CN106115270B - 一种气浮真空吸附搬送装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种气浮真空吸附搬送装置，该装置包括：下工作平台、上搬送工作平台、四柱台板间隙限位机构、气浮真空吸附交换搬送气动控制***；下工作平台为工艺制程设备的工作平台，配置运动结构、工艺制程功能机构以及相关机架组成工艺制程设备；上搬送工作平台为工艺制程设备上下料搬送设备的搬送工作平台，配置相关运动结构组成自动搬送移载设备；四柱台板间隙限位机构与下工作平台和上搬送工作平台连接；气浮真空吸附交换搬送气动控制***与下工作平台和上搬送工作平台连接。本发明使超薄玻璃基板类工件、超薄柔性显示基板工艺制程上下料搬送中工件无变形，大幅度提高了良品率，从而能够实现大规模、自动化生产线制造。

Description

一种气浮真空吸附搬送装置

技术领域

本发明涉及半导体微电子、平板显示及光电子技术领域，具体而言，本发明涉及一种应用于半导体微电子、平板显示及光电子技术领域的工件搬送装置。

背景技术

超薄玻璃0.1-1.5mm，极超薄玻璃＜0.1mm，超薄玻璃0.3-1.1mm通常用于液晶显示LCD玻璃基板工件、有机发光显示OLED玻璃基板工件和触摸屏等工件，极超薄玻璃和聚酯薄膜0.03-0.2mm用于柔性显示工件。2012年美国康宁公司生产出100μm可绕式屏幕玻璃，2013年德国肖特公司生产出25-100μm卷状超薄玻璃，2014年日本旭硝子公司展示了50μm超薄浮法玻璃。在超薄玻璃和极超薄玻璃生产过程中，相关的工件搬送装置起着非常重要的作用。

现有技术中，显示工件超薄玻璃0.3-1.1mm一般使用传统的滚轮支承式传送装置和机械手真空吸盘排布(局部)吸附支撑工件上下料物流搬送。然而，超薄玻璃显示基板类工件、超薄柔性显示基板工件随尺寸增大、厚度减少，即长厚比增加到一定程度，超薄玻璃和聚酯柔性薄膜显示工件使用机械手臂局部吸附支撑无法搬送平面工作台上工件上下料操作。厚度＜0.3mm的超薄玻璃和聚酯薄膜显示玻璃基板移动引起的环境气流振动导致扭转振动疲劳和弯曲振动疲劳玻璃基板破损；超薄液晶玻璃成盒制程的双面翻转分割压断液晶显示屏过程中，机械手局部吸附支撑真空吸盘搬送对有切割线的整版玻璃液晶屏产生变形应力，使切割线自由扩散直接破坏显示屏；机械手臂搬送超薄柔性薄膜显示基板，真空吸盘吸附的局部变形的扭转振动疲劳和弯曲振动疲劳导致品质损坏；滚轮传送振动导致超薄玻璃基板振动疲劳破损。目前，厚度＜0.3mm超薄玻璃基板和超薄柔性透明薄膜搬送机构，仅部分手动设备，采用衬底垫板缓慢拖附工艺搬送，使用机器人分开手指吸盘或人工单人及多人配合无法移动工件(造成工件应力破裂或皱褶损坏)，无法实现自动化生产线制造。

因此，现有技术中的超薄玻璃相关的搬送装置有待进一步改进。

发明内容

本发明的目的在于提供一种气浮真空吸附搬送装置，以解决例如上述现有技术问题。

本发明公开了一种气浮真空吸附搬送装置，该装置包括：下工作平台、上搬送工作平台、四柱台板间隙限位机构、气浮真空吸附交换搬送气动控制***；

所述下工作平台为工艺制程设备的工作平台，配置运动结构、工艺制程功能机构以及相关机架组成工艺制程设备；

所述上搬送工作平台为工艺制程设备上下料搬送设备的搬送工作平台，配置相关运动结构组成自动搬送移载设备，以将工艺制程设备的工作平台的工件真空吸附下料，并搬送到下一工序的工艺制程设备的工作平台上料；

所述四柱台板间隙限位机构与所述下工作平台和所述上搬送工作平台连接，以使所述四柱台板间隙限位机构调节所述下工作平台和所述上搬送工作平台之间的平行间隙；

所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***与所述下工作平台和所述上搬送工作平台连接，以使所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***控制所述下工作平台和所述上搬送工作平台配合工作。

