CN1959411A - 测量轮磨损的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种用于测量在切割平坦基板的装置中所用轮的磨损的装置和方法。该装置包括：磨损测量单元，用于根据轮和测量块的接触位置测量轮磨损等级的状态；存储单元，用于存储轮以及测量块的数据；控制器，用于通过将由磨损测量单元测量出的数据与存储在存储单元中的数据进行比较来确定轮的磨损等级的状态；以及报告单元，用于根据控制器的确定结果，报告更换轮。根据用于测量形成雕刻图案所用轮的磨损等级的装置和方法，准确地告知轮的更换时间，从而防止玻璃基板雕刻或切割工艺期间的故障，由于故障率的下降而降低了维护和修理的成本，提高了产量，并且降低了单位工艺的生产成本。

Description

测量轮磨损的装置和方法
相关申请的交叉参考
本申请要求于2006年12月5日提交的韩国专利申请第2005-0117329号的优先权，其全部内容结合于此作为参考。
技术领域
本发明涉及一种用于测量在切割平坦基板的装置中所用轮的磨损等级的装置和方法，更具体地，涉及一种用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案(engraving)所用轮的磨损的装置和方法，其能够精确地感测轮磨损等级的程度以及更换轮的时间，从而降低了维护和修理轮所需的时间和成本。
背景技术
通常，当切割由脆性材料构成的板时，预先在产品的表面上形成雕刻图案，随后沿雕刻图案进行切割。例如，日本实用新型公开申请平1-110234号公报中披露了传统的划线装置(scribe device)。该划线装置包括盘状的切割件(cutter)，具有锋利的外边缘；保持器，用于支撑切割件以使其转动，并且设置在切割件和产品表面之间；以及加压和移动单元，用于将切割件压在产品的表面上，同时沿板的表面移动该切割件。
日本实用新型公开申请平9-25134号公报中披露了另一种传统的划线装置，用于通过向脆性材料施加振动来形成雕刻图案。在该划线装置的结构中，将气缸的外壳固定到支撑件，气缸的内部容器连接至压电传动装置的一端，并且切割件固定部(cutter attachingpart)连接至压电传动装置的另一端。切割件固定部安装在支撑件上，并且通过介于切割件固定部和支撑件之间的滑块使其移动。通过压电传动装置的膨胀和收缩使滑块垂直移动。由此，通过切割件固定部移动时所产生的振动，划线装置在产品上形成雕刻图案。
作为解决在上述公开中所指出问题的技术，在韩国公开专利申请第2001-0041794号中披露了另一种传统的划线装置。图1详细描述了该划线装置的结构。
如图1所示，用于形成雕刻工艺的传统装置包括：可移动支撑件1；移动单元2，用于水平移动可移动支撑件1；滑块4，安装在可移动支撑件1上，具有介于滑块4和可移动支撑件1之间的底板3；主体10，由滑块4支撑，以使其可垂直移动；保持器20，被支撑以相对于主体10稍微地垂直滑动；切割件30，位于保持器20的下端；以及两个压电传动装置40，用于向保持器20施加垂直振动。
当将切割件30设置在板100的上表面并且通过主体10的重量对上表面加压时，形成雕刻图案。当通过移动单元2移动可移动支撑件1，以及沿板100移动切割件30，同时将高频电压施加给压电传动装置40时，将轴向上的周期膨胀和收缩施加给压电传动装置40。随后，通过切割件30将由于压电传动装置40的周期膨胀和收缩所产生的保持器20的振动传递给板100，从而形成具有深直裂纹(deep vertical crack)的雕刻图案。
然而，在上述申请中所公开的传统技术中，通常通过肉眼或通过测量轮式切割件(wheel cutter)30的使用距离来检查切割件30的磨损程度。由此，难以得知更换轮式切割件的准确时间。
