KR101601346B1

KR101601346B1 - 연마 장치 및 연마 방법, 및 유리판의 제조 방법

Info

Publication number: KR101601346B1
Application number: KR1020117013256A
Authority: KR
Inventors: 슈 아끼야마; 겐지 스즈끼; 이사오 사이또; 마사오 세끼
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2008-12-12
Filing date: 2009-12-01
Publication date: 2016-03-08
Also published as: CN102245350A; CN102245350B; TW201029808A; KR20110095308A; WO2010067732A1; JPWO2010067732A1; JP5533666B2

Abstract

본 발명은, 연마구와 피연마물을 상대적으로 가압하여 이동시킴과 함께, 상기 연마구와 상기 피연마물 사이에 연마액을 공급하면서 상기 연마구에 의해 상기 피연마물을 연마하는 연마 장치이며, 상기 연마구 또는 상기 피연마물을 지지하는 플레이트에 설치된 AE 센서와, 상기 피연마물로부터의 탄성파가 상기 AE 센서에 검출되었을 때의 상기 AE 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 연마 중의 이상을 검지하는 이상 검지부와, 상기 이상 검지부에 의해 상기 피연마물의 이상이 검지되면 경고를 발하는 경고 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치에 관한 것이다.

Description

연마 장치 및 연마 방법, 및 유리판의 제조 방법{GRINDING DEVICE, GRINDING METHOD, AND METHOD OF MANUFACTURING GLASS SHEET}

본 발명은, 유리판 등을 가공할 때에, 가공 중의 유리판 등에 발생하는 깨짐 등의 이상을 검출하는 연마 장치 및 연마 방법, 및 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.

유리판의 제조 공정에서는, 절단, 모따기, 천공, 연마, 가열 성형, 풍냉 강화 등의 다양한 가공이 유리판에 실시된다. 예를 들어, LCD나 OLED 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD)용으로 사용되는 유리판은, 그의 표면의 미소한 요철이나 굴곡이 화상에 영향을 주는 요인으로 되므로, 유리판의 표면의 일부 또는 전체를 연마 장치에 의해 연마하는 경우가 있다.

이와 같은 연마를 행하기 위하여, 유리판을 보유 지지하여 반송하는 이동 연마 헤드와, 이 연마 헤드의 하방에 배치된 복수의 연마 정반을 구비한 연마 장치가 알려져 있다. 이 연마 장치에 따르면, 이동 연마 헤드에 의해 유리판을 반송하고, 복수의 연마 정반에서 유리판을 순차 연마한다.

그런데, 연마 장치에 의한 유리판의 연마 중에는, 유리판이 깨져 버리는 일이 흔치 않게 있다. 그와 같은 경우, 유리판이 깨진 상태에서 연마 가공을 계속하면, 깨진 유리편에 의해 연마 패드가 손상된다. 또한, 생산 공정에서 복수의 유리판을 순차 연마해 가는 연속된 연마 시에, 후속의 유리판에 악영향을 주는 문제가 발생한다. 이로 인해, 유리판의 깨짐을 조기에 검출하여, 연마 장치를 신속히 정지하는 것이 요망되고 있다.

특허문헌 1에는, 연마 가공 중의 유리판의 깨짐을 검출하는 깨짐 검출 장치가 개시되어 있다. 이 유리 깨짐 검출 장치는, 연마 가공 중에 발생하고 있는 가공음을 마이크로폰(30)에 의해 집음함과 함께, 집음한 가공음으로부터 소정의 주파수(3㎑ 이상)의 음파를 필터에 의해 추출하고, 이 추출한 음파에 대하여 현재의 음파 레벨과, 현재부터 과거 소정 시간 내에 있어서의 정상 음파 레벨을 비교함으로써, 유리판의 깨짐을 판정하고 있다.

일본 특허 공개 제2006-35343호 공보

그러나, 특허문헌 1의 깨짐 검출 장치는, 연마 가공 중의 유리판의 깨짐을 소리에 의해 검출하는 것이므로, 유리판이 산산이 깨진 상태에서의 소리로밖에 검출할 수 없어, 깨짐 발생의 초기 단계(균열 등의 미소 깨짐, 절결)의 소리는 검출할 수 없다. 또한, 주변의 음성 주파수 성분의 노이즈의 영향을 받기 쉽다.

유리판이 작은 조각으로 되어 깨지면, 상술한 바와 같이 연마 패드에 손상을 줌과 함께, 그것을 제거하기 위한 청소 작업에 몇 시간이 걸린다. 그로 인해, 복귀 작업에 필요로 하는 시간 동안, 생산 공정에 있어서의 연마 작업이 중단되므로, 가동률이 떨어지는 결점이 있었다.

또한, 깨짐 발생의 초기 단계에서 발생하는 매우 작은 소리는, 연마 장치 주변의 소음에 가려져 버리므로 검출하는 것은 거의 불가능하다. 또한, 연마 가공중의 유리판을 감시원이 항상 감시하였다고 해도, 그 소리를 감시원이 귀로 직접 들어 주위의 음파 레벨과 분별하여, 연마 중의 유리판의 깨짐을 검출하는 것은 불가능하였다.

