CN108088652B - 定位治具、3d曲面玻璃检测系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及3D曲面玻璃检测技术领域，尤其涉及一种定位治具、3D曲面玻璃检测系统及方法。本发明的定位治具包括多个载物台和定位板，所述多个载物台用于分别承载多个待检测的3D曲面玻璃，所述定位板上对应于载物台的位置处包括多个开口，所述开口的尺寸大于载物台的尺寸，所述开口的侧壁上设置有用于对承载在载物台上的3D曲面玻璃进行定位的凸起。本发明的定位治具、3D曲面玻璃检测系统及方法可以同时对多块3D曲面玻璃进行定位，从而在3D曲面玻璃的检测过程中可以一次性针对多块玻璃进行检测，大大提升了检测速度和检测精度。

Description

定位治具、3D曲面玻璃检测系统及方法

【技术领域】

本发明涉及3D曲面玻璃检测技术领域，尤其涉及一种定位治具、3D曲面玻璃检测系统及方法。

【背景技术】

3D曲面玻璃是当前智能电子设备的发展趋势，市场需求量日益升高。3D曲面玻璃具有轻薄、透明洁净、抗指纹、耐刮伤等多种优良性能，从而被广泛应用于高端智能手机、可穿戴式设备、仪表板等终端产品上。

但是现有市场上的3D曲面玻璃在进行检测时，只能一次性检测一片玻璃，检测效率很低，无法满足生产需求。

【发明内容】

针对上述问题，本发明提供一种定位治具、3D曲面玻璃检测系统及方法。

本发明解决技术问题的方案是提供一种定位治具，其在3D曲面玻璃检测时用于对3D曲面玻璃进行定位，所述定位治具包括多个载物台和定位板，所述多个载物台用于分别承载多个待检测的3D曲面玻璃，所述定位板上对应于载物台的位置处包括多个开口，所述开口的尺寸大于载物台的尺寸，所述开口的侧壁上设置有用于对承载在载物台上的3D曲面玻璃进行定位的凸起；所述定位治具进一步包括动力件，所述动力件与定位板固定连接，所述动力件带动定位板相对于载物台上下移动；所述开口的侧壁上设置有卡槽，所述定位板进一步包括定位块，所述定位块包括相连的限位部和凸起，所述限位部与卡槽可拆卸式紧固连接，所述凸起用于对3D曲面玻璃进行定位；对于不同尺寸的曲面玻璃对应设置不同尺寸的凸起，更换定位块可对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测。

优选地，所述凸起为硬质材料制成，且凸起的硬度低于3D曲面玻璃的硬度。

本发明还提供一种3D曲面玻璃检测系统，所述3D曲面玻璃检测系统包括如上所述的定位治具和一吸附机构，所述载物台上开设有通孔，所述吸附机构全部或部分收容在通孔中，所述吸附机构在通孔处吸附住3D曲面玻璃。

本发明还提供一种3D曲面玻璃检测方法，其采用如上所述的3D曲面玻璃检测系统，所述3D曲面玻璃检测方法包括以下步骤：

步骤S1：将多块待检测的3D曲面玻璃分别对应放置到多个载物台上；

步骤S2：定位治具对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；及

步骤S3：一次性对多块待检测的3D曲面玻璃进行检测。

优选地，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：定位板对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；

步骤S22：吸附机构吸附住待检测的3D曲面玻璃；及

步骤S23：动力件带动定位板向下移动以露出待检测的3D曲面玻璃的边缘轮廓。

优选地，在所述步骤S2之后进一步包括步骤S24：

步骤S24：确定测量坐标系。

优选地，所述步骤S3具体为：

步骤S31：测量待检测的3D曲面玻璃的四个边角的轮廓并与模型进行比对。

优选地，所述步骤S3进一步包括步骤S32：

步骤S32：测量待检测的3D曲面玻璃的凹曲面或凸曲面并与模型进行比对。

与现有技术相比，本发明的一种定位治具，其在3D曲面玻璃检测时用于对3D曲面玻璃进行定位，其包括多个载物台和定位板，所述多个载物台用于分别承载多个待检测的3D曲面玻璃，所述定位板上对应于载物台的位置处分别开设多个开口，所述开口的尺寸大于载物台的尺寸，所述开口的侧壁上设置有凸起用于对承载在载物台上的3D曲面玻璃进行定位。本发明的定位治具可以同时对多块3D曲面玻璃进行定位，从而在3D曲面玻璃的检测过程中可以一次性针对多块玻璃进行检测，大大提升了检测速度和检测精度。

