[0001]
本发明涉及显示面板制造设备领域，特别是涉及一种张网机夹持装置。
背景技术：
[0002]
有机发光二极管(oled，organic light emitting diode)显示面板是一种利用oled作为显示像素的面板。相比于传统的液晶显示面板，oled显示面板因具有自发光、功耗低、色彩效果好、可用于柔性显示等诸多优点，越来越受到市场的欢迎。
[0003]
oled发光器件的制备一般采用将有机材料蒸镀到基板(例如，在am型面板中为tft基板)上的方式。蒸镀有机材料通常需要使用掩膜板例如普通精细金属掩膜板(cmm，common metal mask)、精细金属掩膜板(fmm，fine metal mask)，且掩膜板通常设置在金属框架上且放在蒸镀机中使用，其中精细金属掩膜板网板和精细金属掩膜板框架一般采用焊接结合。精细金属掩膜板网板为多条网板，张网时逐条采用夹爪夹持并通过拉伸、移动调整到预设位置后焊接在金属框架上。现有国外张网设备中的夹持机构一般设计简单，通常在拉伸方向上只有一个自由度，位置调整的驱动单元不能兼顾行程和精度，而且调整时存在滞回，位置重复性不佳。无法有效减少掩模版在拉伸过程中出现的褶皱问题，而掩膜板对蒸镀所得的oled发光层的显示性能具有显著的影响，进而影响到后续的蒸镀工序，造成产品良率的下降。
技术实现要素：
[0004]
本发明针对现有技术中存在的技术问题，提供一种运动自由度较多且精度较高的张网机夹持装置，该装置提高了张网过程中可以调节的夹爪自由度和位移调整精度，可以减小像素孔的位置偏移值和掩模版在拉伸过程中出现的褶皱问题，提高后续蒸镀工序的产品良率。
[0005]
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：本发明所提供的一种张网机夹持装置，包括两组夹持结构和两个夹爪台；所述两组夹持结构分别沿x方向相对设置于所述两个夹爪台上，且每组夹持结构中包含并排设置的至少2个沿x方向拉伸精细金属掩膜板的夹爪组件；所述夹爪组件用于夹持所述精细金属掩膜板的边沿所设的夹耳；每一夹爪组件均对应设置有y向平移机构，所述y向平移机构安装于夹爪台上，用于驱动相应所述夹爪组件进行y向移动；所述夹爪组件包括两级x向驱动机构，所述两级x向驱动机构包括用于对所述精细金属掩膜板位置进行x向粗调的第一级x向驱动机构和用于对所述精细金属掩膜板位置进行x向细调的第二级x向驱动机构；所述y向平移机构包括两级y向驱动机构，所述两级y向驱动机构包括用于对精细金属掩膜板位置进行y向粗调的第一级y向驱动机构和用于对所述精细金属掩膜板位置进行y向细调第二级y向驱动机构；
其中，所述x方向为所述精细金属掩膜板拉伸时的长度方向，所述y方向为所述精细金属掩膜板拉伸时的宽度方向。
[0006]
夹持装置工作时，对精细金属掩膜板x向y向的拉伸均采用两级驱动机构，两级驱动机构分别对精细金属掩膜板的位置进行粗调和细调，实现双自由度、高精度位置调节，同时增加y向位置调整，可以起到调整fmm姿态减小褶皱产生的作用。
[0007]
进一步的，所述夹爪台上安装有底板，底板上设置有第一y向导轨；所述夹爪组件通过第一滑块与所述第一y向导轨滑动连接；所述两级y向驱动机构中的第二级y向驱动机构与对应的夹爪组件连接。
[0008]
进一步的，所述第一级y向驱动机构包括y向伺服电机，所述第二级y向驱动机构包括y向压电促动器；所述y向伺服电机的固定端安装在所述夹爪台上，其输出端与所述y向压电促动器的固定端连接，所述y向压电促动器的输出端与所述夹爪组件固定连接。
