TWI465313B - 非接觸式定位平臺與定位方法 - Google Patents

Description

非接觸式定位平臺與定位方法

本發明系有關一種定位平臺與定位方法，特別是關於一種以非接觸方式定位之定位平臺與定位方法。

傳統定位一工件，例如玻璃面板，多必須使用接觸方式，例如以工具挾持方式或利用一定規以壓抵方式定位，對於不同尺寸之工件，挾持單元即必須因應不同尺寸大小，調整挾持工具與挾持施力大小，不但過程較為繁複，而且有可能造成玻璃面板局部應力，導致玻璃面板破裂或撓曲。且習知的接觸面多為硬質材料，亦容易因碰撞和定位過程中背面摩擦，造成玻璃面板損傷。一般定位方式中，也包含以面板中心或一頂點為定位點，以光學元件，配合各軸移載機構，加以定位之方式，該方法仍有機構複雜，和高成難以迅速對不同尺寸玻璃面板加以定位，和高成本之缺點。

中華民國專利第200534451號，為揭露一種基板用定位平臺，包含供裝載基板之承載台；以及配置於前述承載台複數個部位的滾珠軸承，利用上述滾珠軸承之轉動，導引上述基板，用以對上述基板定位；本號專利所揭露之發明雖然可以避免因為定規壓抵力道造成基板撓曲，但仍為接觸式之定位方式，且需要複數之滾珠軸承機構用以定位，構造上甚為複雜。

中華民國專利第200716473號，為揭露一種基板定位平臺，用以承載複數個基板於複數個基板固定區中。此基板定位平臺至少包含：複數個真空孔設置於每一個基板固定區中、環繞此些真空孔之複數個凹槽、及設置於凹槽中複數個防滑元件，用以接觸每一個基板之表面。此基板定位平臺系使用抽真空的方式來固定每一個基板，而每一個基板之一直角頂角實質對齊於每一個基板固定區的一直角角落。本號專利所揭露之發明為於定位後，固定一基板之方法，並未揭露如何以簡易方式定位一工件的方法。

中華民國專利第M252495號，揭露一種平面式三自由度微奈米定位平臺，該創作包含固定基座，固定基座上設有可活動之工作平臺，工作平臺周邊設有可放大位移量效果的線性放大件，並利用可受控改變長度的致動器抵接於線性放大件側端，帶動工作平臺位移作動，以使工作平臺做X、Y軸方向直線定位，以及θz軸方向的旋轉定位。該創作系利用接觸方式，且需複雜機械元件機構定位一工件。

本發明因此提出一非接觸式之定位平臺與方法，解決上述問題。

本發明系關於一種關於以非接觸方式定位之定位平臺與定位方法。

本發明系利用一與定位平臺表面呈一傾斜角之一氣孔吹送一氣體，與物件間產生一種氣浮效應，以支撐與輸送一玻璃面板，並以一定位銷與感測器對上述玻璃面板進行 靠位和檢知，達到精密定位功能。本發明所揭露之非接觸式定位平臺可以避免因利用接觸式定位工具，例如夾持，致使該玻璃面板局部產生一局部應力，以及因面板底面與接觸平臺產生位移磨擦，而使該玻璃面板變形、或碎裂或刮傷之危險。

本發明系以一精簡與低成本之結構與方式，利用平臺側邊之定位銷、感測器與由氣孔內噴出之氣體流，對不同尺寸大小之玻璃面板定位。

本發明揭露一種非接觸式定位平臺，至少包含一平臺，其中上述平臺上平面以一與上述上平面以非垂直角度分佈，有導角之孔洞，與一氣體通道保持氣體連通；一定位銷，設置於上述平臺上平面，用以定位一玻璃面板；一氣體供應單元，與上述氣體通道保持氣體連通，用以輸送一氣體；與一感測器，用以感應上述玻璃面板位置。

