专利名称：支撑膈板组合式的龙门横梁的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种龙门横梁，特别涉及一种膈板组合式的龙门横梁，该龙门横 梁适用于高科技制程设备。
背景技术：
针对TFT-LCD (Thin Film Transistor-Liquid Crystal Display，薄膜场效应晶 体管)制程设备所应用的检测仪器的龙门横梁(Gantry)结构为例，例如大型雷射修补机 (Laser Repair)及面板缺陷检查机等，此传统的龙门横梁(Gantry)的制法，是利用不锈 钢、大理石材质或铝合金所制成。对长度为2米的钢材与石材制的龙门横梁重量高达IOOKg 150Kg，仪器在 作动时，笨重的龙门横梁起动的动力大且振动、振幅衰减慢、结构自然振频(Natural Frequency)低而易与机台产生共振而需延长待机时间；又由于重量大而产生的下垂变形 量大、影响操作精度。不仅检测效率低、无法达到规格要求，而且，亦会降低使用寿命。若横 梁长度超过3米，若再以不锈钢/大理石组成，重量更超过200Kg，已完全无法达到运作的需 求，故有必要寻求解决的道。设计实用新型人的先前技术，中国台湾第097217142号专利，由于是利用角接板 由梁板的内部来组合上下左右梁板，该前案技术由于龙门横梁具有相当长度，在施作上需 要先制作长型复杂的夹治具，深入龙门横梁内部，因此对控制施作组装该些梁板及角接板 要维持精密度结合较为困难。
发明内容本实用新型在于提供一种支撑膈板组合式的龙门横梁；相较于现有龙门横梁重量 重、振幅衰减慢与变形量大的使用问题，本实用新型具有抗扭转应力佳、重量轻、比强度及 比刚性高及振动衰减性能佳，及组装迅速精密的优点。根据实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，包含一横梁主体与多个 支撑膈板。该横梁主体为梁板所组成，梁板至少之一为复合材料所制成，包含一上梁板、一 下梁板、一左梁板与一右梁板，该上梁板与下梁板相互对应，该左梁板与右梁板相互对应且 分别连接在该上梁板与下梁板之间，前述四者界定出一个矩形空间与四个内直角；该上梁 板和下梁板对应分布有多个组合孔，该左梁板与右梁板对应分布有多个组合孔。本实用新型一种支撑膈板组合式的龙门横梁，更结合一金属滑轨板，该金属滑轨 板设于龙门横梁的任一侧，该金属滑轨板对应于所述右梁板的组合孔位置，对应分布多数 的组合孔；以及多个支撑膈板，布设于该横梁主体中，该每一支撑膈板的各侧端缘分别包含 多数的固定孔；由此，利用多个螺钉分别对应穿过该上梁板、该下梁板及该左梁板的多个组 合孔于所述支撑膈板的各对应侧端缘的固定孔加以锁合固定，再利用多个螺钉分别对应穿 设该金属滑轨板的多数组合孔及该右梁板的多个组合孔于所述支撑膈板右侧端缘的固定 孔固定。[0008]依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该横梁主体 的各该内直角皆为九十度。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该支撑膈板 的断面形状可为正方形、矩形、L形或U形，为减轻重量而内面积以圆洞、三角形洞、梯形洞、 星形洞等各种多边形洞去除材料的镂空形的其中任一种。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该支撑膈板 布设在该横梁主体内部，可以固定间距或不同间距或部分不同间距。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该横梁主体 为碳纤维复合材质或玻璃纤维复合材质。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该支撑膈板 选自金属、碳纤维、玻璃纤维复合材质的任一种；其中该金属例如钢材、铝合金、不锈钢、钛 合金的任一种。由此，本实用新型利用两对梁板组成矩形(含正方形)的龙门横梁主体，再以支撑 膈板固定于横梁主体内，如果是矩形支撑膈板亦可以同时支持该横梁主体内的直角上，不 但组装快速且尺寸精准无误，有别于现有技术的组装困难，而且碳纤维复合材料的重量轻、 强度高、比强度以及比弹性模数均佳，可以达到优良的抗扭转刚性(Torsional Rigidity), 以提升抗扭转变形(Torsional Deformation)，故可用在要求重量轻、强度备零组件上。
