专利名称：一种薄板零件用夹具的制作方法
技术领域：
本实用新型属于液晶显示器制造技术领域，具体涉及一种薄板零件用夹具。
背景技术：
背光模组(BackLight Module)是液晶显示器面板(LiquidCrystal Display Panel)的关键零部件之一，由于液晶本身不发光，背光模组的功能即在于供应充足的亮度与分布均勻的光源，使其能正常显示影像。背光模组包括发光源(Light Source)、导光板(Light GuidePlate)等部件，其中导光板的功能在于将点光源或线光源等局部光源导入形成面光源，配合发光源，以展示液晶显示器的亮度。导光板上分布有圆形或方形的网点，这些网点是在导光板作用面上形成的小凸点，能引导光线做方向上的改变，破坏光的干涉现象，将光源均勻导成面光源，实现需要的出光方向。按导光板网点的制作方式目前最常用的有两种导光板生产方式一种是印刷法， 即在导光板完成外形加工后，用印刷方式将网点印在反射面，在导光板表面形成众多大小不一的微小凸点；另一种是非印刷法，该法是将网点在导光板成型时直接形成在反射面，即用精密STAMPER在导光板的反射面直接形成密布的微小凹点，其通过光学网点转移的方法形成导光板，得到的导光板具有STAMPER所赋予的光学网点，这些网点的凹凸性和STAMPER 上的网点的凹凸性互补。在导光板的非印刷制作方法中较常用的是化学蚀刻法，通过化学蚀刻法制出的导光板对光的折射效果较好，亮度好。化学蚀刻法一般包括感光胶涂布、感光胶烘烤、感光胶曝光、感光胶显影、化学蚀刻等步骤。旋涂机就是导光板模仁蚀刻工程中的工艺设备之一， 其功能是将感光胶均勻涂布于STAMPER表面，完成模仁蚀刻工艺中感光胶在模仁表面的均勻涂覆，得到厚度适当、平整光滑、分布均勻的感光胶膜。旋涂机的工作原理是在真空环境下，先将STAMPER(薄板零件)固定在旋转基片上，在STAMPER的上方滴感光胶液，利用高速旋转基片的离心力使胶液均勻地涂布在STAMPER上以形成导光板的光学表面。目前，常见的将STAMPER固定在旋转基片上的方式有两种一种方式是采用真空吸盘，这种方式主要针对尺寸及质量较小的STAMPER，对于大尺寸的STAMPER而言，由于同心装夹困难，其装夹约束力和安全可靠性均难以充分保证，因此很少采用；另一种方式是采用螺栓压板的方式，采用这种方式时，由于STAMPER中心区域涂覆胶膜不能受力，因而螺栓只能设置在STAMPER的周边位置，使得大尺寸的STAMPER存在变形飞出的危险，同时当 STAMPER的尺寸发生变化时，需改变螺栓位置，造成调整装夹很不方便。更为不利的是在工艺方面，由于压紧用的螺栓与STAMPER的上表面有接触，造成涂覆的胶膜不具备所需的边缘区域，因此影响导光板的成膜质量。以上两种STAMPER的固定方式都是期望使STAMPER的质心和旋转基片的旋心完全吻合，通过同心装夹以便消除STAMPER的偏心，但事实上，使STAMPER的质心和旋转基片的旋心完全同心的装夹非常困难，从而给真空夹具设计、加工、使用均带来很大的困难。用新型内容本实用新型所要解决的技术问题是针对现有技术中导光板制造过程中感光膜涂覆所使用的STAMPER的固定难以实现与旋转基片的旋心完全同心装夹的不足，提供一种无需对STAMPER进行同心装夹，且装夹操作方便的薄板零件用夹具，该夹具通过以偏心方式和自锁方式来实现对STAMPER的固定，从而可大大降低装夹操作的难度。解决本实用新型技术问题所采用的技术方案是该薄板零件用夹具包括真空吸附单元、定位单元和平衡单元，所述工件吸附在真空吸附单元上，定位单元设置在真空吸附单元上，所述定位单元沿工件的面板的延伸方向对工件进行限位，所述真空吸附单元固定在平衡单元上，所述平衡单元与外部旋转系统连接，通过平衡单元的配置使得整个夹具的质心恰好处于旋转中心处。