一种金属掩模板组件组装设备的制作方法
【专利摘要】本发明公开了一种金属掩模板组件组装设备，其包括：机台、绷网组件、掩模板载台、掩模外框载台、运动导轨、激光斜切装置、激光焊接装置，同一设备体系集中了掩模板的制作与组装，集成方式能缩短掩模板组件的制程，能有效保证成品金属掩模板的精度，本发明提供的金属掩模板组件组装设备能够切割出开口侧壁为倾斜面的掩模板并形成掩模板组件，所述掩模板的开口截面为梯形结构，其能够避免掩模板在蒸镀沉积有机材料时产生蒸镀效应。
【专利说明】一种金属掩模板组件组装设备
【技术领域】
[0001]本发明属于机械设备领域，具体涉及一种金属掩模板组件组装设备。
[0002]
【背景技术】
[0003]有机发光显示器(Organic Light-Emitting D1de,简称0LED)是下一代的显示技术，与目前使用的液晶显示器(Liquid Crystal Display，简称IXD)显示技术相比,具有可视角大，色彩艳丽，功耗低等优点，会逐渐替代目前主流的液晶显示技术。
[0004]在OLED显示器面板的制作过程中，其中有机层的沉积会使用到金属掩模板组件，图1所示为采用掩模板组件蒸镀有机材料的示意图。金属掩模板组件由金属掩模板10及掩模外框11构成，金属掩模板10由于比较薄，在蒸镀前会通过相关工艺固定在掩模外框11上，图2所示为金属掩模板固定在掩模外框11上的平面示意图。蒸镀时，金属掩模板10借助掩模外框11固定在支撑台12上,蒸镀源13中的有机材料通过蒸发扩散至掩模板10下方，掩模板10上在一定的位置设置有开口 100，有机材料通过开口 100沉积在沉积基板14上对应的位置处，形成有机沉积层。
[0005]在技术要求上，有机沉积层的沉积质量对后期产品质量有非常大的影响，而有机沉积层的沉积质量与金属掩模板的开口质量、开口位置精度紧密相关，其中金属掩模板的开口位置精度除了由开口制作过程决定以外，还与金属掩模板10组装到掩模外框11上形成金属掩模组件的过程直接挂钩。
[0006]图3所示是申请号为201110079282.5的中国专利申请文件公开的一种金属掩模板组装机，所述组装机包括:机架31 ;绷网组件32，所述绷网组件设置在机架上用于绷拉金属掩模板；测量单元33，所述测量单元可移动地设置在所述机架上用于测量金属掩模板；和控制单元，所述控制单元用于控制测量单元对金属掩模板的测量和绷网组件对金属掩模板的绷拉，且根据从测量单元接收的测量信号调节绷网组件对金属掩模板的绷拉。然而采用该设备进行金属掩模板组装时，未被装载在绷网组件上的金属掩模板由于中间无支撑而容易出现折痕(导致金属掩模板直接报废)；另外，在该专利申请文件中，掩模外框的位置调节比较困难，不利于掩模板的焊接组装。
[0007]基于此，业界希望设计出一种功能更强大的组装设备，能够较好的满足高质量金属掩模板组件的组装。
【发明内容】
[0008]有鉴于此，本发明提供了一种金属掩模板组件组装设备，以更好的满足金属掩模板高精度组装的要求。
[0009]本发明所提供了一种金属掩模板组件组装设备，其包括:机台，所述机台作为所述金属掩模板组件组装设备的支撑基台；绷网组件，所述绷网组件固定安装在所述机台上，其上设置有若干夹持机构，所述金属掩模板侧边可通过所述绷网组件的夹持机构夹持并绷拉达到表面平整；掩模板载台，所述掩模板载台用于承载未经所述绷网组件绷拉的金属掩模板片材，所述掩模板载台包括掩模支撑板和支撑板驱动装置，所述掩模支撑板在所述支撑板驱动装置的驱动下可以在垂直方向上运动，从而调整所述掩模支撑板上表面相对所述绷网组件夹持面所在位置；掩模外框载台，所述掩模外框载台用于承载掩模外框，所述掩模外框用于固定所述金属掩模板，所述掩模外框载台能够调整所述掩模外框的的水平高度；运动导轨，所述运动导轨包括X轴导轨、Y轴导轨以及Z轴导轨，所述Y轴导轨直接或间接的固定安装在所述机台上，所述X轴导轨设置在所述Y轴导轨上，且可在所述Y轴导轨上进行Y轴方向的运动，所述Z轴导轨设置在所述X轴导轨上，所述Z轴导轨可以在X轴导轨上进行X轴方向的运动；激光焊接装置，所述激光焊接装置直接或间接安装在所述Z轴导轨上，可随Z轴导轨在所述X轴导轨、Y轴导轨上进行X、Y轴向的运动，也可以在Z轴导轨上做Z轴方向的运动，所述激光焊接装置包括一激光焊接头，所述金属掩模板通过所述激光焊接头发射的激光焊接固定在所述掩模外框上。
[0010]进一步，本发明的掩模外框载台包括:基架、调平机构以及外框承载板，所述基架由底板及设置在所述底板上的侧板构成，用于安装所述调平机构；所述调平机构由若干个垂直设置在所述基架底板上的电动执行器及设置在每个电动执行器上方的调平板构成；所述外框承载板设置在所述调平机构的调平板上方，通过配合调节所述调平机构的所述电动执行器可以调整所述外框承载板的水平位置，所述外框承载板用于直接承载所述掩模外框。
[0011]为了便于掩模外框的装载在所述掩模外框载台上，所述掩模外框载台还包括顶起机构，所述顶起机构由至少4个垂直设置在所述基架上的升降驱动装置与至少2个水平设置在所述升降驱动装置上方的顶板构成，所述顶板通过所述升降驱动装置的运动完成上升或下降动作，所述调平机构的外框承载板上表面设置有与所述顶起机构的顶板相适应的凹陷结构，使得所述顶板下降到最低点时，所述顶板的上表面不高于所述外框承载板的上表面。