본 발명은, 이와 같은 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 연마 중의 피연마물의 깨짐 등의 이상의 발생의 초기 단계를 검출함으로써, 연마구(硏磨具)의 피해나 청소 작업 등에 기인하는 중단 시간을 감축하여, 불필요한 로스 타임의 발생을 억제할 수 있는 연마 장치 및 연마 방법, 및 유리판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

즉, 본 발명은, 연마구와 피연마물을 상대적으로 가압하여 이동시킴과 함께, 연마구와 피연마물 사이에 연마액을 공급하면서 연마구에 의해 피연마물을 연마하는 연마 장치이며, 연마구 또는 피연마물을 지지하는 플레이트에 설치된 AE 센서와, 피연마물로부터의 탄성파가 상기 AE 센서에 검출되었을 때의 AE 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 연마 중의 이상을 검지하는 이상 검지부와, 상기 이상 검지부에 의해 피연마물의 이상이 검지되면 경고를 발하는 경고 수단을 구비하고 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치를 제공한다.

또한, 본 발명은, 연마구와 피연마물을 상대적으로 가압하여 이동시킴과 함께, 연마구와 피연마물 사이에 연마액을 공급하면서 연마구에 의해 피연마물을 연마하는 연마 방법이며, 연마구 또는 피연마물을 지지하는 플레이트에 AE 센서가 설치되고, 피연마물로부터의 탄성파가 상기 AE 센서에 검출되었을 때의 AE 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 이상 검지부가 연마 중의 이상을 검지하고, 상기 이상 검지부에 의해 피연마물의 이상이 검지되면 경고 수단이 경고를 발하는 것을 특징으로 하는 연마 방법을 제공한다.

상기 연마구가 연마 패드이며, 상기 피연마물이 유리판인 경우에는, 예를 들어, LCD나 OLED용 마더 유리 기판의 연마에 적합하다.

또한, 상기 연마구가 트루잉 지석이며, 상기 피연마물이 연마 패드인 경우에는, 연마 패드의 트루잉 작업에 적합하다.

또한, 본 발명은, 상기한 연마 방법을 사용하여, 유리판의 가공을 행하는 유리판의 제조 방법을 제공한다.

본 발명에 있어서, 연마 중의 유리판이나 트루잉 중의 연마 패드로부터 발생하는 탄성파는, 연마액 중을 통과하여 AE(acoustic emission) 센서에 의해 항상 검출되고, 그 정보는 이상 검지부에 항상 출력되고 있다. 이상 검지부에는, 유리판에 균열 등의 미소 깨짐, 절결이 발생하였다고 인정되는 임계값이나 연마 패드의 적정 트루잉 효율 임계값이 미리 설정되어 있다. 연마 중에 AE 센서로부터의 출력값이 상기 임계값을 초과하면, 즉, 이상 검지부가 유리판에 균열 등의 미소 깨짐, 절결이 발생한 것을 검지하면, 또는 트루잉 중에 AE 센서로부터의 출력값이 상기 임계값을 하회하면, 경고 수단이 경고를 발한다.

그리고, 유리 연마 중은 경고의 발생과 동시에 제어부가 연마 장치를 정지시킨다. 이에 의해 트루잉 효율 저하 등의 이상 발생과 유리판의 깨짐의 초기 단계를 검출할 수 있으므로, 유리판이 산산이 파쇄되기 전에 유리판의 깨짐을 검출하여 연마 장치를 정지할 수 있다. 따라서, 본 발명에 따르면, 연마 패드의 피해나 청소 작업 등에 기인하는 중단 시간을 최소한으로 억제할 수 있다. 혹은, 이상 검지 후의 처리를 인력에 의하지 않고, 기계 장치 및 컴퓨터 제어를 사용하여, 대략 자동화할 수도 있다.

유리판의 연마 공정에서는, 연마 패드와 유리판은, 상대적으로 복잡한 회전ㆍ미끄럼 이동 동작을 하고 있어, 항상 큰 기계적 진동을 발생시키면서 연속 운전되고 있다. 또한, 모터나 전원계로부터의 전자파 노이즈의 발생도 공정 부근에 존재하고 있다. 따라서, 본 발명에 있어서의 AE 센서는, 유리판의 통상의 연마 중에 발생하는 저레벨의 탄성파나 불회피의 노이즈 성분을 검출할 수 있게 된다. 이와 같은 환경 하에 있어서, 정상 상태에 있어서의 탄성파를, 유리판의 깨짐의 경우로서 검출하여, 이상 발생이 있었다고 판단하는 것은, 연마 공정을 마구 교란할 우려가 있다.

따라서, 본 발명에서는, 실험값 또는 경험값에 기초하여 상기 임계값을 설정하고 있다. 또한, 지정한 범위의 과거 최댓값 실적보다, 그 최댓값에 임의의 가산값을 더한 값을 임계값으로 하는 자동 임계값 조정 기능을 갖고, 어느 쪽의 임계값을 채용할지를 선택 가능하게 하고 있다. 선택한 임계값을 초과한 신호 성분을 검지한 경우를 「이상」이라고 판정하는 것이다. 도 3의 사례에서는 1.000V를 임계값으로 설정하고 있다. 연마 장치가 안정되게 정상적으로 운전되고 있는 경우, 그 노이즈 레벨이 0.1V 이하로 되도록 검지 회로의 내노이즈 설계, 신호 증폭률 등을 설정하고 있다.

