CN115972311B - 面板断裂分离的电爪掰断机构 - Google Patents

Abstract

本发明涉及面板掰断技术领域，具体涉及一种面板断裂分离的电爪掰断机构，包括机架；吸附平台，其固定在所述机架上；横梁，其沿Y向布置且位于所述吸附平台的X向一侧，所述横梁通过驱动组件安装在所述机架上，所述驱动组件驱动所述横梁X向移动、Z向升降以及绕Y向轴旋转；多个电动夹爪，皆安装在所述横梁上且沿Y向分布，所述电动夹爪适于夹取吸附于所述吸附平台上的面板。本发明提供的面板断裂分离的电爪掰断机构，由于待分离的两部分会产生位移分离，所以本结构能够适用于存在框胶的面板掰断；同时由于不需在面板上施加断裂压力，能够有效保护薄面板和端子，所以本结构能够适用于薄面板的掰断。

Description

面板断裂分离的电爪掰断机构

技术领域

本发明涉及面板掰断技术领域，尤其涉及一种面板断裂分离的电爪掰断机构。

背景技术

众多平板显示方式中，薄膜晶体管液晶显示器（TFT-LCD）显示技术在20世纪90年代初基本成熟，投入应用并迅速成为主流的平板显示技术，期间众多产业学者对之从多角度进行了持久深入的研究和改进，使之成为目前最成熟平板显示技术。

TFT-LCD切割生产线的工艺流程如图14所示，切割工序中，切割机刀轮划过玻璃基板会在表面留下一条切割线，在玻璃基板内部产生裂纹；断裂工序中，断裂机从玻璃基板背面对应切割线位置施加一个合适的压力，增大垂直于玻璃基板裂纹端部的应力，加速裂纹扩展，缩短玻璃基板完全分离的时间，如图15所示。其中，断裂是TFT-LCD玻璃切割生产线的一个关键工序，其决定着面板能否完全分离。

现有断裂机存在如下缺陷：其一，如果两层玻璃基板之间存在框胶，断裂时框胶不会完全分离，仍将切割线两侧的玻璃基板粘连在一起，分拣作业时会将相邻部分或者废玻璃粘连带走，改变了未拾取部分的相对位置，同时也对分拣搬运和检测造成干扰，从而造成生产流程中断；其二，对于厚度较薄的面板（双层厚度0.3mm），断裂压力对双层面板都有作用，容易对玻璃基板尤其是基板端子部分造成损伤，甚至造成报废。

发明内容

为克服现有断裂机无法适用存在框胶的面板以及薄面板的技术缺陷，本发明提供了一种面板断裂分离的电爪掰断机构。

本发明提供的面板断裂分离的电爪掰断机构，包括：

机架；

吸附平台，其固定在所述机架上；

横梁，其沿Y向布置且位于所述吸附平台的X向一侧，所述横梁通过驱动组件安装在所述机架上，所述驱动组件驱动所述横梁X向移动、Z向升降以及绕Y向轴旋转；

多个电动夹爪，皆安装在所述横梁上且沿Y向分布，所述电动夹爪适于夹取吸附于所述吸附平台上的面板。

可选的，所述电动夹爪包括：

夹爪安装座，其安装在所述横梁上；

夹爪电机，其壳体固定在所述夹爪安装座上且输出轴X向布置；

夹爪本体，其固定在所述夹爪安装座上且与所述夹爪电机传动连接，所述夹爪本体设有两个Z向分离或靠近的爪体；

条形夹头，其设有两个且分别固定在两个爪体上，所述条形夹头的长度方向为Y向且在Z向上正对分布。

可选的，所述电动夹爪分为固定电爪和移动电爪，所述固定电爪的夹爪安装座固定在所述横梁上，所述移动电爪的夹爪安装座滑动安装在所述横梁上且滑动方向为Y向，所述移动电爪连接有适于驱动其Y向滑动的Y向直线驱动副。

