專利名稱：固定裝置及其控制方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種固定裝置及其控制方法，特別是一種用于夾持 平面顯示器基板的固定裝置及其控制方法。
背景技術：
在一般的平面顯示器制造過程中，目前多采用氣動元件，如氣 缸等作為固定裝置來對玻璃基板進行夾持與定位。然而，采用氣動元件作為固定裝置存在以下缺陷 首先，對固定裝置的夾持力進行調節(jié)時需要更換彈簧并調節(jié)氣 壓閥的壓力，這無形中增加了人力成本；另外，采用氣動元件作為 固定裝置無法偵測夾持是否到達預定位置，稍不小心就會壓碎玻璃 基板。本發(fā)明的目的在于克服上述缺陷，提供一種可方便調節(jié)夾持力 的固定裝置，另外，該固定裝置還可精確檢測夾持是否到達預定位置。發(fā)明內容下面將以實施例說明一種固定裝置及其控制方法，其可方便調 節(jié)夾持力并精確檢測夾持是否到達預定位置。一種固定裝置，所述固定裝置包括 一個支撐板，其用以支撐 基板；多個夾具，其分別包括一個永磁鐵、多個抵片、 一個電線圈 及一個鐵芯；所述永磁鐵與所述電線圈相對設置，所述鐵芯設置于 所述電線圈中心的延伸方向上且該鐵芯與所述多個抵片保持同步運 動；所述電線圏通電后，所述鐵芯及所述多個抵片受所述電線圈所 產生的磁力的作用而沿一定方向移動，且當所述鐵芯移動并穿過所 述電線圈的中心時，將使所述電線圈產生反相電動勢；所述永磁鐵在所述多個抵片移動到確定位置后將所述多個抵片吸附； 一個第一 控制單元，其電連接于所述電線圏，所述第一控制單元包括一個脈 沖寬度調制(P WM)控制器，所述脈沖寬度調制(P WM)控制器通過編 程而控制所述多個夾具的夾持力的大?。?一個第二控制單元，其用 于根據檢測所述電線圈上產生的反相電動勢而判斷所述多個夾具夾 持所述基板是否到達預定位置。以及， 一種采用上述固定裝置的固定裝置控制方法，其包括以 下步驟所述脈沖寬度調制(PWM)控制器輸出 一 列正向脈沖信號控 制所述電線圈驅動所述鐵芯穿向所述電線圈，同時由與所述鐵芯相 連的固定塊帶動所述多個抵片朝接近所述永磁鐵的方向運動；所述 抵片運動至預定位置，所述永磁鐵將所述夾具的多個抵片吸附；所 述鐵芯停止運動，所述電線圈產生一個可被檢測的反相電動勢；所 述第二控制單元檢測所述可被檢測的反相電動勢，并控制所述電線 圈斷電。相對于現有技術，所述固定裝置及其控制方法，其通過設置一 個第一控制單元來可調節(jié)地控制所述多個夾具的夾持力的大小，同 時通過設置 一 個第二控制單元來檢測所述多個夾具夾持所述基板是 否到達預定位置，并在檢測到夾持到達預定位置時斷電而由所述永 磁鐵對所述基板進行夾持，其不僅節(jié)約了利用人力對所述多個夾具 的夾持力進行調節(jié)的成本，也降低了功耗，減少了基板破裂的事故。
圖1是本發(fā)明實施例提供的固定裝置的立體結構示意圖。圖2是圖1提供的固定裝置的俯視示意圖。圖3是圖1提供的固定裝置的夾具的結構示意圖。圖4 (a)及圖4(b)是圖1提供的固定裝置的輸出脈沖示意圖。
具體實施方式
