CN101764077A - 对位系统及对位方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种对位系统，适用于对从左至右传输的基板进行高速、高精度对位，包括卡位机构、粗对位机构、精确移动机构、检测机构及控制处理单元，所述卡位机构可对基板进行预设位置，所述粗对位机构具有气缸，所述气缸能将所述基板推动到所述对位系统指定的位置上对所述基板进行粗对位，所述精确移动机构具有伺服电机、精密丝杆及气爪，所述气爪能抓取所述基板，利用所述伺服电机驱动所述精密丝杆对所述基板进行精确移动，所述检测机构检测所述基板的位置，并输出检测信息，所述控制处理单元接收所述检测信息，并控制所述粗对位机构及精确移动机构对所述基板进行移动，本发明对位系统能高速、高精度对位且自动化程度高。本发明同时还公开了一种方位方法。

Description

对位系统及对位方法

技术领域

本发明涉及一种对位系统及方法，尤其涉及一种对有机电致发光显示器件中的基板进行高速、高精确对位的对位系统及对位方法。

背景技术

近年来，有机电致发光显示器件(Organic Light-Emitting Display，简称OLED)由于具备特有的轻薄、省电等特性而被广泛的关注。此器件的工作原理是当在阴极和阳极之间施加电流，阴极提供的电子跟阳极提供的空穴在阴极和阳极之间的有机层复合形成分子激子，且当分子激子回到基态时发光，来自单重激发态的光发射和来自三重激发态的光发射作为发光过程存在。为了制造全彩OLED面板，一种技术方案是沉积红，绿和蓝(RGB)的发射层的薄膜层，而通常沉积红，绿和蓝的薄膜层需要不同的掩膜板，这就需要对掩膜板进行定位。由于红、绿、蓝三个元素之间的隔离层宽度的位置精度只能在+/-5微米，传统的三点定位技术，即利用基片相邻两边设置三个定位点的定位技术，此方法虽然简单但是对位精度较低，通常只用于单彩的发光区的整体镀膜，对于不同的掩膜板就不能达到要求。

另外，在非晶硅薄膜太阳能电池的生产过程中，也需要薄膜的沉积。薄膜沉积后，采用激光设备对沉积膜进行高速、精确地划刻。激光设备在“划刻”过程中发挥两大重要作用：第一，它把连续的膜层细分为单个电池；第二，在单个电池之间建立串联连接结构。这些线条非常紧密并且精确地间隔开，之间只有几十微米的距离，这样最大限度地减少了发电层面积的损失。在激光刻线工艺中，通过调整划刻的线条数，将电池串联起来形成最佳的电压和电流。划刻技术难点是要在达到规定的划刻速度下，划切线要保持笔直和均匀，并且三次划刻总宽度不超过不超过规定距离，三次划切线不能相交。激光刻线完成之后，之前连续的膜层被细分为单个太阳能电池并组成了串联结构，此时，太阳能电池已经能将太阳光能转化成电能了。可以看出在薄膜太阳能组件生产过程中，激光刻线设备是必不可少的重要生产设备之一。同样的，激光刻线设备对沉积在基板上的薄膜进行高速、高精确划刻的前提是，基板要进行高速高精确的对位。对位系统的优良与否将直接影响到最终的成品。

因此，需要一种能高速、高精度对位且自动化程度高的对位系统。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能高速、高精度对位且自动化程度高的对位系统。

本发明的另一目的在于提供一种高速、高精度对位的对位方法。

为了实现上述目的，本发明提供一种对位系统，适用于对从左至右传输的基板进行高速、高精度对位，包括：卡位机构、粗对位机构、精确移动机构、检测机构及控制处理单元，所述卡位机构包括若干气缸及与所述气缸连接的卡位件，所述气缸推动对应的卡位件呈前、左及右三个方位排布，所述卡位件的前、左及右三个方位的排布形成预设位置；所述粗对位机构包括左对位机构、右对位机构及前对位机构，所述左对位机构、右对位机构及前对位机构均具有气缸，所述气缸将所述基板推动到所述卡位件形成的预设位置；所述精确移动机构包括左精确移动机构及右精确移动机构，所述左精确移动机构及右精确移动机构均具有伺服电机、精密丝杆及与精密丝杆连接的气爪，所述伺服电机驱动所述精密丝杆移动到预设位置用气爪夹持所述基板并将所述基板移动到理论位置；所述检测机构检测所述基板的实际位置，并输出实际位置信息；所述控制处理单元预存所述预设位置的预设信息及理论位置的目标信息，所述控制处理单元根据预设位置信息控制所述卡位件到达所述预设位置并控制左对位机构、右对位机构及前对位机构的气缸将所述基板推动到由卡位件形成的预设位置处，所述控制处理单元接收所述检测机构输出的实际位置信息并控制所述左精确移动机构及右精确移动机构的伺服电机将所述基板移动到理论位置。

