JPWO2014171375A1 - Glass plate manufacturing method, glass plate manufacturing apparatus, and glass plate - Google Patents
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Abstract
本発明は、ガラス板の端面を研削加工する工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法に関する。The present invention provides a glass plate manufacturing method comprising a step of grinding an end surface of a glass plate, and a management step of managing the strength of the ground end surface, wherein the management step includes the end surface of the glass plate. Based on the imaging step of imaging by the imaging unit, the concavo-convex image acquiring step of acquiring the concavo-convex image of the end surface by performing image processing on the image of the end surface by the image processing unit, and the number of pixels of the imaging unit constituting the concavo-convex image And a standard deviation calculation step of calculating the standard deviation of the number of pixels by a calculation means, and a bending strength conversion step of converting the standard deviation into data correlated with the bending strength by the strength conversion means. The present invention relates to a method for manufacturing a plate.
Description
本発明は、ガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板に関する。 The present invention relates to a glass plate manufacturing method, a glass plate manufacturing apparatus, and a glass plate.
液晶ディスプレイ用、又はプラズマディスプレイ用として使用されるフラットパネルディスプレイ(FPD:Flat Panel Display)用ガラス板は、製造工程において、その端面が面取り砥石によって研削加工(面取り加工)される。 In a manufacturing process, a glass plate for a flat panel display (FPD) used for a liquid crystal display or a plasma display is ground (chamfered) at its end face by a chamfering grindstone.
特許文献1には、ガラス板の端面の研削加工中に端面に生じるヤケ(Dimming or Staining)、チッピングの度合いによって、ガラス板が破損することが開示されている。特許文献1では、ガラス板の端面をレーザー顕微鏡によって撮像し、その画像を白黒二値化処理することにより、端面に存在する凹部(concave)を白画像、端面の鏡面となる平坦部を黒画像として識別し、黒画像の面積に対する白画像の面積の比率に基づいて、ガラス板の端面の性状(粗さ、ヤケ、チッピング等)を評価している。
また、特許文献2には、ガラス板の端面に存在する傷が、ガラス板の機械的強度(曲げ強度に相当)を支配する因子の一つであることが開示され、ガラス板の機械的強度を向上させるために、500メッシュよりも細かい粒子の砥粒を有する砥石によって端面を研削加工することが開示されている。
更に、特許文献3には、ガラス板の端面を撮像し、その画像の輝度値に基づいて端面の表面粗さを検査する端面検査方法が開示されている。
Further,
一方、ガラス板の曲げ強度は、JIS R1601:2008またはISO 14704:2000に準拠した4点曲げ試験又は3点曲げ試験によって検査され、破壊強度として評価される。 On the other hand, the bending strength of the glass plate is inspected by a four-point bending test or a three-point bending test based on JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000, and evaluated as a breaking strength.
FPD用ガラス板の曲げ強度は、上述の4点曲げ試験又は3点曲げ試験によって検査されるが、この試験は、1ロットの複数枚のガラス板から任意に抜き取った1枚のガラス板に対して実施される試験である。よって、この試験は当然ながら、製造されたガラス板の全数を検査する試験ではない。 The bending strength of the glass plate for FPD is inspected by the above-mentioned 4-point bending test or 3-point bending test. This test is performed on one glass plate arbitrarily extracted from a plurality of glass plates in one lot. This is a test conducted. Therefore, this test is not a test for inspecting the total number of manufactured glass plates.
また、特許文献1、3は、ガラス板の端面画像を画像処理するものの、その結果に基づいてガラス板の曲げ強度を管理するものではない。
Moreover, although
更に、特許文献2は、ガラス板の曲げ強度を低下させないための砥石の番手(砥石の粒度)が記載されているのみであり、ガラス板の端面画像に基づいて、ガラス板の曲げ強度を管理するものではない。
Furthermore,
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理できるガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板を提供することを目的とする。 This invention is made | formed in view of such a situation, and it aims at providing the manufacturing method of a glass plate which can manage the intensity | strength of a glass plate, without destroying a glass plate, the manufacturing apparatus of a glass plate, and a glass plate. And
本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板の端面を研削加工する研削加工工程と、研削加工された前記端面の強度を管理する管理工程とを備えたガラス板の製造方法において、前記管理工程は、前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、を備えることを特徴とするガラス板の製造方法を提供する。 In order to achieve the above object, the present invention provides a glass plate manufacturing method comprising a grinding step for grinding an end face of a glass plate, and a management step for managing the strength of the ground end face. The management step includes: an imaging step of imaging the end surface of the glass plate by an imaging unit; an image processing unit that performs image processing on the image of the end surface by an image processing unit to acquire an uneven image of the end surface; and the uneven image. A standard deviation calculation step of calculating a standard deviation of the number of pixels based on the number of pixels of the imaging unit constituting, and a bending strength conversion step of converting the standard deviation into data correlated with bending strength by the strength conversion unit. And providing a method for producing a glass plate.
本発明の一態様は、ガラス板の端面を研削加工した際に、ガラス板の端面とガラス板の主面との境界隅部に発生する微小な凹凸(unevenness)が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という本願発明者の知見に基づいてなされたものである。つまり、ガラス板の端面の長さ方向に直交した直交方向(幅方向)における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板の曲げ強度と相関がある、という知見である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を非破壊で管理するものである。 In one embodiment of the present invention, when the end surface of the glass plate is ground, minute unevenness (unevenness) generated at the boundary corner between the end surface of the glass plate and the main surface of the glass plate is caused by the bending strength of the glass plate. This is based on the inventor's knowledge that there is a correlation. That is, it is a finding that the standard deviation of the size of the unevenness in the orthogonal direction (width direction) orthogonal to the length direction of the end face of the glass plate has a correlation with the bending strength of the glass plate. Specifically, paying attention to the tendency that the bending strength of the glass plate increases when the standard deviation is small, and the bending strength of the glass plate decreases when the standard deviation is large, the strength of the glass plate based on the calculated standard deviation. Is managed non-destructively.
