KR20180069925A

KR20180069925A - 판상체의 연마 방법

Info

Publication number: KR20180069925A
Application number: KR1020187016539A
Authority: KR
Inventors: 유이치 우에다; 준이치 사이토; 히데오 나카무라; 히로시 기무라
Original assignee: 아사히 가라스 가부시키가이샤
Priority date: 2011-03-15
Filing date: 2012-03-12
Publication date: 2018-06-25
Also published as: KR20140010073A; CN103429383B; JPWO2012124663A1; CN105856061B; CN105798767B; TW201247362A; WO2012124663A1; CN105798767A; CN105856061A; CN103429383A

Abstract

본 발명은 판상체의 비연마면을 보유 지지함과 함께 공전 및 자전 중 어느 하나의 동작을 행하는 판상체 보유 지지 부재와, 상기 판상체의 연마면을 연마하는 면에 일방향을 따른 다수개의 홈을 가짐과 함께 공전 및 자전 중 다른 하나의 동작을 행하는 연마구를 상대적으로 근접시킴으로써 상기 판상체 보유 지지 부재에 보유 지지된 상기 판상체를 상기 연마구에 의해 연마하는 연마 방법에 있어서, 상기 판상체 보유 지지 부재 및 상기 연마구에 의한 상기 공전 동작 및 상기 자전 동작을 독립적으로 제어하여, 상기 판상체의 연마 도중에 상기 자전의 각속도를 변경하는 판상체의 연마 방법에 관한 것이다.

Description

판상체의 연마 방법 {METHOD OF POLISHING PLATE-SHAPED BODY}

본 발명은 판상체의 연마 방법에 관한 것이다.

판상체, 특히 액정 디스플레이용으로 적용되는 유리판은, 그 표면의 미소한 요철이나 굴곡이 화상에 왜곡을 주는 원인이 되기 때문에, 그 미소한 요철이나 굴곡이 연마 장치에서 제거된다. 이러한 연마 장치로서, 연마 정반에 설치된 연마 패드에, 캐리어에 보유 지지된 유리판을 꽉 누름과 함께, 연마 정반 및 캐리어를 상대적으로 회전시켜서 유리판을 연마하는 연마 장치가 일반적으로 알려져 있다.

특허문헌 1에 개시된 연마 장치는, 캐리어의 하부에 가요성의 막체를 설치함과 함께, 막체와 캐리어 사이에 가압 기체를 공급하고, 이 가압 기체의 압력에 의해, 막체에 접착된 유리판을 연마천으로 눌러서 연마한다. 이 연마 장치에 따르면, 막체와 캐리어 사이의 공간에 존재하는 가압 기체에 의해 유리판의 각 부분에 걸리는 압력이 균일한 압력으로 되므로, 유리판을 평탄하게 연마하면서 유리판의 표면의 미소 요철을 제거할 수 있다는 이점이 있다.

또한, 특허문헌 1의 연마 장치는 연마 정반에 슬러리(연마액)를 공급하고, 이 슬러리를 연마 패드의 표면으로부터 스며 나오게 해서 유리판을 연마한다. 특허문헌 1에는 홈을 갖는 연마 패드가 개시되어 있고, 이 연마 패드는 그 표면에 폭이 2 내지 6㎜, 깊이가 1 내지 5㎜인 복수의 홈이 5 내지 10㎜의 피치로 일방향을 따라서 형성되어 있다. 이 연마 패드에 따르면, 연마에 사용한 슬러리를, 상기 홈을 통해서 연마 패드의 외부로 배출할 수 있으므로, 연마 패드에 눈막힘이 발생하기 어려워, 연마력이 안정화된다고 하는 이점이 있다.

일본 특허 공개 제2004-122351호 공보

그러나, 특허문헌 1의 연마 장치에서는 연마 후의 유리판의 연마면에 연마 패드의 홈이 전사하여 줄무늬 형상 모양의 연마 얼룩이 발생하고, 또한 이 연마 얼룩은 국소적으로 발생한다는 문제가 있었다.