可选的，所述Y向直线驱动副包括：

旋转电机，其壳体固定于所述横梁上且输出轴Z向布置；

从动轮，其转动安装在横梁上且转动轴Z向布置；

同步带，其一端弧线部绕装在所述旋转电机的输出轴上、另一端弧线部绕装在所述从动轮上，且所述同步带的直线部Y向布置；

所述移动电爪的夹爪安装座与所述同步带的直线部固定连接。

可选的，所述驱动组件设有两套且分别连接于所述横梁的两端，所述驱动组件包括：

X向直线驱动副，其固定部固定在所述机架上；

Z向直线驱动副，其固定部连接在所述X向直线驱动副的滑动部上；

旋转驱动副，其旋转轴Y向布置，所述旋转驱动副的固定部固定在所述Z向直线驱动副的滑动部上，所述旋转驱动副的旋转部与所述横梁固定连接。

可选的，其中一套驱动组件的旋转驱动副用转动支撑结构代替，所述转动支撑结构安装在所述Z向直线驱动副的滑动部上，所述横梁的对应端部安装在所述转动支撑结构上。

可选的，其中一组Z向直线驱动副的固定部转动连接在对应X向直线驱动副的滑动部上且转动轴Z向布置，另一组Z向直线驱动副的固定部滑动连接在对应X向直线驱动副的滑动部上且滑动方向为Y向。

可选的，所述X向直线驱动副和Z向直线驱动副皆为电机丝杠副。

可选的，所述旋转驱动副包括：

伺服电机，其壳体固定在所述Z向直线驱动副的滑动部上且输出轴Y向布置；

传动轮，其转动安装在所述Z向直线驱动副的滑动部上且转动轴Y向布置，所述传动轮位于所述伺服电机的上方且与所述横梁固定连接；

传动带，其一端弧线部绕装在所述伺服电机的输出轴上、另一端弧线部绕装在所述传动轮上，且所述传动带的直线部Z向布置。

本发明提供的技术方案与现有技术相比具有如下优点：

本发明提供的面板断裂分离的电爪掰断机构，设有吸附平台和电动夹爪，电动夹爪安装在横梁上，横梁连接有驱动其X向移动、Z向升降以及绕Y向轴旋转的驱动组件，工作时将待掰断面板的一部分吸附在吸附平台上、另一部分用电动夹爪夹紧，驱动组件驱动横梁在X向、Z向以及Y轴旋转方向三个方向组合运动，从而使电动夹爪模拟人工手动掰断显示面板的动作，将面板掰断。通过本结构使面板断裂时，由于待分离的两部分会产生位移分离，所以本结构能够适用于存在框胶的面板掰断；同时，通过本结构使面板断裂时，不需在面板上施加断裂压力，能够有效保护薄面板和端子，所以本结构能够适用于薄面板的掰断。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1表示本发明实施例中电爪掰断机构的整体结构示意图；

图2表示本发明实施例中横梁、电动夹爪及驱动组件的装配图；

图3表示图2中A处的局部放大图；

图4表示本发明实施例中固定电爪的爆炸图；

图5表示本发明实施例中移动电爪的爆炸图；

图6表示本发明实施例中第一组驱动组件的结构示意图；

图7表示本发明实施例中第二组驱动组件的结构示意图；

图8表示本发明面板掰断的第一种断面示意图；

图9表示本发明面板掰断的第二种断面示意图；

图10表示本发明面板掰断的第三种断面示意图；

图11表示本发明掰断准备阶段示意图；

图12表示本发明顺时针掰断的状态示意图；

图13表示本发明顺时针掰断前后的位置对照图；

图14表示现有技术中断裂流程示意图；

图15表示现有技术中断裂原理示意图。

图中：

1、机架；2、吸附平台；3、横梁；4、驱动组件；41、X向直线驱动副；42、Z向直线驱动副；43、旋转驱动副；431、伺服电机；432、传动轮；433、传动带；44、转动支撑结构；5、电动夹爪；51、夹爪安装座；52、夹爪电机；53、夹爪本体；531、爪体；54、条形夹头；55、拖链安装板；56、同步带夹块；6、Y向直线驱动副；61、旋转电机；62、从动轮；63、同步带。

具体实施方式

为了能够更清楚地理解本发明的上述目的、特征和优点，下面将对本发明的方案进行进一步描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

在描述中，需要说明的是，术语 “第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但本发明还可以采用其他不同于在此描述的方式来实施；显然，说明书中的实施例只是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。

下面结合附图对本发明的具体实施例进行详细说明。

在一个实施例中，如图1所示，面板断裂分离的电爪掰断机构包括机架1、吸附平台2、横梁3、驱动组件4和电动夹爪5。

吸附平台2：

参照图1，吸附平台2固定在机架1上。

需要说明的是，吸附平台2主要的作用就是吸附固定面板，采用现有成熟的吸附平台2即可。

横梁3：

参照图1和图2，横梁3沿Y向布置且位于吸附平台2的X向一侧，横梁3通过驱动组件4安装在机架1上，驱动组件4驱动横梁3X向移动、Z向升降以及绕Y向轴旋转。

具体的，如图2所示，横梁3为框架梁结构，电动夹爪5能够安装在横梁3的内部。当然，作为可替换的实施方式，横梁3采用普通实心梁结构亦可，将电动夹爪5安装在横梁3上方即可。

