TW201841858A - 貼合裝置 - Google Patents

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Abstract

本發明提供一種貼合裝置，可使貼合輥適合於貼合面之彎曲形狀而適切地彎曲變形，而且可省略準備作業，進而可簡化整體構造，使導入成本低成本化。貼合裝置係具備彎曲變形機構(22)、背托機構(23)及控制手段(55)。貼合輥(4)係具備圓筒狀之輥體(17)及固定於兩端的一對操作軸(19)。利用彎曲變形機構(22)將一對操作軸(19)從中立位置進行傾動操作，藉此可使貼合輥(4)彎曲變形成例如上突彎曲狀。在貼合時，基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段(55)來控制彎曲變形機構(22)之作動狀態和背托機構(23)之作動狀態，並且使貼合輥(4)沿著貼合面(P)彎曲變形來貼合。

Description

貼合裝置
本發明係關於一種用以將其他工件貼合於具有例如上突彎曲狀或內凹彎曲狀的三維平面狀之貼合面的工件的貼合裝置。就具備三維平面狀之貼合面的工件而言，可列舉顯示器、電子廣告牌、車輛的窗玻璃或外裝板等，就能貼合於貼合面的其他工件而言，主要可列舉薄膜或是玻璃等。
本申請人先前已提出一種用以將工件貼合成彎曲狀的貼合裝置(專利文獻1)。專利文獻1所記載的貼合裝置係具備：上吸附台，用以吸附保持由彎曲狀之玻璃基板所構成的第一工件；以及複數個下吸附台，用以將偏光片等的第二工件吸附保持成彎曲狀。下吸附盤係設置有：吸附台升降構造，用以升降操作各下吸附台；貼合輥，用以將第二工件緊壓於第一工件；輥升降構造；以及輥移動構造等。貼合時，在利用貼合輥將第二工件緊壓於第一工件之彎曲面的狀態下，使貼合輥從貼合始端朝向貼合終端移動，但在貼合輥移動之前，先利用吸附台升降構造使各下吸附台依順序地進行下降操作而從貼合輥之移動區域退 避開。依據如此的貼合裝置，可將第二工件以均一的貼合力適切地貼合於第一工件。但是，專利文獻1的貼合裝置中，因貼合輥是由直線輥所形成，故在第一工件之貼合面為二維平面的情況下並無問題，但在工件之貼合面為三維平面的情況下，就無法使貼合輥密接於貼合面，而無法適切地貼合第二工件。
本發明中係使用沿著三維平面而彎曲變形的貼合輥來貼合一對工件，但是具備此種輥的貼合裝置在專利文獻2中乃為公知。專利文獻2所記載的貼合裝置係具備：中空的可撓性輥；一對貼合輥，其由配置於該可撓性輥之內部的螺旋狀體(螺旋彈簧)所構成；一群背托輥，用以使各貼合輥沿著貼合面彎曲變形；輥驅動機構，用以旋轉驅動貼合輥；以及上下移動裝置及擺動裝置，用以位移操作一對輥。專利文獻2的貼合裝置係進行汽車用之窗玻璃(複合玻璃)的預備接著處理，在一對可撓性輥之間通過窗玻璃而進行預備接著。
同種貼合裝置亦已揭示於專利文獻3。專利文獻3所記載的貼合裝置係具備：積層構造，在由上突彎曲狀之三維平面所構成的陰極射線管之顯示面貼附偏光片、反射防止薄膜等的功能性薄膜。詳言之，使用由橡膠彈性體所形成的彎曲輥、以及將該彎曲輥朝向陰極射線管之顯示面緊壓的加壓輥(背托輥)，來將功能性薄膜貼附於陰極射線管之顯示面。彎曲輥係藉由從陰極射線管之顯示面承受的緊壓反作用力而彎曲，進而利用加壓輥來緊壓， 藉此能沿著三維平面而彎曲變形。
〔先前技術文獻〕 〔專利文獻〕
專利文獻1：日本特開2015-39862號公報(摘要、第1圖)
專利文獻2：日本特公平3-21494號公報(第3頁左欄第3行至第17行、第1圖)
專利文獻3：日本特開平7-45186號公報(段落編號0005、第4圖)
專利文獻2所記載的貼合裝置係可透過接著薄膜來預備接著貼合面為三維平面的一對玻璃板。但是，因此專利文獻2所記載的貼合裝置係具備一對貼合輥、旋轉驅動兩個貼合輥的輥驅動機構、一群背托輥、以及上下移動裝置及擺動裝置等，故無法避免貼合裝置之整體構造變得複雜，而需要較高的導入成本。又，在進行貼合處理之前，為了對齊工件之三維平面，要進行一群背托輥之定位，以決定可撓性輥之彎曲形狀，但是一連串的準備作業需要較多的工序和時間。為此，不適於貼合彎曲形狀不同之多種類的貼合對象，並且，彎曲變形後的可撓性輥之彎曲形狀的再現性上亦有問題。
專利文獻3所記載的貼合裝置係利用將可撓 性輥緊壓於陰極射線管之顯示面時的緊壓反作用力來使可撓性輥彎曲變形，進而利用複數個加壓輥將可撓性輥之周面緊壓於陰極射線管之顯示面，以使可撓性輥沿著三維平面彎曲。依據專利文獻3所記載的貼合裝置，貼合面(陰極射線管之顯示面)之彎曲半徑在輥軸心方向與輥轉動方向之各個方向上為均一的情況下，沒有問題地可貼附功能性薄膜。但是，貼合面之彎曲半徑在輥軸心方向或是輥轉動方向有部分變化的情況下，因作用於彎曲輥的緊壓反作用力會成為不均一，故無法使彎曲輥之整體密接於貼合面，而無法適當地貼附功能性薄膜。又，由於是利用緊壓反作用力來使可撓性輥彎曲變形，所以在貼合面為內凹彎曲面的情況下，無法使可撓性輥沿著貼合面彎曲。更且，由於可撓性輥及加壓輥係承受緊壓反作用力才被動地彎曲或是被動地進退移動，所以當貼合速度超過一定值時，容易發生響應延遲，亦有無法效率佳地進行貼合處理的缺點。