본 발명에 있어서, 연마 중의 유리판에 균열 등의 미소 깨짐, 절결이 발생한 경우, 그것을 순시에 검출하고, 연마 장치를 일단 정지하는 것에 의의가 있다. 종전의 방식에서는, 연마 헤드, 연마 패드의 청소 작업에 소비하는 시간을 무시할 수 없었다. 그러나, 본 발명에 따르면, 유리판이 파쇄되어 있지 않으므로, 그 청소 작업에 소비하는 시간은 짧고, 수십분 이내로 충분하다. 따라서, 생산 공정에 있어서의 연마 장치의 중단 시간을 대폭 단축할 수 있다. 본 발명에 있어서, 미소 깨짐 등이라 함은, 예를 들어, 도 8에 도시한 바와 같이, 대형의 마더 유리 기판의 극히 일부에, 수㎝ 내지 수십㎝ 이내의 균열, 혹은 유리판의 표리를 관통하는 짧은 깨짐이 소수 발생하고 있는 상태를 가리키고 있다.

또한, 본 발명에서는, 상기 연마 패드를 연마 정반에 보유 지지시키는 플레이트에 AE 센서를 설치하고 있다. 이에 의해, 연마 중에 발생하는 탄성파를 AE 센서가 적확하게 검출할 수 있다. 또한, 연마 장치에서는, 연마액으로서 물 또는 슬러리를 사용하기 때문에, AE 센서의 절연된 검출면 이외의 금속 부분을 연마 정반에 보유 지지된 플레이트에 물리적으로 접촉 혹은 물 또는 슬러리를 통하여 전기적으로 접촉시키면, AE 센서에 전기적 노이즈가 유입, 미소 레벨의 이상 신호를 판별할 수 없게 될 가능성이 있다. 그로 인해, AE 센서에 방수 및 절연을 위한 수지제(절연성)의 커버를 설치하는 것이 바람직하다.

또한, AE 센서의 검출면을 그대로 플레이트에 설치하는 것이 아니라, 상기 방수의 관점에서 AE 센서의 검출면에 접하여 거의 전체를 덮는 금속제의 커버를 통하여 플레이트에 설치하는 것이 바람직하다. 이때, AE 센서의 검출면을 상기 금속제의 커버에 가압하는 스프링 등의 가압 수단을 마련하는 것이, 미소 레벨의 이상 발생의 검출 정밀도를 높이는 관점에서 바람직하다.

본 발명에 있어서, 상기 이상 검지부에 의해 유리판의 깨짐을 검지한 후, 상기 유리판의 연마 장치를 정지하는 것이 바람직하다. 그 흐름도를 도 7에 나타낸다. 즉, 유리판의 깨짐 검출 장치를 셋업하고(S1), 유리판의 가공을 개시하고(S2), 유리판의 미소 레벨의 깨짐을 검출하면 연마 장치를 정지하고(S3), 연마 부품의 체크를 행하고(S4), 연마 장치를 복구한다(S5).

예를 들어, 이상 검지부에 의해 유리판의 깨짐 발생의 초기 단계를 검지한 경우, 연마 장치 전체를 통괄 제어하는 제어부가 연마 장치를 정지하도록 구성하면 된다. 이에 의해, 감시원에 의한 연마 장치의 감시와 같은 인적 작업이 불필요해진다. 또한, 연속된 연마 시에는, 다른 유리판에의 영향을 저지할 수 있으므로, 유리판의 품질, 가동률 및 수율이 각각 향상된다. 또한, 연마 장치를 정지하였을 때에, 연마 헤드와 함께 유리판을 연마 패드로부터 상승(퇴피)시키는 것이 바람직하다. 이에 의해, 깨짐 발생의 초기 단계의 유리판을 연마 헤드로부터 용이하게 취출하는 것이 가능해진다.

본 발명에 있어서, 상기 AE 센서는, 유리판으로부터의 탄성파를, 상기 연마 패드에 침투한 연마액으로부터 상기 플레이트를 통하여 검출하는 것이 바람직하다. 상기 연마액으로서는, 유리판을 연마하는 경우에는 산화세륨이나 실리카를 함유하는 슬러리를 사용하고, 연마 패드를 트루잉하는 경우에는 물을 사용하는 것이 바람직하다.

연마 패드는 통상 우레탄제이며, 우레탄 자체는 탄성파를 전달하기 어렵지만, 우레탄제의 연마 패드에는 연마액이 침투하고 있기 때문에, 이 연마액으로부터 플레이트를 통하여 유리판으로부터의 탄성파가 AE 센서에 의해 확실하게 검출된다. 연마액의 공급 수단으로서는, 연마 정반과 플레이트에 연마액 공급 구멍을 다수 형성하고, 이들 연마액 공급 구멍으로부터 연마 패드에 연마액을 공급하는 수단이 바람직하다. 이에 의해, 연마 패드 전체에 물 또는 슬러리를 균일하게 공급할 수 있다.

본 발명에 있어서, AE 센서는, 플레이트에 형성됨과 함께, 연마 정반으로부터 측방으로 돌출된 플레이트의 돌출편의 하면에 설치되는 것이 바람직하다.

연마 정반으로부터 측방으로 돌출된 플레이트의 돌출편의 하면에 AE 센서를 설치하면, 회전 중의 연마 헤드가 AE 센서에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, AE 센서의 설치 위치로서는, 연마 정반의 중앙부에 관통 구멍을 형성하고, 이 관통 구멍을 통하여 AE 센서의 검출면을 플레이트에 설치하도록 해도 된다. 이와 같이 연마 정반의 중앙부에 AE 센서를 설치하면, 유리판의 깨짐 위치와 AE 센서의 거리가 짧아지는 경우가 많으므로, 탄성파의 검출 감도가 향상된다.

