板状物在夹具上的贴附剥离方法及贴附剥离装置

摘要

本发明公开了一种用于板状物研磨时在夹具上的贴附剥离装置及贴附剥离方法。采用夹具作为需要表面研磨的板状物(例如超薄玻璃，特别适用于液晶板状物)的载体，板状物装载到夹具上，通过碾压辊碾压板状物，使板状物吸附到夹具的吸附垫块上；板状物连同夹具作为一个整体进行研磨机的装卸载；板状物从夹具上的剥离，通过使板状物和吸附垫块跟随夹具上的金属板一同弯曲，利用板状物弯曲时产生的弹性反作用力，使板状物从夹具的吸附垫块上剥离后用吸盘取出；该装置减少了板状物研磨时的装卸载时间，实现了板状物研磨时装卸载的自动化，提高了研磨机的生产效率。

说明书

技术领域

本发明涉及一种用于板状物在夹具上的贴附剥离方法，用于板状物在夹具上的贴附和剥离，特别适用于G5及G5以上液晶玻璃基板在表面研磨过程中在夹具上的贴附和剥离。本发明还涉及该方法的贴附剥离装置。

背景技术

随着液晶显示器件(LCD)的大型化，作为载体的玻璃基板尺寸更大更宽，由于生产成本较高，液晶玻璃基板生产工艺中为尽可能提高良品率，挽救任何一块可以去除缺陷的玻璃基板，需对可去除缺陷的玻璃基板的表面进行研磨，这样就带来了一个新的问题，大尺寸的玻璃基板在研磨机上的装载卸载难度增加，严重制约生产效率，难于实现研磨的自动化。

因此，为了改善玻璃基板研磨机的装载和卸载的现状，提高研磨机效率、节省装载和卸载的时间、降低劳动力消耗、实现玻璃的自动装载和卸载，可以采用将玻璃基板放置在夹具上，然后玻璃基板连同夹具一起被装载在研磨机上，这可以大大的缩短研磨机的装载卸载时间，提高研磨效率。但这就又提出一个难题，如何实现玻璃基板和夹具的贴附和剥离，本发明提供了一种夹具和玻璃基板的贴附剥离装置及其方法。

发明内容

本发明鉴于上述事实，其目的在于提供一种用于板状物在夹具上的贴附剥离方法，用于板状物在夹具上的贴附和剥离；该方法通过在夹具上碾压板状物，使板状物贴附到夹具的吸附垫块上，实现了板状物的自动装载，降低了劳动力成本，节省了板状物的装载时间。

本发明的另一目的在于提供一种用于板状物的剥离装置，具有剥离板状物时呈曲面的工作台装置，利用板状物弯曲时产生的弹性反作用力使板状物与夹具上的吸附垫块剥离并用吸盘取出，实现了板状物自动剥离取出，节约了取出时间，降低了劳动力成本。

本发明的技术方案是：一种板状物在夹具上的贴附剥离方法，采用夹具作为板状物的载体，板状物装载到夹具上，通过碾压辊碾压板状物，使板状物与夹具上的吸附垫块间形成真空而被吸附到吸附垫块上；板状物连同夹具作为一个整体进行研磨机的装卸载；板状物从夹具上的剥离，通过使板状物和吸附垫块跟随夹具上的金属板一同弯曲，利用板状物弯曲时产生的弹性反作用力，使板状物与夹具上的吸附垫块剥离并用吸盘取出。这种夹具也是专门设计的，用于装载要研磨的板状物，具有良好弹性且防锈的薄金属板作为基础板，基础板上覆盖软性非金属材料避免划伤板状物。

板状物贴附装置，包含：采用碾压的方法将板状物贴附到夹具上的碾压装置；固定夹具的工作台装置；贴附装置设置在板状物的贴附工位处，其固定夹具的工作台装置托起夹具，通过伺服电机驱动碾压装置的辊碾压板状物的上表面，使板状物贴附到夹具的吸附垫块上。板状物随夹具到达贴附装置后，碾压支撑平台上升托起夹具，略微离开夹具输送机构的辊轮后，通过气缸和定位轮对夹具定位，定位后采用柔软的碾压辊用合适的压力碾压板状物上表面，碾压板状物时，由于吸附垫块与板状物接触面间的空气不断被排出，从而使板状物与吸附垫块间形成真空而吸附到夹具的吸附垫块上，然后吸附板状物后的夹具被输送到需要面研磨的工序。

