研磨輪損耗自動(dòng)修正系統(tǒng)設(shè)計(jì)研究

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摘要:基于手動(dòng)修正研磨輪損耗在TFT-LCD基板玻璃研磨加工過(guò)程中存在諸多缺陷，設(shè)計(jì)了一種應(yīng)用于TFT-LCD基板玻璃研磨加工過(guò)程的自動(dòng)修正系統(tǒng)，并對(duì)該系統(tǒng)原理及實(shí)際應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)的介紹。

關(guān)鍵詞:TFT-LCD基板玻璃;研磨輪損耗;自動(dòng)修正系統(tǒng)

在TFT－LCD液晶顯示行業(yè)中，研磨機(jī)的作業(yè)內(nèi)容是分別對(duì)玻璃的長(zhǎng)邊、短邊、角部進(jìn)行線性的研磨和拋光，生產(chǎn)能夠滿足客戶品質(zhì)需求的基板玻璃。行業(yè)內(nèi)的基板玻璃邊部研磨幅度一般控制在0.15～0.2mm之間，角部尺寸多控制在2～5mm之間，但隨著研磨輪使用距離的增加，金剛砂顆粒不斷地從研磨輪剝落，研磨輪輪槽內(nèi)的直徑變小，必然造成研磨尺寸的變化，行業(yè)內(nèi)的一般做法是在特定的時(shí)間內(nèi)持續(xù)抽檢玻璃，然后根據(jù)測(cè)量的玻璃尺寸數(shù)據(jù)手動(dòng)進(jìn)行研磨幅度的修正，但手動(dòng)修正的方法受限于人員不間斷的抽檢和抽檢數(shù)據(jù)的精確性，被抽檢的玻璃必須廢棄，如果抽檢不及時(shí)又會(huì)造成批量的欠磨質(zhì)量事故發(fā)生，嚴(yán)重制約生產(chǎn)節(jié)拍及產(chǎn)品質(zhì)量的提升，加大了生產(chǎn)成本。故設(shè)計(jì)了一種研磨輪損耗自動(dòng)修正系統(tǒng)，并針對(duì)其應(yīng)用進(jìn)行了詳細(xì)介紹。

1系統(tǒng)簡(jiǎn)介

研磨輪自動(dòng)修正是一種能夠自動(dòng)地修正研磨輪在使用過(guò)程中的磨耗的方法，該系統(tǒng)包括PLC控制器、觸摸顯示屏、進(jìn)給伺服電機(jī)和限位開(kāi)關(guān)。PLC控制器用于數(shù)據(jù)信號(hào)的處理和傳輸；觸摸顯示屏用于相關(guān)參數(shù)的輸入，與PLC進(jìn)行信號(hào)和數(shù)據(jù)的交互使用；進(jìn)給伺服電機(jī)用于控制研磨輪的進(jìn)給量變化；限位開(kāi)關(guān)則用于保護(hù)研磨輪進(jìn)給電機(jī)的進(jìn)給量在工作范圍內(nèi)，前進(jìn)或后退超出范圍都會(huì)輸出一個(gè)反饋信號(hào)給PLC控制器并用于提示警告或直接斷開(kāi)研磨輪進(jìn)給電機(jī)的電源。在與PLC控制器連接的觸摸顯示屏上，操作員只需要輸入研磨輪修正距離和研磨輪修正因數(shù)即可，PLC控制器會(huì)根據(jù)內(nèi)部運(yùn)算法則自動(dòng)生成研磨輪損耗量，并顯示在觸摸顯示屏上。系統(tǒng)再根據(jù)生成的研磨輪損耗量自動(dòng)修正數(shù)據(jù)模擬研磨輪的運(yùn)行現(xiàn)狀，從而確定研磨輪進(jìn)給伺服電機(jī)的進(jìn)［1］給量，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)研磨輪磨耗的自動(dòng)修正。