본 발명은 이러한 사정을 감안하여 이루어진 것으로, 판상체 표면의 미소한 요철이나 굴곡을 제거할 수 있음과 함께, 연마 패드의 홈에 기인하는 국소적인 연마 얼룩을 억제할 수 있는 판상체의 연마 방법을 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은 상기 목적을 달성하기 위해서, 판상체의 비연마면을 보유 지지함과 함께 공전 및 자전 중 어느 하나의 동작을 행하는 판상체 보유 지지 부재와, 상기 판상체의 연마면을 연마하는 면에 일방향을 따른 다수개의 홈을 가짐과 함께 공전 및 자전 중 다른 하나의 동작을 행하는 연마구를 상대적으로 근접시킴으로써 상기 판상체 보유 지지 부재에 보유 지지된 상기 판상체를 상기 연마구에 의해 연마하는 연마 방법에 있어서, 상기 판상체 보유 지지 부재 및 상기 연마구에 의한 상기 공전 동작 및 상기 자전 동작을 독립적으로 제어하여, 상기 판상체의 연마 도중에 상기 자전의 각속도를 변경하는 판상체의 연마 방법을 제공한다.

본 발명에 따르면, 공전 동작에 의해 판상체의 표면의 요철을 제거하기 위한 주된 힘을 얻을 수 있으므로, 판상체 표면의 미소한 요철이나 굴곡을 제거할 수 있다. 또한, 자전 동작에 의해, 판상체의 연마면의 품질을 제어할 수 있다. 자전 동작에 있어서, 일정한 각속도로 연마를 계속하면, 연마구의 홈에 기인하는 국소적인 연마 얼룩이 판상체에 발생한다. 따라서 본 발명은 판상체의 연마 중에 자전의 각속도를 변경한다. 이에 의해, 연마구에 의한 연마 패턴이 바뀌므로, 연마구의 홈에 기인하는 국소적인 연마 얼룩을 억제할 수 있다.

본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 판상체의 접착 위치에서 상기 판상체의 비연마면을 판상체 접착 부재에 접착하는 접착 공정과, 상기 접착 위치와 상기 판상체의 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 접착 위치와 상기 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 보유 지지부에 의해, 상기 접착 위치로부터 상기 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과, 상기 연마 위치에 위치하는 상기 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 연마구에 의해 연마하는 연마 공정과, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하고, 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 판상체 제거 공정, 또는 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하고, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 판상체 제거 공정과, 상기 판상체가 제거된 상기 판상체 접착 부재를 상기 접착 위치로 반송하는 반송 공정을 갖고, 상기 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 접착 부재를 상기 연마 위치로 반송한 상기 보유 지지부를 상기 접착 위치로 반송하는 것이 바람직하다.

본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 판상체의 접착 위치에서 상기 판상체의 비연마면을 판상체 접착 부재에 접착하는 접착 공정과, 상기 접착 위치와 상기 판상체의 제1 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 접착 위치와 상기 제1 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 제1 보유 지지부에 의해, 상기 접착 위치로부터 상기 제1 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과, 상기 제1 연마 위치에 위치하는 상기 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 연마구 중 제1 연마구에 의해 연마하는 제1 연마 공정과, 상기 제1 연마 위치와 제2 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 연마 위치와 상기 제2 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 제2 보유 지지부에 의해 상기 제1 연마 위치로부터 상기 제2 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과, 상기 제2 연마 위치에 위치하는 상기 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 연마구 중 제2 연마구에 의해 연마하는 제2 연마 공정과, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하고, 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 판상체 제거 공정, 또는 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하고, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 판상체 제거 공정과, 상기 판상체가 제거된 상기 판상체 접착 부재를 상기 판상체 접착 위치로 반송하는 반송 공정을 갖고, 상기 제1 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 접착 부재를 상기 연마 위치로 반송한 상기 제1 보유 지지부를 상기 접착 위치로 반송하고, 상기 제2 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 접착 부재를 상기 제2 연마 위치로 반송한 상기 제2 보유 지지부를 상기 제1 연마 위치로 반송하는 것이 바람직하다.

뱃치식 연마 장치에서는, 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를 접착 위치에 보유 지지하고, 이것을 연마 위치까지 반송하는 것이 필요해진다. 종전은 판상체 보유 지지 부재를 연마 위치로부터 접착 위치로 이동시키고, 여기에서 판상체 보유 지지 부재에 판상체 접착 부재를 장착하고, 이 후, 판상체 보유 지지 부재를 접착 위치로부터 연마 위치로 이동시킴으로써 판상체 접착 부재를 반송하고 있다. 그러나, 이 반송 방법으로는, 판상체의 연마가 종료한 판상체 보유 지지 부재를, 연마 위치와 접착 위치 사이에서 왕복 이동시키기 위해서, 판상체 접착 부재의 반송에 수십 초부터 수 분이라고 하는 시간을 필요로 하고, 이 시간이 판상체의 생산성을 향상시킨다고 하는 과제에 영향을 주었다. 또한, 판상체의 대형화에 수반하여 판상체 접착 부재가 대형이 되면, 판상체 보유 지지 부재도 대형이 되어 그 무게가 수십 톤이나 달한다. 이러한 중량물의 판상체 보유 지지 부재를 이동시키는 것은, 장치 구성 상에 있어서 매우 대규모의 것이 되고, 또한 이동 속도도 높일 수 없고, 게다가 러닝 코스트도 증대한다.

