CN101306521A

CN101306521A - 固定装置及其控制方法

Info

Publication number: CN101306521A
Application number: CNA2007101078554A
Authority: CN
Inventors: 陈健宏; 郑振兴
Original assignee: ICF Technology Co Ltd
Current assignee: Hongfujin Precision Industry Shenzhen Co Ltd; Hon Hai Precision Industry Co Ltd
Priority date: 2007-05-17
Filing date: 2007-05-17
Publication date: 2008-11-19
Anticipated expiration: 2027-05-17
Also published as: CN100581744C

Abstract

本发明涉及一种固定装置，其包括：一个支撑板，其用以支撑基板；多个夹具，所述多个夹具分别包括一个电线圈；一个第一控制单元，其电连接于所述电线圈，所述第一控制单元包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制(PWM)控制器通过编程而控制所述多个夹具的夹持力的大小；一个第二控制单元，其用于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置。另外，本发明还涉及一种采用上述固定装置的固定装置控制方法。所述固定装置及其控制方法通过设置一第一控制单元及第二控制单元来调节夹持力及检测夹持是否到达预定位置，不仅节省了成本，降低了功耗，也减少了基板破裂的事故。

Description

固定装置及其控制方法

技术领域

本发明涉及一种固定装置及其控制方法，特别是一种用于夹持平面显示器基板的固定装置及其控制方法。

背景技术

在一般的平面显示器制造过程中，目前多采用气动元件，如气缸等作为固定装置来对玻璃基板进行夹持与定位。

然而，采用气动元件作为固定装置存在以下缺陷：

首先，对固定装置的夹持力进行调节时需要更换弹簧并调节气压阀的压力，这无形中增加了人力成本；另外，采用气动元件作为固定装置无法侦测夹持是否到达预定位置，稍不小心就会压碎玻璃基板。

本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可方便调节夹持力的固定装置，另外，该固定装置还可精确检测夹持是否到达预定位置。

发明内容

下面将以实施例说明一种固定装置及其控制方法，其可方便调节夹持力并精确检测夹持是否到达预定位置。

一种固定装置，所述固定装置包括：一个支撑板，其用以支撑基板；多个夹具，其分别包括一个永磁铁、多个抵片、一个电线圈及一个铁芯；所述永磁铁与所述电线圈相对设置，所述铁芯设置于所述电线圈中心的延伸方向上且该铁芯与所述多个抵片保持同步运动；所述电线圈通电后，所述铁芯及所述多个抵片受所述电线圈所产生的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯移动并穿过所述电线圈的中心时，将使所述电线圈产生反相电动势；所述永磁铁在所述多个抵片移动到确定位置后将所述多个抵片吸附；一个第一控制单元，其电连接于所述电线圈，所述第一控制单元包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制(PWM)控制器通过编程而控制所述多个夹具的夹持力的大小；一个第二控制单元，其用于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置。

以及，一种采用上述固定装置的固定装置控制方法，其包括以下步骤：所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出一列正向脉冲信号控制所述电线圈驱动所述铁芯穿向所述电线圈，同时由与所述铁芯相连的固定块带动所述多个抵片朝接近所述永磁铁的方向运动；所述抵片运动至预定位置，所述永磁铁将所述夹具的多个抵片吸附；所述铁芯停止运动，所述电线圈产生一个可被检测的反相电动势；所述第二控制单元检测所述可被检测的反相电动势，并控制所述电线圈断电。

相对于现有技术，所述固定装置及其控制方法，其通过设置一个第一控制单元来可调节地控制所述多个夹具的夹持力的大小，同时通过设置一个第二控制单元来检测所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置，并在检测到夹持到达预定位置时断电而由所述永磁铁对所述基板进行夹持，其不仅节约了利用人力对所述多个夹具的夹持力进行调节的成本，也降低了功耗，减少了基板破裂的事故。

附图说明

图1是本发明实施例提供的固定装置的立体结构示意图。

图2是图1提供的固定装置的俯视示意图。

图3是图1提供的固定装置的夹具的结构示意图。

图4(a)及图4(b)是图1提供的固定装置的输出脉冲示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。