[0012]进一步，所述掩模外框载台还包括定位机构，所述定位机构由定位块及气缸组件构成，所述定位机构设置在所述外框承载板或所述顶起机构的顶板上，所述掩模外框通过所述定位机构定位在所述外框承载板上的确定位置，从而保证掩模板组件组装过程的稳定性。
[0013]为强化本发明金属掩模板组件组装设备的自动化程度，本发明所述金属掩模板组件组装设备还包括控制单元，所述控制单元用于控制所述绷网组件对所述金属掩模板的绷拉、所述运动导轨的运动路径、所述掩模板载台支撑板驱动装置动作、所述掩模外框载台的调整动作以及所述激光焊接装置的焊接方式。
[0014]进一步，本发明所涉及的绷网组件包括四组夹持机构以及用于安装夹持机构的安装座，所述安装座上设有安装轨道，所述夹持机构底部设置有运行滑块，所述四组夹持装置通过所述运行滑块安装于所述安装座的所述安装轨道上。
[0015]进一步，所述金属掩模板组件组装设备还包括横梁和X/Z轴平板，所述横梁通过设置在两端的滑块一安装在Y轴导轨上，所述X轴导轨安装在所述横梁上，所述X/Z轴平板通过滑块二安装在所述X轴导轨上，所述Z轴导轨安装在所述X/Z轴平板上，所述激光斜切装置的支撑机构通过滑块三安装在所述Z轴导轨上。
[0016]进一步，所述金属掩模板组件组装设备还包括Y轴导轨支撑，所述Y轴导轨支撑直接安装在所述机台上，所述Y轴导轨安装在所述Y轴导轨支撑上，所述Y轴导轨通过所述Y轴导轨支撑间接的固定安装在所述机台上。
[0017]为了便于监控掩模板开口的开口质量，所述金属掩模板组件组装设备还包括机器视觉组件及平整度测量组件，所述机器视觉组件及平整度测量组件安装在所述滑块三上。所述机器视觉组件用于抓取所述金属掩模板上开口的形貌并配合轨道运动测量掩模板上需测量区域的尺寸，所述机器视觉组件可以是高精度的CXD相机；所述平整度测量组件用于测量金属掩模板表面的平整状况，可以采用高精度的高度传感器作为平整度测量组件。
[0018]进一步，构成所述掩模板载台的所述支撑板驱动装置由电机驱动，电机通过丝杠驱动设置在所述支撑板驱动装置上方的所述掩模支撑板在垂直方向上运动。
[0019]进一步，构成所述掩模板载台的所述掩模支撑板上表面为玻璃平板，所述玻璃平板下部设置有光源，作为一种优选方式，玻璃平板为毛玻璃，设置在毛玻璃下方的光源为均匀分布的灯带。
[0020]进一步，本发明金属掩模板组件组装设备还设置有一边料切除机构，边料切除机构可以设置在滑块三上，受控制系统控制，以实现对焊接后的掩模组件的掩模外框的外围金属片材的切除，边料切除机构可以是激光切割头，也可以是可以实现金属片材切割的刀具。
[0021]进一步，所述金属掩模板组件组装设备还包括掩模外框上料机构，所述上料传送平台可在Y轴方向上运动，所述掩模外框放置在所述上料支撑平台上，由所述上料传送平台夹持并传送至所述掩模外框载台上方。
[0022]另外，所述金属掩模板组件组装设备还包括碎屑收集装置，其设置在所述基台内部，用于收集组装过程中产生的碎屑，及时的碎屑收集处理，防止掩模板制作过程中碎屑对设备正常运行产生影响，例如，碎屑掉在运行轨道上会影响轨道运行精度。
[0023]由于本发明的金属掩模板组件组装设备具有较高精度要求，其要求机台具有较高稳定性，本发明中，所述机台包括花岗石平台和基座，所述花岗石平台安装在所述基座上，所述基座与支撑基地接触。
[0024]本发明中金属掩模板组件组装设备的各构成部件均能单独控制，在同一控制系统中，通过配合控制各构成部件，金属掩模板能够保证较高的焊接精度。
[0025]本发明的具体结构及优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。
[0026]
【专利附图】
【附图说明】
[0027]本发明的上述和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中:
图1所示为采用掩模板蒸镀有机材料的示意图；
图2所示为掩模板的平面示意图；
图3所示为一种现有技术的金属掩模板组装机示意图；
图4为本发明所提供的金属掩模板组件组装设备一种实施例立体示意； 图5为本发明金属掩模板组件组装设备的前视图；
图6所述为本发明金属掩模板组件组装设备俯视图；
图7为激光焊接装置装配装配在运动导轨上的立体图；
图8所示为绷网组件、掩模板载台与掩模外框载台装配在机台上的示意图；
图9所示为构成本网组件的夹持机构一种实施例示意图；
图10为掩模板载台一种实施例意图；
图11为掩模外框载台一种实施例示意图；
图12为掩模外框载台装载掩模外框的一种实施例示意图；
图13为图15中I部分放大示意图；
图14为掩模板载台与掩模外框载台配合的示意图；
图15为金属掩模板待夹持状态示意图；
图16为金属掩模板经绷网组件夹持绷紧的状态示意图；
图17为通过绷网组件绷拉金属掩模板的示意图；
图18为将金属掩模板焊接到掩模外框的状态示意图；
图19为焊接在掩模外框上的金属掩模板切割外边的状态示意图；
图20为组装成型的金属掩模组件处于检测状态的示意图；
图21为设置有上料机构的金属掩模板组件组装设备示意图图22为上料机构的立体不意图；
图23为构成上料机构的的上料支撑平台的立体示意图；
图24为图23中II部分的放大示意图；
图25为将掩模外框装载到上料支撑平台的过程示意图；
图26为构成上料机构的的上料传送平台的立体示意图。
[0028]图中，
10为金属掩模板，100为掩模板开口，11为掩模板固定的掩模外框，12为支撑台，13为蒸镀源，14为沉积基板；
