专利名称：固定装置及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种固定装置及其控制方法，特别是一种用于夹持 平面显示器基板的固定装置及其控制方法。
背景技术：
在一般的平面显示器制造过程中，目前多采用气动元件，如气 缸等作为固定装置来对玻璃基板进行夹持与定位。然而，采用气动元件作为固定装置存在以下缺陷 首先，对固定装置的夹持力进行调节时需要更换弹簧并调节气 压阀的压力，这无形中增加了人力成本；另外，采用气动元件作为 固定装置无法侦测夹持是否到达预定位置，稍不小心就会压碎玻璃 基板。本发明的目的在于克服上述缺陷，提供一种可方便调节夹持力 的固定装置，另外，该固定装置还可精确检测夹持是否到达预定位置。发明内容下面将以实施例说明一种固定装置及其控制方法，其可方便调 节夹持力并精确检测夹持是否到达预定位置。一种固定装置，所述固定装置包括 一个支撑板，其用以支撑 基板；多个夹具，其分别包括一个永磁铁、多个抵片、 一个电线圈 及一个铁芯；所述永磁铁与所述电线圈相对设置，所述铁芯设置于 所述电线圈中心的延伸方向上且该铁芯与所述多个抵片保持同步运 动；所述电线圏通电后，所述铁芯及所述多个抵片受所述电线圈所 产生的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯移动并穿过所 述电线圈的中心时，将使所述电线圈产生反相电动势；所述永磁铁在所述多个抵片移动到确定位置后将所述多个抵片吸附； 一个第一 控制单元，其电连接于所述电线圏，所述第一控制单元包括一个脉 冲宽度调制(P WM)控制器，所述脉冲宽度调制(P WM)控制器通过编 程而控制所述多个夹具的夹持力的大小； 一个第二控制单元，其用 于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹 持所述基板是否到达预定位置。以及， 一种采用上述固定装置的固定装置控制方法，其包括以 下步骤所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出 一 列正向脉沖信号控 制所述电线圈驱动所述铁芯穿向所述电线圈，同时由与所述铁芯相 连的固定块带动所述多个抵片朝接近所述永磁铁的方向运动；所述 抵片运动至预定位置，所述永磁铁将所述夹具的多个抵片吸附；所 述铁芯停止运动，所述电线圈产生一个可被检测的反相电动势；所 述第二控制单元检测所述可被检测的反相电动势，并控制所述电线 圈断电。相对于现有技术，所述固定装置及其控制方法，其通过设置一 个第一控制单元来可调节地控制所述多个夹具的夹持力的大小，同 时通过设置 一 个第二控制单元来检测所述多个夹具夹持所述基板是 否到达预定位置，并在检测到夹持到达预定位置时断电而由所述永 磁铁对所述基板进行夹持，其不仅节约了利用人力对所述多个夹具 的夹持力进行调节的成本，也降低了功耗，减少了基板破裂的事故。
图1是本发明实施例提供的固定装置的立体结构示意图。图2是图1提供的固定装置的俯视示意图。图3是图1提供的固定装置的夹具的结构示意图。图4 (a)及图4(b)是图1提供的固定装置的输出脉冲示意图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明实施例作进一步的详细说明。请参阅图1至图3,本发明实施例提供的固定装置10,其包括一个支撑板11、多个夹具12、 一个第一控制单元13及一个第二控 制单元14。所述支撑板11用以支撑基板20，其上表面110之边缘部设置 有定位销15,如第一定位销151及第二定位销152。所述多个夹具12分别包括一个永磁铁121、多个抵片122、 一 个电线圈123及一个铁芯127。所述永；兹铁121与所述电线圏123 相对设置，所述铁芯127设置于该电线圏123中心的延伸方向上且 该铁芯127与所述多个抵片122保持同步运动。所述电线圈123通 电后，所述铁芯127及所述多个抵片122受所述电线圈123所产生 的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯127移动并穿过所 述电线圈123的中心时，将使所述电线圈123产生反相电动势。所 述永磁铁121在所述多个抵片122移动到确定位置后将所述多个抵 片122吸附。