KR102276603B1 - 유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법 - Google Patents

Abstract

초기 단계의 유리판 깨짐을 검지할 수 있는 유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법을 제공한다.
유리 깨짐 검지 장치(1)는 유리판(G)에 액체(L)를 공급하는 액체 공급부(2)와, 액체(L)에 접촉하는 위치에 배치되는 AE 센서(4)와, 유리판(G)으로부터의 탄성파를 검지한 AE 센서(4)로부터 입력되는 AE 신호를 처리하는 신호 처리부(6)를 구비한다. 유리 깨짐 검지 장치(1)의 신호 처리부(6)는 AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단한다.

Description

유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법{GLASS CRACK DETECTION METHOD, GLASS CRACK DETECTOR, GLASS PLATE POLISHING METHOD, GLASS PLATE POLISHING DEVICE, AND GLASS PLATE PRODUCTION METHOD}

본 발명은 유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법에 관한 것이다.

유리판의 제조 공정에서는, 절단, 모따기, 천공, 연마, 반송, 세정 등의 여러가지 처리가 유리판에 실시된다. 예를 들어, LCD(Liquid Crystal Display)나 OLED(Organic Light-Emitting Diode) 등의 플랫 패널 디스플레이(FPD: Flat Panel Display)용에 사용되는 유리판은, 그 표면의 미소한 요철이나 굴곡이 화상에 영향을 주는 요인이 되기 때문에, 유리판의 표면의 일부 또는 전체를 연마 장치에 의해 연마하는 경우가 있다.

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

그런데, 연마 장치에 의한 유리판의 연마중에는, 유리판이 깨져버리는 경우가 드물게 있다. 그러한 경우, 유리판이 깨진 상태에서 연마 가공을 계속하면, 깨진 유리편에 의해 연마 패드가 손상된다. 또한, 생산 공정에서 복수의 유리판을 순차 연마해 가는 연속 연마 시에, 후속 유리판에 악영향을 준다는 문제가 발생한다. 이 때문에, 유리판의 깨짐을 조기에 검출하여, 연마 장치를 신속히 정지시킬 것이 요망되고 있다.

특허문헌 1에는, 가공음을 이용하여, 연마 가공중의 유리판의 깨짐을 검출하는 깨짐 검출 장치가 개시되어 있다. 유리 깨짐 검출 장치는, 연마 가공중에 발생하는 가공음을 마이크로폰에 의해 집음함과 함께, 집음한 가공음으로부터 소정의 주파수(3kHz 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.

특허문헌 2에는, 탄성파를 이용하여, 연마 가공중의 유리판의 깨짐을 검출하는 연마 장치가 개시되어 있다. 연마 장치는, 유리판으로부터의 탄성파를, 유리판과 연마 패드를 지지하는 테이블 등에 설치된 AE(Acoustic Emission) 센서에 의해 검출하고, AE 센서로부터의 출력 신호에 기초하여 연마중의 이상을 검지하고 있다.

일본 특허 공개 제2006-035343호 공보 국제 공개 제2010/067732호

특허문헌 1에 기재된 깨짐 검출 장치에서는, 유리판이 산산조각난 상태에서의 소리로밖에 검출할 수 없어, 깨짐 발생의 초기 단계(크랙 등의 미소 깨짐, 결손)의 소리는 검출하기가 어렵다. 또한, 주변의 음성 주파수 성분의 노이즈 영향을 받기 쉽다.

유리판이 자잘한 조각으로 되어서 깨지면, 상술한 바와 같이 연마 패드에 손상을 끼침과 함께, 그것을 제거하기 위한 청소 작업에 수 시간이 걸린다. 그로 인해, 복귀 작업에 요하는 시간, 생산 공정에 있어서의 연마 작업이 중단되므로, 가동률이 낮아진다는 결점이 있다.

특허문헌 2에 기재된 연마 장치에서는, 유리판으로부터의 탄성파를, 테이블, 플레이트 등 여러가지 부재를 통하여, AE 센서로 검출하기 때문에, 탄성파가 AE 센서에 전달되기 전에 감쇠되는 경우가 있다. 그로 인해, 깨짐 발생의 초기 단계에 발생하는 레벨 낮은 탄성파를 AE 센서에 의해 검지하기는 어렵다.

본 발명은 이러한 과제를 감안하여 이루어진 것이며, 유리판의 깨짐 발생을 초기 단계에서 발견할 수 있는 유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명의 일 형태에 따르면, 유리 깨짐 검지 방법은, 유리판을 액체에 접촉시키고, 또한 상기 액체에 AE 센서를 접촉시킨 상태에서, 상기 AE 센서로부터의 AE 신호를 검지하는 검지 공정과, 상기 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써 상기 유리판의 깨짐을 판단하는 판단 공정을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 유리 깨짐 검지 장치는, 유리판에 액체를 공급하는 액체 공급부와, 상기 액체에 접촉하는 위치에 배치되는 AE 센서와, 상기 AE 센서로부터 입력되는 AE 신호를 처리하는 신호 처리부를 갖고, 상기 신호 처리부는, 상기 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써 상기 유리판의 깨짐을 판단한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 유리판의 연마 방법은, 연마 패드와 유리판 사이에 연마액을 공급하면서 연마 패드에 의해 상기 유리판의 표면을 연마하는 유리판의 연마 방법이며, 상기 연마액을 상기 액체로서 적용하는 상술한 유리 깨짐 검지 방법에 의한 깨짐 검지 공정을 포함한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 유리판의 연마 장치는, 유리판에 연마액을 공급하는 액체 공급부와, 상기 유리판의 표면을 연마하는 연마 패드를 갖는 유리판의 연마 장치이며, 상기 연마액을 상기 액체로서 적용하는 상술한 유리 깨짐 검지 장치를 구비한다.