本發明揭露一種以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件，例如玻璃面板之方法，至少包含放置一玻璃面板於一平臺上；一氣體流自上述平臺上一氣孔吹出，透過分佈於平臺上的氣流，使上述玻璃面板浮起於平臺上，，以撐持上述玻璃面板，其中上述氣孔與上述平臺上平面間呈一非垂直角度，以便於形成一定方向之浮動力量；上述玻璃面板于利用一設置於上述平面上平面之定位銷定位後，關閉上述氣體流。

本發明所揭露之非接觸式定位平臺，包含一平臺，其 中該平臺上平面包含以一與該上平面以非垂直角度分佈，有導角之一氣孔，與一氣體通道保持氣體連通；一定位銷，設置於該平臺上平面，用以定位一工件；一氣體供應單元，與該氣體通道保持氣體連通，用以輸送一氣體；與一感測器，設置於該平臺上平面，用以感應該工件位置。

參照第一圖，顯示上述定位平臺1中之一平臺10、一定位銷20、一升降結構30、一第一感測器40a與一第二感測器40b。

參照第一圖，顯示上述平臺10包含一上層平臺10a與一下層平臺10b，構成上述矩形平臺。其中上述上層平臺10a側面有數個進氣孔11，用於撐持一工件，以下以玻璃面板代表。如第二圖所顯示，上述平臺10之上平面包含一氣孔12a與一支撐杆孔洞12b。其中上述氣孔12a為由上層平臺10a表面以一與上平面呈非垂直之傾斜角，向內凹入，並以一定間距形成於上層平臺10a上；上述上層平臺10a內部尚有數條氣體流道(未繪出)，連通上述進氣孔11及上述氣孔12a，以形成一氣體連通道，使上述進氣孔11與上述氣孔12a保持氣體連通關係。於另一具體實施例中，上述氣孔12a之分佈系配合上述氣孔12a之傾斜角度，使一氣體自上述氣體連通道由氣孔12a吹出時，可使一由上述吹氣撐持之玻璃面板，受到上述吹氣平均支撐，而不會於玻璃面板和底下定位平臺間產生摩擦力，並使上述玻璃面板以一傾斜角，往上述平臺10一定位銷之方向移動。

上述支撐杆孔洞12b為垂直貫穿上述矩形平臺10，以 容納一升降杆31。於一具體實施例中，該支撐杆孔洞12b之排列為使該升降杆31舉托一玻璃面板自平臺10升起時，不會於上述玻璃面板一部產生局部應力、使上述玻璃面板自上述支撐杆滑落，或因玻璃面板與平臺10接觸，產生位移磨擦。上層平臺10a更包含數定位銷20，設置於上述上層平臺10a周邊，用於定位上述玻璃面板。於另一具體實施例中，上述定位銷20材質為緩衝材質。

參照第一圖，上述定位平臺1更包含一氣體供應單元(未繪出)，用以供應一氣體流；上述氣體供應單元與進氣孔11互相連接，以與上述上層平臺10a內由進氣孔11、氣體流道(未繪出)與氣孔12a構成之一氣體連通道，保持氣體連通關係，使上述氣體供應單元所供應之氣體流由上述氣孔12a吹出。於一具體實施例中，上述氣體供應單元，可根據一由自上述平臺10吹出氣體流所撐持之玻璃面板尺寸，調整正壓氣體之壓力。於一具體實施例中，上述氣體供應單元系根據輸入之玻璃面板尺寸型號，利用預設參數，自動調整正壓氣體之壓力。

參照第三圖，上述定位平臺1尚包含一支撐杆升降結構30；上述升降結構包含一支撐杆31、一支撐結構32與一舉升單元33，其中上述升降杆31為垂直設置於上述支撐結構32，並與平臺10之支撐杆孔洞12b(顯示於第一圖)對準；上述支撐結構32接設於舉升單元33，以利用上述舉升單元33使設置於上述支撐結構32上之升降杆31於上述支撐杆孔洞12b(顯示於第一圖)中升降。於一具體實施例中，上述舉升單元33為一氣缸。於另一具體實施例中，上述支撐結構32為利用一L型支撐結構34固定於上述舉升單元33。於另一具體實施例中，上述舉升單元33可以調整上述支撐杆升降結構30之升降速度。於一具體實施例中，上述舉升單元33系根據所輸入之玻璃面板尺寸型號，依預設參數，自動調整上述支撐杆升降結構30之升降。