由此，传统技术存在何时替换轮式切割件的问题，从而造成玻璃雕刻以及切割工艺中的故障。
此外，由于没有精确确定轮式切割件的更换时间，所以时间和成本过多地用于维护和修理。
发明内容
因此，本发明在于提供一种用于测量轮的磨损等级的装置和方法，其精确地测量形成雕刻图案所用的轮式切割件的磨损程度，并且清楚地确定轮式切割件的更换时间，从而防止了玻璃雕刻或切割工艺中的故障。
本发明的另一目的在于提供一种用于测量轮磨损的装置和方法，其精确地测量形成雕刻图案所用轮的磨损程度，从而降低了维护和修理所需的时间及成本。
根据示例性实施例，本发明提供了一种用于测量在切割平坦基板的装置中所用轮的磨损的装置，其包括：磨损测量单元，用于测量轮的磨损状态；存储单元，用于存储轮以及测量块的数据；以及控制器，用于通过将从磨损测量单元中测量到的数据与存储在存储单元中的数据进行比较来确定轮的磨损状态。
用于测量轮的磨损等级的装置还可包括：报告单元，用于根据控制器的确定结果，报告更换轮。
磨损测量单元可包括：音圈电机；可移动保持器，设置在音圈电机处，以自由地垂直移动；测量块，与轮接触；以及线性标度及编码器，设置在可移动保持器处。
可基于轮圆周半径的变化来测量轮磨损等级的状态。
磨损测量单元可利用音圈电机的电流变化来周期性地测量轮。
轮可为用于形成雕刻图案以切割平坦玻璃基板的轮。
轮可以为圆锥形，其固定有金刚石颗粒。
根据另一示例性实施例，本发明提供了一种用于测量在切割平坦基板的装置中所用轮的磨损的方法，其包括以下步骤：将轮以及测量块的数据存储在存储单元中；通过磨损测量单元测量轮的磨损状态；以及通过将由磨损测量单元测量到的数据与存储在存储单元中的数据进行比较，来确定轮的磨损状态。
附图说明
关于具有优势的上述或其它特征，在附图中示出了本发明与本领域普通技术之间明显的差异，在附图中：
图1是示出了用于形成雕刻图案的传统装置的侧视图；
图2是示出根据本发明实施例的包括用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用的轮磨损的装置的切割装置的透视图；
图3是根据本发明实施例的用于确定更换轮的装置的框图；
图4是用于解释测量图2中所示轮磨损的视图；以及
图5是示出用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用轮的磨损等级的过程的流程图。
具体实施方式
下文中，将参照附图更加全面地描述本发明，其中，示出了本发明的优选实施例。然而，本发明可以不同形式实施并且不应理解为限制于本文所阐述的实施例。相同的标号指的是相同的元件，并且将不再重复描述相同的元件。
图2是示出根据本发明实施例的包括用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用轮磨损的装置的切割装置的透视图，以及图3是根据本发明实施例的用于确定更换轮的装置的框图。
如图2所示，用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用轮的磨损的装置300包括：音圈电机(voice coil motor，VCM)301、可移动保持器302、轮303、以及线性标度及编码器304。垂直移动的可移动保持器302设置在VCM 301处。用于形成雕刻图案的轮303设置在可移动保持器302的下端。线性标度及编码器304设置在可移动保持器302处。
如图3所示，用于确定更换轮的装置500包括：磨损测量单元501、存储单元502、控制器503、以及报警器504。磨损测量单元501包括线性标度及编码器304，并且借助于轮303和测量块400来测量用于形成雕刻图案以切割平坦玻璃基板的轮303的磨损状态。存储单元502包括普通半导体存储装置，并且存储轮303和测量块400的接触位置的预定数据。控制器503包括微处理器，并且通过将存储在存储单元502中的预定数据与由磨损测量单元501测量到的轮303磨损等级的状态数据进行比较，来确定更换轮303的时间。当控制器503确定必须更换轮303时，报警器504发出报告，使得操作人员得知确定结果。