本发明的气浮真空吸附搬送装置的作用原理与有益效果如下所述：

下工作平台是用于工艺制程设备的工作平台，配置运动结构、工艺制程功能机构和相关机架组成相关工艺制程设备，各个不同尺寸工件气浮真空分区用气管接头连接相关的电磁阀控制；

上搬送工作平台是工艺制程设备上下料搬送设备的搬送工作平台，配置相关运动结构组成自动搬送移载设备，将工艺制程设备的工作平台的工件真空吸附下料，搬送到下一工序的工艺制程设备的工作平台上料，各个不同尺寸工件气浮真空分区用气管接头连接相关的电磁阀控制；

四柱台板间隙限位机构可以有限控制上下工作台板平行间隙，大幅降低工作台板本身工作平面度加工难度，提供下工作台板上工件下料时，真空破坏吸附并气浮自由释放工件工艺加工产生的应力空间；以及

交换搬送气动控制***控制上下工作平台配合下工作台工件真空破坏释放，气浮释放工件应力，并配合上工作台真空吸附固定工件，上工作台移动实现两工作台下料交换搬送功能；两工作台上料交换搬送时，上工作台板携带工件移载至下工作台板上，并台板间隙限位机构限位上下工作台板间隙，下工作台气浮支撑工件，上工作台板真空破坏释放工件，在气浮中工件自由平展释放应力，气浮托举关闭，工件自由放置到下工作台板上，下工作台板真空吸附固定工件，实现下工作台板上料，移载上工作台板，实现工件上料交换搬送操作。

可选的，所述四柱台板间隙限位机构设置有不同厚度尺寸或不同形状的间隙限位块和边限位块。由此，通过更换不同厚度尺寸间隙限位块和边限位块，能够调节台板间隙适应不同厚度工件的交换搬送工艺状况，从而使本发明的气浮真空吸附搬送装置适用范围更加广泛，市场推广价值更大。

优选的，所述间隙限位块为金属材料，所述边限位块为非金属材料。由此，通过更换成组间隙限位和边限位块可以适应不同材料、厚度及尺寸工件，金属材料间隙限位刚性定位，非金属材料边限位块保护工件。

可选的，所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***由洁净气源压力调压阀、气浮压力调压阀、真空源调压阀、真空压力传感器、多路真空区控制手动阀或电磁阀、气浮真空破坏电磁阀、泄压平衡电磁阀以及限流手动阀中的至少一种构成。

由此，真空源调压阀用于超薄工件生产制程工艺调节真空吸附压力，洁净气源压力调压阀和气浮压力调压阀调节分别控制上下工作平台气浮真空破坏压力，洁净气源防止工件被污染，气浮压力调压阀更换成电气比例伺服阀，实现气浮压力参数化控制。多路真空区控制手动阀或电磁阀和气浮真空破坏电磁阀用于控制不同尺寸工件工艺制程的真空破坏、气浮和真空吸附。泄压平衡电磁阀和限流手动阀控制组成气浮压力控制和溢流平衡泄压旁路，气浮对工件提供压力支撑，用旁路流量泄压自适应控制对冲，气浮气流扰动冲击工件。真空压力传感器指示气浮压力数值参数。

可选的，所述下工作平台和所述上搬送工作平台非一一对应，可以实现多个上搬送工作平台和多个下工作平台配合实现上料下料搬送操作，上搬送工作平台搭载在机械人手臂上或运动机构上实现工件搬送装置，下工作平台可以是各个工艺制程设备的工作平台。

可选的，下工作平台由下工作台板和下台底板组成，且所述下工作台板和下台底板组成真空腔体。由此，能够更加有效地对工件进行真空吸附和气浮支撑，适用范围更加广泛。

可选的，所述下工作台板台面设置有真空小孔或微孔，能够用于不同尺寸工件的真空吸附和气浮支撑。

可选的，所述下工作平台和上搬送工作平台设置有光纤传感器和真空压力传感器。由此，光纤传感器和真空压力传感器能够感知工件在工作平台上，保证工件移载过程中操作安全。

可选的，所述泄压平衡电磁阀和限流手动阀控制组成气浮压力控制和溢流平衡泄压旁路。由此，气浮对工件提供压力支撑，用旁路流量泄压自适应控制对冲，气浮气流扰动冲击工件。

可选的，还包括电气比例伺服阀。由此，气浮压力调压阀更换成电气比例伺服阀，能够实现气浮压力参数化控制。

根据本发明的气浮真空吸附搬送装置，可以取得至少如下所述的有益效果：

1、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，可以实现超薄玻璃、极超薄玻璃和超薄柔性聚酯基板的整体工艺平台上下料搬送，例如应用在厚度＜0.3mm的超薄玻璃、极超薄玻璃工艺中，从而能够实现超薄玻璃、极超薄玻璃等的大规模、自动化生产线制造。

