玻璃切割斷裂生產(chǎn)線中檢測處理機構的改進設計

劉向勇， 秦 輝， 王佳利

（中電科風華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030024）

引言

近年來，智能手機正逐漸普及，大屏手機在市場上更受消費者青睞；車載娛樂系統(tǒng)不斷升級，液晶屏的使用能夠讓駕駛人員更方便地操縱車輛；飯店、商場等公共場所也都投入更多的電子顯示設備來給顧客提供更便捷的服務。這些都推動了電子行業(yè)的迅速發(fā)展，同時也對LCD液晶顯示屏的技術以及需求量都有了更高的要求。玻璃切割機作為液晶顯示屏生產(chǎn)過程中最重要的設備之一，其發(fā)展趨勢也必定是更加高效及智能的。自動檢測處理機構在切割機中的應用，可以有效檢測經(jīng)過切割之后的單片液晶屏的合格情況，從而極大地提高單片液晶屏的生產(chǎn)效率。

1 切割斷裂生產(chǎn)線概述

如圖1所示，切割斷裂生產(chǎn)線主要由一個上料機構、四個移栽部件、兩個切割部件、兩個斷裂部件、兩個翻轉搬運部件以及一個檢測處理機構相互連接構成。此設備主要是用于把TFT-LCD、TP大板玻璃經(jīng)劃線切割、切縫斷裂、傳送檢測等步驟，處理成多個單片玻璃下料并傳送給后續(xù)設備。根據(jù)TFT、TP生產(chǎn)工藝的要求，來料大板玻璃經(jīng)上料機構被放置到切割部件一上，對玻璃的A面進行切割。然后移栽部件一把玻璃轉移到翻轉搬運部件一上，玻璃隨之被翻轉180°，并放置于斷裂部件一上，玻璃從背面進行切縫斷裂。之后玻璃被移栽部件二轉載到切割部件二，對玻璃B面重復前面切割、斷裂的步驟[1-2]。然后大板玻璃被處理成單片玻璃，通過移栽部件四轉載到單片拾取機構上（如圖2所示），此機構再分片

拾取每片玻璃并傳送給檢測處理機構。最終把玻璃下料給后續(xù)設備，進行清洗、打磨等系列工序。

圖1 切割斷裂生產(chǎn)線流程圖

圖2 單片拾取機構

2 單片玻璃的檢測處理

正常情況下，經(jīng)過切割斷裂之后，相鄰的兩塊玻璃之間、廢邊條與玻璃的端子連接區(qū)域之間都會自動分離，但是由于靜電、黏合膠殘留等原因，被切割斷裂之后的玻璃端子面會粘連著廢邊條（如圖3和圖4所示）。如果廢邊條不能從端子區(qū)域清除出去，在隨著玻璃流到下游設備的過程當中，一方面會磨損端子區(qū)域，造成玻璃報廢；另一方面，廢邊條可能隨時從端子區(qū)域掉落到下游設備，造成機器故障。因此，單片玻璃在被切割斷裂之后必須進行廢邊條處理[3]。

如下頁圖5所示，是裝在圖2單片拾取機構上的廢邊條處理部件。分片拾取頭拾取單片玻璃，然后移動到風刀區(qū)域當中，風刀開啟，廢邊條在風力作用下與玻璃脫離，掉到下方的廢料收集盒。之后分片拾取頭再把玻璃移栽到如圖6所示的檢測緩存?zhèn)魉蛶稀?/p>

圖3 經(jīng)切割、斷裂處理之后的單片玻璃橫截面示意圖

圖4 大板玻璃被處理成單片玻璃示意圖（橫截面）

圖5 廢邊條處理部件

圖6 檢測下料機構

檢測下料機構的功能是緩存被搬運過來的單片玻璃，對玻璃的廢邊條是否脫落進行檢測。如果廢邊條完全脫離，下料拾取機構把玻璃移栽到后續(xù)設備；如果廢邊條依然遺留在玻璃上，則被視為不合格品并傳送到下料緩存機構，等待人工處理。由于玻璃的端子區(qū)域可能設計在長邊側，也可能在短邊側，或者同時存在于長邊側和短邊側，所以應該對玻璃的兩個方向進行檢測。

