CN104209836A - 对基板进行对称倒角的方法和装置 - Google Patents

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Abstract

本发明公开对基板进行对称倒角的方法和装置。对基板进行对称倒角的方法包括至少多次重复以下步骤：利用倒角轮对基板的边缘进行倒角，测量被倒角的基板的边缘的非对称倒角偏差(y)，并且通过变量y的函数f(y)的值来控制该倒角轮相对于该基板的相对位置。在没有相关领域的基于硬件的操作情况下，通过对倒角环境变化的主动响应，对基板的边缘持续地进行对称倒角是可能的。

Description

对基板进行对称倒角的方法和装置
相关申请的交叉引用
本申请要求于2013年5月28日提交的韩国专利申请No.10-2013-0060306的优先权，为了所有目的，该韩国专利申请的全部内容通过该引用并入本申请。
技术领域
本发明涉及对基板进行对称倒角的方法和装置，更具体地，涉及通过测量基板的非对称倒角偏差并且基于该非对称倒角偏差控制倒角轮的位置，来对基板进行对称倒角的方法和装置。
背景技术
在多个领域中，需要对基板的边缘进行倒角。例如，应用于诸如液晶显示器(LCD)、等离子体显示面板(PDP)和电致发光(LE)显示器之类的平板显示器的玻璃基板，可以通过熔化、成形、切割以及倒角工艺制造而成。也就是说，通过对玻璃原材料进行熔化，通过使熔化玻璃凝固而将其成形成板，根据预定尺寸切割该玻璃板，以及对所切割的玻璃的边缘进行倒角，来制造玻璃基板是可能的。
图1是示出对基板10的边缘进行倒角的过程的示意图，图2是示出经非对称倒角的基板10的边缘的侧面剖视图。
基板10的边缘是在该基板被放置在倒角台30上的状态下被倒角的。这里，优选的是，沿自上而下的方向对基板的边缘进行对称倒角。然而，由于应用于例如PDP的玻璃基板薄(具有大约1mm或更小的厚度)，所以当倒角台不平时或者由于在倒角台滑动期间沿上下方向的运动，在基板边缘的剖面的中心点与倒角轮20的中心点之间发生局部未对准。在此情况下，在一侧较深地研磨边缘的剖面，使得上表面的倒角宽度不同于下表面的倒角宽度。结果，这在基板的边缘上形成非对称倒角的点，即被非对称倒角的局部区域。
传统上，当对基板进行非对称倒角时，执行替换设备的用于固定基板的经非对称倒角的部分的组件的操作，或执行利用薄钢板精确地调整倒角台的局部高度的操作。然而，此操作需要停止对基板进行倒角并且对倒角台进行拆卸、重装配以及精确地平衡的过程，从而给生产率造成巨创。由于组件的替换，这还带来成本增加的问题。
在本发明的背景技术部分中公开的信息仅用于更好地理解本发明的背景，而不应当被认为承认或以任何形式暗示该信息形成本领域技术人员已知的现有技术。
发明内容
本发明的各方面提供一种对基板进行对称倒角的方法和装置，其使得能在没有相关领域的基于硬件的操作情况下，通过对倒角环境变化的主动响应，连续地对基板的边缘进行对称倒角。
在本发明的一个方面中，提供一种对基板进行对称倒角的方法。该方法包括至少多次重复以下步骤：利用倒角轮对所述基板的边缘进行倒角；测量被倒角的所述基板的边缘的非对称倒角偏差(y)；以及通过变量y的函数f(y)的值，控制所述倒角轮相对于所述基板的相对位置。
在本发明的另一方面中，提供一种用于对基板进行对称倒角的装置，该装置包括：倒角轮，所述倒角轮对所述基板的边缘进行至少多次倒角；测量部，所述测量部测量被倒角的所述基板的边缘的非对称倒角偏差(y)；以及控制器，所述控制器通过变量y的函数f(y)的值来控制所述倒角轮相对于所述基板的相对位置。
根据本发明的实施例，通过替换相关领域的方法将倒角轮的高度与基板边缘的剖面的中心点自动地且持续地对准来产生对称倒角的剖面，是可能的，其中在相关领域的方法中，通过平衡在其上执行倒角操作的倒角台，使基板边缘处的剖面的中心点与倒角轮的中心点对准。也就是说，本发明的效果在于，可以在没有相关领域的基于硬件的操作情况下，通过对倒角环境变化的主动响应，连续地对基板的边缘进行对称倒角。具体地，本发明使得有可能迅速地确定由于重复的倒角操作而持续恶化的倒角台的恶化程度，并且直接采取必要措施。