본 발명의 다른 형태에 따르면, 유리판의 제조 방법은, 용융 유리로부터 판상의 유리로 성형하는 공정과, 상기 판상의 유리를 절단하여 유리판으로 잘라내는 공정과, 상술한 유리 깨짐 검지 방법에 의한 깨짐 검지 공정을 포함한다.

본 발명의 유리 깨짐 검지 방법, 유리 깨짐 검지 장치, 유리판의 연마 방법, 유리판의 연마 장치, 및 유리판의 제조 방법에 의하면, 초기 단계의 유리판 깨짐을 검지할 수 있다.

도 1은 유리 깨짐 검지 장치의 구성도이다.
도 2의 (A)는 노이즈에 의한 AE 신호의 파형이며, (B)는 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호의 파형이다.
도 3은 AE 센서의 사시도이다.
도 4는 낱장식 연마 장치의 구성도이다.
도 5는 연속식 연마 장치의 구성도이다.
도 6은 연속식 연마 장치의 평면도이다.

이하, 첨부 도면에 따라서 본 발명의 실시 형태에 대하여 설명한다. 본 발명은 이하의 실시 형태에 의해 설명된다. 단, 본 발명의 범위를 일탈하지 않고, 많은 방법에 의해 변경을 행할 수 있고, 설명된 실시 형태 이외의 다른 실시 형태를 이용할 수 있다. 따라서, 본 발명의 범위 내에 있어서의 모든 변경이 특허 청구 범위에 포함된다. 여기서, 도면 중, 동일한 기호로 나타나는 부분은, 기본적으로, 동일한 기능을 갖는 동일한 요소이다.

(유리 깨짐 검지 장치, 및 검지 방법)

도 1은, 유리 깨짐 검지 장치의 개략 구성도이다. 유리 깨짐 검지 장치(1)는 유리판(G)에 액체(L)를 공급하는 액체 공급부(2)와, 액체(L)에 접촉하는 위치에 배치되는 AE 센서(4)와, AE 센서(4)로부터 입력되는 AE 신호를 처리하는 신호 처리부(6)를 적어도 구비하고 있다.

액체 공급부(2)는 유리판(G)에 액체(L)를 공급할 수 있기만 하면, 특별히 한정되지 않는다. 액체 공급부(2)로서, 예를 들어, 노즐 등을 적용할 수 있다.

AE 센서(4)는 유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파를 검지할 수 있는 센서를 의미하고, 탄성파를 검지할 수 있기만 하면, 특별히 한정되지 않는다. AE 센서(4)는 예를 들어, 압전 소자를 갖고, 그 압전 소자에 의해 탄성파를 검지할 수 있다.

AE 신호란, AE 센서(4)로부터 출력되어, 신호 처리부(6)에 입력되는 전기 신호를 의미한다. AE 신호는, AE 센서(4)로부터의 전기 신호, 증폭된 및/또는 필터링된 전기 신호를 포함한다.

또한, AE(Acoustic Emission: 음향 방출)란, 고체가 변형 또는 파괴될 때에 발생하는 소리를 탄성파로서 방출하는 현상을 의미한다.

AE 센서(4)는 액체(L)에 접촉하는 위치에 배치된다. 액체(L)에 접촉하는 위치란, 유리판(G)과 AE 센서(4)가 액체(L)를 통하여 접촉하고, 유리판(G)과 AE 센서(4)가 접촉하지 않은 상태를 의미한다.

본 실시 형태에서는, 유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파를, 액체(L)를 통하여 AE 센서(4)에 의해 검지하는 것을 특징으로 하고 있다. 종래, AE 센서는, 고체 중에서 전해지는 탄성파를 계측하는 것으로서, AE 센서를 직접 피측정물에 밀착시켜서 측정할 필요가 있었다. 본 실시 형태에서는, 도 1에 도시되는 바와 같이, 유리판(G)과 AE 센서(4) 사이의 탄성파의 경로가 액체(L)만으로 형성되어 있으므로, 유리판(G)과 AE 센서 사이에 기체가 개재하지 않아, 밀착한 상태와 마찬가지의 상태로 할 수 있어, AE 센서(4)에서 수신되는 탄성파의 감쇠를 억제할 수 있다. 즉, 유리판(G)의 깨짐 발생에 기인하는 초기 단계의 레벨 낮은 탄성파가 감쇠되지 않는다. 따라서, AE 센서(4)에 의해 유리판(G)의 깨짐에 기인하는 초기 단계의 레벨 낮은 탄성파를 검지하는 것이 가능하게 된다. 또한 유리판(G)이 액체에 접촉하고 있으면 유리판(G)이 이동해도 탄성파의 검지가 가능하다. 본원 명세서에서는, 유리판(G)의 깨짐은, 유리판(G)에 발생하는 크랙 등의 미소 깨짐, 결손, 및 깨짐을 포함하고 있다.

탄성파의 경로를 형성할 수 있다면, 액체(L)로서, 유리판의 제조 공정에서 사용되는, 연마액, 세정액, 물 등을 사용하는 것이 바람직하다.

본 실시 형태에서는, AE 센서(4)와 신호 처리부(6)는, PLC(Power Line Communication) 케이블(10)에 의해 전기적으로 접속되고, AE 신호가 고속 통신 방식을 이용하여 신호 처리부(6)에 입력된다. 또한, 본 실시 형태에 있어서, AE 센서(4)와 신호 처리부(6)를 접속하는 PLC 케이블(10)에, 프리앰프(12)와, 디스크리미네이터(14)가, 바람직하게는, 이 순서로 설치된다.

프리앰프(12)는 AE 센서(4)로부터의 미약한 AE 신호를 증폭할 수 있으므로, PLC 케이블(10)에 설치하는 것이 바람직하다. 프리앰프(12)를 PLC 케이블(10)에 설치하는 경우에 대하여 설명하지만, 이것에 한정되지 않고, 프리앰프 내장의 AE 센서를 사용할 수도 있다. 이에 의해, 부품 개수를 저감시키는 것이 가능해진다.

