专利名称：集成的大片玻璃操纵系统的制作方法
技术领域：
本发明涉及对大块LCD板检测和修理时玻璃的操纵和定位。本发明特别适用于加利福尼亚州圣何塞的Photon Dynamics公司生产的设备，以及市场上流行的“阵列救助机(Array Saver)”和“阵列检测机(Array Check)”。
当然本发明的应用不仅限于这些系统。
背景技术：
已经制造了用于大块LCD面板的玻璃处理系统，但它们不能被特别配置并最优化以满足安装测试和维修硬件的要求。
传统的平板玻璃操纵系统由通用子系统部件组成，为满足更大的LCD面板尺寸的要求，这些部件的尺寸成比例增大，这些子系统部件尺寸的增加与特定功能无关却导致性能受限和整个系统的成本增加。人们需要的机器应该在传送大而脆的板时损坏风险最小、而准确度及过程处理速度最高。
发明内容
根据本发明，作为测试系统的一部分，本操纵系统用作对易碎的大块玻璃片或玻璃板(例如用作制造LCD的玻璃板)提供维修和检测设备定位。它使用与被测试的玻璃板真空接触的轻质卡具(chucklet)，它的动作作为操作步骤的一部分。并消除了对又重又硬的平台的需求，这使硬件成本显著减少，降低了惯性的影响，提高了定位性能。
通过下面结合附图的详细描述，可以更好地理解本发明。
附图的简要说明
图1是依据本发明的特定实施例的立体图；图2是图1所示实施例的侧视剖面图；图3是图1所示实施例的俯视图。
本发明的详细说明参照图1和图2，依据本发明的玻璃操纵平台10包括基板12，它刚性安装在支撑结构14上，并在顶部带有平行轨道(rail)阵列，此处卡具16-23通常是中空的，并精确排列以支持大平面玻璃薄板，在本文中称为客户板30。卡具16-23位于横支柱26、28上，第二端卡具24以剖面示出，用以说明安装在旋转排列滑动装置36、38上真空夹具32、34，第一端卡具16也可采用类似的结构。边缘感应器(未示出)用于检测躺在上面的客户板30的边缘。卡具16-23采用空气轴承(例如面对客户板30的下侧表面的孔40)，并且一端与横向真空室42相连接，从而形成用于支撑待测试的客户提供的板30的架(grill)。
在每个自由度，X(垂直轨道)、Y(沿着轨道)、Z(上下方向)，带有不同的控制装置。X轴平台44是传统的空气轴承平台，其由线性马达49驱动，线性马达49通过和与轨道48相连的大的端垫(end pad)52、54之间的轨道48以非啮合(non-gripping)的方式连接，沿X轴方向的轨道48移动平台46，从而传送安装在平台46上的头50。这种装置与许多现有的平台没有实质差别。
依据本发明，Y轴平移装置是滑动装置，优选地使用独特的机械结构，与待测试单元接触，使质量(mass)最小并便于对齐。在Y轴上唯一的移动质量是客户板20，其用作Y平台56的表面，因而显著地减小了Y平台移动质量。Y平台56是构成了轨道60的重量轻的槽形梁58，轨道60是在中心卡具19和20之间的平台区域居中的空气轴承。横梁58由轨道60的空气轴承支撑，并沿轨道60滑动。横梁58与线性马达62相连接，马达62带有定位编码器64和狭槽66，其中编码器在步进控制器(未示出)的控制下可以滑动。
沿中心横梁58的小的真空夹具(clamp)68、70以及其它真空夹具等(不可见)与受控真空源(未示出)连接，用于使客户板30的下侧与横梁58相连，并在运动时安全地支撑客户板30。该客户板30沿通过它的质量中，心的轴与真空夹具68、70连接，这样X-Y平面上的客户板的受力的Y轴运动不会扭曲。Y平台是可操作的，以在卡具的空气轴承上导引客户板30，真空夹具(诸如滑动装置36、38上的压板32、34)用于在不运动时，支持、旋转和对齐客户板30。图2在侧视图中示出了这些特征。虽然也可在客户板30的相对边缘采用真空夹具，但只需要两个真空夹具，这将在随后解释。