설치하는 AE 센서의 수는, 유리판의 크기에 따라서 적절히 정하면 된다. 예를 들어, 한 변이 3000㎜×3000㎜ 이상인 유리판에 대해서는 2개 이상의 AE 센서를 설치하는 것이 바람직하다.

AE 센서를 복수 설치하는 경우의 AE 센서의 설치 위치는, 검출 감도를 향상시키기 위하여, 유리판에 대하여 대략 균등하게 배치되는 것이 바람직하다. 예를 들어, 2개의 AE 센서를 설치하는 경우에는, 유리판을 사이에 두고 AE 센서가 대칭이 되도록 설치하는 것이 바람직하다.

본 발명에서는, 상기 AE 센서로부터 이상 검지부에 출력되는 주파수 대역이 필터에 의해 100 내지 200㎑의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다.

유리판의 연마 장치의 주변에는, 유리판의 절단 장치, 모따기 장치, 반송 장치, 2차 연마 장치 등 여러 가지 장치가 설치되어 있다. 이들 장치로부터의 기계적 진동에 기인하는 100㎑ 미만의 주파수의 탄성파를 배제하는 것이 필요하다. 또한, 전기적 노이즈에 기인하는 200㎑를 초과하는 주파수의 탄성파를 배제하는 것이 필요하게 된다.

따라서, 본 발명에서는, AE 센서로부터 이상 검지부에 출력되는 주파수 대역의 하한값을 100㎑로 하였으므로, 상기 기계적 진동의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있고, 또한 상한값을 200㎑로 하였으므로, 상기 전기적 노이즈의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있다. 이와 같이, 대상으로 하는 주파수 대역을 선택하고, 소정의 임계값을 설정함으로써, 주위의 노이즈 성분과의 분별을 달성할 수 있었던 것이다.

또한, 상한값을 높게 하면 할수록 AE 센서의 출력이 감쇠되어 버리므로 바람직하지 않다. 또한, AE 센서 자체에 필터를 내장시켜도 되지만, AE 센서로부터의 출력을, 필터를 통하여 이상 검지부에 출력해도 된다. 필터로서는, 디스크리미네이터를 사용하는 것이 바람직하다.

이상 설명한 바와 같이 본 발명에 따르면, 연마 중의 피연마물의 깨짐 등의 이상 발생의 초기 단계를 AE 센서에 의해 검출하므로, 연마구, 피연마물의 피해나 청소 등에 기인하는 중단 시간을 최소한으로 억제할 수 있다.

그 결과, 연마 공정에서의 연속 가동을 향상시켜, 생산 공장의 효율을 개선할 수 있다. 또한, 미소 레벨의 이상 발생을 빠른 단계에서 검출할 수 있으므로, 연마 장치나 연마 패드의 파손을 예방할 수 있고, 장치의 유지 보수를 용이하게 할 수 있다.

도 1은, 본 발명의 연마 장치의 사시도이다.
도 2는, 도 1의 연마 장치의 요부 확대 단면도이다.
도 3은, AE 센서로부터의 출력 파형과 임계값을 나타낸 파형도이다.
도 4는, AE 센서의 확대 사시도이다.
도 5의 (A)는 수지제 커버에 덮인 AE 센서의 사시도이며, 도 5의 (B)는 금속제 커버를 하방으로부터 본 사시도이며, 도 5의 (C)는 금속제 커버를 상방으로부터 본 사시도이다.
도 6은, AE 센서의 다른 설치 위치를 나타낸 연마 장치의 일부 단면도이다.
도 7은, 본 발명의 유리판의 제조 방법의 흐름도이다.
도 8은, 유리판의 미소 레벨의 깨짐을 나타내는 상면도이다.

이하, 도면에 따라서 본 발명에 관한 연마 장치 및 연마 방법 및 유리판의 제조 방법의 바람직한 실시 형태에 대하여 설명한다.

도 1은, 실시 형태의 연마 장치(10)의 사시도를 나타내고 있다. 또한, 도 2에는, 연마 장치(10)의 요부 구조를 나타내는 확대 단면도를 도시하고 있다.

이 연마 장치(10)는, 직사각 형상으로 제조된 유리판(G){예를 들어, 한 변이 2000×2200㎜ 내지 2200×2600㎜, 두께 0.7㎜, FPD 용도의 무알칼리 유리계 재료로 이루어지는 플로트법으로 제조된 연마 전의 유리판(예를 들어, AN100)}을 액정 디스플레이용 유리판에 필요한 평탄도로 연마하는 연마 장치이다.

그의 구성은, 유리판(G)을 시트 형상의 보유 지지 부재(14)를 통하여 그의 하면에 보유 지지하는 연마 헤드(16)와, 연마 패드(20)를 알루미늄제의 플레이트(18)를 통하여 그의 상면에 보유 지지하는 연마 정반(22)으로 구성되어 있다. 유리판(G)은, 자기 흡착 작용이 있는 배킹재 등으로 이루어지는 보유 지지 부재(14)에 보유 지지됨과 함께, 연마 헤드(16)에 의해 피연마면(A)이 연마 패드(20)에 가압됨으로써, 피연마면(A)이 필요한 평탄도로 연마된다.