또한, 디스크리미네이터(14)는, 신호 처리부(6)에 입력되기 전에 AE 신호를 변별하고, 깨짐의 검지에 필요한 주파수 범위로 필터링할 수 있는 필터이며, 디스크리미네이터(14)는 PLC 케이블(10)에 설치되는 것이 바람직하다.

AE 센서(4)로서, 유리판(G)의 초기 단계의 깨짐을 양호하게 검출하기 위해서, 공진 주파수가 140kHz 이상 150kHz 이하인 주파수대의 탄성파를 검출할 수 있는 AE 센서를 사용하는 것이 바람직하다. 공진 주파수는, 검출해야 할 주파수 대역의 대략 중앙 부근에 설정되는 것이 바람직하다.

AE 센서(4)로부터 신호 처리부(6)에 입력되는 AE 신호의 주파수 대역은, 예를 들어, 디스크리미네이터(14)에 의해 100kHz 이상 200kHz 이하의 범위로 설정되어 있는 것이 바람직하다. 보다 바람직하게는 120kHz 이상 180kHz 이하의 범위이다.

유리판(G)의 제조 공정의 주변에는, 절단 장치, 모따기 장치, 천공 장치, 연마 장치, 반송 장치, 세정 장치 등 여러가지 장치가 설치되어 있다. 이들 장치로부터의 기계적 진동에 기인하는 100kHz 미만의 주파수의 탄성파를 배제하는 것이 필요한 경우가 있다. 또한, 전기적 노이즈에 기인하는 200kHz를 초과하는 주파수의 탄성파를 배제하는 것이 필요해지는 경우가 있다.

본 실시 형태에서는, AE 센서(4)로부터 신호 처리부(6)에 입력되는 주파수 대역의 하한값을 100kHz로 했으므로, 기계적 진동의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있다. 또한, 상한값을 200kHz로 했으므로, 전기적 노이즈의 탄성파에 기인하는 오검출을 방지할 수 있다. 이와 같이, 대상으로 하는 주파수 대역을 선택하고, 소정의 필터를 설정함으로써, 주위의 노이즈 성분과의 변별을 하는 것이 바람직하다.

또한, 본 실시 형태의 유리 깨짐 검지 장치(1)는 테이블(16)과, 테이블(16) 상에 배치된 테이블 패드(18)를 구비하고 있다. 이 테이블 패드(18) 상에 유리판(G)이 적재된다. 테이블(16)은 유리판(G)을 적재할 수 있기만 하면, 특별히 한정되지 않는다. 테이블(16)의 유리판(G)을 적재하는 면은 평탄면인 것이 바람직하다. 테이블 패드(18)는 예를 들어 발포 우레탄으로 제작되어, 유리판(G)을 고정하기 위하여 사용된다.

AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 신호 처리부(6)에 입력된다. 신호 처리부(6)는 각종 연산을 행하는 연산부, 각종 프로그램, 및 데이터 등이 저장된 기억부 등(도시하지 않음)을 구비한다. 유리 깨짐 검지 장치(1)에 있어서는, 유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파는, 액체(L)를 통하여 AE 센서(4)에 의해 검지된다. AE 센서(4)로부터 AE 신호가 신호 처리부(6)에 입력된다.

신호 처리부(6)는 유리판(G)의 깨짐이 발생했다고 인정되는 역치(예를 들어, 전압)를 미리 설정할 수 있고, 그 역치를 기억부에 기억시킬 수 있다. 신호 처리부(6)의 연산부는, 입력된 AE 신호와 설정된 소정의 역치를 비교할 수 있다. 신호 처리부(6)는 소정의 역치를 초과한 AE 신호를 검지함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단할 수 있다.

이어서, 본 실시 형태의 유리 깨짐 검지 장치(1)에 의한 유리 깨짐 검지 방법에 대하여 설명한다.

테이블(16) 상의 테이블 패드(18) 상에 유리판(G)이 배치된다. 유리판(G)이 테이블 패드(18)에 의해, 유리판(G)의 2개의 주면 중 어느 한쪽 면이 흡착 보유 지지된다. 액체 공급부(2)로부터 유리판(G)을 향하여 액체(L)가 공급되어, 유리판(G)과 액체(L)가 접촉하는 상태가 된다. 소정량의 액체(L)를 유리판(G)에 공급함으로써, 액체(L)의 액면이 상승하여, 액체(L)와 AE 센서(4)가 접촉하는 상태로 된다. 따라서, 유리판(G)과 AE 센서(4)가 액체(L)를 통하여 접촉된다.

또한, AE 센서(4)를 유리판(G)의 상방에 배치한 경우, 유리판(G)과 AE 센서(4)의 거리는 0.5mm 이상 5mm 이하인 것이 바람직하다. 이 범위라면, 유리판(G)으로부터의 탄성파를 감도 좋게 AE 센서(4)에 의해 검지할 수 있다. 또한, 거리를 1mm 이상으로 함으로써 유리판(G)과 AE 센서(4)가 접촉하는 것을 회피할 수 있으므로 바람직하다. 또한, 거리를 2mm 이하로 함으로써, 액체(L)의 과잉 사용을 피할 수 있으므로 바람직하다.

또한, AE 센서(4)를 유리판(G)의 측방에 배치해도 된다. AE 센서(4)를 측방에 배치함으로써, 유리판(G)의 표면에 대하여 가공 등의 처리를 행하는 경우, 그 처리 장치와 AE 센서(4)의 간섭을 피하기 쉬워진다. 이 경우, 유리판(G)과 AE 센서(4)의 거리는 0.5mm 이상 150mm 이하인 것이 바람직하다. 150mm 이하이면 유리판(G)으로부터의 탄성파를 AE 센서(4)에 의해 검지할 수 있다. 바람직하게는 120mm 이하이다.

