KR100741258B1 - 유리기판의 그라인딩 시스템 - Google Patents

유리기판의 그라인딩 시스템 Download PDF

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grinding system
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grinding
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이창하
김택천
히데키 미야자와
김성철
주은수
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삼성코닝정밀유리 주식회사
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Abstract

본 발명은 유리기판의 그라인딩 시스템에 관한 것으로서, 유리기판이송수단에 의해 이송되는 유리기판의 에지를 그라인딩하는 장치에 있어서, 유리기판의 이송경로상에 설치되며, 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 촬영하는 카메라와, 카메라에 의해 촬영되는 유리기판의 에지에 광을 조사하는 조명과, 카메라로부터 촬영된 영상을 외부로 디스플레이하는 디스플레이부를 포함한다. 따라서, 본 발명은 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 검사함으로써 그라인딩으로 인해 유리기판의 에지에 발생되는 크랙 등의 결함으로 인해서 클리닝 등의 후속공정에서 유리기판이 파손되어 장비를 오염시키거나 장비의 가동률을 저하시키는 것을 방지하고, 유리기판의 에지 촬영전에 유리기판의 에지에 존재하는 물 등의 이물질을 불어내어 제거하며, 유리기판의 이송속도에 따라 카메라의 셔터속도를 조절함으로써 유리기판의 에지에 대한 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 유리기판의 에지에 결함의 데이터를 외부로 디스플레이함으로써 유기기판의 에지에 대한 결함을 용이하게 파악할 수 있는 효과를 가지고 있다.

Description

유리기판의 그라인딩 시스템{GRINDING SYSTEM FOR A GLASS SUBSTRATE}
도 1은 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템을 도시한 평면도이고,
도 2는 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템의 카메라와 조명을 도시한 측면도이고,
도 3은 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템의 제어를 위한 블럭도이다.
< 도면의 주요 부분에 대한 부호의 설명 >
110 : 프레임 120 : 유리기판이송수단
121 : 이송테이블 122 : 가이드축
123 : 테이블이송수단 123a : 볼스크루
123b : 리드스크루 123c : 이송모터
130 : 얼라이너 131 : 몸체
132 : 롤러 140 : 그라인더
310 : 카메라 320 : 조명
321 : 조명고정브라켓 330 : 디스플레이부
331 : 영상처리부 340 : 방수케이스
341 : 투명캡 350 : 카메라고정브라켓
360 : 카메라위치조절수단 361 : 고정부재
362 : 리드스크루 363 : 조절노브
364 : 이동부재 370 : 제 1 브러워
371,381 : 높이조절수단 372,382 : 수직가이드바
373,383 : 고정볼트 374,384 : 브러워고정브라켓
380 : 제 2 브러워 390 : 제어부
391 : 속도감지부
본 발명은 유리기판의 그라인딩 시스템에 관한 것으로서, 보다 상세하게는 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 검사함으로써 그라인딩으로 인한 결함으로 인해 후속공정에서 유리기판이 파손되는 것을 방지하는 유리기판의 그라인딩 시스템에 관한 것이다.
일반적으로 평판디스플레이(Flat display)의 제조 분야에서 사용되는 유리기판은 원료를 용해로(Melting furnace)에 투입하여 용해시켜서 용해된 유리물을 성형기로 공급하여 성형시킨 다음 커팅기로 일차 규격에 맞도록 절단시킴으로써 완성된다. 커팅기로 절단된 유리기판은 에지부분이 그라인딩 장치에 의해 그라인딩되어지며, 그라인딩 작업으로 인해 오염된 유리기판은 클리닝 장치로 이송되어 클리닝된다.
이와 같이, 그라인딩을 마친 유리기판이 그라인딩으로 인해 에지에 크랙(crack) 등의 결함이 발생할 경우 클리닝시 깨짐이 발생하여 클리닝 장치를 오염시키며, 이로 인해 클리닝 장치로부터 유리기판의 파편을 회수하는데 상당한 시간과 노력을 요할 뿐만 장비의 가동률을 현저하게 저하시키는 원인이 되었다. 그러므로, 유리기판의 그라이딩은 물론 그라인딩을 마친 유리기판을 검사할 수 있는 장치의 개발이 필요하게 되었다.
