CN113601040B - 用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法，在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，当玻璃板移动到玻璃板传送辊道测量区域时，两个角点位置检测相机检测玻璃板下游角点位置、两个侧边位置检测相机检测玻璃板两个侧边位置，上位机根据角点位置检测相机和侧边位置检测相机传递的位置信息确定玻璃板的位置，并控制打孔激光器移动到设定位置对玻璃板进行打孔。由此，本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统能够方便地对玻璃板进行定位及打孔，对玻璃板定位准确，打孔精度较高。

Description

用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法

技术领域

本发明涉及一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法，涉及属于玻璃板深加工技术领域。

背景技术

目前光伏太阳能电池模组的面板和背板封装玻璃板多采用厚度为2.5mm、2mm、甚至更薄的玻璃板。当玻璃板厚度小于3.2mm时，玻璃板刚性不足，受力容易变形，导致传统的机械钻孔良品率低，加工速度慢，无法满足实际生产需求。采用光纤激光器对玻璃板进行钻孔为非接触式钻孔，钻孔时玻璃板不会变形，钻孔速度快，效率高，易实现生产线上的联机和自动化。现有技术中，在玻璃板深加工生产线上进行激光钻孔时，由于玻璃板在输送、停止的过程中，玻璃板在输送辊道上的停板位置精度较低，通常为数毫米，远远不能满足玻璃板钻孔精度的要求；且玻璃板在经过磨边加工后，玻璃板的形状及外形尺寸发生了较大的变化。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法，能够方便地对玻璃板进行定位及打孔，精度较高。

为实现上述目的，本发明提供一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，采用如下技术方案：一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，包括沿玻璃板传送方向延伸且设置于玻璃板传送辊道测量区域上方的中间导轨；所述中间导轨上正交连接有主横梁导轨，主横梁导轨上连接有两个角点位置检测相机，所述角点位置检测相机位于测量区域的下游角点位置上方；

所述测量区域左右两侧边的上方还分别设有一根侧边横梁导轨，每根侧边横梁导轨上连接有一个侧边位置检测相机；

玻璃板传送辊道的上方还设有激光器横梁导轨，激光器横梁导轨上设有打孔激光器，打孔激光器由第一驱动机构驱动能够沿激光器横梁导轨移动；

所述角点位置检测相机、侧边位置检测相机和打孔激光器均与上位机连接，上位机根据角点位置检测相机和侧边位置检测相机传递的位置信息确定玻璃板的位置，并控制打孔激光器移动到设定位置对玻璃板进行打孔。

优选地，所述激光器横梁导轨平行于主横梁导轨。

优选地，所述激光器横梁导轨、侧边横梁导轨和主横梁导轨自上游向下游依次设置。

优选地，所述激光器横梁导轨上连接有多个打孔激光器。

优选地，两根所述侧边横梁导轨对称地设置在中间导轨两侧。

优选地，所述角点位置检测相机和侧边位置检测相机均为CCD相机。

优选地，所述主横梁导轨与中间导轨之间通过第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动主横梁导轨沿中间导轨移动。

优选地，所述角点位置检测相机通过第三驱动机构与主横梁导轨连接，第三驱动机构能够驱动角点位置检测相机沿主横梁导轨移动。

优选地，所述侧边位置检测相机通过第四驱动机构与侧边横梁导轨连接，第四驱动机构能够驱动侧边位置检测相机沿侧边横梁导轨移动。

与本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统相应地，本发明还提供一种用于玻璃板激光钻孔机的定位及打孔的方法，利用上述技术方案所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统进行作业，包括如下步骤：

