液晶面板组装工艺研究与设计

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摘要：针对液晶面板生产客户的实际需求，研究了液晶面板在组装生产过程中各个工序的自动化实现方法，设计了液晶面板组装机，实现了液晶面板的各个工序全自动生产。实践表明，该设备的研发成功满足了客户实现自动化生产的需求，有效提高了现场的生产效率，大大减少了人工成本，得到客户现场的一致好评。

关键词：液晶面板;组装;PLC

1研究背景

液晶面板决定了液晶显示器亮度、对比度、色彩、可视角度的材料，液晶面板价格走势直接影响到液晶显示器的价格，液晶面板质量、技术的好坏关系到液晶显示器整体性能的高低[1]。目前，客户现场没有全自动设备，组装生产线主要由一些手动机台、单机机台、半自动机台拼凑而成，自动化水平较低，精度较差，成品合格率较低。因此，主要研究了液晶面板在组装生产过程中各个工序的自动化实现方法，设计了液晶面板组装机，实现了液晶面板的各个工序全自动生产。

2工艺流程

本设备主要分为上料单元、清洁单元、OCA光学胶贴附单元、RealTape背胶贴附单元。设备大体流程如下：由上料机将液晶玻璃基板通过视觉对位精准的放置在清洁平台上，清洁单元通过酒精喷洒与无尘布擦拭机构，将玻璃基板表面清洁干净；通过搬运机械手将清洁好的玻璃基板搬运到OCA光学胶贴附平台；在光学胶贴附平台上经过视觉对位后，通过贴片头机构将基板与光学胶贴合在一起（精度误差±0.1mm）。贴合完成后，通过翻转机械手将玻璃基板反面朝上放置在RealTape贴附平台，在经过视觉光学对位后，将RealTape背胶与基板反面贴合在一起。整机工艺流程如图1所示。该单元主要由功能是将玻璃基板通过皮带传输到上料视觉对位相机下方，通过视觉对位，将玻璃基板准确的放置在清洁平台上，在清洁平台扫码后，传送扫清洁工位。机构如图2所示。该单元主要由功能是将玻璃基板彻底的清洗，去除基板表面的脏污、残胶等异物，使OCA光学胶与玻璃基板贴合完成后，中间没有杂质，保证屏幕的洁净度。清洁单元主要由酒精清洁和无尘布清洁两部分组成。当清洁平台到达酒精工位后，酒精喷头会根据设定好的喷洒延时，向清洁平台喷出雾状酒精，将玻璃基板完全覆盖，然后等待一定延时，清洁平台运动到无尘布清洁机构下方，使用无尘布再将基板表层的酒精擦拭干净，擦拭完成后，平台会继续运动到清洁风刀机构下方，使用清洁离子风将基板吹几次，吹干残余的剩余酒精。机构如图3所示。该单元主要功能是将清洗过的玻璃基板和OCA光学胶通过视觉对位，准确地贴附在一起[2]。贴附单元主要的部件是贴片头，贴片头由主贴附面板，补偿贴附块、转角机构等组成。主贴附面板分四路真空，在贴附过程中，通过计算贴片的当前长度，来逐级关真空，保证在贴附过程中OCA光学胶不会掉落。机构如图4所示。该单元主要由功能是将清洗过的玻璃基板背板和RealTape背胶贴附，背胶的主要作用是面板IC芯片的固定、FPC电路带的固定机构等，贴附机构与OCA基本相同，贴片头如图5所示。

3硬件设计

本设备整机共有31个三菱伺服电机、4个安川DD马达、4个步进电机、2个东方交流电机、1台三菱机器人、1台搬运机器人、26个SMC气缸等。根据统计的输入量输出量以及程序量，选择三菱Q26系列CPU；选用两个QD77MS16总线定位模块来驱动31个三菱伺服电机；一个QD75MS4脉冲定位模块来驱动2个DD马达；选用4个QH42P（32IN、32OUT）输入输出混合模块；选用Q64AD模数转换模块实现对贴合压力的控制。设备整体硬件架构图如下图6所示。

4软件设计

控制系统使用三菱PLC编程软件GXWorks2的梯形图进行编写，人机交互使用三菱机交互软件GTDesigner3分别进行编写，三菱机器人程序使用三菱自带编写软件编写。触摸屏编写界面如图7所示。

5结论

该设备的研发成功满足了客户实现自动化生产的需求，有效提高了现场的生产效率，大大减少了人工成本，得到客户现场的一致好评。

参考文献

[1]赵茹，陶晓杰，王鹏飞.基于图像处理的贴合机自动纠偏系统[J].电子设计工程，2013（9）：11.

[2]冀钰.液晶玻璃全自动对位贴合机的控制及视觉系统开发[D].太原：中北大学，2015.

作者:王芳 单位:中国电子科技集团公司第二研究所