较佳地，所述对位系统还包括气浮单元，所述气浮单元承载所述基板使所述基板处于悬浮状态。这样避免了基板移动过程中摩擦所产生的噪音，降低能耗及机件的损耗，减少维修，节省成本。

较佳地，所述检测机构包括左图像传感器及右图像传感器，所述左图像传感器检测所述基板的左侧实际位置，并传递左侧实际位置信息至控制处理单元，所述控制处理单元根据所述左侧实际位置信息控制所述左精确移动机构的伺服电机驱动所述基板移动；所述右图像传感器检测所述基板的右侧实际位置，并传递右侧实际位置信息至控制处理单元，所述控制处理单元根据所述右侧实际位置信息控制所述右精确移动机构的伺服电机驱动所述基板移动，通过所述左精确移动机构及右精确移动机构分别对基板的移动使得基板移动到理论位置。利用两所述检测机构可精确检测所述基板的所在位置，从而使对位系统的对位精度得到极大的提高。

为了实现上述目的，本发明提供一种对位方法，适用于对从左至右传输的基板进行高速、高精度对位，包括如下步骤：(1)设定所述基板最终所要到达的理论位置的目标信息；(2)根据目标信息将所述基板进行粗略地推动；(3)检测经粗略推动后的所述基板所在的实际位置，并输出所述实际位置信息；(4)接收所述实际位置的信息；(5)将所述实际位置信息与所述目标信息进行比较；(6)计算出实际位置信息与所述目标信息之间存在的定位误差；(7)根据所述定位误差将所述基板移动到指定位置；(8)检测所述基板在指定位置处的实际位置信息，并输出所述指定位置所对应的实际位置信息；(9)接收所述实际位置的实际位置信息，并对比所述实际位置信息与所述目标信息是否吻合；若，不吻合，则重复执行步骤(6)至(9)直至所述实际位置信息与所述目标信息相吻合；若，吻合，则继续执行以下步骤；(10)固定夹持所述基板。

与现有技术相比，本发明通过左对位机构、右对位机构及前对位机构对所述基板进行粗对位，利用所述检测机构检测所述基板的位置，并将检测到的位置信息传送到所述控制处理单元，所述控制处理单元根据检测到的位置信息控制所述精确移动机构，利用所述左精确移动机构及右精确移动机构上的精密丝杆，将所述基板精确地移动到指定的位置，由于利用所述控制处理单元，整个过程无需人工操作，自动化程度高，且利用所述检测机构及精密丝杆，使基板的定位速度及精度得到极在的提高。

附图说明

图1是本发明对位系统的结构示意图。

图2是本发明对位方法的流程图。

具体实施方式

如图1所示，本发明对位系统100，适用于对从左至右传输的基板200进行高速、高精度对位，包括：卡位机构(图中未示)，两左对位机构11、两右对位机构12、两前对位机构13、左精确移动机构21、右精确移动机构22，两检测机构31、控制处理单元41及气浮单元(图中未示)；

所述卡位机构包括若干气缸及与所述气缸连接的卡位件；所述气缸推动对应的卡位件呈前、左及右三个方位排布，所述卡位件的前、左及右三个方位的排布形成预设位置。所述左对位机构11、右对位机构12及前对位机构13均具有气缸1a，所述气缸1a将所述基板200推动到所述卡位件形成的预设位置。所述左精确移动机构21及右精确移动机构22均具有伺服电机2a、精密丝杆2b及与精密丝杆2b连接的气爪2c，所述伺服电机2a驱动所述精密丝杆2b移动到预设位置用气爪2c夹持所述基板200并将所述基板200移动到理论位置。所述检测机构31包括左图像传感器及右图像传感器，所述左图像传感器检测所述基板200的左侧实际位置，并传递左侧实际位置信息至控制处理单元41，所述控制处理单元41根据所述左侧实际位置信息控制所述左精确移动机构21的伺服电机2a驱动所述基板200移动；所述右图像传感器检测所述基板200的右侧实际位置，并传递右侧实际位置信息至控制处理单元41，所述控制处理单元41根据所述右侧实际位置信息控制所述右精确移动机构22的伺服电机2a驱动所述基板200移动，通过所述左精确移动机构21及右精确移动机构22分别对基板200的移动使得基板200移动到理论位置。利用两所述检测机构31可精确检测所述基板200的所在位置，从而使对位系统100的对位精度得到极大的提高。所述控制处理单元41预存所述预设位置的预设信息及理论位置的目标信息，所述控制处理单元41根据预设位置信息控制所述卡位件到达所述预设位置并控制左对位机构11、右对位机构12及前对位机构13的气缸1a将所述基板200推动到由卡位件形成的预设位置处，所述控制处理单元41接收所述检测机构31输出的实际位置信息并控制所述左精确移动机构21及右精确移动机构22的伺服电机2a将所述基板200移动到理论位置。所述气浮单元承载所述基板200使所述基板200处于悬浮状态。这样避免了基板200移动过程中摩擦所产生的噪音，降低能耗及机件的损耗，减少维修，节省成本。