板状物剥离装置，包含：剥离装置支架；可移动工作台输送机构，设置在剥离装置支架上，可移动工作台连接在其上的导轨上，通过伺服电机驱动同步带来带动可移动工作台在导轨上滑动，从而实现可移动工作台的输送；可移动工作台，设置在可移动工作台输送机构上，可在夹具的装载定位工位和板状物与吸附垫块剥离工位之间移动，包含工作台面和夹具定位机构，用于装载和定位装有板状物的夹具；具有剥离板状物时呈曲面的工作台装置，设置在板状物与吸附垫块剥离工位处，用于使板状物与吸附垫块剥离，由上表面为圆柱面的曲面托台、曲面托台驱动机构、辅助剥离机构等组成，曲面托台驱动机构通过伺服电机驱动曲面托台上顶已定位夹具的金属板的底部中心，使金属板按照曲面托台上表面的圆柱面弯曲，板状物和吸附垫块也跟随夹具上的金属板弯曲，利用板状物弯曲过程中产生的向上弹性反作用力，同时通过辅助剥离机构在板状物与吸附垫块接触面的边缘喷水或吹气或两者同时使用，加上取出吸盘向上的吸力，从而使板状物快速地与夹具上的吸附垫块剥离；板状物的吸盘取出机构，设置在板状物与吸附垫块剥离工位和板状物取出工位的上方，辅助板状物与吸附垫块剥离和剥离后取出，由一组采用弹性良好的柔性材料做成且可伸缩的吸盘、吸盘连接架(把一组吸盘连接到一起，使其均匀分布在同一水平平面上)等组成，在板状物弯曲前，通过吸盘吸住板状物，在板状物与夹具上的吸附垫块剥离后，通过滑架或机器人把吸取的板状物移载到一个气浮定位工作台上；气浮定位工作台可对板状物进行气浮定位，方便与其它加工工序和设备的接口。

板状物剥离装置，其工作过程分三个工位：工位1，夹具装载定位工位，人工把装有板状物的夹具装载到可移动工作台上，通过工作台面两侧的槽和夹具定位机构的定位销对夹具的固定边框进行定位，定位后可根据需要对板状物表面的研磨料浆进行简单的清洗风干(防止板状物取出时，研磨料浆等杂物对板状物造成划伤)，通过可移动工作台输送机构把可移动工作台运送到工位2；工位2，板状物与吸附垫块剥离工位，通过板状物剥离机构的曲面托台驱动机构驱动曲面托台上升，上顶已定位夹具的金属板的底部中心，使金属板按照曲面托台上表面的圆柱面弯曲，板状物和吸附垫块也跟随夹具上的金属板弯曲，利用板状物弯曲过程中产生的向上弹性反作用力，同时通过辅助剥离机构在板状物与吸附垫块接触面的边缘喷水或吹气，加上取出吸盘向上的吸力，从而使板状物快速地与夹具上的吸附垫块剥离，剥离后的板状物通过吸盘取出到取出工位，而取走板状物的夹具返回到工位1，取出夹具送至夹具清洗装置进行清洗；工位3，板状物取出工位，在板状物弯曲前，吸盘取出机构的吸盘吸住板状物，在板状物与夹具上的吸附垫块完全剥离后，通过滑架或机器人把吸盘吸取的板状物移载到一个气浮定位工作台上定位，方便于其它加工工序和设备的接口。