另外的，本发明的定位治具进一步包括动力件，所述动力件与定位板固定连接，所述动力件带动定位板相对于载物台上下移动。本发明的定位治具可以使待检测的3D曲面玻璃的边缘轮廓全部或部分露出，以确保检测的精准度。

另外的，凸起为硬质材料制成，且凸起的硬度低于3D曲面玻璃的硬度，在定位板相对于载物台向下移动时，确保凸起不会出现变形而导致3D曲面玻璃定位不准，同时凸起不会对3D曲面玻璃进行造成磨损。

另外的，所述开口的侧壁上设置有卡槽，所述定位板进一步包括定位块，所述定位块包括相连的限位部和凸起，所述限位部与卡槽可拆卸式紧固连接，所述凸起用于对3D曲面玻璃进行定位。当针对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测时，只需要对定位块进行更换即可，避免了整块定位板的更换，可以适用于不同尺寸的3D曲面玻璃的检测，增强了定位治具的通用性，而且大大节约了生产成本，保证了测量精度和效率。

与现有技术相比，本发明的一种3D曲面玻璃检测系统，其包括如上所述的定位治具和一吸附机构，所述载物台上开设有通孔，所述吸附机构全部或部分收容在通孔中，所述吸附机构可从通孔处伸出并吸附住3D曲面玻璃。本发明的3D曲面玻璃检测系统可以一次性对多块3D曲面玻璃进行检测，并采用定位治具对3D曲面玻璃进行定位，大大提升了检测速度和检测精度。

与现有技术相比，一种3D曲面玻璃检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：将多块待检测的3D曲面玻璃分别对应放置到多个载物台上；步骤S2：定位治具对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；及步骤S3：一次性对多块待检测的3D曲面玻璃进行检测。本发明的3D曲面玻璃检测方法大大提升了检测速度和检测精度。

另外的，所述3D曲面玻璃检测方法在步骤S2和步骤S3之间进一步包括以下步骤：吸附机构吸附住待检测的3D曲面玻璃。进一步地确保了3D曲面玻璃的定位精度度，使检测结果更加精确。

【附图说明】

图1是本发明的第一实施例的定位治具的立体结构示意图。

图2是本发明的第一实施例的定位治具的主视结构示意图。

图3a是本发明的第一实施例的变形实施例的立体结构示意图。

图3b是本发明的图3a中A处的放大结构示意图。

图4a是本发明的第一实施例的变形实施例的定位块的结构示意图。

图4b是本发明的第一实施例的变形实施例的定位块的一种变形的结构示意图。

图4c是本发明的第一实施例的变形实施例的定位块的另一种变形的结构示意图。

图5是本发明的第二实施例的3D曲面玻璃检测方法的流程示意图。

图6是本发明的第二实施例对3D曲面玻璃进行区域检测的示意图。

【具体实施方式】

为了使本发明的目的，技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施实例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