优选的是，所述平衡单元包括平衡盘和多个不同重量规格的配重块，通过将所述多个不同重量的配重块固定在平衡盘上的相应位置，从而使整个夹具的质心恰好处于旋转中心。进一步优选的是，所述平衡盘的圆周边缘位置设置有均勻分布的角度刻度，根据薄板零件在真空吸附单元上设置的位置不同，从而选择不同重量规格的配重块固定到平衡盘上的相应的角度刻度位置，以使得整个夹具处于平衡状态。更优选的是，所述平衡盘上还均布有四个减重孔，在平衡盘的边缘位置处沿圆周方向还均布有一圈通孔，用于减轻平衡盘的重量。四个减重孔之间设置的肋条可加强平衡盘的刚性。优选的是，所述真空吸附单元包括真空负压系统、真空板和密封设置在真空板上的真空阵列板，所述真空阵列板的中心区域均勻开有若干个通孔，工件设置在真空阵列板的中心区域，所述真空板固定在平衡盘上，平衡盘上开有中心孔，所述真空板的中部开有与平衡盘上的中心孔位置对应的开孔，所述真空负压系统设置在平衡盘的外部，所述真空负压系统穿过平衡盘上的中心孔与所述真空板上的开孔连通。优选的是，所述真空阵列板为方形，所述定位单元包括设置在真空阵列板中心区域的挡片，挡片采用两个，所述两个挡片分别紧靠工件的两条相邻侧边。进一步优选的是，所述定位单元中还包括有多个定位片，所述多个定位片分别设置在真空阵列板的四个边缘区域，所述定位片设置在真空阵列板的边缘区域位置用于定位工件的两条相邻的侧边，所述两个挡片分别紧靠所述工件的另外两条相邻的侧边。更优选的是，所述定位片和挡片均呈板状，所述定位片和挡片的厚度大于或等于所述工件的厚度，所述挡片的长度不小于与其紧靠的工件的侧边的长度。优选的是，所述挡片的四个角为直线形钝角，当两个挡片分别紧靠工件相邻的两条侧边时，两挡片上的两个边角互相接触，所述互相接触的两个直线形钝角的形状相吻合。优选的是，所述挡片上设置有两个或多个通孔，所述真空阵列板的中心区域设置有与所述挡片上的两个或多个通孔分别对应的两个或多个定位孔，所述定位孔的大小与挡片上的通孔的大小相当，所述定位单元中还包括有螺栓，所述螺栓穿过挡片上的通孔伸入真空阵列板的定位孔中，从而将挡片固定在真空阵列板上。进一步优选的是，所述定位孔采用平行设置的两排或多排，在真空阵列板上平移挡片，可使挡板固定在真空阵列板上的不同位置，以定位不同尺寸的工件。由于挡片和定位片之间所构成的区域即为STAMPER的安装工位，当STAMPER的外形尺寸发生变化时，只需调整挡片和/或定位片的位置即可对不同外形尺寸的STAMPER进行装夹固定。本实用新型夹具在使用中人为适当地设置零件偏移量，使STAMPER在随平衡盘旋转时产生的离心力的作用下，压紧在定位片和/或挡片上，形成对STAMPER的径向自锁效果，同时，控制STAMPER的重心使其低于挡片的受力支点，通过真空吸附单元对其进行轴向真空吸附，以实现轴向装夹固定，从而保证了 STAMPER等薄板零件装夹的可靠性，并可确保人身以及设备的安全，满足注塑导光板切换不同品种STAMPER的要求，特别是满足了大尺寸STAMPER的旋涂要求，保证了感光膜的涂膜质量。本实用新型薄板零件用夹具通过采用轴向和径向定位，可对薄板零件进行双重固定，通过人为设置工件的质心与旋心的少量偏心，使得加工装配简单，装夹更为可靠，操作也简单方便，解决了工件装夹习惯上总是希望消除工件偏心而造成的夹件设计、加工、使用困难的问题。
图1为本实用新型夹具的俯视图；图2为图1的主剖视图；图3为图1的半剖视图；图4为图1中的平衡盘的结构示意图；图5为图2的分解视图；图6为图3的分解视图。图中1-STAMPER ；2-真空阵列板；3-定位孔；4-定位片；5-挡片；6-中心轴孔； 7-真空板；8-配重块；9-平衡盘；10-组装孔；11-真空板密封垫；12-密封垫；13-法兰套； 51-肋条；52-通孔；53-角度刻度；54-减重孔；55-中心孔。