따라서, 본 발명은 판상체 접착 부재의 반송에 필요로 하는 시간을 단축하기 위해서, 판상체 접착 부재를 보유 지지하여 반송하기 위한 소형의 전용 반송기를 연마 장치 내에 설치하고, 이 경우에 있어서의 판상체의 생산성을 높인 연마 방법을 제공한다. 즉, 본 발명의 목적은, 판상체 표면의 미소한 요철이나 굴곡을 제거하고, 또한 연마 패드의 홈에 기인하는 국소적인 연마 얼룩을 억제하는 것을 전제로 해서, 판상체의 생산성을 높이는 데에 있다.

상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 가이드 부재 및 보유 지지부를 포함해서 이루어지는 전용 반송기를 연마 장치에 설치하고, 이 전용 반송기를 사용한 연마 방법을 제공한다.

또한, 상기 목적을 달성하기 위해서 본 발명은 가이드 부재, 제1 보유 지지부 및 제2 보유 지지부를 포함해서 이루어지는 전용 반송기를 연마 장치에 설치하고, 이 전용 반송기를 사용한 연마 방법을 제공한다.

상기 보유 지지부와 상기 제1 보유 지지부는, 마찬가지의 기능, 작용을 발생하는 것이므로, 전술한 연마 방법 중 후자의 연마 방법에 대해서 설명한다.

본 발명의 연마 방법은, 접착 공정, 판상체 반송 공정, 제1 연마 공정, 제2 연마 공정, 판상체 제거 공정 및 반송 공정을 구비하고, 제1 연마 공정에서의 판상체의 연마 시간(판상체 접착 부재를 판상체 보유 지지 부재에 장착하는 시간을 포함) 중에, 제1 연마 위치에 판상체 접착부를 반송한 제1 보유 지지부를, 가이드 부재를 따라서 접착 위치로 반송한다. 또한, 제2 연마 공정에서의 판상체의 연마 시간(판상체 접착 부재를 판상체 보유 지지 부재에 장착하는 시간을 포함) 중에, 제2 연마 위치에 판상체 접착부를 반송한 제2 보유 지지부를, 가이드 부재를 따라서 제1 연마 위치로 반송한다.

이와 같이 제1 연마 공정에서의 판상체의 연마 시간을 이용해서, 제1 보유 지지부를 접착 위치로 반송함으로써, 상기 연마 시간을 이용해서, 다음 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를 제1 보유 지지부에 보유 지지시킬 수 있다. 그리고, 제1 연마 공정이 종료되면 즉시, 다음 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를, 제1 보유 지지부에 의해 제1 연마 위치로 반송할 수 있다. 또한, 제2 연마 공정에서의 판상체의 연마 시간을 이용해서, 제2 보유 지지부를 제1 연마 위치로 반송함으로써, 상기 연마 시간을 이용해서, 제2 보유 지지부를 제1 연마 위치에 대기시킬 수 있다. 그리고, 제1 연마 공정이 종료되면 즉시, 제1 연마 위치로부터 제2 연마 위치에 판상체 접착 부재를 제2 보유 지지부에 의해 반송할 수 있다.

따라서, 본 발명의 연마 방법은, 제1 보유 지지부를 제1 연마 위치로부터 접착 위치로 반송하는 공정과, 다음 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를 보유 지지부에 보유 지지시키는 공정과, 제2 보유 지지 부재를 제2 연마 위치로부터 제1 연마 위치로 반송하는 공정을, 연마 시간 중에 실시할 수 있으므로, 판상체 보유 지지 부재를 연마 위치와 접착 위치 사이에서 왕복 이동시키는 종전의 연마 방법과 비교해서, 판상체의 생산성이 대폭 향상된다.

본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 판상체 접착 부재는 직사각 형상으로 구성되고, 상기 판상체 보유 지지 부재는 공전 동작되고, 상기 연마구는 소정의 각도 범위에서 선회, 또는 상기 선회와 상기 판상체의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작에 의해 상기 판상체와 상기 연마구 사이에 상대 운동을 발생시키는 것이 바람직하다.

또한, 본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 판상체 접착 부재는 직사각 형상으로 구성되고, 상기 판상체 보유 지지 부재는 공전 동작되고, 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구는 소정의 각도 범위에서 선회, 또는 상기 선회와 상기 판상체의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작에 의해 상기 판상체와 상기 제1 연마구 사이 및 상기 판상체와 상기 제2 연마구 사이에 상대 운동을 발생시키는 것이 바람직하다.

