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研究生: 劉士豪
Liu,Shih-Hao
論文名稱: LCD玻璃基板在機械手臂取放時之撓曲量分析
Deflection Analysis of LCD Glass Substrate during Pick and Place by Robotic Arm
指導教授: 潘文峰
PAN,WEN-FUNG
學位類別: 碩士
Master
系所名稱: 工學院 - 工程科學系碩士在職專班
Department of Engineering Science (on the job class)
論文出版年: 2022
畢業學年度: 110
語文別: 中文
論文頁數: 42
中文關鍵詞: 玻璃基板機械手臂有限元素ANSYS分析
外文關鍵詞: LCD Glass Substrate, Robotic Arm, Deflection Analysis
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  • 本文以有限元素分析軟體ANSYS Static Structural分析LCD玻璃基板在不同的機械手臂輸送時的撓曲量,並將分析結果與實際情況進行比較後,改造機械手臂的結構,使LCD玻璃基板在輸送的過程中呈現近乎平坦的狀態。
    本研究分為兩個部分,首先建立三種機械手臂的分析模型,並在上方放置同等大小的玻璃基板,機械手臂設定成堅固不可彎曲,玻璃基板給予相同的材料參數,並設定上方FFU風機過濾機組所造成的下壓壓力,將分析出來的結果與實際做比較,辨別出ANSYS分析的準確度。其次,將移動空間最小者進行改造手臂,在手臂上均勻加裝小型支撐件,使機械手臂搬運過程中可有效減少玻璃基板撓曲量,取放玻璃基板時可以改善因撓曲量所加大的上下移動範圍,使得同等的載體可以放置更多的玻璃基板。

    In this paper, the finite element analysis software ANSYS Static Structural was used to analyze the deflection of the LCD glass substrate when conveyed by different robotic arms. After having compared the analysis results with the actual situation, the structure of the robotic arm was modified to integrate the LCD glass substrate in the process of conveying. This integration resulted in an almost flat state during transportation.
    This research is divided into two parts. First, the analysis model based on three types of mechanical arms is developed. Glass substrates of the same size are placed above the arms. The mechanical arms are set to be firm and inflexible. The glass substrates are given the same material parameters. The upper FFU fan filter unit is set, which generates down pressure. One of the purposes of the experiment is to compare the results of the analysis with the actual situation and identify the accuracy of the ANSYS analysis.
    Secondly, the arm with the smallest moving space is modified, and small supports are evenly installed on the arm, so that the deflection of the glass substrate can be effectively reduced during the handling of the robotic arm. The deflection due to the amount increase can be improved when picking and placing the glass substrate, the large up and down movement range allowing more glass substrates to be placed on the same carrier.

    摘要 i ABSTRACT ii 致謝 iii 目錄 iv 表目錄 vi 圖目錄 vii 符號說明 ix 第一章 緒論 1 1.1研究背景及動機 1 1.2機械手臂作業流程簡介 2 1.3基板放置位置 3 1.4文獻探討 4 第二章 基礎理論 6 2.1 前言 6 2.2薄板理論(Theory of Thin Plates )介紹 6 2.3有限元素法概論 7 第三章 有限元素分析軟體ANSYS 9 3-1 ANSYS簡介 9 3-1-1 ANSYS理論 9 3-1-2 ANSYS分析流程 10 3-1-3有限元素法的優缺點 11 3-2 ANSYS功能簡介 11 第四章 實驗測試 14 4.1實驗目的 14 4.2實驗環境與儀器 14 4.2.1 BOSCH GLM 40 雷射測距儀 14 4.2.2 無塵室Class 1000 Clean Room 14 4.3有限元素分析步驟 15 4.4實驗方式 15 4.5實驗數據 16 4.6建立模型分析 17 4.6.1建立基板結構 17 4.6.2建立機械手臂之枒杈結構 20 4.7玻璃材料機械性質 22 4.8邊界條件與負載設定 23 4.9模擬結果 25 4.10實驗與模擬誤差原因分析 27 第五章 機械手臂改造 28 5.1機械手臂改造前言 28 5.2設計二枒杈機械手臂之支撐加裝件 28 5.3支撐件設計模擬結果 32 5.4不同加裝件數量模擬 34 第六章 結論 40 參考文獻 41

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