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[摘 要]本文简要介绍了PDP垂直研磨机的工作原理；机器视觉在垂直研磨机中的作用；针对机器视觉传感器垂直度难以测量的问题，提出利用研磨机玻璃吸盘机架和机器视觉自身对机器视觉传感器垂直度进行调节的方法；实际效果表明该方法无须其他测量设备，简便、实用、可靠。
[关键词]PDP 研磨机 机器视觉 垂直
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0368-01
在PDP生产过程中，有一道很重要的工艺，就是在大的多面取玻璃基板分切后，对单面的玻璃基板进行边和角的研磨。研磨的主要作用是将玻璃基板边和角的直棱去除，形成圆形，达到分散应力的目的。从而避免应力集中在尖角，造成玻璃基板开裂损坏，提高成品率，并保证产品的完好率。该工艺的实现是由垂直研磨机完成的。
1. 垂直研磨机的工作原理
垂直研磨机从研磨的原理上看，主要由两大部件组成，即研磨伦和研磨机构。研磨轮的研磨面呈凹形圆槽，从而保证玻璃基板的边角被研磨成圆形。为避免分切后的玻璃基板边部不整齐带来研磨过程中的冲击，造成玻璃基板的损坏，研磨轮的轴在上下方向有一定的自适应。研磨机构由吸附玻璃基板的工作基板以及驱动该工作基板做水平、垂直移动和旋转的驱动机构组成。研磨轮高度和研磨机构水平移动平台的高度在系统安装完成后固定不变。所以在玻璃基板中心和研磨机构工作基板中心重合，且两者没有相对旋转角度的前提下，对于某一规格（长、宽）的玻璃基板，在研磨时，对应玻璃基板每一边和角的研磨机构的起始坐标（X1，Y， θ）和终止坐标（X2，Y， θ）也是固定的。在研磨过程中，研磨轮以给定转速旋转，研磨机构针对所要研磨的边和角，先调整好高度（Y）和旋转角度（θ），在做水平移动（X1---X2），就可完成对边和角的研磨（见图一）。
2. 机器视觉的作用
在實际工作过程中，由于传送机构对中的误差，及玻璃基板在切割后边上存在毛刺，研磨机构的工作基板和所要研磨的玻璃基板中心不可能完全重合或者有相对的旋转角度。所以，对于每张玻璃基板的每一边和每一角，研磨机构研磨时的坐标都是不一样的，需要对理论坐标进行修正。修正的前提是知道工作基板和玻璃基板中心的偏移量，以及它二者之间的相对旋转角度。机器视觉就是用来检测这些偏移量的。
垂直研磨机的机器视觉系统硬件主要由监视器、控制器、两台视觉传感器、两组照明灯组成。两台视觉传感器的安装为上下位置，下视觉传感器安装位置固定，上视觉传感器位置安装在一支架上，上下可由伺服驱动驱动，适应不同规格尺寸的玻璃基板，左右可由带有千分尺手轮进行人工的调节。为准确检测玻璃基板和工作基板的位置偏差，要求两个视觉传感器视场中心的连线必须垂直于设备的基准台面。
视觉系统的检测原理如图二所示。
其中R1、R2是上下两个视觉传感器的视场；A1、A2是视觉传感器视场的中心点；B1、B2是玻璃基板定位点，也称MARK点在视觉传感器视场中的位置中心点。A1、A2的距离是玻璃基板垂直方向上两个MARK点的尺寸。C1、C2是虚拟三角形的直角顶点。
由此得出吸附基板和玻璃基板中心的偏移量如下：
ΔX=（C1A1+B2C2）/2
ΔY=（B1C1+C2A2）/2
Δθ=arcsin[（C1A1-B2C2）/A1B1]
3. 机器视觉传感器垂直的调整
