玻璃磨边加工工艺的设计分析论文_李应

东莞南玻太阳能玻璃有限公司 广东东莞 523000

[摘 要]本文主要以太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃的视觉定位为基准，从硬件系统结构、测量倍率、补偿角度、加工工艺、软件系统架构几个方面入手，对太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边的加工工艺设计进行了深度的分析及研究。从而能够通过视觉定位这一技术手段的有效应用，设计出太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边最佳的加工工艺，以充分提升太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃的加工效率及质量。

[关键词]太阳能玻璃；磨边加工；工艺；设计；分析；

前言：

针对于太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃的加工，传统玻璃的磨边加工操作工艺主要是在操作台上做出多个或一个标识，依次摆放，并依据这些标识来设置加工程序。若工件实际摆放存在着一定误差性，就对加工效果产生不利影响。传统加工工艺，不仅效率相对较低，且误差相对较大。若引入视觉功能，就可以优化这些缺点。先把相机安装于主轴上，利用倍率的测量得出机床实际的距离与图像像素之间比例关系，再利用补偿角度将相机安装期间所出现的一些误差消除，把工件摆放于操作台，相机对该工件的任意三个角度拍照，通过图像的储量得出更为清晰的相关图像，确定机床坐标，系统依据该工件的坐标，进行加工程序的修整，防止工件位置调整情况的出现。本文主要是以视觉定位为基准，对玻璃磨边的加工工艺设计，开展了系统化的研究，设计出最佳的太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃优化加工工艺，以加工出高质量的产品。

1、硬件系统结构

太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边的加工工艺设计，主要是应用于以运动的控制卡与计算机为核心控制的运动系统，运用计算机自身的各项功能优势，进行相机拍摄图像的优化处理，提升系统运行速度及加工效率。该硬件系统部分主要为带有PCI的总线插槽及千兆的网卡计算机，还有多轴运动的控制器、三轴的联动机床、镜头、工业的CCD相机、PM85A运动的控制卡等。其中，上位的系统主要是由运动的控制卡与计算机所构成，该运动的控制卡主要是利用PCI的总线及上层的软件通信，配合PS485的总线及其运动的控制器实施通信。该上位系统，则主要是负责处理系统的人机交互、系统实际的运行状态、显示加工状态、保持与修改各项参数、加工程序插补与解析、接收及发送命令信号等。而下位系统，其主要是多轴运动的控制器、伺服电机、驱动器等所构成，负责实现I／O的逻辑控制与运动控制；工业CCD的相机，还包含着相机驱动与相关硬件等。相机的驱动主要是在计算机当中与上层软件的交互点，而相机的硬件则是利用千兆的网卡与系统有效连接，实现实时化的通信。如图1所示，为该太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃硬件系统结构图。

图1 太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃硬件系统结构示图

2、太阳能玻璃及太阳能玻璃双膜中的测量倍率

测量倍率主要目地在于得出摄像头所获取图像的像素参数与机床实际距离之间比例关系。那么，通过该比例关系即可依据工件其在图像上坐标位置，进行工件在相应机床上实际的坐标位置有效性计算分析。倍率主要的测量操作流程如下：如图2所示，在图像的界面当中，对矩形框进行标识，机床需逐渐向右侧平移2.000mm。机床在运动期间，软件的界面上需呈现相应图像，进行一段距离的移动操作。如图3所示，图像上的这段距离所对于像素参数可通过相机来获取。该像素的参数与机床的移动距离存在着一定比例关系，实际比值为放大的倍率、经过多次的测量取其平均值，保证倍率测量的精准度。

图3 太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃图像移动距离示图

3、太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃中的补偿角度加工工艺设计

在太阳能玻璃及太阳能玻璃双膜加工工艺之下相机安装时，相机与其主轴之间会存在着一定角度偏差问题无法实现平行，以至于机床的坐标系会与相机的坐标系存在着一定差异。因此，需设计人员来补偿角度。针对于角度的补偿法，主要分为两种方法。其一，为切出一条与X的轴线相互平行的线，图像观察的窗口处需切出直线与其显示窗口X方向的边框呈夹角；其二，在专业图像软件当中，进行夹角观察与计算。在一定程度上，第一种补偿法准确度相对较低，而第二种补偿法实际操作相对来说极具复杂性，需借助其它软件才可达到最佳角度补偿效果。那么，在实际倍率测量期间，可简单测量出该角度的误差。在相机的视野当中摆放一个矩形的工件，通过相机来进行定位处理。而后，平移该机床重复定位，得出角度测量模型。那么，如图4所示，平移后得出直线PP,与机床的坐标系X轴处于完全平行状态，依据两点的坐标与工件，沿着任意一点坐标即可计算出机床的坐标系其与相机的坐标系间的夹角。那么，通过所计算出的夹角，即可实现高精准度的角度补偿。

图4 角度测量示图

4、太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃的加工工艺

该太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃加工工艺系统调用了OpenCV库当中图像的处理程序，针对工件各个角的图像实施有优化处理，所得出工件边缘的直线最小乘该直线方程，通过计算得出该工件各个角在相应相机的坐标系上机械的坐标。而后，系统依据工件机械的坐标进行磨边加工操作程序的修改，将修改后的程序存储至计算机系统程序当中，待工件磨边加工操作完成之后予以彻底销毁。若需实施阵列的加工，也就是通常速说的批量加工，就需利用相机针对多个工件拍照及处理，将工件的坐标完整记录下来，在加工至该工件期间，调用经过修改后的工件坐标即可。如图5所示，为玻璃磨边的加工工艺操作流程。

图5 玻璃磨边的加工工艺操作流程示图

5、太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃软件系统架构

对于太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边加工工艺操来说，加工工艺实践应用通常都需要配合以高清晰的分离及极具便捷性的相应软件系统。那么，对常见控制系统的优化处理，就能够应用本文所设计的玻璃磨边的加工工艺。把该控制系统合理地分成上、下层的软件系统。上层的软件系统主要提供各项技术支持及人际的交互性功能，包含着下位机的通信系统模块、文件的处理系统模块、参数处理系统模块、输入处理系统模块等；而下层系统软件则主要是提供反馈功能及执行功能，包含着文件处理系统模块、多轴系统控制模块、端口管理系统模块、上位机的通信系统模块等。如图6所示，为该控制系统的软件结构。

图6 太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃内部控制系统的软件结构示图

6、结语

综上所述，针对于太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边相关加工制造企业现实需求，以对传统玻璃磨边的加工工艺分析为基础，将视觉定位这一新型技术引入到其中，利用图像的处理及时获取相机其坐标系上坐标。同时，通过测量倍率，从根本上处理了工件自相继的坐标系一直到机床的坐标系相互之间比例关系问题。通过补偿角度，将相机安装存在偏差问题予以高效处理，进一步规范了太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃磨边的加工工艺操作流程，提升了太阳能玻璃及太阳能玻璃双玻组件用玻璃的加工效率及质量。

[参考文献]

[1]王再英,等. 基于视觉定位的玻璃磨边加工工艺的设计[J]. 金刚石与磨料磨具工程, 2017, 45(16):299-300.

[2]杨兰宇,等.不规则玻璃刃磨工艺的分析与探讨[J].现代制造技术与装备, 2016, 11 (10): 842-843.

论文作者:李应

论文发表刊物:《科技新时代》2018年5期

论文发表时间:2018/7/20

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