控制图像采集机构或刀头移动，同样保证较高的调整精度。
(4)升降装置采用气缸作为驱动，满足驱动需求节约生产成本且降低能耗无污染。
(5)刀头与刀架之间设有压力检测装置，用于检测刀头工作时的压力，进而判断切割力，当切割力不足或过大时，提醒操作者重置升降机构的下落位移或检查待切割物的状态，提升产品的良品率。
以上对本发明所提供的一些实施例进行了详细介绍，对于本领域的一般技术人员，依据本发明实施例的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种切割装置，其特征在于，包括：
机台，所述机台包括水平设置用于放置待切割物的支撑面；
支架，设置于所述机台上方；
图像采集机构，固定于所述支架，用于采集待切割物的图像；
切割机构，固定于所述支架，包括与所述图像采集机构按预定水平距离设置的刀头；
驱动机构，设置于所述图像采集机构和/或所述切割机构，用于驱动所述图像采集机构和/或所述刀头移动，以改变两者之间的距离；
控制单元，可用于根据所述图像采集机构所采集的图像计算所述图像采集机构和所述刀头的实际水平距离及所述实际水平距离与所述预定水平距离的偏差距离，并按照所述偏差距离控制所述驱动机构驱动所述图像采集机构和/或所述刀头移动，使两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离。
2.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述切割机构还包括刀架和升降机构，所述刀架用于固定所述刀头，所述升降机构连接于所述支架和所述刀架之间，用于控制所述刀架并带动所述刀头升降。
3.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，所述驱动机构设置于所述升降机构和所述刀架之间，包括用于控制所述刀架并带动所述刀头移动的伺服电机。
4.根据权利要求2或3所述的切割装置，其特征在于，所述升降装置包括气缸，通过进入所述气缸的气压控制其伸缩，带动所述刀架和所述刀头升降。
5.根据权利要求2所述的切割装置，其特征在于，所述刀架在所述刀头安装处设有定位销，用于将所述刀头固定于所述刀架。
6.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述驱动机构设置于所述图像采集机构和所述支架之间，包括用于控制所述图像采集机构移动的伺服电机。
7.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述图像采集机构还包括十字线发生器，用于生成作为对位基准的十字线。
8.根据权利要求1所述的切割装置，其特征在于，所述机台还设有用于驱动所述支撑面或所述支架在水平方向移动的步进电机。
9.一种基于权利要求1～8任一项所述的切割装置的刀头校准方法，包括以下步骤：
使所述刀头下降，并在待切割物上做出标记；
将所述支架和所述支撑面在水平方向上相对移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方；
驱动所述图像采集机构采集所述标记，计算标记位置与图像采集机构之间水平方向的距离得到偏差距离；
根据所述偏差距离控制驱动机构驱动所述图像采集机构和/或所述刀头水平移动，使两者之间水平方向的距离保持为所述预定水平距离。
10.根据权利要求9所述的刀头校准方法，其特征在于，所述将所述支架和所述支撑面在水平方向上相对移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方的步骤，具体包括：
将所述支架向所述刀头一侧水平移动预定水平距离，或将所述支撑面向所述图像采集机构一侧水平移动预定水平距离，使标记位置移动到所述图像采集机构的下方。
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