CN2673825Y - 定位导引机构 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及一种定位导引机构，用以承接来自一机械手臂运送之待加工对象，使得待加工对象能够正确地置放于承载位置处，以接续下一道加工程序。本实用新型设计了一置放待加工对象之承载组件，承载组件系设置于一运动机构上，以控制承载组件移动，其中承载组件具有一承载面以及一由承载面向上倾斜延伸之导引面，使得待加工对象纵因机械手臂移动所发生之偏移，亦能由承载组件之导引面正确地移至承载组件之承载面，进而将待加工对象置放于下一道加工程序的正确位置。

Description

定位导引机构

技术领域

本实用新型涉及一种定位导引机构，应用于以机械手臂作为运送待加工对象之生产设备中，譬如液晶显示器之生产设备。

背景技术

自动化生产方式为许多产品生产线的目标，通过自动化生产方式，将可大幅提高生产效率并降低生产成本；而自动化生产方式其中一项重要的关键在于各个工作站间之待加工对象如何进行传递，目前在全自动化生产线上，输送带或是机械手臂最常被应用来进行待加工对象各个工作站之传递；在机械设计的理论上，机械运动可以通过尺寸关系或运动关系作精密的计算，而让所有的动作在零误差的情况下达到定位，但实际上并非如此，如单一零组件制造时之尺寸误差，如各个零组件组配时之匹配误差，或者是环境因素等等，都将会影响机械运动的移动关系。

就目前液晶显示器的制造工厂为例，液晶显示器制造过程非常复杂，以最普遍之TFT-LCD面板制造流程为例，可分成TFT数组基板、面板组装及模块组装三大工程。于TFT数组基板段中包含了清洗无碱玻璃基板、多层薄膜成膜工程制作薄膜晶体管和透明电极层、光阻涂布、曝光、显像、蚀刻及光阻剥离等程序，逐层堆栈出所需之线路与组件，形成薄膜晶体管TFT之数组基板。于面板组装段中包含了彩色滤光片基板与TFT数组基板涂布上配向膜涂液并摩擦定向、在TFT数组基板四周涂上框胶、散布5～10μm大小之间隔物于其上作支撑点、数组基板与彩色滤光片基板组合，以框胶封合形成空的Cell、液晶注入工程、贴偏光板等。模块组装中包含TFT-LCD面板与驱动IC、印刷电路板PCB连接，并装上背光源及固定框架，即完成液晶显示器。

上述的制造过程中，大多数的程序已采用全自动化生产方式，而其中多层薄膜成膜工程制作工作站系由一机械手臂取前一工作站之基板即待加工对象，机械手臂再将基板送入薄膜成膜机器之成膜室内，当机械手臂将基板移入成膜室内，成膜室中将会升起一组置放臂，将基板自机械手臂上撑起，使机械手臂得以离开成膜室，当机械手臂离开后，置放臂会降下将基板置于一工作架上，工作架周缘具有夹具，夹具会夹持住基板，工作架将旋转九十度，使基板移至成膜位置，进行成膜作业。

上述的多层薄膜成膜工程制作工作站中，一般以多台之薄膜成膜机器环绕构成一工作站，而一机械手臂对应多台薄膜成膜机器，因此机械手臂至少需要具有二个转向，以从上一个工作站中的基板送至任一位置的薄膜成膜机器，然而在以机械手臂运送基板至任一位置的薄膜成膜机器中，机械手臂系以旋转摆动的方式送至预定位置，而在旋转摆动的过程中，将会产生离心力，因此置放在机械手臂上的基板将可能因离心力作用而略为偏移，使得机械手臂无法将基板正确地放置在置放臂上，进而造成置放臂无法正确地将基板放置于工作架上，因而使得工作架上的夹具无法正确地夹持住基板，当工作架旋起时，基板将被摔落，而造成基板破裂。