유리판(G)에 대하여 예를 들어, 유리판(G)의 제조에 필요한 처리(절단, 모따기, 천공, 연마, 반송, 세정 등)가 실시된다. 검지 공정에서는, 유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파가 액체(L)를 통하여 AE 센서(4)에 의해 검지된다. AE 센서(4)로부터의 AE 신호는 신호 처리부(6)에 입력된다. 유리판(G)의 처리 시에, 유리판(G)에 깨짐이 발생한 경우, 유리판(G)에 탄성파가 발생한다.

이 탄성파는, 유리판(G)의 깨짐 기점, 유리판(G) 전체면, 및 액체(L)를 경유하여 AE 센서(4)에 전달된다. 그 때, 본 실시 형태에서는, 탄성파의 전달 경로에는, 액체(L)밖에 개재되지 않으므로, 탄성파는 거의 감쇠되지 않는다. 따라서, 탄성파의 레벨이 낮은 경우에도, 탄성파를 감도 좋게 AE 센서(4)로 검지하는 것이 가능해진다. AE 센서(4)에 의해 유리판(G)의 깨짐 발생의 초기 단계에 발생하는 레벨 낮은 탄성파를 검지할 수 있다.

유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파를 검지한 AE 센서(4)는 AE 신호를 출력한다. 본 실시 형태에서는 AE 센서(4)로부터의 AE 신호가, 프리앰프(12), 및 디스크리미네이터(14)를 거쳐서, PLC 케이블(10)을 통하여, 신호 처리부(6)에 입력된다.

신호 처리부(6)의 기억부에는 상술한 역치가 기억되어 있다. 신호 처리부(6)의 연산부는, 항상 입력되는 AE 신호와 소정의 역치를 비교한다. 판단 공정에서는, 신호 처리부(6)는 AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단한다.

신호 처리부(6)는 AE 신호가 소정의 역치를 초과하였는지 여부로 유리판(G)의 깨짐을 판단한다. 역치는 환경에 맞춰서 적절히 설정된다. 소정의 역치의 설정 방법으로서, 이하의 방법을 예시할 수 있다. 예를 들어, 실험치 또는 경험치에 기초하여 얻어진 값을, 소정의 역치로서 신호 처리부(6)에 기억시킬 수 있다.

또한, 자동 역치 조정 기능에 의해 산출된 값을 소정의 역치로서 신호 처리부(6)에 기억시킬 수 있다. 신호 처리부(6)의 연산부에 자동 역치 조정 기능을 편입시킬 수 있다. 자동 역치 조정 기능은, 예를 들어, 입력되는 AE 신호와 시간을 신호 처리부(6)의 기억부에 기억하고, 입력되는 AE 신호와 시간에 기초하여, 소정 시간 내에 있어서의 AE 신호의 평균값을 산출하고, AE 신호의 평균값의 1.5배가 되는 값을 역치로 설정할 수 있다. 레벨 낮은 탄성파를 검지하고자 하는 경우에는, AE 신호의 평균값의 1.2배가 되는 값을 역치로 해도 되고, 검지하는 신호에 따라 임의로 설정할 수 있다. AE 신호의 평균값을 산출하기 위한 시간은 임의로 설정할 수 있다.

본 실시 형태에서는, AE 센서(4)에 의해 레벨 낮은 탄성파를 검지할 수 있다. 따라서, 신호 처리부(6)에 설정되는 소정의 역치를 낮게 할 수 있다. 한편, AE 센서(4)는 유리 깨짐에 기인하지 않는다고 생각되는 탄성파나 외란 등에 의한 진동(이하: 노이즈)도 검지하는 경우가 있다. 신호 처리부(6)에 설정되는 소정의 역치를 낮게 하면, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 구별하는 것이 곤란해지는 경우가 있다.

발명자는 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 예의 검토한 바, 도 2에 도시된 바와 같이, AE 센서(4)로부터 신호 처리부(6)에 입력되는 AE 신호의 파형이, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈에서는 상이함을 알아냈다.

도 2는 AE 신호의 파형 그래프이며, 종축은 전압을 나타내고 있고, 횡축은 시간을 나타내고 있다. 도 2의 (A)는 노이즈에 의한 AE 신호의 파형을 나타내고, 도 2의 (B)는 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호의 파형을 나타내고 있다. 도 2의 (A)에 도시하는 노이즈에 의한 AE 신호의 파형과, 도 2의 (B)에 도시하는 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호의 파형을 비교하면, AE 신호 발생부터 AE 신호 수렴까지의 계속 시간이 상이하다. 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호의 계속 시간 t2가, 노이즈에 의한 계속 시간 t1보다도 긴 것을 이해할 수 있다.

이 계속 시간의 길이의 차이를 이용함으로써, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 구별하는 것이 가능하게 된다. 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호의 계속 시간 t2가 길므로, 소정의 역치를 초과하는 AE 신호가 연속적으로 신호 처리부(6)에 입력된다. 한편, 노이즈에 의한 AE 신호의 계속 시간 t1은 짧기 때문에, 소정의 역치를 초과하는 AE 신호가, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 비교하여 단발적으로 신호 처리부(6)에 입력된다. 따라서, 신호 처리부(6)는 AE 신호가 연속하여 소정의 역치를 초과한 경우에 깨짐에 기인하는 탄성파라고 판단할 수 있고, AE 신호가 단발적으로 소정의 역치를 초과했을 뿐이라면 노이즈라고 판단한다. 따라서, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 구별할 수 있다. 신호 처리부(6)에 있어서, 감도 좋고, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파를 검지할 수 있고, 그 결과, 초기 단계의 유리 깨짐을 판단할 수 있다.