真空室42内的装置72形成了允许通过真空室42的中间区域传送真空夹具70的通道。在用于真空夹具的空隙上方的真空室42的段(未示出)可以在真空室的各部分上架桥。
这种结构采用卡具16-23中的空气轴承，与真空限动器(restraint)32和34以及定位器36和38相结合，以在面板定位于检测和维修装置下时，精确控制和稳定面板的垂直位置。由于在客户板30的下方有足够的间距用于照明，这种夹具结构也支持使用倾斜的镜子以便于对该光学系统有确实的背光照明。
通过强行伸直薄玻璃板以符合平的空气轴承表面，这种真空保持特征解决了在空气轴承结构上驱动面板会偏斜的问题。卡具条16-23之间的间距还为自动机械端受动器(robot end effector)在台面上布置面板并随后缩回提供了空间。
参照图3，使用沿至少两个边缘的玻璃边缘感应器80、82、84以动态地定位与板30和X方向上的滑动装置36、38相连的真空支持垫32、34，来完成客户板30的对齐。由此，完成了玻璃向直角的准确旋转，而无需具有潜在破坏性的制动设备的帮助。图3示出了这一特征。
不同尺寸的板可以正确浮在卡具16-23上，通过在距起驱动作用的Y平台中心一半面板处定位玻璃边缘传感器，来定位和对准不同尺寸的面板。
只有对选择的检测系统才需要Z轴运动，但这种运动受到限制也是可预期的。如果系统不要求大的Z轴运动，则采用挠曲和章动装置86(图1)，已经发现这种玻璃操纵系统适于无损伤地操纵大至2米见方、薄至0.5mm的板子。
已经参考特定的实施例解释了本发明，其它的实施例对本领域的技术人员是显而易见的。因而本发明的保护范围只受权利要求的限制。
权利要求
1.一种用于传送和支承大片薄玻璃板的玻璃操纵系统，包括基板；轨道卡具阵列，其与所示基板连接并面对所述玻璃板，每个所述卡具带有喷出用作所述玻璃板上的空气轴承的气体的孔，所述卡具平行排列，从而通过真空接触形成用于接收、支撑和保护所述玻璃板的架；安装在滑动装置上的真空垫，连接所述玻璃板，以保持所述玻璃板的旋转对齐及受限制的平移对齐；以及Y平移台，沿通过所述玻璃板质量中心的轴线，位于所述玻璃板下，所述Y平移台包括用于连接所述玻璃板的真空夹具。
2.根据权利要求1所述的玻璃操纵系统，其特征在于，所述真空垫配置在面对所述玻璃板靠近边缘处。
3.根据权利要求1所述的玻璃操纵系统，进一步包括安装到所述基板上的轨道X平移台，安装到所述X平移台的Z平移台上，其中所述Y平移台在空气轴承上。
4.根据权利要求2所述的玻璃操纵系统，其特征在于，所述Y平移台是空气轴承上的轨道，在所述Y平移台上安装有线性马达，用于沿所述玻璃板质量中心与所述玻璃板接合，以使运动的扭矩最小。
全文摘要
一种机械系统，用于操纵大至2米×2米、厚度0.5mm的大片薄玻璃板(例如在LCD面板检测器中用于制造LCD面板的玻璃板)。通过使用轻质中空卡具在空气轴承中定位维修和检测装置，并与所述被检测玻璃板真空接触，在沿质量中心的轨道上平衡，以无偏差地移动。这淘汰了沉重的刚性平台，显著地减少了硬件成本，操作灵活，提高了定位性能。
文档编号B65G49/05GK1550434SQ20041003811
公开日2004年12月1日 申请日期2004年5月8日 优先权日2003年5月9日
发明者大卫L·鲍尔温, 史蒂文·基思, 基思, 大卫L 鲍尔温 申请人:光子动力学公司