2系統(tǒng)原理

研磨機(jī)的研磨輪自動(dòng)修正系統(tǒng)運(yùn)用一套高精度的伺服加滾珠絲杠系統(tǒng)驅(qū)動(dòng)高速旋轉(zhuǎn)的研磨輪，進(jìn)給量的確定由一套完整的公式計(jì)算得出。該系統(tǒng)工作原理如圖1所示。2.1操作步驟。該系統(tǒng)簡(jiǎn)單明了，便于操作，能夠很好地融合于現(xiàn)有的三菱伺服系統(tǒng)中，完美地解決了現(xiàn)有技術(shù)的不足，操作步驟如下：①根據(jù)使用經(jīng)驗(yàn)，制定一套符合研磨輪損耗速率的研磨輪修正距離和修正因數(shù)；②操作員通過(guò)與PLC控制器連接的觸摸顯示屏輸入研磨輪修正距離和修正因數(shù)，將其傳輸給PLC控制器用于計(jì)算研磨輪損耗量，并將計(jì)算數(shù)據(jù)反饋于觸摸顯示屏，供操作員參考；③PLC控制器根據(jù)計(jì)算出的研磨輪損耗量，得出研磨輪進(jìn)給伺服電機(jī)進(jìn)給量，驅(qū)動(dòng)研磨輪進(jìn)給伺服電機(jī)。2.2進(jìn)給量的計(jì)算。PLC控制器的運(yùn)算公式由下列的方式計(jì)算得［2］出：①研磨輪的半徑R：研磨輪的半徑＝研磨輪的直徑D/2；②研磨輪的損耗量L：研磨輪的損耗量L＝研磨輪使用距離L/研磨輪修正距離L×修正因數(shù)L；123③損耗后研磨輪的半徑R：磨耗后研磨輪的1半徑R＝研磨輪的半徑R－研磨輪的損耗量L；1④伺服電機(jī)進(jìn)給量H：研磨輪中心與研磨臺(tái)中心之間的距離H，基板玻璃寬度H，S為研磨12幅，即H＝H－H/2－R－S。121其中，研磨輪使用距離L表示研磨輪的實(shí)際1使用距離，研磨輪修正距離L和修正因數(shù)L作為23計(jì)算參考值表示每特定距離內(nèi)研磨輪進(jìn)給量增加［3］一個(gè)特定的位移量。

3系統(tǒng)的應(yīng)用

研磨機(jī)對(duì)于基板玻璃的每個(gè)邊部加工都包括兩個(gè)工位：研磨和拋光。研磨工位使用的研磨輪采用金剛砂材質(zhì)，其特性較硬，拋光工位使用的拋光輪則采用合成樹(shù)脂材質(zhì)。在相同使用距離的情況下研磨輪與拋光輪材質(zhì)的不同必然造成研磨輪的損耗小于拋光輪的損耗，所以需要在觸摸顯示屏上編制不同的磨輪修正距離和修正因數(shù)。同樣地，基板玻璃的長(zhǎng)邊、短邊和角部也有所不同，為了能夠很好地辨識(shí)區(qū)分，需要把長(zhǎng)邊和短邊也進(jìn)行不同的設(shè)計(jì)。實(shí)驗(yàn)證明，在使用過(guò)程中很難有一組數(shù)據(jù)能夠持續(xù)精確地反饋磨輪的實(shí)際損耗量，損耗量的變化也不是線性的，而是呈現(xiàn)出一種曲率不斷變化的特性。不同廠家生產(chǎn)的磨輪特性也不相同，以市面上常見(jiàn)的某企業(yè)生產(chǎn)的研磨輪和拋光輪為例，總結(jié)長(zhǎng)時(shí)間的使用經(jīng)驗(yàn)，得出的一組數(shù)據(jù)能夠較精確的反映磨輪的實(shí)際損耗量變化，如表1所示。

4結(jié)語(yǔ)

以磨輪損耗修正系統(tǒng)為研究對(duì)象，對(duì)該系統(tǒng)進(jìn)行了詳細(xì)的介紹和原理分析，并在此基礎(chǔ)上總結(jié)了該系統(tǒng)在研磨機(jī)中的實(shí)際應(yīng)用。該系統(tǒng)還存在一些缺陷，仍需不斷的優(yōu)化。該系統(tǒng)在研磨機(jī)中的成功使用，減少了人工不斷抽檢的人力浪費(fèi)，極大地提升了生產(chǎn)效率和產(chǎn)品良率。

參考文獻(xiàn)

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作者:張松昊 張?jiān)茣?申昊 蘇記華 單位:鄭州旭飛光電科技有限公司