附图说明

图1为本发明的板状物贴附装置俯视图，

图2为本发明的板状物贴附机构的主视图，

图3为本发明贴附板状物时夹具、碾压辊、支撑平台之间的位置示意图，

图4为本发明的板状物剥离装置的系统图，

图5为本发明的夹具在可移动工作台上的装载定位主视图，

图6为本发明的夹具在可移动工作台上的装载定位俯视图，

图7-1为本发明的板状物剥离机构的主视图，

图7-2为本发明的板状物剥离机构的左视图，

图8为本发明板状物剥离机构的俯视图(仅展示托台的运动导向部分)，

图9为板状物与吸附垫块剥离时剥离机构和吸盘取出机构的主视图，

图10为本发明的板状物与夹具上吸附垫块剥离的示意图。

具体实施方式

下面对附图中的标号进行说明。

100.夹具：

板状物贴附装置：

1360.固定夹具的工作台装置，1361.夹具支撑平台，1363.缓冲垫，1362.圆柱型定位轮，1364.定位气缸，1366.圆柱型定位轮，1367.滑动套，1368.竖直导柱，1369.平台驱动气缸

1370.碾压机构，1371.碾压机构支撑立柱，1372.碾压辊运动导轨，1373.碾压机构支撑框架，1380.碾压辊，1381.碾压辊连接件，1382.连杆，1383.压力调节气缸，1384.从动同步带轮，1385.同步带，1386.伺服电机，1387.导向滑块

板状物剥离装置：

O-STA I.夹具装载定位工位(工位1)，O-STA II.板状物与吸附垫块剥离工位(工位2)，O-STAIII.板状物取出工位(工位3)；

600.辅助剥离机构，610.旋转气缸，620.旋转轴，630.吹气管，640.轴承；

800.可移动工作台，810.工作台面，820.夹具定位机构，822.夹具定位销，825.锁紧手柄，826.连接轴，830.同步带，840.工作台立柱，845.定位块；

850.吸盘取出机构，860.可伸缩柔性吸盘，870.下压气缸，880.导柱，890.吸盘连接架；

900.曲面托台机构：

910.曲面托台，920.曲面托台驱动机构，930.滑动套，940.导柱，950.连接体，960.伺服电机，970.主动轮，980.同步带，985.从动轮，990.丝杠，991.感应片，994.近接开关；700.气浮工作台，730.定位轮，710.边部工作台，720.中心工作台，740.气孔

下面结合附图对本发明技术方案进行详细说明。

为了便于理解本装置，将夹具做一下简要介绍：以下所述的夹具是专门设计的，在一个方形的框架上安装一块薄且弹性很好的金属板，金属板上覆盖一层软性的非金属材料(例如类海棉状的聚氨酯橡胶)，整个夹具具有非常好的弹性。

第一部分：一种板状物在夹具上的贴附装置及其方法。

其特征在具有采用碾压的方法将板状物贴附到夹具伤的碾压装置；具有固定夹具的工作台装置；采用碾压的方法将板状物贴附在夹具上，碾压轮表面覆盖一成柔软的非金属材料以保护板状物不受伤害，碾压压力可以通过压力调节机构调节。

参照图1板状物贴附装置俯视图；图2板状物贴附机构的正视图；图3贴附板状物时夹具、碾压辊、支撑平台之间的位置示意图。板状物贴附装置主体由机架1321、支撑机构1360和碾压机构1370组成。机架1321是整个装载装置的底座；

夹具100被放置在机架1321上并由定位轮1366前后定位，4个定位气缸1364左右定位。夹具100可以自动放置也可以人工放置。夹具100放置完毕后，机器人或机械手将板状物G平铺在夹具100的表面。然后，气缸1369推动夹具支撑平台1361上升，通过缓冲垫1363把夹具100托起(略微离开辊轮1325)

固定夹具的工作台装置1360用于支撑和定位夹具100，固定夹具的工作台装置1360的顶部是夹具支撑平台1361；夹具支撑平台1361上方粘贴的缓冲垫1363；夹具支撑平台可以在气缸1369的推动下沿着导轨1368上下移动。固定在夹具支撑平台下部1361的滑动套1367可以保证支撑平台1361沿着导轨1368滑动时顺利并平稳。

碾压装置1370上碾压辊1380下降碾压板状物，碾压辊1380前后移动，将板状物与夹具100上的吸附垫块41的接触面间的空气不断排出，使板状物与吸附垫块41间形成真空而贴附到吸附垫块41上。碾压辊1380由碾压辊连接件1381连接到连杆1382上。连杆1382固定在导向滑块1387上，由被伺服电机1386驱动的同步带1385带动沿着运动导轨1372前后移动。整个碾压机构安装在由支撑立柱1371支撑的框架上。压力调节气缸1383通过碾压辊连接件1381向碾压辊1380施加压力，气缸施加的压力可以通过压力调节阀(未示出)调节。