具体实施方式
为使本领域技术人员更好地理解本实用新型的技术方案，
以下结合附图和具体实施方式
对本实用新型夹具作进一步详细描述。如图1 图3所示，本实施例中，该薄板零件用夹具包括真空吸附单元、定位单元和平衡单元。所述工件吸附在真空吸附单元上，定位单元设置在真空吸附单元上，所述定位单元沿工件的面板的延伸方向对其进行限位，所述真空吸附单元固定在平衡单元上，所述平衡单元与外部旋转系统连接，通过对平衡单元进行配置使整个夹具及工件的质心恰好处于旋转中心处。其中，平衡单元包括平衡盘9和多个不同重量规格的配重块8。如图4所示，平衡盘9为一个钢制的圆盘，在平衡盘9的中心开有中心孔55，中心孔55可与外部真空负压系统连通。平衡盘9的盘面上还均布有四个扇形减重孔M，各个扇形减重孔讨之间的部分为肋条51，肋条51的设置，使得平衡盘9的刚性增强。在四个减重孔M与平衡盘9外周边之间，沿圆周方向还均布有一圈圆形通孔52，这些通孔52的圆心到平衡盘9圆心的距离均相等，扇形减重孔M和通孔52的设置，用以减轻平衡盘9的重量。[0033]另外，在四个减重孔M与中心孔55之间还设置有一些圆孔，通过在此圆孔内设置螺栓，从而可将平衡盘9与外部旋转系统连接为一体，以使得平衡盘9在外部旋转系统的带动下能够旋转。在平衡盘9的圆周边缘位置设置有均勻分布的多个角度刻度53，多个角度刻度53 处设有凹槽，平衡盘9上可配置有多个配重块8，配重块8的功能类似于砝码，不同的配重块 8采用不同重量规格的钢块制成，配重块8上设置有可与平衡盘9结合为一体的夹扣。配重块8通过夹扣可固定到平衡盘9的角度刻度53的凹槽内。根据工件在真空吸附单元上设置的位置不同，可选择不同重量规格的配重块8固定到平衡盘9上的相应的角度刻度53 处，以使得整个夹具处于平衡状态。真空吸附单元包括真空负压系统、真空板7、设置在真空板7上的真空阵列板2、以及位于真空板7和真空阵列板2之间的真空板密封垫11。如图5、6所示，所述真空板7为方形，真空板7设置在平衡盘9之上，真空板7的中部开有与平衡盘上的中心孔阳形状及大小都相同的开孔。平衡盘9上的四个减重孔M 附近设有螺栓孔，真空板7上设有与所述螺栓孔对应的小孔，有螺栓穿过平衡盘9上的螺栓孔和真空板7上的小孔，将平衡盘9与真空板7同心固定在一起，当平衡盘9旋转时，真空板7与之同步转动。真空阵列板2的外形和大小与真空板7相同，其中心区域均勻开有若干通孔，工件设置在真空阵列板2的中心区域，本实施例中，所述通孔的形状为圆形，通孔的直径范围为 Φ2 Φ6πιπι。其中，通孔均勻分布在真空阵列板2上，真空负压系统设置在平衡盘9的外部，这样，真空负压系统可通过平衡盘的中心孔55以及真空阵列板2中心区域的若干通孔对设置在真空阵列板2上的工件进行吸附。真空阵列板2以及真空板7的边缘位置区域对应地开有螺栓孔，并且在真空阵列板2的中心区域还设置有四个组装孔10，真空板上对应地也开有组装孔，通过设置螺栓并使螺栓穿过上述真空阵列板和真空板上对应设置的螺栓孔以及组装孔，可将真空阵列板2 和真空板7固定在一起，在外部旋转动力系统的带动下，真空阵列板2可随真空板7同步旋转。真空板密封垫11设置在真空阵列板2和真空板7之间，位于真空阵列板2和真空板7的边缘区域位置。本实施例中，真空板7和真空阵列板2都采用钢材料制成。本实施例中，定位单元包括设置在真空阵列板2上的两个挡片5和多个定位片4， 用于限定工件在真空阵列板2上的位置。其中，所述多个定位片4分别固定在真空阵列板2 的四个边缘区域位置用于定位工件的两条相邻的侧边，两个挡片5固定在真空阵列板2的中心区域，且分别紧靠工件的另外两条相邻的侧边。