JP5095876B2 - 貼合装置及びその制御方法 - Google Patents
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Description
[A.構成]
[1.全体構成]
まず、本実施形態の貼合装置(以下、本装置と呼ぶ)の全体構成を説明する。本装置は、図1に示すように、ターンテーブル1上に、4台の保持装置2を搭載したものである。ターンテーブル1は、インデックス機構11によって、投入取出しポジション1A、貼着材準備ポジション1B、位置決めポジション1C、真空貼り合せポジション1Dに合わせて、間欠回転するように構成されている。
次に、各部の詳細を説明する。まず、保持装置2は、図2〜9に示すように、保持部100、支柱部200、位置決め部300、駆動部400、ロック部350、吸着部500を備えている。
保持部100は、図3に示すように、ワークS2の左右の辺縁を保持する略コの字状の枠である。
[2−2.支柱部]
支柱部200は、垂直方向に立ち上げられた2本の柱状部材である。この支柱部200によって、保持部100が昇降可能に支持されている。保持部100は、初期位置においては、ワークS1から離隔した上方にあり、ワークS2を水平方向に保持している。そして、貼り合せ時には、押圧装置5によって、ワークS2とともに保持部100が下方に押圧されて下降し、ワークS1とワークS2との貼り合せが行われる。
位置決め部300は、図4に示すように、ターンテーブル1に固定された架台1aに支持された載置部310、X軸部320、Y軸部330、θ軸部340等を有している。
[2−3−1.載置部]
載置部310は、X−Y−θテーブル311、軸部312、可動台313、ベローズ314及びプーリ315等を有している。
X軸部320は、回転軸321、偏心ローラ322及びアーマチュア323等を有している。回転軸321は、駆動部400によって回転可能な垂直方向の部材である。偏心ローラ322は、回転軸321の上端に取り付けられている。この偏心ローラ322は、図5に示すように、可動台313に形成されたY方向の溝313aに挿入されている。
Y軸部330は、回転軸331、偏心ローラ332及びアーマチュア333等を有している。回転軸331は、駆動部400によって回転可能な垂直方向の部材である。偏心ローラ332は、回転軸331の上端に取り付けられている。この偏心ローラ332は、図5に示すように、可動台313に形成されたX方向の溝313bに挿入されている。
θ軸部340は、上回転軸341、プーリ342、タイミングベルト343、ベローズカップリング344、下回転軸345及びアーマチュア346等を有している。上回転軸341は垂直方向の部材であり、その上端に、プーリ342が固定されている。プーリ342には、タイミングベルト343が掛けられている。これにより、図6に示すように、上回転軸341が回動すると、その回動がタイミングベルト343を介してプーリ315に伝達されるので、X−Y−θテーブル311が回動する。
駆動部400は、固定テーブル410、クラッチ420,430,440、モータ450,460,470等を有している。固定テーブル410は、ターンテーブル1の下部に固定されたテーブルである。この固定テーブル410におけるX軸部320、Y軸部330、θ軸部340に対応する位置に、クラッチ420,430,440が固定されている。また、クラッチ420,430,440には、それぞれに回転を伝達するモータ450,460,470が接続されている。
ロック部350は、図4、図7〜図9に示すように、ブレーキ板351、ブレーキ352、昇降軸353、バネ354、被押圧部355、シリンダ356等を有している。ブレーキ板351は、可動台313に固定された、例えば、バネ鋼板である。ブレーキ352は、架台1aの一部との間でブレーキ板351を挟んで圧着することにより、可動台313をロックする部材である。ブレーキ352のブレーキ板351との接触面には、例えば、ゴムライニング等の滑り止め部材が施されている。
吸着部500は、図10及び図11に示すように、吸着プレート510、3方向バルブ520、吸着ポンプ530(図26参照)等を有している。吸着プレート510は、X−Y−θテーブル311上に固定されている。吸着プレート510上には、ゴム等の弾性部材の表面にポリウレタン多孔質フィルム製のシートを貼り付けた保護部材511が取り付けられている。吸着プレート510及び保護部材511には、図示しない吸着穴が形成されている。この吸着穴は、吸着プレート510内に形成された通気経路を介して、配管512の一端に接続されている。
剥離装置3は、ワークS1若しくはワークS2に貼り付けられた両面テープT1の剥離紙Fを、粘着テープT2に貼り付けて剥離する装置である。この剥離装置3は、図13〜15に示すように、供給部31、変換部32、剥離部33及び巻取部34等を有している。
