G2.5 ODF線前工序設(shè)備自主開發(fā)淺析

閆俊偉，高浩然

（京東方科技集團股份有限公司，北京 100176）

G2.5 ODF線前工序設(shè)備自主開發(fā)淺析

閆俊偉，高浩然

（京東方科技集團股份有限公司，北京 100176）

本項目利用閑置的Loader單元、清洗單元、HPCP單元等三個獨立單元，通過改造升級構(gòu)建成ODF線前工序IN-Line設(shè)備包括Indexer、清洗單元、HP/CP單元，全套設(shè)備采用三菱PLC及三菱HMI控制，經(jīng)過總體方案設(shè)計、功能開發(fā)、PLC及觸摸屏程序開發(fā)、Interface信號設(shè)計、調(diào)試等，實現(xiàn)ODF工藝需求基板的加載、清洗、HPCP功能。并與新購的ODF線主體設(shè)備對接調(diào)試，共同構(gòu)成ODF In-Line線，滿足實驗需求。

ODF線；前工序設(shè)備；三菱PLC；自主開發(fā)

1 項目背景

BOE國家工程實驗室因需要計劃投資ODF IN-LINE線設(shè)備，其中主體設(shè)備包括LC Dispenser、Seal Dispenser、 VAS、UV Cure、Oven等工藝設(shè)備需新購，不包括前工序設(shè)備（包括加載、清洗、HPCP設(shè)備）。屆時G2.5的SPACE線和Rubbing線按計劃進行拆除，其中的Loader單元、清洗單元、HPCP單元將會閑置，這三個單元設(shè)備狀態(tài)良好，工藝條件可滿足ODF前工序設(shè)備工藝需求，經(jīng)檢討可利用這三個單元設(shè)備通過自主開發(fā)功能模式、程序開發(fā)、Interface信號設(shè)計、對接調(diào)試等重新組建ODF前工序IN-LINE線。

圖1 ODF線 總體Layout圖

2 項目設(shè)計及實施

2.1 運行模式設(shè)計

ODF前工序設(shè)備運行模式為IN-LINE模式，分為自動運行模式和手動運行模式兩種，工藝流程包括CF、TFT基板的加載、清洗、烘干、冷卻等，然后傳輸給ODF主設(shè)備的TM1單元進行后續(xù)制成工藝。

將項目所需的Loader單元、清洗單元、HPCP單元移位至Layout規(guī)劃位置，進行二次配供給設(shè)備所需電、水、CDA、PCW、排放等，完成電氣接線、程序開發(fā)、Robot示教、對接調(diào)試、流片測試等，構(gòu)成基板加載功能的 Indexer、清洗功能的清洗線、烘干冷卻功能的HPCP設(shè)備，組建成ODF線前工序設(shè)備，最后與ODF線主設(shè)備接駁，完成基板的加載、清洗、干燥、傳輸功能。

Indexer部通過增加硬件及程序設(shè)計開發(fā)了BCR功能，來讀取裝載基板的CST ID。由CST ID與SLOT ID構(gòu)成的虛擬基板Glass ID并通過三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)隨著基板從上流依次傳輸給下流HPCP，各設(shè)備的各工位均可監(jiān)視其正在作業(yè)的基板的信息，由HPCP單元傳遞給ODF主設(shè)備，ODF主設(shè)備接受到基板和數(shù)據(jù)后，自行管理其數(shù)據(jù)信息。

連動模式下基板在Indexer單元、清洗單元、HPCP單元工藝過程中如果發(fā)生碎片等異常，需要操作人員手動消除碎片及異?；宓男畔?。

2.2 設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建

本項目的設(shè)備通信網(wǎng)絡(luò)選用三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)，實現(xiàn)各設(shè)備單元間數(shù)據(jù)的傳輸與信號的交換，設(shè)備間信號的聯(lián)動與基板信息的傳輸管理。硬件采用三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)模塊，型號為QJ71LP21-SX，網(wǎng)絡(luò)號為1，ODF主設(shè)備TM1的PLC做管理站，站號為1，前工序設(shè)備Indexer單元、清洗單元、HPCP單元等三個設(shè)備為普通站，站號分別為2、3、9。

BOE loader口開啟BCR功能來讀取裝載CF基板的CST ID，通過三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)將CST ID與SLOT ID隨著基板從上流依次傳輸給下流HPCP，由HPCP單元傳遞給ODF主設(shè)備。ODF主設(shè)備的TFT Buffer CST、CF Buffer CST可用于Loader功能，BOE將CF基板按照SLOT順序依次經(jīng)過清洗、HPCP傳輸給ODF主設(shè)備，ODF主設(shè)備接受到基板后，自行管理其基板數(shù)據(jù)信息。

2.3 CV部機構(gòu)及控制系統(tǒng)

Indexer部與清洗設(shè)備連接時，基板入口處沒有機械手放置玻璃的作業(yè)空間，需自主設(shè)計制作新CV部，實現(xiàn)機械手將玻璃放置到清洗單元的CV部，在CV部進行歸正后傳輸?shù)较铝鞴の?，通過Solidwork軟件設(shè)計三維圖紙及零件、裝配圖。