2、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，在超薄玻璃基板传送及工作面带有光透明薄膜电路(不允许有摩擦痕迹)的玻璃或软薄膜基板搬送时，气浮工件自由释放状态无应力，搬送交换中工件不产生摩擦和变形应力，可以防止传送中发生扭转振动疲劳破损、弯曲振动疲劳破损或光透明薄膜电路擦痕，从而大幅度提高了易碎超薄工件和防皱薄膜柔性工件成品率和良品率。

3、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，可有效解决大比例长厚比超薄玻璃显示基板类工件和超薄柔性薄膜显示基板工艺制程自动化生产制程的交接搬送工艺需求，降低工作台板本身工作平面度加工难度，大幅度提高工艺制程上限尺寸，拓宽超薄工件工艺制程下限厚度尺寸，拓展玻璃显示器件、柔性显示器件、触控显示器件的轻薄和超亮技术发展。

4、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，显著提高了易碎超薄玻璃工件、超薄薄膜工件的良品率，大幅度降低了玻璃基板工艺厚度，从而能够大规模化制造轻薄超亮液晶显示屏、超薄有机发光显示屏和柔性显示屏，并有效解决超薄玻璃显示和柔性薄膜显示工件自动化生产技术瓶颈，特别是超薄玻璃整版显示屏切割裂片自动化生产成为可能，进而显著提高了投资回报率。

5、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，本发明使超薄玻璃基板或超薄柔性薄膜基板在像素镀膜、集成电路刻蚀、涂敷定向加工、桥接电路印刷、显示屏对位贴合、触摸屏贴合、工艺制程光学电学检测、模组制程及物流传输等均有广泛应用，从而能够取得更好的综合效益。

6、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，节省了大量的搬送装置制造成本，并显著缩短了生产周期。

7、利用本发明的气浮真空吸附搬送装置，本发明搭载传统机械人或平台运动控制机构，可以迅速实现传统设备升级，从而使本发明的气浮真空吸附搬送装置具有更广阔的市场应用前景。

附图说明

图1是根据本发明一个实施例中的气浮真空吸附搬送装置的结构示意图；

图2是根据本发明又一个实施例中的气浮真空吸附搬送装置的结构示意图；

图3是根据本发明实施例中的多尺寸工件气浮真空分区结构图，该图标明了多尺寸基板搬送气浮真空孔和真空腔体和流道分布；

图4是根据本发明实施例中的气浮真空吸附交换搬送气动控制***图，该图标明了气浮真空吸附交换搬送气动控制***相关的洁净气源压力调压阀、气浮压力调压阀、气浮真空破坏电磁阀、真空源调压阀、真气区控制电磁阀、真空压力传感器、多路真空区控制手动阀或电磁阀、泄压平衡电磁阀和限流手动阀的管路配管图。

附图标记：

1-下工作台板；2-下台底板；3-上搬送台板；4-上平台底板；5-下平台限位块；6-间隙限位块；7-上平台定位座；8-边限位块；9-气管接头；10-支架；11-传感器支架；12-光纤传感器。

具体实施方式

下面通过具体的实施例，并结合附图对本发明做进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。另外，实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“卸载”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明公开了一种气浮真空吸附搬送置，根据本发明的实施例，该装置的作用原理与技术效果如下所述：

如图1～3所示，下工作平台是用于工艺制程设备的工作平台，配置运动结构、工艺制程功能机构和相关机架组成相关工艺制程设备。下工作台板1和下台底板2组成下工作平台，下工作台板1分区分隔设计不同尺寸工件的吸附小孔或安装微孔材料的真空分区，下台底板2上安装气管接头9连接各个不同尺寸工件气浮真空分区；

上搬送工作平台是工艺制程设备上下料搬送设备的搬送工作平台，配置相关运动结构组成自动搬送移载设备，将工艺制程设备的工作平台的工件真空吸附下料，搬送到下一工序的工艺制程设备的工作平台上料。上搬送台板3和上平台底板4组成上搬送工作平台，上搬送台板3分区分隔设计不同尺寸工件的吸附小孔或安装微孔材料的真空分区，上平台底板4上安装气管接头9连接各个不同尺寸工件气浮真空分区；

