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        偏光片劃線機(jī)的研制

        2014-04-01 06:22:22洪小英
        機(jī)械制造與自動(dòng)化 2014年5期
        關(guān)鍵詞:生產(chǎn)設(shè)計(jì)

        洪小英

        (四川信息職業(yè)技術(shù)學(xué)院 機(jī)電系,四川 廣元 628017)

        1 偏光片生產(chǎn)背景

        目前FPD 平板顯示行業(yè)所使用的偏光片都必須做相應(yīng)的標(biāo)識(shí)或劃線,附貼生產(chǎn)偏光片時(shí)必須嚴(yán)格按照偏光片的標(biāo)識(shí)生產(chǎn)。一旦標(biāo)識(shí)錯(cuò)誤或者生產(chǎn)時(shí)未按照WI(工作指引)文件執(zhí)行,那么顯示屏的顯示效果將會(huì)有明顯的色彩差異或者完全不正常,乃至無任何顯示。偏光片的種類繁多,有黑白型,CSTN 型,TFT 型,OLED 型等等,各類型顯示屏都有自己的偏光片設(shè)計(jì)要求,尤其是對(duì)偏光片的吸收軸,透過軸,光學(xué)補(bǔ)償膜角度有著特定的要求。目前,每個(gè)項(xiàng)目的劃線標(biāo)識(shí)方式不一致,有的項(xiàng)目采用打點(diǎn)標(biāo)識(shí),有的采用斜線標(biāo)識(shí),有的使用橫線標(biāo)識(shí),還有的使用箭頭標(biāo)識(shí);因此,附貼生產(chǎn)的方法也是不一樣。生產(chǎn)經(jīng)常因?yàn)闃?biāo)識(shí)的不一致而導(dǎo)致附貼生產(chǎn)出錯(cuò),顯示異常而返工返修,降低了生產(chǎn)的效率,增加了產(chǎn)品的成本。

        2 偏光片標(biāo)記現(xiàn)狀

        偏光片廠家通常都只生產(chǎn)大尺寸偏光片。使用廠家在使用前將大張偏光片按新的劃線標(biāo)識(shí)方法劃線,再安排裁切成小片?,F(xiàn)在的生產(chǎn)模式有兩種:1)如圖1 的手工附貼偏光片;2)如圖2 的使用半自動(dòng)貼片機(jī)的生產(chǎn)。用剛試產(chǎn)的“28 項(xiàng)目”、“35 項(xiàng)目”做過測試。在生產(chǎn)“28 項(xiàng)目”、“35 項(xiàng)目”各10 K,合計(jì)20 K 數(shù)量。附貼偏光片時(shí),嚴(yán)格按照以下的新標(biāo)準(zhǔn)。

        圖1 手工附貼偏光片

        圖2 半自動(dòng)貼片機(jī)的生產(chǎn)過程

        1)不能改變偏光片的固有屬性及對(duì)應(yīng)的設(shè)計(jì)標(biāo)準(zhǔn)。

        2)不能改變偏光片的附貼生產(chǎn)工藝及條件。

        3)新的劃線標(biāo)識(shí)方法及附貼生產(chǎn)必須易操作,且提高生產(chǎn)效率及產(chǎn)品優(yōu)良率。

        4)新的劃線標(biāo)識(shí)方法及附貼生產(chǎn)必須滿足批量生產(chǎn)的要求。

        在測試過程中,大張偏光片在切割前的劃線標(biāo)識(shí)易出錯(cuò)是最主要的問題。針對(duì)這個(gè)問題可以通過對(duì)偏光片切片組員工進(jìn)行相應(yīng)知識(shí)的培訓(xùn)及考核,讓切片組嚴(yán)格按照圖樣劃線及生產(chǎn)。為了增加切片組劃線的效率設(shè)計(jì)了劃線機(jī)。

        3 劃線機(jī)的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

        劃線機(jī)需要高效,能一次畫出多條線條,這就需要設(shè)計(jì)一款劃線機(jī),可以一次完成如圖3 的劃線效果。圖4 是劃線機(jī)的示意圖,該劃線機(jī)主要包括6 大部分結(jié)構(gòu)。偏光片的底座,偏光片的定位機(jī)構(gòu)、運(yùn)動(dòng)臂、運(yùn)動(dòng)臂支撐體、運(yùn)動(dòng)臂導(dǎo)軌以及油性筆固定裝置。其中導(dǎo)軌和偏光片的定位機(jī)構(gòu)均固定在底座上面。

        圖3 劃線效果

        圖4 劃線機(jī)示意圖

        3.1 支撐機(jī)構(gòu)

        劃線機(jī)偏光片的支撐機(jī)構(gòu),主要是有兩個(gè)作用,一是放置偏光片,二是用來支撐整個(gè)設(shè)備。可以選擇鋼板或者電木板,要求該面光滑平整。整面做支撐是不合適的,故用角鋼制造一個(gè)支撐底座,將電木板底座面板用螺釘固定在支撐底座上。

