CN102887633B - 安装有划线轮损伤检测装置的划线装置及划线轮损伤检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置以及一种使用该装置的划线轮损伤检测方法。所述划线装置包括：Z轴马达；移动单元，其构造成通过Z轴马达而上下移动，且缸体固定地安装在移动单元内；推动单元，其包括划线头和划线轮，划线头连接到缸体的缸杆，划线轮安装在划线头的下方，并且推动单元构造成相对于移动单元上下移动；以及划线轮损伤检测装置，其用于检测推动单元相对于移动单元的相对位移，并确定划线轮的损伤或磨损状态。因此，划线装置可在划线操作过程中检测划线轮的损伤或磨损状态，使得当划线轮有损伤时停止划线操作并且立即更换划线轮，从而可以最小化因玻璃面板的浪费所引起的材料的浪费。

Description

安装有划线轮损伤检测装置的划线装置及划线轮损伤检测方法

相关申请的交叉引用

本申请要求在2011年7月22日提交的韩国专利申请No.2011-0073192的优先权，其全部内容经引用并入本文。

技术领域

本发明涉及一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置以及一种划线轮损伤检测方法，更具体地涉及一种如下的安装有划线轮损伤检测装置的划线装置，借助于所述划线轮检测装置在划线操作中来测量划线轮的表现、以计算所测得的表现与正常表现之间的差异、使得可基于所计算的差异而检测划线轮的损伤或磨损状态，以及涉及一种使用上述划线装置的划线轮损伤检测方法。

背景技术

一般而言，通过将由诸如玻璃(下文称作“玻璃面板”)的脆性材料制成的母玻璃面板(“母基板”)切割成具有预定尺寸的各块，来获得诸如液晶显示器(LCD)面板、有机电致发光(EL)面板、无机EL面板、发光二极管(LED)面板、透射式投影器基板、反射式投影器基板等平板显示器面板。

这种玻璃面板的切割工艺包括：划线工艺，划线工艺用于推动和移动由诸如钻石的材料制成的划线轮并且在玻璃面板的表面上形成划线，玻璃面板将沿着这些划线而被切割；以及断开工艺，断开工艺用于推动玻璃面板以施加弯矩或利用蒸汽并且沿着这些划线扩展裂纹。

在图1中图示出用于执行划线工艺的划线装置的典型示例，下文将对其进行示意性地描述。

如图1所示，划线装置包括：基部3，其具有导轨8；移动块9，其可滑动地设置在导轨8上；划线头6，其设置成能沿着基部3的导轨8在竖向(Z轴方向)上移动，并能相对于移动块9移动；以及划线轮单元5，其安装在划线头6的下端部处。划线轮单元5包括安装在划线头6的下端部处以水平地转动的划线轮保持件4，以及安装在划线轮保持件4内的划线轮2。

以上构造的划线装置在玻璃面板上相对移动的同时执行划线操作，在这种情况下，如果在划线操作过程中划线轮2损伤或磨损，则玻璃面板中不能形成正常的裂纹，并且还可产生诸如碎片或毛边的缺陷。

传统上，在完成划线操作之后的断开工艺过程中，在检查玻璃面板的切割缺陷的过程中确定上述划线轮2的损伤或磨损状态。

然而，当确认划线轮2的损伤或磨损状态并且确定要更换划线轮2时，完全执行了划线操作的玻璃面板中已产生缺陷。因此，需要丢弃整个玻璃面板，导致材料浪费。

同时，现有技术建议，应该在相对较大型的多点切割工具或刀头的保持件内安装用于检测声波的AE(AcousticEmission，声发射)传感器，应该将由AE传感器测得的信号与预定的基准值比较，以使如果AE信号超过预定的基准值则确定刀头有损伤或磨损。然而，当现有的刀头损伤检测结构应用到诸如划线轮的精细工具时，不能容易地区别声波之间的差异，使得难于精确地确定划线轮的损伤或磨损状态。

发明内容

本发明致力于解决上述与现有技术相关的问题，且本发明的目的是提供一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置，其在划线操作过程中检测划线轮的损伤或磨损状态，并在确定划线轮为损伤或磨损时暂时停止划线操作，使得可以最小化材料的浪费，并且本发明还提供一种使用上述划线装置的划线轮损伤检测方法。

本发明的另一目的是提供一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置，其比现有的划线装置更精确地确定划线轮的损伤或磨损状态，还提供一种使用上述划线装置的划线轮损伤检测方法。