下面將結合附圖對本發(fā)明實施例作進一步的詳細說明。請參閱圖1至圖3,本發(fā)明實施例提供的固定裝置10,其包括一個支撐板11、多個夾具12、 一個第一控制單元13及一個第二控 制單元14。所述支撐板11用以支撐基板20，其上表面110之邊緣部設置 有定位銷15,如第一定位銷151及第二定位銷152。所述多個夾具12分別包括一個永磁鐵121、多個抵片122、 一 個電線圈123及一個鐵芯127。所述永；茲鐵121與所述電線圏123 相對設置，所述鐵芯127設置于該電線圏123中心的延伸方向上且 該鐵芯127與所述多個抵片122保持同步運動。所述電線圈123通 電后，所述鐵芯127及所述多個抵片122受所述電線圈123所產生 的磁力的作用而沿一定方向移動，且當所述鐵芯127移動并穿過所 述電線圈123的中心時，將使所述電線圈123產生反相電動勢。所 述永磁鐵121在所述多個抵片122移動到確定位置后將所述多個抵 片122吸附。當然，可以理解的是，所述永；茲鐵121的》茲力應該相 對較弱，以免所述多個抵片122在未移動到確定位置前，該永磁鐵 121直接吸附所述多個抵片122，并由于慣性作用而使所述多個抵片 122撞擊所述基板20，導致基板20破碎。另外，所述多個夾具12 還進一步分別包括一個固定塊124、多條導軌125及一個阻擋塊126; 所述多個抵片122及所述鐵芯127固連于所述固定塊124上，所述 固定塊124線性滑動在所述多條導軌125上并帶動所述多個抵片 122及所述鐵芯127沿一定方向移動，所述阻擋塊126固連于所述 多條導軌125的邊緣以防止所述固定塊124滑出所述多條導軌125。所述支撐板11上表面IIO上的第一定位銷151及第二定位銷 152,以及所述多個夾具12可將基板20固定于所述支撐板11上。所述支撐板11上設置有對應于所述多個夾具12的多個通孔 16,其用于容納所述多個夾具12。所述多個抵片122分別包括有一 個圓柱體1221，當所述多個抵片122夾持住所述基板20時，所述 圓柱體1221的外圓周面1222與基板20的外邊緣21保持線接觸。 可以理解的是，為了增加所述圓柱體1221的外圓周面1222與基板 20的外邊緣21的摩擦力，該外圓周面1222可以采用橡膠包覆。所述第一控制單元電連接于所述電線圏13,其包括一個脈沖寬度調制(Pulse Width Modulation, PWM)控制器(圖未示)，所述PWM 控制器通過編程可控制所述多個夾具12的夾持力的大小，也即所述 電線圏123吸取所述多個抵片122的力的大小。所述第二控制單元14用于根據檢測所述電線圈123上產生的反 相電動勢而判斷所述多個夾具12夾持所述基板20是否到達預定位 置。其包括一個采樣信號發(fā)射器(圖未示)、 一個釆樣信號接收器(圖 未示)及一個開關控制器(圖未示)。另夕卜，為防止所述電線圈123通電時產生的熱量向基板20擴散， 所述固定裝置10還進一步包括一個隔熱層17，其設置于所述支撐 板11遠離所述基板20的一側并4妄近于所述電線圈123。請參閱圖1至圖4，本發(fā)明實施例提供的固定裝置10的控制方 法包括以下步驟所述脈沖寬度調制(PWM)控制器輸出 一 列正向脈沖信號控制所 述電線圈123驅動所述鐵芯127穿向所述電線圈123，同時由與所 述鐵芯127相連的固定塊124帶動所述多個抵片122朝接近所述永 磁鐵121的方向運動。具體地，如圖4(a)所示，在T時間I殳內，所 述P WM控制器輸出 一 列周期為t的正向脈沖信號控制所述電線圈 123，在每一周期t的tl階段，所述PWM控制輸出該正向脈沖信號， 在每一周期t的t2階段，所述PWM輸出脈沖信號為零，由于時斷 時續(xù)的脈沖信號通在所述電線圈123上，根據法拉第電磁感應電律， 所述脈沖信號將在所述電線圈123的內部及周圍產生一個正向磁 場，該正向磁場可使所述鐵芯127磁化，并使所述鐵芯127受該正 向^茲場的磁力的作用而穿向所述電線圈123;同時，由于所述鐵芯 127及所述多個抵片122均固連在所述固定塊124上，所以所述多 個抵片122也在所述固定塊124的帶動下，沿著所述多條導軌125 朝接近所述永磁鐵121的方向運動。