其中，定位片4和挡片5均呈板状，且定位片4和挡片5的厚度大于或等于所述工件的厚度，定位片4的长度小于挡片5的长度，挡片5的长度不小于工件的侧边的长度，挡片5的固定位置由工件的质心与旋心的距离关系决定。在本实施例中，挡片5和定位片4 的厚度可为lmm、2mm或3mm。定位片4沿真空阵列板2的边缘区域设置有多个，定位片4通过螺栓固定在真空阵列板2上。[0044]本实施例中，挡片5上间隔一定距离设置有若干个大小相等的通孔，真空阵列板2 上设置有多排尺寸相同的定位孔3，所述多个定位孔3的大小与挡片5上的通孔的大小相当，每排定位孔3中相邻两定位孔之间的距离与挡片5上相邻两通孔之间的距离相当。所述定位单元中还包括有螺栓，螺栓穿过挡片5上的通孔伸入真空阵列板2的定位孔3中，从而可将挡片5固定在真空阵列板2上。在真空阵列板2上平移挡片5，可使挡板5固定在多排定位孔的不同孔位上，使挡板5固定在真空阵列板2上的不同位置，这样，挡板5与定位片4配合，可以灵活地定位不同外形尺寸的工件。其中，挡片5通过对其各个侧边进行锐棱倒钝，使得其四个边角形成直线形钝角。 并且，当两个挡片5分别紧靠工件相邻的两条侧边时，两个挡片5的边角互相接触，要保证两个挡片5上相接触的两个直线形钝角的形状相吻合。这样，垂直设置的两个挡片5与真空阵列板2之间构成的空间即为STAMPER的安装工位，因此，通过改变挡片5在真空阵列板2上的固定位置，以适应STAMPER不同的尺寸大小以及质心的位置；而通过更换不同厚度的挡片5，可连续适应不同的STAMPER的厚薄变化。这样，通过调节挡片5的不同位置和更换不同厚度的挡片5，就能适应不同尺寸的 STAMPER固定要求。在本实施例中，挡片5在真空阵列板2上的固定位置，最大可装夹17英寸的 STAMPER。在使用本实施例夹具的旋涂机中，真空负压系统采用真空泵，真空吸附单元通过平衡盘的中心孔阳与真空泵构成真空回路，平衡盘9与旋涂机连接时采用高速旋转真空接头，以保证旋转过程中的内部密封，内部压力小于60kPa。如图5、6所示，本实施例中的夹具安装在旋涂机上时，先通过法兰套13将平衡盘9 套装在中心轴孔6上，使平衡盘的中心孔55与外部真空负压系统接通，并与外部旋转系统连接；然后垫上密封垫12，再将真空板7固定在平衡盘9上；放上真空板密封垫11，再通过组装孔10和真空阵列板2与真空板7边缘位置区域的螺栓孔将真空阵列板2固定在真空板7上。所装夹的工件，即STAMPER，通常采用方形钢板制成，其厚度一般不大于3mm， STAMPER上设置有呈凹凸性的网点，网点形状包括圆形错位型网点、圆形分组型网点、多边形网点、环形网点、半圆暂变网点等多种形式，将其通过本实施例的夹具固定在旋涂机中， 即可进行导光板的制作。在使用本实施例所述的夹具装夹STAMPER时，可分别通过轴向和径向对STAMPER 进行固定。具体操作过程如下轴向固定先根据需要进行装夹的STAMPER的大小和厚薄来选择适合厚度的挡片5，先确定欲装夹的STAMPER的质心，当STAMPER的尺寸较小时，调节垂直设置的两块挡片5在真空阵列板2上的位置，将挡片5固定在真空阵列板2上的定位孔3内，使欲装夹的 STAMPER的两边紧靠垂直设置的两个挡片5，并使得STAMPER的质心与旋转中心偏移距离不大于2mm ；当STAMPER的尺寸较大时，调节垂直设置的两个挡片5和边缘区域的定位片4的位置，垂直设置的两块挡片5与相应的定位片4之间形成的空间与所要装夹的STAMPER的外形尺寸相适，以构成大尺寸STAMPER的安装工位，将STAMPER固定在此安装工位上。