1)传送辊道将玻璃板运送到测量区域并停止；

2)两个角点位置检测相机对玻璃板下游侧两个角点的位置进行拍照测量，两个侧边位置检测相机对玻璃板左右两个侧边的位置进行拍照测量，得出玻璃板的位置参数并传给上位机；

3)上位机获取打孔激光器的位置参数及打孔位置参数，并根据所收到的玻璃板位置参数计算得出打孔激光器相对打孔位置的偏移量；

4)上位机向第一驱动机构发出指令，第一驱动机构驱动打孔激光器移动至打孔位置上方；

5)上位机向打孔激光器发出指令，打孔激光器对玻璃板进行打孔。

如上所述，本发明涉及的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法，具有以下有益效果：在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，当玻璃板移动到玻璃板传送辊道测量区域时，两个角点位置检测相机检测玻璃板下游角点位置、两个侧边位置检测相机检测玻璃板两个侧边位置，上位机根据角点位置检测相机和侧边位置检测相机传递的位置信息确定玻璃板的位置，并控制打孔激光器移动到设定位置对玻璃板进行打孔。由此，本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统能够方便地对玻璃板进行定位及打孔，对玻璃板定位准确，打孔精度较高。

附图说明

图1显示为本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统的结构布局的俯视图。

元件标号说明

1 玻璃板

2 中间导轨

3 主横梁导轨

4 角点位置检测相机

5 侧边横梁导轨

6 侧边位置检测相机

7 激光器横梁导轨

8 打孔激光器

具体实施方式

以下由特定的具体实施例说明本发明的实施方式，熟悉此技术的人士可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点及功效。

须知，本说明书所附图式所绘示的结构、比例、大小等，均仅用以配合说明书所揭示的内容，以供熟悉此技术的人士了解与阅读，并非用以限定本发明可实施的限定条件，故不具技术上的实质意义，任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整，在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下，均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。同时，本说明书中所引用的如“上”、“下”、“左”、“右”、“中间”及“一”等的用语，亦仅为便于叙述的明了，而非用以限定本发明可实施的范围，其相对关系的改变或调整，在无实质变更技术内容下，当亦视为本发明可实施的范畴。

如图1所示，本发明提供一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，包括沿玻璃板1传送方向延伸且设置于玻璃板传送辊道测量区域上方的中间导轨2；所述中间导轨2上正交连接有主横梁导轨3，主横梁导轨3上连接有两个角点位置检测相机4，所述角点位置检测相机4位于测量区域的下游角点位置上方；

所述测量区域左右两侧边的上方还分别设有一根侧边横梁导轨5，每根侧边横梁导轨5上连接有一个侧边位置检测相机6；

玻璃板传送辊道的上方还设有激光器横梁导轨7，激光器横梁导轨7上设有打孔激光器8，打孔激光器8由第一驱动机构驱动能够沿激光器横梁导轨7移动；

所述角点位置检测相机4、侧边位置检测相机6和打孔激光器8均与上位机连接，上位机根据角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6传递的位置信息确定玻璃板1的位置，并控制打孔激光器8移动到设定位置对玻璃板1进行打孔。

在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，当玻璃板1移动到玻璃板传送辊道测量区域时，两个角点位置检测相机4检测玻璃板1下游角点位置、两个侧边位置检测相机6检测玻璃板1两个侧边位置，上位机根据角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6传递的位置信息确定玻璃板1的位置，并控制打孔激光器8移动到设定位置对玻璃板1进行打孔。由此，本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统能够方便地对玻璃板1进行定位及打孔，对玻璃板1定位准确，打孔精度较高。

在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，主横梁导轨3、侧边横梁导轨5和激光器横梁导轨7均沿X方向延伸，所述激光器横梁导轨7和侧边横梁导轨5均平行于主横梁导轨3。中间导轨沿Y方向延伸，当玻璃板1移动到检测区域时，通过角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6对玻璃板1的下游两个角点以及左右两个侧边的位置进行检测，上位机获取角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6传递来的检测信息从而确定出玻璃板1相对钻孔机的坐标位置，上位机根据设定的玻璃板1打孔位置信息计算出打孔激光器8相对玻璃板1打孔位置的位移，然后控制打孔激光器8移动到玻璃板1打孔位置进行打孔作业。