从视觉系统检测偏差的原理知道，如果两个视觉传感器视场中心不垂直，则得到的所谓偏差值就不可能正确。因此，两个视觉传感器视场中心连线的垂直就显得极为重要。由于视觉传感器的外形限制，很难确定视觉传感器的视场中心位置。其次，也很难找到满足系统精度要求，并能在现场进行测量的精密仪器。所以，两个视觉传感器垂直的调节就变得相当困难。由于研磨机构的驱动是用伺服系统驱动的，精度也很高，考虑是否可以借用研磨机构本身来对视觉传感器的垂直进行调节。经过认真、仔细分析，答案是肯定的。两个视觉传感器视场中心连线垂直调节的原理见图三。
A1：垂直调整前上视觉传感器的视场中心
A1-1：垂直调整后上视觉传感器的视场中心
A2：下视觉传感器的视场中心
L：玻璃基板上竖向两个MARK点的间距
只要能够测出图中X，就知道了上边视觉传感器左右调节的尺寸，再用带有千分尺的手轮进行调节，通过X和玻璃基板上已知的MARK点距离L，换算出上视觉传感器向上调高的距离Y.再由伺服电机驱动上视觉传感器向上移动Y距离。
Y=L-SQR（L2-X2）
测量X的方法和步骤如下（见图四）：
第一步：移动研磨机构使得玻璃基板左下角的MARK点（M1点）位于下视觉传感器的视场中心。
第二步：调整上视觉传感器，使得其视场中心与玻璃基板左上角的MARK点（M2点）中心重合。
第三步：逆时针旋转研磨基板90度，移动研磨机构，使得M2 MARK点位于下视觉传感器的视场中心。
第四步：水平移动（左移）研磨基板，使得M1 MARK点中心位于下视觉传感器视场的竖中心线上。
第五步：记录研磨基板的Y轴坐标值，上下移动研磨基板，使得M1 MARK点位于下视觉传感器的视场中心，再次记录研磨基板的Y轴坐标值。两次研磨机板Y轴坐标值的差即为X.
如果是向上移动研磨机板X，才使得M1 MARK点移动到下视觉传感器视场的中心，则在调节上视觉传感器左右位置时，应该向左调X；反之，则向右。
4. 结束语
生产现场的调试结果表明，利用研磨机构本身，无需其他任何检测仪器，对上下视觉传感器垂直的调节非常简便、实用、可靠、有效，省时省力。
[关键词]PDP 研磨机 机器视觉 垂直
中图分类号：TP 文献标识码：A 文章编号：1009-914X（2016）11-0368-01
在PDP生产过程中，有一道很重要的工艺，就是在大的多面取玻璃基板分切后，对单面的玻璃基板进行边和角的研磨。研磨的主要作用是将玻璃基板边和角的直棱去除，形成圆形，达到分散应力的目的。从而避免应力集中在尖角，造成玻璃基板开裂损坏，提高成品率，并保证产品的完好率。该工艺的实现是由垂直研磨机完成的。
1. 垂直研磨机的工作原理
垂直研磨机从研磨的原理上看，主要由两大部件组成，即研磨伦和研磨机构。研磨轮的研磨面呈凹形圆槽，从而保证玻璃基板的边角被研磨成圆形。为避免分切后的玻璃基板边部不整齐带来研磨过程中的冲击，造成玻璃基板的损坏，研磨轮的轴在上下方向有一定的自适应。研磨机构由吸附玻璃基板的工作基板以及驱动该工作基板做水平、垂直移动和旋转的驱动机构组成。研磨轮高度和研磨机构水平移动平台的高度在系统安装完成后固定不变。所以在玻璃基板中心和研磨机构工作基板中心重合，且两者没有相对旋转角度的前提下，对于某一规格（长、宽）的玻璃基板，在研磨时，对应玻璃基板每一边和角的研磨机构的起始坐标（X1，Y， θ）和终止坐标（X2，Y， θ）也是固定的。在研磨过程中，研磨轮以给定转速旋转，研磨机构针对所要研磨的边和角，先调整好高度（Y）和旋转角度（θ），在做水平移动（X1---X2），就可完成对边和角的研磨（见图一）。
2. 机器视觉的作用