ここで、本発明で述べる前記凹凸の大きさとは、端面と主面との境界隅部における主面の、端面の長さ方向に直交する直交方向の長さ(以下、幅寸法とも言う。)を指す。その幅寸法は、前記境界隅部を含む端面を撮像した撮像手段の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、1画素分の長さを予め設定し、端面の画像を構成する複数の画素のうち、前記直交方向の1列の画素数を列毎に計数することで、1列毎の幅寸法を得ることができる。なお、本願発明の主たる特徴は、幅寸法を得ることではなく、凹部(concave)と凸部(convex)とによって異なる1列毎の画素数(標準偏差を演算する場合の一群のデータに相当)の標準偏差によってガラス板の曲げ強度を非破壊で管理することにある。 Here, the size of the unevenness described in the present invention is the length of the main surface at the boundary corner between the end surface and the main surface in the orthogonal direction orthogonal to the length direction of the end surface (hereinafter also referred to as width dimension). Point to. The width dimension can be obtained by counting the number of pixels of the imaging means that images the end face including the boundary corner. That is, by setting the length for one pixel in advance and counting the number of pixels in one column in the orthogonal direction among the plurality of pixels constituting the end face image, the width dimension for each column is determined. Can be obtained. The main feature of the present invention is not to obtain the width dimension, but the number of pixels for each column which differs depending on the concave portion and convex portion (convex) (corresponding to a group of data when calculating the standard deviation). The standard deviation is to manage the bending strength of the glass sheet in a non-destructive manner.
本発明の一態様によれば、まず、撮像工程において、ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する。つまり、凹凸が存在する境界隅部を含む端面を撮像手段によって撮像する。次に、凹凸画像取得工程において、ガラス板の端面の画像を画像処理手段によって画像処理(白黒二値化処理)し、端面の凹凸画像(黒画像)を取得する。次いで、標準偏差演算工程において、凹凸画像を構成する撮像手段の1列毎の画素数に基づき、画素数の標準偏差を演算手段によって演算する。そして、曲げ強度変換工程において、前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する。 According to one aspect of the present invention, first, in the imaging step, the end surface of the glass plate is imaged by the imaging means. That is, the end face including the boundary corner where the unevenness is present is imaged by the imaging means. Next, in the concavo-convex image acquisition step, the image of the end face of the glass plate is subjected to image processing (monochrome binarization processing) by the image processing means, and the concavo-convex image (black image) of the end face is acquired. Next, in the standard deviation calculation step, the standard deviation of the number of pixels is calculated by the calculation means based on the number of pixels for each column of the imaging means constituting the uneven image. In the bending strength conversion step, the standard deviation is converted into data correlated with the bending strength by the strength converting means.
これにより、本発明の一態様によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の曲げ強度を管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。 Thereby, according to 1 aspect of this invention, the bending strength of a glass plate can be managed, without destroying a glass plate, and the fluctuation | variation of the bending strength of a glass plate can be managed on-line in the manufacturing process of a glass plate. .
前記強度変換手段には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。強度変換手段に記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、JIS R1601:2008またはISO 14704:2000に準拠した4点曲げ試験又は3点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。 The strength converting means stores in advance bending strength corresponding to the standard deviation. The bending strength data corresponding to the standard deviation stored in the strength converting means is the result of the bending test of a glass plate inspected by a 4-point bending test or a 3-point bending test according to JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000. It is the accumulated data. There is an inverse relationship between the standard deviation and the bending strength of the glass plate, that is, the bending strength of the glass plate tends to decrease as the standard deviation increases.
また、前記撮像工程においては、ガラス板の主面のうねりや段差が端面の凹凸と判断される場合やハマカケ等の欠点による異常値が発生する場合もあるので、ガラス板の端面を長さ方向において分割して撮像することが好ましい。 In the imaging step, the undulation or step of the main surface of the glass plate may be judged as unevenness of the end surface, or an abnormal value may occur due to a defect such as a crack, so the end surface of the glass plate is in the length direction. It is preferable to divide and image in.
また、前記標準偏差演算工程における画像内の標準偏差の演算は、端面の全長画像全体に対して行う方法もあるが、この方法であるとガラスエッジの微妙な傾きやエッジのうねりを凹凸ととらえてしまう。 In addition, there is a method of calculating the standard deviation in the image in the standard deviation calculating step with respect to the entire full length image of the end face. In this method, the slight inclination of the glass edge and the undulation of the edge are regarded as unevenness. End up.
そこで、本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第1の標準偏差を演算し、複数の前記第1の標準偏差を平均化し、平均化した第2の標準偏差を前記標準偏差とすることが好ましい。 Therefore, according to one aspect of the present invention, in the plurality of unevenness images of the end surface obtained by dividing the standard deviation calculating step by the imaging unit and acquired in the unevenness image acquiring step, the plurality of unevennesses. Preferably, a first standard deviation is calculated for each image, a plurality of the first standard deviations are averaged, and the averaged second standard deviation is set as the standard deviation.
