TWI657901B - 膜吸附機構 - Google Patents
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Abstract
所提供的是一種膜吸附機構,其可防止膜狀構件捲曲或下垂,以達到膜狀構件的可靠吸附、交接等。本發明的膜吸附機構是一種用於加工或搬運可撓性膜狀構件的膜吸附機構。膜吸附機構包括:具有藉由吸附將膜狀構件附接於其上的功能的吸附單元;以及具有將加壓空氣吹到膜狀構件的第一表面上的功能的空氣噴嘴。吸附單元具有多個吸盤。吸附單元能夠在加壓空氣被吹到膜狀構件的第一表面上的同時,藉由吸附將膜狀構件的第二表面附接於其上。
Description
本發明係關於一種用來加工或搬運可撓性膜狀構件的膜吸附機構。更明確而言,本發明係關於一種膜吸附機構,其可防止膜狀構件捲曲或下垂,以使膜狀構件容易進行吸附、交接等等。
在包括薄膜電晶體等的習知電子堆疊體中,薄的塑膠薄膜狀構件被使用。此薄膜狀構件不應該被操作人員的手觸摸,且因此,此薄膜狀構件藉由吸附到具有吸盤等的機械手而被附接,以用於搬運、交接等。
當藉由吸附來保持薄膜狀構件的中央部時,薄膜狀構件的兩端會因為其本身的重量而下垂。已存在的問題在於,無法輕易地藉由吸附來保持這種下垂的膜狀構件,供搬運、加工等之用。為了藉由吸附來保持薄膜狀構件,需要藉由防止薄膜狀構件端部因為其本身的重量而捲曲或下垂來維持薄膜狀構件的平坦形狀。然而,尚未出現用於可靠地維持膜狀構件的平坦形狀的簡單結構。
作為有關膜的技術,已知用於從膜移除摺痕的技術(例如,參照專利文獻1)。此技術能夠藉由從對象物的上方吹出加壓空氣以及將對象物壓向工作台而使得摺痕從對象物移除。
[專利文獻1]日本專利申請公開第2013-216429號公報
然而,由於專利文獻1的技術是藉由使用加壓空氣來將對象物壓向工作台來將皺摺移除,用於從對象物移除皺摺的工作台為必須的。由此,此技術不能應用於在沒有使用工作台的狀態下來加工、或搬運膜狀構件等的膜吸附機構。因此,在用來加工或搬運可撓性膜狀構件的膜吸附機構的技術領域中,已存在被要求開發一種用於可靠的吸附、交接等的膜吸附機構,其具有簡單結構,且可藉由簡單方法來防止膜狀構件的捲曲或下垂。
本發明已被做成來解決這種習知的問題,且達到以下的目的。本發明的目的是提供一種用於膜狀構件之可靠的吸附、交接等的膜吸附機構,其可防止可撓性膜狀構件捲曲或下垂。
本發明為了達到上述目的而採用如下方式。本發明的第一實施方式為是一種用於加工或搬運可撓性膜狀構件的膜吸附機構。膜吸附機構包括:具有藉由吸附將膜狀構件附接於其上的功能的吸附單元;以及具有將加壓
空氣吹到膜狀構件的第一表面上的功能的空氣噴嘴。吸附單元具有多個吸盤。在將加壓空氣吹到膜狀構件的第一表面上的同時,吸附單元能夠將膜狀構件的第二表面吸附於其上。
本發明的第二實施方式為本發明的第一實施方式的膜吸附機構,其中,加壓空氣的動壓的分力被導向為吸盤的吸附方向和膜狀構件的平面方向。
本發明的第三實施方式為本發明的第一或第二實施方式的膜吸附機構,其進一步包括擺動驅動機構,用來當膜狀構件被從機械手交接到膜吸附機構時,使機械手在平行於膜狀構件的表面的軸線上擺動。
本發明的第四實施方式為本發明的第一到第三實施方式的任一者的膜吸附機構,其中,在檢測出吸附單元的吸附錯誤時,空氣噴嘴吹出加壓空氣。