当然，可以理解的是，所述永；兹铁121的》兹力应该相 对较弱，以免所述多个抵片122在未移动到确定位置前，该永磁铁 121直接吸附所述多个抵片122，并由于惯性作用而使所述多个抵片 122撞击所述基板20，导致基板20破碎。另外，所述多个夹具12 还进一步分别包括一个固定块124、多条导轨125及一个阻挡块126; 所述多个抵片122及所述铁芯127固连于所述固定块124上，所述 固定块124线性滑动在所述多条导轨125上并带动所述多个抵片 122及所述铁芯127沿一定方向移动，所述阻挡块126固连于所述 多条导轨125的边缘以防止所述固定块124滑出所述多条导轨125。所述支撑板11上表面IIO上的第一定位销151及第二定位销 152,以及所述多个夹具12可将基板20固定于所述支撑板11上。所述支撑板11上设置有对应于所述多个夹具12的多个通孔 16,其用于容纳所述多个夹具12。所述多个抵片122分别包括有一 个圆柱体1221，当所述多个抵片122夹持住所述基板20时，所述 圓柱体1221的外圆周面1222与基板20的外边缘21保持线接触。 可以理解的是，为了增加所述圓柱体1221的外圆周面1222与基板 20的外边缘21的摩擦力，该外圆周面1222可以采用橡胶包覆。所述第一控制单元电连接于所述电线圏13,其包括一个脉冲宽度调制(Pulse Width Modulation, PWM)控制器(图未示)，所述PWM 控制器通过编程可控制所述多个夹具12的夹持力的大小，也即所述 电线圏123吸取所述多个抵片122的力的大小。所述第二控制单元14用于根据检测所述电线圈123上产生的反 相电动势而判断所述多个夹具12夹持所述基板20是否到达预定位 置。其包括一个采样信号发射器(图未示)、 一个釆样信号接收器(图 未示)及一个开关控制器(图未示)。另夕卜，为防止所述电线圈123通电时产生的热量向基板20扩散， 所述固定装置10还进一步包括一个隔热层17，其设置于所述支撑 板11远离所述基板20的一侧并4妄近于所述电线圈123。请参阅图1至图4，本发明实施例提供的固定装置10的控制方 法包括以下步骤所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出 一 列正向脉沖信号控制所 述电线圈123驱动所述铁芯127穿向所述电线圈123，同时由与所 述铁芯127相连的固定块124带动所述多个抵片122朝接近所述永 磁铁121的方向运动。具体地，如图4(a)所示，在T时间I殳内，所 述P WM控制器输出 一 列周期为t的正向脉冲信号控制所述电线圈 123，在每一周期t的tl阶段，所述PWM控制输出该正向脉沖信号， 在每一周期t的t2阶段，所述PWM输出脉冲信号为零，由于时断 时续的脉冲信号通在所述电线圈123上，根据法拉第电磁感应电律， 所述脉冲信号将在所述电线圈123的内部及周围产生一个正向磁 场，该正向磁场可使所述铁芯127磁化，并使所述铁芯127受该正 向^兹场的磁力的作用而穿向所述电线圈123;同时，由于所述铁芯 127及所述多个抵片122均固连在所述固定块124上，所以所述多 个抵片122也在所述固定块124的带动下，沿着所述多条导轨125 朝接近所述永磁铁121的方向运动。另外，优选的，所述铁芯127 可选用具有磁记忆效应的铁》兹材料，从而可使所述铁芯127在所述 正向磁场对其进行磁化后的某个时间段内，仍然能够保持其被所述 正向》兹场；兹4b时的》兹性。当然，可以理解的是，上述过程仅限于所述多个抵片122接触到所述基板20时，所述永磁铁121即同时将该多个抵片122吸附的 情况，在实际应用过程中，还有可能是这样的情况，即，所述多个 抵片122先运动至与所述基板20接触，此时，所述多个抵片122 距离所述永》兹铁121还比较远，所以，所述多个4氐片122还需进一 步朝所述永磁铁121的方向运动并最终被所述永磁铁121吸附，在 该过程中，所述多个抵片122 —边还需推着所述基板20运动。该种 情况下所述PWM输出脉沖如4(b)所示，可分为两个时间_艮加以分 析。在Tl时间段内，所述PWM控制器同样控制输出 一 列周期为t 的正向脉沖信号作用于所述电线圈123上，该时间段Tl内所述PWM 输出的脉冲信号与图4(a)相同，且该Tl时间#爻对应着所述多个抵片 122先运动至与所述基板20接触的阶段。相应地，在所述多个抵片 122进一步朝永磁铁121的方向运动并最终被所述永磁铁121吸附 的过程中，也即T2时间段内，由图4(b)可以看出，此时PWM输出 的正向脉冲信号虽然周期还为t,但每一周期t内PWM输出的正向 脉冲的时间t3却比tl要大，这是因为在该时间段T2内，所述电线 圈123不仅要提供所述多个抵片122运动的力，同时还要提供所述 多个抵片122推动所述基板20运动的力。