신호 처리부(6)에 있어서, AE 신호가 어느 정도의 시간 연속하여 역치를 초과한 경우에 깨짐이라고 판단할지를 설정할 수 있고, AE 신호를 연속하여 계측하는 시간을 신호 처리부(6)의 기억부에 기억시킬 수 있다. 예를 들어, 신호 처리부(6)에, 150msec 연속하여 소정의 역치를 초과한 때에 깨짐이라고 판단시킬 수 있다. 도 2에 도시된 바와 같이, 150msec이라면, 예를 들어, 소정의 역치를 1.000(V)로 한 경우, 노이즈에 의한 AE 신호는 일시적으로 소정의 역치를 상회하지만, 150msec 가 경과되지 않은 가운데 역치를 하회하고, 한편, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파에 의한 AE 신호는 150msec 이상의 동안, 소정의 역치를 초과하는 것을 이해할 수 있다.

역치와 시간을 적절히 설정함으로써, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 용이하게 구별할 수 있다. 여기서 단발적과 연속적이란, 단발적이 연속적과 비교하여 시간이 짧은 것을 의미하고, 단발적은 1회만을 의미하는 것은 아니다.

또한, 상술에 있어서는, AE 신호를 연속하여 소정의 역치(전압)를 초과한 경우에 깨짐이라고 판단했지만, 검지하고자 하는 유리판(G)의 깨짐의 상태에 따라 적절히 설정할 수 있기 때문에, 이것에 한정되지 않는다. 예를 들어, AE 신호를 소정 시간마다(예를 들어, 30msec) 계측하고, 소정의 역치(예를 들어, 전압)를 초과하는 AE 신호의 발생수를 카운트한다. 미리, 연속되는 발생수의 역치(예를 들어, 5회)를 설정한다. 소정의 역치(전압)를 초과하는 AE 신호의 연속 발생수가, 연속 발생수의 역치(예를 들어, 5회)를 초과한 경우에, 깨짐이라고 판단할 수도 있다. AE 신호에 대한 소정의 역치(전압)와 연속 발생수에 대한 역치를 적절히 설정함으로써, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파와 노이즈를 용이하게 구별할 수 있다.

유리판(G)의 깨짐의 초기 단계에서는, 상술한 바와 같이 레벨 낮은 탄성파가 연속적으로 발생한다. 한편, 유리판(G)의 깨짐의 정도가 커서, 예를 들어, 부서지는 경우, 레벨이 높은 탄성파가 단발적으로 발생하는 경우가 있다. 이러한 단발적으로 발생하는 레벨이 높은 탄성파를 검지하는 것이 필요한 상황도 있을 수 있다.

그러한 경우에 대응하기 위해서, 유리판(G)에 깨짐이 발생했다고 인정되는 역치로서, 낮은 레벨의 제1 역치와, 높은 레벨의 제2 역치를 설정하는 것이 바람직하다.

제1 역치를 초과하고, 제2 역치를 초과하지 않는 AE 신호가 신호 처리부(6)에 입력되었을 때에, 신호 처리부(6)는 AE 신호를 연속적으로 검지한 경우에 깨짐이라고 판단한다. 한편, 제2 역치를 초과한 AE 신호가 신호 처리부(6)에 입력되었을 때에, 신호 처리부(6)는 AE 신호를 단발적으로 검지한 경우에도 깨짐이라고 판단하는 것이 바람직하다. 낮은 레벨의 제1 역치와, 높은 레벨의 제2 역치를 설정함으로써, 유리판(G)의 깨짐의 정도에 따라 유리판(G)의 깨짐을 판단하는 것이 가능하게 된다.

이어서, 유리 깨짐 검지 장치(1)에 사용되는 AE 센서(4)의 바람직한 형태에 대하여 설명한다. 도 3은 AE 센서(4)의 사시도이다. AE 센서(4)는 탄성파를 검지하는 수신판(4A)과, 수신판(4A)에 설치된 압전 소자(도시하지 않음)와, 압전 소자를 둘러싸는 도전성의 케이싱(4B)과, 압전 소자와 PLC 케이블(10)을 전기적으로 접속하는, 케이싱(4B)에 설치되는 커넥터(4C)를 포함하고 있다.

AE 센서(4)와 액체(L)를 접촉시켰을 때, 케이싱(4B)과 액체(L)의 도통에 의해, 노이즈가 발생할 가능성이 있다. 전기적인 노이즈를 방지하기 위해서, AE 센서(4)와 액체(L)를 전기적으로 절연하는 것이 바람직하다. 본 실시 형태에서는, 도 3에 도시된 바와 같이, 절연성의 플레이트(20)(예를 들어, 세라믹 플레이트)를 수신판(4A)에 설치할 수 있다. 수신판(4A)과 절연성 플레이트(20)를 실리콘 그리스(Grease)나 순간 접착제 등을 사용하여 밀착시킨다. 이렇게 밀착시킴으로써, 수신판(4A)과 절연성 플레이트(20) 사이에 기체가 개재되지 않아, AE 신호의 감쇠를 감소시킬 수 있다. 케이싱(4B)을 절연성의 수지제 튜브(22)(예를 들어, 실리콘 튜브)로 덮을 수 있고, 또한, 커넥터(4C)를 절연성의 수지제 튜브(24)(예를 들어, 실리콘 튜브)로 덮을 수 있다. AE 센서(4)의 수신판(4A)의 반대면에도 절연성의 플레이트(26)를 설치할 수 있다. 절연성의 플레이트(20, 26)와 수지제 튜브(24)를 절연성의 시일재(실리콘 수지)로 시일할 수 있다.

AE 센서(4)와 액체(L)를 전기적으로 절연함으로써, 전기적인 노이즈의 발생을 억제할 수 있으므로, 바람직하다.

(유리판의 연마 장치, 및 연마 방법)

이어서, 유리 깨짐을 검지할 수 있는 유리판의 연마 장치, 및 연마 방법에 대하여 설명한다.