请参考图1，本发明的第一实施例提供一种用于3D曲面玻璃检测的定位治具10，所述定位治具10包括底板11、多个载物台13、定位板15以及定位柱17，所述载物台13设置在底板11上，所述多个载物台13分别用于逐一承载多个3D曲面玻璃，所述载物台13的形状可根据3D曲面玻璃的形状、尺寸来进行对应的设计以使3D曲面玻璃可以平稳地放置在载物台13上。载物台13的具体数量可以根据具体要求具体设计，附图中仅画出4个载物台来做示范性说明，在此不做限定，载物台13的数量优选为6～16个，既可以实现一次性对6～16块3D曲面玻璃进行检测，又便于定位治具10的实际生产制造。所述定位柱17固定设置在基板11上，所述定位板15上设置有定位孔(图未示)，所述定位柱17与定位板15上的定位孔相配合以对定位板15进行水平方向上的限位。优选的，所述定位柱17的数量为4根，且分别位于定位板15的四个边角位置处。(本发明中所提及的上下左右等方位词仅限于指定视图上的相对位置，而非绝对位置，可以理解，指定视图在平面内进行180°旋转后，位置词“下”即可以替换为位置词“上”。)可以理解，所述底板11可以省略，直接将定位柱17和载物台13固定设置在工作台或者一个平坦的表面上即可。

所述定位板15上开设有多个开口151，所述开口151的数量与载物台13的数量一致，所述开口151的位置与载物台13在底板11上的位置对应，所述开口151的形状与载物台13的形状一致，所述开口151的尺寸大于载物台13的尺寸以便于定位板15相对于载物台13可进行上下移动。优选的，所述开口151的尺寸是载物台13尺寸的1.1～1.3倍，进一步优选为开口151的尺寸是载物台13尺寸的1.15～1.2倍。所述开口151的侧壁上还设置有凸起153，当3D曲面玻璃被放置到载物台13上后，所述凸起153可以对放置在载物台13上的3D曲面玻璃进行限位，凸起153对3D曲面玻璃以点接触或者线接触的方式进行限位，使3D曲面玻璃的定位更精准，从而确保检测结果更准确。优选的，在所述开口151长边方向的侧壁上间隔设置有两个凸起153，在所述开口151短边方向的侧壁上设置有一个凸起153，从而确保3D曲面玻璃的定位更加精准，检测结果更加准确；当所述开口151为正方形时，在开口151每个侧壁上均间隔设置有两个凸起153。可以理解，优选的，长边方向上的两个凸起153将长边均匀划分，短边方向上的一个凸起153位于短边的中间位置处。优选的，所述凸起153的高度为1～5mm，进一步优选为2～3mm。可以理解，所述凸起153为硬质材料制成，且凸起153的硬度低于3D曲面玻璃的硬度，在定位板15相对于载物台13向下移动时，确保凸起153不会出现变形而导致3D曲面玻璃定位不准，同时凸起153不会对3D曲面玻璃进行造成磨损。优选的，所述凸起153的材质为电木或者亚克力。可以理解，所述凸起153的形状可以是方形、锥形或者其它不规则形状，优选为球形、圆柱形或者椭圆形，保证凸起153与3D曲面玻璃检测的表面为弧面，从而使凸起153与3D曲面玻璃以线接触的方式进行定位，既确保了定位的精准度，又确保了定位板15在动力件19的带动下上下移动时不会对3D曲面玻璃造成磨损。

请参考图2，所述定位治具10进一步包括动力件19，所述动力件19与定位板15固定连接且可带动定位板15进行上下移动。优选的，所述动力件19设置在定位板15靠近底板11的一侧且位于载物台13之间的空隙处，以节省空间，具有结构精简的优点。可以理解，所述动力件19为电机或者马达。在定位板15对放置在载物台13的3D曲面玻璃进行限位后，所述动力件19带动定位板15向下移动以使3D曲面玻璃的边缘露出，从而方便进行检测。

请一并参考图3a和图3b，作为本发明的一种变形实施例，在定位板15的长边方向和/或短边方向上设置有卡槽155，优选的，在所述开口151长边方向的侧壁上间隔设置有两个卡槽155，在所述开口151短边方向的侧壁上设置有一个卡槽155。可以理解，所述卡槽155的数量和位置可以根据待检测的3D曲面玻璃的尺寸来具体设定。请参考图4a，所述定位板15还包括一定位块157，所述定位块157与卡槽155是可拆卸式紧固连接并对放置在载物台13上的3D曲面玻璃进行定位，其可拆卸的连接方式可以是卡扣连接、铆接、胶水黏合、磁吸连接或者过盈配合的方式。所述定位块157包括相连的限位部1571和凸起1573，优选的，所述限位部1571和凸起1573是一体成型的，所述限位部1571与卡槽155可拆卸式紧固连接，所述凸起1573对3D曲面玻璃进行定位。请一并参考图4b和图4c，作为一种变形，对于不同尺寸的3D曲面玻璃可以对应设置不同尺寸的凸起1573，在针对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测时，只需要对定位块157进行更换即可，即可针对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测，通用性强，而且不需要重新制作一整块定位板15，只需制作一个定位块157即可，大大节约了生产成本，提高了检测精度和效率。