본 발명은 상술한 종래의 문제점을 해결하기 위한 것으로서, 본 발명의 목적은 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 검사함으로써 그라인딩으로 인해 유리기판의 에지에 발생되는 크랙 등의 결함으로 인해서 클리닝 등의 후속공정에서 유리기판이 파손되어 장비를 오염시키거나 장비의 가동률을 저하시키는 것을 방지하고, 유리기판의 에지 촬영전에 유리기판의 에지에 존재하는 물 등의 이물질을 불어내어 제거하며, 유리기판의 이송속도에 따라 카메라의 셔터속도를 조절함으로써 유리기판의 에지에 대한 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 유리기판의 에지에 결함의 데이터를 외부로 디스플레이함으로써 유기기판의 에지에 대한 결함을 용이하게 파악할 수 있는 유리기판의 그라인딩 시스템을 제공하는데 있다.
이와 같은 목적을 실현하기 위한 본 발명은, 유리기판이송수단에 의해 이송되는 유리기판의 에지를 그라인딩하는 장치에 있어서, 유리기판의 이송경로상에 설치되며, 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 촬영하는 카메라와, 카메라에 의해 촬영되는 유리기판의 에지에 광을 조사하는 조명과, 카메라로부터 촬영된 영상을 외부로 디스플레이하는 디스플레이부와, 카메라에 의해 촬영되는 유리기판의 에지를 향해 에어를 분사하는 브러워를 포함한다.
이하, 본 발명의 가장 바람직한 실시예를 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 기술분야에서 통상의 지식을 가진 자가 용이하게 실시할 수 있도록 더욱 상세히 설명하기로 한다.
도 1은 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템을 도시한 평면도이고, 도 2는 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템의 카메라와 조명을 도시한 측면도이고, 도 3은 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템의 제어를 위한 블록도이다.
도시된 바와 같이, 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템(100)은 프레임(110)에 설치되는 유리기판이송수단(120)과, 유리기판이송수단(120)에 의해 이송되는 유리기판(1)을 정렬하는 얼라이너(130)와, 얼라이너(130)에 의해 정렬된 유리기판(1)의 에지를 그라인딩하는 그라인더(140)와, 그라이딩을 마친 유리기판(1)의 에지를 촬영하는 카메라(310)와, 유리기판(1) 에지의 촬영부위에 광을 조사하는 조명(320)과, 카메라(310)로부터 촬영된 영상을 외부로 디스플레이하는 디스플레이부(330)를 포함한다.
유리기판이송수단(120)은 컨베이어밸트 등의 여러 가지 이송수단이 사용될 수 있으며, 본 실시예에서는 유리기판(1)을 진공 흡착하는 이송테이블(121)이 이송모터(123c)의 구동력으로부터 발생되는 회전력을 직선운동으로 전환시키는 리드스크루(123b) 및 볼스크루(123a)에 의해 가이드축(122)을 따라 이동함으로써 유리기 판(1)을 이송시킨다.
얼라이너(130)는 한 쌍으로 이루어져서 프레임(110)상의 유리기판(1) 이송경로 양측에 서로 마주보도록 각각 설치되는데, 각각은 공압실린더 등과 같은 액츄에이터에 의해 유리기판(1)의 이송방향에 직교하는 방향으로 이동하도록 몸체(131)가 설치되고, 몸체(131)의 일측에 유리기판(1)과 접촉시 손상을 입히지 않도록 롤러(132)가 회전 가능하게 설치된다. 또한, 얼라이너(130)가 유리기판(1)을 얼라인시 이송테이블(121)로 공급되는 진공은 차단되어 유리기판(1)의 얼라인을 가능하게 하며, 원활한 얼라인을 위하여 이송테이블(121)에 형성된 진공 흡착을 위한 진공흡입홀(미도시) 또는 별도로 형성되는 공기분사홀들을 통해 공기를 배출시킴으로써 유리기판(1)을 상방향으로 에어 플로팅시킬 수도 있다.
그라인더(140)는 한 쌍으로 이루어져서 프레임(110)의 양측에 서로 마주보면서 유리기판(1)의 이송방향에 직교하는 방향으로 왕복 이동하도록 설치되고, 각각은 유리기판이송수단(120)에 의해 이송되는 유리기판(1)의 에지에 회전하는 휠(미도시)을 접하도록 함으로써 그라인딩을 실시한다. 그라인더(140)의 왕복 이동을 위한 수단으로는 모터의 회전운동을 직선운동으로 전환시키는 구동수단이나 실린더 등이 사용될 수 있다.