为了解决上述问题，可能的改善手段有：

第一，降低机械手臂旋转时之速率，速率降低，因旋转运动所产生之离心力自然较小，但相对的会延迟整个液晶显示器之生产速率，因此这一调降机械手臂速率的做法并不恰当。

第二，于机械手臂上放置基板的位置处设置止滑垫，止滑垫之目的在于增加机械手臂与基板间之摩擦系数，以抵消机械手臂旋转运动时之离心力，此做法为目前液晶显示器制造厂广为采用的方法，然而多层薄膜成膜工程制作工作站系为真空且高温之工作环境，高温下止滑垫之可能发生质变，因此此做法仅是降低的位置偏移的发生，但仍无法确保基板于旋转运动中不致偏移。

第三，于机械手臂下设置吸盘，如上所述，多层薄膜成膜工程制作工作站系为真空且高温之工作环境，吸盘虽可透过气压来提供较高的附着力，但在高温的环境下，吸盘及气压来源的设置将是很大的问题，因此实际上并不可行。

发明内容

先前技术对于基板因无法正确地被置放于承载位置处，而导致基板摔落而发生破损之情况，主要是思考如何改善机械手臂因旋转运动时之离心力所产生之偏移问题，而本实用新型所欲解决之问题在于针对当基板的位置发生偏移情况时，如何能够予以修正，使得基板能够正确地放置于工作架上，进行下一道制造过程，防止基板摔落破裂之情况发生。

根据本实用新型所公开之定位导引机构，主要包括了复数个运动机构以及复数个对应运动机构之承载组件，其中复数个运动机构对应设置于该待加工对象之周缘，且该运动机构具有一杆件；复数个对应于该运动机构之承载组件，该承载组件设置于该杆件的顶端，且该承载组件具有一呈水平的承载面及一由该承载面向上倾斜延伸之导引面，复数个该导引面最底缘所构成之范围恰等于该待加工对象之面积，复数个该导引面之最顶缘所构成之范围大于该待加工对象所构成之范围，且该导引面之斜率介于0.6～2之间；并且，上述运动机构与承载组件通过杆件连接。

根据本实用新型所公开之定位导引机构，可以搭配机械手臂上设置止滑垫之设计，由机械手臂上之止滑垫来抵消机械手臂旋转运动时所产生之离心力，纵使基板因离心力作用而发生偏移，当已偏移预定位置的基板放置于定位导引机构时，仍能通过导引面之修正，使基板正确地落在预定位置，克服基板发生位置偏移情况之问题，有效地防止基板摔落之情况发生。

为使本实用新型之上述和其它目的、特征、和优点能更明显易懂，下面特举一较佳实施例，并配合附图，作详细说明如下。

附图说明

图1为本实用新型所应用之多层薄膜成膜工程工作站示意图；

图2为本实用新型的图1中真空溅镀机器之组成示意图；

图3为本实用新型中承载组件之立体示意图；

图4为本实用新型中承载组件之侧面示意图；

图5为本实用新型中复数个承载组件之关系示意图；

图6为本实用新型动作示意图；

图7为本实用新型中运动机构之另一实施例图。

图中：

10——多层薄膜成膜工程工作站

11——真空溅镀机器

111——工作架

1111——旋转机构

1112——夹具

112——溅镀设备

12——入料区

13——预热机器

14——机械手臂

141——第一手臂

142——第二手臂

143——托架

1431——止滑垫

15——定位导引机构

151——运动机构

1511——杆件

152——承载组件

1521——承载面

1522——导引面

153——连接组件

20——前工作站

30——玻璃基板

具体实施方式

根据本实用新型所公开之定位导引机构应用于以一机械手臂传递一待加工对象之生产设备中，而所称的生产设备系指于液晶显示器制程中，多层薄膜成膜工程所采用之真空溅镀机器，而所称之待加工对象系指系指液晶显示器组成中之玻璃基板。