同样地，在每一周期t 的t4阶段，所述PWM输出脉冲信号为零，也即所述PWM控制所 述电线圈123断电。由上述可知，通过对PWM的编程控制可实现 对夹持过程中各个不同的夹持点的夹持力的控制。所述抵片122运动至预定位置，即所述永磁铁121将所述夹具 12的多个抵片122吸附。当所述多个抵片122在所述正向磁力的作 用下运动并将所述基板20推至与所述第一定位销151或所述第二定 位销152接触时，所述基板20在所述第一定位销151或所述第二定 位销152的阻挡作用下，将不能进一步运动，也即所述多个抵片122 已经运动至预定位置，此时，所述永磁铁121产生的磁力将所述多 个抵片122吸附。需要注意的是，此时，所述永磁铁121与所述多 个抵片122并不一定需要彼此保持接触。所述铁芯127停止运动，所述电线圈123产生一个可被检测的 反相电动势(Back-EMF)。具体地，当所述铁芯127在所述固定块124的带动下穿向所述电线圏123时，由上述可知，由于所述铁芯127 已#1所述电线圈123》兹化，故该电线圏123可相应产生一个-兹场， 该-兹场将由于所述铁芯127与所述电线圈123的位置变化而在所述 电线圈123上产生变化的》兹通，并由于电磁感应作用，使所述电线 圏123产生一个感应电动势。根据楞次定律，感应电流的-兹场总要 阻碍引起感应电流的；兹通的变化，可判断此感应电动势与PWM控 制器输出的正向脉冲信号方向相反，也即其为 一 个反相电动势 (Back-EMF)。由上述分析可知，所述多个抵片122运动至所述预定 位置时，所述铁芯127也将瞬间停止运动，从而使所述电线圈123 产生的反相电动势瞬间降低并达到某个可被检测的值。所述第二控制单元14 #r测所述可被检测的反相电动势，并控制 所述电线圈123断电。具体地，在图4(a)的每一周期t的t2时间内 或图4(b)的每一周期t的t4时间内，所述第二控制单元14的采样 信号发射器发射采样信号以检测所述电线圈123是否产生一个可被 检测的反相电动势，并在检测到该反相电动势时发射 一 个反馈信号 给所述釆样信号接收器，同时由所述开关控制器控制所述电线圈 123断电。由上述可知，所述铁芯127停止运动时，所述电线圏123 将产生一个可被检测的反相电动势，相应地，此时所述第二控制单 元14 4企测该反相电动势，同时控制所述电线圈123断电。由于此时 所述永磁铁121已将所述多个抵片122吸附住，并且所述多个抵片 122也已夹持住所述基板20,所以，在不给所述电线圈123通电的 情况下，所述基板20也能由所述永磁铁121产生的磁力将基板20 固持住。当然，可以理解的是，当需要将所述多个夹具12从所述基板 20上松开时，可以通过所述PWM控制器控制输出 一列反向脉冲信 号控制所述电线圈123，使所述电线圈123对所述铁芯127施加一 个反向推力推动所述多个抵片122与所述永磁铁121分离。具体地， 由上述可知，所述4失芯127已^皮所述正向；兹场；兹化并产生一相应的 ;兹性，且该4失芯127是具有》兹记忆效应的铁；兹材料，所以，当所述 电线圏123通与反向脉冲信号时，该反向脉冲信号产生的磁场方向将与所述4^芯127产生的^f兹场方向相斥，从而使该电线圈123对所 述铁芯127施加一个反向推力推动所述多个抵片122与所述永磁铁 121分离。另外，所述固定装置10还可进一步包括一个时序控制器18， 其可用于控制所述多个夹具12夹持所述基板20的时间及顺序。本发明实施例提供的固定装置10及其控制方法，其通过设置一 个第一控制单元13来可调节地控制所述多个夹具12的夹持力的大 小，同时通过设置一个第二控制单元来检测所述多个夹具12夹持所 述基板20是否到达预定位置，并在检测到夹持到达预定位置时断电 而由永；兹铁121对基板20进行夹持，其不仅节约了利用人力对所述 多个夹具12的夹持力进行调节的成本，也降低了功耗，减少了基板 20破裂的事故。可以理解的是，对于本领域的普通技术人员来说，可以根据本 与变形都应属于本发明权利要求的保护范围。
权利要求