磨损测量单元501基于轮圆周半径的变化来测量轮303磨损等级的状态。利用VCM 301的电流变化，周期性地执行轮303的测量。
在本发明的实施例中，用于形成雕刻图案的轮303用于切割平坦玻璃基板，并且其可为固定有金刚石颗粒的圆锥轮。
在本发明的实施例中，通过将扬声器的振动原理应用于电机来形成VCM 301。根据施加给线圈的电流极性，动子(mover)往复运动。根据动子的形式，将VCCM 301分成动线圈型和动磁铁型。
在动线圈型中，线圈根据磁铁的相对磁力而往复运动。在动磁铁型中，磁铁根据线圈的相对磁力而往复运动。在本发明的实施例中，VCM可为动线圈型或动磁铁型。例如，在韩国专利公开申请第2003-0020787号(2003年3月10日)中披露了使用动磁铁型VCM的精密传动平台装置(precise actuator stage apparatus)。
根据本发明实施例中的结构，在轮303自由移动的正常时间，流入VCM 301的电流保持预定的设定点或更小。然而，当轮303与测量块400或玻璃基板的上表面接触时，由于过载使得电流突然增大，并且其超过设定点。该点被认为是轮303的下端与测量块400接触的位置。
在本发明的实施例中，测量块400是用于测量轮303磨损程度的参考块。
线性标度及编码器304包括线性玻璃或刚，其中，通常以10μm或20μm的间隔表示标度。当传感模块线性通过显示有标度的位置时，每毫米(mm)读取50至2500个脉冲。将脉冲计算成线性移动距离，从而告知移动部分的线性移动距离。在韩国公开专利申请第2000-48254号中披露了使用线性标度及编码器304的精确控制技术。
在本发明的实施例中，线性标度及编码器304设置在固定框架处，并且传感模块设置在可移动保持器302处，从而获得精确的传递距离以及下端的接触位置。
在本发明的实施例中，可移动保持器302包括保持器支撑结构321以及安装在保持器支撑结构321处的轮保持器322。
如图2所示，用于形成雕刻图案的轮303被设置成在轮保持器322的下端自由地转动。
在本发明中，当感测到来自VCM 301的过大电流值时，即，当用于形成雕刻图案的轮303与测量块400的上表面接触时，可将从线性标度及编码器304读出的轮303当前位置的数据存储在存储单元502中。
上述电流、位置数据、设定点、比较点、以及轮更换时间的变化可在单个显示装置中被表示为警报，从而可以随时检查它们。
将参照图4和图5描述根据本发明另一实施例的用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用轮的磨损等级的方法的实例。
图4是用于解释图2中所示轮的磨损等级测量的视图，以及图5是示出用于测量在玻璃基板上形成雕刻图案所用轮的磨损等级的过程的流程图。
在安装并使用用于形成雕刻图案的轮303(S10)之后，通过驱动图2中所示的VCM 301，使完成雕刻的轮303下降(S20)。
随后，当下降的轮303接触测量块400的表面时，感测VCM 301中的过大电流的大小并测量该变化(S30)。
通过从线性标度及编码器304读出轮303的位置数据，检查轮303的位置值(S40)。如图4所示，通过由轮303和测量块400接触而产生的电流来执行位置值的检查。从图4左边和右边的曲线图可以注意到，示出了电流大小的变化，根据轮303的磨损状态，测量到的电流大小减小。
随后，在电流大小变化的点，存储单元502存储位置值(S50)。控制器503将从线性标度及编码器304读出的数据与预存在存储单元502中的设定点进行比较，以确定轮303的磨损程度(S60)。通过轮圆周半径的变化来测量轮的磨损状态。