카메라(310)는 유리기판(1)의 이송경로 양측에 필요한 수만큼 각각 설치되어 그라인딩을 마친 유리기판(1)의 에지를 각각 촬영하고, 그라인딩을 마치고 이동하는 유리기판(1)의 에지 상측에 설치되는데, 그라인딩시 공급되는 물에 의해 손상되는 것을 방지하도록 프레임(110)상에 카메라고정브라켓(350)으로 고정되는 방수케 이스(340) 내측에 장착된다. 방수케이스(340)는 카메라(310)의 렌즈(311)가 위치하는 하단에 광을 투과하도록 투명캡(341)이 착탈 가능하게 결합됨으로써 카메라(310)는 방수케이스(340) 내측에 외부로부터 밀폐된 상태에서 투명캡(341)을 통하여 유리기판(1)의 에지를 촬영한다.
카메라(310)의 수평위치를 조절함으로써 유리기판(1)의 에지와 정렬시키기 위하여 카메라위치조절수단(360)이 설치된다.
카메라위치조절수단(360)은 카메라고정브라켓(350)에 결합됨으로써 유리기판(1)의 에지 상측에 고정되는 고정부재(361)와, 고정부재(361)에 회전 가능하도록 수평되게 설치되는 리드스크루(362)와, 리드스크루(362)의 일측에 마련되는 조절노브(363)와, 리드스크루(362)에 나사결합됨과 아울러 카메라(310)가 장착되는 방수케이스(340)가 하측에 설치되는 이동부재(364)를 포함한다. 따라서, 조절노브(363)로 리드스크루(362)를 회전시킴으로써 리드스크루(362)에 나사 결합되는 이동부재(364)가 직선운동을 함으로써 카메라(310)의 수평위치를 조절한다.
카메라위치조절수단(360)은 카메라(310)를 유리기판(1)의 이송방향에 직교하는 방향과 유리기판(1)의 이송방향을 따라 각각 조절할 수 있도록 카메라(310)마다 두 개의 조합으로 설치될 수 있다.
조명(320)은 카메라고정브라켓(350)에 조명고정브라켓(321)으로 고정됨으로써 카메라(310) 각각의 하측에 위치하며, 카메라(310)에 의해 촬영되는 유리기판(1)의 에지에 광을 조사한다. 조명(320)은 할로겐램프나 그 밖에 다양한 발광수단이 사용되는데, LED를 사용함이 바람직하다.
카메라(310)로 촬영되는 유리기판(1)에 그라인딩을 위해 공급된 물 등의 이물질을 제거하기 위하여 카메라(310)로 촬영하기 전인 유리기판(1)의 에지를 향해 에어를 분사하는 브러워(370,380)를 구비함이 바람직하다.
브러워(370,380)는 유리기판(1)의 에지 상측과 하측에 각각 설치되도록 제 1 및 제 2 브러워(370,380)으로 이루어지는데, 각각은 외부의 에어공급부(미도시)로부터 에어를 공급받아 유리기판(1)의 에지를 향해 고압으로 에어를 분사하는 노즐이다.
제 1 및 제 2 브러워(370,380)가 유리기판(1)의 에지를 향해 효과적으로 에어를 분사하도록 제 1 및 제 2 브러워(370,380)의 높이를 조절하는 브러워높이조절수단(371,381)이 마련됨이 바람직하다. 브러워높이조절수단(371,381)은 프레임(110) 및 카메라고정브라켓(350)에 각각 고정됨으로써 수직되게 설치되는 수직가이드바(372,382)와, 제 1 및 제 2 브러워(370,380)가 일측에 힌지 결합됨과 아울러 타측이 수직가이드바(372,382)에 각각 슬라이딩 가능하도록 결합되어 고정볼트(373,383)에 의해 각각 고정된다.
디스플레이부(330)는 LCD 모니터나 CRT 모니터로서, 유리기판(1)의 에지를 촬영하는 카메라(310)로부터 영상신호를 수신받아 유리기판(1)의 에지에 대한 영상을 외부로 디스플레이한다. 한편, 카메라(310)에 의해 촬영되는 유리기판(1)의 영상을 처리하여 획득한 유리기판(1)의 에지에 존재하는 결함의 크기, 개수, 형상 등의 데이터를 디스플레이부(330)를 통하여 외부로 디스플레이하는 영상처리부(331)를 더 포함할 수 있다. 따라서, 디스플레이부(330)를 통하여 유리기판(1)의 에지에 대한 영상뿐만 아니라 유리기판(1)의 에지에 존재하는 크랙 등의 결함의 크기, 개수, 형상 등에 대한 데이터를 용이하게 볼 수 있다.