51为机台，511为构成机台51的花岗石平台，512为构成机台51的基座，52为绷网组件，521为构成绷网组件52的夹持机构，5211为夹持机构521的夹头，5212为夹持机构521的底板，5213为夹持机构521的夹头引轨，5214为夹持机构521的电机，5215为夹持机构521的底板滑块，5216为夹持机构521的拉力传感器，5217为夹持机构521的电机运动限位机构，522为安装夹持机构521的安装座，523为安装在安装座522上的安装导轨，53为运动导轨，531为构成运动导轨53的X轴导轨，532为构成运动导轨53的Y轴导轨，533为构成运动导轨53的Z轴导轨，55为Y轴导轨支撑，56碎屑收集装置，57为掩模板载台，571为构成掩模板载台57的掩模支撑板,572为构成掩模板载台的支撑板驱动装置,5721为电机，5722为丝杠，58为掩模外框载台，581为构成掩模外框载台58的基架，5811为构成基架581的底板，5812为构成基架581的侧板，582为构成掩模外框载台58的调平机构，5821为构成调平机构582的电动执行器，5822为构成调平机构582的调平板，5823为调平导向装置，583为构成掩模外框载台58的外框承载板,584为构成掩模外框载台58的定位机构,5841为构成定位机构584的顶紧气缸,5842为构成定位机构584的定位快,585为构成掩模外框载台58的顶起机构，5851为构成顶起机构585的升降驱动装置，5852为构成顶起机构585的顶板，5853为顶起导向装置，586为设置在掩模外框载台58上的遮挡布，59为上料机构，591为上料支撑平台，5911为上料支撑平台基架，5912为上料支撑平台底座，5913为上料支撑平台滑动组件，5914为上料支撑平台导向机构，5915为上料支撑平台定位机构，592为上料传送平台，5921为传送平台夹持头，5922为传送平台基架，5923传送平台连杆，5924为传送平台横梁，5925为传送平台运动滑块，14a为导向滑动机构；
71为X轴导轨固定横梁，72为设置在横梁71两端的滑块一，73为直线电机；
91为X/Z轴平板，92为设置在X/Z轴平板91上的滑块二，93为安装在Z轴导轨533上滑块三，94为机器视觉组件，95为平整度测量组件，96为激光焊接装置，97为X轴拖链，98为固定拖链的拖链固定板，99为步进电机；
190为边料切除机构。
[0029]
【具体实施方式】
[0030]下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。
[0031]在本发明的描述中，需要理解的是，术语“上”、“下”、“侧边”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
[0032]在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“联接”、“连通”、“相连”、“连接”、“配合”应做广义理解，例如，可以是固定连接，一体地连接，也可以是可拆卸连接；可以是两个元件内部的连通；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连；“配合”可以是面与面的配合，也可以是点与面或线与面的配合，也包括孔轴的配合，对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。
[0033]本发明所提供的金属掩模板组件组装设备一种实施例立体示意图如图4所示，其包括:机台51，机台51作为所述金属掩模板组件组装设备的支撑基台；绷网组件52，绷网组件52固定安装在机台51上，绷网组件52上设置有若干夹持机构521，金属掩模板10的侧边可通过绷网组件52的夹持机构521夹持并绷拉达到表面平整；掩模板载台57，掩模板载台57用于承载未经绷网组件52绷拉的金属掩模板片材，掩模板载台57包括掩模支撑板571和支撑板驱动装置572，掩模支撑板571在支撑板驱动装置572的驱动下可以在垂直方向上运动，从而调整掩模支撑板571上表面相对绷网组件52夹持面所在位置；掩模外框载台58,掩模外框载台58用于承载掩模外框11,掩模外框11用于固定金属掩模板10,掩模外框载台58能够调整掩模外框11的水平高度；运动导轨53，运动导轨53包括X轴导轨531、Y轴导轨532以及Z轴导轨533，Y轴导轨532直接或间接的固定安装在机台51上，X轴导轨设置在Y轴导轨532上，且可在Y轴导轨532上进行Y轴方向的运动，Z轴导轨533设置在X轴导轨531上，Z轴导轨533可以在X轴导轨531上进行X轴方向的运动；金属掩模板组件组装设备还包括激光焊接装置96，激光焊接装置96直接或间接安装在Z轴导轨533上，可随Z轴导轨533在X轴导轨531、Y轴导轨532上进行Χ、Υ轴方向的运动，也可以在Z轴导轨533上做Z轴方向的运动，激光焊接装置96包括一激光焊接头，金属掩模板10通过激光焊接装置96的激光焊接头发射的激光焊接固定在掩模外框11上。图5、图6所述为本发明金属掩模板组件组装设备的前视图及俯视图，结合图4、图5及图6，可以更好的展示本实施例金属掩模板组件组装设备的整体结构。
[0034]以下是对本实施例相关机构作进一步详细描述。