在利用本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统对玻璃板进行打孔时，不同规格的玻璃板的下游边沿相对激光打孔器在Y方向的距离不同，为了便于检测不同玻璃板下游角点位置，主横梁导轨3能够带着两个角点位置检测相机4沿着中间导轨2移动以适应不同规格玻璃板1的下游边线与打孔激光器8之间的距离，对不同规格玻璃板1的下游边线位置进行检测。两个侧边位置检测相机6可以沿两个侧边横梁导轨5分别移动，以适应不同宽度规格的玻璃板，对不同宽度规格的玻璃板的两侧边进行检测。

对于同一规格的玻璃板进行打孔作业时，通过上位机控制玻璃传送辊道的运动使得玻璃板1停止在预定位置，使得打孔激光器8处于打孔位置对应的Y坐标上，由于打孔激光器8又可以在激光器横梁导轨7上沿X方向运动，因此可以控制打孔激光器8正好处于玻璃板1上需要打孔的位置上方。但由于玻璃传送辊道与玻璃板之间为摩擦接触关系，玻璃板1在传送辊道上的位置定位会存在一定的误差，因此，还需要对打孔激光器8的位置进行微调修正。为此，需要通过两个角点位置检测相机4和两个侧边位置检测相机6检测计算出玻璃板的准确位置信息并计算出玻璃板上打孔位置的准确坐标。打孔激光器8的位置除了能在X方向调整外，其所发出的激光束在Y方向也能在一定范围内调整。上位机根据所计算出的玻璃板1上打孔位置的准确坐标，计算出偏移量，来控制打孔激光器8所发出的激光束位置，使得打孔激光器8所发出的激光束对准玻璃板1上需要打孔的准确位置进行打孔作业。

本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统采用四台检测相机对玻璃板1位置、玻璃板1几何尺寸以及所需钻孔位置进行测量，上位机根据这些测量信息计算出钻孔位置并控制打孔激光器8进行打孔。为满足玻璃板1钻孔位置精度的要求，需要采用CCD视觉定位系统，对玻璃板1的停板位置、玻璃板1的形状和外形尺寸以及在玻璃板1上所需钻孔的位置进行快速、精确的测量计算，引导打孔激光器8进行钻孔作业。作为一种优选的实施方式，所述角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6均为CCD相机。

如图1所示，所述激光器横梁导轨7、侧边横梁导轨5和主横梁导轨3自上游向下游依次设置。玻璃板1移动到测量区域时，玻璃板1下游边到达测量区域的下游边沿位置而被角点位置检测相机4测量到。

为了提高打孔效率，作为一种优选的实施方式，如图1所示，可以在所述激光器横梁导轨7上连接有多个打孔激光器8。这样，上位机可以控制多个打孔激光器8移动到不同的打孔位置进行打孔作业。

如图1所示，所述主横梁导轨3与中间导轨2之间通过第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动主横梁导轨3沿中间导轨2移动。这样，上位机可以控制第二驱动机构驱动主横梁导轨3沿中间导轨2移动，从而调节角点位置检测相机4上下游方向的位置，使得角点位置检测相机4能够对准玻璃板1的下游角点。

如图1所示，所述角点位置检测相机4通过第三驱动机构与主横梁导轨3连接，第三驱动机构能够驱动角点位置检测相机4沿主横梁导轨3移动。上位机能够控制第三驱动机构带动角点位置检测相机4沿主横梁导轨3移动，从而调节角点位置检测相机4在主横梁导轨3长度方向的位置，使得角点位置检测相机4对准玻璃板1在主横梁导轨3长度方向的两个下游角点。

如图1所示，所述侧边位置检测相机6通过第四驱动机构与侧边横梁导轨5连接，第四驱动机构能够驱动侧边位置检测相机6沿侧边横梁导轨5移动。上位机能够控制第四驱动机构带动侧边位置检测相机6沿侧边横梁导轨5移动，从而调节侧边位置检测相机6在侧边横梁导轨5长度方向的位置，使得侧边位置检测相机6对准玻璃板1在侧边横梁导轨5长度方向的两个侧边。两根所述侧边横梁导轨5对称地设置在中间导轨2两侧，两根侧边横梁导轨5上的侧边位置检测相机6能够在上位机的控制下分别地沿侧边横梁导轨5移动。