根据用于实现上述目的的本发明的一方面，提供一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置，所述划线装置包括：Z轴马达；移动单元，其构造成通过所述Z轴马达而上下移动，且缸体固定地安装在所述移动单元内；推动单元，其包括划线头和划线轮，所述划线头连接到所述缸体的缸杆，所述划线轮安装在所述划线头的下方，并且所述推动单元构造相对于所述移动单元上下移动；以及划线轮损伤检测装置，其用于检测所述推动单元相对于所述移动单元的相对位移，并确定所述划线轮的损伤或磨损状态。

所述划线轮损伤检测装置包括：

位移传感器，其安装在所述移动单元和所述推动单元中，或安装在所述移动单元和所述推动单元中的仅一个中；

频率分析仪，其构造成将从所述位移传感器接收到的基于时间的位移转换成基于频率的值；以及

控制器，其构造成将由所述频率分析仪转换的测得位移信号与正常位移信号比较，以确定所述划线轮是否有损伤。

所述频率分析仪可利用离散傅立叶变换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT)。

所述位移传感器可以为电涡流传感器、光学传感器、超声传感器、以及接触式位移传感器中的一种。

根据本发明的另一方面，提供一种使用上述划线装置在划线操作过程中检测划线轮损伤的方法，所述方法包括如下步骤：基于时间测量推动单元相对于移动单元的位移，以计算基于时间的位移；利用频率分析仪将基于时间的位移转换成基于频率的值；以及将由频率分析仪转换的测得位移信号与正常位移信号比较，以确定划线轮是否有损伤或磨损。

当所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过预定极限时，可确定所述划线轮有损伤或磨损。

当在除了所述正常位移信号的频率之外的频率处所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过损伤极限时，可确定所述划线轮有损伤。

当在所述正常位移信号的频率附近的频率处所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过磨损极限时，可确定所述划线轮被过度磨损。

所述划线轮的RPM(每分钟转数)可被确定为频带的下限值。

根据本发明，划线装置可在划线操作过程中检测划线轮的损伤或磨损状态，使得当划线轮有损伤时停止划线操作并立即更换划线轮，从而可以最小化因玻璃面板的浪费而引起的材料的浪费。

另外，根据本发明，划线装置检测推动单元相对于移动单元的相对位移，由此更精确地确定划线轮的损伤或磨损状态。

附图说明

通过参照附图详述本发明的示例性实施方式，本领域技术人员将更清楚本发明的上述以及其它目的、特征和优点，其中：

图1是图示现有划线装置的侧视图；

图2是图示根据本发明的划线装置的立体图；

图3是图示在安装了位移传感器的情况下图2的示例的立体图；

图4是图示根据本发明的划线轮损伤检测方法的流程图；

图5是图示根据划线轮的外周表面所得的基于时间的位移的各种图案的视图；

图6是图示根据本发明的利用频率分析仪基于频率而转换的测得位移信号的曲线图，其中划线轮的外周表面的一部分有损伤；以及

图7是图示根据本发明的划线轮的端部被均匀磨损的情况的曲线图。

具体实施方式

下文，将参照图2至7详述本发明的示例性实施方式。

图2和3图示根据本发明的安装有划线轮损伤检测装置的划线装置。

首先，根据本发明的划线装置1000包括：基部100；Z轴马达200，其固定到基部100；移动单元300，其构造成通过Z轴马达200而上下移动，且缸体310固定地安装在移动单元300中；推动单元400，其具有划线头410和划线轮422，划线头410连接到缸体310的缸杆311，划线轮422安装在划线头410的下方，并且推动单元400构造成相对于移动单元300上下移动；以及划线轮损伤检测装置500，其构造成检测推动单元400相对于移动单元300的位移，并确定划线轮422是否有损伤或磨损。

首先，Z轴马达200固定到基部100，进给丝杠210安装在Z轴马达200中，使得在Z轴马达200的驱动过程中连接到进给丝杠210的移动单元300可上下移动。

基部100中安装有用于导引移动单元300的导引构件，例如包括导轨(未示出)的线性导引件110。

移动单元300包括连接到进给丝杠210的移动块320、以及固定到移动块320的移动框架330。移动框架330连接到线性导引件110，并可沿着基部100的导轨往复地上下移动。

