CN103706510B - 大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线及其方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线及其方法，包括机器人、控制柜，机器人与控制柜连接，机器人具有手臂、衬底夹具，手臂上设置数个吸盘，衬底夹具设置在手臂的前端，衬底夹具用于夹放衬底基片，吸盘用于吸附衬底基片，机器人带动手臂运动，还包括过渡料架、至少一个槽，槽内放置溶液，过渡料架上放置衬底基片；过渡料架、槽放置在手臂运动的轨迹内，本发明适用于大面积、连续式浸渍提拉镀膜，制备工艺简单，不受衬底面积限制，稳定性高，重复性好，操作方便，自动化程度高，成品率高，能够实现大面积、续式的工业化生产要求、生产线年产能可以达到20万平方米以上。

Description

大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线及其方法

技术领域

本发明涉及一种大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线及其使用的方法，属于镀膜设备领域。

背景技术

薄膜制备设备是指在洁净的衬底上通过制备薄膜的设备将多功能薄膜制备到衬底上并具备某种特殊功能。现有的液相浸渍提拉镀膜设备仅仅限制于制备小面积样品的实验。如上海三研推出的新型浸渍提拉设备最大基片面积仅可以达到500mmx500mm，而青岛众瑞推出的设备最大面积仅可以达到300mmx300mm。纵观两家公司及其国内其他类似公司的设备，其设备均存在很大的局限性，所有设计理念均没有离开箱体式的设计，导致设备无法用于工业化生产，而仅仅能用于实验室的小基片使用。而目前产业中制备导电玻璃、自清洁玻璃、减反射玻璃、低辐射玻璃等产品都是需要大面积的浸渍提拉设备的。

另一方面，现有的浸渍提拉镀膜设备仅仅只有样品衬底夹具、上下伺服马达和电机等，提拉过程的设计均是用电机进行带动，电机受其自身的影响，无法做到很均匀的提拉，从而影响膜的质量。这些缺陷使得其装备只能用于实验室使用。

同时，现有的浸渍提拉镀膜设备均无法与清洗、风干等功能装置相连接形成自动化生产流水。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明首要目的在于提供一种适用于大面积、连续式浸渍提拉镀膜的生产线，适合于大面积镀膜，提高大面积镀膜的生产效率和稳定性，可以自动完成上下料。实现上述目的的技术方案如下：

大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，包括机器人、控制柜，机器人与控制柜连接，机器人具有手臂、衬底夹具，手臂上设置数个吸盘，衬底夹具设置在手臂的前端，衬底夹具用于夹放衬底基片，吸盘用于吸附衬底基片，机器人带动手臂运动，其特征在于：还包括过渡料架、至少一个槽，槽内放置溶液，过渡料架上放置衬底基片；过渡料架、槽放置在手臂运动的轨迹内。

优选的，还包括上片台，所述上片台放置衬底基片。

优选的，所述槽具有三个，分别为槽一、槽二、槽三，槽一、槽二、槽三间隔设置，且槽一中放置镀膜溶液，槽二、槽三中放置清洗溶液，在槽三的附近设置有风刀装置，风刀装置也设置在手臂运动的轨迹内，所述风刀装置包括箱体，箱体的外侧面上设置风刀，同时在箱体的侧面上设置气动阀门、光电开关，气动阀门、光电开关分别与风刀连接。

优选的，在风刀装置的附近设置有下料车，下料车也设置在手臂运动的轨迹内。

优选的，所述风刀角度与安装基面水平方向的夹角a为10°-70°。

优选的，所述衬底基片为ITO、AZO玻璃衬底。

优选的，槽二、槽三中的溶液为超纯水，使用超纯水进行反复的提拉清洗，槽一中的镀膜溶液为聚苯乙烯微球溶液或二氧化硅微球溶液。

大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线的使用方法，其特征在于：首先将待镀膜的衬底基片放置在过渡料架上，机器人衬底夹具夹住衬底基片的一边；

之后机器人夹住衬底基片移动到槽一的上方，将待镀膜衬底基片放置在槽一溶液中进行浸渍镀膜；

完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品提拉出来，并移动到槽二上方，将样品放置在槽二溶液中进行反复的提拉清洗；

