一种在线无损测量面研磨加工磨削厚度的检测方法

技术领域

本发明涉及玻璃基板厚度检测技术领域，具体涉及一种在线无损测量面研磨加工磨削厚度的检测方法。

背景技术

在玻璃基板面研磨加工的过程中，需要检测面研磨的磨削量，现有的有两种检测方法分别为失重法和台阶法，下面分别阐述两种方法的实验过程：

失重法：先称取研磨前玻璃基板重量为m

台阶法：先采用耐磨材料覆盖玻璃基板部分区域，然后对玻璃基板进行面研磨加工，加工完成后去除耐磨材料，采用表面形貌仪或三坐标法测量玻璃基板厚度，耐磨材料覆盖区域玻璃厚度为h

但是，从以上所述实验过程可知，失重法需离线称量玻璃基板重量，如果其应用于高世代基板测量，受限于称量天平的尺寸，需对玻璃基板进行裁切后称量，因此该方法仅适用于小尺寸基板玻璃测试磨削厚度。台阶法需在玻璃表面做标记，且标记区域因耐磨材料覆盖未研磨加工，如此会导致样品玻璃报废，且需离线采用表面形貌仪或三坐标测量玻璃基板厚度，受限于表面形貌仪或三坐标测量平台尺寸，测量过程需对玻璃基板进行裁切后测量。

综上所述，现有的两种玻璃基板面研磨加工磨削厚度检测方法(失重法和台阶法)，均需对玻璃进行破坏性试验，不适用于大尺寸基板玻璃面研磨厚度的检测，且离线测量过程耗时费力，检测效率低。

发明内容

本发明所解决的技术问题为：现有的玻璃基板面研磨加工磨削厚度检测方法(失重法和台阶法)，均需对玻璃进行破坏性试验，不适用于大尺寸基板玻璃面研磨厚度的检测，且离线测量过程耗时费力，检测效率低。

本发明的目的可以通过以下技术方案实现：

一种在线无损测量面研磨加工磨削厚度的检测方法，包括如下步骤：

定制、安装激光同轴位移计，激光同轴位移计的测厚探头朝向玻璃基板的方向；

规划激光同轴位移计的取样点位和数据计算模型；

激光同轴位移计实时检测玻璃基板厚度数据并上传检测数据给上位机；

上位机根据接收的检测数据，计算得出面研磨加工磨削厚度T

在已知面研磨加工时间t的情况下，根据RR＝T

作为本发明进一步的方案：激光同轴位移计取样点位的规划方法如下：

将基板玻璃沿短边方向均匀划分为m个分区，沿玻璃长边方向均匀划分n个分区，测量每个区块中心点的玻璃厚度，取样点数为m线*n点，多点测量后取平均值得出面研磨加工磨削厚度T

作为本发明进一步的方案：沿垂直与玻璃流向的方向均布m个同轴测厚探头，且多个同轴测厚探头的组成的连线与玻璃基板平行。

作为本发明进一步的方案：m＝7，n＝21。

作为本发明进一步的方案：面研磨前厚度测量和面研磨后厚度测量的测量取样点位重叠。

作为本发明进一步的方案：所述激光同轴位移计包括面研磨前激光同轴位移计和面研磨后激光同轴位移计。

作为本发明进一步的方案：所述激光同轴位移计的测厚探头的光源为多色光源。

根据本发明的一种在线无损测量面研磨加工磨削厚度的检测方法，至少具有如下技术效果之一：

(1)采用光学同轴测厚探头在线实时测量研磨前和研磨后玻璃基板厚度，上下两个表面之差为玻璃基板的厚度，可以避免玻璃传动抖动导致的测试误差，实现高精度高稳定厚度测量。可在线无损测量玻璃基板厚度尺寸以及磨削厚度数据，解决现有检测方法需要离线测量，效率较低，且对于大型基板玻璃需要破坏性试验的问题。

(2)采用光学同轴探头在线实时测量研磨前和研磨后玻璃基板厚度，由于其光源为锥形，可避免玻璃表面不平整导致的测试误差，实现高可靠性厚度测量。

(3)研磨前和研磨后玻璃基板测量点位相同可以避免点位不同导致测量误差。

(4)多线多点测量取平均值，有效提高准确度；同时可根据工艺需求分区、分线计算磨削厚度；将玻璃基板进行分区并定义ID，当某一位置数据明显异常时，可以快速、准确定位到问题区域，并制定处理决策。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1是本发明光学同轴测厚原理中光源照射的示意图；