图1为本实用新型支撑膈板组合式的龙门横梁的第一实施例的分解立体图；图2为图1中的组合图；图3为该第一实施例的外观立体图；图4为本实用新型支撑膈板组合式的龙门横梁的第二实施例的分解立体图；图5为图4中的组合图；图6为该第二实施例的外观立体图；图7为不同材料的疲劳应力的曲线比较图；图8为不同材料的振幅衰减的曲线比较图。附图标记说明10_横梁主体；11-上梁板；110-组合孔；12-下梁板；120-组合 孔；13-左梁板；130-组合孔；14-右梁板；140-组合孔；142-轨道固定孔；15-矩形空间； 16-内直角；20-金属滑轨板；200-组合孔；202-轨道固定孔；21-角接板；30-支撑膈板； 300-固定孔；302-轨道固定孔；40-轨道；402-上轨条；4021-穿孔；404-下轨条；4041-穿 孔；50-移动连接器。
具体实施方式
参照图1、图2与图3，本实用新型的支撑膈板组合式的龙门横梁的一实施方式，包 含一横梁主体10与多个支撑膈板30。参照图1与图2，其中该横梁主体为梁板所组成，梁板至少之一为复合材料所制 成，该横梁主体10包含一上梁板11、一下梁板12、一左梁板13与一右梁板14。该上梁板 11与下梁板12相互对应，该左梁板13与右梁板14相互对应且分别连接在该上梁板11与下梁板12之间，前述四者界定出一个矩形空间15与四个内直角16。在本实施例中，该横梁主体10选自碳纤维复合材料(Carbon Fiber Reinforced Plastic, CFRP)或玻璃纤维复合材料(Glass Fiber Reinforced Plastic)所制成，该上梁 板11和下梁板12对应分布有多个组合孔110及120，该左梁板13与右梁板14对应分布有 多个组合孔130及140 ；所述的多个支撑膈板30，布设于该横梁主体10中，该每一支撑膈板 30的各侧端缘分别包含多个对应组合孔的固定孔300。其中，该支撑膈板30的断面形状可为正方形、矩形、L形或U形，为减轻重量而内 面积以圆洞、三角形洞、梯形洞、星形洞等各种多边形洞去除材料的镂空形的其中任一种。由此，利用多个螺钉分别对应穿过该上梁板11的多个组合孔110、下梁板12的多 个组合孔120及该左梁板13的多个组合孔130、右梁板14的多个组合孔140在支撑膈板30 各对应该上梁板11、下梁板12、左梁板13、右梁板14的一侧端缘的固定孔300加以固定，而 完成本实用新型的膈板组合式的龙门横梁的第一实施例，相较于现有龙门横梁重量重、振 幅衰减慢与变形量大的使用问题，本实用新型具有抗扭转应力佳、重量轻、比强度及比刚性 高及振动衰减性能佳，及组装迅速精密的优点。参照图4、图5与图6为本实用新型另一较佳实施例，本实用新型的支撑膈板组合 式的龙门横梁，其中更结合一金属滑轨板20，该金属滑轨板20设于龙门横梁的任一侧，该 金属滑轨板20对应于所述右梁板14的组合孔140位置，对应分布多个组合孔200 ；再利用 多个螺钉分别对应穿设该金属滑轨板20的多个组合孔200及该右梁板14的多个组合孔 140于所述支撑膈板30右侧端缘的固定孔300固定。各该支撑膈板30可利用胶合(高强度黏着剂)配合螺栓锁固于该横梁主体10上 各两板的组接孔，更提高组合稳定度。而各该支撑膈板30可选自角铁、钢材、铝合金、不锈 钢、钛合金及纤维复合材质的其中一种。