[0035]图7所示为激光焊接装置装配在运动导轨上的立体示意图。本实施例中，金属掩模板组件组装设备包括横梁71和X/Z轴平板91，横梁71通过设置在两端的滑块一 72 (见图6中所示)安装在Y轴导轨532上，X轴导轨531安装在横梁71上，X/Z轴平板91通过滑块二 92安装在X轴导轨531上，Z轴导轨533安装在X/Z轴平板91上。激光焊接装置96安装在滑块三93上，滑块三93可滑动的安装在Z轴导轨533上。
[0036]在本发明的一些实施例中，构成运行导轨53的X轴导轨531及Z轴导轨533都至少各包含一条导轨，如图7所示实施例中，X轴导轨531和Z轴导轨533均包含两条平行设置的导轨。另外，在本发明中，构成运行导轨53的X轴导轨531、Y轴导轨532及Z轴导轨533的运行均通过设置在导轨侧边的电机实现。如图6所示，横梁71在Y轴方向的运动通过设置在Y轴导轨532侧边的直线电机73的控制实现；如图7所示，X/Z轴平板91上设置有步进电机99，以控制滑块三93在Z轴方向的运动。
[0037]在本发明中，由于轨道运动会带动各种导线的运动，故在一些特定区域设置有放置导线的拖链，以防止导线对设备的运行带来不必要干扰或者防止设备的运动绕断导线引起事故，如图7所示，横梁71上方设置有X轴拖链97及固定拖链的拖链固定板98。
[0038]在本实施例中，金属掩模板组件组装设备还包括Y轴导轨支撑55，如图4、图5所示，Y轴导轨支撑55直接安装在机台51上，Y轴导轨532安装在Y轴导轨支撑55上，Y轴导轨532通过Y轴导轨支撑55间接的固定安装在机台51上。
[0039]图8所示为绷网组件、掩模板载台与掩模外框载台装配在机台上的示意图，绷网组件52固定安装在机台51上，其设置在掩模板载台57与掩模外框载台58的外围，本实施例中，绷网组件52包括四组夹持机构以及用于安装夹持机构521的安装座522，每组夹持机构包含若干夹持机构521，安装座522上设有安装轨道523，夹持机构521底部设置有与安装轨道523匹配的运行滑块(即图9中5215)，夹持机构521通过设置在底部的运行滑块5215可在安装轨道523上滑动。本实施例中，四组夹持机构521以及安装座522在机台51上呈对称设置，具体如图8所示，四组安装在安装座522上夹持机构521分别设置在矩形的4个边上。
[0040]如图8中所示，绷网组件52 —对边的两组夹持机构均含3个夹持机构521，另一对边的两组夹持机构中的每组夹持机构均含4个夹持机构521 ;在另一具体的实施例中(无视图)，一对边的两组夹持机构中的每组夹持机构均含7个夹持机构521，另一对边的两组夹持机构中的每组夹持机构均含8个夹持机构521。在实际应用中，绷网组件52的每组夹持机构中的每组夹持机构包含夹持机构521的数量一般为I?10个，具体数量根据金属掩模板10的尺寸确定，在金属掩模板10尺寸比较大时，每组夹持机构包含夹持机构521的数量可以超过10个；另外，在本发明的一些实施例中，构成绷网组件52的每一个夹持机构521可通过固定机构固定在安装轨道523上确定位置(图中未示出)。
[0041]另外，在一些实施例中考虑到安装的稳定性，每个安装座522上至少设置有2条安装轨道523，图8中所示每个安装座522上即有2条安装轨道523。
[0042]图9所示是夹持机构521的一种实施例示意图，夹持机构521包含夹头5211、底板5212、夹头引轨5213、电机5214、底板滑块5215，夹头引轨5213固定设置在底板5212上，夹头5211下端通过与夹头引轨5213相匹配的滑块(图中未标识)滑动的设置在夹头引轨5213上，夹持机构整体通过设置在底板5212下部的底板滑块5215与绷网组件52的安装座522上安装轨道523相匹配。夹头5211在电机5214的带动下可在夹头引轨5213上往返运动；另外，夹头5211自身通过气缸驱动实现夹紧与放松动作。构成绷网组件的夹持机构通过夹头5211夹紧金属掩模板10后通过电机5214实现金属掩模板的绷紧。在本发明的一些实施例中，底板5212上设置有若干个螺纹通孔，与之匹配的设置有若干长度合适的螺杆，通过旋转螺杆可以实现螺杆与安装座522上表面顶紧，从而实现每一个夹持机构521固定在安装轨道523上某一确定位置(图中未示出)。
[0043]在本发明的一些实施例中，为便于绷网组件52的控制，夹持机构521的电机5214与夹头5211之间还可以设置有拉力传感器5216和电机运动限位机构5217。
[0044]图10所不为掩模板载台一种实施例不意图,掩模板载台57包括掩模支撑板571和支撑板驱动装置572，掩模支撑板571的上表面为玻璃平板，玻璃平板下部设置有光源(图中未示出)，构成掩模板载台57的支撑板驱动装置572由电机5721驱动，电机5721通过丝杠5722驱动设置在支撑板驱动装置上572方的掩模支撑板571在垂直方向上运动。作为一种比较好的实施方式，掩模支撑板571的上表面的玻璃平板为毛玻璃，设置在其下方的光源为均匀设置的灯带，从而比较好的保证从掩模支撑板571上方发射的光线均匀一致。
[0045]图11为掩模外框载台一种实施例示意图，本实施例中，基架581、调平机构582以及外框承载板583构成掩模外框载台58的基本结构(掩模外框载台可仅由此三部分构成)。在掩模外框载台的另一些实施例中，掩模外框载台58还可以包括定位机构584和顶起机构585，图12所示为掩模外框载台通过顶起机构装载掩模外框的一种实施例示意图，图13为图12中I部分放大示意图。以下是结合图11、图12、图13，对掩模外框载台58结构的详细描述。