本發明之目的係在於提供一種貼合裝置，可使貼合輥適合於貼合面之彎曲形狀而適切地彎曲變形，而且可省略準備作業所需的工序和時間，進而可簡化整體構造，使導入成本低成本化。
本發明之貼合裝置係具備：第一基台1；第二基台2，相對於第一基台1在上下方向隔著預定間隔地支撐成對向狀；第一吸附台3，設置於第一基台1，以吸附保持第一工件W1；第二吸附台12，設置於第二基台2， 以吸附保持第二工件W2；貼合輥4，構成為能夠沿著由第二吸附台2所吸附保持的第二工件W2之三維平面狀的貼合面P，在左右方向的貼合始端與貼合終端之間旋轉移動，將第一工件W1緊壓於第二工件W2之貼合面P以使兩者貼合；彎曲變形機構22，使貼合輥4變換姿勢成為沿著貼合面P的彎曲姿勢；背托機構23，為了支撐藉由彎曲變形機構22彎曲變形後的貼合輥4之姿勢狀態而支撐該貼合輥4；以及控制手段55，控制彎曲變形機構22和背托機構23之兩個機構的作動狀態。貼合輥4係具備能夠彎曲變形的圓筒狀之輥體17及一對操作軸19、19，該圓筒狀之輥體17係設置於該貼合輥4的前後方向之中央部，該一對操作軸19、19係固定於輥體17的前後方向之兩端部。彎曲變形機構22係在貼合輥4的兩個操作軸19、19之伸展方向朝向前後之水平方向的水平姿勢與兩個操作軸19、19之伸展方向朝向斜下方或斜上方的傾斜姿勢之間，位移操作兩個操作軸19、19，且在兩個操作軸19、19呈傾斜姿勢時，使貼合輥4彎曲變形成上突彎曲狀或內凹彎曲狀。基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制彎曲變形機構22之作動狀態和背托機構23之作動狀態，將貼合輥4維持於沿著貼合面P的彎曲姿勢，並且使貼合輥4朝左右方向從貼合始端朝向貼合終端旋轉移動，藉此使第一工件W1和第二工件W2貼合。
彎曲變形機構22係設置於貼合輥4與支撐貼合輥4的輥座20之間。彎曲變形機構22係具備左右一 對之操作臂25、臂操作機構26及軸承體27，該左右一對之操作臂25係利用設置於輥座20的支軸24支撐成能夠往復擺動，該臂操作機構26係對於操作臂25進行往復擺動操作，該軸承體27係設置於操作臂25之擺動基端側，將操作軸19軸支成可自由旋轉且可軸向移動。
臂操作機構26係具備滾珠螺桿30、驅動源31及滾珠螺桿30的螺帽體29，該驅動源31係由輥座20所支撐，並且旋轉驅動滾珠螺桿30之螺桿軸28，該螺帽體29係在與螺桿軸28嚙合的狀態下，支撐於操作臂25。基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制驅動源31之旋轉方向及旋轉量，利用臂操作機構26使貼合輥4沿著貼合面P彎曲變形。
設置於螺帽體29的螺帽軸33係由形成於操作臂25的長孔32所支撐，螺帽體29係利用操作臂25支撐成無法旋轉且能夠往復滑動。利用長孔32來吸收操作臂25擺動操作時的操作臂25之擺動軌跡與螺帽體29之移動軌跡的軌跡差。
背托機構23係具備複數個背托輥36、輥架37及致動器38，該複數個背托輥36係抵接於貼合輥4之周面的複數個部位，該輥架37係旋轉自如地支撐背托輥36，該致動器38係將各輥架37及背托輥36朝向貼合輥4緊壓操作。基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制致動器38之按壓力，利用背托輥36使貼合輥4沿著貼合面P彎曲變形。
在第一基台1之內部設置有吸附台升降構造5、輥升降構造6及輥移動構造7，該吸附台升降構造5係升降操作第一吸附台3，該輥升降構造6係升降操作貼合輥4，該輥移動構造7係在貼合始端與貼合終端之間移動操作貼合輥4。在貼合輥4利用輥移動構造7朝向貼合終端移動操作之前，先使各第一吸附台3利用吸附台升降構造5從貼合輥4之移動區域依順序地退避開，將第一工件W1利用貼合輥4貼合於第二工件W2。
在第一基台1之上面張設有支撐第一工件W1的絲網8，複數個第一吸附台3和貼合輥4係配置在絲網8的下面側。在第一工件W1利用複數個第一吸附台3隔著絲網8吸附保持成彎曲狀的狀態下，將第一工件W1利用貼合輥4緊壓於第二工件W2，以將兩個工件W1、W2貼合。
依據本發明的貼合裝置，藉由驅動彎曲變形機構22及背托機構23，可使貼合輥4之彎曲形狀適合於貼合面P之彎曲形狀而連續地彎曲變形。又，可順應貼合面P之三維平面的變化而使貼合輥4之彎曲形狀適配。從而，可省略習知裝置中不可或缺之事先進行背托輥之定位而決定貼合輥之彎曲形狀的準備作業，可效率佳地進行貼合處理。更且，藉由利用控制手段55來控制彎曲變形機構22和背托機構23之作動狀態，可使貼合輥4彎曲變形成預定之形狀，所以比起習知的貼合裝置，可簡化貼合裝置 之整體構造，使導入成本低成本化。由於只要變更輸入於控制手段55的彎曲面資料，就可多樣地變更貼合輥4之彎曲形狀，所以即便是多種少量的工件之貼合處理，仍可迅速地對應。