具体的，如图2、图6和图7所示，驱动组件4设有两套且分别连接于横梁3的两端，驱动组件4包括X向直线驱动副41、Z向直线驱动副42和旋转驱动副43。X向直线驱动副41的固定部固定在机架1上；Z向直线驱动副42的固定部连接在X向直线驱动副41的滑动部上；旋转驱动副43的旋转轴Y向布置，旋转驱动副43的固定部固定在Z向直线驱动副42的滑动部上，旋转驱动副43的旋转部与横梁3固定连接。

更具体的，X向直线驱动副41和Z向直线驱动副42皆为电机丝杠副。当然，作为可替换的实施方式，X向直线驱动副41和Z向直线驱动副42也可采用电动推杆或气缸等直线动力件。

需要说明的是，直线驱动副皆包含固定部和滑动部，例如前述的电机丝杠副，其包括电机、丝杠、导向杆和滑块，其中导向杆和电机即为固定部，滑块即为滑动部。又例如气缸，气缸的缸体即为固定部，活塞杆即为滑动部。

更具体的，如图6所示，旋转驱动副43包括伺服电机431、传动轮432和传动带433。伺服电机431的壳体固定在Z向直线驱动副42的滑动部上且输出轴Y向布置；传动轮432转动安装在Z向直线驱动副42的滑动部上且转动轴Y向布置，传动轮432位于伺服电机431的上方且与横梁3固定连接；传动带433的一端弧线部绕装在伺服电机431的输出轴上、另一端弧线部绕装在传动轮432上，且传动带433的直线部Z向布置。工作时，伺服电机431通过传动带433带动传动轮432旋转，从而带动横梁3旋转。当然，作为可替换的实施方式，旋转驱动副43也省略传动带433，伺服电机431直接驱动横梁3旋转；还可选用旋转气缸等其他旋转动力件。

需要说明的是，上述仅是驱动组件4的一种优选结构，从下至上依次设有X向直线驱动副41、Z向直线驱动副42和旋转驱动副43，横梁3固定在旋转驱动副43的旋转部上。在其他实施例中，也可从下至上依次设置Z向直线驱动副42、X向直线驱动副41和旋转驱动副43，Z向直线驱动副42的固定部固定在机架1上，X向直线驱动副41的固定部固定在Z向直线驱动副42的滑动部上，旋转驱动副43的固定部固定在X向直线驱动副41的滑动部上，横梁3固定在旋转驱动副43的旋转部上；还可从下至上依次设置Z向直线驱动副42、旋转驱动副43和X向直线驱动副41，Z向直线驱动副42的固定部固定在机架1上，旋转驱动副43的固定部固定在Z向直线驱动副42的滑动部上，X向直线驱动副41的固定部固定在旋转驱动副43的旋转部上，横梁3固定在X向直线驱动副41的滑动部上。

进一步的，如图7所示，其中一套驱动组件4的旋转驱动副43用转动支撑结构44代替，转动支撑结构44安装在Z向直线驱动副42的滑动部上，横梁3的对应端部安装在转动支撑结构44上。具体的，转动支撑结构44选择轴承、套筒或其他常用结构即可。横梁3一端通过旋转驱动副43带动旋转，另一端安装在转动支撑结构44上，设备成本较低且避免了两端旋转驱动副43的不同步导致的结构损坏。

进一步的，如图6和图7所示，其中一组Z向直线驱动副42的固定部转动连接在对应X向直线驱动副41的滑动部上且转动轴Z向布置，另一组Z向直线驱动副42的固定部滑动连接在对应X向直线驱动副41的滑动部上且滑动方向为Y向。由于横梁3的跨度较大，横梁3两端的两组X向直线驱动副41容易发生不同步的现象，本改进方案中将一组Z向直线驱动副42与X向直线驱动副41转动连接，另一组Z向直线驱动副42与X向直线驱动副41滑动连接，允许两端X向直线驱动副41的运动存在较小范围内的不同步，从而能够避免因不同步导致的结构损坏。