另外，優(yōu)選的，所述鐵芯127 可選用具有磁記憶效應的鐵》茲材料，從而可使所述鐵芯127在所述 正向磁場對其進行磁化后的某個時間段內，仍然能夠保持其被所述 正向》茲場；茲4b時的》茲性。當然，可以理解的是，上述過程僅限于所述多個抵片122接觸到所述基板20時，所述永磁鐵121即同時將該多個抵片122吸附的 情況，在實際應用過程中，還有可能是這樣的情況，即，所述多個 抵片122先運動至與所述基板20接觸，此時，所述多個抵片122 距離所述永》茲鐵121還比較遠，所以，所述多個4氐片122還需進一 步朝所述永磁鐵121的方向運動并最終被所述永磁鐵121吸附，在 該過程中，所述多個抵片122 —邊還需推著所述基板20運動。該種 情況下所述PWM輸出脈沖如4(b)所示，可分為兩個時間_艮加以分 析。在Tl時間段內，所述PWM控制器同樣控制輸出 一 列周期為t 的正向脈沖信號作用于所述電線圈123上，該時間段Tl內所述PWM 輸出的脈沖信號與圖4(a)相同，且該Tl時間#爻對應著所述多個抵片 122先運動至與所述基板20接觸的階段。相應地，在所述多個抵片 122進一步朝永磁鐵121的方向運動并最終被所述永磁鐵121吸附 的過程中，也即T2時間段內，由圖4(b)可以看出，此時PWM輸出 的正向脈沖信號雖然周期還為t,但每一周期t內PWM輸出的正向 脈沖的時間t3卻比tl要大，這是因為在該時間段T2內，所述電線 圈123不僅要提供所述多個抵片122運動的力，同時還要提供所述 多個抵片122推動所述基板20運動的力。同樣地，在每一周期t 的t4階段，所述PWM輸出脈沖信號為零，也即所述PWM控制所 述電線圈123斷電。由上述可知，通過對PWM的編程控制可實現 對夾持過程中各個不同的夾持點的夾持力的控制。所述抵片122運動至預定位置，即所述永磁鐵121將所述夾具 12的多個抵片122吸附。當所述多個抵片122在所述正向磁力的作 用下運動并將所述基板20推至與所述第一定位銷151或所述第二定 位銷152接觸時，所述基板20在所述第一定位銷151或所述第二定 位銷152的阻擋作用下，將不能進一步運動，也即所述多個抵片122 已經運動至預定位置，此時，所述永磁鐵121產生的磁力將所述多 個抵片122吸附。需要注意的是，此時，所述永磁鐵121與所述多 個抵片122并不一定需要彼此保持接觸。所述鐵芯127停止運動，所述電線圈123產生一個可被檢測的 反相電動勢(Back-EMF)。具體地，當所述鐵芯127在所述固定塊124的帶動下穿向所述電線圏123時，由上述可知，由于所述鐵芯127 已#1所述電線圈123》茲化，故該電線圏123可相應產生一個-茲場， 該-茲場將由于所述鐵芯127與所述電線圈123的位置變化而在所述 電線圈123上產生變化的》茲通，并由于電磁感應作用，使所述電線 圏123產生一個感應電動勢。根據楞次定律，感應電流的-茲場總要 阻礙引起感應電流的；茲通的變化，可判斷此感應電動勢與PWM控 制器輸出的正向脈沖信號方向相反，也即其為 一 個反相電動勢 (Back-EMF)。由上述分析可知，所述多個抵片122運動至所述預定 位置時，所述鐵芯127也將瞬間停止運動，從而使所述電線圈123 產生的反相電動勢瞬間降低并達到某個可被檢測的值。所述第二控制單元14 #r測所述可被檢測的反相電動勢，并控制 所述電線圈123斷電。