參照第一圖，一第一感測器40a與一第二感測器40b設置於上述平臺10上平面，其中第一感測器40a為用於感測一位於上述第一感測器40a上方玻璃面板之二維空間位置，第二感測器40b則用於感測上述第二感測器40b上方是否存在一玻璃面板，以判斷上述上層平臺10a之上平面是否存在一玻璃面板。於一具體實施例中，系設置兩具第一感測器40a於平臺10，其中一具設置於上述平臺10用以撐持玻璃面板之平面第一側之附近，用以偵測上述玻璃面板於上述第一側之位置，另一具為設置於上述平臺10用以撐持玻璃面板之平面上，與上述第一側正交之第二側附近，用於偵測上述工件於上述第二側之位置，因此上述兩第一感側器40a可用於定位上述平臺10所撐持之玻璃面板的二維位置。第二感側器40b則設置於上述平臺10用以撐持玻璃面板之平面上一頂角附近，用以偵測上述平面上是否有玻璃面板存在。

本發明亦揭露一種以非接觸方式，於一工作平臺定位一工件之方法。參照第一至三圖，一玻璃面板置放於平臺10後，以氣體供應單元，供應一氣體流，其中上述氣體流由平臺10上之氣孔12a吹出之壓力，為根據上述玻璃面板尺寸，型號調整。於另一具體實施例中，第二感測器40b感測一玻璃面板存在時，啟動上述氣體供應單元供應一氣體流。

因上述氣孔12a與平臺10呈一與平臺上平面非呈垂直之傾斜角，上述正壓氣體流由上述氣孔12a吹出時，放置於上述平臺10之玻璃面板會以一傾斜角浮起，並向平臺10之一頂點方向滑動。平臺10第一側邊以及與該第一側邊正交之第二側邊上更各設置有一具第一感應器40a，用以感應上述玻璃面板一側邊是否與平臺10各該側邊之定位銷20接觸。當兩具第一感應器40a均感應到玻璃面板之側邊已經與各該對應之平臺10對應側邊之定位銷20相接觸，第一感應器40a發出一訊號使氣體供應單元停止供應氣體，因此上述玻璃面板即落於平臺10之撐持平面上一特定位置。於另一具體實施例中，上述氣體供應單元關閉氣體流供應之速率可調整，以使上述玻璃面板能以和緩方式落於平臺10之撐持平面之一特定位置。于上述玻璃面板落於平臺10上後，複數支撐杆31以一支撐杆升降結構30控制自平臺10之支撐杆孔洞12b伸出，以舉升該經定位之玻璃面板至特定高度，之後一托持件伸入上述玻璃面板下方，以將上述玻璃面板自上述平臺10搬離。

因此以本發明所揭露之非接觸式定位平臺與以非接觸方式，上述定位平臺定位一玻璃面板之方法，可以避免因利用接觸式定位工具，例如夾持，致使該玻璃面板局部產 生一局部應力，而使該玻璃面板變形或碎裂之危險，也可避免因玻璃面板與接觸平臺產生位移磨擦，而使該玻璃面板變形、或碎裂或刮傷之危險。利用本發明亦可以簡易之結構與方式，利用平臺側邊之定位銷、感測器與吹氣機構，於定位平臺上對不同尺寸大小之玻璃面板定位，不需如習知技藝需利用複雜之夾持結構定位一玻璃面板之位置。

本發明以較佳實施例說明如上，然其並非用以限定本發明所主張之專利權利範圍。其專利保護範圍當視後附之申請專利範圍及其等同領域而定。凡熟悉此領域之技藝者，在不脫離本專利精神或範圍內，所作之更動或潤飾，均屬於本發明所揭示精神下所完成之等效改變或設計，且應包含在下述之申請專利範圍內。