电动夹爪5：

参照图1和图2，电动夹爪5设有多个，多个电动夹爪5皆安装在横梁3上且沿Y向分布，电动夹爪5适于夹取吸附于吸附平台2上的面板。

具体的，如图4和图5所示，电动夹爪5包括夹爪安装座51、夹爪电机52、夹爪本体53和条形夹头54。夹爪安装座51安装在横梁3上；夹爪电机52，其壳体固定在夹爪安装座51上且输出轴X向布置；夹爪本体53固定在夹爪安装座51上且与夹爪电机52传动连接，夹爪本体53设有两个Z向分离或靠近的爪体531；条形夹头54设有两个且分别固定在两个爪体531上，条形夹头54的长度方向为Y向且在Z向上正对分布。夹爪电机52动作带动两个爪体531相互靠近或远离，从而带动两个条形夹头54相互靠近或远离，进而实现对面板的夹取。

进一步的，电动夹爪5分为固定电爪和移动电爪，固定电爪的夹爪安装座51固定在横梁3上，移动电爪的夹爪安装座51滑动安装在横梁3上且滑动方向为Y向，移动电爪连接有适于驱动其Y向滑动的Y向直线驱动副6。

需要注意的是，如图5所示，移动电爪相对固定电爪而言，其增设有拖链安装板55和同步带夹块56，拖链安装板55和同步带夹块56皆固定在夹爪安装座51上，拖链安装板55用以收纳线缆，同步带夹块56用以实现同步带63与夹爪安装座51的固定连接。

具体的，如图3所示，Y向直线驱动副6包括旋转电机61、从动轮62和同步带63。旋转电机61的壳体固定于横梁3上且输出轴Z向布置；从动轮62转动安装在横梁3上且转动轴Z向布置；同步带63的一端弧线部绕装在旋转电机61的输出轴上、另一端弧线部绕装在从动轮62上，且同步带63的直线部Y向布置；移动电爪的夹爪安装座51与同步带63的直线部固定连接。当然，作为可替换的实施方式，Y向直线驱动副6也可采用电动推杆或气缸或其他常用直线动力件。

这种改进结构通过移动电爪沿Y向移动可调节其与固定电爪的间距，从而能够适应不同尺寸的面板掰断。

具体实施时，将面板的部分通过吸附平台2吸附固定，并且剩余部分外露于吸附平台2；首先通过夹爪电机52使两个条形夹头54处于张开状态，然后通过驱动组件4驱动横梁3运动，横梁3带动电动夹爪5运动，使两个条形夹爪分别置于面板外露于吸附平台2部分的上下两侧；接着通过夹爪电机52控制两个条形夹头54相互靠近将面板夹紧；最后驱动组件4控制横梁3在X向、Z向以及Y轴旋转方向三个方向组合运动，从而通过电动夹爪5迫使外露于吸附平台2的部分面板组合运动，完成掰断分离。

本实施例的面板断裂分离的电爪掰断机构，在面板断裂时，由于待分离的两部分会产生位移分离，所以本结构能够适用于存在框胶的面板掰断；同时，在面板断裂时，不需在面板上施加断裂压力，能够有效保护薄面板和端子，所以本结构能够适用于薄面板的掰断。

容易理解的，本实施例的电爪掰断机构适用于较窄的面板掰断或者面板的毛边掰断。

下面对本实施例的原理进行详细阐述：

面板掰断时，厂家所需求的掰断类型可分为图8和图9中所示的两种台阶断面，图10中所示的平齐断面是台阶断面长度为零的特殊情况，因此分析台阶断面即可。

以图8所示的台阶断面为例进行分析。

图11中，点O表示横梁3的旋转轴中心点，点A表示过点O与面板垂直的虚拟交点，点B、C、D和E表示面板分离前切割线处从下至上依次分布的四个接触点。其中，线段OA、AB和OB由结构尺寸和面板尺寸决定，令OA=a，AB=b，OB=c。

横梁3的运动分为顺时针旋转和逆时针旋转两种，其原理相同，这里以顺时针为例进行分析。

参照图12和图13，在顺时针旋转掰断过程中，要确保待分离的两部分面板之间不能接触，需使电动夹爪5所夹取的面板部分以B点为旋转中心，将显示面板需要掰断的一端按顺时针旋转角度θ，即∠OBO′=θ。通过计算，在顺时针旋转角度θ时，点O竖直方向移动距离z=c·sin(α+θ)-a，点O水平方向移动距离y=b-c·cos(α+θ)。