工作时，所述气浮单元使所述基板200处于悬浮状态，所述控制处理单元41控制所述卡位机构的所述卡位件到预设位置，所述左对位机构11、右对位机构12及前对位机构13控制所述气缸1a，所述气缸1a将所述基板200推动到所述卡位件的预设位置，然后，所述左对位机构11、右对位机构12及前对位机构13复位，这时，所述检测机构31开始对所述基板200进行检测，将检测到基板的实际位置的信息反馈到所述控制处理单元41，所述控制处理单元41将所述基板200的实际位置信息与所述基板200的理论位置的目标信息比较，并计算出定位误差，所述控制处理单元41根据定位误差的方向和大小，确定左精确移动机构21和右精确移动机构22移动的方向和大小，并作出相应指令给所述左精确移动机构21及右精确移动机构22上的伺服电机2a，所述伺服电机2a驱动所述精密丝杆2b，从而带动所述气爪2c，所述气爪2c抓取所述基板200将其拖动到指定位置上。当将所述基板200拖动到指定位置时，由于存在误差，所述检测机构31再次检测，将检测到的基板200的位置信息反馈到所述控制处理单元41，所述控制处理单元41与所述基板200的理论位置的目标信息再次比较，若误差在允许的范围内，侧完成对位，若误差不在允许的范围内，侧所述控制处理单元41再作出相应指令控制所述左精确移动机构21及右精确移动机构22调整所述基板200的位置，再重复检测所述基板200的位置，直到将所述基板200移动到所述理论位置A上为止。

如图2所示，本发明的对位方法，适用于对从左至右传输的基板200进行高速、高精度对位，包括如下步骤：

步骤(101)设定所述基板最终所要到达的理论位置的目标信息；

步骤(102)根据目标信息将所述基板进行粗略地推动；

步骤(103)检测经粗略推动后的所述基板所在的实际位置，并输出所述实际位置信息；

步骤(104)接收所述实际位置的信息；

步骤(105)将所述实际位置信息与所述目标信息进行比较；

步骤(106)计算出实际位置信息与所述目标信息之间存在的定位误差；

步骤(107)根据所述定位误差将所述基板移动到指定位置；

步骤(108)检测所述基板在指定位置处的实际位置信息，并输出所述指定位置所对应的实际位置信息；

步骤(109)接收所述实际位置的实际位置信息，并对比所述实际位置信息与所述目标信息是否吻合；若，不吻合，则重复执行步骤(106)至(109)直至所述实际位置信息与所述目标信息相吻合；若，吻合，则继续执行以下步骤；

步骤(110)固定夹持所述基板。即左精确移动机构及右精确移动机构停止移动且气爪固定夹持所述基板于目标位置处，实现基板在目标位置的准确对位。

下面列举例子进行说明：

基板处于三维空间X-Y-Z内，假设，设定的理论位置为(3.00，3.00，3.00)，允许的位置误差为正或负0.01，先将基板粗略地推动，使所述基板接近所述理论位置，然后检测粗略推动到的位置为(2.80，2.90，2.90)，计算出定位误差为(0.20，0.10，0.10)，再根据定位误差将所述基板移动到指定位置，检测所述基板的指定位置，检测到的位置信息若为(2.99，2.99，2.99)，再与所述目标信息对比，定位误差为(0.01，0.01，0.01)，此定位位置处于理论位置允许的范围内，最后左精确移动机构及右精确移动机构停止移动且气爪固定夹持所述基板于目标位置处，实现基板在目标位置的准确对位。

再假设，设定的理论位置为(3.00，3.00，3.00)，允许的位置误差为正或负0.01，先将基板粗略地推动，使所述基板接近所述理论位置，然后检测粗略推动到的位置为(2.80，2.90，2.90)，计算出定位误差为(0.20，0.10，0.10)，再根据定位误差将所述基板移动到指定位置，检测所述基板的指定位置，检测到的位置信息若为(2.98，2.98，2.99)，再与所述目标信息对比，定位误差为(0.02，0.02，0.01)，定位位置处于允许的范围外，再根据定位误差将所述基板移动到指定位置，继续检测所述基板的指定位置，检测到的位置信息若为(2.99，3.00，3.00)，定位误差为(0.01，0.00，0.00)，定位位置处于理论位置允许的范围内，最后左精确移动机构及右精确移动机构停止移动且气爪固定夹持所述基板于目标位置处，实现基板在目标位置的准确对位。