[0009]
进一步的，所述第一级x向驱动机构包括x向伺服电机、行星减速器；所述第二级x向驱动机构包括x向压电促动器，所述x向压电促动器的固定端通过所述行星减速器与所述x伺服电机的输出端固定连接。
[0010]
进一步的，该张网机夹持装置还包括多个第一锁定机构，所述第一锁定机构与所述夹爪组件一一对应固定连接，并与所述第一y向导轨滑动连接，用于对相应夹爪组件y向滑动位置进行锁定。
[0011]
进一步的，所述夹爪组件还包括：夹爪底座、夹紧机构；所述两级x向驱动机构、所述夹紧机构设置于所述夹爪底座上，所述夹爪底座通过所述第一滑块与所述第一y向导轨滑动连接，并和所述两级y向驱动机构中的第二级y向驱动机构固定连接；所述夹紧机构用于夹持所述精细金属掩膜板的边沿所设的夹耳，所述夹紧机构与所述第二级x向驱动机构固定连接。
[0012]
进一步的，所述夹紧机构包括夹头、夹紧框架和夹紧气缸；所述夹头，用于夹持精细金属掩膜板；所述夹紧框架，用于支撑所述夹头和夹紧气缸，并且所述夹紧框架的一侧与所述第二级x向驱动机构连接，且所述夹紧框架上设置有与所述夹头相配合的突块；所述夹紧气缸的固定端安装在所述夹紧框架上且所述夹紧气缸的输出端通过一连接件与夹头连接，所述夹头在所述夹紧机构的驱动下带动所述精细金属掩膜板移动。
[0013]
进一步的，所述夹紧框架与所述第二级x向驱动机构之间还连接有力传感器。
[0014]
进一步的，所述夹紧框架底部还设有第二锁定机构，所述第二锁定结构与所述夹紧框架固定连接，并与所述x向导轨滑动连接，用于对夹紧框架的x向滑动位置进行锁定。
[0015]
进一步的，该张网机夹持装置还包括第二y向导轨和驱动机构；所述夹爪台安装在所述第二y向导轨上，所述驱动机构用于驱动所述夹爪台在所述第二y向导轨上沿y向移动。
[0016]
本发明的有益效果是：使用了低精度（5-20μm）大行程（≥30mm）的伺服电机和高精度（0.05%-0.1%f.s）小行程（10-200μm）的压电促动器配合，同时兼顾了高精度大行程的运动要求，压电促动器是以压电陶瓷为基础元件，通过外部机械结构进行封装，并输出位移及
出力，不存在回程间隙，定位精度高，同时结合伺服电机及行星减速器的配合，从而可以满足夹取fmm时候夹头在x方向上30mm左右的运动行程需求。
附图说明
[0017]
图1为本发明实施例提供的张网机夹持装置整体结构俯视图；图2为本发明实施例提供的其中一侧的夹持结构、y向平移机构及夹爪台的结构示意图；图3为本发明实施例提供的夹爪组件结构示意图。
[0018]
附图中，各标号所代表的部件列表如下：1、夹爪组件；2、y向平移机构；3、夹爪台；4、精细金属掩膜板；5、第二y向导轨；6、驱动机构；101、x向伺服电机；102、行星减速器；103、电机座；104、x向压电促动器；105、力传感器；106、夹头；107、夹紧气缸；108、夹爪底座；109、x向导轨；110、第一安装座；111、第二锁定机构；112、夹紧框架；113、x向导轨；201、y向伺服电机；202、y向压电促动器；203、第一锁定机构；204、第一滑块；301、底板；302、第一y向导轨。
具体实施方式
[0019]
以下结合附图对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
[0020]