연마 중에 있어서는, 도 2에 도시한 바와 같이, 연마 정반(22)과 플레이트(18)에 관통 형성된 다수의 연마액 공급 구멍(24, 24…)을 통하여, 산화세륨 수용액 등의 연마액인 슬러리가 연마 패드(20)의 하면측으로부터 공급되고 있다. 이에 의해, 연마 패드(20)가 슬러리에 의해 침지된 상태로 되어 있고, 이 상태에서 유리판(G)이 연마된다. 연마액 공급 구멍(24, 24…)은, 연마 정반(22)과 플레이트(18)에 있어서 촘촘하면서도 균일하게 형성되어 있다.

그로 인해, 연마 패드(20)에 슬러리가 균일하게 공급되어 있다. 또한, 연마 패드(20)로서는, 예를 들어 발포 폴리우레탄 타입이나 스웨이드 타입의 것이 사용되고, 플레이트(18)에 접착되어 있다.

또한, 피연마물인 유리판(G)과의 상대적인 관계에 있어서, 연마 패드(20)는 1장인 것도 좋지만, 유리판(G)의 크기에 대응하여 그의 크기도 크므로, 복수매의 분할 연마 패드를 조합하여 1장의 연마 패드(20)로 할 수도 있다.

또한, 연마 정반(22)에는 다수의 흡인 구멍(26, 26…)이 관통 형성되어 있고, 이들 흡인 구멍(26, 26…)은 도시하지 않은 석션 펌프에 밸브를 통하여 접속되어 있다. 따라서, 상기 밸브를 개방함으로써, 석션 펌프의 흡인력이 흡인 구멍(26, 26…)에 전달되므로, 플레이트(18)가 연마 정반(22)의 상면에 흡착 보유 지지된다. 또한, 상기 밸브를 폐쇄함으로써, 석션 펌프의 흡인력이 해제되므로, 연마 패드(20)의 상태 체크나 교환 시에, 연마 정반(22)으로부터 연마 패드(20)를 플레이트(18)와 함께 제거할 수 있다.

도 1에 도시한 바와 같이 연마 헤드(16)의 상부 중앙에는, 스핀들(28)이 고정되고, 이 스핀들(28)에는 회전/승강 장치(30)가 연결되어 있다. 회전/승강 장치(30)는, 연마 장치(10) 전체를 통괄 제어하는 제어부(32)에 의해, 유리판(G)의 연마에 적합한 회전수 및 하강 동작(가압력)이 제어되고 있다.

한편, 연마 장치(10)는, AE(acoustic emission) 센서(34), 이상 검지부(36) 및 알람(경고 수단)(38)을 구비하고 있다. AE 센서(34)는, 유리판(G)의 초기 단계의 깨짐을 양호하게 검출하기 위하여, 공진 주파수가 140 내지 150㎑인 것이 사용되고 있다. 상기 공진 주파수는, 검출해야 할 주파수 대역의 대략 중앙 부근으로 설정되는 것이 바람직하다. 그리고, 이 AE 센서(34)는 플레이트(18)에 설치되어 있다. 또한, 이상 검지부(36)는, 연마 중의 유리판(G)으로부터의 탄성파가, 슬러리를 통과하여 AE 센서(34)에 검출되었을 때의, AE 센서(34)로부터의 출력 신호에 기초하여 연마 중의 유리판(G)의 초기 단계의 깨짐을 검지한다. 또한, 알람(38)은, 이상 검지부(36)에 의해 유리판(G)의 초기 단계의 깨짐이 검지되면 경고를 발하도록 제어부(32)에 의해 제어되고 있다.

그런데, AE 센서(34)에 의해 검출된 탄성파를 나타내는 신호는, 프리앰프(40)에 의해 소정량 증폭됨과 함께, 후술하는 디스크리미네이터(42)에 의해 소정의 주파수 대역의 신호만이 추출되고, 이 신호가 PLC(Power Line Communication) 등의 고속 통신 방식을 이용하여 이상 검지부(36)에 송신된다. 이상 검지부(36)는, 연마 중에 발생하는 유리판(G)의 초기 깨짐을 판정하기 위한 알고리즘이 조립된 CD-ROM 등의 기록 매체로 구성되어 있다. 또한, PLC에 신호를 전달하는 케이블(44)은, 인버터 모터나 동력선 등의 노이즈원이 되는 곳을 우회하여 배선되어 있다.

한편, 연마 장치(10)에 의한 유리판(G)의 연마 중에 발생하는 탄성파는, 슬러리를 통과하여 AE 센서(34)에 의해 항상 검출되고, 그 정보는 이상 검지부(36)로 항상 출력되고 있다. 이상 검지부(36)에는, 유리판(G)에 균열 등의 미소 깨짐, 절결이 발생하였다고 인정되는 임계값이 미리 설정되어 있다.

도 3에는, 상기 임계값(1V)을 나타내는 AE 센서(34)로부터의 출력 신호가 나타내어지고 있다. AE 센서(34)로부터의 출력값이 상기 임계값(1V)을 초과하면, 반드시 이상 검지부(36)가 유리판(G)에 균열 등의 미소 깨짐, 절결 등의 이상이 발생한 것을 검지한다. 다음에 알람(38)이 경고를 발한다. 알람(38)으로부터 경고가 발해지면 동시에, 제어부(32)에 의해 자동적으로 연마 장치(10)가 즉시 정지된다.