本發明的膜吸附機構包括用來將加壓空氣吹到膜狀構件的第一表面上的空氣噴嘴、以及用於使機械手擺動的擺動驅動機構。因此,可消除膜狀構件的捲曲或下垂,且可在已消除捲曲或下垂的狀態下,藉由吸附來附接膜狀構件的第二表面。據此,可以容易且確實地以膜吸附機構的吸盤藉由吸附來保持膜狀構件。
1,2‧‧‧膜吸附機構
5‧‧‧膜狀構件
10‧‧‧膜用手
11‧‧‧吸附單元
12‧‧‧吸盤
15‧‧‧第一空氣噴嘴
16‧‧‧第二空氣噴嘴
17‧‧‧方向切換閥
20‧‧‧膜用手(機械手)
22‧‧‧吸盤
30‧‧‧擺動驅動機構
圖1示意性地說明本發明的實施方式1的膜吸附機
構;圖2是在空氣噴嘴吹出加壓空氣之前實施方式1中的膜吸附機構從圖1的方向A觀看的側視圖;圖3是在空氣噴嘴吹出加壓空氣之後實施方式1中的膜吸附機構從圖1的方向A觀看的側視圖;圖4是空氣噴嘴的部分外觀圖;圖5A至5D說明用於以實施方式2中的膜吸附機構交接膜狀構件的方法;圖6示意性地顯示設置在實施方式2中的膜吸附機構的擺動驅動機構。
以下參照圖式說明本發明的膜吸附機構的實施方式。本發明涉及用來對可撓性膜構件(例如,電致發光元件的膜狀構件、或在製程中使用的由合成樹脂所製成的膜狀構件等)5進行如貼合等加工或搬運的膜吸附機構1及2。
以下參照圖1至4說明本發明的實施方式1的膜吸附機構1。圖1示意性地說明本發明的實施方式1的膜吸附機構。圖2是在空氣噴嘴吹出加壓空氣之前實施方式1中的膜吸附機構從圖1的方向A觀看的側視圖。圖3是在空氣噴嘴吹出加壓空氣之後所觀看到的側視圖。圖
4是空氣噴嘴的部分外觀圖。
在膜吸附機構1的膜用手10(其為機械手)的下表面的邊緣部設置有多個吸附單元11。膜用手10沿著第一側設置有多個(例如,在本實施方式中為三個)吸附單元11a(11a1至11a3)。雖然未圖示,膜用手10沿著與第一側相反的一側也設置有多個(例如,在本實施方式中為三個)吸附單元。吸附單元11a的下表面設置有多個吸盤12。
膜用手10沿著與第一側垂直的第二側設置有多個(例如,在本實施方式中為四個)吸附單元11b(11b1至11b4)。雖然未圖示,膜用手10沿著與第二側相反的一側也設置有多個(例如,在本實施方式中為四個)吸附單元11b。各個吸附單元11b的下表面設置有多個吸盤12。
換句話說,膜用手10的下表面設置有被佈置成矩形狀的吸附單元11。利用藉由吸附單元11a及11b的吸盤12真空吸附來保持膜狀構件5。當膜狀構件5藉由吸附被成功地附接到被佈置成矩形的吸盤12時,膜狀構件5可被輕易地搬運或貼合。吸盤12使用能夠彈性地變形的材料來形成、其內部具有空間、並且藉由歸因於由使用真空產生裝置6所產生的吸附所建立的內部負壓之吸附以及吸盤12的下端與對象物的緊密接觸而能夠將對象物(在本實施方式中為膜狀構件)附接於吸盤12。吸盤是也被稱為真空吸盤等,並可以根據要藉由吸附而被附接
的對象物的大小、重量等從已知的吸盤中適當地被選擇出來,且因此在本實施方式中省略進行詳細的說明。
注意,吸盤12藉由真空電路8連接於真空產生裝置6。真空產生裝置6具有由真空泵、真空切換閥等所構成的習知結構,且因此在本實施方式中省略進行詳細的說明。在真空電路8中設置有作為吸附錯誤檢測單元的壓力感測器7。換言之,在膜狀構件5未正常地藉由吸附而被附接且發生吸附錯誤時,壓力感測器7感測出在真空電路8中的壓力並未下降到預定的壓力。