本発明の一態様は、前記標準偏差演算工程は、前記撮像手段によって分割して撮像され、かつ前記凹凸画像取得工程にて取得された前記端面の複数の凹凸画像において、前記複数の凹凸画像毎に第1の標準偏差を演算し、複数の前記第1の標準偏差の中央値を前記標準偏差とすることが好ましい。 In one aspect of the present invention, in the plurality of uneven images of the end face obtained by dividing the standard deviation calculation step by the imaging unit and acquired in the uneven image acquisition step, the plurality of uneven images Preferably, the first standard deviation is calculated and the median value of the plurality of first standard deviations is set as the standard deviation.
これにより、ガラス板の端面に生じている欠点、ガラス板の端面に付着している塵等の外乱、すなわち、1列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。 As a result, it is possible to eliminate defects caused on the end face of the glass plate, disturbances such as dust adhering to the end face of the glass plate, that is, data with a remarkably small number of pixels or a remarkably large number of pixels in one row. An accurate evaluation value can be obtained.
本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が一部重複するように設定されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the plurality of uneven images are preferably set so that adjacent uneven images partially overlap.
本発明の一態様によれば、隣接する端面の凹凸画像を一部重複させることによって、端面全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板のみを後の工程に送ることができる。 According to one aspect of the present invention, the entire end face can be imaged without omission by partially overlapping the uneven images of the adjacent end faces. Thereby, only the glass plate which has end surface strength more than desired can be sent to a subsequent process.
本発明の一態様は、前記複数の凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複しないように設定されることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the plurality of uneven images are preferably set so that adjacent uneven images do not overlap.
本発明の一態様によれば、隣接する凹凸画像が重複しない場合、例えば、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板の同じ長さの1辺に対して、撮像手段による端面の撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。 According to one aspect of the present invention, it includes a case where adjacent uneven images do not overlap, for example, a case where adjacent uneven images are connected, and a case where there is an interval between adjacent uneven images. Thereby, the frequency | count of imaging of the end surface by an imaging means can be reduced with respect to 1 side of the same length of a glass plate, and the time spent on a management process can be shortened.
本発明の一態様は、前記ガラス板は矩形状であり、前記ガラス板の4辺の端面において前記標準偏差を演算することが好ましい。 In one embodiment of the present invention, it is preferable that the glass plate has a rectangular shape, and the standard deviation is calculated on end surfaces of four sides of the glass plate.
本発明の一態様によれば、矩形状のガラス板の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板の強度の信頼性が向上する。 According to one aspect of the present invention, since the standard deviation is calculated on the end faces of all sides of the rectangular glass plate, the reliability of the strength of the glass plate is improved.
本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the glass plate is preferably a glass plate for a flat panel display.
本発明の一態様によれば、高品質性が求められるフラットパネルディスプレイ用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。 According to one aspect of the present invention, the bending strength of glass plates for flat panel displays that require high quality can be managed entirely on a mass production basis.
本発明の一態様は、前記目的を達成するために、本発明のガラス板の製造方法の管理工程を予めプログラムされた工程に従って自動的に実行することを特徴とするガラス板の製造装置を提供する。 According to one aspect of the present invention, there is provided a glass plate manufacturing apparatus that automatically executes a management process of a glass plate manufacturing method of the present invention in accordance with a preprogrammed process in order to achieve the object. To do.
本発明の一態様によれば、ガラス板の曲げ強度を、ガラス板を破壊することなく管理でき、また、ガラス板の製造工程において、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理することもできる。 According to one aspect of the present invention, the bending strength of a glass plate can be managed without destroying the glass plate, and in the glass plate manufacturing process, the fluctuation of the bending strength of the glass plate can be entirely managed online. it can.
本発明の一態様は、本発明のガラス板の製造方法の管理工程によって検査されたガラス板であって、平均強度が110MPa以上であることを特徴とするガラス板を提供する。 One aspect of the present invention provides a glass plate that is inspected by the management process of the method for producing a glass plate of the present invention and has an average strength of 110 MPa or more.
本発明の一態様によれば、JIS R1601:2008またはISO 14704:2000に準拠した4点曲げ試験において、平均強度が110MPa以上の強度を保証したガラス板を提供できる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a glass plate that guarantees an average strength of 110 MPa or more in a four-point bending test based on JIS R1601: 2008 or ISO 14704: 2000.
本発明の一態様は、前記ガラス板がフラットパネルディスプレイ用ガラス板であることが好ましい。 In one embodiment of the present invention, the glass plate is preferably a glass plate for a flat panel display.
本発明の一態様によれば、強度を保証したフラットパネルディスプレイ用ガラス板を提供できる。 According to one embodiment of the present invention, it is possible to provide a glass plate for a flat panel display that guarantees strength.
以上説明したように本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板によれば、ガラス板を破壊することなくガラス板の強度を管理でき、また、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理可能である。 As described above, according to the glass plate manufacturing method, glass plate manufacturing apparatus, and glass plate of the present invention, the strength of the glass plate can be managed without breaking the glass plate, and the bending strength of the glass plate can be changed. All of them can be managed online.
また、本発明によれば、強度を保証したガラス板を提供できる。 Moreover, according to this invention, the glass plate which guaranteed the intensity | strength can be provided.