具體地，在圖4(a)的每一周期t的t2時間內 或圖4(b)的每一周期t的t4時間內，所述第二控制單元14的采樣 信號發(fā)射器發(fā)射采樣信號以檢測所述電線圈123是否產生一個可被 檢測的反相電動勢，并在檢測到該反相電動勢時發(fā)射 一 個反饋信號 給所述釆樣信號接收器，同時由所述開關控制器控制所述電線圈 123斷電。由上述可知，所述鐵芯127停止運動時，所述電線圏123 將產生一個可被檢測的反相電動勢，相應地，此時所述第二控制單 元14 4企測該反相電動勢，同時控制所述電線圈123斷電。由于此時 所述永磁鐵121已將所述多個抵片122吸附住，并且所述多個抵片 122也已夾持住所述基板20,所以，在不給所述電線圈123通電的 情況下，所述基板20也能由所述永磁鐵121產生的磁力將基板20 固持住。當然，可以理解的是，當需要將所述多個夾具12從所述基板 20上松開時，可以通過所述PWM控制器控制輸出 一列反向脈沖信 號控制所述電線圈123，使所述電線圈123對所述鐵芯127施加一 個反向推力推動所述多個抵片122與所述永磁鐵121分離。具體地， 由上述可知，所述4失芯127已^皮所述正向；茲場；茲化并產生一相應的 ;茲性，且該4失芯127是具有》茲記憶效應的鐵；茲材料，所以，當所述 電線圏123通與反向脈沖信號時，該反向脈沖信號產生的磁場方向將與所述4^芯127產生的^f茲場方向相斥，從而使該電線圈123對所 述鐵芯127施加一個反向推力推動所述多個抵片122與所述永磁鐵 121分離。另外，所述固定裝置10還可進一步包括一個時序控制器18， 其可用于控制所述多個夾具12夾持所述基板20的時間及順序。本發(fā)明實施例提供的固定裝置10及其控制方法，其通過設置一 個第一控制單元13來可調節(jié)地控制所述多個夾具12的夾持力的大 小，同時通過設置一個第二控制單元來檢測所述多個夾具12夾持所 述基板20是否到達預定位置，并在檢測到夾持到達預定位置時斷電 而由永；茲鐵121對基板20進行夾持，其不僅節(jié)約了利用人力對所述 多個夾具12的夾持力進行調節(jié)的成本，也降低了功耗，減少了基板 20破裂的事故?？梢岳斫獾氖?，對于本領域的普通技術人員來說，可以根據本 與變形都應屬于本發(fā)明權利要求的保護范圍。
權利要求
1.一種固定裝置，所述固定裝置包括一個支撐板，其用以支撐基板；多個夾具，其分別包括一個永磁鐵、多個抵片、一個電線圈及一個鐵芯；所述永磁鐵與所述電線圈相對設置，所述鐵芯設置于所述電線圈中心的延伸方向上且該鐵芯與所述多個抵片保持同步運動；所述電線圈通電后，所述鐵芯及所述多個抵片受所述電線圈所產生的磁力的作用而沿一定方向移動，且當所述鐵芯移動并穿過所述電線圈的中心時，將使所述電線圈產生反相電動勢；所述永磁鐵在所述多個抵片移動到確定位置后將所述多個抵片吸附；一個第一控制單元，其電連接于所述電線圈，所述第一控制單元包括一個脈沖寬度調制(PWM)控制器，所述脈沖寬度調制(PWM)控制器通過編程而控制所述多個夾具的夾持力的大??；一個第二控制單元，其用于根據檢測所述電線圈上產生的反相電動勢而判斷所述多個夾具夾持所述基板是否到達預定位置。
2. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述多個夾具進一 步分別包括一個固定塊、多條導軌及一個阻擋塊；所述多個抵片及 所述鐵芯固連于所述固定塊上，所述固定塊線性滑動在所述多條導 軌上并帶動所述多個抵片及所述鐵芯沿一定方向移動。