이에 의해, 실시 형태의 연마 장치(10)에 따르면, AE 센서(34)에 의해 유리판(G)의 깨짐 발생의 초기 단계를 검출할 수 있고, 또한, 그때 자동적으로 연마 장치(10)가 즉시 정지되므로, 유리판(G)이 산산이 파쇄되기 전에 유리판(G)의 깨짐을 검출할 수 있다. 따라서, 이 연마 장치(10)에 따르면, 연마 패드(20)의 체크나 청소 작업 및 교환 작업 등에 기인하는 중단 시간을 최소한으로 억제할 수 있다.

또한, AE 센서(34)는, 유리판(G)의 통상의 연마 중에 발생하는 저레벨의 탄성파도 검출하고 있지만, 이와 같은 탄성파까지도 깨짐이라고 검출되는 탄성파라고 판단하는 것은, 연마 공정을 마구 교란할 우려가 있다. 따라서, 실시 형태의 연마 장치(10)에서는, 실험값 또는 경험값에 기초한 상기 임계값(1V) 또는, 자동 임계값 조정 기능에 의해 산출된 값을 임계값으로서 설정하고 있다.

또한, 연마 중의 유리판(G)에 균열 등의 미소 깨짐, 절결이 발생한 경우에도, 연마 장치(10)를 일단 정지하여, 보유 지지 부재(14), 연마 헤드(16), 연마 패드(20)를 클리닝할 필요가 있다. 그러나, 대체로, 유리판(G)이 갑자기 파쇄되는 경우는 적고, 미소 레벨의 깨짐이나 절결이 최초로 발생하는 경우가 확률적으로 많으므로, 그 청소 작업과 복귀 작업에 소비하는 시간은 수십분으로 충분하다. 따라서, 중단 시간을 대폭으로 단축할 수 있다.

또한, 실시 형태의 연마 장치(10)에서는, 연마 패드(20)를 연마 정반(22)에 보유 지지시키는 플레이트(18)에 AE 센서(34)를 설치하고 있다. 이에 의해, 연마 중에 발생하는 탄성파를 AE 센서(34)가 적확하게 검출할 수 있다.

또한, 연마 장치(10)에서는, 유리판(G)의 연마 시에 슬러리를 사용하므로, 플레이트(18)와 AE 센서(34)의 AE 센서 검출면(34A)을 제외한 부분의 도통(導通)에 의한 전기적 노이즈가 발생할 가능성이 있다. 그 전기적 노이즈를 방지하기 위하여, 도 4에 도시하는 AE 센서(34)에, 도 5의 (A)에서 나타내는 방수 및 절연을 위한 수지제의 커버(46)를 설치하는 것이 바람직하다. 이 커버(46)는, AE 센서(34)의 검출면(34A)을 제외한 부분을 커버하고 있다. 또한, AE 센서(34)의 검출면(34A)을 그대로 플레이트(18)에 설치하는 것은 아니며, 도 5의 (B), 5의 (C)에서 나타낸 바와 같이 방수와 슬러리에 의한 전기적 도통 방지의 관점에서 AE 센서(34)의 검출면(34A)에 접하여 거의 전체를 덮는 금속제의 커버(48)를 통하여 플레이트(18)에 설치하는 것이 바람직하다. 이때, AE 센서(34)의 검출면(34A)을 커버(48)에 가압하는 스프링 등의 가압 수단(도시하지 않음)을 형성하는 것이, 검출 정밀도를 높이는 관점에서 바람직하다.

도 5의 (B), 5의 (C)에 대하여 설명하면, 도 5의 (B)는, 커버(48)를 하방으로부터 본 사시도이며, 도 5의 (C)는, 커버(48)를 상방으로부터 본 사시도이다. 이 커버(48)는, 저부가 개방된 상자체이며, 그의 천장판(48A)의 하면 중앙부에 AE 센서(34)의 검출면(34A)이 상기 가압 수단을 통하여 가압 고정되어 있다.

또한, 천장판(48A)에는, AE 센서(34)의 설치부(48B)를 사이에 두고 양측에 너트부(48C, 48C)가 형성되어 있다. 그리고, 너트부(48C, 48C)에 대응하도록 플레이트(18)에는 관통 구멍(도시하지 않음)이 형성되고, 이들 관통 구멍에 볼트(도시하지 않음)를 통과시켜, 너트부(48C, 48C)에 체결함으로써, 커버(48)가 플레이트(18)에 고정된다.

또한, 도 1의 알람(38)으로부터 경고가 발해졌을 때에, 연마 장치(10) 전체를 통괄 제어하는 제어부(32)가 연마 장치(10)를 정지하도록, 연마 장치의 시스템이 구성되어 있다.

이에 의해, 감시원에 의한 연마 장치(10)의 감시가 불필요해진다. 또한, 연속된 연마 시에는, 이상이 발생한 후의 후속되는 다른 유리판(G)에의 영향을 저지할 수 있으므로, 유리판(G)의 품질, 가동률 및 수율이 각각 향상된다. 또한, 연마 장치(10)를 정지하였을 때에, 연마 헤드(16)와 함께 유리판(G)을 연마 패드(20)로부터 상승(퇴피)시키도록 회전/승강 장치(30)를 제어부(32)가 제어하는 것이 바람직하다. 이에 의해, 깨짐 발생의 초기 단계의 유리판(G)을 연마 헤드(16)로부터 용이하게 취출하는 것이 가능해진다.