可以理解，作为一种变形，所述定位板15是由多块定位板(图未示)组装形成，多个定位板之间可拆卸地连接，优选为多个定位板之间螺纹连接，多块定位板均可在水平方向进行移动，从而调整定位板15的尺寸以适应于不同尺寸的3D曲面玻璃。

本发明还提供一种3D曲面玻璃检测系统(图未示)，其包括如上所述的定位治具。本发明的3D曲面玻璃检测系统优选是接触式测量的三次元坐标测量仪。

优选的，所述3D曲面玻璃检测系统进一步包括一吸附机构(图未示)，所述载物台13上开设有通孔131，所述吸附机构全部或部分收容在通孔131中，当3D曲面玻璃放置到载物台13上并利用定位板15进行定位后，所述吸附机构在通孔131处吸附住3D曲面玻璃，防止3D曲面玻璃出现晃动，进一步确保了3D曲面玻璃的定位精准度。可以理解，所述吸附机构优选为真空吸附机。可以理解，在吸附时，吸附机构可以与3D曲面玻璃的下表面接触，也可以不接触，通过抽真空的方式给3D曲面玻璃的下表面提供一个向下拉的力以实现3D曲面玻璃的进一步定位。

请参考图5，本发明的第二实施例还提供一种3D曲面玻璃检测方法，其采用如上所述的3D曲面玻璃检测系统，所述3D曲面玻璃检测方法包括以下步骤：

步骤S1：将多块待检测的3D曲面玻璃分别对应放置到多个载物台13上；

步骤S2：定位治具10对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；及

步骤S3：一次性对多块待检测的3D曲面玻璃进行检测。

在所述步骤S1中，每个载物台13上均放置有一块待检测的3D曲面玻璃，由于设置有多个载物台13，从而可以同时放置多块待检测的3D曲面玻璃。

在所述步骤S2中，利用如上所述的定位治具10对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位，可以实现对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位，并确保了定位精准度。

在所述步骤S3中，可以实现一次性针对多块3D曲面玻璃进行检测，相对于目前只能一次性检测一块3D曲面玻璃，大大提升了检测速度。

优选的，在所述步骤S1之前进一步包括步骤S0；

步骤S0：导入待检测的3D曲面玻璃的模型；在进行检测动作之前，将待检测的3D曲面玻璃的模型导入到3D曲面玻璃检测系统中，将3D曲面玻璃的模型作为检测标准。

优选的，所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：定位板15对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；多块待检测的3D曲面玻璃放置到载物台13上后，定位板15上的凸起153对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位。

步骤S22：吸附机构吸附住待检测的3D曲面玻璃；可以理解，在定位板15对多块3D曲面玻璃进行定位后，使吸附机构在载物台13的通孔131处吸附住待检测的3D曲面玻璃，实现3D曲面玻璃的进一步定位。

步骤S23：动力件19带动定位板15向下移动以露出待检测的3D曲面玻璃的边缘轮廓；可以理解，在吸附机构吸附住3D曲面玻璃之后，动力件19带动定位板15向下移动从而露出3D曲面玻璃的边缘轮廓以便于接下来的检测工作。