在某些情況下,在交接等的過程中,當例如搬運用機械手被從這種膜吸附機構的膜用手10的吸附單元11b側插入時,膜狀構件5可能不是藉由吸附被附接到所有的吸盤,而是僅被附接到位在或靠近圖1和圖2中的中央的吸附單元11b2至11b3的吸盤12,如圖1和圖2所示。在這種狀態下,膜狀構件5未藉由吸附被附接到位在圖1和圖2中的端部的吸附單元11a及11b4的吸盤,且膜狀構件5在其自身的重量下向下下垂。此狀態通常會造成在搬運、貼合等中的問題。
在本實施方式1中,設置有空氣噴嘴(第一空氣噴嘴15以及第二空氣噴嘴16),以將加壓空氣吹到膜狀構件5的一個表面(第一表面)上,以將膜狀構件5的其他表面(第二表面)的端部壓抵到吸附單元11a1、11a2、11a3、及11b的吸盤12。設置有兩對空氣噴嘴15及16,以朝向第一側和相對於第一側的第二側兩者吹出
加壓空氣。據此,可防止膜狀構件5捲曲或下垂,且可以藉由利用被佈置成矩形狀的吸附單元11的吸盤12的吸附確實地保持膜狀構件5。
第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16的角度分別被設定成能夠推壓膜狀構件5的端部,且第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16藉由螺釘18a被固定於設置在基座本體上的安裝構件18。如圖4所示,每個第一空氣噴嘴15具有矩形的吹出口部,其具有延伸長度l的一側邊,且此吹出口部具有多個(例如,本實施方式為16個)吹出口15b。吹出口15b以預定的間隔被佈置成兩列,以向從主體延伸的方向噴射空氣。另外,第一空氣噴嘴15具有用來引入周圍空氣的多個周圍空氣入口15a,且第一空氣噴嘴15被配置來從周圍空氣入口15a引入周圍空氣、以來自空氣供應源19的加壓空氣混合周圍空氣、並從吹出口15b吹出加壓空氣。每個第二空氣噴嘴16具有與第一空氣噴嘴15的形狀及結構同樣的形狀及結構,且具有吹出口15b及周圍空氣入口16a。第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16具有揭露於日本專利申請公開平10-337503號公報等的習知結構,且因此在本實施方式中省略進行詳細的說明。
藉由控制方向切換閥17的切換,第一空氣噴嘴15從吹出口15b向圖3所示的箭頭F1所指示的方向吹出加壓空氣。藉由控制方向切換閥(未圖示)的切換,第二空氣噴嘴16從吹出口(未圖示)向圖3所示的箭頭F2
所指示的方向吹出加壓空氣。加壓空氣的動壓(dynamic pressure)的分力被導向為吸盤12的吸附方向和膜狀構件5的平面方向。例如,藉由使螺線管17a激磁以切換方向切換閥17的線軸(spool)的位置,加壓空氣被吹出,且藉由使螺線管17a消磁,加壓空氣的吹出被停止。當螺線管17a被消磁時,方向切換閥17藉由彈簧17b的作用來切換線軸的位置。類似於第一空氣噴嘴15,第二空氣噴嘴16也利用未圖示的方向切換閥來控制吹出。第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16對朝向沿著相互面對兩個側邊被佈置的吸盤12的方向吹出加壓空氣。標號19表示空氣壓力源。
