洛 春，鄒 森

(1.中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西 太原 030024；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

在線除泡機(jī)的電氣設(shè)計(jì)

洛 春1，鄒 森2

(1.中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司，山西 太原 030024；2.中國(guó)電子科技集團(tuán)公司第二研究所，山西 太原 030024)

自動(dòng)化設(shè)備隨著生產(chǎn)自動(dòng)化的發(fā)展而日趨成熟。為了不斷適應(yīng)社會(huì)化大生產(chǎn)的要求，我們研制出國(guó)內(nèi)首臺(tái)在線除泡機(jī)，用于消除OLED貼附或OCA貼合時(shí)產(chǎn)生的氣泡，該設(shè)備的誕生填補(bǔ)了國(guó)內(nèi)自動(dòng)除泡的空白，目前該設(shè)備市場(chǎng)前景廣闊，客戶好評(píng)不斷。

LCD；自動(dòng)除泡；電氣設(shè)計(jì)

LCD(Liquid Crystal Display)——液晶顯示器由于其在功耗小、畫面效果好、應(yīng)用范圍廣等多個(gè)方面的優(yōu)異表現(xiàn)[2]，再加上近年來(lái)相關(guān)技術(shù)的不斷發(fā)展成熟，已經(jīng)深入我們生活的各個(gè)方面。在現(xiàn)在工業(yè)化大生產(chǎn)的環(huán)境下，人工費(fèi)用貴，大的生產(chǎn)廠家都轉(zhuǎn)向自動(dòng)化設(shè)備，除泡機(jī)自動(dòng)化也是關(guān)鍵設(shè)備之一。而其中電氣控制部分是關(guān)鍵技術(shù)之一，其優(yōu)劣決定產(chǎn)品的品質(zhì)和性能[1]及設(shè)備節(jié)拍。

隨著近年液晶產(chǎn)業(yè)的迅猛發(fā)展，對(duì)液晶生產(chǎn)設(shè)備的要求也越來(lái)越高，而除泡設(shè)備是LCD生產(chǎn)線中后道工序的必不可少的設(shè)備，主要用于排除液晶盒玻璃與偏光片之間的殘存氣體或OCA貼合后除泡，隨著液晶技術(shù)的不斷提高，除泡機(jī)運(yùn)用更加廣泛。目前，除泡機(jī)有IN-LINE全自動(dòng)除泡設(shè)備和OFF-LINE離線除泡設(shè)備兩種大的類型。在線式除泡機(jī)根據(jù)客戶需求節(jié)拍為5.5 s，因此在線式除泡節(jié)拍更快，自動(dòng)化程度更高。

1 除泡機(jī)原理

自動(dòng)除泡機(jī)用于消除OLED貼附或OCA貼合時(shí)產(chǎn)生的氣泡，機(jī)械手從上游設(shè)備抓取玻璃，將玻璃放置到加熱臺(tái)板上，腔體充氣，玻璃加熱使貼合膠層軟化，同時(shí)玻璃表面加壓，去除貼合過程中產(chǎn)生的微小氣泡，提高貼合效果。腔體充氣加熱除泡，結(jié)束后機(jī)械手從腔體中抓取玻璃放置于下游設(shè)備傳送帶。

2 除泡機(jī)結(jié)構(gòu)

工作腔體由兩個(gè)腔體組件組成，每個(gè)腔體組件有四層。

工作流程如圖1所示。周轉(zhuǎn)機(jī)械手從上游設(shè)備周轉(zhuǎn)平臺(tái)抓取玻璃放置周轉(zhuǎn)臺(tái)上，腔體1載物托盤伸出，下料機(jī)械手先將處理好的產(chǎn)品抓取放置在下料周轉(zhuǎn)平臺(tái)上供下游設(shè)備抓取，上料機(jī)械手從周轉(zhuǎn)臺(tái)上抓取產(chǎn)品放置在載物托盤上，根據(jù)工藝參數(shù)設(shè)置，重復(fù)此動(dòng)作，直到載物托盤玻璃放置完畢。載物托盤退回腔體1鎖閉開始除泡；按照上述動(dòng)作流程8個(gè)腔體順序循環(huán)動(dòng)作，實(shí)現(xiàn)設(shè)備的自動(dòng)運(yùn)行。

圖1 除泡機(jī)結(jié)構(gòu)圖

3 控制系統(tǒng)組成

3.1 硬件設(shè)計(jì)

本著效率高，功能全的原則進(jìn)行優(yōu)化設(shè)計(jì)、合理配置，并根據(jù)實(shí)際情況與當(dāng)今自動(dòng)化控制技術(shù)的發(fā)展要求，首先選用三菱Q系列PLC，作為整個(gè)控制系統(tǒng)的核心，采用雙基板，主從控制。選用相應(yīng)伺服模塊、溫度模塊、AD模塊、I/O模塊、485模塊、CC-Link IE等。

圖2 硬件框圖

CC-Link IE模塊向CIM上報(bào)工作狀態(tài)，工藝參數(shù)等，同時(shí)接收CIM發(fā)送的指令，設(shè)備和上位機(jī)保持聯(lián)通，方便技術(shù)人員隨時(shí)了解設(shè)備狀態(tài)，方便指令下達(dá)。