如图1所示，图中所示为多层薄膜成膜工程工作站10示意图，多层薄膜成膜工程工作站10系以多台真空溅镀机器11环绕构成此一工作站，于多层薄膜成膜工程工作站10中还具有一由前工作站20所递送来之基板的入料区12，以及在多层薄膜成膜工程工作程序中之预热机器13，一机械手臂14系设置在上述真空溅镀机器11、入料区12及预热机器13所环绕之中心处，机械手臂14至少包括了一第一手臂141、第二手臂142及托架143，其中第一手臂141的一端以可旋转活动之关系枢接于中心处，第二手臂142则以可旋转活动之关系枢接于第一手臂141另一端，托架143则是设置在第二手臂142的另一端，用以供放置一玻璃基板，该玻璃基板图1未显示；由第一手臂141及第二手臂142所组成之机械手臂14具有二个转向，使机械手臂系以旋转运动的方式将托架143伸入于入料区12、预热机器13或是各个真空溅镀机器11内。另外、机械手臂14于旋转活动的过程中将会产生离心力，为使玻璃基板能够不因运动过程中之离心力作用而发生偏移，于托架143上设置有复数个止滑垫1431，止滑垫1431系以耐热橡胶等材质制成，以增加玻璃基板放置于托架143上之摩擦系数，藉以抵销运动过程中之离心力作用。然而止滑垫1431的设计并无法绝对的防止玻璃基板在旋转运动的过程中发生偏移之现象，若玻璃基板仍发生偏移的现象，则将借由本实用新型提出而获得解决，而本实用新型所提出之解决手段下面将详述。

图2所示为真空溅镀机器11之示意图，真空溅镀机器11至少包括有一可旋转活动的工作架111以及一溅镀设备112；其中可旋转活动的工作架111系设置于一旋转机构1111上，使可旋转活动的工作架111至少具有一呈水平状态的置料位置，以及一自置料位置旋转九十度而呈垂直状态之溅镀位置，工作架111位于置料位置，可供置放一玻璃基板，该玻璃基板图2未显示，而于工作架111的周缘具有复数个夹具1112，当玻璃基板放置于工作架111上，夹具1112可将玻璃基板予以夹持固定于工作架111上；当玻璃基板背夹固在工作架111上后，借由旋转机构1111将工作架111旋转九十度而移至溅镀位置，于溅镀位置，玻璃基板恰对应于溅镀设备112并且贴合于溅镀设备112，以使玻璃基板进行溅镀作业。

于真空溅镀机器11中还设置有一定位导引机构15，定位导引机构15包含有复数个运动机构151及复数个承载组件152，其中运动机构151系分布设置于邻近工作架111的内周缘，运动机构151系为一气压缸或油压缸，其具有一杆件1511，杆件1511即受到运动机构151之控制而进行往复运动，另外，运动机构151主要提供一往复运动之动力，因此运动机构151亦可为一马达，于马达的输出轴上连接一凸轮，图中未示，凸轮可以将马达输出之旋转动力转换成直线运动，因此杆件1511设置于凸轮上，亦可进行往复运动；如图3、图4所示，承载组件152系设置于杆件1511的顶端并且大致上呈一四方块体，于承载组件152的一侧具有一呈水平的承载面1521，并由承载面1521向上倾斜延伸出一导引面1522，借由导引面1522来调整。

如图2和图5所示，承载组件152系随着杆件1511一并进行往复运动，因而使承载组件152至少具有一缩入于工作架111下方的第一位置以及一伸出于工作架111上方的第二位置，承载组件152于移动至第二位置，将对应于机械手臂14移入真空溅镀机器11内的位置，并使得玻璃基板30放置在承载组件152上，当承载组件152移至第一位置时，则将玻璃基板30放置在工作架111上，由工作架111来接续下一道作业流程。