在實际工作过程中，由于传送机构对中的误差，及玻璃基板在切割后边上存在毛刺，研磨机构的工作基板和所要研磨的玻璃基板中心不可能完全重合或者有相对的旋转角度。所以，对于每张玻璃基板的每一边和每一角，研磨机构研磨时的坐标都是不一样的，需要对理论坐标进行修正。修正的前提是知道工作基板和玻璃基板中心的偏移量，以及它二者之间的相对旋转角度。机器视觉就是用来检测这些偏移量的。
垂直研磨机的机器视觉系统硬件主要由监视器、控制器、两台视觉传感器、两组照明灯组成。两台视觉传感器的安装为上下位置，下视觉传感器安装位置固定，上视觉传感器位置安装在一支架上，上下可由伺服驱动驱动，适应不同规格尺寸的玻璃基板，左右可由带有千分尺手轮进行人工的调节。为准确检测玻璃基板和工作基板的位置偏差，要求两个视觉传感器视场中心的连线必须垂直于设备的基准台面。
视觉系统的检测原理如图二所示。
其中R1、R2是上下两个视觉传感器的视场；A1、A2是视觉传感器视场的中心点；B1、B2是玻璃基板定位点，也称MARK点在视觉传感器视场中的位置中心点。A1、A2的距离是玻璃基板垂直方向上两个MARK点的尺寸。C1、C2是虚拟三角形的直角顶点。
由此得出吸附基板和玻璃基板中心的偏移量如下：
ΔX=（C1A1+B2C2）/2
ΔY=（B1C1+C2A2）/2
Δθ=arcsin[（C1A1-B2C2）/A1B1]
3. 机器视觉传感器垂直的调整
从视觉系统检测偏差的原理知道，如果两个视觉传感器视场中心不垂直，则得到的所谓偏差值就不可能正确。因此，两个视觉传感器视场中心连线的垂直就显得极为重要。由于视觉传感器的外形限制，很难确定视觉传感器的视场中心位置。其次，也很难找到满足系统精度要求，并能在现场进行测量的精密仪器。所以，两个视觉传感器垂直的调节就变得相当困难。由于研磨机构的驱动是用伺服系统驱动的，精度也很高，考虑是否可以借用研磨机构本身来对视觉传感器的垂直进行调节。经过认真、仔细分析，答案是肯定的。两个视觉传感器视场中心连线垂直调节的原理见图三。
A1：垂直调整前上视觉传感器的视场中心
A1-1：垂直调整后上视觉传感器的视场中心
A2：下视觉传感器的视场中心
L：玻璃基板上竖向两个MARK点的间距
只要能够测出图中X，就知道了上边视觉传感器左右调节的尺寸，再用带有千分尺的手轮进行调节，通过X和玻璃基板上已知的MARK点距离L，换算出上视觉传感器向上调高的距离Y.再由伺服电机驱动上视觉传感器向上移动Y距离。
Y=L-SQR（L2-X2）
测量X的方法和步骤如下（见图四）：
第一步：移动研磨机构使得玻璃基板左下角的MARK点（M1点）位于下视觉传感器的视场中心。
第二步：调整上视觉传感器，使得其视场中心与玻璃基板左上角的MARK点（M2点）中心重合。
第三步：逆时针旋转研磨基板90度，移动研磨机构，使得M2 MARK点位于下视觉传感器的视场中心。
第四步：水平移动（左移）研磨基板，使得M1 MARK点中心位于下视觉传感器视场的竖中心线上。
第五步：记录研磨基板的Y轴坐标值，上下移动研磨基板，使得M1 MARK点位于下视觉传感器的视场中心，再次记录研磨基板的Y轴坐标值。两次研磨机板Y轴坐标值的差即为X.
如果是向上移动研磨机板X，才使得M1 MARK点移动到下视觉传感器视场的中心，则在调节上视觉传感器左右位置时，应该向左调X；反之，则向右。
4. 结束语
生产现场的调试结果表明，利用研磨机构本身，无需其他任何检测仪器，对上下视觉传感器垂直的调节非常简便、实用、可靠、有效，省时省力。