研磨輪損耗自動修正系統設計研究

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摘要:基于手動修正研磨輪損耗在TFT-LCD基板玻璃研磨加工過程中存在諸多缺陷，設計了一種應用于TFT-LCD基板玻璃研磨加工過程的自動修正系統，并對該系統原理及實際應用進行了詳細的介紹。

關鍵詞:TFT-LCD基板玻璃;研磨輪損耗;自動修正系統

在TFT－LCD液晶顯示行業中，研磨機的作業內容是分別對玻璃的長邊、短邊、角部進行線性的研磨和拋光，生產能夠滿足客戶品質需求的基板玻璃。行業內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，研磨輪輪槽內的直徑變小，必然造成研磨尺寸的變化，行業內的一般做法是在特定的時間內持續抽檢玻璃，然后根據測量的玻璃尺寸數據手動進行研磨幅度的修正，但手動修正的方法受限于人員不間斷的抽檢和抽檢數據的精確性，被抽檢的玻璃必須廢棄，如果抽檢不及時又會造成批量的欠磨質量事故發生，嚴重制約生產節拍及產品質量的提升，加大了生產成本。故設計了一種研磨輪損耗自動修正系統，并針對其應用進行了詳細介紹。

1系統簡介

研磨輪自動修正是一種能夠自動地修正研磨輪在使用過程中的磨耗的方法，該系統包括PLC控制器、觸摸顯示屏、進給伺服電機和限位開關。PLC控制器用于數據信號的處理和傳輸；觸摸顯示屏用于相關參數的輸入，與PLC進行信號和數據的交互使用；進給伺服電機用于控制研磨輪的進給量變化；限位開關則用于保護研磨輪進給電機的進給量在工作范圍內，前進或后退超出范圍都會輸出一個反饋信號給PLC控制器并用于提示警告或直接斷開研磨輪進給電機的電源。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即可，PLC控制器會根據內部運算法則自動生成研磨輪損耗量，并顯示在觸摸顯示屏上。系統再根據生成的研磨輪損耗量自動修正數據模擬研磨輪的運行現狀，從而確定研磨輪進給伺服電機的進［1］給量，進而實現研磨輪磨耗的自動修正。

2系統原理

研磨機的研磨輪自動修正系統運用一套高精度的伺服加滾珠絲杠系統驅動高速旋轉的研磨輪，進給量的確定由一套完整的公式計算得出。該系統工作原理如圖1所示。2.1操作步驟。該系統簡單明了，便于操作，能夠很好地融合于現有的三菱伺服系統中，完美地解決了現有技術的不足，操作步驟如下：①根據使用經驗，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；②操作員通過與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，將其傳輸給PLC控制器用于計算研磨輪損耗量，并將計算數據反饋于觸摸顯示屏，供操作員參考；③PLC控制器根據計算出的研磨輪損耗量，得出研磨輪進給伺服電機進給量，驅動研磨輪進給伺服電機。2.2進給量的計算。PLC控制器的運算公式由下列的方式計算得［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伺服電機進給量H：研磨輪中心與研磨臺中心之間的距離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表示研磨輪的實際1使用距離，研磨輪修正距離L和修正因數L作為23計算參考值表示每特定距離內研磨輪進給量增加［3］一個特定的位移量。

3系統的應用

研磨機對于基板玻璃的每個邊部加工都包括兩個工位：研磨和拋光。研磨工位使用的研磨輪采用金剛砂材質，其特性較硬，拋光工位使用的拋光輪則采用合成樹脂材質。在相同使用距離的情況下研磨輪與拋光輪材質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。同樣地，基板玻璃的長邊、短邊和角部也有所不同，為了能夠很好地辨識區分，需要把長邊和短邊也進行不同的設計。實驗證明，在使用過程中很難有一組數據能夠持續精確地反饋磨輪的實際損耗量，損耗量的變化也不是線性的，而是呈現出一種曲率不斷變化的特性。不同廠家生產的磨輪特性也不相同，以市面上常見的某企業生產的研磨輪和拋光輪為例，總結長時間的使用經驗，得出的一組數據能夠較精確的反映磨輪的實際損耗量變化，如表1所示。

4結語

以磨輪損耗修正系統為研究對象，對該系統進行了詳細的介紹和原理分析，并在此基礎上總結了該系統在研磨機中的實際應用。該系統還存在一些缺陷，仍需不斷的優化。該系統在研磨機中的成功使用，減少了人工不斷抽檢的人力浪費，極大地提升了生產效率和產品良率。

參考文獻

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［2］宋伯生.PLC編程實用指南[M].北京:機械工業出版社,2012.

［3］趙毅忠,楊奕昕.高精度數控玻璃磨邊機及其控制算法[J].工業儀表與自動化控制,2012（1）:45－47.

作者:張松昊 張云曉 申昊 蘇記華 單位:鄭州旭飛光電科技有限公司