由利用支軸24支撐成能夠往復擺動的左右一對之操作臂25、對於操作臂25進行往復擺動操作的臂操作機構26、及設置於操作臂25之擺動基端側的軸承體27構成彎曲變形機構22，並且，軸承體27形成為可自由旋轉且可軸向移動地軸支設置於貼合輥4的左右一對之操作軸19的構造。依據如此的彎曲變形機構22，利用臂操作機構26來擺動操作一對操作臂25，藉此可使貼合輥4在上突彎曲狀與內凹彎曲狀之間彎曲變形，而使貼合輥4之彎曲周面順沿貼合面P之彎曲面。又，在貼合中途，利用臂操作機構26對於操作臂25進行擺動操作，藉此可順應於貼合面P之彎曲面的變化而使貼合輥4之彎曲形狀適配，以將第一工件W1適當地貼合於具備三維平面狀之貼合面P的第二工件W2。貼合時的貼合輥4係受到旋轉摩擦而自轉並且移動。又，在貼合輥4彎曲變形的過程中，操作軸19係對應於貼合輥4之彎曲量，沿軸心方向滑行移動。為了順利地進行如此的旋轉動作和滑行移動動作，利用軸承體27將操作軸19軸支成可自由旋轉且可軸向移動。
由滾珠螺桿30、旋轉驅動滾珠螺桿30之螺桿軸28的驅動源31、及支撐於操作臂25的滾珠螺桿30之螺帽體29構成臂操作機構26。如此的臂操作機構26 中，利用驅動源31來旋轉驅動螺桿軸28，使螺帽體29沿著螺桿軸28移動，藉此可對於操作臂25進行擺動操作以使貼合輥4彎曲成預定之彎曲形狀。又，藉由停止驅動源31進行之螺桿軸28的旋轉驅動，可阻止螺帽體29及操作臂25之移動，以將貼合輥4持續保持於已彎曲變形的狀態。如此，依據以滾珠螺桿30作為傳動要素的臂操作機構26，可簡化整體構造，並且使貼合輥4之彎曲形狀適合於貼合面P之彎曲形狀而適切地彎曲變形。又，由於是基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制驅動源31之作動狀態，規定操作臂25之擺動量，使貼合輥4彎曲成預定之彎曲形狀，所以即便是在貼合面P之彎曲面慢慢地變化，或局部變化的情況下，仍可順應貼合面P之彎曲面的變化，使貼合輥4主動地彎曲變形。
利用形成於操作臂25的長孔32來支撐設置於螺帽體29的螺帽軸33，利用操作臂25將螺帽體29支撐成無法旋轉且能夠往復滑動。依據如此的臂操作機構26，由於可利用長孔32來吸收操作臂25擺動操作時的操作臂25之擺動軌跡與螺帽體29之移動軌跡的軌跡差，所以可避免臂操作機構26之構造無意義地變得複雜而簡化整體構造。
由複數個背托輥36、支撐該背托輥36的輥架37、及將各輥架37朝向貼合輥4緊壓操作的致動器38等構成背托機構23。又，基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制致動器38之按壓力，利用背托輥36 使貼合輥4沿著貼合面P彎曲變形。依據如此的背托機構23，由於是基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制致動器38之作動狀態，規定背托混36之按壓力，使貼合輥4彎曲成預定之彎曲形狀，所以即便是在貼合面P之彎曲面慢慢地變化，或局部變化的情況下，仍可順應貼合面P之彎曲面的變化而使貼合輥4主動地彎曲變形。又，由於可利用背托機構23來使貼合輥4之彎曲形狀主動地變化，所以能夠使貼合時的貼合輥4以更快的速度移動，而可效率佳地進行一對工件W1、W2之貼合。
基台1之內部設置有吸附台升降構造5、輥升降構造6及輥移動構造7。又，在貼合輥4利用輥移動構造7朝向貼合終端移動操作之前，先使各第一吸附台3利用吸附台升降構造5從貼合輥4之移動區域依順序地退避開。依據如此的貼合裝置，由於可利用貼合輥4之移動區域來退避移動各第一吸附台3，所以可避免貼合裝置之整體構造無意義地大型化而使貼合裝置小型化，可縮小其設置所需的空間。又，由於可利用並未退避移動的第一吸附台3來吸附保持第一工件W1至貼合輥4即將接近之前為止，所以可適切地進行兩個工件W1、W2之貼合。
第一基台1之上面張設有絲網8，且在其下面側配置有複數個第一吸附台3和貼合輥4。依據如此的貼合裝置，即便是第一工件W1未具備維持本身形狀之特性的情況下，仍可利用第一吸附台3將絲網8上的第一工件W1吸附保持成彎曲面狀。又，由於是在第一工件W1 利用複數個第一吸附台3藉由絲網8吸附保持成彎曲狀的狀態下，將第一工件W1利用貼合輥4緊壓而貼合於第二工件W2，所以可利用絲網8和第一吸附台3來支撐第一工件W1並保持成適當的彎曲形狀至兩個工件W1、W2被貼合之前為止。
1‧‧‧第一基台(基台)
2‧‧‧第二基台(可動台)
3‧‧‧第一吸附台
3a、12a‧‧‧吸附開口
4‧‧‧貼合輥
4a‧‧‧按壓周面
5‧‧‧吸附台升降構造
6‧‧‧輥升降構造
7‧‧‧輥移動構造
