本文介绍了LCD生产工艺流程,玻璃划片机的构架、技术特点,以及罗升横河DD马达的结构特点,适合于LCD玻璃激光划片机的应用,并且展望了LCD设备在国内的发展方向。
LCD为英文Liquid Crystal Display的缩写,即液晶显示器,是一种数字显示技术,可以通过液晶和彩色过滤器过滤光源,在平面面板上产生图像。 当前LCD液晶显示器正处于发展的鼎盛时代,技术发展非常迅速,已由最初的TN-LCD(扭曲向列相),发展到STN-LCD(超扭曲向列相),再到当前的TFT-LCD(薄膜晶体管)。LCD现已发展成为技术密集、资金密集型的高新技术产业。液晶显示器主要由ITO导电玻璃、液晶、偏光片、封接材料(边框胶)、导电胶、取向层、衬垫料等组成。液晶显示器制造工艺流程就是这些材料的加工组合过程。液晶显示器的制造是在洁净室环境下进行的,在工艺上可以大体分成清洗与干燥、光刻、取向排列、制盒、切割、灌注液晶、目测、电测、贴片、上引线及包装等工序。
图1 重复定位精度测量
LCD玻璃划片机介绍玻璃切割机是用于切割玻璃基板的自动化设备。此设备自动化程度较高:具有自动对位；自动判断切割位置是否正确；自动寻找切割零位并按设置调整切割深度；切割运动平稳、振动小、速度高；工作台可进行90度往返摆动末实现X、Y向的双向切割。此设备采用PLC作为主控制系统,抗干扰能力强、故障率低；触摸屏作为机器参数及切割参数输入的人机界面,信息丰富；按钮按键及脚踏开关作为切割操作面板。 玻璃切割机的切割方式:切割头进行低振动X向运动,由左向右单向切割；工作台作精确的Y向切割间距进给运动,并可进行精确的90度往返摆动,实现X、Y双向切割。基板防置及对位方式:按规定输入切割数据后,基板的放置位置就由机器确定下来,将基板对位标记放入视场即可。
图2 横河永久磁铁式DD马达与伺服型DD马达扭矩曲线比较
罗升横河DD马达结构与性能特点LCD玻璃切割设备使用DD马达作为切割玻璃的旋转驱动具有以下特点。
1.间隙误差被消除普通的传动机构由于有减速机、联轴器、齿轮、皮带或丝杠等中间环节,间隙误差是肯定无法避免的,尤其是对于长时间运转所造成的机械磨损更是无法补偿。DD马达恰恰能很好的解决以上的问题,由于DD直接驱动的安装方式,误差被减为最少；而且它的伺服特性也可以随时修正误差,达到最理想的控制精度。
2.高解析度和高定位精度DYNASERV DD马达选配的编码器分辨率很高,DM1A的解析度为4,096,000PPR,电器控制精度高,已经超过普通伺服的控制精度几个个数量级。由于制作相当精密,最终的绝对精度控制一般可以达到15s以内,如图1所示。
3.高刚性,结构紧凑,使用效率高DD马达的刚性很强,与负载结合后特性很硬,对于其驱动器要求更高。
新型DYNASERV驱动器可以提供在线增益调试和共振滤波。横河DD马达的定子是永久磁铁,可以产生恒定磁场,在单位电流下能够产生最大的扭矩输出。罗升横河DD马达和输出同等扭矩的伺服型DD马达相比,电功率消耗低,发热量少。在低速下能够保持恒定扭矩输出,不会产生低速下扭矩的死区,如图2所示。在停止定位的时候由于永久磁铁产生的永久磁场,因此能够在更短的时间内实现精确定位,小于20ms的时间可以把位置固定,如图3所示。马达中空独特设计不但减轻了自身惯量,也给客户提供了更多的安装形式。组合后的机械结构会更加紧凑,使用效率比较其他方式最高。
图3 定位完成曲线
电气控制方法目前LCD玻璃划片机在平台旋转上应用采用PLC控制,即PLC只提供输入输出点,在接受到传感器信号后,输出一个高电平给DD马达的驱动器,驱动器通过事先在内部设定好的命令,实现旋转90度、-90度、归原点运动。下面简单介绍一下横河GIII型驱动器是如何实现通过输入点的不同切换从而实现内部指令旋转功能。
1.在驱动器内部编写运行列表横河GIII驱动器的运行列表有很多种类。可以在内部实现相对位置点到点运行、绝对位置点到点、Homing功能、改变参数等。通过不同的输入点编码的切换,就可以运行不同的table号码,简单实现运动控制。LCD切割设备上都是通过table date功能实现。横河GIII驱动器一共有60组table可以进行任意设置与编辑。以绝对位置点到点为例子,可以设定加、减速类型、加减速时间,运行速度以及目标位置等参数,以符合设备的要求。
2. 输入点逻辑切换GIII驱动器有12个输入点可以使用,其逻辑与定义可以任意改变,功能包括 servo-on、start、stop、连续运行、输入点选择等。这里的应用要使用输入点选择,即CODE_1、CODE_2、等,根据需要执行的table号码,比如设定的004号table执行的命令是正向旋转90度,只要设定inpit1、input2、input3,3个输入点就可以对table选择进行编码,004对应的是100,即input3为高电平,其它为低电平,就旋转了004号table。输入点servo-on、start、stop也是必不可少的,servo-on之后然后start,这样就会完成正向900的运行。
罗升横河DD马达使用的GIII驱动器控制性能较强,不需要脉冲定位,直接使用驱动器内部的定位指令,外部接受I/O点触发。不仅在控制结构上节省了PLC的脉冲发出模块,而且实现了较高的抗干扰能力。完全采用内部指令控制,不会出现脉冲丢失的现象,实现了精确定位。总结从世界范围来看,液晶显示产业方兴未艾,发展势头正旺。预计今后十年、二十年液晶显示器都将是平板显示的主流产品。我国的液晶显示行业尽管也走过了十年多,有一定的基础,但是与先进国家地区相比,差距还较大。罗升企业以引进先进技术,提升制造业水平为使命,最早将DD马达引进到国内LCD设备生产厂商,并形成规模生产,国内厂商也在逐步应用此项技术。随着国内经济快速发展,越来越多的高新技术被应用到工业领域。