所述的龙门横梁更结合一轨道40，该右梁板14两侧更包含多个对应的轨道固定 孔142 ；该金属滑轨板20对应于所述右梁板14的轨道固定孔142位置，更包含多个轨道固 定孔202 ；所述支撑膈板30的各侧端缘对应该轨道固定孔142、202位置更包含多个轨道固 定孔302，所述的轨道固定孔302设于前述固定孔300的任一侧，用以该龙门横梁更结合前 述轨道40，该轨道固定孔302分布方式亦可以和该固定孔300为一种重复的分布方式，亦即 该多个固定孔300的其中部分固定孔300可作为轨道固定孔302的利用，所述轨道40对应 该右梁板14的轨道固定孔140位置或/及该金属滑轨板20的轨道固定孔202位置，包含 设有多个穿孔4021或4041 ；在本实施例的附图中该轨道40更包含一上轨条402、一下轨条 404，该上轨条402及下轨条404，对应该右梁板14的轨道固定孔140位置或/及该金属滑 轨板20的轨道固定孔202位置，设有多个穿孔4021或4041 ；所述的上轨条402、下轨条404 亦可结合成具有两条轨条的一体式金属的轨道40，来替代上述的轨道40，其功能效果是相 同。利用多个螺钉分别对应穿设该上轨条402的穿孔4021及下轨条404的穿孔4041， 于金属滑轨板20的对应位置的轨道固定孔202和右梁板14的对应位置的轨道固定孔142， 及该些支撑膈板30右侧端缘的轨道固定孔302固定。由此，结合一移动连接器50，于所述的轨道40上，通过该移动连接器50与外部的 各种仪器结合使用。
5[0033]前述的实施例为一较佳实施例的揭露，在其他的实施方式该轨道40亦可以直接 结合在所述的金属滑轨板20上，而不需结合于前述的支撑膈板30的轨道固定孔302，本实 用新型的所属领域具有通常知识者，由前述的实施例可了解实施不予赘述。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该支撑膈板 30布设在该横梁主体10内部，可以固定间距或不同间距或部分不同间距，其分布配置可依 不同需要的固定处及结合附件或仪器承受的应力来布设位置。依照上述本实用新型所提出的一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其中该上梁板 11、下梁板12、左梁板13、右梁板14与角接板21的密合嵌固方式可为胶合或机械螺栓锁固 或胶合与机械螺栓锁固一齐使用的方式实施。请参阅图7，本实用新型支撑隔板组合式的龙门横梁，在承受一千万次(107)振动 负荷后，其残留强度(抗疲劳限)仍能保持原来强度的80%以上，而现有的钢材(Steel) 及铝材(Al)的龙门横梁仅能保有原来强度的30%左右，若用现有的钛合金亦仅能保有原 来强度的45%左右，故本实用新型碳纤维复合材料(CFRP)的龙门横梁，可用在需要抗振动 疲劳负荷的结构上，例如雷射修补机及面板缺陷检查机等须快速移动、会产生快速振动的 TFT-IXD制程设备上。参照图8，为CFRP与铝合金龙门横梁在机台上的振动衰减的曲线比较图。CFRP复 合材料另一特性为具有优异的振动衰减性，当其受到振动负荷时，可以在很短时间内将振 幅衰减到很小值。由图8中可知CFRP复合材料可以在0. 1秒的时间内，将结构振动的振幅衰减到一 较小值(例如初始振幅的10%以下)，而铝合金者至少在0. 5秒以上(甚至大于1秒)，此 种特性可以提供给需要在极短时间内须将运动产生的振动衰减到很小而能做精密量测的 动态量测仪器上，例如TFT-LCD制程设备应用的大型雷射修补机所须的龙门横梁上。据上所述，本实用新型利用四片CFRP板材组合成一矩形的长横梁，作为TFT-IXD 制程设备仪器所需的横梁，不但具有重量轻、刚性高(弯曲变形量很小)、振动衰减快与寿 命长(耐运动振动疲劳)的优点，且符合长度长的龙门横梁性能要求，而使此仪器的重量变 轻、精度提高，检测动作加快(待机时间变短)，大为提高了生产速度以及降低生产成本，以 克服现有不锈钢/大理石以及铝合金制成的龙门横梁的重量重、变形量大、振幅衰减慢与 寿命低的问题。而且，第一实施例的龙门横梁重量仅为50kg，相较于现有以不锈钢/大理石以及 铝合金制造的横梁(重量150kg)减重了 100kg(67% )，且中央承载50kg的雷射检测修补 头时，最大的下垂变形量小于0. 03mm,振动衰减特性为在0. 1秒内振幅减少90%以上，符合 规格要求。惟以上所述，仅为本实用新型的两个实施例而已，当不能以此限定本实用新型实 施的范围，即大凡依本实用新型申请专利范围及实用新型说明内容所作的简单的等效变化 与修饰，皆应仍属本实用新型专利涵盖的范围内。