8‧‧‧絲網
9‧‧‧鉸鏈軸
11‧‧‧對準台
12‧‧‧第二吸附台
13‧‧‧升降軸
14‧‧‧操作缸(致動器)
17‧‧‧輥體
18‧‧‧螺旋彈簧
19‧‧‧操作軸
19a‧‧‧螺桿軸
19b‧‧‧凸緣
20‧‧‧輥座
22‧‧‧彎曲變形機構
23‧‧‧背托機構
24‧‧‧支軸
25‧‧‧操作臂
26‧‧‧臂操作機構
27‧‧‧軸承體(軸承)
28‧‧‧螺桿軸
29‧‧‧螺帽體
30‧‧‧滾珠螺桿
31‧‧‧驅動源(齒輪電動機)
32‧‧‧長孔
33‧‧‧螺帽軸
36‧‧‧背托輥
37‧‧‧輥架
38‧‧‧致動器(氣壓缸)
39‧‧‧活塞桿
40‧‧‧壓力缸
42‧‧‧導軌
43‧‧‧滑動台
44‧‧‧導引體
45‧‧‧齒條
46、52‧‧‧馬達
47‧‧‧小齒輪
50‧‧‧正時皮帶
51‧‧‧正時滑輪
53‧‧‧連結金屬配件
55‧‧‧控制手段
56‧‧‧資料輸入手段
57‧‧‧偏移偵測裝置
58‧‧‧偵測孔
61‧‧‧復位彈簧構造
62‧‧‧螺帽
63‧‧‧軸承座
64‧‧‧止推軸承
65‧‧‧彈簧座圈
66‧‧‧復位彈簧
P‧‧‧貼合面
W1‧‧‧第一工件
W2‧‧‧第二工件
第1圖係顯示本發明的貼合裝置的貼合輥之支撐構造的縱剖側視圖。
第2圖係顯示貼合裝置之概略構造的縱剖前視圖。
第3圖係顯示貼合裝置及工件之關係構造的縱剖前視圖。
第4圖係顯示第一吸附台與其升降構造的一部分破斷側視圖。
第5圖係顯示將貼合輥之一部分破斷後的分解側視圖。
第6圖係顯示貼合輥之支撐構造的側視圖。
第7圖係第6圖中的A-A線剖視圖。
第8圖係第6圖中的B-B線剖視圖。
第9圖係使貼合輥彎曲變形成上突彎曲狀之狀態的縱剖側視圖。
第10圖係使貼合輥彎曲變形成內凹彎曲狀之狀態的縱剖側視圖。
第11A圖係顯示兩個工件之貼合順序的第一說明圖。
第11B圖係顯示兩個工件之貼合順序的第二說明圖。
第11C圖係顯示兩個工件之貼合順序的第三說明圖。
第11D圖係顯示兩個工件之貼合順序的第四說明圖。
第12圖係顯示本發明的貼合裝置之另一實施例的縱剖側視圖。
〔實施例〕
第1圖至第11圖係顯示本發明的貼合裝置之實施例。本發明中的前後、左右、上下係對照於第2圖所示之交叉箭頭以及標記於各箭頭之附近的前後、左右、上下之顯示。如第2圖所示，貼合裝置係具備：上面開口的基台(第一基台)1；以及利用基台1支撐成能夠擺動開閉的可動台(第二基台)2。基台1之內部係設置有：六個第一吸附台3，將第一工件W1吸附保持成三維平面狀；貼合輥4；升降操作第一吸附台3的吸附台升降構造5；升降操作貼合輥4的輥升降構造6；以及輥移動構造7，在貼合始端與貼合終端之間移動操作貼合輥4。在基台1之上開口張設有絲網8，前述的第一吸附台3及貼合輥4係分別配置於絲網8之下面側。第一工件W1係載置於絲網8之上面，隔著絲網8，利用第一吸附台3來吸附保持。
可動台2係利用鉸鏈軸9連結於基台1，支撐成能夠擺動開閉，且利用未圖示的操作缸來自動地開閉操作。在可動台2之內面係設置有對準台11，在該對準台11之下面設置有用以吸附保持第二工件W2的第二吸附台 12。第二吸附台12之吸附面係由上凹彎曲狀之三維平面所構成。在可動台2被閉合操作時，可動台2係相對於基台1在上下方向隔著預定間隔地支撐成對向狀。
第一工件W1係指偏光片、反射防止薄膜等的功能性薄膜，第二工件W2係指具備有三維平面狀之顯示面的液晶基板(顯示器)。第一工件W1係事先被賦予可密接於第二工件W2之貼合面(顯示面)P的三維平面狀之形狀，且在其上面塗附有透明的接著劑。如第3圖所示，貼合面P係形成為朝向左右方向(輥轉動方向)和前後方向(輥軸心方向)彎曲的內凹狀之彎曲面，左右方向之彎曲面與前後方向之彎曲面的彎曲半徑不同。如第9圖所示，在閉合可動台2而被覆於基台1之上面的狀態下，第一工件W1和第二工件W2係隔著較小的間隙而面對面。利用貼合輥4將此狀態的第一工件W1緊壓於第二工件W2之貼合面(顯示面)P，藉此可將第一工件W1貼合於第二工件W2。
第一吸附台3係形成為前後較長的中空箱狀，而形成於各個第一吸附台3之上面的吸附面係形成為對應於貼合面P的部分彎曲面。各第一吸附台3之吸附面係形成有一群吸附開口3a(參照第4圖)。第二吸附台12係形成為中空箱狀，且在第二吸附台12之彎曲的吸附面形成有一群吸附開口12a(參照第3圖)。第一吸附台3之中空部與第二吸附台12之中空部係分別經由通路及電磁閥而與未圖示的真空源連接，可因應需要，使真空壓力作用於第二吸附台12之中空部或停止真空壓力之作用。
如第4圖所示，吸附台升降構造5係由：固定於第一吸附台3之下面前後的升降軸13、以及升降操作升降軸13的伸縮式之操作缸(致動器)14所構成。第一吸附台3係利用操作缸14進行升降操作，可在上方的吸附位置以及從第一工件W1分離的下方的退避位置之間進行升降操作。在貼合輥4朝向貼合終端移動時，在貼合輥4接近之前，先使第一吸附台3依順序地朝向退避位置進行下降操作，朝向貼合輥4的移行軌跡之外退避移動。從貼合始端(面向第2圖的左端)數來第一個第一吸附台3與第二個第一吸附台3之間係確保有輥升降空間，貼合輥4及輥升降構造6係配置在此空間。由於各個第一吸附台3之吸附面的集合係整體構成沿著貼合面P的上突彎曲面，所以各第一吸附台3之吸附位置的高度係分別設為不同。