优选的，在所述步骤S2之后进一步包括步骤S24；

步骤S24：确定测量坐标系；在导入待检测的3D曲面玻璃的模型并放置完待检测的3D曲面玻璃后，在系统中建立模型的3D坐标系，然后针对待检测的3D曲面玻璃建立检测3D坐标系，并将系统中建立的模型的3D坐标系与检测3D坐标系相匹配，确保测量结果比对的准确性。可以理解，由于3D曲面玻璃的表面大部分是曲面，在曲面上建立检测3D坐标系会存在较大的误差，故在本发明中优选为以定位治具10为基准去建立检测3D坐标系，确保测量的准确性；另外，由于是一次针对多块3D曲面玻璃进行检测，针对每一块待检测的3D曲面玻璃均需要建立一次检测3D坐标系，工序比较繁琐，而以定位治具10为基准建立检测3D坐标系可以一次性完成针对多块3D曲面玻璃建立检测3D坐标系，工序简单，检测效率更高。可以理解，针对待检测的3D曲面玻璃建立检测3D坐标系的动作可以是手动进行的，也可以是自动进行。

进一步优选的，在所述步骤S24之后进一步包括步骤S25；

步骤S25：生成测量路径；根据输入的待检测的3D曲面玻璃的模型以及建立好的检测3D坐标系，3D曲面玻璃检测系统会形成一个测量路径并按照该测量路径对待检测的3D曲面玻璃进行检测。

可以理解，所述待检测的3D曲面玻璃的模型也可以是预先储存在3D曲面玻璃检测系统中的，而测量路径也是预先设定好的。

请参考图6，可以理解，在所述步骤S3具体为：

步骤S31：测量待检测的3D曲面玻璃的四个边角A处的轮廓并与模型进行比对。可以理解，测量过程是利用红宝石探头对边角A处进行扫描测量。

优选的，所述步骤S3进一步包括以下步骤：

步骤S32：测量待检测的3D曲面玻璃的凹曲面B并与模型进行比对，以进一步确保检测结果的精准度。可以理解，对所述凹曲面B的检测是以图中的虚线对凹曲面B的轮廓进行扫描，图中的虚线对凹曲面B进行均匀划分。可以理解，测量过程是利用圆柱式感应探头进行扫描测量。还可以理解，当3D曲面玻璃为凸曲面时，同样适用于该检测方法。

可以理解，所述步骤S3也可以是对3D曲面玻璃的整体外形轮廓进行检测并与模型进行比对。

优选的，所述3D曲面玻璃检测方法进一步包括以下步骤：

步骤S4：输出检测结果。

与现有技术相比，本发明的一种定位治具，其在3D曲面玻璃检测时用于对3D曲面玻璃进行定位，其包括多个载物台和定位板，所述多个载物台用于分别承载多个待检测的3D曲面玻璃，所述定位板上对应于载物台的位置处分别开设多个开口，所述开口的尺寸大于载物台的尺寸，所述开口的侧壁上设置有凸起用于对承载在载物台上的3D曲面玻璃进行定位。本发明的定位治具可以同时对多块3D曲面玻璃进行定位，从而在3D曲面玻璃的检测过程中可以一次性针对多块玻璃进行检测，大大提升了检测速度和检测精度。

另外的，本发明的定位治具进一步包括动力件，所述动力件与定位板固定连接，所述动力件带动定位板相对于载物台上下移动。本发明的定位治具可以使待检测的3D曲面玻璃的边缘轮廓全部或部分露出，以确保检测的精准度。

另外的，凸起为硬质材料制成，且凸起的硬度低于3D曲面玻璃的硬度，在定位板相对于载物台向下移动时，确保凸起不会出现变形而导致3D曲面玻璃定位不准，同时凸起不会对3D曲面玻璃进行造成磨损。

另外的，所述开口的侧壁上设置有卡槽，所述定位板进一步包括定位块，所述定位块包括相连的限位部和凸起，所述限位部与卡槽可拆卸式紧固连接，所述凸起用于对3D曲面玻璃进行定位。当针对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测时，只需要对定位块进行更换即可，避免了整块定位板的更换，可以适用于不同尺寸的3D曲面玻璃的检测，增强了定位治具的通用性，而且大大节约了生产成本，保证了测量精度和效率。