本发明通过左对位机构11、右对位机构12及前对位机构13对所述基板200进行粗对位，利用所述检测机构31检测所述基板200的位置，并将检测到的位置信息传送到所述控制处理单元41，所述控制处理单元41根据检测到的位置信息控制所述左、右精确移动机构21、22，利用所述左精确移动机构21及右精确移动机构22上的精密丝杆2b，将所述基板200地精确地移动理论位置，由于在对位前采用所述气浮单元悬浮所述基板200，从而避免了所述基板200移动在过程中摩擦产生噪音，降低了能耗及机件的损耗，减少维修，节省成本，而所述检测机构31降低了所述对位系统100的对位误差，所述控制处理单元41的控制过程无需人工操作，自动化程度高，且利用所述检测机构31及精密丝杆2b，使基板200的定位速度及精度得到极大的提高。

本发明对位系统100所涉及到的气浮单元及检测机构31的工作原理均为本领域普通技术人员所熟知，在此不再做详细的说明。

以上所揭露的仅为本发明的较佳实例而已，当然不能以此来限定本发明之权利范围，因此依本发明申请专利范围所作的等同变化，仍属于本发明所涵盖的范围。

Claims (4)

1.一种对位系统，适用于对从左至右传输的基板进行高速、高精度对位，其特征在于，包括：

卡位机构，所述卡位机构包括若干气缸及与所述气缸连接的卡位件，所述气缸推动对应的卡位件呈前、左及右三个方位排布，所述卡位件的前、左及右三个方位的排布形成预设位置；

粗对位机构，所述粗对位机构包括左对位机构、右对位机构及前对位机构，所述左对位机构、右对位机构及前对位机构均具有气缸，所述气缸将所述基板推动到所述卡位件形成的预设位置；

精确移动机构，所述精确移动机构包括左精确移动机构及右精确移动机构，所述左精确移动机构及右精确移动机构均具有伺服电机、精密丝杆及与精密丝杆连接的气爪，所述伺服电机驱动所述精密丝杆移动到预设位置用气爪夹持所述基板并将所述基板移动到理论位置；

检测机构，所述检测机构检测所述基板的实际位置，并输出实际位置信息；及

控制处理单元，所述控制处理单元预存所述预设位置的预设信息及理论位置的目标信息，所述控制处理单元根据预设位置信息控制所述卡位件到达所述预设位置并控制左对位机构、右对位机构及前对位机构的气缸将所述基板推动到由卡位件形成的预设位置处，所述控制处理单元接收所述检测机构输出的实际位置信息并控制所述左精确移动机构及右精确移动机构的伺服电机将所述基板移动到理论位置。

2.如权利要求1所述的对位系统，其特征在于：所述对位系统还包括气浮单元，所述气浮单元承载所述基板使所述基板处于悬浮状态。

3.如权利要求1所述的对位系统，其特征在于：所述检测机构包括左图像传感器及右图像传感器，所述左图像传感器检测所述基板的左侧实际位置，并传递左侧实际位置信息至控制处理单元，所述控制处理单元根据所述左侧实际位置信息控制所述左精确移动机构的伺服电机驱动所述基板移动；所述右图像传感器检测所述基板的右侧实际位置，并传递右侧实际位置信息至控制处理单元，所述控制处理单元根据所述右侧实际位置信息控制所述右精确移动机构的伺服电机驱动所述基板移动，通过所述左精确移动机构及右精确移动机构分别对基板的移动使得基板移动到理论位置。

4.一种对位方法，适用于对从左至右传输的基板进行高速、高精度对位，其特征在于，包括如下步骤：

(1)设定所述基板最终所要到达的理论位置的目标信息；

(2)根据目标信息将所述基板进行粗略地推动；

(3)检测经粗略推动后的所述基板所在的实际位置，并输出所述实际位置信息；

(4)接收所述实际位置的信息；

(5)将所述实际位置信息与所述目标信息进行比较；

(6)计算出实际位置信息与所述目标信息之间存在的定位误差；

(7)根据所述定位误差将所述基板移动到指定位置；

(8)检测所述基板在指定位置处的实际位置信息，并输出所述指定位置所对应的实际位置信息；

(9)接收所述实际位置的实际位置信息，并对比所述实际位置信息与所述目标信息是否吻合；若，不吻合，则重复执行步骤(6)至(9)直至所述实际位置信息与所述目标信息相吻合；若，吻合，则继续执行以下步骤；

(10)固定夹持所述基板。

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