[0046]所述基架581由底板5811及设置在底板5811上的侧板5812构成，其用于安装调平机构582 ;调平机构582由4个垂直设置在所述基架底板5811上的电动执行器5821及设置在每个电动执行器5821上方的调平板5822构成；外框承载板583设置在调平机构582的调平板5822上方，通过配合调节调平机构582的电动执行器5821可以调整设置在调平板5822上方外框承载板583的水平位置,外框承载板583用于直接承载掩模外框11。在本发明一些实施例中，构成调平机构582的电动执行器5821通过浮动接头(图中未示出)与调平板5822连接，电动执行器5821为调平机构582提供动力，调平板5822作为调平机构582的外接口 ；每个电动执行器5821两侧还均设置有一个调平导向装置5823，通过电动执行器5821两侧调平导向装置5823的配合作用，可以有效的控制调平机构582上调平板5822的
向。
[0047]为了便于掩模外框11装载在掩模外框载台58上,掩模外框载台58设置有顶起机构585，顶起机构585由4个垂直设置在基架581上的升降驱动装置5851与2个水平设置在升降驱动装置5851上方的顶板5852构成，顶板5852通过升降驱动装置5851的运动完成上升或下降动作，外框承载板583上设置有与顶起机构585相配合的通孔结构，外框承载板583上表面设置有与顶起机构585的顶板5852相适应的凹陷结构，使得顶板5852下降到最低点时，顶板5852的上表面不高于外框承载板583的上表面,如图11所不。另外，构成顶起机构585的顶板5852需要在垂直方向上进行运动，即升降驱动装置5851只能驱动顶板5852在垂直方向上运动，为了使顶起机构585能够按预设路径运动，顶起机构585的每一个升降驱动装置5851侧边配套设置有顶起导向装置5853，顶起机构585的升降驱动装置5851的上端通过浮动接头(图中未示出)与顶板5852连接。
[0048]掩模外框载台58还包括定位机构584，定位机构由气缸组件5841及定位块5842构成，定位机构584设置在外框承载板583或顶起机构585的顶板5851上，掩模外框11通过定位机构584放置在外框承载板583上的确定位置，从而保证掩模板组件组装过程的稳定性。如图11、12所示，外框承载板的583的两相邻边各设置有两个气缸组件5841，在没有设置气缸组件5841另两相邻边均设置有定位块5842，本实施例中，定位块5842为长条状结构，设置在外框承载板583或顶起机构585的顶板5852上。掩模外框11置于外框承载板583上后,定位机构584的气缸组件5841对掩模外框11提供一定的压力，使得掩模外框11顶紧定位机构585的定位块5852,从而达到定位机构585对掩模外框11固定，使得掩模外框11放置在外框承载板583上的确定位置。
[0049]在本发明中，顶起机构585的顶板5852通过升降驱动装置5851的运动做上升或下降动作，从而实现置于顶板5852上方的掩模外框11装载到载台的外框承载板583上。考虑到顶起机构585的作用本质，作为本发明的另一些实施例，本发明中顶起机构585可以包括超过4个升降驱动装置5851或超过2个水平设置在升降驱动装置5851上方的顶板5852，升降驱动装置5851可以采用气缸或电缸驱动。在本发明的另一些实施例中，由于掩模外框11的尺寸较大，调平机构43采用的电动执行器的数量亦可以超过4个。
[0050]本发明中，顶起机构585的升降驱动装置5851与顶板5852之间、调平机构582的电动执行器5821与调平板5822之间均采用浮动接头，活动结构的接头有利于机械调节过程。
[0051]为了更好的理解本发明中掩模外框载台58的工作方式，以下对掩模外框载台的工作方法作详细的描述。
[0052]本发明所涉及掩模外框载台的调整方法，其包括以下步骤:
a、掩模外框装载步骤，如图12中所示，顶起机构585的升降驱动装置5851驱动顶板5852上升，到达合适位置后，将掩模外框11放置在顶板5852上方，升降驱动装置5851驱动顶板5852下降，使得掩模外框11由所述外框承载板583支撑；
b、掩模外框定位步骤，通过调整定位机构584，即通过气缸5841的动作，使得掩模外框11顶紧在定位机构584的定位块5842上，从而到达硬质框架11定位在外框承载板44上的确定位置；
C、掩模外框调平步骤，通过配合调节调平结构582的电动执行器5821，使得掩模外框11处于一定的高度位置，并且掩模外框11的上表面具有较好的平整度。
[0053]图14所示为掩模板载台与掩模外框载台配合的示意图，掩模板载台57设置在掩模外框载台58的内部，在掩模外框载台58内部还设置有活动的遮挡布586，遮挡布586可通过调节后覆盖在掩模支撑板571上方，形成对掩模支撑板571的保护。
[0054]在本发明的实施例中，为强化本发明金属掩模板组件组装设备的自动化程度，金属掩模板组件组装设备还包括控制单元(图中未示出)，控制单元用于控制控制绷网组件52对金属掩模板10的绷拉、运动导轨53的运动路径、掩模板载台57的支撑板驱动装置572的动作、掩模外框载台58的调整动作以及激光焊接装置96的焊接方式等；另外，本发明中运动导轨53的运动均与高精密光栅尺相配合，以达到高精度控制的效果。