权利要求一种支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，包含有一横梁主体，包含一上梁板、一下梁板、一左梁板与一右梁板，该上梁板与下梁板相互对应，该左梁板与右梁板相互对应且分别连接在该上梁板与下梁板之间，该上梁板和下梁板对应分布有多个组合孔，该左梁板与右梁板对应分布有多个组合孔；以及多个支撑膈板，布设于该横梁主体中，该每一支撑膈板的各侧端缘对应前述组合孔位置分别包含多个固定孔；利用多个螺钉分别对应穿过该上梁板、该下梁板及该左梁板、右梁板的多个组合孔于所述支撑膈板的各对应侧端缘的固定孔加以固定。
2.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，所述的龙门横梁更 结合一金属滑轨板。
3.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该右梁板两侧更包 含多个对应的轨道固定孔；该金属滑轨板对应于所述右梁板的组合孔位置，对应分布多个 组合孔，该金属滑轨板对应于所述右梁板的轨道固定孔位置，更包含多个轨道固定孔；所述 支撑膈板的各侧端缘对应该右梁板或金属滑轨板的轨道固定孔位置更包含多个轨道固定 孔；及该龙门横梁更结合一轨道，该轨道对应该右梁板或该金属滑轨板的轨道固定孔位置， 设有多个穿孔；利用多个螺钉分别对应穿过该轨道的穿孔，于金属滑轨板和右侧梁板的轨道固定孔， 及所述支撑膈板右侧端缘的固定孔固定。
4.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该支撑膈板具有多 个镂空部。
5.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该横梁主体为梁板 所组成，梁板至少之一为复合材料所制成。
6.如权利要求5所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该复合材料，选自碳 纤维复合材料或玻璃纤维复合材料材质。
7.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该支撑膈板为矩形。
8.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该支撑膈板的材质 选自金属、碳纤维、玻璃纤维复合材质的任一种。
9.如权利要求8所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该金属包含钢材、铝 合金、不锈钢、钛合金的任一种。
10.如权利要求1所述的支撑膈板组合式的龙门横梁，其特征在于，该上、下、左、右梁 板与角接板的密合嵌固方式为胶合、机械螺栓锁固或胶合与机械螺栓锁固一齐使用的方式 实施。
专利摘要一种支撑膈板组合式的龙门横梁，耐疲劳性佳、重量轻、比强度及比刚性高及振动衰减性能佳。该龙门横梁包含一横梁主体与多数支撑膈板。该横梁主体由梁板所组成，梁板至少之一为复合材料所制成，该横梁主体包含一上梁板、一下梁板、一左梁板与一右梁板相互对应结合，该左、右、前、后梁板对应分布有多个组合孔；该支撑膈板布设于该横梁主体中，该每一支撑膈板的各侧端缘分别包含多个组合孔；由此，利用多个螺钉穿过横梁主体并锁固于膈板上的组合孔，以完成适用于高科技制程设备所应用的龙门横梁。
文档编号G02F1/13GK201773242SQ201020273100
公开日2011年3月23日 申请日期2010年7月23日 优先权日2010年7月23日
发明者黄鼎贵 申请人:三鼎材料科技股份有限公司