検出装置4は、図20及び図21に示すように、2台のCCDカメラ41,42、これらを支持するアーム45,46、カメラ駆動機構49(図26参照)等を有している。上方に配置されたCCDカメラ41は、レンズ面が下方を向いていて、上方のワークS2のコーナー若しくはマークM2を撮像するカメラである(第1のカメラ)。下方に配置されたCCDカメラ42は、レンズ面が下方を向いていて、下方のワークS1のコーナー若しくはマークM1を撮像するカメラである(第2のカメラ)。
押圧装置5は、図2、図23〜25に示すように、真空チャンバ51、加圧ヘッド52、昇降機構53及びシリンダ54等を有している。真空チャンバ51は、ターンテーブル1上の保持装置2を覆って密閉するチャンバである。加圧ヘッド52は、真空チャンバ51内に設けられ、ワークS2を下方に加圧する手段である。
ターンテーブル1、保持装置2、剥離装置3、検出装置4、押圧装置5等の構成要素は、それぞれの駆動源、スイッチ、電源等が、図26に示す制御装置6によって作動することにより、制御される。この制御装置6は、例えば、専用の電子回路若しくは所定のプログラムで動作するコンピュータ等によって、次のような各機能を実現することによって構成できる。
テーブル制御部610は、インデックス機構11の間欠回転動作を制御する手段である。
[6−2.記憶部]
記憶部620は、動作タイミング、演算式、演算結果等、各種の設定やデータ等を記憶する手段である。
タイミング制御部630は、あらかじめ設定されたタイミングで、各部の動作タイミングを制御する手段である。
[6−4.入出力インタフェース]
入出力インタフェース640は、制御対象となる各部との間での信号の変換や入出力を制御する手段である。
剥離制御部650は、剥離装置3の動作を制御する手段である。この剥離制御部650は、ヘッド制御部651、回転制御部652、昇降制御部653等を有している。
位置検出部660は、検出装置4を制御する手段である。この位置検出部660は、カメラ駆動部661、撮像制御部662、3点抽出部663、重心算出部664、傾き算出部665等を有している。カメラ駆動部661は、アーム45〜48を移動させるカメラ駆動機構49を制御する手段である。撮像制御部662は、CCDカメラ41〜44による撮像を制御する手段である。
位置決め制御部670は、位置決め部300を制御する手段である。この位置決め制御部670は、クラッチ制御部671、位置決め演算部672、モータ制御部673等を有している。クラッチ制御部671は、コイル421,431,441への通電を制御することにより、アーマチュア323,333,346とクラッチ420,430,440との着脱を行わせる手段である。なお、クラッチ制御部671は、コイル421,431,441への通電と同期させて、シリンダ356を作動させることにより、ロック部350によるロックも行う。位置決め演算部672は、重心算出部664及び傾き算出部665によって算出されたワークS1,S2の重心及び傾きに基づいて、X−Y−θテーブル311の移動量を算出する手段である。
真空制御部680は、吸着部500及び押圧装置5を制御する手段である。この真空制御部680は、チャンバ制御部681、減圧制御部682、真空演算部683、バルブ制御部684、押圧制御部685及び吸着制御部686等を有している。チャンバ制御部681は、真空チャンバ51を昇降させる昇降機構53を制御する手段である。
(1) 0V以上〜3V未満
(2) 3V以上〜8V未満
(3) 8V以上〜10V以下
(a) PL= -36.837V3+320.94V2−1104.9V+1724.7 [Pa]
(b) Pm= -0.8021V3+23.787V2−240.08V+832.07 [Pa]
(c) Ph= -0.6572V3+21.162V2−231.87V+859.72 [Pa]
以上のような構成を有する本実施形態の作用は、次の通りである。なお、以下に説明する手順で貼合装置を制御する方法及び制御装置を動作させるコンピュータプログラムも、本発明の一態様である。
まず、保持装置2へのワークS1,S2の装着について説明する。なお、ワークS1には、両面テープT1の一方の粘着面が貼り付けられているものとする。このとき、両面テープT1の他方の面には剥離紙Fが貼着されたままである。
上記のように、ワークS1,S2を保持した保持装置2は、ターンテーブル1の回転によって、貼着材準備ポジション1Bに来る。ここで、剥離装置3が、ワークS1の剥離紙Fを剥離する。すなわち、図13及び図17(A)に示すように、ヘッド制御部651が、シリンダ33bを駆動することにより剥離ヘッド33aを前方に移動させるとともに、シリンダ35を駆動することにより第1のユニットU1を上昇させて、ワークS1の両面テープT1の剥離紙Fの縁に、剥離用の粘着テープT2を当接させる。