缸体310固定地安装在移动块320中，且缸体310的缸杆311连接到推动单元400。

推动单元400包括连接到缸杆311的划线头410、以及连接到划线头410的下端部的划线轮单元420。

划线轮单元420包括安装在划线头410的下方以水平地转动的划线轮保持件421、以及耦接到划线轮保持件421的划线轮422。

优选地，划线头410连接到基部100的线性导引件110或辊子导引件120以上下移动。

结果，在Z轴马达200的转动和驱动过程中，移动单元300上下移动，且推动单元400可通过安装在移动单元300中的缸体310而相对于移动单元300上下移动。

同时，划线轮损伤检测装置500包括：位移传感器510，其安装在移动单元300和推动单元400中或移动单元300和推动单元400中的仅一个中；频率分析仪520，其构造成将从位移传感器510接收到的基于时间的位移转换成基于频率的值；以及控制器530，其构造成将由频率分析仪520转换的测得位移信号与正常位移信号比较，以确定划线轮422是否有损伤或磨损。

位移传感器510可为接触式位移传感器或非接触式位移传感器。

代表性的接触式位移传感器包括差动变压器，例如线性可变差动变压器(LVDT)。LVDT包括三个线圈(一个初级线圈和两个次级线圈)和移动芯，其中如果用交流电磁化初级线圈，则通过与被测物体一起移动的移动芯而在次级线圈中产生感应电压，并通过差动耦合得到电压差以输出作为位移。

当接触式位移传感器应用于本发明时，三个线圈和移动芯可分别安装在移动单元300或推动单元400中。

非接触式传感器包括电涡流(eddycurrent)传感器、光学传感器、以及超声传感器。

首先，电涡流传感器使用高频磁场，在这种情况下，如果被测物体存在于通过使高频电流流经传感器头内的线圈而获得的高频磁场中，则磁通量由于电磁感应而穿过被测物体的表面，且电涡流沿竖向流动，从而改变传感器线圈的阻抗。因此，可通过利用由于该现象所导致的振荡的变化来测量距离。

具体地，由于当被测物体与传感器头之间的距离缩短时振荡幅度变小并且与基准波形的相位差变大，因此可通过检测幅度变化和相位变化而获得与距离大体成比例的值。

当电涡流传感器应用于本发明时，传感器头安装在移动单元300或推动单元400之一中，使得磁通量穿过另一个的表面。

其次，在光学传感器中，光发射单元和光学装置分别安装到多个可相对移动的物体，且分度盘和诸如线性刻度尺的移动刻度尺位于发光单元和光学装置之间而分别安装在所述多个可相对移动的物体中，其中当移动刻度尺相对于分度盘移动时，光学装置读取分度盘和移动刻度尺之间的光的亮度信号以测量位移。

当光学传感器应用于本发明时，如图3所示，发光单元和移动刻度尺511可安装在推动单元400中，且包括光学装置和分度盘的刻度尺读取器512可安装在移动单元300中。

同时，超声传感器是如下一种传感器，其中从传感器头发射出的并由目标物体反射的超声波又被所述传感器头接收，通过测量所发射出的超声波返回到传感器头所用的时间间隔而测得距离。

当超声传感器应用于本发明时，考虑到接收超声波的可靠性，传感器头可安装在移动单元300或推动单元400中，或者反射板可安装在与安装了传感器头的物体相对的物体中。可由超声波传感器测量的距离较长，因此考虑移动单元300和推动单元400之间的距离，可使用超声波传感器。

同时，频率分析仪520适于将从位移传感器510接收来的基于时间的位移转换为基于频率的值，并优选地利用离散傅立叶变换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT)。

然而，显然，也可使用与这些将基于时间的位移转换成基于频率的值的频率分析仪不同的频率分析仪。

控制器530作用为将由频率分析仪520转换的测得位移信号与正常位移信号比较，以确定划线轮422是否有损伤或磨损。在此情况下，当确定由于有损伤或磨损而要更换划线轮422时，优选地，控制器530也作用为传递电力中断信号以停止划线操作。

下文，将参照图4描述使用上述安装有划线轮损伤检测装置的划线装置在划线操作过程中检测划线轮的损伤的方法。

首先，通过基于时间测量推动单元400相对于移动单元300的位移，来计算基于时间的位移(S100)。

图5图示根据划线轮422的外周表面所得的基于时间的位移的各种图案，这些图案是在对玻璃面板1划线时产生的。

图5中的(a)图示当划线轮的外周表面无任何突出形切割部并且完全为圆形时所生产的图案，图5中的(b)图示当划线轮的外周表面周期性地具有边缘或突出部时所产生的图案，以及图5中的(c)图示当划线轮的仅一侧磨损时所产生的图案。