디스플레이부(330)를 통해 디스플레이되는 유리기판(1)의 에지에 대한 영상을 선명하게 얻기 위하여 유리기판(1)의 이송속도에 따라 카메라(310)의 셔터 속도를 제어함이 바람직하다. 따라서, 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템(100)은 유리기판의 이송속도를 감지하는 속도감지부(391)와, 속도감지부(391)로부터 출력되는 감지신호를 수신받음과 아울러 카메라(310)를 제어하는 제어부(390)를 포함한다.
속도감지부(391)는 유리기판(1)을 이송시키는 유리기판이송수단(120)의 이송모터(123c)의 회전속도를 각각 감지하여 제어부(390)로 감지신호를 출력하는 엔코더임이 바람직하다.
제어부(390)는 속도감지부(391)로부터 출력되는 감지신호를 각각 수신받아 이송모터(123c)의 회전속도를 통해 유리기판(1)의 이송속도를 알아내어 카메라(310)의 셔터속도를 조절한다. 즉, 제어부(390)는 유리기판(1)이 이송중에 그라인더(140)와의 접촉 여부에 따라 이송속도에 차이가 생기더라도 유리기판(1)의 이송속도에 따라 카메라(310)의 셔터속도를 비례하도록 제어함으로써 유리기판(1)의 에지에 대한 선명한 영상을 획득할 수 있다.
이와 같은 구조로 이루어진 유리기판의 그라인딩 시스템의 동작은 다음과 같이 이루어진다.
유리기판(1)이 이송테이블(121)에 의해 진공 흡착되어 정렬 위치에 도달하면 이송테이블(121)로부터 분사되는 에어에 의해 플로팅된 상태에서 유리기판(1)의 이송방향에 직교하는 방향으로 이동하는 한 쌍의 얼라이너(130)에 의해 에지부분이 정렬된 다음 외부의 진공공급부(미도시)로부터 진공이 다시 공급되는 이송테이블(121)에 유리기판(1)이 진공 흡착된다.
유리기판(1)을 진공 흡착한 이송테이블(121)은 이송모터(123c)의 구동에 의해 리드스크루(123b)를 따라 볼스크루(123a)가 직선 운동을 하게 됨으로써 가이드축(122)에 가이드되면서 물이 분사되는 그라인더(140)를 통과하면서 에지부분이 그라인딩되어 카메라(310) 하측을 통과하게 된다. 이 때, 카메라(310)는 조명(320)으로부터 광이 조사되는 유리기판(1)의 에지를 촬영한다.
카메라(310)는 방수케이스(340) 내측에 장착되어 투명캡(341)을 통해 유리기판(1)의 에지를 촬영함으로써 유리기판(1)의 그라인딩을 위해 공급되는 물과 접촉하여 손상을 입는 것이 방지된다. 또한, 카메라(310)는 조절노브(363)를 리드스크루(362)와 함께 회전시킴으로써 이동하는 이동부재(364)에 고정됨으로써 조절노브(363)의 조작에 의해 유리기판(1)에서의 촬영부위를 용이하게 조절할 수 있다.
카메라(310)로 유리기판(1)의 에지를 촬영시 외부의 에어공급부(미도시)로부터 공급되는 에어를 촬영하고자하는 유리기판(1)의 에지부분에 분사하는 브러워(370,380)에 의해 유리기판(1)의 에지에 존재하는 물이나 파티클 등과 같은 이물질을 제거하여 유리기판(1)의 에지에 대한 선명한 영상을 획득한다. 특히, 브러워(370,380)가 유리기판(1)의 에지 상측뿐만 아니라 하측에도 위치함과 아울러 고정볼트(373,383)의 풀림과 조임에 의해 브러워(370,380)의 높이를 변경할 수 있도 록 함으로써 에어가 유리기판(1)의 에지에 정확하게 분사되도록 하여 유리기판(1)의 에지에 대한 보다 선명한 영상의 획득을 가능하도록 한다.
또한, 영상처리부(331)에 의해 카메라(310)로부터 획득한 유리기판(1)의 에지에 대한 영상을 처리하여 유리기판(1)의 에지에 존재하는 크랙(crack) 등의 결함의 크기, 개수, 형상 등을 디스플레이부(330)를 통해 디스플레이되도록 함으로써 유리기판(1)에 존재하는 결함에 대한 정확한 정보를 제공한다.
제어부(390)는 속도감지부(391)로부터 출력되는 감지신호를 각각 수신받아 이송모터(123c)의 회전속도로부터 유리기판(1)의 이송속도를 파악하여 그라인더(140)의 휠(미도시)과의 접촉 여부에 따라 달리하는 유리기판(1)의 이송속도에 따라 카메라(310)의 셔터속도를 비례하도록 카메라(310)를 제어함으로써 유리기판(1)의 이송속도 변화에도 불구하고 유리기판(1)의 에지에 대한 선명한 영상을 획득할 수 있다.