次に、ワークS1,S2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって位置決めポジション1Cに来る。このとき、ロック部350のシリンダ356によって被押圧部355が付勢されることにより、位置決め部300のロックが解除される(X,Y,θ軸全て)。すると、検出装置4による位置検出、位置決め部300による位置決めが行われる。かかる手順を、図28のフローチャートに沿って、図20〜22、図29を参照しながら、以下に説明する。
カメラ駆動部661は、カメラ駆動機構49を作動させることによりアーム45,46を移動させる。これにより、図20及び図21に示すように、CCDカメラ41がワークS2の上方に移動し、CCDカメラ42はワークS1とワークS2との間に移動する(ステップ101)。
次に、ワークS1,S2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって真空貼り合せポジション1Dに来る。すると、押圧装置5によって、真空貼り合せが行われる。かかる手順を、図30のフローチャートに沿って、図2、図10〜12、図23〜25を参照して説明する。
上記のように、貼り合わされたワークS1,S2を保持した保持装置2が、ターンテーブル1の回転によって投入取出しポジション1Aに来ると、作業者は、ワークS1,S2を保持部100から取り出す。なお、この作業も、搬出機構等による自動化が可能である。
以上のような本実施形態によれば、次のような効果が得られる。すなわち、一対のワークS1,S2の供給を一カ所のポジションで行うことができるとともに、貼り合せ後のワークS1,S2の取出しも、同一のポジションで行うことができるので、作業スペースが小さくて済む。
本発明は、上記のような実施形態に限定されるものではない。例えば、上述のように、剥離装置に代えて、接着剤の塗布装置を用いる場合には、接着剤としては、現在又は将来において利用可能なあらゆる材質のものが適用可能である。紫外線硬化型や放射線硬化型の樹脂のように、外部から広義の電磁波を照射したり、熱硬化型の樹脂のように、温度変化を加えることによって硬化するものも適用可能である。塗布装置としては、上述のように、周知の装置を用いることができる。例えば、インクジェット塗布装置、スクリーン印刷装置、スクイーズ塗布装置、ディスペンスノズル塗布装置などが考えられるが、これらには限定されない。
1a…架台
2…保持装置
3…剥離装置
4…検出装置
5…押圧装置
6…制御装置
11…インデックス機構
31…供給部
31a…送出リール
31b,34c…リール回転機構
32…変換部
33…剥離部
33a…剥離ヘッド
33b,35,54,356…シリンダ
33c〜33g…ガイドローラ
34…巻取部
34a…巻取リール
34b…リール昇降機構
41〜44…CCDカメラ
43a,44a…反射面
45〜48…アーム
49…カメラ駆動機構
51…真空チャンバ
52…加圧ヘッド
52a,511…保護部材
53…昇降機構
55…減圧ポンプ
56…真空計
100…保持部
200…支柱部
300…位置決め部
310…載置部
311…X−Y−θテーブル
312,320,330,340…軸部
313…可動台
313a,313b…溝
314…ベローズ
315…プーリ
321,331,345…回転軸
322,332…偏心ローラ
323,333,346…アーマチュア
341…上回転軸
342…プーリ
343…タイミングベルト
344…ベローズカップリング
345…下回転軸
350…ロック部
351…ブレーキ板
352…ブレーキ
353…昇降軸
354…バネ
355,525…被押圧部
400…駆動部
410…固定テーブル
420,430,440…クラッチ
421,431,441…コイル
422,432,442…ロータ
450,460,470…モータ
500…吸着部
510…吸着プレート
512,526…配管
520…3方向バルブ
521…内管部
522…上側弁
523…下側弁
524…ロッド
527…押圧部
530…吸着ポンプ
610…テーブル制御部
620…記憶部
624…算出部
630…タイミング制御部
640…入出力インタフェース
650…剥離制御部
651…ヘッド制御部
652…回転制御部
653…昇降制御部
660…位置検出部
661…カメラ駆動部
662…撮像制御部
663…3点抽出部
664…重心算出部
665…傾き算出部
670…位置決め制御部
671…クラッチ制御部
672…位置決め演算部
673…モータ制御部
680…真空制御部
681…チャンバ制御部
682…減圧制御部
683…真空演算部
683a…電圧判定部
683b…式選択部
683c…圧力演算部
684…バルブ制御部
685…押圧制御部
Claims (12)
- 表示装置を構成する一対のワークを貼り合わせる貼合装置において、