以下、添付図面に従って本発明に係るガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置並びにガラス板の好ましい実施の形態について説明する。 Hereinafter, preferred embodiments of a glass plate manufacturing method, a glass plate manufacturing apparatus, and a glass plate according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
本発明のガラス板のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置は、特にFPD用に適したガラス板の曲げ強度を、後述する標準偏差に基づいて管理する管理工程を備えた製造方法及び製造装置である。具体的には、ガラス板の端面を研削加工する工程を経たガラス板の端面(端面と主面との境界隅部を含む面)を、CCDカメラ等の撮像手段によって撮像し、端面の画像の画素数に基づいて標準偏差を演算し、演算した標準偏差をガラス板の曲げ強度に変換するものである。また、ガラス板の製造方法においては、ガラス板を破壊することなく、ガラス板の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理するものである。 The glass plate manufacturing method and glass plate manufacturing apparatus of the present invention are a manufacturing method and manufacturing method including a management process for managing the bending strength of a glass plate particularly suitable for FPD based on a standard deviation described later. Device. Specifically, the end surface of the glass plate that has undergone the step of grinding the end surface of the glass plate (the surface including the boundary corner between the end surface and the main surface) is imaged by an imaging means such as a CCD camera, and the image of the end surface is captured. The standard deviation is calculated based on the number of pixels, and the calculated standard deviation is converted into the bending strength of the glass plate. Moreover, in the manufacturing method of a glass plate, the fluctuation | variation of the bending strength of a glass plate is managed on-line entirely, without destroying a glass plate.
一方で、本発明のガラス板とは、本発明のガラス板の製造方法及びガラス板の製造装置によって管理された、標準偏差が6.5μm以下のガラス板であり、JIS R1601:2008またはISO 14704:2000に準拠した4点曲げ試験において、平均強度が110MPa以上の強度(図9参照)を保証したFPD用ガラス板である。 On the other hand, the glass plate of the present invention is a glass plate managed by the glass plate manufacturing method and the glass plate manufacturing apparatus of the present invention and having a standard deviation of 6.5 μm or less, and is JIS R1601: 2008 or ISO 14704. : It is a glass plate for FPD in which an average strength of 110 MPa or more (see FIG. 9) is guaranteed in a 4-point bending test based on 2000.
〔強度管理装置10の主構成〕
図1は、実施の形態のガラス板の製造装置に搭載された、ガラス板20の強度管理装置10の斜視図である。図2は、図1に示した強度管理装置10の構成を示したブロック図である。[Main Configuration of Strength Management Device 10]
FIG. 1 is a perspective view of a
図1の如く強度管理装置10は撮像部12、画像処理手段14(図2参照)等を備えた制御部16、及びガラス板検出部18を備える。強度管理装置10は、撮像部12によってガラス板20の端面の上端面a及び下端面bを撮像する(図4参照)。図1では、ガラス板20の対向する端面21A、21Bに対向して撮像部12が2台備えられ、端面21A、21Bの上端面a及び下端面bの撮像を同時に行う。なお、図1には図示していないが、ガラス板20の別の対向する端面22A、22Bの上端面a及び下端面bを撮像する別の2台の撮像部12を備えることが好ましい。この場合、ガラス板20は、矢印Aで示すガラス板20の搬送方向に対して水平方向に直交した方向に搬送方向を変更し、端面22Aに対向して別の一方の撮像部12を配置し、端面22Bに対向して別の他方の撮像部12を配置すればよい。これにより、矩形状のガラス板20を搬送しながら、ガラス板20の全端面21A、21B、22A、22Bの上端面a及び下端面bを撮像できる。上端面a及び下端面bを撮像することで、全端面21A、21B、22A、22Bとガラス板20の上面(主面)23A及び下面(主面)23Bとの境界隅部を撮像できる。
As shown in FIG. 1, the
〈ガラス板20〉
以下の説明では、FPD用ガラス板20として、アルカリ成分をほとんど含まず、低膨張率、高耐熱性等に優れた無アルカリガラスであって、厚さが0.2mm〜0.7mmの液晶ディスプレイ(LCD)用ガラス板を例示するが、これに限定されるものではない。例えば、プラズマディスプレイ(PD)、フィールドエミッションディスプレイ(FED)、及び有機ELディスプレイ用ガラス板であってもよい。また、前記厚さは一例であって上記厚さに限定されるものではない。<
In the following description, the
ガラス板20のサイズは、第3世代のガラス板(550mm×650mm)、第4世代のガラス板(680mm×880mm)、第5世代のガラス板(1000mm×1200mm)、第6世代のガラス板(1500mm×1800mm)、第7世代のガラス板(1900mm×2200mm)、第8世代のガラス板(2200mm×2400mm)、第9世代のガラス板(2400mm×2800mmm)、及び第10世代のガラス板(2800mm×3000mm)のいずれについても、本発明を問題なく適用できる。
The size of the
特に、第7世代以上のガラス板20では、量産工程における損失を低減する効果がより大きく、鏡面加工のような特殊な加工工程における生産効率を飛躍的に伸ばすことができる。面取り加工工程で端面を加工する方式としては、例えば、ガラス板20の端面に対向して加工面が配置された回転砥石(面取り砥石)をガラス板20の端面に押し当てて、ガラス板20の端面を加工する水平加工、又はバフ加工が挙げられる。いずれの加工方式も、高品位の端面加工を達成することができ、かつ加工工程の加工速度を低下させずに、一定のスループットを維持することができる。