例如,當膜用手在膜狀構件5被堆疊的托盤(未圖示)或卡匣(未圖示)上方、或在暫時放置膜狀構件5的階台(未圖示)上方藉由吸附來保持膜狀構件5時,第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16吹出加壓空氣。膜吸附機構1將加壓空氣從第一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16吹到膜狀構件5的一個表面(第一表面)的端部上,從而將膜狀構件5的其他表面(第二表面)的端部壓抵到吸附單元11a的吸盤12。據此,可防止膜狀構件5捲曲或下垂,且可以藉由利用被佈置成矩形狀的吸附單元11的吸盤12的吸附確實地保持膜狀構件5。可以利用壓力感測器7確認膜狀構件5是否成功地藉由吸附被附接。
在膜狀構件5未正常地藉由吸附被附接且由壓力感測器7感測出吸附錯誤時,加壓空氣可再次地從第
一空氣噴嘴15和第二空氣噴嘴16被吹到膜狀構件5的一個表面上,以使膜狀構件5的其他表面(第二表面)的端部被壓抵到吸附單元11a的吸盤12並藉由吸附被附接到吸附單元11a的吸盤12。
以下參照圖5A至圖5D及圖6說明本發明的實施方式2的膜吸附機構2。注意,類似於上述的膜吸附機構1,膜吸附機構2具有一種結構,其中吸附單元11被連接於真空電路8、真空產生裝置6以及壓力感測器7等,由此省略對它們進行詳細的說明。圖5A至5D說明用於藉由實施方式2的膜吸附機構2交接膜狀構件5的方法。圖6示意性地說明設置在實施方式2的膜吸附機構中的擺動驅動機構。
當利用膜吸附機構2之當作為機械手的膜用手20的吸盤22藉由吸附來保持膜狀構件5的一個表面時,如圖5A和5B所示,膜狀構件5的兩端在其本身的重量下往下垂。因為在這些吸附單元11及膜狀構件5之間的間隙h,如圖5B所示,無法利用吸附單元11藉由吸附來在膜狀構件5的兩端保持膜狀構件5。在本實施方式中,為了解決此問題,在膜用手20設置有擺動驅動機構30。
吸附單元11被設置在中央、在一端、以及在另一端,使得兩個膜用手20被定位在吸附單元11之間。
吸附單元11用來藉由真空吸附舉起膜狀構件5。每一吸附單元11的下部係設置有吸盤12。
每一膜用手20的下表面係設置有吸盤22。在相對於圖5A至5D的觀看者側的側上,膜用手20係設置有手支撐軸部36。利用軸承部(未圖示)來支撐手支撐軸部36,以使其能夠在手支撐軸部36的轉動方向上擺動。手支撐軸部36係設置有小齒輪36a。小齒輪36a與齒條體35的齒條35a咬合。齒條體35被固定於三位置氣缸(three position cylinder)的活塞桿。三位置氣缸包括氣缸主體31、第一活塞32、第二活塞33等。三位置氣缸藉由切換方向切換閥34而能夠進行到第一位置、第二位置以及中間位置的三個位置的移動。
換言之,當第一螺線管34a被激磁時,第二活塞33的活塞桿被定位在最後方的位置(第一位置)。當第二螺線管34b被激磁時,第二活塞33的活塞桿被定位在最前方的位置(第二位置)。此外,當第一螺線管34a及第二螺線管34b被消磁時,第二活塞33的活塞桿被定位在中間位置。第二活塞33的活塞桿的往復運動經由齒條35a及小齒輪36a使得手支撐軸部36擺動。擺動驅動機構30包括三位置氣缸(31、32及33)、齒條和小齒輪機構(35a及36a)、方向切換閥34等。標號38表示空氣壓力源。
如圖5A所示,吸附單元11被朝向由膜用手20藉由吸附所保持的膜狀構件5向下移動。如圖5B所
示,膜狀構件5藉由真空吸附被附接到位在中央的吸附單元11。