複数のポジションに応じて間欠回転するターンテーブルと、
前記ターンテーブルに複数設けられ、一対のワークを保持する保持装置と、
前記保持装置に設けられ、一対のワークの少なくとも一方を位置決めする位置決め部と、
前記保持装置における一対のワークの少なくとも一方を付勢することにより、一対のワークを貼り合わせる押圧装置と、
を有し、
前記押圧装置は、前記位置決め部におけるワークを保持する部分を収容可能な真空チャンバを有し、
前記真空チャンバ内の圧力に応じた電圧値を出力する真空計と、
電圧値と、これに対応する圧力値を算出するための複数の多項近似式とを記憶した記憶部と、
前記記憶部に記憶した電圧値及び多項近似式に基づいて、前記真空計からの電圧値に対応する多項近似式を選択する式選択部と、
選択された多項近似式に基づいて、圧力値を算出する圧力演算部と、
を有することを特徴とする貼合装置。 - 前記記憶部は、複数区間に分割された電圧値の区間毎に、多項近似式を記憶していることを特徴とする請求項1記載の貼合装置。
- 前記位置決め部は、
真空源に接続された通気経路を有する吸着プレートと、
前記通気経路に連通するように前記吸着プレートに設けられ、前記真空源により、一方のワークを前記吸着プレートに真空吸着させる吸着穴と、
前記通気経路が真空源に連通した状態と、前記通気経路が真空チャンバに連通した状態とを切り替えるバルブと、
を有し、
前記保持装置は、前記吸着プレートにおけるワークに対向する位置に、他方のワークを保持する保持部を有することを特徴とする請求項1記載の貼合装置。 - 前記圧力演算部により演算された圧力値に基づいて、前記バルブの開閉を制御するバルブ制御部を有することを特徴とする請求項3記載の貼合装置。
- 前記バルブ制御部が前記バルブを切り替えるためのしきい値となるバルブ用圧力値を記憶するバルブ用圧力値記憶部を有することを特徴とする請求項4記載の貼合装置。
- 前記バルブは、
垂直方向の内管部と、
前記内管部内を昇降可能に設けられたロッドと、
前記ロッドに設けられ、前記ロッドの昇降により、前記真空源と前記通気経路との連通を開閉する弁と、
前記ロッドに設けられ、前記ロッドの昇降により、前記真空チャンバと前記通気経路との連通を開閉する弁と、
を有することを特徴とする請求項3記載の貼合装置。 - 前記ターンテーブルとは独立に設けられた固定テーブルと、
前記固定テーブルに設けられ、押圧により前記バルブの切り替えを行う押圧部と、
を有することを特徴とする請求項6記載の貼合装置。 - 前記吸着プレートにおけるワークとの接触面には、弾性部材に多孔質のシートを貼り付けた保護部材が設けられていることを特徴とする請求項3記載の貼合装置。
- 複数のポジションに応じて間欠回転するターンテーブルと、前記ターンテーブルに複数設けられ、表示装置を構成する一対のワークを保持する保持装置と、前記保持装置に設けられ、一対のワークの少なくとも一方を位置決めする位置決め部と、前記保持装置における一対のワークの少なくとも一方を付勢することにより、一対のワークを貼り合わせる押圧装置と、前記押圧装置に設けられ、前記位置決め部におけるワークを保持する部分を収容可能な真空チャンバと、前記真空チャンバ内に設けられた真空計と、を有する貼合装置を、制御装置によって制御することにより、一対のワークを貼り合わせる貼合装置の制御方法において、
前記制御装置は、記憶部と、式選択部と、圧力演算部とを有し、
前記記憶部は、電圧値と、これに対応する圧力値を算出するための複数の多項近似式とを記憶し、
前記式選択部は、前記記憶部に記憶した電圧値及び多項近似式に基づいて、前記真空計からの電圧値に対応する多項近似式を選択し、
前記圧力演算部は、選択された多項近似式に基づいて、圧力値を算出することを特徴とする貼合装置の制御方法。 - 前記記憶部は、複数区間に分割された電圧値の区間毎に、多項近似式を記憶していることを特徴とする請求項9記載の貼合装置の制御方法。
- 前記貼合装置は、真空源及び真空チャンバに連通された通気経路を有し、前記位置決め部におけるワークに対向するワークを真空吸着させる吸着部と、前記通気経路が真空源に連通した状態と、前記通気経路が真空チャンバに連通した状態とを切り替えるバルブと、前記バルブを制御するバルブ制御部と、を有し、
前記バルブ制御部は、前記圧力演算部により演算された圧力値に基づいて、前記バルブの開閉を制御することを特徴とする請求項9記載の貼合装置の制御方法。 - 前記バルブ制御部は、前記圧力演算部により演算された圧力値が、あらかじめ記憶されたしきい値となるバルブ用圧力値となった場合に、前記通気経路が真空チャンバに連通した状態となるように、前記バルブを制御することを特徴とする請求項11記載の貼合装置の制御方法。
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