请参阅图1至图3，本发明实施例提供的固定装置10，其包括一个支撑板11、多个夹具12、一个第一控制单元13及一个第二控制单元14。

所述支撑板11用以支撑基板20，其上表面110之边缘部设置有定位销15，如第一定位销151及第二定位销152。

所述多个夹具12分别包括一个永磁铁121、多个抵片122、一个电线圈123及一个铁芯127。所述永磁铁121与所述电线圈123相对设置，所述铁芯127设置于该电线圈123中心的延伸方向上且该铁芯127与所述多个抵片122保持同步运动。所述电线圈123通电后，所述铁芯127及所述多个抵片122受所述电线圈123所产生的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯127移动并穿过所述电线圈123的中心时，将使所述电线圈123产生反相电动势。所述永磁铁121在所述多个抵片122移动到确定位置后将所述多个抵片122吸附。当然，可以理解的是，所述永磁铁121的磁力应该相对较弱，以免所述多个抵片122在未移动到确定位置前，该永磁铁121直接吸附所述多个抵片122，并由于惯性作用而使所述多个抵片122撞击所述基板20，导致基板20破碎。另外，所述多个夹具12还进一步分别包括一个固定块124、多条导轨125及一个阻挡块126；所述多个抵片122及所述铁芯127固连于所述固定块124上，所述固定块124线性滑动在所述多条导轨125上并带动所述多个抵片122及所述铁芯127沿一定方向移动，所述阻挡块126固连于所述多条导轨125的边缘以防止所述固定块124滑出所述多条导轨125。

所述支撑板11上表面110上的第一定位销151及第二定位销152，以及所述多个夹具12可将基板20固定于所述支撑板11上。

所述支撑板11上设置有对应于所述多个夹具12的多个通孔16，其用于容纳所述多个夹具12。所述多个抵片122分别包括有一个圆柱体1221，当所述多个抵片122夹持住所述基板20时，所述圆柱体1221的外圆周面1222与基板20的外边缘21保持线接触。可以理解的是，为了增加所述圆柱体1221的外圆周面1222与基板20的外边缘21的摩擦力，该外圆周面1222可以采用橡胶包覆。

所述第一控制单元电连接于所述电线圈13，其包括一个脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation，PWM)控制器(图未示)，所述PWM控制器通过编程可控制所述多个夹具12的夹持力的大小，也即所述电线圈123吸取所述多个抵片122的力的大小。

所述第二控制单元14用于根据检测所述电线圈123上产生的反相电动势而判断所述多个夹具12夹持所述基板20是否到达预定位置。其包括一个采样信号发射器(图未示)、一个采样信号接收器(图未示)及一个开关控制器(图未示)。

另外，为防止所述电线圈123通电时产生的热量向基板20扩散，所述固定装置10还进一步包括一个隔热层17，其设置于所述支撑板11远离所述基板20的一侧并接近于所述电线圈123。

请参阅图1至图4，本发明实施例提供的固定装置10的控制方法包括以下步骤：

所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出一列正向脉冲信号控制所述电线圈123驱动所述铁芯127穿向所述电线圈123，同时由与所述铁芯127相连的固定块124带动所述多个抵片122朝接近所述永磁铁121的方向运动。具体地，如图4(a)所示，在T时间段内，所述PWM控制器输出一列周期为t的正向脉冲信号控制所述电线圈123，在每一周期t的t1阶段，所述PWM控制输出该正向脉冲信号，在每一周期t的t2阶段，所述PWM输出脉冲信号为零，由于时断时续的脉冲信号通在所述电线圈123上，根据法拉第电磁感应电律，所述脉冲信号将在所述电线圈123的内部及周围产生一个正向磁场，该正向磁场可使所述铁芯127磁化，并使所述铁芯127受该正向磁场的磁力的作用而穿向所述电线圈123；同时，由于所述铁芯127及所述多个抵片122均固连在所述固定块124上，所以所述多个抵片122也在所述固定块124的带动下，沿着所述多条导轨125朝接近所述永磁铁121的方向运动。另外，优选的，所述铁芯127可选用具有磁记忆效应的铁磁材料，从而可使所述铁芯127在所述正向磁场对其进行磁化后的某个时间段内，仍然能够保持其被所述正向磁场磁化时的磁性。