In particular, the
〈ガラス板20の搬送系〉
図3は、複数本の搬送ローラ46、46…によって搬送されるガラス板20の端面21A側から撮像部12を見た側面図である。図3では、3本の搬送ローラ46、46…を図示しているが、搬送ローラ46は4本以上配置されている。複数本の搬送ローラ46、46…はガラス板20の下面23Bを支持し、搬送ローラ46、46…の回転によってガラス板20を矢印A方向に水平搬送する。撮像部12は、隣接する搬送ローラ46、46の間に配置されている。<Conveying system of
3 is a side view of the
ガラス板20は、製造工程において、端面の研削加工を行う研削加工部を経た後、洗浄・乾燥工程を経て、強度管理装置10に搬送ローラ46によって搬送される。なお、強度管理装置10で得られたガラス板20の端面の標準偏差及び強度の情報は、製造工程の前段に配置された前記研削加工部にフィードバックされ、研削砥石の交換情報、加工条件変更情報等として利用される。
The
〈撮像部12〉
図1に示す撮像部12は、凹み(concave)部位24を備えた本体部26を有し、凹み部位24に囲まれる空間をガラス板20の端面21A、21Bが通過する構成となっている。そして、撮像部12は、透過型撮像を行うカメラ28、30と、カメラ28に対応する光源32及びコリメートレンズ34と、カメラ30に対応する光源36及びコリメートレンズ38とを備える。撮像部12は、カメラ28によって、ガラス板20の端面21Aと上面23Aとの境界隅部(1辺)を含む上端面a(図4参照)を斜め上方向から撮像し、カメラ30によって、ガラス板20の端面21Aと下面23Bとの境界隅部(1辺)を含む下端面b(図4参照)を斜め下方向から撮像する。<
The
なお、ガラス板20の端面21B側に配置された撮像部12に関しては、カメラ28、30等の図示を省略しているが、端面21B側の撮像部12も端面21A側の撮像部12と構成は同一である。また、図1では、撮像部12の構成を明示するために、垂直軸に対して本体部26を、90度位置をずらした形態で示している。
In addition, although illustration of the
また、撮像部12では、ガラス板20の上面23A及び下面23Bに対する垂直方向と、カメラ28、30の撮像方向(光軸)とのなす角度が14°に設定されている。角度は14°に限定されないが、角度を例えば14°等のように設定することによって、カメラ28と、光源36及びコリメートレンズ38との干渉や、カメラ30と、光源32及びコリメートレンズ34との干渉を防止できる。なお、カメラ28、30の位置は、ガラス板20の搬送方向に沿って若干ずれていてもよい。
In the
図4は、撮像部12の構成を示した模式図である。
FIG. 4 is a schematic diagram illustrating the configuration of the
また、図4には、ガラス板20の搬送方向側から見た場合の、カメラ28、30、カメラ28に対応する光源32及びコリメートレンズ34、及び、カメラ30に対応する光源36及びコリメートレンズ38の配置位置が示されている。
4 shows the
ガラス板20は、搬送ローラ46によって搬送され、ガラス板20の端面21Aが、撮像部12の凹み部位24に囲まれた空間を通過する。また、図4では、端面21Aにおいて、面取り砥石によって研削加工が行われた箇所が太線で示されている。なお、図4では、端面21A側の撮像部12のみを図示しているが、ガラス板20の搬送経路を挟んだ端面21Bにおいても同様の構成の撮像部12が配置されている。
The
カメラ28は、ガラス板20の上面23A側に配置され、上面23A側からガラス板20の端面21Aを撮像する。カメラ28に対応する光源32は、凹み部位24を介して、カメラ28に対向するように配置され、カメラ28に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ34を通過することによって、カメラ28に平行光が入射する。光源32から照射された光は、コリメートレンズ34を介してガラス板20の端面21A近傍に平行光として入射し、ガラス板20を通過した光がカメラ28に入射する。したがって、カメラ28は、透過型撮像でガラス板20の端面21Aの上端面aを撮像する。
The
カメラ30は、ガラス板20の下側に配置され、下側からガラス板20の端面21Aを撮像する。カメラ30に対応する光源36は、凹み部位24を介して、カメラ30に対向するように配置され、カメラ30に向けて光を照射する。そして、光がコリメートレンズ38を通過することによって、カメラ30に平行光が入射する。光源36から照射された光は、コリメートレンズ38を介してガラス板20の端面21A近傍に平行光として入射し、ガラス板20を通過した光がカメラ30に入射する。したがって、カメラ30は、透過型撮像でガラス板20の端面21Aの下端面bを撮像する。
The
つまり、ガラス板20が撮像部12を通過することによって、上端面aと下端面bとを同時に撮像できる。
That is, when the
〈制御部16〉
図2に示す制御部16は、カメラ28、30の1ショットの撮像間隔を、例えばミリ秒間隔に制御する。すなわち、カメラ28、30は、端面21A、21Bの長さ方向(ガラス板の1辺の長さ方向)において端面21A、21Bを分割して撮像する。撮像間隔は、ガラス板20の搬送速度、カメラ28、30の撮像素子のサイズ及び画素数に基づいて設定される。また、撮像間隔は、ガラス板20の端面21A、21Bの全面を撮像可能な撮像間隔が好ましい。具体的には、分割された複数の画像において、隣接する画像が一部重複するように設定されることが好ましい。なお、隣接する画像が重複しないように設定されてもよい。<
The
図5は、ガラス板20の端面の1ショット分の画像を模式的に示した説明図である。
FIG. 5 is an explanatory view schematically showing an image for one shot of the end face of the
図5の矢印Bで示す範囲は、端面21A、21Bの長さ方向に1画素ずつずらした所定の演算範囲を示している。全ての矢印Bの長さは同じである。後述する演算・制御手段(演算手段)42では、前記演算範囲毎に標準偏差を計算し、得られた複数の標準偏差の平均値を1ショット分の移動標準偏差(Moving Standard Deviation:第1の標準偏差)として算出する。そして、1辺を構成する複数の1ショット分の画像の移動標準偏差から中央値(第2の標準偏差)を計算し、中央値をその辺の評価値(標準偏差)として出力する。 A range indicated by an arrow B in FIG. 5 indicates a predetermined calculation range that is shifted by one pixel in the length direction of the end faces 21A and 21B. All the arrows B have the same length. In a calculation / control means (calculation means) 42 described later, a standard deviation is calculated for each calculation range, and an average value of the obtained plurality of standard deviations is used as a moving standard deviation (moving standard deviation: first shot). Standard deviation). Then, a median value (second standard deviation) is calculated from the moving standard deviations of a plurality of one-shot images constituting one side, and the median value is output as an evaluation value (standard deviation) for that side.