与现有技术相比，本发明的一种3D曲面玻璃检测系统，其包括如上所述的定位治具和一吸附机构，所述载物台上开设有通孔，所述吸附机构全部或部分收容在通孔中，所述吸附机构可从通孔处伸出并吸附住3D曲面玻璃。本发明的3D曲面玻璃检测系统可以一次性对多块3D曲面玻璃进行检测，并采用定位治具对3D曲面玻璃进行定位，大大提升了检测速度和检测精度。

与现有技术相比，一种3D曲面玻璃检测方法，其包括以下步骤：步骤S1：将多块待检测的3D曲面玻璃分别对应放置到多个载物台上；步骤S2：定位治具对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；及步骤S3：一次性对多块待检测的3D曲面玻璃进行检测。本发明的3D曲面玻璃检测方法大大提升了检测速度和检测精度。

另外的，所述3D曲面玻璃检测方法在步骤S2和步骤S3之间进一步包括以下步骤：吸附机构吸附住待检测的3D曲面玻璃。进一步地确保了3D曲面玻璃的定位精度度，使检测结果更加精确。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的原则之内所作的任何修改，等同替换和改进等均应包含本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种定位治具，其在3D曲面玻璃检测时用于对3D曲面玻璃进行定位，其特征在于：所述定位治具包括多个载物台和定位板，所述多个载物台用于分别承载多个待检测的3D曲面玻璃，所述定位板上对应于载物台的位置处包括多个开口，所述开口的尺寸大于载物台的尺寸，所述开口的侧壁上设置有用于对承载在载物台上的3D曲面玻璃进行定位的凸起；所述定位治具进一步包括动力件，所述动力件与定位板固定连接，所述动力件带动定位板相对于载物台上下移动；

所述开口的侧壁上设置有卡槽，所述定位板进一步包括定位块，所述定位块包括相连的限位部和凸起，所述限位部与卡槽可拆卸式紧固连接，所述凸起用于对3D曲面玻璃进行定位；对于不同尺寸的曲面玻璃对应设置不同尺寸的凸起，更换定位块可对不同尺寸的3D曲面玻璃进行检测。

2.如权利要求1所述的定位治具，其特征在于：所述凸起为硬质材料制成，且凸起的硬度低于3D曲面玻璃的硬度。

3.一种3D曲面玻璃检测系统，其特征在于：所述3D曲面玻璃检测系统包括如权利要求1~2任一项所述的定位治具和一吸附机构，所述载物台上开设有通孔，所述吸附机构全部或部分收容在通孔中，所述吸附机构在通孔处吸附住3D曲面玻璃。

4.一种3D曲面玻璃检测方法，其采用如权利要求3所述的3D曲面玻璃检测系统，其特征在于：所述3D曲面玻璃检测方法包括以下步骤：

步骤S1：将多块待检测的3D曲面玻璃分别对应放置到多个载物台上；

步骤S2：定位治具对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；及

步骤S3：一次性对多块待检测的3D曲面玻璃进行检测。

5.如权利要求4所述的3D曲面玻璃检测方法，其特征在于：所述步骤S2具体包括以下步骤：

步骤S21：定位板对多块待检测的3D曲面玻璃进行定位；

步骤S22：吸附机构吸附住待检测的3D曲面玻璃；及

步骤S23：动力件带动定位板向下移动以露出待检测的3D曲面玻璃的边缘轮廓。

6.如权利要求5所述的3D曲面玻璃检测方法，其特征在于：在所述步骤S2之后进一步包括步骤S24：

步骤S24：确定测量坐标系。

7.如权利要求5所述的3D曲面玻璃检测方法，其特征在于：所述步骤S3具体为：

步骤S31：测量待检测的3D曲面玻璃的四个边角的轮廓并与模型进行比对。

8.如权利要求7所述的3D曲面玻璃检测方法，其特征在于：所述步骤S3进一步包括步骤S32：

步骤S32：测量待检测的3D曲面玻璃的凹曲面或凸曲面并与模型进行比对。

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