3. 如權利要求2所述的固定裝置，其特征在于，所述多個夾具進一 步分別包括一個阻擋塊，所述阻擋塊固連于所述多條導軌的邊緣以 防止所述固定塊滑出所述多條導軌。
4. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述第二控制單元 包括一個采樣信號發(fā)射器、一個采樣信號接收器及一個開關控制器； 所述采樣信號發(fā)射器于所述脈沖寬度調制控制器發(fā)射脈沖的時間間 隔內發(fā)射采樣信號以檢測所述電線圈是否產生一 個可被檢測的反相 電動勢，并在檢測到該反相電動勢時發(fā)射 一 個反饋信號給所述采樣 信號接收器，同時由所述開關控制器控制所述電線圈斷電。
5. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述支撐板上表面 之邊緣部設置有定位銷，所述定位銷與所述多個夾具將基板固定于 所述支撐板上。
6. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述支撐板的上表面設置有對應于所述多個夾具的多個通孔，其用于容納所述多個夾 具。
7. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置還包 括一個隔熱層，其設置于所述支撐板遠離基板的一側并接近于所述 電線圏，以防止所述電線圏通電時產生的熱量向基板擴散。
8. 如權利要求1所述的固定裝置，其特征在于，所述固定裝置還包 括一個時序控制器，其用于控制所述多個夾具夾持所述基板的時間 及順序。
9. 一種采用如權利要求1所述的固定裝置的固定裝置控制方法，其 包括步驟所述脈沖寬度調制(PWM)控制器輸出 一 列正向脈沖信號控制所述電線圏驅動所述鐵芯穿向所述電線圏，同時由與所述鐵芯相連的固定塊帶動所述多個抵片朝接近所述永磁鐵的方向運動；所述抵片運動至預定位置，所述永磁鐵將所述夾具的多個抵片吸附；所述鐵芯停止運動，所述電線圈產生 一 個可被檢測的反相電動勢；所述第二控制單元檢測所述可被檢測的反相電動勢，并控制所述電線圈斷電。
10. 如權利要求9所述的固定裝置控制方法，進一步包括步驟所述脈沖寬度調制(PWM)控制器輸出 一 列反向脈沖信號控制所述電 線圈對所述鐵芯產生 一 個反向推力并由該反向推力推動所述抵片與 所述永磁鐵分離。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種固定裝置，其包括一個支撐板，其用以支撐基板；多個夾具，所述多個夾具分別包括一個電線圈；一個第一控制單元，其電連接于所述電線圈，所述第一控制單元包括一個脈沖寬度調制(PWM)控制器，所述脈沖寬度調制(PWM)控制器通過編程而控制所述多個夾具的夾持力的大小；一個第二控制單元，其用于根據檢測所述電線圈上產生的反相電動勢而判斷所述多個夾具夾持所述基板是否到達預定位置。另外，本發(fā)明還涉及一種采用上述固定裝置的固定裝置控制方法。所述固定裝置及其控制方法通過設置一第一控制單元及第二控制單元來調節(jié)夾持力及檢測夾持是否到達預定位置，不僅節(jié)省了成本，降低了功耗，也減少了基板破裂的事故。
文檔編號G05B11/32GK101306521SQ20071010785
公開日2008年11月19日 申請日期2007年5月17日 優(yōu)先權日2007年5月17日
發(fā)明者鄭振興, 陳健宏 申請人:Icf科技有限公司