在线除泡机的电气设计

洛 春，邹 森

(1.中电科风华信息装备股份有限公司，山西 太原 030024；2.中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

在线除泡机的电气设计

洛 春1，邹 森2

(1.中电科风华信息装备股份有限公司，山西 太原 030024；2.中国电子科技集团公司第二研究所，山西 太原 030024)

自动化设备随着生产自动化的发展而日趋成熟。为了不断适应社会化大生产的要求，我们研制出国内首台在线除泡机，用于消除OLED贴附或OCA贴合时产生的气泡，该设备的诞生填补了国内自动除泡的空白，目前该设备市场前景广阔，客户好评不断。

LCD；自动除泡；电气设计

LCD(Liquid Crystal Display)——液晶显示器由于其在功耗小、画面效果好、应用范围广等多个方面的优异表现[2]，再加上近年来相关技术的不断发展成熟，已经深入我们生活的各个方面。在现在工业化大生产的环境下，人工费用贵，大的生产厂家都转向自动化设备，除泡机自动化也是关键设备之一。而其中电气控制部分是关键技术之一，其优劣决定产品的品质和性能[1]及设备节拍。

随着近年液晶产业的迅猛发展，对液晶生产设备的要求也越来越高，而除泡设备是LCD生产线中后道工序的必不可少的设备，主要用于排除液晶盒玻璃与偏光片之间的残存气体或OCA贴合后除泡，随着液晶技术的不断提高，除泡机运用更加广泛。目前，除泡机有IN-LINE全自动除泡设备和OFF-LINE离线除泡设备两种大的类型。在线式除泡机根据客户需求节拍为5.5 s，因此在线式除泡节拍更快，自动化程度更高。

1 除泡机原理

自动除泡机用于消除OLED贴附或OCA贴合时产生的气泡，机械手从上游设备抓取玻璃，将玻璃放置到加热台板上，腔体充气，玻璃加热使贴合胶层软化，同时玻璃表面加压，去除贴合过程中产生的微小气泡，提高贴合效果。腔体充气加热除泡，结束后机械手从腔体中抓取玻璃放置于下游设备传送带。

2 除泡机结构

工作腔体由两个腔体组件组成，每个腔体组件有四层。

工作流程如图1所示。周转机械手从上游设备周转平台抓取玻璃放置周转台上，腔体1载物托盘伸出，下料机械手先将处理好的产品抓取放置在下料周转平台上供下游设备抓取，上料机械手从周转台上抓取产品放置在载物托盘上，根据工艺参数设置，重复此动作，直到载物托盘玻璃放置完毕。载物托盘退回腔体1锁闭开始除泡；按照上述动作流程8个腔体顺序循环动作，实现设备的自动运行。

图1 除泡机结构图

3 控制系统组成

3.1 硬件设计

本着效率高，功能全的原则进行优化设计、合理配置，并根据实际情况与当今自动化控制技术的发展要求，首先选用三菱Q系列PLC，作为整个控制系统的核心，采用双基板，主从控制。选用相应伺服模块、温度模块、AD模块、I/O模块、485模块、CC-Link IE等。

图2 硬件框图

CC-Link IE模块向CIM上报工作状态，工艺参数等，同时接收CIM发送的指令，设备和上位机保持联通，方便技术人员随时了解设备状态，方便指令下达。

伺服系统采用三菱L系列伺服驱动器、伺服电机，共计22轴，主要用于物料的搬运过程及工作托盘的运动，该部分决定了设备的生产节拍及设备稳定性。

人机界面使用PROFACE的GP-4601T，设置和显示相关工艺参数，机器参数，并进行相应的操作控制。

温度控制采用三菱温控模块和热电偶控制托盘温度，温控仪通过485通讯辅助监控温度，当温度过高，在报警的同时，切断加热主回路硬件控制，确保产品、设备安全。该系统温度均匀性在±2 ℃之内。

3.2 软件设计

按照硬件电路设计，软件设计的基本思想是：1) 机械轴逻辑控制;2) 定位数据、除泡机参数通过触屏上报PLC;3) 除泡托盘加压、加温精确控制;4) 通过CC-Link将设备及产品信息上报CIM，同时接收CIM指令。

首先设定各轴的取料位及下料位，保存到PLC，之后设定除泡过程参数，保存到PLC。以上数据都设有多个配方，适应不同尺寸和工艺的产品。

之后，如图3所示，设备准备就绪，1腔托盘伸出等待上料，当收到前端设备可取料信号时，上料周转X、Y轴运动到取料位，随后上料周转Z轴运动到取料位，取料成功后将产品运送到上料平台，这时上料X、Z运动到上料平台，取料成功将产品运送到托盘，如此反复直至按设定放满托盘，托盘退回进行除泡流程。2腔托盘伸出，继续上料，除泡，直到8腔全部上料结束。此时1腔除泡也已结束，1腔托盘伸出，下料轴开始下料，将产品运送到下料平台后，下料周转将产品取走，给下游。与此同时，1腔继续上料，整个生产过程连续不间断。在整个过程中，轴运动的逻辑关系相当关键，否则会造成撞轴当机。

图3 工艺流程

4 结束语

本文主要就自动除泡机的结构和电气设计做了详细阐述，自动除泡机的研制，很大程度上提高了产品质量的稳定性和一致性，并极大地降低了人力成本。目前除泡机正在向大尺寸，高节拍的方向发展，很多厂家都在向自动化转型，都在了解和定制适应相应生产线的自动除泡机，因此在线除泡机在未来几年里极具推广价值，应用前景非常广阔。

[1] 季旭东.反射式液晶显示器件的新技术[J].光电子技术,2001，21(4)：259-266.

[2] 刘豹，唐万生.现代控制理论[M].第3版.北京：机械工业出版社，2011.

[3] 应根裕，胡文波，邱勇,等.平板显示技术[M].北京：人民邮电出版社，2003.

[4] 陈靖.自动除泡机大尺寸腔体的设计与研究[J].2015(7):44-47.

The Electrical Design of Online Defoaming Machine

Luo Chun1, Zou Sen2

(1.FenhuaInformation-EquipmentCo.,Ltd，TaiyuanShanxi030024,China; 2.The2ndInstitute,ChinaElectronicsTechnologyGroupCompany，TaiyuanShanxi030024,China)

With the development of production automation，automation equipment is becoming more and more mature. In order to constantly adapt to the requirement of mass production, the article develops the first set of online auto defoaming machine, which is used to eliminate the OLED attached or the bubbles generated in OCA laminating. The birth of the equipment fills the gaps in domestic automatic defoaming field. At present, the equipment is with a wide prospect of market and with customer high praise.

LCD；automatic defoaming；electrical designing

2017-04-17

洛 春(1983- )，女，山西太原人，大学本科，在读工程硕士，主要从事液晶电子专业生产设备的研发工作。

1674- 4578(2017)03- 0034- 02

TP23

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