此外，本发明不需要停止倒角操作，因此具有以下效果，可以在不牺牲生产率的情况下，以简单的方式对基板的边缘进行对称倒角。
而且，本发明排除了相关领域中为平衡倒角台所需的劳动损失和时间损失，从而提高了倒角过程的效率。也就是说，可能获得最大效果，并且显著地提高倒角宽度的分布水平，同时最小化操作的加载。还可在当班工人不执行操作时，通过操作简单的程序批量生产经倒角的基板，同时将基板的上表面的倒角宽度与基板的下表面的倒角宽度之间的差保持为30μm或更低的最大值(20μm的平均水平)。相对于不能获得具有50μm或更低的倒角宽度之间的差值的对称性的相关领域的平衡技术，大大地提高了倒角的对称性。
相关领域中测量和平衡倒角台的平整程度的技术需要停止生产线，并且是必须在装备中间执行的危险操作。相比之下，本发明可以保护工人不受危险环境影响。
本发明的方法和装置具有其它特征和优势，这些其它特征和优势根据包含在本发明中的附图以及本发明的下面具体实施方式是显而易见，或者这些其它特征和优势在附图中以及在本发明的下面具体实施方式中更详细地被阐述，附图和具体实施方式共同用于说明本发明的特定原理。
附图说明
图1是示出对基板的边缘进行倒角的过程的示意图；
图2是示出被非对称倒角的基板的边缘的侧面剖视图；
图3是描绘根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法的流程图；
图4是示出基板边缘上的多个测量点的示意图；
图5是示出基板的边缘上的非对称倒角偏差的侧面剖视图；
图6是示出在通过根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法执行的每次倒角时，上表面的倒角宽度和下表面的倒角宽度的图；
图7是示出在通过根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法对基板进行对称倒角之前和之后，上表面的倒角宽度、下表面的倒角宽度和非对称倒角偏差的图；
图8是示出在应用根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法之前和之后，非对称倒角偏差下降的图；以及
图9是示出根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的装置的示意图。
具体实施方式
现在将详细地参考本发明的各实施例，其中在附图中图示出并且在下面描述各实施例的示例，使得具有与本发明相关的领域普通技能的人可以容易地将本发明付诸实践。
在全文中，会参考附图，在附图中相同的附图标记和符号在不同的附图中用来表示相同或类似的组件。在本发明的下面描述中，当本发明中包含的已知功能和组件的详细描述可能使本发明的主题不清楚时，将省略对已知功能和组件的详细描述。
图3是描绘根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法的流程图，图4是示出基板边缘上的多个测量点的示意图，以及图5是示出基板的一个边缘上的非对称倒角偏差的侧面剖视图。
根据本发明的对基板进行对称倒角的方法至少多次重复倒角步骤、测量步骤和控制步骤。
在倒角步骤中，利用倒角轮对基板的边缘进行倒角。
在倒角台30上放置基板10。本文中，术语“上(向上)”、“下(向下)”、“左”和“右”被用来描述位置关系，而不表示相对于地球表面的绝对位置。因此，在倒角台30上或上方放置基板10的描述，仅意味着基板10是沿被指定为从倒角台30起向上的方向上放置的，但该向上的方向不一定表示其面向离开地球表面。尽管基板10可以是用于显示设备的玻璃基板，但是本发明不局限于此。根据本发明的基板10可以由任何材料制成，只要该基板应被倒角。