如第5圖所示，貼合輥4係由：能夠彎曲變形的圓筒狀之輥體17、配置於輥體17之內部的密捲狀之螺旋彈簧18、以及螺入固定於螺旋彈簧18之兩端的一對操作軸19所構成。輥體17係以橡膠或彈性物作為素材所形成，且利用配置於其內面的螺旋彈簧18來補強，藉此可規範彎曲變形的貼合輥4之彎曲頂部附近的輥體17變形成橢圓狀。並且，可發揮更大的彎曲耐受力，在保持為彎曲形狀的狀態下旋轉移動。操作軸19係形成有：螺入於螺旋線圈18之內面的螺桿軸19a；以及規定螺桿軸19a之螺入界限的凸緣19b。
貼合輥4係由輥座20所支撐，在貼合輥4 與輥座20之間係設置有：使貼合輥4變換姿勢成彎曲姿勢的彎曲變形機構22；以及背托機構23，其為了支撐藉由彎曲變形機構22進行彎曲變形後的貼合輥4之姿勢狀態，而支撐該貼合輥4。並且設置有：控制彎曲變形機構22及背托機構23之作動狀態的控制手段55；以及對控制手段55輸入第一工件W1之貼合面P的彎曲資料的資料輸入手段56(參照第1圖)。經由資料輸入手段56輸入貼合面P之彎曲資料、或用以算出彎曲資料的數式、或彎曲面變化的位置等之資料時，控制手段55係對應於貼合輥4之旋轉移動量，輸出用以控制彎曲變形機構22及背托機構23之作動狀態的動作信號。
第6圖、第7圖中，彎曲變形機構22係具備：利用設置於輥座20的支軸24支撐成能夠往復擺動的左右一對之操作臂25；對於操作臂25進行往復擺動操作的臂操作機構26；以及軸承(軸承體)27，其設置於操作臂25之擺動基端側，將前述一對操作軸19軸支成可自由旋轉且可軸向移動。不使用時的貼合輥4係如第6圖所示成為水平姿勢，此狀態的操作軸19之軸端係從軸承27之外側方大幅地突出。但是，如第9圖所示，貼合輥4彎曲變形後之狀態的操作軸19之突出量係對應於貼合輥4之彎曲量而變小。此是因操作軸19會對應於貼合輥4之彎曲量，沿著軸心方向朝向操作臂25之側滑行移動所致。為了順利地進行此時的操作軸19之滑動動作，而利用可自由旋轉且可軸向移動的軸承27來軸支操作軸19。
臂操作機構26係由：具備螺桿軸28及螺帽體29的市售品之滾珠螺桿30、以及固定於輥座20，旋轉驅動螺桿軸28的齒輪電動機(驅動源)31等所構成。雖未圖示，但在螺帽體29之內部係收容有利用螺桿軸28進行推進操作的一群滾珠，另外，在螺帽體29之外面係突設有受到形成於操作臂25的長孔32限制旋轉的一對螺帽軸33。藉由螺帽體29沿著螺桿軸28移動來對於操作臂25繞著支軸24進行擺動操作，而此時的操作臂25之擺動軌跡與螺帽體29之移動軌跡的軌跡差係由長孔32所吸收。從而，可消除臂操作機構26之構造無意義地變得複雜而簡化整體構造。
如第6圖所示，未使用時的臂操作機構26係以支軸24將操作臂25支撐成垂直姿勢，此狀態的貼合輥4係保持成兩個操作軸19、19之伸展方向朝向前後之水平方向的水平姿勢。在貼合時，利用臂操作機構26將操作臂25之擺動前端朝向接近齒輪電動機31的方向進行擺動操作，藉此，兩個操作軸19、19之伸展方向成為朝向斜下方的傾斜姿勢，如第1圖、第9圖所示，使貼合輥4彎曲變形成上突彎曲狀，而可使貼合輥4之按壓周面4a順沿第二工件W2之貼合面P的前後方向之彎曲面。又，如第10圖所示，當利用臂操作機構26將操作臂25之擺動前端朝向遠離齒輪電動機31的方向進行擺動操作時，兩個操作軸19、19之伸展方向成為朝向斜上方的傾斜姿勢，而可使貼合輥4彎曲變形成內凹彎曲狀。
如此的臂操作機構26中，利用齒輪電動機31來旋轉驅動螺桿軸28，使螺帽體29沿著螺桿軸28移動，藉此，可對於操作臂25進行擺動操作，使貼合輥4彎曲成預定之彎曲形狀。又，藉由停止驅動源31進行之螺桿軸28之旋轉驅動，可阻止螺帽體29及操作臂25之移動，將貼合輥4持續保持於彎曲變形後的狀態。如此，依據以滾珠螺桿30作為傳動要素的臂操作機構26，可簡化臂操作機構26之整體構造，並且使貼合輥4之彎曲形狀適合於貼合面P之彎曲形狀而適切地彎曲變形。又，由於是基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制齒輪電動機31之作動狀態，規定操作臂25之擺動量，使貼合輥4彎曲成預定之彎曲形狀，所以即便是在貼合面P之彎曲面慢慢地變化，或局部變化的情況下，仍可順應貼合面P之彎曲面的變化，使貼合輥4主動地彎曲變形。