1.一种固定装置，所述固定装置包括一个支撑板，其用以支撑基板；多个夹具，其分别包括一个永磁铁、多个抵片、一个电线圈及一个铁芯；所述永磁铁与所述电线圈相对设置，所述铁芯设置于所述电线圈中心的延伸方向上且该铁芯与所述多个抵片保持同步运动；所述电线圈通电后，所述铁芯及所述多个抵片受所述电线圈所产生的磁力的作用而沿一定方向移动，且当所述铁芯移动并穿过所述电线圈的中心时，将使所述电线圈产生反相电动势；所述永磁铁在所述多个抵片移动到确定位置后将所述多个抵片吸附；一个第一控制单元，其电连接于所述电线圈，所述第一控制单元包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制(PWM)控制器通过编程而控制所述多个夹具的夹持力的大小；一个第二控制单元，其用于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置。
2. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述多个夹具进一 步分别包括一个固定块、多条导轨及一个阻挡块；所述多个抵片及 所述铁芯固连于所述固定块上，所述固定块线性滑动在所述多条导 轨上并带动所述多个抵片及所述铁芯沿一定方向移动。
3. 如权利要求2所述的固定装置，其特征在于，所述多个夹具进一 步分别包括一个阻挡块，所述阻挡块固连于所述多条导轨的边缘以 防止所述固定块滑出所述多条导轨。
4. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述第二控制单元 包括一个采样信号发射器、一个采样信号接收器及一个开关控制器； 所述采样信号发射器于所述脉冲宽度调制控制器发射脉冲的时间间 隔内发射采样信号以检测所述电线圈是否产生一 个可被检测的反相 电动势，并在检测到该反相电动势时发射 一 个反馈信号给所述采样 信号接收器，同时由所述开关控制器控制所述电线圈断电。
5. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述支撑板上表面 之边缘部设置有定位销，所述定位销与所述多个夹具将基板固定于 所述支撑板上。
6. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述支撑板的上表面设置有对应于所述多个夹具的多个通孔，其用于容纳所述多个夹 具。
7. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置还包 括一个隔热层，其设置于所述支撑板远离基板的一侧并接近于所述 电线圏，以防止所述电线圏通电时产生的热量向基板扩散。
8. 如权利要求1所述的固定装置，其特征在于，所述固定装置还包 括一个时序控制器，其用于控制所述多个夹具夹持所述基板的时间 及顺序。
9. 一种采用如权利要求1所述的固定装置的固定装置控制方法，其 包括步骤所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出 一 列正向脉沖信号控制所述电线圏驱动所述铁芯穿向所述电线圏，同时由与所述铁芯相连的固定块带动所述多个抵片朝接近所述永磁铁的方向运动；所述抵片运动至预定位置，所述永磁铁将所述夹具的多个抵片吸附；所述铁芯停止运动，所述电线圈产生 一 个可被检测的反相电动势；所述第二控制单元检测所述可被检测的反相电动势，并控制所述电线圈断电。
10. 如权利要求9所述的固定装置控制方法，进一步包括步骤所述脉冲宽度调制(PWM)控制器输出 一 列反向脉冲信号控制所述电 线圈对所述铁芯产生 一 个反向推力并由该反向推力推动所述抵片与 所述永磁铁分离。
全文摘要
本发明涉及一种固定装置，其包括一个支撑板，其用以支撑基板；多个夹具，所述多个夹具分别包括一个电线圈；一个第一控制单元，其电连接于所述电线圈，所述第一控制单元包括一个脉冲宽度调制(PWM)控制器，所述脉冲宽度调制(PWM)控制器通过编程而控制所述多个夹具的夹持力的大小；一个第二控制单元，其用于根据检测所述电线圈上产生的反相电动势而判断所述多个夹具夹持所述基板是否到达预定位置。另外，本发明还涉及一种采用上述固定装置的固定装置控制方法。所述固定装置及其控制方法通过设置一第一控制单元及第二控制单元来调节夹持力及检测夹持是否到达预定位置，不仅节省了成本，降低了功耗，也减少了基板破裂的事故。
文档编号G05B11/32GK101306521SQ20071010785
公开日2008年11月19日 申请日期2007年5月17日 优先权日2007年5月17日
发明者郑振兴, 陈健宏 申请人:Icf科技有限公司