当然，可以理解的是，上述过程仅限于所述多个抵片122接触到所述基板20时，所述永磁铁121即同时将该多个抵片122吸附的情况，在实际应用过程中，还有可能是这样的情况，即，所述多个抵片122先运动至与所述基板20接触，此时，所述多个抵片122距离所述永磁铁121还比较远，所以，所述多个抵片122还需进一步朝所述永磁铁121的方向运动并最终被所述永磁铁121吸附，在该过程中，所述多个抵片122一边还需推着所述基板20运动。该种情况下所述PWM输出脉冲如4(b)所示，可分为两个时间段加以分析。在T1时间段内，所述PWM控制器同样控制输出一列周期为t的正向脉冲信号作用于所述电线圈123上，该时间段T1内所述PWM输出的脉冲信号与图4(a)相同，且该T1时间段对应着所述多个抵片122先运动至与所述基板20接触的阶段。相应地，在所述多个抵片122进一步朝永磁铁121的方向运动并最终被所述永磁铁121吸附的过程中，也即T2时间段内，由图4(b)可以看出，此时PWM输出的正向脉冲信号虽然周期还为t，但每一周期t内PWM输出的正向脉冲的时间t3却比t1要大，这是因为在该时间段T2内，所述电线圈123不仅要提供所述多个抵片122运动的力，同时还要提供所述多个抵片122推动所述基板20运动的力。同样地，在每一周期t的t4阶段，所述PWM输出脉冲信号为零，也即所述PWM控制所述电线圈123断电。由上述可知，通过对PWM的编程控制可实现对夹持过程中各个不同的夹持点的夹持力的控制。

所述抵片122运动至预定位置，即所述永磁铁121将所述夹具12的多个抵片122吸附。当所述多个抵片122在所述正向磁力的作用下运动并将所述基板20推至与所述第一定位销151或所述第二定位销152接触时，所述基板20在所述第一定位销151或所述第二定位销152的阻挡作用下，将不能进一步运动，也即所述多个抵片122已经运动至预定位置，此时，所述永磁铁121产生的磁力将所述多个抵片122吸附。需要注意的是，此时，所述永磁铁121与所述多个抵片122并不一定需要彼此保持接触。

所述铁芯127停止运动，所述电线圈123产生一个可被检测的反相电动势(Back-EMF)。具体地，当所述铁芯127在所述固定块124的带动下穿向所述电线圈123时，由上述可知，由于所述铁芯127已被所述电线圈123磁化，故该电线圈123可相应产生一个磁场，该磁场将由于所述铁芯127与所述电线圈123的位置变化而在所述电线圈123上产生变化的磁通，并由于电磁感应作用，使所述电线圈123产生一个感应电动势。根据楞次定律，感应电流的磁场总要阻碍引起感应电流的磁通的变化，可判断此感应电动势与PWM控制器输出的正向脉冲信号方向相反，也即其为一个反相电动势(Back-EMF)。由上述分析可知，所述多个抵片122运动至所述预定位置时，所述铁芯127也将瞬间停止运动，从而使所述电线圈123产生的反相电动势瞬间降低并达到某个可被检测的值。

所述第二控制单元14检测所述可被检测的反相电动势，并控制所述电线圈123断电。具体地，在图4(a)的每一周期t的t2时间内或图4(b)的每一周期t的t4时间内，所述第二控制单元14的采样信号发射器发射采样信号以检测所述电线圈123是否产生一个可被检测的反相电动势，并在检测到该反相电动势时发射一个反馈信号给所述采样信号接收器，同时由所述开关控制器控制所述电线圈123断电。由上述可知，所述铁芯127停止运动时，所述电线圈123将产生一个可被检测的反相电动势，相应地，此时所述第二控制单元14检测该反相电动势，同时控制所述电线圈123断电。由于此时所述永磁铁121已将所述多个抵片122吸附住，并且所述多个抵片122也已夹持住所述基板20，所以，在不给所述电线圈123通电的情况下，所述基板20也能由所述永磁铁121产生的磁力将基板20固持住。

