除泡機(jī)下料掃碼機(jī)構(gòu)的分析與改進(jìn)

劉 凱， 尹逍淵

（1.中國電子科技集團(tuán)公司第二研究所， 山西 太原 030006； 2.中電科風(fēng)華信息裝備股份有限公司， 山西 太原 030006）

引言

隨著智能手機(jī)、智能手環(huán)、電視、電腦等消費(fèi)電子產(chǎn)品向著輕薄、便攜、智能等方向快速發(fā)展，其顯示屏幕也經(jīng)歷著“球面屏—平面屏—柔性屏”的快速演化和迭代[1]。在未來的柔性屏?xí)r代，OLED 由于具有結(jié)構(gòu)簡單、超輕薄、對(duì)比度高、功耗低、易實(shí)現(xiàn)柔性顯示等優(yōu)勢，逐漸成為市場主流。而在OLED 面板的生產(chǎn)線中隨時(shí)掌控生產(chǎn)現(xiàn)場工藝參數(shù)、監(jiān)控設(shè)備狀態(tài)以減少過程失誤和提升產(chǎn)品的質(zhì)量就顯得尤為重要。計(jì)算機(jī)集成制造系統(tǒng)（Computer Integrated Manufacturing System,簡稱CIM）能夠統(tǒng)一管理各設(shè)備的生產(chǎn)流程，監(jiān)測產(chǎn)品狀態(tài)，提高設(shè)備效率以達(dá)到快速量產(chǎn)，進(jìn)而提升產(chǎn)能輸出[2]。

當(dāng)前所研究的在線式除泡機(jī)位于柔性O(shè)LED 面板背板貼附設(shè)備后，通過CIM系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)與上下游設(shè)備的信號(hào)交互。在與下游設(shè)備進(jìn)行交互時(shí)，通過在下料工位安裝掃碼器，讀取產(chǎn)品柔性電路板（Flexible Printed Circuit,簡稱FPC）上的二維碼，識(shí)別產(chǎn)品信息，通過CIM 系統(tǒng)上報(bào)，實(shí)現(xiàn)與下游設(shè)備產(chǎn)品的交接。由于現(xiàn)場產(chǎn)品FPC 的位置和大小各不相同，原有的掃碼機(jī)構(gòu)不能完全兼顧，且不便于換型，通過對(duì)現(xiàn)場掃碼機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，能夠滿足不同產(chǎn)品的掃碼需求，縮短換型時(shí)間，從而實(shí)現(xiàn)了除泡機(jī)和工廠生產(chǎn)的智能管理。

1 除泡機(jī)設(shè)備的概述

除泡機(jī)除泡的原理是：在一定溫度、壓力、時(shí)間的作用下，使膠層軟化，流動(dòng)性提高，進(jìn)而將貼合產(chǎn)生的氣泡打散變小融入膠層中，達(dá)到除泡的目的。本次為客戶提供的除泡機(jī)為罐體式除泡機(jī)，產(chǎn)品放置在TRAY 盤內(nèi)在設(shè)備內(nèi)部進(jìn)行流轉(zhuǎn)，TRAY 流轉(zhuǎn)如圖1 所示：上料機(jī)械手從上游平臺(tái)抓取產(chǎn)品放置在周轉(zhuǎn)傳輸流過來的空TRAY 里，經(jīng)過上料傳輸流轉(zhuǎn)到腔體內(nèi)部，進(jìn)行加熱、加壓達(dá)到設(shè)定的工藝參數(shù)值后保持一定的時(shí)間，然后經(jīng)下料傳輸?shù)竭_(dá)下料機(jī)構(gòu)處，完成產(chǎn)品的下料，空TRAY 經(jīng)周轉(zhuǎn)傳輸流轉(zhuǎn)到上料側(cè)重新接收產(chǎn)品。

圖1 除泡機(jī)TRAY 流轉(zhuǎn)示意圖

圖2 除泡機(jī)下料機(jī)構(gòu)圖

2 周轉(zhuǎn)下料動(dòng)作的分析

此次為客戶提供的除泡機(jī)下料機(jī)構(gòu)，如圖2 所示，經(jīng)過除泡機(jī)腔體高溫加壓后的產(chǎn)品經(jīng)電動(dòng)滾筒傳送至周轉(zhuǎn)下料TRAY 工位，然后周轉(zhuǎn)下料手依次吸附兩片產(chǎn)品，將兩片產(chǎn)品同時(shí)放置于周轉(zhuǎn)平臺(tái)上，掃碼器讀取FPC 上的二維碼信息并上報(bào)CIM系統(tǒng)，經(jīng)CIM 系統(tǒng)確認(rèn)無誤后，下料手移動(dòng)至周轉(zhuǎn)平臺(tái)，將產(chǎn)品搬運(yùn)至下游設(shè)備對(duì)接皮帶上，完成下料。