도 4는, 낱장식의 유리판의 연마 장치의 구성도이다. 연마 장치(30)는 예를 들어, 직사각 형상으로 제조된 유리판(G){예를 들어, 1변이 2000×2200mm 내지 2200×2600mm, 두께 0.7mm, FPD 용도의 무알칼리 유리계 재료를 포함하는 플로트법으로 제조된 연마 전의 유리판(예를 들어, AN100)}을 액정 디스플레이용 유리판에 필요한 평탄도에 도달할 때까지 유리판의 표면을 연마하는 연마 장치이다.

유리판(G)의 연마면과 반대면이, 테이블(16) 상에 배치되어 테이블 패드(18)에 흡착 보유 지지된다. 연마 패드(32)는 유리판(G)의 연마면에 대향하도록 연마 헤드(34)의 하면에 설치되어 있다. 연마 헤드(34)의 상면은 회전축(36)에 고정되어 있다.

회전축(36)에는 회전 승강 장치(38)가 연결되어 있다. 회전 승강 장치(38)는 연마 장치(30) 전체를 통괄 제어하는 제어부(40)에 의해, 테이블(16)에 의한 유리판(G)의 반송 타이밍에 동기하여 회전 및 승강 동작이 제어된다.

연마 헤드(34) 및 회전축(36)에는, 관통 구멍에 의해 형성된 액체 공급부인 연마액 공급부(42)가 설치되어 있다. 연마액 공급부(42)로부터 연마액(44)을 유리판(G)에 공급할 수 있다. 연마액(44)으로서, 예를 들어, 산화세륨 수용액 등의 연마 슬러리를 사용할 수 있다. 또한, 회전 승강 장치(38)에 의해, 연마 패드(32)와 연마 헤드(34)를 자전시키고, 또한 공전시킬 수 있다.

본 실시 형태의 연마 장치(30)는 AE 센서(4)와, AE 센서(4)에 전기적으로 접속되는 신호 처리부(6)를 구비하고 있다. 또한, 신호 처리부(6)는 기능의 일부로서 제어부(40)에 포함되어 있다. 이 AE 센서(4)는 연마액(44)에 접촉하는 위치에 배치된다. 또한, 테이블(16)측에 연마 패드를 설치하고, 헤드측에 흡착 패드를 설치하여 유리판(G)을 흡착시켜서, 도 4와는 상하 반대의 형태로 해도 된다.

이어서, 본 실시 형태의 연마 장치(30)에 의한, 바람직한 유리판의 연마 방법에 대하여 설명한다.

테이블(16) 상의 테이블 패드(18) 상에 유리판(G)이 배치된다. 유리판(G)이 테이블 패드(18)에 의해, 유리판(G)의 연마면과 반대의 면이 흡착 보유 지지된다.

연마액 공급부(42)로부터 유리판(G)을 향하여 연마액(44)이 공급되어, 유리판(G)과 연마액(44)이 접촉하는 상태가 된다. 소정량의 연마액(44)을 유리판(G)에 공급함으로써, 연마액(44)의 액면이 상승하고, 연마액(44)과 AE 센서(4)가 접촉하는 상태로 된다. 따라서, 유리판(G)과 AE 센서(4)가 연마액(44)을 통하여 접촉된다.

연마액(44)을 공급하면서, 회전 승강 장치(38)에 의해, 예를 들어, 연마 패드(32) 및 연마 헤드(34)를 자전시키고, 또한 공전시켜, 연마 패드(32)에 의해 유리판(G)의 표면(연마면)이 연마된다. 회전 승강 장치(38)는 연마 장치(30) 전체를 통괄 제어하는 제어부(40)에 의해, 유리판(G)의 연마에 바람직한 회전수 및 하강 동작(가압력)이 제어된다.

AE 센서(4)는 유리판(G)으로부터의 탄성파를, 연마액(44)을 통하여 검지하고 있다. 유리판(G)을 연마하고 있을 때에, 유리판(G)의 깨짐이 발생한 경우, 유리판(G)에 탄성파가 발생한다.

이 탄성파는, 유리판(G)의 깨짐 기점, 유리판(G) 전체면, 및 연마액(44)을 경유하여 AE 센서(4)에 전달된다. 그 때, 본 실시 형태에서는, 탄성파의 전달 경로에는, 연마액(44)밖에 개재되지 않으므로, 탄성파는 거의 감쇠되지 않는다. 따라서, 유리 깨짐에 기인하는 탄성파의 레벨이 낮은 경우에도, 탄성파를 감도 좋게 AE 센서(4)로 검지하는 것이 가능해진다. AE 센서(4)로부터의 AE 신호가, 제어부(40)의 신호 처리부(6)에 입력된다. 신호 처리부(6)는 AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단한다. AE 센서(4)에 의해 연마 시에 발생하는 유리판(G)의 깨짐 발생의 초기 단계에 발생하는 레벨 낮은 탄성파를 검지할 수 있으므로, 초기 단계의 유리판(G)의 깨짐을 판단할 수 있다.

이어서, 연속식의 유리판 연마 장치에 대하여 설명한다. 도 5는, 연속식 연마 장치의 구성도이며, 도 6은, 연속식 연마 장치의 평면도이다. 또한, 도 6의 평면도에 있어서는, 모든 테이블(16) 상에 유리판(G)이 적재되어 있다. 도 4와 동일한 구성에는 동일 부호를 붙여서 설명을 생략하는 경우가 있다.

도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 연마 장치(50)는 예를 들어, 직사각 형상으로 제조된 유리판(G){예를 들어, 1변이 2000×2200mm 내지 2200×2600mm, 두께 0.7mm, FPD 용도의 무알칼리 유리계 재료를 포함하는 플로트법으로 제조된 연마 전의 유리판(예를 들어, AN100)}을, 테이블(16) 상의 테이블 패드(18)에 적재하고, 그 테이블(16)을 연속 반송하면서, 그 반송로를 따라서 배치된 복수대의 연마 패드(32, 32…)에 의해, 테이블(16) 상의 유리판(G)의 연마면을 연속적으로 연마한다. 연속적 연마에 의해, 연마 장치(50)는 유리판(G)의 연마 대상면의 미소한 요철이나 굴곡을 연마 제거하여, 액정 디스플레이용 유리판에서 요구되는 평탄도를 충족한 유리판을 제조한다.