作为通过控制器503比较的结果，当轮303的磨损程度没有达到预存在存储单元502中的设定点时，轮303继续执行随后的工艺(S70)。
然而，当轮303的磨损程度达到预存在存储单元502中的设定点时，控制器503允许报警器504通知操作人员应该更换轮303。
如上所述，在根据本发明实施例的用于测量形成雕刻图案所用轮的磨损等级的装置和方法中，基于VCM中电流大小的变化来检查轮与测量块的接触点，并且通过线性标度及编码器获得轮的准确位置，从而获得精确测量轮磨损程度的效果。
此外，在根据本发明的用于测量轮的磨损等级的装置和方法中，精确地确定轮的更换时间，从而获得防止在玻璃基板雕刻或切割工艺中的任何故障的效果，由于故障率的下降而降低了维护和修理的成本，提高了产量，并降低了制造成本。
使用优选示例性实施例描述了本发明。然而，应该理解，本发明的范围并不局限于所披露的实施例。相反，本发明的范围应该包括使用当前已知或未来技术及等同物的本领域技术人员能力范围内的多种修改以及可选配置。
即，本发明的实施例描述了用于形成雕刻图案的轮303磨损等级状态的测量，但是它们并不局限于这种测量。实施例可在用于检测切割任何特定产品所用的装置中的切割件(例如，用于形成雕刻图案的轮)的磨损状态的测量装置中实现。
因此，权利要求的范围应该与最宽的解释保持一致，以涵盖所有的这种修改以及相似的配置。

Claims (14)

1.一种用于测量在切割平坦基板的装置中所使用的轮的磨损等级的装置，包括：
磨损测量单元，用于测量所述轮的磨损状态；
存储单元，用于存储所述轮以及测量块的数据；以及
控制器，用于通过将由所述磨损测量单元测量到的数据与存储在所述存储单元中的数据进行比较，来确定所述轮的磨损等级的状态。
2.根据权利要求1所述的装置，还包括：
报告单元，用于根据所述控制器的确定结果，报告更换所述轮。
3.根据权利要求2所述的装置，其中，所述磨损测量单元包括：
音圈电机；
可移动保持器，设置在所述音圈电机处，以自由地垂直移动；
测量块，与所述轮接触；以及
线性标度及编码器，设置在所述可移动保持器处。
4.根据权利要求3所述的装置，其中，基于所述轮的圆周半径的变化来测量所述轮的磨损等级的所述状态。
5.根据权利要求4所述的装置，其中，所述磨损测量单元利用所述音圈电机的电流变化，来周期性地测量所述轮。
6.根据权利要求3所述的装置，其中，所述轮为用于形成雕刻图案以切割所述平坦玻璃基板的轮。
7.根据权利要求6所述的装置，其中，所述轮为固定有金刚石颗粒的圆锥形。
8.一种用于测量在切割平坦基板的装置中所用轮的磨损的方法，
包括以下步骤：
将所述轮以及测量块的数据存储在存储单元中；
由磨损测量单元测量所述轮的磨损等级的状态；以及
通过将由所述磨损测量单元测量到的数据与存储在所述
存储单元中的数据进行比较，来确定所述轮的磨损等级的所述状态。
9.根据权利要求8所述的方法，还包括以下步骤：根据所述轮的磨损等级的所述状态的确定结果来报告所述轮的更换。
10.根据权利要求9所述的方法，其中，所述磨损测量单元包括：
音圈电机；
可移动保持器，设置在所述音圈电机处，以自由地垂直移动；
测量块，与所述轮接触；以及
线性标度及编码器，设置在所述可移动保持器处。
11.根据权利要求10所述的方法，其中，基于所述轮的圆周半径的变化，测量所述轮的磨损等级的所述状态。
12.根据权利要求11所述的方法，其中，所述磨损测量单元利用所述音圈电机的电流变化，来周期性地测量所述轮。
13.根据权利要求10所述的方法，其中，所述轮为用于形成雕刻图案以切割所述平坦玻璃基板的轮。
14.根据权利要求13所述的方法，其中，所述轮为固定有金刚石颗粒的圆锥形。
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