图2是本发明光学同轴测厚原理中厚度计算的示意图；

图3是本发明中对玻璃基板进行分区并定义ID的示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要理解的是，涉及到方位描述，例如上、下、前、后、左、右等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，若干的含义是一个或者多个，多个的含义是两个以上，大于、小于、超过等理解为不包括本数，以上、以下、以内等理解为包括本数。如果有描述到第一、第二只是用于区分技术特征为目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量或者隐含指明所指示的技术特征的先后关系。

请参阅图1-3所示，本发明为一种在线无损测量面研磨加工磨削厚度的检测方法，包括如下步骤：定制、安装激光同轴位移计，激光同轴位移计的测厚探头朝向玻璃基板的方向；规划激光同轴位移计的取样点位和数据计算模型；激光同轴位移计实时检测玻璃基板厚度数据并上传检测数据给上位机；上位机根据接收的检测数据，计算得出面研磨加工磨削厚度T

请参阅图1-2，在本发明的其中一个实施例中，首先，定制、安装激光同轴位移计，安装时使得激光同轴位移计的测厚探头朝向玻璃基板所在位置的方向；即测厚探头能够发出朝向玻璃基板方向的光束，且该光束呈锥状，锥状光束可以降低待测产品表面对于检测交过的影响，即便表面存在凹坑、段差也无检测死角，配合多点位检测可以有效减少次品流出率。进一步的，所述激光同轴位移计包括面研磨前激光同轴位移计和面研磨后激光同轴位移计。通过不同的激光同轴位移计分别检测面研磨前、后的尺寸数据，保证测量精度，避免误判、混淆情况出现。所述激光同轴位移计的测厚探头的光源为多色光源。将蓝色激光照射在同时发出红、绿光的荧光体上，生成多色光。相比普通的白色LED光源，可在范围更广的波段内实现稳定的高亮度发光。在测量量程的任何位置都能确保有充分的光量，实现高精度测量。

请参阅图1-3，在本发明的其中一个实施例中，规划激光同轴位移计的取样点位和数据计算模型；激光同轴位移计取样点位的规划方法如下：将基板玻璃沿短边方向均匀划分为m个分区，沿玻璃长边方向均匀划分n个分区，测量每个区块中心点的玻璃厚度，取样点数为m线*n点，多点测量后取平均值得出面研磨加工磨削厚度T

请参阅图1-3，在本发明的其中一个实施例中，激光同轴位移计实时检测玻璃基板厚度数据并上传检测数据给上位机；面研磨前玻璃基板厚度T

本发明的工作原理：

1、定制、安装、标定面研磨前和面研磨后在线激光同轴位移计(同轴光学厚度检查机)。

2、规划面研磨前和面研磨后激光同轴位移计取样点位和数据计算模型，本实施例以7线21点为例进行表述，实际应用时可根据玻璃板面大小和检测需求划分分区。

请参阅图3，在本发明的其中一个实施例中，沿超大型玻璃基板的短边方向均匀划分为7个分区，沿玻璃长边方向均匀划分21个分区，测量每个区块中心点的玻璃厚度；沿垂直玻璃流向均布7个同轴测厚探头，每个测厚探头的位置与分区的中心位置匹配，可实时无损检测玻璃基板7条线所在位置的玻璃基板厚度。调节每条检测线的取样间距，每条线均匀取21个点。共计取样147个点，所有点位检测数据取平均值得出最终数据。划分区域后在上位机对每个区域定义ID，然后完成数据计算模型的规划，其中，所述玻璃ID为短边分区+长边分区，如短边第一分区、长边第一分区的ID为T

3、开启研磨前激光同轴位移计，实时测量并计算得出研磨前玻璃基板厚度T

4、在面研磨后，开启研磨后激光同轴位移计，实时测量并计算得出研磨后玻璃基板厚度T

5、上位机接收研磨前激光同轴位移计和研磨后激光同轴位移计上报玻璃ID和检测数据，相同ID号玻璃厚度数据之差为面研磨加工磨削厚度T

6、在面研磨加工时间t已知的情况下，进一步的计算得出面研磨加工速率RR。

以上对本发明的一个实施例进行了详细说明，但所述内容仅为本发明的较佳实施例，不能被认为用于限定本发明的实施范围。凡依本发明申请范围所作的均等变化与改进等，均应仍归属于本发明的权利要求涵盖范围之内。