当然，可以理解的是，当需要将所述多个夹具12从所述基板20上松开时，可以通过所述PWM控制器控制输出一列反向脉冲信号控制所述电线圈123，使所述电线圈123对所述铁芯127施加一个反向推力推动所述多个抵片122与所述永磁铁121分离。具体地，由上述可知，所述铁芯127已被所述正向磁场磁化并产生一相应的磁性，且该铁芯127是具有磁记忆效应的铁磁材料，所以，当所述电线圈123通与反向脉冲信号时，该反向脉冲信号产生的磁场方向将与所述铁芯127产生的磁场方向相斥，从而使该电线圈123对所述铁芯127施加一个反向推力推动所述多个抵片122与所述永磁铁121分离。

另外，所述固定装置10还可进一步包括一个时序控制器18，其可用于控制所述多个夹具12夹持所述基板20的时间及顺序。

本发明实施例提供的固定装置10及其控制方法，其通过设置一个第一控制单元13来可调节地控制所述多个夹具12的夹持力的大小，同时通过设置一个第二控制单元来检测所述多个夹具12夹持所述基板20是否到达预定位置，并在检测到夹持到达预定位置时断电而由永磁铁121对基板20进行夹持，其不仅节约了利用人力对所述多个夹具12的夹持力进行调节的成本，也降低了功耗，减少了基板20破裂的事故。

可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本发明的技术构思做出其它各种对应的改变与变形，而所有这些改变与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。

Claims

1.一种固定装置，所述固定装置包括：

一个支撑板，其用以支撑基板；

多个夹具，其分别包括一个永磁铁、多个抵片、一个电线圈及一个铁芯；所述永磁铁与所述电线圈相对设置，所述铁芯设置于所述电线圈中心的延伸方向上且该铁芯与所述多个抵片保持同步运动；所述电线圈通电后，所述铁芯及所述多个抵片受所述电线圈所产生的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯移动并穿过所述电线圈的中心时，将使所述电线圈产生反相电动势；所述永磁铁在所述多个抵片移动到确定位置后将所述多个抵片吸附；

一个第一控制单元，其电连接于所述电线圈，所述第一控制单元包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制(PWM)控制器通过编程而控制所述多个夹具的夹持力的大小；

一个第二控制单元，其用于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置。

2.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述多个夹具进一步分别包括一个固定块、多条导轨及一个阻挡块；所述多个抵片及所述铁芯固连于所述固定块上，所述固定块线性滑动在所述多条导轨上并带动所述多个抵片及所述铁芯沿一定方向移动。

3.如权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述多个夹具进一步分别包括一个阻挡块，所述阻挡块固连于所述多条导轨的边缘以防止所述固定块滑出所述多条导轨。

4.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述第二控制单元包括一个采样信号发射器、一个采样信号接收器及一个开关控制器；所述采样信号发射器于所述脉冲宽度调制控制器发射脉冲的时间间隔内发射采样信号以检测所述电线圈是否产生一个可被检测的反相电动势，并在检测到该反相电动势时发射一个反馈信号给所述采样信号接收器，同时由所述开关控制器控制所述电线圈断电。

5.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述支撑板上表面之边缘部设置有定位销，所述定位销与所述多个夹具将基板固定于所述支撑板上。

6.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述支撑板的上表面设置有对应于所述多个夹具的多个通孔，其用于容纳所述多个夹具。

7.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置还包括一个隔热层，其设置于所述支撑板远离基板的一侧并接近于所述电线圈，以防止所述电线圈通电时产生的热量向基板扩散。

8.如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置还包括一个时序控制器，其用于控制所述多个夹具夹持所述基板的时间及顺序。

9.一种采用如权利要求1所述的固定装置的固定装置控制方法，其包括步骤：

所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出一列正向脉冲信号控制所述电线圈驱动所述铁芯穿向所述电线圈，同时由与所述铁芯相连的固定块带动所述多个抵片朝接近所述永磁铁的方向运动；

所述抵片运动至预定位置，所述永磁铁将所述夹具的多个抵片吸附；所述铁芯停止运动，所述电线圈产生一个可被检测的反相电动势；

所述第二控制单元检测所述可被检测的反相电动势，并控制所述电线圈断电。

10.如权利要求9所述的固定装置控制方法，进一步包括步骤：

所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出一列反向脉冲信号控制所述电线圈对所述铁芯产生一个反向推力并由该反向推力推动所述抵片与所述永磁铁分离。