[0055]为了便于监控掩模板开口的开口质量，金属掩模板组件组装设备还包括机器视觉组件94及平整度测量组件95，如图7所示，机器视觉组件94及平整度测量组件95安装在滑块三93上，机器视觉组件94用于抓取所述金属掩模板上开口的形貌并配合轨道运动测量掩模板上需测量区域的尺寸，机器视觉组件94可以是高分辨率的CCD相机，机器视觉组件94使用过程中，根据需求可在掩模支撑板571内部光源的辅助下完成；平整度测量组件95可以是高精度高度传感器。在本发明中，控制单元亦可以根据机器视觉组件94及平整度测量组件95的测量结果进行调节金属掩模板10的绷网组件52及其他机构。
[0056]另外，本实施例中的激光焊接装置96直接固定在滑块三93上，在本发明的其它一些实施例中，机器视觉组件94、平整度测量组件95及激光焊接装置96通过其它连接机构间接的安装在滑块三93上(图中未示出)。
[0057]另外本发明金属掩模板组件组装设备还设置有一边料切除机构，装配图中未示出，边料切除机构可以设置在滑块93上，受控制系统控制，以实现对焊接后的掩模组件的掩模外框11的外围金属片材的切除，边料切除机构可以是激光切割头，也可以是可以实现金属片材切割的刀具。
[0058]本发明金属掩模板组件组装设备还包括碎屑收集装置56，其设置在所述基台内部，用于收集组装过程中产生的各种碎屑，及时的碎屑收集处理，防止掩模板制作过程中碎屑对设备正常运行产生影响，例如，碎屑掉在运行轨道53上会影响轨道运行精度。碎屑收集装置56内可设置吸附设备。
[0059]由于本发明的金属掩模板组件组装设备具有较高精度要求，其要求机台51具有较高稳定性，如图4、图5所示，本发明中机台51包括花岗石平台511和基座512，花岗石平台511安装在基座512上，基座512为钢架机构，基座512直接或者通过脚垫间接与支撑基地接触。
[0060]另外，本发明金属掩模板组件组装设备还包括激光发生器、显示器、指令输入等机构，以形成一个完整组装系统。
[0061]为了便于对本发明的理解，以下实施例揭示了本发明金属掩模板组件组装设备的使用方法。
[0062]图15所示为金属掩模板10处于待夹持状态示意图，将金属掩模板10放置在掩模板载台57的掩模支撑板571上方，利用支撑板驱动装置572调整掩模支撑板571上表面相对绷网组件52夹持面所在位置，具体来讲，即电机5721驱动丝杠5722调整掩模支撑板571位置高度，使得置于掩模支撑板571上方的金属片材边缘比较容易设置在绷网组件52夹持机构521的夹头5211内。
[0063]图16所示为金属掩模板经绷网组件夹持绷紧的状态示意图，夹头5211通过气缸驱动实现对金属片材边缘的夹持；降低掩模支撑板571位置高度(防止影响后续金属片材的绷拉)；通过夹持机构521的电机5214驱动，绷网组件52的夹持机构配合将金属片材绷拉到平整。图17所示为通过绷网组件绷拉金属掩模板的示意图，掩模板10在绷网组件52的绷拉下实现表面张紧拉平。
[0064]图18为将金属掩模板焊接到掩模外框的状态示意图，金属掩模板10通过激光焊接装置96发射的激光焊接在掩模外框11上，在激光焊接固定金属掩模板时，设置在掩模外框载台58上的掩模外框11上表面在调平机构582的调整下紧贴经绷网组件52绷紧的金属掩模板10的下表面(掩模外框11顶紧金属掩模板10)，激光焊接装置96在机器的控制单元下按照一定焊接方式将金属掩模板10焊接固定在掩模外框11上，在金属掩模板10焊接固定在掩模外框11的过程中，调节遮挡布586，使得遮挡布586覆盖在掩模支撑板571上方，形成对掩模支撑板571的保护。
[0065]图19展示的是焊接在掩模外框上的金属掩模板切割外边的状态示意图，如图所示，边料切除机构190为激光切割头，激光切割头190对金属掩模板10留在掩模外框11外围区域进行切除，从而形成金属掩模板组件。
[0066]图20为组装成型的金属掩模组件处于检测状态的示意图，在本步骤中，配合运动轨道53的运动采用机器视觉组件94对金属掩模板10上开口的形貌、区域尺寸、位置精度等金属掩模板10上X-Y平面上的参数进行测量，采用平整度测量组件95对金属掩模板10的板面下垂量进行测量，在对开口区域相关参数进行测量时，可以撤掉覆盖在掩模板载台57的掩模支撑板571上方的遮挡布586并打开设置在掩模支撑板571的内部光源。
[0067]以上揭示的本发明金属掩模板组件组装设备的使用方法旨在加强对本发明的理解，本发明金属掩模板组件组装设备的实际使用并不局限如此。例如，在将具有开口图形的金属掩模板10焊接固定在掩模外框11上之前一般会增加金属掩模板表面参数的测量环节，即在将金属掩模板10焊接固定在掩模外框11上之前，需要先采用机器视觉组件94和平整度测量组件95对绷紧的金属掩模板10的开口质量、开口位置精度、板面的下垂量等关键参数进行测量。将得到的结果与产品要求做对比，若开口质量存在问题，则报废该金属掩模板，若金属掩模板的开口位置精度或着板面的下垂量不符合规定值范围，可以通过配合调节绷网组件52以及掩模外框载台58的调平机构582，在相关参数达到规定值范围时，再将金属掩模板10焊接固定到掩模外框11上。
[0068]由于掩模外框11 一般都具有较大质量，完全由人工搬移到掩模外框载台58上难度比较大，故本发明金属掩模板组件组装设备的一些实施例中设置有上料机构59，上料机构59用于掩模外框11的搬运，即将掩模外框11由机台外部传送至掩模外框载台58上,其一种实施例整体示意图如图21所示