ODF線清洗單元CV部包含歸正氣缸限位Sensor 四個、基板位置檢測Sensor 兩個等6個輸入信號，CV電機傳送、氣缸對位、氣缸復(fù)位動作等三個輸出信號。其動作由清洗單元的PLC系統(tǒng)控制，CV單元的I/O信號由CC-Link從站模塊實現(xiàn)信號采集及傳輸，型號分別為AJ65SBTB1-32D、AJ65SBTB1-32T，通過清洗單元的PLC程序開發(fā)控制其動作，實現(xiàn)基板的歸正、傳輸功能。自主設(shè)計了用于基板傳輸滾輪調(diào)速電機的電氣原理圖，并完成電氣接線及安裝調(diào)試。

2.4 PLC軟件開發(fā)

本項目共計設(shè)計開發(fā)Indexer、清洗單元、HP/CP單元3套三菱PLC程序，均為27000余步，包括各功能單元動作實現(xiàn)、自動程序、手動程序、HMI相關(guān)、Glass Data數(shù)據(jù)傳輸功能、Interface上下流監(jiān)視功能、Alarm報警功能、基板異常處理手動操作功能、Loader部基板配對模式選擇功能等。PLC控制系統(tǒng)程序開發(fā)為本項目的核心技術(shù)之一，Indexer、清洗單元、HP/CP單元等三套PLC程序的結(jié)構(gòu)、設(shè)計邏輯后，進行的二次開發(fā)，完成了相關(guān)功能的實現(xiàn)，由于程序量龐大，本文不再贅述。

2.5 HMI軟件開發(fā)

本項目共計設(shè)計開發(fā)Indexer、清洗單元、HP/ CP單元三套HMI程序，包括Glass Data數(shù)據(jù)傳輸功能、Interface上下流監(jiān)視功能、Alarm報警提示功能、基板異常處理手動操作功能、Loader部基板配對模式選擇功能等。

2.6 Interface 時序圖

HPCP設(shè)備與ODF主設(shè)備的TM1單元間信號傳輸通過三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)實現(xiàn)，HPCP設(shè)備用的是三菱H網(wǎng)絡(luò)模塊（A1SJ71LP21），站號為9，ODF主設(shè)備的TM1單元控制系統(tǒng)的CPU：Mitsubishi Q03UDE， MELSECNET/H模塊為Mitsubishi QJ71LP21-SX，站號為1。

本次基板傳輸過程中使用的是我們自主設(shè)計的Interface Timing Chart， ODF主設(shè)備開發(fā)廠商（韓國APS）與我方依照本時序圖設(shè)計各自的PLC程序，實現(xiàn)信號相互的握手、交互、信息的傳輸，從而實現(xiàn)基板傳輸動作的同時完成Glass Data的傳輸，完成設(shè)備的聯(lián)動。

2.7 預(yù)留功能

本項目在設(shè)計完成好本次工藝需求功能的同時，設(shè)計預(yù)留了信息上報和控制系統(tǒng)升級等功能，以備后續(xù)設(shè)備升級改造。

構(gòu)建前工序設(shè)備線與ODF主設(shè)備Mini-host之間的網(wǎng)絡(luò)信息傳遞， 將現(xiàn)有前工序線的三個單元的設(shè)備狀態(tài)及信息全面地上報給Mini-host主機，保障Mini-host主機內(nèi)信息的完整性，實現(xiàn)信息聯(lián)動。

Loader單元、清洗單元、HPCP單元的控制系統(tǒng)均為三菱A系列PLC及GOT -A970系列人機界面控制，今后如有需求均可升級為最新的三菱Q系列PLC及GOT1000系列人機界面，各PLC模塊均完成了升級選型及技術(shù)方案論證。

本項目涉及二次配工作包括，380V三相市電、真空、CDA、PCW、一般排、熱排等。經(jīng)過兩次三臺套設(shè)備移機、調(diào)水平，一次三臺套二次配工作，兩次設(shè)備電氣線纜管路拆解，2次設(shè)備電氣線纜管路復(fù)位，完成了總體方案論證設(shè)計、三臺套PLC注釋漢化添加及程序開發(fā)、三臺套HMI畫面漢化及程序開發(fā)、兩套Interface Timing Chart設(shè)計，自主設(shè)計開發(fā)一套CV傳輸歸正機構(gòu)及控制系統(tǒng)，開發(fā)Loader單元BCR功能，一套CST ID、SLOT NO傳輸方法及程序等，順利完成ODF線前清洗設(shè)備與ODF TM1的對接調(diào)試，按計劃完成項目，保證實驗順利進行。

3 結(jié)語

本項目完成了可行性調(diào)研、總體設(shè)計、設(shè)備運營模式設(shè)計、通信網(wǎng)絡(luò)構(gòu)建、基板ID設(shè)計、CV機構(gòu)開發(fā)、功能預(yù)留、移機二次配、PLC程序開發(fā)、HMI程序設(shè)計、INTERFACE方案設(shè)計、現(xiàn)場聯(lián)機調(diào)試等工作。在三菱CC-LINK IE網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)構(gòu)建、INTERFACE方案設(shè)計、對接調(diào)試等都有了深入、系統(tǒng)、全面的認識。在電氣控制系統(tǒng)、氣路原理、機械機構(gòu)等設(shè)備原理上有了清晰的認識，可提升設(shè)備控制系統(tǒng)的穩(wěn)定性、可控性和靈活性，為減少設(shè)備故障隱患奠定了基礎(chǔ)，同時在設(shè)備技術(shù)升級改造、設(shè)備開發(fā)方面均有重要的意義。

F426.63

A

1671-0711（2017）05（下）-0101-02