如图5和图6所示，承载组件152系对应分布设置于邻近工作架111的内周缘，承载组件152两两相对，并使导引面1522系由内向外倾斜，复数个承载组件152之导引面1522最底缘所构成之范围系定义为恰等于玻璃基板30之面积，而导引面1522之最顶缘所构成之范围系定义为大于玻璃基板30之面积，本实用新型在于利用导引面1522之设计，使因为位置偏移而落在导引面1522上之玻璃基板30能够沿着斜面滑入承载面1521上，在设计时必须考虑导引面1522之斜率；其中导引面1522的斜率计算方式为导引面之y轴方向之股其长度除以导引面之x轴方向之股其长度的值，一物体位于斜边上，斜率越大，垂直方向之重力分量越大，但所能接受玻璃基板30之偏移量越小，斜率越小，所能接受之偏移量大，但垂直方向之重力分量越小，因为必须计算玻璃基板30位于导引面1522上垂直方向之重力分量与导引面1522间摩擦系数的问题，以避免玻璃基板30无法自动滑落至承载面1521上，因此最佳的方式在于斜率小，以接受较大之偏移量，而此一斜率值可介于0.6～2之间。另外、为使斜率小而接受之偏移量大，于导引面1522上亦可涂布表面填补剂，以填补导引面1522之表面微孔，使导引面1522之表面平滑，降低其表面摩擦阻力；又或者，为使斜率小而接受之偏移量大，亦可适当的改变运动机构151之运动速率，即承载组件152由第一位置移动至第二位置之速率，其中当承载组件152由第一位置移动至第二位置时，会产生惯性作用力，速率越快越大，亦可增加玻璃基板30于导引面1522上向下滑落之力量。

再次说明，理论上，通过尺寸关系及运动关系的精密控制，机械手臂14应该能够将玻璃基板30正确地传送到预定的位置，然而机械手臂14于旋转运动中将产生离心力，因离心力之作用将可能使位在托架143上之玻璃基板30的位置偏移，虽托架143上设置有止滑垫1431以提高玻璃基板30与托架143间的摩擦系数，但仍无法确保偏移情况不会发生，因此当机械手臂14将玻璃基板30传送至真空溅镀机器11内时，运动机构151将承载组件152升起而移至第一位置，纵使于托架143上之玻璃基板30略为偏移，而跨置在导引面1522上，玻璃基板30将会由导引面滑入正确的预定位置，当承载组件152下移至第二位置，将使玻璃基板30正确地放置在工作架111上，以便于夹具1112正确地夹固住玻璃基板30，使工作架111自置料位置旋转九十度而移至溅镀位置，对玻璃基板进行溅镀作业。

根据本实用新型所公开的定位导引构，将可克服玻璃基板30因机械手臂移动所发生之偏移，由承载组件152之导引面1522正确地移至承载组件152之承载面1521上，防止玻璃基板30位于不正确的位置而造成摔落破损之情况发生。

根据本实用新型公开的定位导引构，其中复数个运动机构151亦可仅采用一个即可，如7图7所示，在运动机构151上设置一连接组件153，将复数个承载组件152设置于连接组件153上，如此将可克服复数个运动机构151间同步运动之问题。

以上所述，仅为本实用新型其中的较佳实施例而已，并非用来限定本实用新型的实施范围；即凡是依照本实用新型专利申请公开的范围所作的等同变化与改进，皆为本实用新型专利的保护范围所涵盖。

Claims (7)

1.一种定位导引机构，其特征在于，包括有：

复数个运动机构，该复数个运动机构对应设置于该待加工对象之周缘，且该运动机构具有一杆件；

复数个对应于该运动机构之承载组件，该承载组件设置于该杆件的顶端，且该承载组件具有一呈水平的承载面及一由该承载面向上倾斜延伸之导引面，复数个该导引面最底缘所构成之范围恰等于该待加工对象之面积，复数个该导引面之最顶缘所构成之范围大于该待加工对象所构成之范围，且该导引面之斜率介于0.6～2之间；

并且，上述运动机构与承载组件通过杆件连接。

2.如权利要求1所述的定位导引机构，其特征在于，该运动机构系为气压缸。

3.如权利要求1所述的定位导引机构，其特征在于，该运动机构系为油压缸。

4.如权利要求1所述的定位导引机构，其特征在于，该运动机构系为马达。

5.如权利要求4所述的定位导引机构，其特征在于，该马达的输出轴连接一凸轮，而该杆件系连接于该凸轮。

6.如权利要求1所述的定位导引机构，其特征在于，复数个该承载组件两两相对，并使该导引面系由内向外倾斜。

7.如权利要求1所述的定位导引机构，其特征在于，该导引面涂布有填补该导引面之表面微孔的表面填补剂。

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