液晶面板組裝工藝研究與設計

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摘要：針對液晶面板生產客戶的實際需求，研究了液晶面板在組裝生產過程中各個工序的自動化實現方法，設計了液晶面板組裝機，實現了液晶面板的各個工序全自動生產。實踐表明，該設備的研發成功滿足了客戶實現自動化生產的需求，有效提高了現場的生產效率，大大減少了人工成本，得到客戶現場的一致好評。

關鍵詞：液晶面板;組裝;PLC

1研究背景

液晶面板決定了液晶顯示器亮度、對比度、色彩、可視角度的材料，液晶面板價格走勢直接影響到液晶顯示器的價格，液晶面板質量、技術的好壞關系到液晶顯示器整體性能的高低[1]。目前，客戶現場沒有全自動設備，組裝生產線主要由一些手動機臺、單機機臺、半自動機臺拼湊而成，自動化水平較低，精度較差，成品合格率較低。因此，主要研究了液晶面板在組裝生產過程中各個工序的自動化實現方法，設計了液晶面板組裝機，實現了液晶面板的各個工序全自動生產。

2工藝流程

本設備主要分為上料單元、清潔單元、OCA光學膠貼附單元、RealTape背膠貼附單元。設備大體流程如下：由上料機將液晶玻璃基板通過視覺對位精準的放置在清潔平臺上，清潔單元通過酒精噴灑與無塵布擦拭機構，將玻璃基板表面清潔干凈；通過搬運機械手將清潔好的玻璃基板搬運到OCA光學膠貼附平臺；在光學膠貼附平臺上經過視覺對位后，通過貼片頭機構將基板與光學膠貼合在一起（精度誤差±0.1mm）。貼合完成后，通過翻轉機械手將玻璃基板反面朝上放置在RealTape貼附平臺，在經過視覺光學對位后，將RealTape背膠與基板反面貼合在一起。整機工藝流程如圖1所示。該單元主要由功能是將玻璃基板通過皮帶傳輸到上料視覺對位相機下方，通過視覺對位，將玻璃基板準確的放置在清潔平臺上，在清潔平臺掃碼后，傳送掃清潔工位。機構如圖2所示。該單元主要由功能是將玻璃基板徹底的清洗，去除基板表面的臟污、殘膠等異物，使OCA光學膠與玻璃基板貼合完成后，中間沒有雜質，保證屏幕的潔凈度。清潔單元主要由酒精清潔和無塵布清潔兩部分組成。當清潔平臺到達酒精工位后，酒精噴頭會根據設定好的噴灑延時，向清潔平臺噴出霧狀酒精，將玻璃基板完全覆蓋，然后等待一定延時，清潔平臺運動到無塵布清潔機構下方，使用無塵布再將基板表層的酒精擦拭干凈，擦拭完成后，平臺會繼續運動到清潔風刀機構下方，使用清潔離子風將基板吹幾次，吹干殘余的剩余酒精。機構如圖3所示。該單元主要功能是將清洗過的玻璃基板和OCA光學膠通過視覺對位，準確地貼附在一起[2]。貼附單元主要的部件是貼片頭，貼片頭由主貼附面板，補償貼附塊、轉角機構等組成。主貼附面板分四路真空，在貼附過程中，通過計算貼片的當前長度，來逐級關真空，保證在貼附過程中OCA光學膠不會掉落。機構如圖4所示。該單元主要由功能是將清洗過的玻璃基板背板和RealTape背膠貼附，背膠的主要作用是面板IC芯片的固定、FPC電路帶的固定機構等，貼附機構與OCA基本相同，貼片頭如圖5所示。

3硬件設計

本設備整機共有31個三菱伺服電機、4個安川DD馬達、4個步進電機、2個東方交流電機、1臺三菱機器人、1臺搬運機器人、26個SMC氣缸等。根據統計的輸入量輸出量以及程序量，選擇三菱Q26系列CPU；選用兩個QD77MS16總線定位模塊來驅動31個三菱伺服電機；一個QD75MS4脈沖定位模塊來驅動2個DD馬達；選用4個QH42P（32IN、32OUT）輸入輸出混合模塊；選用Q64AD模數轉換模塊實現對貼合壓力的控制。設備整體硬件架構圖如下圖6所示。

4軟件設計

控制系統使用三菱PLC編程軟件GXWorks2的梯形圖進行編寫，人機交互使用三菱機交互軟件GTDesigner3分別進行編寫，三菱機器人程序使用三菱自帶編寫軟件編寫。觸摸屏編寫界面如圖7所示。

5結論

該設備的研發成功滿足了客戶實現自動化生產的需求，有效提高了現場的生產效率，大大減少了人工成本，得到客戶現場的一致好評。

參考文獻

[1]趙茹，陶曉杰，王鵬飛.基于圖像處理的貼合機自動糾偏系統[J].電子設計工程，2013（9）：11.

[2]冀鈺.液晶玻璃全自動對位貼合機的控制及視覺系統開發[D].太原：中北大學，2015.

作者:王芳 單位:中國電子科技集團公司第二研究所