倒角轮20由比基板10更坚硬的材料制成。当待倒角的对象是玻璃基板10时，倒角轮20典型地包含金刚石研磨片。通常，将倒角轮20提供为盘型。在倒角轮20的外周沿其圆周方向形成凹槽。槽的内侧抵靠基板10的边缘，从而对基板10的边缘进行均匀倒角。倒角轮20被专用研磨机夹持，从而以高速旋转。
通常，移动基板10，并且倒角轮20在适当位置旋转。然而，这不是一直要求的。例如，基板10是固定的且倒角轮20是可移动的布置是可能的，或者基板10和倒角轮20都是可移动的布置是可能的。响应于基板10与倒角轮20之间的相对运动，倒角轮20在沿边缘移动的同时对基板10的边缘进行倒角。
在测量步骤中，测量基板边缘的非对称倒角偏差(y)。
根据示例性实施例，根据被倒角的基板10的上表面的宽度和下表面的宽度之间的差，测量非对称倒角偏差。然而，本发明不限于此。例如，通过从侧面直接检查基板10的边缘的剖面来测量非对称倒角偏差，是可能的。可以利用如视觉相机或距离传感器的多种设备来测量非对称倒角偏差。
优选的是，根据基板边缘上的多个点中的每一个测量非对称倒角偏差。尽管图4示出对所有四个边缘执行此测量操作，但是这不旨在是限制性的。根据需要，可以仅测量有限数量的边缘。例如，为了测量基板的四个边缘，可以使用四个视觉相机。
在控制步骤，通过函数f(y)的值，控制倒角轮相对于基板的相对位置，其中变量y是非对称倒角偏差。
典型地，待被控制的倒角轮的位置是倒角轮相对于基板的相对高度。如上面描述的，应当理解，使用术语“高度”，是为了描述相对位置关系，而不是为了表示绝对位置。此外，尽管可以通过向上和/或向下移动倒角轮来改变相对位置，但这并不旨在是限制性的。例如，在固定倒角轮的同时沿上下方向移动基板，或者即移动倒角轮又移动基板，是可能的。
例如，因为玻璃板薄(具有大约1mm或更小的厚度)，因此由于倒角台的平整性的原因以及在玻璃板重量的影响下，玻璃板沿倒角台的上表面的形状弯曲。在此状态下，玻璃板紧密地邻接倒角台的上表面。因此，当倒角台30不平时，基板10边缘处剖面的中心点与倒角轮20的中心点局部未对准。当倒角台30的局部区域的高度低于基准高度时，基板10边缘的中心点被放置得比倒角轮20的中心点低，如图5所示。在此情况下，基板的下表面比基板的上表面更多地被倒角，使得下表面的倒角宽度变得大于上表面的倒角宽度。相应地，沿向上的方向控制倒角轮相对于基板的相对高度。
相比之下，当倒角台30的局部高度大于基准高度时，基板10边缘处剖面的局部中心点被放置得高于倒角轮20的中心点。在此情况下，基板的上表面比基板的下表面更多地被倒角，使得上表面的倒角宽度变得大于下表面的倒角宽度。相应地，沿向下的方向控制倒角轮相对于基板的相对高度。
优选的是，当对基板边缘上的多个点进行倒角时，控制步骤像测量步骤那样单独地控制倒角轮的位置。尽管图6和图7示出对所有四个边缘执行此控制操作，但这不旨在是限制性的。根据需要，可以仅对有限数量的边缘执行控制操作。例如，为了对基板的四个边缘进行倒角，可以使用四个倒角轮。
在改变倒角轮20相对于基板10的相对位置之后，包括倒角步骤、测量步骤和控制步骤的上述步骤重复进行。尽管同一基板10的边缘可以再次被倒角和测量，但优选的是，使用另一基板10。也就是说，对多个基板10的边缘进行倒角和测量，同时控制单个倒角轮20相对于每个基板10的相对位置，是可能的。
重复的次数可以事先指定并且被输入到程序中，或者可以重复该过程，直到非对称倒角偏差(y)具有指定范围内的值。此外，在倒角操作期间，可以连续地执行(即无限制地重复)测量步骤和控制步骤。
在倒角步骤之后，测量基板边缘处的剖面的非对称程度，反馈非对称倒角偏差，通过将该偏差(y)与预定的常数(a)相乘来生成控制f(y)的量(例如，f(y)＝y×a)，并且通过该控制的量准确地确定倒角轮的高度。在此第一循环之后，测量同一点处的非对称程度，以相同的方式生成控制的量，并且通过累加该控制的量来纠正之前设置的倒角轮的位置。当连续地重复此系列过程时，由于由倒角操作的恶化导致的滑动架(carriage)精度的原因以及由于平整度的原因而连续地改变的倒角宽度偏差，可被设置为最小值。