为便于对本发明中上料机构的理解，图22提供了一种上料机构的示意图，上料机构59由上料支撑平台591及上料传送平台592构成，上料传送平台592可在Y轴方向上运动，掩模外框11放置在上料支撑平台591上，由上料传送平台592夹持并传送至掩模外框载台58上方，以下作进一步详细描述。
[0069]图23为构成上料机构的的上料支撑平台的立体示意图，上料支撑平台591包括:上料支撑平台基架5911、上料支撑平台底座5912、上料支撑平台滑动组件5913、上料支撑平台导向机构5914、上料支撑平台定位机构5915。图24为图23中II部分的放大示意图，结合图21、图22、图23、图24所示，上料支撑平台基架5911的结构与绷网组件52结构相适应，本实施例中，上料支撑平台基架5911的内部为全镂空结构，不会对绷网组件52的运行带来干扰；上料支撑平台基架5911的底部设置有上料支撑平台底座5912，上料支撑平台591通过上料支撑平台底座5912设置在机台51上；上料支撑平台滑动组件5913由若干钢珠滚轮按一定分布方式构成，其分布方式与掩模外框11的外形相适应，在其他一些实施例中，滚轮钢珠可以用其它起相同作用的零件替换；如图所示，上料支撑平台导向机构5914设置在上料支撑平台基架5911的两侧，其与掩模外框11的外形相适应，在一些实施例中，为便于掩模外框11的装载，上料支撑平台导向机构5914的内侧还设置有导向滑动机构14a，导向滑动机构14a可以是滚珠；上料支撑平台定位机构5915设置在上料支撑平台基架5911上，通过支撑平台定位机构5915使得掩模外框11装载在上料支撑平台591上的确定位置。
[0070]图25所示为将掩模外框装载到上料支撑平台的过程示意图，按如图所示的箭头方向装载掩模外框11，掩模外框11由上料支撑平台导向机构5914导向,在上料支撑平台滑动组件5913上滑动直至一端接触上料支撑平台定位机构5915，即完成在上料支撑平台591上的装载。在本发明的一些实施例中，上料支撑平台导向机构5914可在垂直于导向方向的方向上(即图中所示X轴方向上)进行位置调节，从而适应不同宽度尺寸掩模外框的装载。
[0071]图26为构成上料机构的的上料传送平台的立体示意图，上料传送平台592包括:传送平台夹持头5921、传送平台基架5922、传送平台连杆5923、传送平台横梁5924、传送平台运动滑块5925。传送平台夹持头5921用于夹持掩模外框11，并能将掩模外框11提高至一定位置，具体而言，传送平台夹持头5921夹持掩模外框11后，将掩模外框11提起，使得掩模外框11的下表面离开上料支撑平台591，传送平台夹持头5921通过电动或气动控制；本实施例中上料传送平台592包括4个传送平台夹持头5921，4个传送平台夹持头5921分散的设置在传送平台基架5922上；传送平台基架5922通过传送平台连杆5923链接在传送平台横梁5924，传送平台横梁5924两端设置有传送平台运动滑块5925，传送平台运动滑块5925可在Y轴导轨532上滑动。
[0072]结合以上实施例，将掩模外框装载到掩模外框载台58上的流程为:
a、待装载的掩模外框11在装载到上料支撑平台591上特定位置，如图25所示；
b、控制上料传送平台592，传送平台夹持头5921夹持掩模外框11并将掩模外框11提起离开上料支撑平台591 ；
C、通过手动推送或电动控制，上料传送平台592在Y轴导轨532上滑动到掩模外框载台58上方；
d、掩模外框载台顶起机构585的顶板5852在升降驱动装置5851的驱动下上升至一定高度(接触或靠近掩模外框11的下表面);
e、释放传送平台夹持头5921，顶起机构585的顶板5852在升降驱动装置5851的驱动下下降，使得掩模外框11由外框承载板583支撑，并将上料传送平台592移到Y轴导轨端部附近。
[0073]以上是将掩模外框装载到掩模外框载台58上的流程，组装完毕后的掩模板组件亦可以通过以上流程的逆过程实现掩模板组件的卸载。
[0074]作为集成设备，本发明集成了金属掩模板的绷网、焊接、测量、边料切除等功能，合理的配置保证了在金属掩模板的组装过程中，金属掩模板不宜出现折痕，能够减少人为因素带来的报废，可有效保证成品金属掩模板的质量。
[0075]本发明中任何提及“ 一个实施例”、“实施例”、“示意性实施例”等意指结合该实施例描述的具体构件、结构或者特点包含于本发明的至少一个实施例中。在本说明书各处的该示意性表述不一定指的是相同的实施例。而且，当结合任何实施例描述具体构件、结构或者特点时，所主张的是，结合其他的实施例实现这样的构件、结构或者特点均落在本领域技术人员的范围之内。
[0076]尽管参照本发明的多个示意性实施例对本发明的【具体实施方式】进行了详细的描述，但是必须理解，本领域技术人员可以设计出多种其他的改进和实施例，这些改进和实施例将落在本发明原理的精神和范围之内。具体而言，在前述公开、附图以及权利要求的范围之内，可以在零部件和/或者从属组合布局的布置方面作出合理的变型和改进，而不会脱离本发明的精神。除了零部件和/或布局方面的变型和改进，其范围由所附权利要求及其等同物限定。
【权利要求】