四柱台板间隙限位机构是控制上下工作台板平行间隙精确限位，降低工作台板本身工作平面度加工难度，提供下工作台板1上工件下上料时，真空破坏吸附并气浮自由释放工件应力空间。下平台限位块5、上平台定位座7和间隙限位块6、边限位块8组合台板间隙限位机构，通过更换不同厚度尺寸间隙限位块6、边限位块8调节台板间隙适应不同厚度工件的交换搬送工艺；

如图4所示，交换搬送气动控制***控制上下工作平台配合下工作台工件真空破坏释放，气浮释放工件应力，并配合上工作台真空吸附固定工件，上工作台移动实现两工作台下料交换搬送功能；两工作台上料交换搬送时，上工作台板携带工件移载至下工作台板上，并台板间隙限位机构限位上下工作台板间隙，下工作台气浮支撑工件，上工作台板真空破坏释放工件，工件在气浮中自由平展释放应力，气浮关闭，工件自由放置到下工作台板上，下工作台板真空吸附固定工件，实现下工作台板上料，移载上工作台板，实现工件上料交换搬送操作。分别控制上下工作平台的洁净气源压力调压阀、气浮压力调压阀、真空源调压阀、真空压力传感器、多路真空区控制手动阀或电磁阀、气浮真空破坏电磁阀、泄压平衡电磁阀和限流手动阀组成气浮真空吸附交换搬送气动控制***。多路真空区控制手动阀或电磁阀适应不同尺寸工件制程控制。泄压平衡电磁阀和限流手动阀控制组成气浮压力控制和溢流平衡泄压旁路，真空压力传感器指示气浮压力数值参数。气浮压力调压阀更换成电气比例伺服阀，实现气浮压力参数化控制。本发明实施例的气浮真空吸附交换搬送气动控制***采用SMC公司气动元件为样例，使用其它公司气动元件同样可以实现上述功能。

上下工作平台气动控制气路中真空压力传感器检测工件真空破坏释放和安全真空吸附固定操作完成。上下工作台板上分别安装的支架10、传感器支架11、光纤传感器12组成工件检测传感，上下工作平台移载工件过程中操作安全。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (8)

1.一种气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，该装置包括：下工作平台、上搬送工作平台、四柱台板间隙限位机构、气浮真空吸附交换搬送气动控制***；

所述下工作平台为工艺制程设备的工作平台，配置运动结构、工艺制程功能机构以及相关机架组成工艺制程设备，

所述下工作平台由下工作台板和下台底板组成，且所述下工作台板和下台底板组成真空腔体，

所述下工作台板台面设置有真空小孔或微孔；

所述上搬送工作平台为工艺制程设备上下料搬送设备的搬送工作平台，配置相关运动结构组成自动搬送移载设备，以将工艺制程设备的工作平台的工件真空吸附下料，并搬送到下一工序的工艺制程设备的工作平台上料；

所述四柱台板间隙限位机构与所述下工作平台和所述上搬送工作平台连接，以使所述四柱台板间隙限位机构调节所述下工作平台和所述上搬送工作平台之间的平行间隙；

所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***与所述下工作平台和所述上搬送工作平台连接，以使所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***控制所述下工作平台和所述上搬送工作平台配合工作。

2.根据权利要求1所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述四柱台板间隙限位机构设置有不同厚度尺寸或不同形状的间隙限位块和边限位块。

3.根据权利要求2所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述间隙限位块为金属材料，所述边限位块为非金属材料。

4.根据权利要求1～3中任一项所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述气浮真空吸附交换搬送气动控制***由洁净气源压力调压阀、气浮压力调压阀、真空源调压阀、真空压力传感器、多路真空区控制手动阀或电磁阀、气浮真空破坏电磁阀、泄压平衡电磁阀以及限流手动阀中的至少一种构成。

5.根据权利要求4所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述下工作平台和所述上搬送工作平台非一一对应。

6.根据权利要求1所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述下工作平台和上搬送工作平台设置有光纤传感器和真空压力传感器。

7.根据权利要求4所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，所述泄压平衡电磁阀和限流手动阀控制组成气浮压力控制和溢流平衡泄压旁路。

8.根据权利要求7所述的气浮真空吸附搬送装置，其特征在于，还包括电气比例伺服阀。