테이블(16)은 도시하지 않은 반송 장치에 의해 화살표가 나타내는 수평 방향으로 레일(도시하지 않음)을 따라서 연속 반송할 수 있다. 테이블(16)의 반송 중에 반송로에 대향하는 위치에, 복수의 연마 패드(32)가 유리판(G)의 연마면에 대향하도록 복수의 연마 헤드(34)의 하면에 각각 설치되어 있다. 각각의 연마 패드(32)에 의해 유리판(G)의 연마면을, 액정 디스플레이용 유리판에서 요구되는 평탄도로 연마할 수 있다.

각각의 연마 헤드(34) 및 회전축(36)에는, 관통 구멍에 의해 형성된 액체 공급부인 연마액 공급부(42)가 설치되어 있다. 연마액 공급부(42)로부터 연마액(44)을 유리판(G)에 공급할 수 있다. 연마액(44)으로서, 예를 들어, 산화세륨 수용액 등의 연마 슬러리를 사용할 수 있다. 또한, 회전 승강 장치(38)에 의해, 각각의 연마 패드(32)와 연마 헤드(34)를 자전시키고, 또한 공전시킬 수 있다.

본 실시 형태의 연마 장치(50)는 복수의 AE 센서(4)와, AE 센서(4)에 전기적으로 접속되는 신호 처리부(6)를 구비하고 있다. 또한, 신호 처리부(6)는 기능의 일부로서 제어부(40)에 포함되어 있다. AE 센서(4)는 연마액(44)에 접촉하는 위치에 배치된다.

본 실시 형태에서는, 도 5 및 6에 도시된 바와 같이, 복수의 AE 센서(4)가 각각의 연마 헤드(34)에 대응하는 위치에 배치되어 있다. 즉, 하나의 연마 헤드(34)와 하나의 AE 센서(4)가 하나의 조를 구성하고 있다. AE 센서(4)는 연마 헤드(34)를 통과할 때에 연마 패드(32)에 의해 연마되는 유리판(G)의 탄성파를 검지한다.

AE 센서(4)로부터의 AE 신호가, 제어부(40)의 신호 처리부(6)에 입력된다. 신호 처리부(6)는 AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단한다. AE 센서(4)에 의해 연마 시에 발생하는 유리판(G)의 깨짐 발생의 초기 단계에 발생하는 레벨 낮은 탄성파를 검지할 수 있으므로, 신호 처리부(6)에 의해 초기 단계의 유리판(G)의 깨짐을 판단할 수 있다.

유리판(G)의 연마 공정의 하나의 스테이지에 있어서, 유리판(G)의 깨짐이 판단된 경우에는, 경보를 내서 연마 장치(50)를 정지시킨다. 유리판(G)의 깨짐이 판단되지 않는 경우에는, 연속적으로 유리판(G)을 적재한 테이블(16)이 수평 방향으로 다음 스테이지로 반송된다. 연마 공정의 다음 스테이지에 있어서, 연마 헤드(34)에 설치된 연마 패드(32)에 의해 유리판(G)이 연마된다. 유리판(G)이 연마될 때, AE 센서(4)는 연마액(44)에 접촉된다. AE 센서(4)는 연마액(44)을 통하여 유리판(G)으로부터 탄성파를 검지한다. AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 제어부(40)의 신호 처리부(6)에 입력된다. 신호 처리부(6)에 의해, AE 센서(4)로부터의 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써, 유리판(G)의 깨짐을 판단할 수 있다.

본 실시 형태에서는 하나의 연마 헤드(34)와 하나의 AE 센서(4)가 하나의 조를 구성하고 있으므로, 연속식 연마 장치(50)에 있어서, 어느 스테이지에 있어서 유리판(G)의 깨짐이 발생했는지를 검지할 수 있다.

단, 연마 헤드(34)와 AE 센서(4)의 수는, 반드시 일치할 필요는 없고, 2개의 연마 헤드(34)와 1개의 AE 센서(4)가 하나의 조를 구성하는 경우여도 된다. 또한, AE 센서(4)로부터의 AE 신호의 소정의 역치는, 각 스테이지의 센서마다 설정할 수 있고, 센서마다 다른 역치를 설정해도 된다.

이어서, AE 센서(4)의 바람직한 배치에 대하여 도 6을 참조하여 설명한다. 도 6에 도시된 바와 같이, AE 센서(4)는 평면에서 보아 연마 헤드(34)를 통과하는 유리판(G)과 겹치는 위치에 배치되는 것이 바람직하다. 유리판(G)과 AE 센서(4)의 거리를 근접시킬 수 있으므로, 유리판(G)으로부터 발생하는 탄성파가 감쇠되는 일 없이 검지할 수 있다.

또한, AE 센서(4)는 유리판(G)의 폭 방향의 중앙에 배치되는 것이 바람직하다. AE 센서(4)를 폭 방향의 중앙에 배치함으로써, 유리판(G)의 어느 부분에서 깨짐이 발생해도, 그 탄성파를 검지하는 것이 가능하게 된다. 유리판(G)의 폭 방향이란, 평면에서 보아, 유리판(G)의 반송 방향에 직교하는 방향을 의미한다.

본 실시 형태의 낱장식 및 연속식의 유리판 연마 장치, 및 연마 방법에, 상술한 유리 깨짐 검지 장치, 및 검지 방법의 기술을, 모두 적용하는 것이 가능하다.