参照图7-1和图7-2，贴附板状物时夹具、碾压辊、支撑平台之间的位置示意图，该图表示出了夹具100与固定夹具的工作台装置1360的支撑平台1361及缓冲垫1363、夹具100上的吸附垫块41与板状物G、板状物G与碾压辊1380的位置关系。缓冲垫1363作用是防止支撑平台1361上升顶起夹具时造成夹具振动而对板状物造成损伤；碾压辊1380在板状物上以一定的压力运动，使板状物与吸附垫块41接触面间形成真空而贴附到吸附垫块41上。

第二部分：一种板状物在夹具上的剥离装置及其方法：

具有使板状物和夹具一起弯曲，通过板状物本身的弹性变形并辅助吹气、吹水或气水同时吹的方法将板状物从夹具上剥离的装置

参照图4、图10，板状物剥离装置的系统图，该装置包含剥离装置支架130、可移动工作台800、可移动工作台输送机构110、曲面托台机构900、板状物的吸盘取出机构850、和气浮定位工作台700组成。

整个板状物的剥离过程如下：

第一步：可移动工作台800处在O-STA I工位，将装载玻璃的夹具放在工

        作台上

第二步：可移动工作台800移动到O-STA II工位，曲面托台机构900将

        板状物剥离。

第三步：板状物被板状物吸盘取出机构850移栽到O-STA III工位，放到

        气浮工作台700上并在此定位，以准备进入下一个工位。

第四步：可移动工作台800从O-STA II工位移动到O-STA I工位，空

        夹具被取出，然后放入另外一个装载着板状物的夹具，新一

        轮动作开始。

下面对整个装置和工作原理做详细的介绍

1.可移动工作台和夹具的定位：

参照图4、图5、图6、图10，可移动工作台800由工作台面810、夹具定位机构820和工作台支撑立柱840组成。夹具100的装载定位在O-STA I完成。可移动工作台800是夹具的载体，通过导轨125和滑动轴承126连接在剥离装置支架130上，由工作台面810(工作台面810的两侧各有一个矩形槽)、工作台面两侧壁的定位机构820和工作台支撑立柱840组成；定位机构820安装在工作台面810的两侧壁上，包括夹具定位销822、定位块845、定位销连接轴826和锁紧手柄825。

夹具的装载定位过程：自动或人工装载夹具100到工作台面810上，夹具100的固定边框20放置在工作台面810的两侧的矩形槽内，位于工作台面810两侧壁的夹具定位机构820和位于工作台面810的槽两端的定位块845对夹具100进行定位，在夹具100装载定位后，根据需要进行简单清洗，然后通过输送机构110把移动工作台800传送到O-STA II工位。

2.曲面托台机构900和板状物在曲面托台机构900上的剥离：

参见图7、图8、图9，曲面托台机构900包括曲面托台910、曲面托台驱动机构920和辅助剥离机构600。

曲面托台910的上表面是一个圆柱面，其曲面半径为2500-18000mm，材料可选用不锈钢或铝合金。

曲面托台驱动机构920采用伺服电机驱动方式，伺服电机960通过主动带轮970、同步带980、从动带轮985组成的传动机构驱动丝杠990旋转，带动曲面托台910上升或下降；曲面托台910上下运动的导向通过连接曲面托台910的滑动套930在固定在底盘连接件950上的导柱940上滑动来实现；托台910的上升或下降定位靠近接开关994感应丝杠990上的感应片991来确定伺服电机的启停。曲面托台驱动机构920也可采用气缸驱动曲面托台910上升或下降。

3.吸盘取出机构850和板状物被吸盘取出机构850的取出

参照图9，板状物的吸盘取出机构850，设置在O-STA II工位和O-STA III工位的上方，用于辅助板状物与吸附垫块的剥离和剥离后取出，由一组采用弹性良好的柔性材料做成且可伸缩的吸盘860、吸盘连接架890(把一组吸盘连接到一起，使其均匀分布在同一水平平面上)、下压气缸870(驱动吸盘下降)、导柱880和移载装置(图中未示出，可以采用机器人或滑架)等组成。