當擺動驅動機構30使膜用手20的每一者在手支撐軸部36的軸線上沿著圖5A至5D中的順時針方向擺動預定的量(θ1)時,膜狀構件5在圖5A至5D中的左側被舉起並藉由真空吸附被附接到位在左側的吸附單元11(參照圖5C)。然後,當擺動驅動機構30使膜用手20的每一者在手支撐軸部36的軸線上沿著圖5A至5D中的逆時針方向擺動預定的量(例如,θ2)時,膜狀構件5在圖5A至5D中的右側被舉起並藉由真空吸附被附接到位於右側的吸附單元11(參照圖5D)。
以此方式,擺動驅動機構30使得即使在膜狀構件5的兩端均下垂的狀態下也能夠可靠地將膜狀構件5從膜用手20交接到吸附單元11。
雖然以上說明了本發明的實施方式,但是本發明當然不侷限於這些實施方式,且可在不脫離本發明的目的及精神的範圍的情況下被改變及修改。例如,只要能夠擺動機械手(膜用手),擺動驅動機構可能具有其他的結構。膜吸附機構可以具有倒轉的結構,其中,吸盤的吸附表面面向上方,以使膜狀構件的下表面可藉由吸附被附接到吸盤。本發明及本實施方式中的機械手亦表示不叫做機器人的搬運設備的手。吸盤的吸附表面可以被導向到相
對於重力方向平行或傾斜的方向。再者,當膜狀構件為金屬箔等時,膜吸附機構也可以為能夠進行磁性吸附的膜吸附機構。
Claims (6)
- 一種吸附設備,包括:膜吸附機構,用於保持具有第一表面和第二表面的可撓性膜,該膜吸附機構包括:多個吸附單元,具有多個第一吸盤;空氣噴嘴,配置來將空氣吹到該可撓性膜上;機械手,具有第二吸盤;以及擺動驅動機構,其中,該多個吸附單元係配置為在該空氣被吹到該第一表面上的同時,藉由吸附將該第二表面附接於其上,其中,該機械手位在該多個吸附單元之間,其中,該擺動驅動機構係配置來在平行於該可撓性膜的軸線上擺動該機械手,使得該多個吸附單元中位在該機械手的外側的一個能夠附接該可撓性膜。
- 一種吸附設備,包括:膜吸附機構,用於保持具有第一表面和第二表面的可撓性膜,該膜吸附機構包括:多個吸附單元,具有多個第一吸盤;第一空氣噴嘴,配置來朝向該可撓性膜的第一側吹出空氣;第二空氣噴嘴,配置來朝向相對於該可撓性膜的該第一側的第二側吹出空氣;機械手,具有第二吸盤;以及擺動驅動機構,其中,該多個吸附單元係配置為在該空氣被吹到該第一表面上的同時,藉由吸附將該第二表面附接於其上,其中,該機械手位在該多個吸附單元之間,其中,該擺動驅動機構係配置來在平行於該可撓性膜的軸線上擺動該機械手,使得該多個吸附單元中位在該機械手的外側的一個能夠附接該可撓性膜。
- 一種吸附設備,包括:膜吸附機構,用於保持可撓性膜,該膜吸附機構包括:多個吸附單元,具有多個第一吸盤;空氣噴嘴,在該膜吸附機構下方;機械手,具有第二吸盤;以及擺動驅動機構,其中,該空氣噴嘴係配置成在該多個第一吸盤將該可撓性膜保持於其下時,將空氣吹到該可撓性膜,其中,該機械手位在該多個吸附單元之間,其中,該擺動驅動機構係配置來在平行於該可撓性膜的軸線上擺動該機械手,使得該多個吸附單元中位在該機械手的外側的一個能夠附接該可撓性膜。
- 根據申請專利範圍第1至3項中的任一項之吸附設備,其中,該空氣的動壓的分力被導向為該多個第一吸盤的吸附方向和該可撓性膜的平面方向。
- 根據申請專利範圍第1至3項中的任一項之吸附設備,其中,以該多個第一吸盤中的一部分第一吸盤保持該可撓性膜,並接著藉由將空氣吹到該可撓性膜上而以該多個第一吸盤中的所有第一吸盤保持該可撓性膜。
- 根據申請專利範圍第1至3項中的任一項之吸附設備,其中,在檢測出藉由該膜吸附機構的吸附錯誤時,吹出該空氣。
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