伺服系統(tǒng)采用三菱L系列伺服驅(qū)動(dòng)器、伺服電機(jī)，共計(jì)22軸，主要用于物料的搬運(yùn)過程及工作托盤的運(yùn)動(dòng)，該部分決定了設(shè)備的生產(chǎn)節(jié)拍及設(shè)備穩(wěn)定性。

人機(jī)界面使用PROFACE的GP-4601T，設(shè)置和顯示相關(guān)工藝參數(shù)，機(jī)器參數(shù)，并進(jìn)行相應(yīng)的操作控制。

溫度控制采用三菱溫控模塊和熱電偶控制托盤溫度，溫控儀通過485通訊輔助監(jiān)控溫度，當(dāng)溫度過高，在報(bào)警的同時(shí)，切斷加熱主回路硬件控制，確保產(chǎn)品、設(shè)備安全。該系統(tǒng)溫度均勻性在±2 ℃之內(nèi)。

3.2 軟件設(shè)計(jì)

按照硬件電路設(shè)計(jì)，軟件設(shè)計(jì)的基本思想是：1) 機(jī)械軸邏輯控制;2) 定位數(shù)據(jù)、除泡機(jī)參數(shù)通過觸屏上報(bào)PLC;3) 除泡托盤加壓、加溫精確控制;4) 通過CC-Link將設(shè)備及產(chǎn)品信息上報(bào)CIM，同時(shí)接收CIM指令。

首先設(shè)定各軸的取料位及下料位，保存到PLC，之后設(shè)定除泡過程參數(shù)，保存到PLC。以上數(shù)據(jù)都設(shè)有多個(gè)配方，適應(yīng)不同尺寸和工藝的產(chǎn)品。

之后，如圖3所示，設(shè)備準(zhǔn)備就緒，1腔托盤伸出等待上料，當(dāng)收到前端設(shè)備可取料信號(hào)時(shí)，上料周轉(zhuǎn)X、Y軸運(yùn)動(dòng)到取料位，隨后上料周轉(zhuǎn)Z軸運(yùn)動(dòng)到取料位，取料成功后將產(chǎn)品運(yùn)送到上料平臺(tái)，這時(shí)上料X、Z運(yùn)動(dòng)到上料平臺(tái)，取料成功將產(chǎn)品運(yùn)送到托盤，如此反復(fù)直至按設(shè)定放滿托盤，托盤退回進(jìn)行除泡流程。2腔托盤伸出，繼續(xù)上料，除泡，直到8腔全部上料結(jié)束。此時(shí)1腔除泡也已結(jié)束，1腔托盤伸出，下料軸開始下料，將產(chǎn)品運(yùn)送到下料平臺(tái)后，下料周轉(zhuǎn)將產(chǎn)品取走，給下游。與此同時(shí)，1腔繼續(xù)上料，整個(gè)生產(chǎn)過程連續(xù)不間斷。在整個(gè)過程中，軸運(yùn)動(dòng)的邏輯關(guān)系相當(dāng)關(guān)鍵，否則會(huì)造成撞軸當(dāng)機(jī)。

圖3 工藝流程

4 結(jié)束語(yǔ)

本文主要就自動(dòng)除泡機(jī)的結(jié)構(gòu)和電氣設(shè)計(jì)做了詳細(xì)闡述，自動(dòng)除泡機(jī)的研制，很大程度上提高了產(chǎn)品質(zhì)量的穩(wěn)定性和一致性，并極大地降低了人力成本。目前除泡機(jī)正在向大尺寸，高節(jié)拍的方向發(fā)展，很多廠家都在向自動(dòng)化轉(zhuǎn)型，都在了解和定制適應(yīng)相應(yīng)生產(chǎn)線的自動(dòng)除泡機(jī)，因此在線除泡機(jī)在未來(lái)幾年里極具推廣價(jià)值，應(yīng)用前景非常廣闊。

[1] 季旭東.反射式液晶顯示器件的新技術(shù)[J].光電子技術(shù),2001，21(4)：259-266.

[2] 劉豹，唐萬(wàn)生.現(xiàn)代控制理論[M].第3版.北京：機(jī)械工業(yè)出版社，2011.

[3] 應(yīng)根裕，胡文波，邱勇,等.平板顯示技術(shù)[M].北京：人民郵電出版社，2003.

[4] 陳靖.自動(dòng)除泡機(jī)大尺寸腔體的設(shè)計(jì)與研究[J].2015(7):44-47.

The Electrical Design of Online Defoaming Machine

Luo Chun1, Zou Sen2

(1.FenhuaInformation-EquipmentCo.,Ltd，TaiyuanShanxi030024,China; 2.The2ndInstitute,ChinaElectronicsTechnologyGroupCompany，TaiyuanShanxi030024,China)

With the development of production automation，automation equipment is becoming more and more mature. In order to constantly adapt to the requirement of mass production, the article develops the first set of online auto defoaming machine, which is used to eliminate the OLED attached or the bubbles generated in OCA laminating. The birth of the equipment fills the gaps in domestic automatic defoaming field. At present, the equipment is with a wide prospect of market and with customer high praise.

LCD；automatic defoaming；electrical designing

2017-04-17

洛 春(1983- )，女，山西太原人，大學(xué)本科，在讀工程碩士，主要從事液晶電子專業(yè)生產(chǎn)設(shè)備的研發(fā)工作。

1674- 4578(2017)03- 0034- 02

TP23

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