1‧‧‧定位平臺

10‧‧‧平臺

10a‧‧‧上層平臺

10b‧‧‧下層平臺

11‧‧‧進氣孔

12a‧‧‧吹氣孔洞

12b‧‧‧支撐杆孔洞

20‧‧‧定位銷

30‧‧‧升降結構

31‧‧‧支撐杆

32‧‧‧支撐結構

33‧‧‧舉升單元

34‧‧‧L型支撐結構

40a‧‧‧第一感測器

40b‧‧‧第二感測器

第一圖系為關於本發明之定位平臺之上方立體示意圖。

第二圖系為另一關於本發明之定位平臺之另一立體示意圖。

第三圖系為一關於本發明之定位平臺下部之側視圖。

1．．．定位平臺

10．．．平臺

10a．．．上層平臺

10b．．．下層平臺

11．．．進氣孔

12a．．．吹氣孔洞

20．．．定位銷

31．．．支撐杆

40a．．．第一感測器

40b．．．第二感測器

Claims (18)

1. 一種非接觸式定位平臺，至少包含：一平臺，其中該平臺上平面包含以非垂直角度分佈之一氣孔，與一氣體通道保持氣體連通；一支撐杆升降結構，其包含一支撐杆，用以支撐和升降一工件；一定位銷，設置於該平臺上平面，用以定位該工件，其中該定位銷為緩衝材質，且不位於該支撐杆升降結構上；一氣體供應單元，與該氣體通道保持氣體連通，用以輸送一氣體；至少一吹氣孔洞，其連接該氣體供應單元，且其每一朝一前進方向傾斜，以噴出該氣體使該工件浮起並前進；與一感測器，設置於該平臺上平面，用以感應該工件位置。
2. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該平臺上平面更包含以與該上平面呈垂直之角度，貫通該平臺之一支撐杆孔洞。
3. 如請求項2之非接觸式定位平臺，其中該支撐杆伸入該支撐杆孔洞。
4. 如請求項3之非接觸式定位平臺，其中該支撐杆升降結構，根據對應一輸入之預設參數值，調整該支撐杆升降速率。
5. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該感測器，用以偵測該平臺是否存在一工件。
6. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該感測器，用以偵測上述工件一側邊與上述平臺各該側邊之該定位銷接觸狀態。
7. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該氣體供應單元可調整該氣體之流速。
8. 如請求項7之非接觸式定位平臺，其中該氣體供應單元根據對應一輸入之預設參數值，調整該氣體之流速。
9. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該工件為玻璃面板。
10. 如請求項1之非接觸式定位平臺，其中該氣孔具有導角。
11. 一種以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法， 其特徵在於至少包含：將一工件放置於一平臺上；將一氣體流自該平臺上氣孔吹出，以該氣體流撐持該工件，其中該氣孔與該平臺上平面間呈一非垂直角度，且該氣孔朝一前進方向傾斜，以噴出該氣體流使該工件浮起並前進；及該工件利用一設置於該平面上平面之一定位銷與一感測器定位後，關閉該氣體流，其中該定位銷為緩衝材質，且不位於一支撐杆升降結構上。
12. 如請求項11之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中更包含利用該支撐杆結構，升降該工件。
13. 如請求項12之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中該支撐杆升降結構升降速率，係根據對應一輸入之預設參數值決定。
14. 如請求項11之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中更包含以一感測器，偵測該平臺是否存在一工件。
15. 如請求項11之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中該感測器，用以偵測上述工件一側邊與上述平臺各該側邊之該定位銷接觸狀態。
16. 如請求項11之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中該氣體流速可調整。
17. 如請求項16之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中為輸入一預設參數值至一氣體供應單元，進行該氣體流速調整。
18. 如請求項11之以非接觸方式，於一定位平臺定位一工件之方法，其中該工件為玻璃面板。