一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置及检测方法制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，包括运输平台、固定平台和基座，固定平台通过支撑柱与基座连接，运输平台的两侧设有驱动玻璃基板运动的驱动装置，运输平台上设有若干个均匀排列的输送气孔，在输送气孔的顶端嵌入有烧结金属多孔材料，在输送气孔的底部连接有输气管，输气管通过流量计与减压阀连接，减压阀通过软管与气源连接；所述运输平台每个输送气孔的周围设有至少两个小孔，小孔的底部通过气管与压力传感器连接，压力传感器和流量计的信号输出端与输入转换模块连接。本发明专利技术的一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，具有清洁无污染、不发热、不生磁等优点，且气动系统较易维持，构建简单。

Glass substrate air floating device with deformation detection function and detection method

The invention discloses a glass substrate flotation device with deformation detection function, including transport platform, fixed platform and the fixed platform through the support base is connected with the base column, on both sides of the transport platform is provided with a driving device glass substrate movement, there are a number of uniformly arranged transport transport platform with porosity, sintered porous metal materials in the top of the embedded in the conveying hole, hole bottom is connected with the conveying pipe, gas pipe through a flowmeter connected with a pressure reducing valve, pressure relief valve is connected with the air hose; at least two small holes are arranged around the transport platform of each conveying hole, the hole bottom is connected with the pressure sensor tube, pressure sensor signal output and the meter end and the input conversion module. The glass substrate air float device with deformation detection function has the advantages of cleanness, no pollution, no heating, no magnetism, etc., and the pneumatic system is easy to maintain and simple to construct.

【技术实现步骤摘要】
一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置及检测方法
本专利技术涉及具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置及检测方法，属于检测领域。
技术介绍