        3.2 導(dǎo)軌和偏光片定位機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

        導(dǎo)軌主要是用來限制運(yùn)動(dòng)臂的運(yùn)動(dòng)軌跡,導(dǎo)軌應(yīng)與底座有一定的距離,以便于支撐體的滑動(dòng)。故設(shè)計(jì)4 個(gè)軸承座,用螺釘安裝在底板上,用以固定導(dǎo)軌,導(dǎo)軌和軸承座采用45 鋼制造。軸承座的頂部用一顆固定螺釘限制導(dǎo)軌的位置。

        偏光片在劃線前需要準(zhǔn)確的放置在電木面板上,在劃線的時(shí)候需要準(zhǔn)確的放置偏光片。由于偏光片有一定硬度和厚度,切片前多為長方形,并且尺寸并不是完全一致,因此只需要限定偏光片相鄰的兩條直角邊,故設(shè)計(jì)了兩塊限位板,采用螺釘與底板連接,銷釘定位,分別限定前面和左側(cè)的位置。

        3.3 運(yùn)動(dòng)臂滑動(dòng)機(jī)構(gòu)的設(shè)計(jì)

        運(yùn)動(dòng)臂主要是加持油筆,帶動(dòng)油筆運(yùn)動(dòng)。運(yùn)動(dòng)臂主要有兩大運(yùn)動(dòng):1)沿著運(yùn)動(dòng)臂的導(dǎo)軌做直線運(yùn)動(dòng);2)沿著運(yùn)動(dòng)臂的固定軸心做旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。直線運(yùn)動(dòng)主要實(shí)現(xiàn)劃線的軌跡。而沿軸心的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng),主要是考慮油筆的安裝和角度。偏光片厚度僅為0.4 mm,一般是一疊一起放置,畫完一張,去除一張。運(yùn)動(dòng)臂的旋轉(zhuǎn),可以更方便地實(shí)現(xiàn)油筆的安裝和高度位置的調(diào)整。采用兩根壓縮彈簧,放置在運(yùn)動(dòng)臂墊板和運(yùn)動(dòng)臂支撐體之間。彈簧自然狀態(tài)時(shí),保持運(yùn)動(dòng)臂成水平狀態(tài),安裝油筆時(shí),壓住運(yùn)動(dòng)臂,使其可做10°~20°旋轉(zhuǎn)。

        3.4 油筆的夾持機(jī)構(gòu)設(shè)計(jì)

        要實(shí)現(xiàn)高效的劃線,偏光片是每完成一張劃線就需要取出,也就是說偏光片的豎直方向的位置是在不停地變化。油筆是通過 一個(gè)固定筆套夾持,在筆套上設(shè)計(jì)一顆緊定螺釘,以適用于不用直徑的油筆安裝。固定筆套用一個(gè)滑座連接固定在運(yùn)動(dòng)臂上,與豎直方向設(shè)計(jì)有一定的角度。在固定筆套和滑座之間設(shè)計(jì)一壓縮彈簧,利用彈簧的彈力,讓油筆在偏光片位置改變的時(shí)候,依然可以緊緊的貼住偏光片實(shí)現(xiàn)劃線。

        圖5 劃線機(jī)裝配圖

        4 總體裝配工作和效率測試結(jié)果

        圖5 為劃線機(jī)樣機(jī)的裝配圖,樣機(jī)中設(shè)計(jì)了7 組油筆夾持機(jī)構(gòu),可根據(jù)實(shí)際的需要來確定油筆的數(shù)目,運(yùn)動(dòng)臂上有刻度尺,劃線的間距可以根據(jù)實(shí)際需要來調(diào)整。調(diào)整好油筆的高度和間距,推動(dòng)浮動(dòng)手柄,使運(yùn)動(dòng)臂沿導(dǎo)軌運(yùn)動(dòng),便可以快速的劃線。此外在樣機(jī)的機(jī)箱底部留出了電機(jī)的空間,可以后續(xù)開發(fā)由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的劃線機(jī)。

        完成樣機(jī)后核算該樣機(jī)的批量生產(chǎn)成本不足1 000元。利用樣機(jī)生產(chǎn)“28 項(xiàng)目”,“35 項(xiàng)目”各10 K,合計(jì)20 K數(shù)量,測試效率比手動(dòng)劃線提高了8 倍。

        5 結(jié)語

        在追逐高效率和高品質(zhì)的今天,傳統(tǒng)的手工劃線方法已經(jīng)無法滿足市場的需求。開發(fā)一種適用于中小尺寸偏光片的劃線機(jī),具有很好的市場前景。該設(shè)備結(jié)構(gòu)簡單、成本低,具有很好的操控性能,勞動(dòng)強(qiáng)度不大,工作效率高。經(jīng)過中試生產(chǎn)得到結(jié)論,該設(shè)備具有很強(qiáng)的推廣意義。此外,該設(shè)備還可以用于其他一些需要?jiǎng)澗€標(biāo)記的場合。

        [1]高鴻錦,董友梅.《液晶與平板顯示技術(shù)》[M].北京:北京郵電大學(xué)出版社,2007.

        [2]黃子強(qiáng).《液晶顯示原理》[M](第二版).長沙:國防工業(yè)大學(xué)出版社,2008.

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