完成槽二清洗后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品提拉出来，并移动到槽三上方，将镀膜好的样品放置在槽三溶液中进行反复的提拉清洗；

完成清洗工序后，衬底夹具将清洗好的的样品移动到风刀装置上方；

接着将样品往下移动至光电开关感应位置，光电开关感应到样品后开启气动阀门，风刀开始出风，机器人手臂匀速的上升，保证风刀可以均匀的将薄膜表面的水分风干；

最后风干完成后，关闭风刀、气动阀门，机器人手臂将风干完成的产品放置在下料车中。

优选的，衬底基片还可以放置在上片台，当衬底基片放置在上片台时，待镀膜的衬底基片自动传输到上片台的指定位置并定位；

之后机器人手臂插到待镀膜衬底基片的下方，之后手臂抬高，吸盘吸附住衬底基片；

接着机器人将被吸住的待镀膜衬底基片移动放置在过渡料架上，之后可以进行后续的工序。

优选的，衬底夹具夹住衬底基片一边的夹持尺寸为1-10mm。

本发明适用于大面积、连续式浸渍提拉镀膜，制备工艺简单，不受衬底基片面积限制，稳定性高，重复性好，操作方便，自动化程度高，成品率高。

附图说明

图1为本发明整体示意图

图2为机器人手臂的示意图

图3为风刀结构的示意图

图4为图3局部放大图

附图序号说明：上片台1、手臂2、利用机器人3、过渡料架4、槽一5、槽二6、槽三7、风刀装置8、下料车9、控制柜10、吸盘11、衬底夹具12、气动阀门13、风刀14、光电开关15、

具体实施方式

下面结合附图对本发明做详细的说明。

大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，包括上片台1、机器人3、过渡料架4、控制柜10，一个镀膜槽、两个清洗槽，镀膜槽为槽一5、两个清洗槽分别为槽二6、槽三7，镀膜槽、清洗槽、风干装置不受工件尺寸限制，在槽三的附近设置有风刀装置8，风刀装置的附近设置有下料车9，下料车、风刀装置、过渡料架、镀膜槽、清洗槽都设置在手臂运动的轨迹内，方便机器人手臂的运作。

机器人与控制柜连接，控制柜可以通过调整参数有效的控制浸渍时间、提拉速度、提拉稳定性、薄膜均匀性、清洗效果和风干速度，也可以通过程序对机器人系统进行自动化生产线的整合从而保证生产线的高稳定性和高成品率，整个过程由控制柜中的程序来全自动控制，控制柜控制机器人的技术或程序都是现有技术，本发明的主要目的是通过机器人的协助，使浸渍提拉镀膜设备与具有清洗、风干等功能的装置相配合形成自动化生产流水线，机器人具有手臂2、衬底夹具12，手臂上设置数个吸盘11，衬底夹具12设置在手臂2的前端，衬底夹具和吸盘垂直设置，吸盘可以吸附住镀膜衬底基片，衬底夹具用于夹放衬底基片，下料车用于摆放镀膜后的衬底基片半成品，过渡料架是用于吸盘搬运衬底基片后转换成衬底夹具夹住衬底一边的过渡放置架。风刀装置包括箱体，箱体的外侧面上设置风刀14，同时在箱体的侧面上设置气动阀门13、光电开关15，气动阀门13、光电开关15与风刀14分别互相信号连接或电连接，风刀角度与安装基面水平方向的夹角a为10°-70°。

上片台设有自动传输、光电感应和定位装置，上片台使用现有技术即可，所述的机器人可以自动完成衬底的吸取搬运、夹取镀膜、夹取清洗、夹取风干和下料工作，且工艺参数可调、稳定性高，衬底夹具和吸盘配有气动装置，可以实现完全自动化。机器人及其手臂上的衬底夹具、吸盘，气动装置及其连接结构使用现有技术即可。