六代amoled产线使用的fmm设计收缩率一般在99.985%左右，长度为1200mm左右。在张网过程中总体会拉伸180μm左右，左右夹爪各移动90μm。这段行程范围内夹爪的运动精度越高像素孔位置偏移值（ppa）越容易达标。通常使用的伺服电机配合行星减速器的方案中，减速器的回程间隙导致了电机脉冲与拉力曲线存在滞回，一旦电机旋转方向改变就会产生死区，从而增加自动张网的轮数和ppa。另一方面，现有国外张网设备在自动张网过程中通常只通过调整夹爪x向位置来调整夹爪的张力，在fmm产生褶皱出现x向ppa达标、y向ppa不达标的情况时很难进行有效的调整。
[0021]
因此本发明实施例提供一种张网机夹持装置，如图1~3所示。该装置包括：在fmm拉伸方向（即x方向）上对称设置两个夹爪台3，每个夹爪台3上并排设置多个用于沿x方向拉伸精细金属掩膜板的夹爪组件1，并且每个夹爪台3上还设置多个y向平移机构2，每个夹爪台3上的夹爪组件1和y向平移机构2一一对应。
[0022]
fmm放置在两个夹爪台3之间，通过夹爪台3上的多个夹爪组件1分别夹持fmm边沿上所设的夹耳，在实际应用中一个夹爪台3上可以根据需要设置2到6个夹爪组件。
[0023]
由于两个夹爪台3及其上设置的夹爪组件1和y向平移机构2完全对称，因此本实施例仅针对张网机夹持装置其中一侧进行结构描述。
[0024]
为了方面描述，本实施例中每个夹爪台3上夹爪组件1和y向平移机构2均为两个。
[0025]
夹爪台3上设置底板301，底板301上安装有第一y向导轨302，夹爪组件1通过第一滑块204安装在第一y向导轨302上，y向平移机构2与夹爪组件1连接，用于调整夹爪组件的y向位置。
[0026]
第一y向导轨302上滑动安装有第一锁定机构203，所述第一锁定机构203与夹爪组件1一一对应固定连接，用于锁定相应夹爪组件1在第一y向导轨302上的位置。
[0027]
理论上，第一y向导轨302可以包含一条或多条，安装多条导轨可以使夹爪组件1的移动更加平稳，因此本发明实施例在底板301上安装两条平行的第一y向导轨302。
[0028]
夹爪组件包括两级x向驱动机构。两级x向驱动机构包括第一级x向驱动机构和第二级x向驱动机构，第一级x向驱动机构用于对精细金属掩膜板位置进行x向粗调，第二级x向驱动机构用于对所述精细金属掩膜板位置进行x向细调。第一级x向驱动机构包括x向伺服电机101和行星减速器102，负责对精细金属掩膜板进行低精度大行程的位移调整；第二级x向驱动机构，包括x向压电促动器104，负责对精细金属掩膜板进行高精度小行程的位移调整。
[0029]
夹爪组件1还包括：夹爪底座108、夹紧机构。所述第一锁定机构203、两级x向驱动机构、夹紧机构均设置于夹爪底座108上，夹爪底座108通过第一滑块204与第一y向导轨302滑动连接。
[0030]
具体的，x向伺服电机101与行星减速器102连接后固定在电机座103上，电机座103与夹爪底座108连接固定，行星减速器102用于提高运动重复精度。行星减速器102通过丝杆和滚珠螺帽连接到x向压电促动器104的安装座110上，该部分运动行程不低于30mm，重复定位精度可达5-10μm。安装座110通过第二滑块与固定在夹爪底座108上的x向导轨109连接。夹紧机构包括夹紧框架112和夹紧气缸107。x向压电促动器104通过力传感器105与夹紧机构中的夹紧框架112连接，运动行程可为90-200μm，重复定位精度可至0.05%-0.1%f.s。夹紧框架112通过滑块安装在x向导轨113上，第二锁定机构111安装在夹紧框架112上并与x向导轨113连接，用于锁定夹紧框架112在x向导轨113上的位置。安装在夹紧框架112上的夹紧气缸107使用两个滚珠花键进行导向并通过一个连接件驱动夹头106运动，夹头106用于夹持精细金属掩膜板4，夹紧框架112上设置有与所述夹头106相配合的突块。