また、制御部16は図2の如く、画像処理手段14、ディスプレイ装置40、RAM又はROM等の記憶手段が内蔵されたMPU又はCPU等の演算・制御手段42、及び強度変換手段44等を備えている。
Further, as shown in FIG. 2, the
画像処理手段14は、カメラ30で撮像した、図6及び図7に示す画像の端面の画像P、Qを白黒二値化処理(画像処理)して凹凸画像を取得する。端面の画像P、Qはディスプレイ装置40に表示される。
The image processing means 14 obtains a concavo-convex image by performing black and white binarization processing (image processing) on the images P and Q of the end faces of the images shown in FIGS. 6 and 7 captured by the
図6の端面は、図7の端面よりも番手(砥石の粒度)の小さい研削砥石によって研削加工されたものであり、図6の画像Pによれば図7の画像Qよりも凹凸が明確に表示されている。 The end surface of FIG. 6 is ground by a grinding wheel having a smaller count (grinding stone particle size) than the end surface of FIG. 7, and according to the image P of FIG. 6, the unevenness is clearer than the image Q of FIG. It is displayed.
図6の画像には、端面の画像Pを挟んで上側に白画像R1と下側に白画像S1とが存在する。また、図7の画像も同様に、端面の画像Qを挟んで上側に白画像r1と下側に白画像s1とが存在する。 In the image of FIG. 6, there are a white image R <b> 1 on the upper side and a white image S <b> 1 on the lower side across the image P on the end face. Similarly, the image of FIG. 7 also has a white image r1 on the upper side and a white image s1 on the lower side with the image Q on the end face in between.
図8は、ガラス板20の端部の概略断面図である。図8の断面図と図6の画像との関係について説明する。
FIG. 8 is a schematic cross-sectional view of the end portion of the
図6、図7に示した白画像R1、r1は、図8の撮像領域1の画像(空間画像)である。図6、図7に示した端面の画像P、Qは、図8の撮像領域2の画像である。図6、図7に示した白画像S1、s1は、図8の撮像領域3の画像(ガラス板20の下面23Bの画像)である。
The white images R1 and r1 shown in FIGS. 6 and 7 are images (spatial images) of the
そして、図6、図7の白画像R1、r1と端面の画像P、Qとの境界隅部5、6が、図8の端面21Aの略中央部に存在する境界隅部(稜線部)5、6である。また、図6、図7の白画像S1、s1と端面の画像P、Qとの境界隅部7、8が、図8の端面21Aと下面23Bとの境界隅部(稜線部)7、8である。図6、図7によれば、境界隅部7、8に凹凸が発生しているのが分かる。
The
演算・制御手段42は、前記記憶手段に予め記憶されている本発明の強度管理方法のプログラムを、規定の順序に従って実行する。これにより、ガラス板20の端面の画像P、Qから後述する標準偏差が演算される。強度管理装置10を監視するオペレータは、前記演算された標準偏差に基づいてガラス板の強度を管理する。また、標準偏差に基づいて前工程の研削加工工程に情報を与えることもできる。
The calculation /
強度変換手段44は、前記標準偏差を曲げ強度に相関する数値(データ)に変換する。前記標準偏差及びその変動並びに前記数値は、ディスプレイ装置40にグラフ化されて表示されることが好ましい。
The
図1に示すガラス板検出部18は、ガラス板20の通過を検出するセンサである。ガラス板検出部18は、ガラス板20における進行方向側の端面22Aがガラス板検出部18の配置位置近傍を通過したことを検出する。図1に示す例では、ガラス板検出部18は、撮像部12に対してガラス板20の搬送経路の上流側に配置され、ガラス板検出部18の直下をガラス板検出部18の端面22Aが通過したことを検出する。
The glass
制御部16は、ガラス板検出部18が、ガラス板20の端面22Aの通過を検出すると、カメラ28、30の撮像開始タイミングを制御して、カメラ28、30にガラス板20の端面21A、21Bの撮像を実行させる。
When the glass
〔強度管理装置10の他の形態〕
図1に示した強度管理装置10は、ガラス板製造工程で搬送中のガラス板20の端面を撮像するために、カメラ28、30を固定して端面を撮像しているが、ガラス板20が停止している場合には、カメラ28、30を端面21A、21Bの長さ方向(ガラス板の1辺の長さ方向)に沿って移動させて端面21A、21Bを撮像してもよい。また、カメラ28、30の1ショットの撮像で全端面を撮像してもよい。[Other forms of strength management device 10]
The
〔強度管理装置10による強度管理方法〕
強度管理装置10が実行する強度管理方法は、ガラス板20の端面21A、21Bをカメラ28、30によって撮像する撮像工程、端面21A、21Bの画像を画像処理手段14によって白黒二値化処理し、端面21A、21Bの凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程、凹凸画像を構成するカメラ28、30の画素数に基づいて画素数の標準偏差を演算・制御手段42によって演算する標準偏差演算工程等を備えている。[Strength management method by the strength management apparatus 10]
The intensity management method executed by the