图6是示出在通过根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法执行的每次倒角时，上表面的倒角宽度和下表面的倒角宽度的图，图7是示出在通过根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法对基板进行对称倒角之前和之后，上表面的倒角宽度、下表面的倒角宽度和非对称倒角偏差的图，并且图8是示出在应用根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的方法之前和之后，非对称倒角偏差下降的图。
如图中所示，可以理解，当应用根据本发明的对基板进行对称倒角的方法时，通过仅数次重复倒角步骤、测量步骤和控制步骤实现了基板边缘上的对称倒角。作为所执行的操作的结果，通过执行该操作5次或更少而达到大约50μm的期望水平(20μm的平均水平)是可能的。
图9是示出根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的装置的示意图。
如图9所示，根据本发明实施例的对基板进行对称倒角的装置包括倒角轮、测量单元和控制器。
测量单元测量被倒角的基板边缘的非对称倒角偏差(y)。控制器通过函数f(y)控制倒角轮的位置，其中变量y是非对称倒角偏差。
已关于附图提供了本发明特定示例性实施例的上面描述。它们不旨在是排它的或将本发明局限于所公开的特定形式，并且显而易见地，鉴于上面的教导，对具有本领域普通技能的人员来说，许多修改和变形是可能的。
因此，本发明的范围旨在不局限于上述实施例，而是由所附权利要求和权利要求的等同物限定。

Claims (12)

1.一种对基板进行对称倒角的方法，包括重复循环多次，每个循环包括：
利用倒角轮对所述基板的边缘进行倒角；
测量被倒角的所述基板的边缘的非对称倒角偏差(y)；以及
通过变量y的预定函数f(y)的值，控制所述倒角轮相对于所述基板的位置的相对位置。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述非对称倒角偏差是所述基板的上表面的倒角宽度与所述基板的下表面的倒角宽度之间的差。
3.根据权利要求2所述的方法，其中
当所述基板的所述上表面的倒角宽度大于所述基板的所述下表面的倒角宽度时，控制所述倒角轮的所述相对位置以向上移动，并且
当所述基板的所述上表面的倒角宽度小于所述基板的所述下表面的倒角宽度时，控制所述倒角轮的所述相对位置以向下移动。
4.根据权利要求1所述的方法，其中所述倒角轮的所述相对位置是所述倒角轮相对于所述基板的高度的相对高度。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述函数f(y)的值通过将所述非对称倒角偏差(y)乘以预定的控制常数获得。
6.根据权利要求1所述的方法，其中在各个循环中对不同的基板进行倒角。
7.根据权利要求1所述的方法，其中在每个循环中，
在所述基板的边缘上的多个点处分别测量多个非对称倒角偏差；并且
当在所述基板的边缘上的所述多个点处进行倒角时，控制所述倒角轮的多个相对位置。
8.根据权利要求1所述的方法，其中所述基板包括用于显示器的玻璃基板。
9.根据权利要求1所述的方法，其中所述倒角轮沿其圆周方向在所述倒角轮的外表面中具有凹槽。
10.一种用于对基板进行对称倒角的装置，包括：
倒角轮，对所述基板的边缘进行多次倒角；
测量部，测量被倒角的所述基板的边缘的非对称倒角偏差(y)；以及
控制器，通过变量y的函数f(y)的值，控制所述倒角轮相对于所述基板的位置的相对位置。
11.根据权利要求10所述的装置，其中所述测量部包括视觉相机，所述视觉相机用于检测所述基板的上表面的倒角宽度和所述基板的下表面的倒角宽度。
12.根据权利要求10所述的装置，其中所述控制器控制所述倒角轮相对于所述基板的高度的相对高度。
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