吸盘取出机构850，在曲面托台910上升前，下压气缸870驱动吸盘连接架890沿导向导柱880带动可伸缩柔性吸盘860下降，使吸盘860吸住板状物；在板状物剥离完毕时，板状物通过移载装置(滑架、机器人或其它方式)被转移到图4所示的O-STA III工位。

4.辅助剥离机构600及辅助剥离：

辅助剥离机构600，位于O-STA II的夹具100上方的两侧，由吹气管630、旋转气缸610、轴承640等组成，在板状物剥离过程中，安装在吹气管630一端的旋转气缸610和另一端的轴承640驱动吹气管630旋转到虚线所示位置，在板状物与吸附垫块41接触面的边缘处吹气，辅助板状物与吸附垫块41剥离。辅助剥离机构600也可采用喷水方式或喷水与吹气相结合的方式。

5.气浮工作台：

气浮定位工作台700由边部工作台710、中心工作台720和定位轮730组成，可通过工作台上的气孔740对板状物进行气浮定位；

6.可移动工作台输送机构110：

可移动工作台输送机构110由同步带120、同步带轮115、伺服电机110、导轨125和支架130组成，通过伺服电机110驱动传动单元同步带120、同步带轮115运转，带动可移动工作台800的驱动轮830旋转，从而使可移动工作台800通过滑动轴承126在底盘130的导轨125上滑动，实现移动工作台800在O-STA I和O-STA II之间的传送。

7.板状物玻璃过程：

板状物剥离装置，其工作过程分为三个工位，分别是：O-STA I，夹具的装载定位工位，人工把装有板状物的夹具100装载到可移动工作台800上，通过工作台面810两侧壁的夹具定位机构820、工作台面810两侧的槽和槽两端的定位块845对夹具进行定位后，根据需要对板状物表面的研磨料浆进行简单的清洗风干，并使夹具100的活动边框30与固定边框20脱离，然后可移动工作台输送机构110把可移动工作台800输送到O-STA II工位；O-STA II，板状物与吸附垫块剥离工位，板状物剥离机构的曲面托台驱动机构920驱动曲面托台910上升，上顶已定位夹具100的金属板40的底部中心，使金属板100按照曲面托台910上表面的圆柱面弯曲，板状物和吸附垫块41也跟随夹具100的金属板40弯曲，利用板状物弯曲过程中产生的向上的弹性反作用力，同时通过辅助剥离机构600在板状物与吸附垫块41接触面的边缘喷水或吹气，加上取出吸盘860向上的吸力，使板状物快速地与夹具上的吸附垫块41剥离，剥离后的板状物通过吸盘860取出到O-STA III工位，而取走板状物的夹具100返回到O-STA I工位，通过夹具上的框架锁紧机构50使活动边框30与固定边框20固定到一起后，取出夹具100送至夹具清洗装置进行清洗；O-STAIII，板状物取出工位，在板状物弯曲前，吸盘取出机构850的下压气缸870驱动吸盘860下降，吸住板状物，在板状物与夹具上的吸附垫块41剥离后，通过滑架或机器人把吸取的板状物移载到气浮定位工作台700上，气孔740吹气使板状物悬浮，定位轮730对板状物定位后，便于板状物取出到相关加工工序(如精密清洗、检验等工序)，实现与相关加工工序的接口。

参照图10，板状物与夹具上吸附垫块剥离的示意图，在曲面托台910上升之前，吸盘取出机构850带动柔性可伸缩吸盘860从虚线位置下降到实线位，使吸盘860吸住板状物G，然后曲面托台910上顶夹具100的金属板40的底部中心，金属板40按照曲面托台910上表面的圆柱面弯曲，板状物和吸附垫块41也跟随夹具100上的金属板40弯曲，同时通过辅助剥离机构600的吹气管630在板状物G与吸附垫块41接触面的边缘部分吹气。由于板状物G弯曲时产生向上的弹性反作用力，再加上辅助剥离机构600在接触面吹气和吸盘向上的吸力，使板状物G与吸附垫块41间的真空很快释放，从而使板状物G快速地与吸附垫块41剥离。