또한, AE 센서(34)는, 유리판(G)으로부터의 탄성파를, 연마 패드(20)에 침투한 슬러리로부터 플레이트(18)를 통하여 검출한다. 도 6에는, 유리판(G)의 깨짐 검출 원리가 나타내어지고 있다. 연마 중의 유리판(G)에 있어서, 포인트 P에서 초기 단계의 깨짐이 발생하면, 포인트 P로부터의 탄성파는, 도면 중의 파선으로 나타낸 바와 같이 유리판(G)을 전파하고, 다음에 슬러리가 침투한 연마 패드(20)에 전파한 후, 플레이트(18)에 전파하여 AE 센서(34)에 의해 검출된다.

연마 패드(20)는 통상 우레탄제이며, 우레탄 자체는 탄성파를 전달하기 어렵지만, 우레탄제의 연마 패드(20)에는 슬러리가 침투하고 있다. 그로 인해, 이 슬러리로부터 플레이트(18)를 통하여 포인트 P로부터의 탄성파가 AE 센서(34)에 의해 확실하게 검출되게 된다.

한편, AE 센서(34)는, 도 1에 도시한 바와 같이 플레이트(18)에 형성됨과 함께 연마 정반(22)으로부터 측방으로 돌출된 돌출편(18A)의 하면에 설치되어 있다. 이와 같이 연마 정반(22)으로부터 측방으로 돌출된 플레이트(18)의 돌출편(18A)의 하면에 AE 센서(34)를 설치하면, 회전 중의 연마 헤드(16)가 AE 센서(34)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다.

도 1에서는, AE 센서의 수가 하나인 경우를 도시하고 있지만, 전술한 바와 같이, 설치하는 AE 센서의 수는 유리판의 크기에 따라서 적절하게 결정하는 것이 바람직하다.

또한, AE 센서(34)의 설치 위치로서는, 도 6에 도시한 바와 같이 연마 정반(22)의 중앙부에 관통 구멍(22A)을 형성하고, 이 관통 구멍(22A)을 통하여 2점 쇄선으로 나타내는 AE 센서(34)의 검출면(34A)을 플레이트(18)의 하면에 설치하도록 해도 된다. 이와 같이 연마 정반(22)의 중앙부에 AE 센서(34)를 설치하면, 유리판(G)의 깨짐 위치와 AE 센서(34)의 거리를 짧게 할 수 있다. 이와 같은 배치 구성을 취함으로써, 탄성파의 검출 감도가 향상된다.

또한, AE 센서(34)로부터 이상 검지부(36)로 출력되는 주파수 대역이, 디스크리미네이터(필터)(42)에 의해 100 내지 200㎑의 범위로 설정되어 있다. 연마 장치(10)의 주변에는, 유리판(G)의 절단 장치, 모따기 장치, 천공 장치 등 여러 가지 장치가 설치되어 있고, 이들 장치로부터의 기계적 진동에 기인하는 주파수(100㎑ 미만)의 탄성파를 배제하는 것이 필요하고, 또한 전기적 노이즈에 기인하는 주파수(200㎑ 초과)의 탄성파를 배제하는 것이 필요해진다.

따라서, 실시 형태의 연마 장치(10)에서는, AE 센서(34)로부터 이상 검지부(36)에 출력되는 주파수 대역의 하한값을 100㎑로 하였으므로, 상기 기계적 진동의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있다. 또한, 상한값을 200㎑로 하였으므로, 상기 전기적 노이즈의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있다. 또한, 상한값을 높게 하면 할수록 AE 센서(34)의 출력이 감쇠되어 버리므로 바람직하지 않다. 또한, AE 센서 자체에, 상기 주파수 대역의 주파수를 추출하는 필터를 내장시켜도 된다.

본 발명은 상기한 실시예에 한정되는 일은 없고, FPD 이외의 전자 디바이스, 예를 들어, 광학 소자용 유리 기판, 유리 디스크, 태양 전지 등의 기판 가공에 적용할 수 있다.

또한, 실시 형태에서는, 연마구로서 연마 패드(20)를 예시하고, 피연마물로서 유리판(G)을 예시하였지만, 이에 한정되는 것은 아니며, 연마구를 트루잉 지석(평면 형상의 전착 다이아 플레이트)으로 하고, 피연마물을 연마 패드(20)로 하여, 트루잉 지석에 의해 연마 패드(20)를 트루잉하는 장치에 있어서도 적용할 수 있다. 이 장치의 구성은, 도 2에 있어서, 유리판(G)을 트루잉 지석으로 치환하는 것이므로, 여기서는 도면을 생략한다.

또한, 연마 패드(20)를 트루잉하는 경우, 연마액으로서는 물이 사용되고, 트루잉 시에 발생하는 연마 패드(20)로부터의 탄성파가, 물을 통과하여 AE 센서(34)에 의해 검출된다. 그리고, AE 센서(34)로부터의 정보는 이상 검지부(36)에 항상 출력되고, 이상 검지부(36)에는, 연마 패드(20)의 적정 트루잉 효율 하한의 임계값이 미리 설정되어 있다. 이상 검지부(36)가 연마 패드(20)의 트루잉 효율의 저하를 검지하면, 알람(38)이 경고를 발한다.