如上述，基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制齒輪電動機31之作動狀態時，可使貼合輥4自動地彎曲變形成預定之彎曲形狀。又，在貼合中途，貼合面P之輥轉動方向的彎曲半徑慢慢地變化或局部變化的情況下，利用控制手段55來控制一對齒輪電動機構31之作動狀態，藉此可使貼合輥4在順沿貼合面P的狀態下，主動地彎曲變形。依據如此的彎曲變形機構22，藉由利用臂操作機構26來擺動操作一對操作臂25，可使貼合輥4在上突彎曲狀與內凹彎曲狀之間進行彎曲變形，使貼合輥4之彎曲周面順沿貼合面P之彎曲面。
如第6圖及第8圖所示，背托機構23係由：按壓貼合輥4之下周面之左右的三組背托輥36、旋轉自如地支撐背托輥36的輥架37、以及將各輥架37及背托輥36朝向貼合輥4緊壓操作的氣壓缸(致動器)38等所構成。氣壓缸38係由：固定於輥架37之下面之左右的活塞桿39、以及固定於輥座2的壓力缸40所構成。背托輥36亦可按照貼合輥4之長度而設置三組以上。
依據如此的背托機構23，基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段55來控制氣壓缸38之作動狀態，藉此可調整貼合輥4之按壓量來支撐彎曲變形後的貼合輥4之姿勢狀態。又，在貼合中途，貼合面P之輥軸心方向的彎曲半徑慢慢地變化或局部變化的情況下，利用臂操作機構26對於操作臂25進行擺動操作，進而利用控制手段55來控制各氣壓缸38之作動狀態，藉此可使貼合輥4之彎曲形狀順應貼合面P之彎曲面的變化而主動地彎曲變形。從而，可將第一工件W1適當地貼合於具備有三維平面狀之貼合面P的第二工件W2。貼合時的貼合輥4係受到旋轉摩擦而自轉並且移動。更且，由於可利用背托機構23使貼合輥4之彎曲形狀主動地變化，所以能夠使貼合時的貼合輥4以更快的速度移動，而可效率佳地進行一對工件W1、W2的貼合。
如第6圖所示，在基台1之底壁的前後係配置有導軌42，輥升降構造6係設置在由導軌42所滑動導引的滑動台43與輥座20之間。又，輥移動構造7係設置 於沿著滑動台43之後面。輥升降構造6係由：依固定於滑動台43的導引體44的導引而升降自如的齒條45、以及由固定於滑動台43的馬達46旋轉驅動而升降操作齒條45的小齒輪47所構成。輥移動構造7係由：左右地往復操作前述之滑動台43的正時皮帶50、該正時皮帶50所繞附的一對正時滑輪51、以及旋轉驅動一方之正時滑輪51的馬達52所構成。正時皮帶50之直線部分中之上側的直線部分係利用連結金屬配件53來固定於滑動台43(參照第6圖)。輥升降構造6及輥移動構造7之作動狀態亦利用前述之控制手段55進行統合地控制。
將第一工件W1貼合於第二工件W2時，如第3圖所示，使可動台2呈開放姿勢，並利用上升至吸附位置為止的第一吸附台3來吸附保持已定位於絲網8上的第一工件W1。更且，利用第二吸附台12來吸附保持已定位的第二工件W2，並閉合操作可動台2，使兩個工件W1、W2上下面對。此狀態的兩個工件W1、W2之對向間隔較佳是2.0mm前後，但可按照各工件W1、W2之形成素材的差異，設定在0.2mm至5.0mm之範圍內。
為了使各工件W1、W2之位置精度高精度化，在可動台2之左右二處配置有作為偏移偵測裝置57的CCD照相機。偏移偵測裝置57係以第一吸附台3所吸附的第一工件W1之位置作為基準，藉由設置於第二吸附台12的左右一對之偵測孔58，以影像來偵測第二吸附台12所吸附的第二工件W2之位置偏移的方向及偏移量。偏移 偵測裝置47所讀取的影像係利用未圖示的對準控制器來辨識位置偏移之方向及偏移量，基於從對準控制器所輸出的對準信號使對準台11作動，藉此能高精度地定位兩個工件W1、W2。
如上述，在各工件W1、W2已經由對準台11定位的狀態下，如第11A圖所示，利用輥升降機構6使貼合輥4上升至按壓位置為止，將第一工件W1之貼合始端的附近預貼合於第二工件W2。更且，如第11B圖所示，在位於貼合始端的第一吸附台3往退避位置下降操作的狀態下，使貼合輥4往貼合始端側旋轉移動，將第一工件W1貼合於第二工件W2。以後，如第11C圖及第11D圖所示，在貼合輥4之移動之前，先利用吸附台升降構造5使各第一吸附台3從貼合輥4之移動區域依順序地退避開，並且使貼合輥4從貼合始端朝向貼合終端沿著左右方向旋轉移動，將第一工件W1貼合於第二工件W2。在一連串的貼合過程中，由於貼合輥4係受到旋轉摩擦而自轉，所以無需用以旋轉驅動貼合輥4的機構。
依據如此的貼合裝置，由於是利用貼合輥4之移動區域來退避移動各第一吸附台3，所以可消除貼合裝置之整體構造無意義地大型化，使貼合裝置小型化，而可減小其設置所需的空間。又，由於可在貼合輥4即將接近之前，利用未退避移動的第一吸附台3來吸附保持第一工件W1，所以可適切地進行兩個工件W1、W2之貼合。更且，由於是在絲網8之下面側配置複數個第一吸附台3 和貼合輥4，隔著絲網8利用第一吸附台3來吸附第一工件W1，且隔著絲網8利用貼合輥4來貼合第一工件W1，所以即便是第一工件W1未具備維持本身形狀之特性的情況下，仍可將絲網8上的第一工件W1利用第一吸附台3吸附保持成彎曲面狀。又，由於是在利用複數個第一吸附台3將第一工件W1隔著絲網8吸附保持成彎曲狀的狀態下，利用貼合輥4將第一工件W1緊壓貼合於第二工件W2，所以可利用絲網8和第一吸附台3來吸附保持第一工件W1並保持成適當的彎曲形狀，至兩個工件W1、W2即將被貼合之前為止。