传统的液晶玻璃基板搬运采用接触式输运方式，即，工件与输运装置表面直接接触(如采用滚轮驱动、真空吸盘等)，这容易造成玻璃基板表面出现刮痕、裂纹，同时还存在静电和金属污染等诸多问题，严重影响产品质量，已无法适应当前技术发展的需求。另一方面，这种接触式的输运方式由于受到摩擦力的制约，难以提高输运速度，也限制了生产效率的进一步提高。当前，玻璃基板朝着大型化、薄型化的方向发展，如，第11世代的玻璃基板长宽厚尺寸为3000mm×3320mm×0.7mm。这类玻璃基板在输运过程中必须确保表面无损伤，无摩擦非接触的方式在满足这些技术要求方面具有极大优势。非接触式输运的基本思想是通过对物体施加非接触作用力以抵消其自身重力从而实现悬浮，有效地抑制了表面刮痕及静电的产生。目前流行的方法是利用空气静压轴承的原理来实现无接触悬浮，即，通过小孔或多孔质节流元件从物体下方进行供气，在物体和装置之间形成一层空气压力薄膜支撑负载从而达到减少表面接触的效果，目前已成功应用于玻璃基板生产线上。如图1所示，压缩空气从小孔供给，装置与工件之间形成的气膜起支撑作用，工件通过电机驱动滚轮提供摩擦力进行传输。图2所示为利用多孔材料作为节流元件进行供气，这种方式可以在一定程度上缓解静电污染和应力集中等问题。现有这种悬浮输运设备中，较为典型的有如中国专利申请“一种气悬浮装置”(申请公布号为CN201961843U，申请公布日为：2011年9月7日)、“气悬浮传送装置”(申请公布号为CN102363476A，申请公布日为：2012年2月29日)、“浮起装置及输送装置”(申请公布号为CN1966371B，申请公布日为：2012年8月15日)、“一种玻璃基板的气浮运输装置”(专利号ZL201520910813.4)、“用于传送玻璃基板的设备和方法”(申请公布号为CN1982179A，申请公布日为：2007年6月20日)。在现有技术中，还有一类旋回流气浮非接触式输运方式，如图3所示，在装置表面开设旋流形成体，从旋流形成体侧面进行供气，空气通过间隙排到大气的过程中形成支撑气膜，同时利用空气在旋流体中回旋流动产生的吸附作用降低悬浮高度。详见“无触碰抓持工具”(申请公布号为CN102107782A，申请公布日为：2011年6月29日)、“涡流形成体和非接触式运送装置”(申请公布号为CN102083720A，申请公布日为：2011年6月1日)。以上所述技术方案虽然可以实现大型玻璃基板的非接触输运，但是均无法实现对玻璃基板形变进行实时监测。在玻璃基板生产线上，如需要通过机器视觉对玻璃质量进行检测时，则必须严格控制玻璃基板受气膜压力作用所产生的形变，否则，玻璃基板的弯曲变形将会降低缺陷的检测精度。通常，外加激光位移传感器可对玻璃基板形变进行检测，然而大范围检测时效率较低，且容易产生较大误差。增加激光位移传感器的数量可以提高玻璃基板形变检测效率，同时却也导致了成本的大幅上升。
技术实现思路
专利技术目的：为了克服现有技术中存在的不足，本专利技术提供一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置及检测方法，具有清洁无污染、不发热、不生磁等优点，且气动系统较易维持，构建简单。技术方案：为实现上述目的，本专利技术的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，包括运输平台、固定平台和基座，所述运输平台通过调平螺母与固定平台连接，固定平台通过支撑柱与基座连接，运输平台的两侧设有驱动玻璃基板运动的驱动装置，运输平台上设有若干个均匀排列的输送气孔，在输送气孔的顶端嵌入有烧结金属多孔材料，在输送气孔的底部连接有输气管，输气管通过流量计与减压阀连接，减压阀通过软管与气源连接；所述运输平台每个输送气孔的周围设有至少两个小孔，小孔的底部通过气管与压力传感器连接，压力传感器和流量计的信号输出端与输入转换模块连接，输入转换模块依次与数据采集模块、分析显示模块连接。作为优选，所述运输平台上设有纵横交错的均压槽，均压槽将运输平台分为若干个方格，输送气孔位于方格内，在均压槽相交处设有排气孔。作为优选，所述驱动装置为驱动滚轮。作为优选，所述小孔包含位于上端的细孔和位于下端的螺纹孔，气管通过螺纹与螺纹孔连接。一种上述的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置的检测方法，包括以下步骤：在步骤(1)中，将玻璃基板、气膜和运输平台表面区域均划分为n个一维网格；在步骤(2)中，通过联立纳维—斯托克斯方程和连续性方程计算，获得气膜网格的理论压力分布数据，然后依据梁的弹性弯曲形变方程计算得到玻璃网格的形变；在步骤(3)中，获得各玻璃网格的形变数据，进而对同一矩形单元区域内的玻璃形变做局部均一化处理；在步骤(4)中，判断气膜压力计算结果是否收敛，如收敛，进入步骤(5)，如不收敛，继续步骤(3)；在步骤(5)中，用理论压力值减去压力传感器实际测得的实测压力值得到压力偏差值e(t)；在步骤(6)中，通过PI算法的运算得到各单元多孔材料表面出流速度调整值ω，替换原ω后，输入到气膜压力分布和玻璃形变的循环计算中，此时理论计算压力值将发生改变，替换原ω的含义是改变表面气体流出的速度，其本质上就是改变各单元的气体流量，多孔质表面的流速实际值难以获得，通过算法调整逼近；在步骤(7)中，判断理论计算得到的压力值是否接近实测压力值，如为否，则将理论计算压力值作为步骤(3)压力分布数据重新计算形变，重复上述步骤；如为是，进入步骤(8)中；在步骤(8)中检测是否需要保存数据，若为是，则进入步骤(9)中，若为否，则进入步骤(10)；在步骤(9)中向文件写上述形变、压力和流量等数据；在步骤(10)中，检测结束，停止。