在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，所述第一驱动机构、第二驱动机构、第三驱动机构和第四驱动机构均可以是伺服电动机，主横梁导轨3、中间导轨2、侧边横梁导轨5和7激光器横梁导轨7均可以是高度精密的滚珠丝杠，通过伺服电机驱动滚珠丝杠机构来实现主横梁导轨3、角点位置检测相机4、侧边位置检测相机6和打孔激光器8的移动，精确调整各相机的位置，提高检测位置精度。

在本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统中，上位机控制各运动部件的运动，接收各相机传输的数据信息，根据接收的数据信息和存储设定的相关数据信息，确定出玻璃板1上需要打孔的位置，确定出打孔激光器8需要移动的位移，从而引导打孔激光器8进行打孔作业。玻璃板1在玻璃板传送辊道上输送就位后，角点位置检测相机4和侧边位置检测相机6对玻璃板1的两个角点和两个侧边进行拍照测量，通过视觉定位系统的算法软件计算出各个打孔激光器8(通常为三个)出光点与玻璃板1的相对位置尺寸，通过给定的钻孔位置参数以及打孔激光器8所在的位置参数，计算出各个打孔激光器8出光点的偏移量，引导激光器进行钻孔作业，满足玻璃板1钻孔所需的钻孔位置精度和钻孔尺寸精度的要求。

与本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统相对应地，本发明还提供一种用于玻璃板激光钻孔机的定位及打孔的方法，利用上述技术方案所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统进行作业，包括如下步骤：

1)传送辊道将玻璃板1运送到测量区域并停止；

2)两个角点位置检测相机4对玻璃板1下游侧两个角点的位置进行拍照测量，两个侧边位置检测相机6对玻璃板1左右两个侧边的位置进行拍照测量，得出玻璃板1的位置参数并传给上位机；

3)上位机获取打孔激光器8的位置参数及打孔位置参数，并根据所收到的玻璃板1位置参数计算得出打孔激光器8相对打孔位置的偏移量；

4)上位机向第一驱动机构发出指令，第一驱动机构驱动打孔激光器8移动至打孔位置上方；

5)上位机向打孔激光器8发出指令，打孔激光器8对玻璃板1进行打孔。

本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及方法用于光伏玻璃板激光钻孔机，布置在激光钻孔机的下游。当光伏玻璃板1需要钻孔时，首先根据玻璃板1规格、钻孔位置、玻璃板1在玻璃板传送辊道上的横向定位位置等参数调整打孔激光器8的横向位置，使得打孔激光器8的场镜在所需钻孔的位置，调整各检测相机的检测位置。玻璃板1在经过磨边机、清洗机进行磨边、倒角和清洗以后，进入旋转定位辊道进行旋转、定位，然后通过皮带输送机将玻璃板1输送至钻孔段的玻璃板传送辊道。玻璃板1在钻孔段的玻璃板传送辊道输送到位后，玻璃板传送辊道停止，玻璃板1停止在玻璃板传送辊道上，准备进行钻孔。在钻孔之前，四相机视觉定位系统通过各相机捕捉玻璃板1的两个角点位置和两条侧边位置，激光钻孔机的视觉检测系统对玻璃板1进行精确的位置测量计算，计算出玻璃板1的实际位置以及打孔激光器8相对于玻璃板1的位置；将相关的打孔激光器8偏移尺寸等相关信息发送给打孔激光器8。激光钻孔机根据设定的激光加工工艺参数以及视觉系统测定的激光器X\Y方向上的偏移量，对玻璃板1进行钻孔作业。同时，激光钻孔所产生的玻璃板碎片和粉尘，由激光钻孔机的集尘系统收集后，进行集中处理。钻孔完成后，钻孔输送机启动，将玻璃板1输送到下一工序。