在利用貼合輥4來貼合第一工件W1的期間，貼合面P之輥轉動方向的彎曲形狀或輥軸心方向的彎曲形狀局部變化等的情況下，利用控制手段55連續地控制彎曲變形機構22及背托機構23之作動狀態，藉此，可使貼合輥4之彎曲形狀沿著貼合面P之彎曲形狀，適切且主動地進行調整。從而，可將三維平面狀之第一工件W1適切地貼合於第二工件W2之三維平面狀的貼合面P。在貼合結束之後，在貼合輥4從第一工件W1分離的狀態下，往第2圖所示的起始位置移動。又，在開放操作可動台2之後，解除作用於第二工件W2的吸附力，藉此可取出已完成貼合的兩個工件W1、W2。以後，藉由重複進行上述之貼合動作，而可效率佳地進行兩個工件W1、W2之貼合。
如以上構成的貼合裝置係基於事先輸入的彎曲面資料，藉由控制手段55即時地控制齒輪電動機31之 作動狀態，並且基於事先輸入的彎曲面資料，藉由控制手段55即時地控制氣壓缸38之作動狀態。依據如此的貼合裝置，可使貼合輥4之彎曲形狀適合於貼合面P之彎曲形狀而適切地彎曲變形。又，基於輸入控制手段55的彎曲面資料來控制彎曲變形機構22及背托機構23之作動狀態，藉此，可順應貼合面P之三維平面的變化，使貼合輥4之彎曲形狀主動地適配。從而，可省略習知裝置中不可或缺之事先進行背托輥之定位而決定貼合輥之彎曲形狀的準備作業。伴隨於此，可省略準備作業所需的工序和時間，而可效率佳地進行貼合處理，比起習知的貼合裝置，還可簡化貼合裝置之整體構造，使導入成本低成本化。由於只要變更輸入控制手段55的彎曲面資料，就可多樣地變更貼合輥4之彎曲形狀，所以即便是多種少量之工件的貼合處理，仍可迅速地對應。
第12圖係顯示將彎曲變形機構22進行變化的貼合裝置之另一實施例。在此，係在左右的各操作臂25與從該操作臂25突出的操作軸19之突端之間設置復位彈簧構造61，以使貼合輥4朝向左右的操作臂25的中央位置復位移動。復位彈簧構造61係由：軸承座63、止推軸承(thrust bearing)64及壓縮線圈形之復位彈簧66所構成，該軸承座63係由螺入於操作軸19之軸端的螺帽62所阻擋支撐，該復位彈簧66係由該軸承座63所阻擋，該復位彈簧66係配置於操作臂25與裝設於止推軸承64的彈簧座圈65之間。
在貼合面P之彎曲形狀局部變化的部位，作用於貼合輥4的輥軸心方向之彎曲反作用力會變大或變小。為此，貼合輥4係因承受朝向作用於該貼合輥4的輥軸心方向之彎曲反作用力較小一側移動的方向之推力，而有往其方向滑動的傾向。然後，在貼合面P之彎曲半徑成為均一且前述之推力已解除的狀態下，貼合輥4係保持位置於滑動移動後的位置。此狀態的貼合輥4的輥軸心方向之中央位置係從左右的操作臂25之中央位置往其中某一方偏移。因此，當前述之位置偏移累積而超過界限值時，使貼合輥彎曲變形時之左右的操作臂25之力臂會產生差異，即便利用臂操作機構26使左右的操作臂25等量地擺動，亦無法使貼合輥4均等地彎曲變形。為了矯正如此的貼合輥4的輥軸心方向之位置偏移，進而消除操作軸19不必要地軸向移動，而設置復位彈簧構造61。
如前面已說明般，在貼合輥4朝向輥軸心方向位置偏移的情況下，例如貼合輥4朝向第12圖左側位置偏移的狀態下，第12圖未圖示之右側的復位彈簧66之彈力，會變得比左側的復位彈簧66之彈力大。因此，當貼合面P之彎曲半徑成為均一時，貼合輥4係朝向左右的復位彈簧66之張力成為均等的方向移動並且旋轉。伴隨於此，由於貼合輥4係在每次位置偏移時都會朝向左右的操作臂25之中央位置復位移動，所以可使貼合輥4始終適當地彎曲變形。並且，亦可確實地防止操作軸19超過界限而從軸承27脫離。
除了上述以外，臂操作機構26係可由驅動源31和兼作為傳動構造的電動缸所構成，又，可應用蝸桿齒條機構來取代滾珠螺桿30。就進退操作輥架37的構造而言，除了操作缸以外，還可應用電動缸或是可應用與臂操作機構26同等的滾珠螺桿30及驅動源31。
上述之實施例中，雖利用形成於操作臂25的長孔32來支撐螺帽體29的螺帽軸33，但不限於此。例如，可在利用操作臂25將螺帽軸33支撐成能夠往復傾動之情況下，將齒輪電動機31之基端軸支成能夠上下擺動。此情況下，可藉由齒輪電動機31上下擺動來吸收操作臂25擺動操作時的操作臂25之擺動軌跡與螺帽體29之移動軌跡的軌跡差。軸承體27亦不限於能夠軸向移動的滾珠軸承，亦可為襯套狀的軸套。

Claims (7)