本発明の着眼点は、ガラス板20の端面21A、21Bを研削加工した際に、ガラス板20の端面21A、21Bとガラス板20の上面23A、下面23Bとの境界隅部に発生する微小な凹凸(図6、図7参照)が、ガラス板20の曲げ強度と相関がある、という点にある。つまり、ガラス板20の端面21A、21Bの長さ方向に直交した直交方向(幅方向)における前記凹凸の大きさの標準偏差が、ガラス板20の曲げ強度と相関がある、という点である。具体的には、標準偏差が小さいとガラス板20の曲げ強度は高くなり、標準偏差が大きいとガラス板20の曲げ強度が低くなるという傾向に着目し、演算・制御手段42によって演算された標準偏差に基づいてガラス板20の強度を非破壊で管理することにある。
The focus of the present invention is that minute edges generated at the boundary corners between the end surfaces 21A, 21B of the
前記凹凸の大きさは、ガラス板20の端面の長さ方向に直交した直交方向における長さ(幅寸法)で表わされる。図5では、端面21A、21Bに生じた凹部C、凸部D、E、F、G、Hが誇張して示されている。
The size of the unevenness is represented by the length (width dimension) in the orthogonal direction orthogonal to the length direction of the end face of the
図5に基づいて説明すると、凹部Cの長さJ、凸部D、E、F、G、Hの長さK、L、M、N、Oは、端面21A、21Bを撮像したカメラ28、30の画素数を計数することによって得ることができる。すなわち、制御部16の記憶部に1画素分の長さを予め設定し、端面21A、21Bの画像を構成する複数の画素のうち、端面21A、21Bの幅方向における1列の画素数を列毎に計数することで、1列毎の長さ(幅寸法)を得ることができる。
Referring to FIG. 5, the length J of the concave portion C, the lengths K, L, M, N, and O of the convex portions D, E, F, G, and H are the
なお、本願発明の強度管理方法の主たる特徴は、端面21A、21Bの幅寸法を得ることではなく、端面21A、21Bの凹凸を指標化することにある。つまり、凹部Cと凸部D、E、F、G、Hを指標化するため演算範囲をBとした標準偏差を計算する。また、カメラ28、30の分解能を高くするに従って、管理精度は高くなる。
The main feature of the strength management method of the present invention is not to obtain the width dimensions of the end faces 21A and 21B but to index the unevenness of the end faces 21A and 21B. That is, in order to index the concave portion C and the convex portions D, E, F, G, and H, the standard deviation with the calculation range as B is calculated. Further, the management accuracy increases as the resolution of the
上記の如く、演算・制御手段42によって演算されてディスプレイ装置40に表示された標準偏差に基づいてガラス板20の強度を管理すれば、ガラス板20を破壊することなくガラス板20の曲げ強度を管理できるとともに、ガラス板20の製造工程において、ガラス板20の曲げ強度の変動をオンラインで全数管理できる。
As described above, if the strength of the
また、標準偏差演算工程では、カメラ28、30によって分割して撮像され、かつ画像処理された端面21A、21Bの複数の凹凸画像において、複数の凹凸画像毎に第1の標準偏差を演算し、複数の第1の標準偏差を平均化し、平均化した第2の標準偏差を、その辺の評価値(標準偏差)とすることが好ましい。
In the standard deviation calculation step, the first standard deviation is calculated for each of the plurality of concavo-convex images in the plurality of concavo-convex images of the end faces 21A and 21B that are divided and imaged by the
ガラス板20の端面21A、21Bの長さが、カメラ28、30の撮像視野範囲を超える場合には、1ショットの撮像では、端面21A、21Bの全長を撮像できない。このため、上記の如く端面21A、21Bを分割して撮像する。この場合には、分割した複数の凹凸画像毎に第1の標準偏差を演算し、複数の第1の標準偏差を平均化し、平均化した第2の標準偏差を、曲げ強度変換工程で使用する評価値(標準偏差)とする。
When the lengths of the end surfaces 21A and 21B of the
また、カメラ28、30によって端面21A、21Bを分割して撮像し、かつ画像処理された複数の端面21A、21Bの凹凸画像毎に第1の標準偏差を演算し、複数の前記第1の標準偏差の中央値を、曲げ強度変換工程で使用する評価値(標準偏差)としてもよい。
Further, the end surfaces 21A and 21B are divided and imaged by the
これにより、ガラス板20の端面に生じている欠点、ガラス板20の端面21A、21Bに付着している塵等の外乱、すなわち、1列の画素数が著しく少ないデータ又は著しく多いデータを排除することができ、より正確な評価値を得ることができる。
This eliminates defects occurring on the end surface of the
分割された凹凸画像は、隣接する凹凸画像が重複して設定されることが好ましいが、重複しなくてもよい。 The divided uneven images are preferably set by overlapping adjacent uneven images, but may not be overlapped.