下面通过数个实施例详细说明本发明的工作过程。

实施例一：

大面积、连续式浸渍提拉镀膜的生产线，包括以下步骤：

(1)将待镀膜衬底基片抬到上片台1上放好，衬底基片自动传输到上片台的指定位置并将衬底基片定位；

(2)机器人手臂2旋转将吸盘插入到待镀膜衬底基片的下方，之后，抬高手臂，吸盘吸住待镀膜衬底基片；

(3)机器人将被吸住的待镀膜衬底基片移动放置在过渡料架上，松开吸盘，机器人衬底夹具从衬底的上方夹住衬底一边；

(4)机器人夹住衬底移动到槽一5的上方，将待镀膜衬底基片放置于装有溶液的槽一5中进行浸渍镀膜；

(5)完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品提拉出来放置在下料车6中。

实施例二：

实施例二与实施例一的前四个步骤都相同，在实施例一步骤四的基础上再完成如下步骤为实施例二：

(5)完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，并移动到槽二6上方，将样品放置于清洗槽的槽二6中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；

(6)完成槽二6清洗后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，并移动到槽三7上方，将镀膜好的样品放置于槽三7中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；

(7)完成清洗工序后，衬底夹具将清洗好的覆盖有多功能膜的样品移动到风刀装置8上方；

(8)将样品垂直往下移动至光电开关感应位置停止，光电开关感应到样品，开启风刀气动阀门，风刀开始工作，机器人手臂按照一定速度匀速的上升，保证风刀可以均匀的将薄表面的水分风干；

(9)风干完成后，关闭风刀，手臂将风干完成的样品放置于下料车9中。

实施例三：

(1)机器人的衬底夹具将过渡料架4上的衬底基片夹住；

(2)机器人夹住衬底基片后移动到槽一5的上方，将待镀膜衬底基片放置在装有溶液的镀膜槽，即槽一中进行浸渍镀膜；

(3)完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，并移动到槽二6上方，将样品放置于清洗槽槽二6中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；

(4)完成槽二6清洗后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，并移动到槽三7上方，将镀膜好的样品放置于清洗槽，即槽三中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；

(5)完成清洗工序后，衬底夹具将清洗好的覆盖有多功能膜的样品移动到风刀装置8上方；

(6)将样品垂直往下移动至光电开关感应位置，光电开关感应到样品后开启风刀的气动阀门，机器人手臂按照一定速度匀速的上升，保证风刀可以均匀的将衬底基片表面的水分风干；

(7)风干完成后，关闭风刀，移动机器人手臂将风干完成的样品放置于下料车9中。

实施例四：

(1)将待镀膜的衬底基片抬到上片台1上放好，衬底基片被自动传输到上片台的指定位置并定位；基片可以为ITO、AZO玻璃衬底等等；

(2)利用机器人的手臂旋转(速度：0.1-2.7rad/s)将吸盘插入到待镀膜衬底基片的下方，之后抬高手臂，吸盘吸住衬底基片；

(3)机器人将被吸住的待镀膜衬底基片移动放置在过渡料架4上，松开吸盘，衬底夹具从衬底基片的上方夹住衬底基片一边；

(4)机器人夹住衬底移动到槽一5的上方，将待镀膜衬底基片放置于装有溶液的镀膜槽，即槽一中进行浸渍镀膜；镀膜溶液可以为聚苯乙烯微球(ps)溶液、二氧化硅微球溶液等等；PH值：1-5；镀膜时间：0-10分钟；

(5)完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，提拉速度：0.1-4m/s；并移动到槽二6上方，水平移动速度：0-1m/s；将样品放置于清洗槽，即槽二中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；清洗次数：1-10次；

(6)完成槽二6清洗后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品稳定的提拉出来，并移动到槽三7上方，水平移动速度：0-1m/s；将镀膜好的样品放置于清洗槽，即槽三中用超纯水(DI水)进行反复的提拉清洗；清洗次数：1-10次；

(7)完成清洗工序后，通过衬底夹具将清洗好的覆盖有多功能膜的样品移动到风刀装置8上方；水平移动速度：0-1m/s；

将样品垂直往下移动至光电开关感应位置，下降速度：0-1m/s；光电开关感应到样品后开启气动阀门，出气口压力：0.1-1MPa；出气量：10-100升/分钟；机器人手臂按照一定速度匀速的上升保证风刀可以均匀的将衬底基片表面的水分风干；风刀角度：10°-70°；上升速度：0.01-0.3m/s；