  1. 一種貼合裝置，係具備：第一基台(1)；第二基台(2)，相對於該第一基台(1)在上下方向隔著預定間隔地支撐成對向狀；第一吸附台(3)，設置於該第一基台(1)，以吸附保持第一工件(W1)；第二吸附台(12)，設置於該第二基台(2)，以吸附保持第二工件(W2)；貼合輥(4)，構成為能夠沿著由該第二吸附台(2)所吸附保持的該第二工件(W2)之三維平面狀的貼合面(P)，在左右方向的貼合始端與貼合終端之間旋轉移動，將該第一工件(W1)緊壓於該第二工件(W2)之貼合面(P)以使兩者貼合；彎曲變形機構(22)，使該貼合輥(4)變換姿勢成為沿著該貼合面(P)的彎曲姿勢；背托機構(23)，為了支撐藉由該彎曲變形機構(22)彎曲變形後的該貼合輥(4)之姿勢狀態而支撐該貼合輥(4)；以及控制手段(55)，控制該彎曲變形機構(22)和該背托機構(23)之兩個機構的作動狀態；該貼合輥(4)係具備能夠彎曲變形的圓筒狀之輥體(17)及一對操作軸(19、19)，該圓筒狀之輥體(17)係設置於該貼合輥(4)的前後方向之中央部，該一對操作軸 (19、19)係固定於該輥體(17)的前後方向之兩端部；該彎曲變形機構(22)係在該貼合輥(4)的該一對操作軸(19、19)之伸展方向朝向前後之水平方向的水平姿勢與該一對操作軸(19、19)之伸展方向朝向斜下方或斜上方的傾斜姿勢之間，位移操作該一對操作軸(19、19)，且在該一對操作軸(19、19)呈傾斜姿勢時，使該貼合輥(4)彎曲變形成上突彎曲狀或內凹彎曲狀；基於事先輸入的彎曲面資料，利用該控制手段(55)來控制該彎曲變形機構(22)之作動狀態和該背托機構(23)之作動狀態，將該貼合輥(4)維持於沿著該貼合面(P)的彎曲姿勢，並且使該貼合輥(4)朝左右方向從貼合始端朝向貼合終端旋轉移動，藉此使該第一工件(W1)和該第二工件(W2)貼合。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之貼合裝置，其中，該彎曲變形機構(22)係設置於該貼合輥(4)與支撐該貼合輥(4)的輥座(20)之間；該彎曲變形機構(22)係具備左右一對之操作臂(25)、臂操作機構(26)及軸承體(27)，該左右一對之操作臂(25)係利用設置於該輥座(20)的支軸(24)支撐成能夠往復擺動，該臂操作機構(26)係對於該操作臂(25)進行往復擺動操作，該軸承體(27)係設置於該操作臂(25)之擺動基端側，將該操作軸(19)軸支成可自由旋轉且可軸向移動。
  3. 如申請專利範圍第2項所述之貼合裝置，其中，該臂操 作機構(26)係具備滾珠螺桿(30)、驅動源(31)及滾珠螺桿(30)的螺帽體(29)，該驅動源(31)係由該輥座(20)所支撐，並且旋轉驅動該滾珠螺桿(30)之螺桿軸(28)，該螺帽體(29)係在與該螺桿軸(28)嚙合的狀態下，支撐於該操作臂(25)；基於事先輸入的彎曲面資料，利用該控制手段(55)來控制該驅動源(31)之旋轉方向及旋轉量，利用該臂操作機構(26)使該貼合輥(4)沿著該貼合面(P)彎曲變形。
  4. 如申請專利範圍第3項所述之貼合裝置，其中，設置於該螺帽體(29)的該螺帽軸(33)係由形成於該操作臂(25)的長孔(32)所支撐，該螺帽體(29)係利用該操作臂(25)支撐成無法旋轉且能夠往復滑動；利用該長孔(32)來吸收該操作臂(25)擺動操作時的該操作臂(25)之擺動軌跡與該螺帽體(29)之移動軌跡的軌跡差。
  5. 如申請專利範圍第1項至第4項中任一項所述之貼合裝置，其中，該背托機構(23)係具備複數個背托輥(36)、輥架(37)及致動器(38)，該複數個背托輥(36)係抵接於該貼合輥(4)之周面的複數個部位，該輥架(37)係旋轉自如地支撐該背托輥(36)，該致動器(38)係將各該輥架(37)及該背托輥(36)朝向該貼合輥(4)緊壓操作；基於事先輸入的彎曲面資料，利用控制手段(55)來控制該致動器(38)之按壓力，利用該背托輥(36)使該貼合輥(4)沿著該貼合面(P)彎曲變形。
  6. 如申請專利範圍第1項至第5項中任一項所述之貼合裝置，其中，在該第一基台(1)之內部設置有吸附台升降構造(5)、輥升降構造(6)及輥移動構造(7)，該吸附台升降構造(5)係升降操作該第一吸附台(3)，該輥升降構造(6)係升降操作該貼合輥(4)，該輥移動構造(7)係在貼合始端與貼合終端之間移動操作該貼合輥(4)；在該貼合輥(4)利用該輥移動構造(7)朝向貼合終端移動操作之前，先使各該第一吸附台(3)利用該吸附台升降構造(5)從該貼合輥(4)之移動區域依順序地退避開，將該第一工件(W1)利用該貼合輥(4)貼合於該第二工件(W2)。
  7. 如申請專利範圍第1項至第6項中任一項所述之貼合裝置，其中，在該第一基台(1)之上面張設有支撐該第一工件(W1)的絲網(8)，該複數個第一吸附台(3)和該貼合輥(4)係配置在該絲網(8)下面側；在該第一工件(W1)利用該複數個第一吸附台(3)隔著該絲網(8)吸附保持成彎曲狀的狀態下，將該第一工件(W1)利用該貼合輥(4)緊壓於該第二工件(W2)，將該兩個工件(W1、W2)貼合。
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