1.一种金属掩模板组件组装设备，其包括: 机台，所述机台作为所述金属掩模板组件组装设备的支撑基台； 绷网组件，所述绷网组件固定安装在所述机台上，其上设置有若干夹持机构，所述金属掩模板侧边可通过所述绷网组件的夹持机构夹持并绷拉达到表面平整； 掩模板载台，所述掩模板载台用于承载未经所述绷网组件绷拉的金属掩模板片材，所述掩模板载台包括掩模支撑板和支撑板驱动装置，所述掩模支撑板在所述支撑板驱动装置的驱动下可以在垂直方向上运动，从而调整所述掩模支撑板上表面相对所述绷网组件夹持面所在位置； 掩模外框载台，所述掩模外框载台用于承载掩模外框，所述掩模外框用于固定所述金属掩模板，所述掩模外框载台能够调整所述掩模外框的的水平高度； 运动导轨，所述运动导轨包括X轴导轨、Y轴导轨以及Z轴导轨，所述Y轴导轨直接或间接的固定安装在所述机台上，所述X轴导轨设置在所述Y轴导轨上，且可在所述Y轴导轨上进行Y轴方向的运动，所述Z轴导轨设置在所述X轴导轨上，所述Z轴导轨可以在所述X轴导轨上进行X轴方向的运动； 激光焊接装置，所述激光焊接装置直接或间接安装在所述Z轴导轨上，可随Z轴导轨在所述X轴导轨、Y轴导轨上进行Χ、γ轴方向的运动，也可以在Z轴导轨上做Z轴方向的运动，所述激光焊接装置包括一激光焊接头，所述金属掩模板通过所述激光焊接头发射的激光焊接固定在所述掩模外框上。
2.根据权利要求1所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述掩模外框载台包括:基架、调平机构以及外框承载板，所述基架由底板及设置在所述底板上的侧板构成，用于安装所述调平机构；所述调平机构由若干个垂直设置在所述基架底板上的电动执行器及设置在每个电动执行器上方的调平板构成；所述外框承载板设置在所述调平机构的调平板上方，通过配合调节所述调平机构的所述电动执行器可以调整所述外框承载板的水平位置，所述外框承载板用于直接承载所述掩模外框。
3.根据权利要求2所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述掩模外框载台还包括顶起机构，所述顶起机构由至少4个垂直设置在所述基架上的升降驱动装置与至少2个水平设置在所述升降驱动装置上方的顶板构成，所述顶板通过所述升降驱动装置的运动完成上升或下降动作，所述调平机构的外框承载板上表面设置有与所述顶起机构的顶板相适应的凹陷结构，使得所述顶板下降到最低点时，所述顶板的上表面不高于所述外框承载板的上表面。
4.根据权利要求2或3所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述掩模外框载台还包括定位机构，所述定位机构由定位块及气缸组件构成，所述定位机构设置在所述外框承载板或所述顶起机构的顶板上，所述掩模外框通过所述定位机构放置在所述外框承载板上的确定位置。
5.根据权利要求1、2或3所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还包括控制单元。
6.根据权利要求1所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述绷网组件包括四组夹持机构以及用于安装夹持机构的安装座，所述安装座上设有安装轨道，所述夹持机构底部设置有运行滑块，所述四组夹持装置通过所述运行滑块安装于所述安装座的所述安装轨道上。
7.根据权利要求1、2或3所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还包括横梁和X/Z轴平板，所述横梁通过设置在所述横梁两端的滑块一安装在所述Y轴导轨上，所述X轴导轨安装在所述横梁上，所述X/Z轴平板通过滑块二安装在所述X轴导轨上，所述Z轴导轨安装在所述X/Z轴平板上，所述激光焊接装置的支撑机构通过滑块三安装在所述Z轴导轨上。
8.根据权利要求7所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还包括Y轴导轨支撑，所述Y轴导轨支撑直接安装在所述机台上，所述Y轴导轨安装在所述Y轴导轨支撑上，所述Y轴导轨通过所述Y轴导轨支撑间接的固定安装在所述机台上。
9.根据权利要求7所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还包括机器视觉组件及平整度测量组件，所述机器视觉组件及所述平整度测量组件安装在所述滑块三上。
10.根据权利要求1、2、8或9所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，构成所述掩模板载台的所述支撑板驱动装置由电机驱动，电机通过丝杠驱动设置在所述支撑板驱动装置上方的所述掩模支撑板在垂直方向上运动，构成所述掩模板载台的所述掩模支撑板上表面为玻璃平板，所述玻璃平板下部设置有光源。
11.根据权利要求9所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还设置有一边料切除机构，所述边料切除机构设置在滑块三上，以实现对焊接后的掩模组件的所述掩模外框的外围金属片材的切除，所述边料切除机构为激光切割头或刀具。
12.根据权利要求1、2、8或9所述的金属掩模板组件组装设备，其特征在于，所述金属掩模板组件组装设备还包括掩模外框上料机构。
【文档编号】C23C14/04GK104294213SQ201410501854
【公开日】2015年1月21日 申请日期:2014年9月27日 优先权日:2014年9月27日
【发明者】魏志凌, 孙杰, 张璞 申请人:昆山允升吉光电科技有限公司