除泡機(jī)原有的掃碼機(jī)構(gòu)如圖3 所示，周轉(zhuǎn)平臺(tái)為一固定平臺(tái)，通過調(diào)節(jié)掃碼器安裝板的位置實(shí)現(xiàn)掃碼器的位置調(diào)節(jié)。在設(shè)備生產(chǎn)的過程中發(fā)現(xiàn)由于一些產(chǎn)品的FPC 過短以及在掃碼過程中容易出現(xiàn)機(jī)構(gòu)的干涉，因此，需要對(duì)掃碼機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)。

圖3 改進(jìn)前掃碼機(jī)構(gòu)圖

3 掃碼機(jī)構(gòu)的改進(jìn)

考慮到掃碼器能夠順利完成掃碼，適應(yīng)不同型號(hào)產(chǎn)品FPC 二維碼，就需要掃碼器和產(chǎn)品二者有相對(duì)運(yùn)動(dòng)，基于這種需求，進(jìn)行了初步方案的設(shè)計(jì)，有以下兩種方案。

3.1 方案一

該方案中掃碼器移動(dòng)，周轉(zhuǎn)平臺(tái)固定，擬采用氣缸實(shí)現(xiàn)掃碼器的移動(dòng)，機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意如圖4 所示。

圖4 方案一機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖

參照上頁圖2，該方案機(jī)構(gòu)所執(zhí)行動(dòng)作以及完成時(shí)間如表1 所示。

3.2 方案二

表1 方案一動(dòng)作時(shí)間表

該方案中周轉(zhuǎn)平臺(tái)移動(dòng)，掃碼器固定，擬采用電缸實(shí)現(xiàn)掃碼器的移動(dòng)，動(dòng)作示意如圖5 所示。

圖5 方案二機(jī)構(gòu)動(dòng)作示意圖

參照上頁圖2，該方案機(jī)構(gòu)所執(zhí)行動(dòng)作以及完成時(shí)間如表2 所示。

表2 方案二動(dòng)作時(shí)間表

對(duì)比表1 和表2 可以看出，方案一中，各機(jī)構(gòu)執(zhí)行動(dòng)作是串行的，每執(zhí)行一個(gè)動(dòng)作都必須等待前一動(dòng)作完成，兩片產(chǎn)品下料時(shí)間為8.7 s，下料節(jié)拍為4.35 s/pcs，嚴(yán)重影響生產(chǎn)效率；方案二中周轉(zhuǎn)平臺(tái)到掃碼位和周轉(zhuǎn)下料手避讓是并行動(dòng)作，掃碼完成后周轉(zhuǎn)平臺(tái)退回等待位和下料手到等待位也是并行運(yùn)行的，兩片產(chǎn)品下料時(shí)間為7 s，下料節(jié)拍為3.5 s/pcs，因此能夠有效提高設(shè)備的生產(chǎn)效率，滿足客戶需求。綜上所述，我們采用方案二對(duì)掃碼機(jī)構(gòu)進(jìn)行改進(jìn)，改進(jìn)后的機(jī)構(gòu)如圖6 所示。采用電缸加導(dǎo)軌的結(jié)構(gòu)實(shí)現(xiàn)周轉(zhuǎn)平臺(tái)的移動(dòng)，一方面能夠有效避免下料手和掃碼器可能出現(xiàn)的干涉，另一方面也能夠減少換型時(shí)間。

圖6 改進(jìn)后的掃碼機(jī)構(gòu)圖

4 結(jié)語

OLED 面板以其節(jié)能、輕薄、廣視角、可彎曲等優(yōu)勢，未來的產(chǎn)量和銷量都會(huì)得到進(jìn)一步增長，隨之而來的是產(chǎn)線設(shè)備的需求增長。作為OLED 產(chǎn)線中的重要設(shè)備，在線式除泡機(jī)掃碼機(jī)構(gòu)的改進(jìn)，不僅在設(shè)備的調(diào)試方面和產(chǎn)品換型方面提供了極大的方便，而且提高了除泡機(jī)的生產(chǎn)效率。在客戶現(xiàn)場實(shí)際的生產(chǎn)過程中，改進(jìn)后的掃碼機(jī)構(gòu)運(yùn)行良好，滿足了生產(chǎn)線和客戶的需求。