将该 STAMPER安装在真空阵列板2上之后，STAMPER的底面与真空阵列板2上密布的通孔压合， 而对于没有与STAMPER压合的真空阵列板2上的通孔，采用塑料薄膜或不干胶密封，从而保证真空吸附单元对STAMPER的真空吸附效果，使STAMPER被压附在真空阵列板2的上表面。径向固定当装夹STAMPER时，在挡板5的定位作用或定位板4和挡板5的共同定位作用下，STAMPER相对旋转中心而言，其具有向定位板方向的少量偏移，此偏移一般小于2mm。当STAMPER随在真空吸附单元的作用下随平衡单元一起旋转时，由于离心力的作用 STAMPER会被压紧在挡板5上。在设计强度允许的范围内，平衡盘9的转速越高，径向作用力越大，则STAMPER在径向的固定越可靠。由于STAMPER1是薄板零件，需要保证其重心低于挡板5的受力支点，从而保证STAMPER不会发生翻覆。使用中要注意STAMPER的来料质量，保证STAMPER1平直度不能超差，否则其重心上移，会造成工件飞出的重大事故。当装夹好STAMPER以后，需要采用平衡检测装置，比如震动平衡仪将驱动电机等全部相关部件作为一个整体进行振动及平衡测试。通过平衡检测装置测速测震，以确定系统不平衡的相位和幅度，通过在平衡盘上配置不同重量配重块8，以及对配重块8在平衡盘上的角度刻度53的位置进行调整，可以消除整个装夹系统的不平衡。本实施例中的夹具在使用中通过人为设置工件适当的偏移量，使STAMPER在随平衡盘旋转的离心力作用下，压紧在定位片和挡片上，形成径向自锁效果；控制工件的重心使其低于挡片的受力支点，同时采用轴向真空吸附，以实现对工件的轴向装夹固定。保证了对 STAMPER装夹的可靠性，并且可确保人身设备安全，满足注塑导光板品种切换STAMPER的需求，特别是满足了大尺寸的STAMPER的旋涂要求，保证感光膜的涂膜质量。可见，本实施例中的夹具采用轴向和径向双重固定工件，通过人为设置工件的质心与旋心的少量偏心，使得加工装配简单，装夹更为可靠，操作也简单方便，解决了工件装夹习惯上总是企图消除偏心而造成的夹件设计、加工、使用困难的问题。可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本实用新型的原理而采用的示例性实施方式，然而本实用新型并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本实用新型的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本实用新型的保护范围。
权利要求1.一种薄板零件用夹具，其特征在于包括真空吸附单元、定位单元和平衡单元，所述薄板零件吸附在真空吸附单元上，所述定位单元设置在所述真空吸附单元上，所述定位单元沿工件面板的延伸方向对工件进行限位，真空吸附单元固定在平衡单元上，所述平衡单元与外部旋转系统连接，通过配置平衡单元使整个夹具的质心恰好处于旋转中心处。
2.根据权利要求1所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述平衡单元包括平衡盘(9) 和多个不同重量规格的配重块(8)，通过将所述多个不同重量的配重块(8)固定在平衡盘 (9)上的相应位置，从而使整个夹具的质心恰好处于旋转中心。
3.根据权利要求2所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述平衡盘(9)的圆周边缘位置设置有均勻分布的角度刻度，根据工件在真空吸附单元上设置的位置不同，从而选择不同重量规格的配重块(8)固定到平衡盘(9)上的相应的角度刻度位置，以使得整个夹具处于平衡状态。