또한, 신호 처리부(6)가 유리 깨짐을 판단한 경우에, 경고를 발하는 경고 발생부를 제어부(40)에 설치하는 것이 바람직하다. 또한, 제어부(40)에 의해 연마를 정지시키는 것이 바람직하다. 신호 처리부(6)에 의해 유리판(G)의 깨짐의 초기 단계를 판단할 수 있기 때문에, 유리판(G)이 산산조각으로 파쇄되기 전에 유리판(G)의 깨짐을 판단하여, 연마 장치(30, 50)를 정지시킬 수 있다. 연마 패드(32)의 피해나 청소 작업 등에 기인하는 중단 시간을 최소한으로 억제할 수 있다.

(유리판의 제조 방법)

상술한 유리 깨짐 검지 방법에 의한 깨짐 검지 공정을, 용융 유리로부터 판상의 유리로 성형하는 공정과, 판상의 유리를 절단하여 유리판을 잘라내는 공정을 적어도 포함하는 유리판의 제조 방법에 적용할 수 있다. 유리판의 제조 방법은, 절단 공정 이외에, 모따기 공정, 천공 공정, 연마 공정, 반송 공정, 세정 공정을 가질 수 있다. 이들 공정에 있어서 액체를 사용함으로써, 유리판의 깨짐에 기인하는 탄성파를 검지할 수 있어, 초기 단계의 유리판 깨짐을 판단할 수 있다.

특히, 절단 공정, 모따기 공정, 천공 공정, 연마 공정과 같이, 공구와 유리판(G)이 접촉하는 공정에 있어서, 유리판(G)에 깨짐이 발생하기 쉬운 상황에 있다. 따라서, 상술한 깨짐 검지 공정을 절단 공정, 모따기 공정, 천공 공정, 연마 공정에 마련하는 것이 바람직하다. 그 중에서도, 연마 공정에 깨짐 검지 공정을 마련하는 것이 특히 바람직하다.

1: 유리 깨짐 검지 장치
2: 액체 공급부
4: AE 센서
6: 신호 처리부
10: PLC 케이블
12: 프리앰프
14: 디스크리미네이터
16: 테이블
18: 테이블 패드
20: 플레이트
22: 수지제 튜브
24: 수지제 튜브
26: 플레이트
30, 50: 연마 장치
32: 연마 패드
34: 연마 헤드
36: 회전축
38: 회전 승강 장치
40: 제어부
42: 연마액 공급부
44: 연마액
G: 유리판
L: 액체

Claims (14)

1. 유리판을 액체에 접촉시키고, 또한 상기 액체에 AE 센서를 접촉시킨 상태에서, 상기 AE 센서로부터의 AE 신호를 검지하는 검지 공정과,
   상기 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써 상기 유리판의 깨짐을 판단하는 판단 공정으로서,
   상기 소정의 역치는 제1 역치와 상기 제1 역치보다 높은 레벨의 제2 역치를 포함하고,
   상기 AE 신호가 150msec 연속하여 상기 제1 역치를 초과하고 상기 제2 역치를 초과하지 않는 경우 및 상기 AE 신호가 상기 제2 역치를 초과한 경우의 각각의 경우에 있어서 깨짐이라고 판단하는 판단 공정
   을 포함하는, 유리 깨짐 검지 방법.
2. 제1항에 있어서, 상기 검지 공정은, 100kHz 이상 200kHz 이하의 범위의 주파수 대역의 상기 AE 신호를 검지하는, 유리 깨짐 검지 방법.
3. 제1항 또는 제2항에 있어서, 상기 AE 센서가 상기 액체에 대하여 전기적으로 절연되어 있는, 유리 깨짐 검지 방법.
4. 유리판에 액체를 공급하는 액체 공급부와,
   상기 액체에 접촉하는 위치에 배치되는 AE 센서와,
   상기 AE 센서로부터 입력되는 AE 신호를 처리하는 신호 처리부를 갖고,
   상기 신호 처리부는, 상기 AE 신호가 소정의 역치를 초과함으로써 상기 유리판의 깨짐을 판단하는 신호 처리부로서,
   상기 소정의 역치는 제1 역치와 상기 제1 역치보다 높은 레벨의 제2 역치를 포함하고,
   상기 AE 신호가 150msec 연속하여 상기 제1 역치를 초과하고 상기 제2 역치를 초과하지 않는 경우 및 상기 AE 신호가 상기 제2 역치를 초과한 경우의 각각의 경우에 있어서 깨짐이라고 판단하는 신호 처리부인, 유리 깨짐 검지 장치.
5. 제4항에 있어서, 상기 AE 신호를 100kHz 이상 200kHz 이하의 범위의 주파수 대역으로 필터링하는 필터를 갖는, 유리 깨짐 검지 장치.
6. 제4항 또는 제5항에 있어서, 상기 AE 센서가 상기 액체에 대하여 전기적으로 절연되어 있는, 유리 깨짐 검지 장치.
7. 연마 패드와 유리판 사이에 연마액을 공급하면서 연마 패드에 의해 상기 유리판의 표면을 연마하는 유리판의 연마 방법이며,
   상기 연마액을 상기 액체로서 적용하는 제1항 또는 제2항에 기재된 유리 깨짐 검지 방법에 의한 깨짐 검지 공정을 포함하는, 유리판의 연마 방법.
8. 유리판에 연마액을 공급하는 액체 공급부와,
   상기 유리판의 표면을 연마하는 연마 패드를 갖는 유리판의 연마 장치이며,
   상기 연마액을 상기 액체로서 적용하는 제4항 또는 제5항에 기재된 유리 깨짐 검지 장치를 구비하는, 유리판의 연마 장치.
9. 용융 유리로부터 판상의 유리로 성형하는 공정과,
   상기 판상의 유리를 절단하여 유리판을 잘라내는 공정과,
   제1항 또는 제2항에 기재된 유리 깨짐 검지 방법에 의한 깨짐 검지 공정을 포함하는, 유리판의 제조 방법.
10. 제9항에 있어서, 상기 유리판의 표면을 연마하는 연마 공정을 더 갖고, 상기 깨짐 검지 공정이 상기 연마 공정에 마련된, 유리판의 제조 방법.
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