본 발명을 상세하게 또한 특정 실시 형태를 참조하여 설명하였지만, 본 발명의 사상과 범위를 일탈하지 않고 다양한 변경이나 수정을 가할 수 있는 것은, 당업자에게 있어서 명백하다.

본 출원은, 2008년 12월 12일 출원된 일본 특허 출원 제2008-317269호에 기초하는 것이고, 그 내용은 여기에 참조로서 포함하기로 한다.

10: 연마 장치
14: 보유 지지 부재
16: 연마 헤드
18: 플레이트
20: 연마 패드
22: 연마 정반
22A: 관통 구멍
24: 연마액 공급 구멍
26: 흡인 구멍
28: 스핀들
30: 회전/승강 장치
32: 제어부
34: AE 센서
34A: 검출면
36: 이상 검지부
38: 알람
40: 프리앰프
42: 디스크리미네이터
44: PLC 케이블
46: 커버
48: 커버
48A: 천장판
48B: 설치부
48C: 너트부

Claims

연마구(硏磨具)와 피연마물을 상대적으로 가압하여 이동시킴과 함께, 연마구와 피연마물 사이에 연마액을 공급하면서 연마구에 의해 피연마물을 연마하는 연마 장치이며,
연마구 또는 피연마물을 지지하는 플레이트에 설치된 AE 센서와,
임계값이 설정되어, 피연마물로부터의 탄성파가 상기 AE 센서에 검출되었을 때의 AE 센서로부터의 출력 신호가 상기 임계값을 초과하면 연마 중의 이상을 검지하는 이상 검지부와,
상기 이상 검지부에 의해 피연마물의 이상이 검지되면 경고를 발하는 경고 수단을 구비하고 있고,
상기 AE 센서로부터 상기 이상 검지부에 출력되는 주파수 대역이 필터에 의해 100 내지 200㎑의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제1항에 있어서, 상기 연마구가 연마 패드이며, 상기 피연마물이 유리판인 연마 장치.
제1항에 있어서, 상기 연마구가 트루잉 지석이며, 상기 피연마물이 연마 패드인 연마 장치.
제2항에 있어서, 상기 이상 검지부에 의해 상기 유리판의 이상이 검지되면, 상기 연마 장치를 제어하는 제어부에 의해 연마 장치가 정지되는 연마 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 AE 센서가, 상기 유리판으로부터의 탄성파를, 상기 연마 패드에 침투한 상기 연마액으로부터 상기 플레이트를 통하여 검출하는 연마 장치.
제2항 또는 제4항에 있어서, 상기 연마 패드가, 상기 플레이트를 통하여 연마 정반에 의해 보유 지지되고,
상기 AE 센서가, 상기 플레이트에 형성됨과 함께 상기 연마 정반으로부터 측방으로 돌출된 돌출편의 하면에 설치되어 있는 연마 장치.
삭제
제1항 내지 제4항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피연마물로부터의 탄성파가, 상기 연마액을 통과하여 상기 AE 센서에 검출되는 연마 장치.
연마구와 피연마물을 상대적으로 가압하여 이동시킴과 함께, 연마구와 피연마물 사이에 연마액을 공급하면서 연마구에 의해 피연마물을 연마하는 연마 방법이며,
연마구 또는 피연마물을 지지하는 플레이트에 AE 센서가 설치되고,
피연마물로부터의 탄성파가 상기 AE 센서에 검출되었을 때의 AE 센서로부터의 출력 신호가 임계값을 초과하는 것에 의해 연마 중의 이상을 이상 검지부가 검지하고,
상기 이상 검지부에 의해 피연마물의 이상이 검지되면 경고 수단이 경고를 발하고,
상기 AE 센서로부터 상기 이상 검지부에 출력되는 주파수 대역이 필터에 의해 100 내지 200㎑의 범위로 설정되어 있는 것을 특징으로 하는 연마 방법.
제9항에 있어서, 상기 연마구가 연마 패드이며, 상기 피연마물이 유리판인 연마 방법.
제9항에 있어서, 상기 연마구가 트루잉 지석이며, 상기 피연마물이 연마 패드인 연마 방법.
제10항에 있어서, 상기 이상 검지부에 의해 상기 유리판의 이상이 검지되면, 연마 장치를 제어부에 의해 제어하여, 연마 장치를 정지시키는 연마 방법.
제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 AE 센서가, 상기 유리판으로부터의 탄성파를, 상기 연마 패드에 침투한 상기 연마액으로부터 상기 플레이트를 통하여 검출하는 연마 방법.
제10항 또는 제12항에 있어서, 상기 연마 패드가, 상기 플레이트를 통하여 연마 정반에 의해 보유 지지되고,
상기 AE 센서가, 상기 플레이트에 형성됨과 함께 상기 연마 정반으로부터 측방으로 돌출된 돌출편의 하면에 설치되어 있는 연마 방법.
삭제
제9항 내지 제12항 중 어느 한 항에 있어서, 상기 피연마물로부터의 탄성파가 상기 연마액을 통과하여 상기 AE 센서에 검출되는 연마 방법.
제9항, 제10항 및 제12항 중 어느 한 항에 기재된 연마 방법을 사용하여 유리판의 가공을 행하는 것을 특징으로 하는 유리판의 제조 방법.