如圖7所示，玻璃隨著前端的緩存?zhèn)魉蛶П惠斔偷讲Ａы斊疠喗M上，玻璃頂起輪組隨之上升，玻璃在被對位之后，激光檢測器掃描玻璃端子區(qū)域。玻璃的端子區(qū)域有無廢邊條，存在著高度差，激光檢測器通過計算這個高度差來判別廢邊條是否脫落。

這套檢測處理機構在運行當中暴露出一些問題：

圖7 玻璃頂起部件

1）下料速率慢，每片玻璃的下料平均時間約9.6s。

2）風刀吹玻璃端子區(qū)域的廢邊條，難以掌握廢邊條的掉落軌跡，會劃傷玻璃端子，造成殘次品。

3）檢測輸送部件過于復雜，難以進行維護以及部件調節(jié)。

4）更換玻璃尺寸時，需要調節(jié)玻璃廢邊條檢測位置，玻璃頂起部件的位置往復性不精確，造成激光檢測器的錯檢。實際運行中的錯檢率約為15%。

3 新一代檢測處理機構

如圖8所示是新一代的檢測處理機構。其中，單片拾取機構依然保留，主要針對檢測下料部件做出了大的改動。分片拾取頭把單片玻璃移栽到拾取中轉臺上，隨后玻璃又被拾取機器人放到廢邊條處理機構的工作區(qū)域（如圖9所示）。此時，廢邊條在玻璃端子下方。機器人移動單片玻璃，使玻璃的廢邊條正好落在真空吸附部件上，然后真空開啟，廢邊條被吸住，拾取機器人向上移走玻璃，廢邊條與玻璃隨著上下分離。之后，旋轉氣缸帶動吸附部件轉動，把廢邊條吹到下方的廢邊收集盒中。

圖8 新的檢測處理機構

圖9 廢邊條處理部件

玻璃經(jīng)廢邊條處理之后，被拾取機器人放到翻轉部件上。然后，翻轉機構翻轉180°，并把玻璃放置于檢測中轉臺上，使玻璃端子區(qū)域面朝上，便于檢測廢邊條是否脫落。下料機器人末端裝有廢邊條檢測器，可以利用廢邊條脫落與否的高度差給出判別信號：如果廢邊條依然遺留，機器人直接拾取并放入圖中所示的不良品緩存區(qū)里。經(jīng)檢測確定可以的玻璃，機器人把其下料到后續(xù)設備。

與上一代檢測下料機構相比，新機構有以下優(yōu)點：

1）下料速率快，每片玻璃的下料平均時間約6 s。

2）使用吸附的方式使廢邊條與玻璃脫離，有效避免了廢邊條劃傷端子區(qū)域的可能性。

3）使上一代機構里37個電機簡化到13個電機，結構設計簡單，便于日常清潔與維護。

4）檢測玻璃的廢邊條是否脫落時，玻璃處于固定的平臺之上，使激光檢測器可以穩(wěn)定地對玻璃進行檢測。實際運行中的錯檢率約為1%。

5）減少了玻璃搬送過程中與其他部件（皮帶、平臺）接觸的次數(shù)，降低了玻璃表面被劃傷的概率。

[1] 孫立蓉，李亞麗.AMLCD基板玻璃切割條件的選擇[J].陜西科技大學學報，2005，23（4）：103-107.

[2] 李亞利，張方輝.TFT—LCD切割裂片工藝參數(shù)探討[J].液晶與顯示，2006（1）：43-44.

[3] 呂沫，張飛特，王建花.TP玻璃切割工藝研究[J].電子工藝技術，2014，35（4）：242-245.