风干完成后，关闭风刀，移动机器人手臂将风干完成的产品放置于下料车9中。

槽一、槽二、槽三和风刀装置可以分别组合使用，也可以单独组合使用。

本发明可以根据衬底基片的尺寸来调整衬底夹具的大小和槽的大小，实现大面积浸渍镀膜的要求。

本发明适用于大面积、连续式浸渍提拉镀膜，制备工艺简单，不受衬底基片面积限制，稳定性高，重复性好，操作方便，自动化程度高，成品率高，能够实现大面积、连续式的工业化生产要求、生产线年产可以达到20万平方米以上。

以上仅为本发明实施例的较佳实施例而已，并不用以限制本发明实施例，凡在本发明实施例的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明实施例的保护范围内。

Claims (10)

1.大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，包括机器人、控制柜，机器人与控制柜连接，机器人具有手臂、衬底夹具，手臂上设置数个吸盘，衬底夹具设置在手臂的前端，衬底夹具用于夹放衬底基片，吸盘用于吸附衬底基片，机器人带动手臂运动，其特征在于：还包括过渡料架、至少一个槽，槽内放置溶液，过渡料架上放置衬底基片；过渡料架、槽放置在手臂运动的轨迹内。

2.根据权利要求1所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：还包括上片台，所述上片台放置衬底基片。

3.根据权利要求1或2所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：所述槽具有三个，分别为槽一、槽二、槽三；槽一、槽二、槽三间隔设置，且槽一中放置镀膜溶液，槽二、槽三中放置清洗溶液，在槽三的附近设置有风刀装置，风刀装置也设置在手臂运动的轨迹内，所述风刀装置包括箱体，箱体的外侧面上设置风刀，同时在箱体的侧面上设置气动阀门、光电开关，气动阀门、光电开关分别与风刀连接。

4.根据权利要求3所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：在风刀装置的附近设置有下料车，下料车也设置在手臂运动的轨迹内。

5.根据权利要求3所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：所述风刀的侧面与安装基面水平方向的夹角a为10°-70°。

6.根据权利要求3所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：所述衬底基片为ITO、AZO玻璃等衬底。

7.根据权利要求3所述的大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线，其特征在于：槽二、槽三中的溶液为超纯水，使用超纯水进行反复的提拉清洗，槽一中的镀膜溶液为聚苯乙烯微球溶液或二氧化硅微球溶液。

8.权利要求1所述大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线的使用方法，其特征在于：首先将待镀膜的衬底基片放置在过渡料架上，机器人衬底夹具夹住衬底基片的一边；

之后机器人夹住衬底基片移动到槽一的上方，将待镀膜衬底基片放置在槽一溶液中进行浸渍镀膜；

完成镀膜后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品提拉出来，并移动到槽二上方，将样品放置在槽二溶液中进行反复的提拉清洗；

完成槽二清洗后，机器人抬高手臂将镀膜完成的样品提拉出来，并移动到槽三上方，将镀膜好的样品放置在槽三溶液中进行反复的提拉清洗；

完成清洗工序后，衬底夹具将清洗好的的样品移动到风刀装置上方；

接着将样品往下移动至光电开关感应位置，光电开关感应到样品后开启气动阀门，风刀开始出风，机器人手臂匀速的上升，保证风刀可以均匀的将薄膜表面的水分风干；

最后风干完成后，关闭风刀、气动阀门，机器人手臂将风干完成的产品放置在下料车中。

9.根据权利要求8所述大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线的使用方法，其特征在于：衬底基片还可以放置在上片台，当衬底基片放置在上片台时，待镀膜的衬底基片自动传输到上片台的指定位置并定位；

之后机器人手臂插到待镀膜衬底基片的下方，之后手臂抬高，吸盘吸附住衬底基片；

接着机器人将被吸住的待镀膜衬底基片移动放置在过渡料架上。

10.权利要求8或9所述大面积、连续式浸渍提拉镀膜生产线的使用方法，其特征在于：衬底基片被衬底夹具夹持住的尺寸为1-10mm。