[0031]
优选的，第二锁定机构111固定连接于所述夹紧框架112的底部，并与所述x向导轨113滑动连接，用于对夹紧框架112的x向滑动位置进行锁定。
[0032]
y向平移机构2包括两级y向驱动机构，其中第一级y向驱动机构用于对精细金属掩膜板位置进行y向粗调，第二级y向驱动机构用于对所述精细金属掩膜板位置进行y向细调。第一级y向驱动机构包括y向伺服电机201，负责对精细金属掩膜板进行低精度大行程的位移调整，第二级y向驱动机构包括y向压电促动器202，负责对精细金属掩膜板进行高精度小行程的位移调整。y向伺服电机201通过丝杆和滚珠螺帽连接到y向压电促动器202的第二安装座上，驱动第二安装座带动y向压电促动器202进行较大行程的运动，运动行程30-300mm，重复定位精度10-20μm；y向压电促动器202连接到夹爪组件1中的夹爪底座108上，可以驱动夹爪组件1沿y向导轨运动，并带动精细金属掩膜板4做y向精密运动，运动行程30-50μm，重复定位精度可至0.05%-0.1%f.s。
[0033]
本发明实施例中的张网机夹持装置还包括第二y向导轨5和驱动机构6，夹爪台3安装在第二y向导轨5上，驱动机构6用于驱动夹爪台3在第二y向导轨5上沿y向移动。
[0034]
本发明将整个张网动作流程分割为两个阶段：第一阶段仅驱动x向伺服电机101和y向伺服电机201做较大行程的运动以适应不同规格的fmm物料张网时夹爪的不同间距要求，夹紧fmm后进入下一阶段；第二阶段仅使用x向压电促动器104和y向压电促动器202调节
fmm的姿态和缩放倍率，可以实现远高于伺服电机的重复定位精度，从而减少褶皱。
[0035]
采用本实施例中的夹持装置对精细金属掩模板进行张网的方法，包括：1、移动夹爪台3并利用x向伺服电机101和y向伺服电机201调整夹头106到预定的位置夹紧精细金属掩膜板4；2、控制x向伺服电机101对精细金属掩膜板4施加预设的拉力，经调整使力传感器105读数达到设定参数；3、移动夹爪台3将精细金属掩膜板4移动至张网位置；4、调节y向压电促动器202使精细金属掩膜板4上最靠近夹爪的四个标记点y向位置偏差小于0.5微米后使用第一锁定机构203锁定，然后使用x向压电促动器104精密拉伸并调节精细金属掩膜板4上检测孔位的位置偏移后使用第二锁定机构111锁定；5、测量精细金属掩膜板4上的像素孔位置偏移值（ppa）是否达到设定指标，不达标则返回第4步重新调整并锁定，直至所有测试值达标；6、将精细金属掩膜板4焊接在掩模版框架上，检测ppa后松开夹头106。
[0036]
本发明使用了低精度（5-20μm）大行程（≥30mm）的伺服电机和高精度（0.05%-0.1%f.s）小行程（10-200μm）的压电促动器配合，同时兼顾了高精度大行程的运动要求，压电促动器是以压电陶瓷为基础元件，通过外部机械结构进行封装，并输出位移及出力，不存在回程间隙，定位精度高，同时结合伺服电机及行星减速器的配合，从而可以满足夹取精细金属掩膜板4时候夹头在x方向上30mm左右的运动行程需求。另外，配置锁紧机构避免了压电促动器在受到外力作用时产生蠕变对张网测试过程的影响，提高测量重复性；进一步的，在垂直于精细金属掩膜板4拉伸方向（y向）上提供了额外的自由度，可以起到调整精细金属掩膜板4姿态减小褶皱产生的作用。
[0037]
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。