在本专利技术中，所述压力传感器组中的压力传感器量程小于2kPa，亦可是差压传感器或风压传感器。每个压力传感器通过软管和接头与所述输送气管连接，若传感器为差压传感器或风压传感器时，传感器的高压侧入口通过软管和接头与所述运输平台表面测压小孔连接，低压侧入口则大气开放。所述输入转换模块为信号调理电路，可将压力传感器、流量计输出的模拟电流信号转化为模拟电压信号传输给数据采集模块。若压力传感器、流量计本身可输出模拟电压信号，则无须输入转换模块。所述数据采集模块为A/D转换电路，可以为单片机、可编程控制器的A/D转换模块或多通道数据采集卡，用于将压力传感器、流量计输出的模拟量信号转换为数字量信号传输给分析显示模块。所述分析显示模块可以是工控机和显示器，或是单片机、可编程控制器和触摸屏。其功能为：良好的人机交互界面，实时动态显示玻璃基板形变情况，异常报警等。在本专利技术中，对玻璃基板、气膜、运输平台表面区域进行一维网格划分，最大网格宽度不超过1mm。三者网格的宽度、数量相等，网格编号记为0,1,2，…，n。在表面网格中，只有多孔区域内的网格存在流量，其余流量均为0。首先，依据初始条件，由纳维—斯托克斯方程和连续性方程联立计算得到气膜压力分布；其次，由气膜压力分布数据，依据梁的弹性弯曲形变方程在玻璃网格中进行计算，从而获得各网格的玻璃形变数据；再次，将各矩形单元上方的玻璃形变做平均化处理作为形变之后高度，进而再次计算出气膜压力分布，如此反复循环不断计算并本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，其特征在于：包括运输平台、固定平台和基座，所述运输平台通过调平螺母与固定平台连接，固定平台通过支撑柱与基座连接，运输平台的两侧设有驱动玻璃基板运动的驱动装置，运输平台上设有若干个均匀排列的输送气孔，在输送气孔的顶端嵌入有烧结金属多孔材料，在输送气孔的底部连接有输气管，输气管通过流量计与减压阀连接，减压阀通过软管与气源连接；所述运输平台每个输送气孔的周围设有至少两个小孔，小孔的底部通过气管与压力传感器连接，压力传感器和流量计的信号输出端与输入转换模块连接，输入转换模块依次与数据采集模块、分析显示模块连接。

【技术特征摘要】
1.一种具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，其特征在于：包括运输平台、固定平台和基座，所述运输平台通过调平螺母与固定平台连接，固定平台通过支撑柱与基座连接，运输平台的两侧设有驱动玻璃基板运动的驱动装置，运输平台上设有若干个均匀排列的输送气孔，在输送气孔的顶端嵌入有烧结金属多孔材料，在输送气孔的底部连接有输气管，输气管通过流量计与减压阀连接，减压阀通过软管与气源连接；所述运输平台每个输送气孔的周围设有至少两个小孔，小孔的底部通过气管与压力传感器连接，压力传感器和流量计的信号输出端与输入转换模块连接，输入转换模块依次与数据采集模块、分析显示模块连接。2.根据权利要求1所述的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，其特征在于：所述运输平台上设有纵横交错的均压槽，均压槽将运输平台分为若干个方格，输送气孔位于方格内，在均压槽相交处设有排气孔。3.根据权利要求2所述的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，其特征在于：所述驱动装置为驱动滚轮。4.根据权利要求2所述的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置，其特征在于：所述小孔包含位于上端的细孔和位于下端的螺纹孔，气管通过螺纹与螺纹孔连接。5.一种基于权利要求2至4任一项所述的具有形变检测功能的玻璃基板气浮装置的检测方法，其特征在于，包括以下步骤：在步骤(1)中，将玻璃基板、气膜和运输平台表面区域均划分为n个一维网格；在步骤(2)中，通过联立纳维—斯托克斯方程和连续性方程计算，获得气膜网格的理论压力分布数据，然后依据梁的弹性弯曲形变方程计算得到玻璃网格的形变；在步骤(3)中，获得各玻璃网格的形变数据，进而对同一矩形单元区域内的玻璃形变做局部均一化处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：钟伟，顾小玉，
申请(专利权)人：江苏科技大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32