本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及方法针对玻璃板1激光钻孔工艺特点，经过本视觉定位测量系统的测量计算，可以精确确定钻孔在玻璃板1上的位置，满足所需钻孔玻璃板1的尺寸要求。

采用四个检测相机视觉定位的方式，定位基准方式更灵活，定位精度更高。主要优点如下：

1、可自由选择按孔到两侧边的距离，或者孔到玻璃板1中心线的距离，进行尺寸精确管控。

2、四个检测相机定位可准确地找出玻璃板1的中心线，消除磨边机产生的玻璃板1长宽尺寸误差，确保玻璃板1中心距尺寸的稳定。两个侧边位置检测相机6能准确地找出玻璃板1的中心线，精确定位玻璃板1的中心线位置尺寸。

3、设备安装调整后，在完成首次视觉定位系统以及激光器的位置标定后，在之后的生产过程中，对于需要改变玻璃板1的规格大小以及改变所需钻孔的位置尺寸，无需进行视觉定位系统的二次标定，所有的切换可实现全自动控制。

基于上述实施例的技术方案，本发明的一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统及其作业方法，能够方便地对玻璃板1进行定位及打孔，精度较高。

综上所述，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (6)

1.一种用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征是，包括沿玻璃板传送方向延伸且设置于玻璃板传送辊道测量区域上方的中间导轨；所述中间导轨上正交连接有主横梁导轨，主横梁导轨上连接有两个角点位置检测相机，所述角点位置检测相机位于测量区域的下游角点位置上方；

所述测量区域左右两侧边的上方还分别设有一根侧边横梁导轨，每根侧边横梁导轨上连接有一个侧边位置检测相机；

玻璃板传送辊道的上方还设有激光器横梁导轨，激光器横梁导轨上设有打孔激光器，打孔激光器由第一驱动机构驱动能够沿激光器横梁导轨移动；

所述角点位置检测相机、侧边位置检测相机和打孔激光器均与上位机连接，上位机根据角点位置检测相机和侧边位置检测相机传递的位置信息确定玻璃板的位置，并控制打孔激光器移动到设定位置对玻璃板进行打孔；

所述激光器横梁导轨上连接有多个打孔激光器，两根所述侧边横梁导轨对称地设置在中间导轨两侧；

所述主横梁导轨与中间导轨之间通过第二驱动机构连接，第二驱动机构能够驱动主横梁导轨沿中间导轨移动；

利用所述用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统进行作业，包括如下步骤：

1)传送辊道将玻璃板运送到测量区域并停止；

2)两个角点位置检测相机对玻璃板下游侧两个角点的位置进行拍照测量，两个侧边位置检测相机对玻璃板左右两个侧边的位置进行拍照测量，得出玻璃板的位置参数并传给上位机；

3)上位机获取打孔激光器的位置参数及打孔位置参数，并根据所收到的玻璃板位置参数计算得出打孔激光器相对打孔位置的偏移量；

4)上位机向第一驱动机构发出指令，第一驱动机构驱动打孔激光器移动至打孔位置上方；

5)上位机向打孔激光器发出指令，打孔激光器对玻璃板进行打孔。

2.根据权利要求1所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征在于：所述激光器横梁导轨平行于主横梁导轨。

3.根据权利要求1所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征在于：所述激光器横梁导轨、侧边横梁导轨和主横梁导轨自上游向下游依次设置。

4.根据权利要求1所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征在于：所述角点位置检测相机和侧边位置检测相机均为CCD相机。

5.根据权利要求1所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征在于：所述角点位置检测相机通过第三驱动机构与主横梁导轨连接，第三驱动机构能够驱动角点位置检测相机沿主横梁导轨移动。

6.根据权利要求1所述的用于玻璃板激光钻孔机的定位打孔系统，其特征在于：所述侧边位置检测相机通过第四驱动机构与侧边横梁导轨连接，第四驱动机构能够驱动侧边位置检测相机沿侧边横梁导轨移动。