隣接する凹凸画像を一部重複させることによって、端面21A、21Bの全域を漏れなく撮像できる。これにより、所望以上の端面強度を有するガラス板20のみを後の工程に送ることができる。
By partially overlapping adjacent concavo-convex images, the entire end faces 21A and 21B can be imaged without omission. Thereby, only the
また、隣接する凹凸画像が重複しない場合とは、隣接する凹凸画像が連結されている場合、及び隣接する凹凸画像の間に間隔が空いている場合を含む。これにより、ガラス板20の同じ長さの1辺に対して、カメラ28、30による撮像回数を減らすことができ、管理工程に費やす時間を短縮できる。
Moreover, the case where the adjacent uneven | corrugated image does not overlap includes the case where the adjacent uneven | corrugated image is connected, and the case where the space | interval is spaced between adjacent uneven | corrugated images. Thereby, the frequency | count of imaging with the
強度管理方法において、ガラス板20の4辺の端面において標準偏差を演算することが好ましい。これにより、ガラス板20の全辺の端面において標準偏差を演算するので、ガラス板20の強度の信頼性が向上する。
In the strength management method, it is preferable to calculate the standard deviation at the end faces of the four sides of the
また、実施の形態の強度管理方法をFPD用ガラス板20に適用することにより、高品質性が求められるFPD用ガラス板の曲げ強度を、量産ベースで全数管理できる。
Further, by applying the strength management method of the embodiment to the
更に、強度管理装置10の制御部16は、強度変換手段44を備えている。
Further, the
強度変換手段44の記憶部には、標準偏差に対応した曲げ強度が予め記憶されている。記憶される標準偏差に対応した曲げ強度のデータは、JIS R1601:2008またはISO 14704:2000に準拠した4点曲げ試験又は3点曲げ試験によって検査されたガラス板の曲げ試験結果が蓄積されたデータである。
A bending strength corresponding to the standard deviation is stored in advance in the storage unit of the
図9(a)及び図9(b)は、ガラス板の端面の標準偏差σ(コバ面偏差)と4点曲げの平均強度Pとの関係を示した相関図である。図9(a)のグラフは横軸が端面の標準偏差であり、縦軸が4点曲げ強度であり、平均強度が110Mpa以上の強度を保証したFPD用ガラス板を提供するために、標準偏差が6.5μm以下のガラス板を良品として、標準偏差が6.5μmを超えるガラス板を不良品として評価している。なお、良否の閾値である6.5μmの数値は、非強化ガラス又は強化ガラス等のガラス板の種類、及び建材用、車両用等のガラス板の用途によって異なる。 9 (a) and 9 (b) are correlation diagrams showing the relationship between the standard deviation σ (edge surface deviation) of the end face of the glass plate and the average strength P of the four-point bending. In the graph of FIG. 9A, the horizontal axis is the standard deviation of the end face, the vertical axis is the four-point bending strength, and the standard deviation is provided to provide a glass plate for FPD that guarantees an average strength of 110 Mpa or more. However, a glass plate having a standard deviation of more than 6.5 μm is evaluated as a defective product. The numerical value of 6.5 μm, which is a pass / fail threshold, varies depending on the type of glass plate such as non-tempered glass or tempered glass, and the use of glass plates for building materials, vehicles, and the like.
図9(b)のグラフの如く、標準偏差とガラス板の曲げ強度とは反比例の関係があり、すなわち、標準偏差が大きくなるに従ってガラス板の曲げ強度が低下する傾向にある。また、標準偏差と曲げ強度とは1対1対応であり、曲げ強度は下限値と上限値とを有する幅を持った値なので、標準偏差も下限値で管理することが好ましい。 As shown in the graph of FIG. 9B, the standard deviation and the bending strength of the glass plate are in inverse proportion, that is, the bending strength of the glass plate tends to decrease as the standard deviation increases. Further, since the standard deviation and the bending strength have a one-to-one correspondence, and the bending strength has a width having a lower limit value and an upper limit value, it is preferable to manage the standard deviation by the lower limit value.
本発明を詳細に、また特定の実施態様を参照して説明したが、本発明の範囲と精神を逸脱することなく、様々な修正や変更を加えることができることは、当業者にとって明らかである。
本出願は、2013年4月18日出願の日本特許出願2013−087341に基づくものであり、その内容はここに参照として取り込まれる。Although the present invention has been described in detail and with reference to specific embodiments, it will be apparent to those skilled in the art that various modifications and variations can be made without departing from the scope and spirit of the invention.
This application is based on the JP Patent application 2013-087341 of an application on April 18, 2013, The content is taken in here as a reference.
10…ガラス板の強度管理装置、12…撮像部、14…画像処理手段、16…制御部、18…ガラス板検出部、20…ガラス板、21A、21B、22A、22B…端面、23A…上面、23B…下面、24…凹み部位、26…本体部、28、30…カメラ、32…光源、34…コリメートレンズ、36…光源、38…コリメートレンズ、40…ディスプレイ装置、42…演算・制御手段、44…強度変換手段、46…搬送ローラ
DESCRIPTION OF
Claims (10)
前記管理工程は、
前記ガラス板の端面を撮像手段によって撮像する撮像工程と、
前記端面の画像を画像処理手段によって画像処理し、前記端面の凹凸画像を取得する凹凸画像取得工程と、
前記凹凸画像を構成する前記撮像手段の画素数に基づいて前記画素数の標準偏差を演算手段によって演算する標準偏差演算工程と、
前記標準偏差を強度変換手段によって曲げ強度に相関するデータに変換する曲げ強度変換工程と、
を備えることを特徴とするガラス板の製造方法。In a manufacturing method of a glass plate comprising a grinding process for grinding an end face of a glass plate, and a management process for managing the strength of the ground end face,
The management process includes
An imaging step of imaging the end face of the glass plate by an imaging means;
An image processing unit that performs image processing on the image of the end surface by an image processing unit, and acquires an uneven image of the end surface; and
A standard deviation calculation step of calculating a standard deviation of the number of pixels by a calculation means based on the number of pixels of the imaging means constituting the uneven image;
Bending strength conversion step of converting the standard deviation into data correlated with bending strength by strength conversion means;
The manufacturing method of the glass plate characterized by the above-mentioned.
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