由此可见，依据上述分析计算结果和各点的位置坐标，控制X向直线驱动副41、Z向直线驱动副42和旋转驱动副43同步运动：旋转驱动副43顺时针旋转角度θ，Z向直线驱动副42竖直向下运动距离z，X向直线驱动副41向吸附平台2侧运动距离y，即可完成掰断动作。

以上仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。尽管参照前述各实施例进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离各实施例技术方案的范围，其均应涵盖权利要求书的保护范围中。

Claims (6)

1.一种面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，包括：

机架(1)；

吸附平台(2)，其固定在所述机架(1)上；

横梁(3)，其沿Y向布置且位于所述吸附平台(2)的X向一侧，所述横梁(3)通过驱动组件(4)安装在所述机架(1)上，所述驱动组件(4)驱动所述横梁(3)X向移动、Z向升降以及绕Y向轴旋转；

多个电动夹爪(5)，皆安装在所述横梁(3)上且沿Y向分布，所述电动夹爪(5)适于夹取吸附于所述吸附平台(2)上的面板，所述电动夹爪(5)包括夹爪安装座(51)、夹爪电机(52)、夹爪本体(53)和条形夹头(54)，所述夹爪安装座(51)安装在所述横梁(3)上，所述夹爪电机(52)的壳体固定在所述夹爪安装座(51)上且输出轴X向布置，所述夹爪本体(53)固定在所述夹爪安装座(51)上且与所述夹爪电机(52)传动连接，所述夹爪本体(53)设有两个Z向分离或靠近的爪体(531)，所述条形夹头(54)设有两个且分别固定在两个爪体(531)上，所述条形夹头(54)的长度方向为Y向且在Z向上正对分布，所述电动夹爪(5)分为固定电爪和移动电爪，所述固定电爪的夹爪安装座(51)固定在所述横梁(3)上，所述移动电爪的夹爪安装座(51)滑动安装在所述横梁(3)上且滑动方向为Y向，所述移动电爪连接有适于驱动其Y向滑动的Y向直线驱动副(6)，所述Y向直线驱动副(6)包括旋转电机(61)、从动轮(62)和同步带(63)，所述旋转电机(61)的壳体固定于所述横梁(3)上且输出轴Z向布置，所述从动轮(62)转动安装在横梁(3)上且转动轴Z向布置，所述同步带(63)的一端弧线部绕装在所述旋转电机(61)的输出轴上、另一端弧线部绕装在所述从动轮(62)上，且所述同步带(63)的直线部Y向布置，所述移动电爪的夹爪安装座(51)与所述同步带(63)的直线部固定连接。

2.根据权利要求1所述的面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，所述驱动组件(4)设有两套且分别连接于所述横梁(3)的两端，所述驱动组件(4)包括：

X向直线驱动副(41)，其固定部固定在所述机架(1)上；

Z向直线驱动副(42)，其固定部连接在所述X向直线驱动副(41)的滑动部上；

旋转驱动副(43)，其旋转轴Y向布置，所述旋转驱动副(43)的固定部固定在所述Z向直线驱动副(42)的滑动部上，所述旋转驱动副(43)的旋转部与所述横梁(3)固定连接。

3.根据权利要求2所述的面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，其中一套驱动组件(4)的旋转驱动副(43)用转动支撑结构(44)代替，所述转动支撑结构(44)安装在所述Z向直线驱动副(42)的滑动部上，所述横梁(3)的对应端部安装在所述转动支撑结构(44)上。

4.根据权利要求2所述的面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，其中一组Z向直线驱动副(42)的固定部转动连接在对应X向直线驱动副(41)的滑动部上且转动轴Z向布置，另一组Z向直线驱动副(42)的固定部滑动连接在对应X向直线驱动副(41)的滑动部上且滑动方向为Y向。

5.根据权利要求2所述的面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，所述X向直线驱动副(41)和Z向直线驱动副(42)皆为电机丝杠副。

6.根据权利要求2所述的面板断裂分离的电爪掰断机构，其特征在于，所述旋转驱动副(43)包括：

伺服电机(431)，其壳体固定在所述Z向直线驱动副(42)的滑动部上且输出轴Y向布置；

传动轮(432)，其转动安装在所述Z向直线驱动副(42)的滑动部上且转动轴Y向布置，所述传动轮(432)位于所述伺服电机(431)的上方且与所述横梁(3)固定连接；

传动带(433)，其一端弧线部绕装在所述伺服电机(431)的输出轴上、另一端弧线部绕装在所述传动轮(432)上，且所述传动带(433)的直线部Z向布置。

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