카메라(310)를 통과한 유리기판(1)은 유리기판이송수단(120) 또는 별개의 장치로 구성되는 이송수단(미도시)에 의해 후속공정을 위해 이송된다.
상술한 바와 같이, 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템은 그라인딩을 마친 유리기판의 에지를 검사함으로써 그라인딩으로 인해 유리기판의 에지에 발생되는 크랙 등의 결함으로 인해서 클리닝 등의 후속공정에서 유리기판이 파손되어 장비를 오염시키거나 장비의 가동률을 저하시키는 것을 방지하고, 유리기판의 에지 촬영전에 유리기판의 에지에 존재하는 물 등의 이물질을 불어내어 제거하며, 유리 기판의 이송속도에 따라 카메라의 셔터속도를 조절함으로써 유리기판의 에지에 대한 선명한 영상을 얻을 수 있으며, 유리기판의 에지에 결함의 데이터를 외부로 디스플레이함으로써 유기기판의 에지에 대한 결함을 용이하게 파악할 수 있는 효과를 가지고 있다.
이상에서 설명한 것은 본 발명에 따른 유리기판의 그라인딩 시스템을 실시하기 위한 하나의 실시예에 불과한 것으로서, 본 발명은 상기한 실시예에 한정되지 않고, 이하의 특허청구범위에서 청구하는 바와 같이 본 발명의 요지를 벗어남이 없이 당해 발명이 속하는 분야에서 통상의 지식을 가진 자라면 누구든지 다양한 변경 실시가 가능한 범위까지 본 발명의 기술적 정신이 있다고 할 것이다.

Claims (11)

  1. 유리기판이송수단에 의해 이송되는 유리기판의 에지를 그라인딩하는 장치에 있어서,
    상기 유리기판의 이송경로상에 설치되며, 그라인딩을 마친 상기 유리기판의 에지를 촬영하는 카메라와,
    상기 카메라에 의해 촬영되는 상기 유리기판의 에지에 광을 조사하는 조명과,
    상기 카메라로부터 촬영된 영상을 외부로 디스플레이하는 디스플레이부와,
    상기 카메라에 의해 촬영되는 상기 유리기판의 에지를 향해 에어를 분사하는 브러워
    를 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라는,
    일측에 투명캡이 결합되는 방수케이스의 내측에 장착되어 설치되는 것
    을 특징으로 하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  3. 제 1 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 카메라의 수평위치를 조절하기 위한 카메라위치조절수단
    을 더 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  4. 제 3 항에 있어서,
    상기 카메라위치조절수단은,
    상기 유리기판의 상측에 고정되는 고정부재와,
    상기 고정부재에 회전 가능하도록 수평되게 설치되는 리드스크루와,
    상기 리드스크루의 일측에 마련되는 조절노브와,
    상기 리드스크루에 나사결합되며, 상기 카메라가 일측에 설치되는 이동부재
    를 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  5. 삭제
  6. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러워는,
    상기 유리기판의 에지 상측과 하측에 각각 설치되는 것
    을 특징으로 하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  7. 제 1 항에 있어서,
    상기 브러워의 높이를 조절하는 브러워높이조절수단
    을 더 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  8. 제 7 항에 있어서,
    상기 브러워높이조절수단은,
    수직되게 설치되는 수직가이드바와,
    상기 브러워가 일측에 고정되며, 타측이 상기 수직가이드바와 슬라이딩 가능하도록 결합되어 고정볼트에 의해 고정되는 브러워고정브라켓
    을 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  9. 제 1 항에 있어서,
    상기 카메라에 의해 촬영되는 상기 유리기판의 영상을 처리하여 획득한 상기 유리기판에 존재하는 결함에 대한 데이터를 상기 디스플레이부를 통하여 외부로 디스플레이되도록 하는 영상처리부
    를 더 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  10. 제 1 항에 있어서,
    상기 유리기판의 이송속도를 감지하는 속도감지부와,
    상기 속도감지부로부터 출력되는 감지신호를 수신받으며, 상기 카메라를 제어하는 제어부
    를 더 포함하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
  11. 제 10 항에 있어서,
    상기 속도감지부는,
    상기 유리기판을 이송시키는 유리기판이송수단에 구비되는 이송모터의 회전속도를 감지하여 감지신호를 출력하는 엔코더인 것
    을 특징으로 하는 유리기판의 그라인딩 시스템.
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