4.根据权利要求2所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述平衡盘(9)上均布有四个减重孔(M)，在平衡盘的边缘位置处沿圆周方向还均布有一圈通孔(52)，用于减轻平衡盘 (9)的重量。
5.根据权利要求2所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述真空吸附单元包括真空负压系统、真空板(7)和密封设置在真空板(7)上的真空阵列板O)，所述真空阵列板O)的中心区域均勻开有若干个通孔，工件设置在真空阵列板(2)的中心区域，所述真空板(7)固定在平衡盘(9)上，平衡盘(9)上开有中心孔(55)，所述真空板(7)的中部开有与平衡盘上的中心孔(55)位置对应的开孔，所述真空负压系统设置在平衡盘(9)的外部，所述真空负压系统穿过平衡盘上的中心孔(55)与所述真空板上的开孔连通。
6.根据权利要求5所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述真空阵列板(2)为方形，所述定位单元包括设置在真空阵列板O)的中心区域的挡片(5)，挡片( 采用两个，所述两个挡片( 分别紧靠工件的两条相邻侧边。
7.根据权利要求6所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述定位单元中还包括有多个定位片G)，所述多个定位片(4)分别设置在真空阵列板O)的四个边缘区域，所述定位片 (4)设置在真空阵列板O)的边缘区域位置用于定位工件的两条相邻的侧边，所述两个挡片(5)分别紧靠所述工件的另外两条相邻的侧边。
8.根据权利要求7所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述定位片(4)和挡片(5)均呈板状，所述定位片(4)和挡片( 的厚度大于或等于所述工件的厚度，所述挡片( 的长度不小于其紧靠的工件的侧边的长度；所述板状挡片(5)的四个角为直线形钝角，当两个挡片( 分别紧靠工件相邻的两条侧边时，两挡片( 上的两个边角互相接触，所述互相接触的两个直线形钝角的形状相吻合。
9.根据权利要求8所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述挡片( 上设置有两个或多个通孔，所述真空阵列板(2)的中心区域设置有与所述挡片( 上的两个或多个通孔分别对应的两个或多个定位孔(3)，所述定位孔(3)的大小与挡片(5)上的通孔的大小相当， 所述定位单元中还包括有螺栓，所述螺栓穿过挡片( 上的通孔伸入真空阵列板( 的定位孔⑶中，从而将挡片(5)固定在真空阵列板(2)上。
10.根据权利要求9所述的薄板零件用夹具，其特征在于所述定位孔C3)采用平行设置的两排或多排，在真空阵列板(2)上平移挡片(5)，使挡板固定在真空阵列板(2)上的不同位置，以定位不同尺寸的工件。
专利摘要本实用新型公开了一种薄板零件用夹具，包括真空吸附单元、定位单元和平衡单元，所述薄板零件吸附在真空吸附单元上，定位单元设置在真空吸附单元上，定位单元沿工件面板的延伸方向对工件进行限位，所述真空吸附单元固定在平衡单元上，所述平衡单元与外部旋转系统连接，通过配置平衡单元使整个夹具及工件的质心恰好处于旋转中心处。该夹具采用轴向和径向双重固定工件，人为设置工件质心与旋心的少量偏心，使得加工装配简单，装夹更为可靠，操作也简单方便。
文档编号B25B11/00GK202041764SQ20112010054
公开日2011年11月16日 申请日期2011年4月8日 优先权日2011年4月8日
发明者赵长春 申请人:京东方科技集团股份有限公司, 苏州京东方茶谷电子有限公司