可以在确定划线轮的型号(技术规格)之后就提前获得在正常状态下由基于时间的位移所产生的图案。

下一步，利用频率分析仪520将基于时间的位移转换成基于频率的值(S200)。

此后，通过将由频率分析仪520转换的测得位移信号与正常位移信号比较，来确定划线轮422是否有磨损或损伤(S300)。然后，利用峰值来比较测得位移信号和正常位移信号。

图6是图示根据本发明的利用频率分析仪520基于频率而转换的测得位移信号的曲线图，其中划线轮的外周表面的一部分有损伤。这里，ω1是表示划线轮处于正常状态时的峰值的频率，ω2是表示当划线轮的一部分有损伤时的峰值的频率。当ω2处的测得位移信号比ω1处的正常位移信号大、且它们之间的差超过了损伤极限时，确定划线轮有过度损伤，在这种情况下停止划线操作并且更换划线轮。

同时，虽然在划线轮对玻璃面板划线时划线轮跨过提前在玻璃面板中形成的划线时可能在测得位移信号中形成峰值，但是由于上述频率与划线轮本身所产生的频率相比而言非常小，因此可通过调整用于分析的频带而排除当划线轮跨过划线时所产生的频率。

例如，可借助于划线轮的RPM确定频带的下限值。

图7是图示划线轮的末端部被均匀地磨损的曲线图，其中实线表示磨损状态，而虚线表示正常状态。在这种情况下，当测得位移信号与正常位移信号之间的差值超过磨损极限时，确定划线轮过度磨损，在这种情况下更换划线轮。

最后，如果确定划线轮有过度磨损或损伤，则停止划线操作并且更换划线轮(S400)。

本领域技术人员将清楚，在不脱离本发明的主旨或范围的情况下可对本发明的上述示例性实施方式进行各种修改。因此，本发明意图涵盖落入所附权利要求的范围及其等同范围内的所有这种修改。

Claims (8)

1.一种安装有划线轮损伤检测装置的划线装置，所述划线装置包括：

Z轴马达；

移动单元，移动单元构造成通过所述Z轴马达而上下移动，且缸体固定地安装在所述移动单元内；

推动单元，推动单元包括划线头和划线轮，所述划线头连接到所述缸体的缸杆，所述划线轮安装在所述划线头的下方，并且推动单元构造成相对于所述移动单元上下移动；以及

划线轮损伤检测装置，划线轮损伤检测装置用于检测所述推动单元相对于所述移动单元的相对位移，并确定所述划线轮的损伤或磨损状态，

其中，所述划线轮损伤检测装置包括：

位移传感器，位移传感器安装在所述移动单元和所述推动单元中，或安装在所述移动单元和所述推动单元中的仅一个中；

频率分析仪，频率分析仪构造成将从所述位移传感器接收到的基于时间的位移转换成基于频率的值；以及

控制器，控制器构造成将由所述频率分析仪转换的测得位移信号的峰值与正常位移信号的峰值比较，以确定所述划线轮是否有损伤。

2.如权利要求1所述的划线装置，其中，所述频率分析仪利用离散傅立叶变换(DFT)或快速傅立叶变换(FFT)。

3.如权利要求1所述的划线装置，其中，所述位移传感器是电涡流传感器、光学传感器、超声传感器、以及接触式位移传感器中的一种。

4.一种使用如权利要求1所述的划线装置在划线操作过程中检测划线轮损伤的方法，所述方法包括如下步骤：

基于时间测量推动单元相对于移动单元的位移，以计算基于时间的位移；

利用频率分析仪将所述基于时间的位移转换成基于频率的值；以及

将由所述频率分析仪转换的测得位移信号的峰值与正常位移信号的峰值比较，以确定划线轮是否有损伤或磨损。

5.如权利要求4所述的方法，其中，当所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过预定极限时，确定所述划线轮有损伤或磨损。

6.如权利要求5所述的方法，其中，当在除了所述正常位移信号的频率之外的频率处所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过损伤极限时，确定所述划线轮有损伤。

7.如权利要求5所述的方法，其中，当在所述正常位移信号的频率附近的频率处所述测得位移信号的峰值与所述正常位移信号的峰值之间的差值超过磨损极限时，确定所述划线轮被过度磨损。

8.如权利要求4至7中任一项所述的方法，其中，所述划线轮的RPM被确定为频带的下限值。