1변이 1000㎜를 초과하는 대형 직사각 형상 판상체를, 판상체 접착 부재를 개재해서 판상체 보유 지지 부재에 의해 자전 및 공전시키면, 판상체 접착 부재의 가동 범위가 커지기 때문에, 판상체 보유 지지 부재에의 판상체 접착 부재의 투입 및 취출에 장시간을 필요로 한다. 또한, 본 발명의 연마 방법에 의해 연마되는 판상체의 1변의 길이는, 상술한 바와 같이 1000㎜ 초과가 바람직하고, 2000㎜(예를 들어 2200×2500㎜) 이상이 보다 바람직하고, 2800㎜(예를 들어 2800×3000㎜) 이상이 더욱 바람직하다.

따라서, 대형의 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를 보유 지지하는 판상체 보유 지지 부재를 공전시키고, 연마구를 선회시키는 연마 방법으로 한다. 이에 의해, 판상체 접착 부재의 가동 범위가 전술한 가동 범위와 비교해서 작아지기 때문에, 판상체 보유 지지 부재로의 판상체 접착 부재의 투입 및 취출을 단시간에 실시할 수 있다. 또한, 판상체 접착 부재의 가동 범위가 작아지므로, 다수개의 기둥재나 빔재가 설치되어 있는 연마 장치가 협소한 공간에 전용 반송기를 설치하는 것이 가능하게 된다. 또한, 판상체가 접착된 판상체 접착 부재를 보유 지지하는 판상체 보유 지지 부재를 공전시킴으로써, 판상체 표면의 미소 요철을 제거하기 위한 힘을 얻을 수 있다.

또한, 연마구측을 선회시킴과 함께 연마 중에 각속도를 변경함으로써, 연마구의 표면 상태, 예를 들어 연마구의 표면에 형성되어 있는 홈이 판상체의 연마면에 전사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 판상체 보유 지지 부재의 공전 및 연마구의 선회의 연마 동작을 실현하면서, 전용 반송기에 의해 판상체 반송의 효율화가 도모되고 있으므로, 판상체의 생산성을 종전과 비교해서 향상시킬 수 있다.

본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 가이드 부재는 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일을 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 레일 사이에 상기 판상체 접착 부재가 상기 보유 지지부에 의해 반송되고, 상기 판상체 접착 부재의 상기 가이드 레일의 배치 방향에 대해 직교하는 방향의 길이(L1)와, 상기 판상체 접착 부재의 단부로부터 상기 가이드 레일까지의 거리(L2, L3)의 비(L2/L1, L3/L1)가 0.28 내지 0.35인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 보유 지지부의 치수 및 강성을 최적화할 수 있으며, 보유 지지부의 고속 선회 동작 및 판상체 접착 부재의 고속 반송을 실현할 수 있다. 또한, 상기 최적화란, 보유 지지부의 크기를 소형화할 수 있어, 보유 지지부의 휨 및 보유 지지부의 진동을 억제할 수 있다고 하는 의미이다.

본 발명의 판상체의 연마 방법은, 상기 가이드 부재는 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일을 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 레일 사이에 상기 판상체 접착 부재가 상기 제1 보유 지지부 및 상기 제2 보유 지지부에 의해 반송되고, 상기 판상체 접착 부재의 상기 가이드 레일의 배치 방향에 대해 직교하는 방향의 길이(L'1)와, 상기 판상체 접착 부재의 단부로부터 상기 가이드 레일까지의 거리(L'2)의 비(L'2/L'1, L'3/L'1)가 0.28 내지 0.35인 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 제1 및 제2 보유 지지부의 치수 및 강성을 최적화할 수 있으며, 제1 및 제2 보유 지지부의 고속 선회 동작 및 판상체 접착 부재의 고속 반송을 실현할 수 있다. 또한, 상기 최적화란, 제1 및 제2 보유 지지부의 크기를 소형화할 수 있어, 제1 및 제2 보유 지지부의 휨 및 제1 및 제2 보유 지지부의 진동을 억제할 수 있다고 하는 의미이다.

본 발명의 판상체의 연마 방법에 있어서, 상기 반송 공정은, 상기 판상체 접착 부재를 수평 방향, 수직 방향, 또는 수평 방향에 대해 경사진 경사 방향으로 반송하는 것이 바람직하다.

본 발명에 따르면, 판상체 접착 부재를 수평 방향으로 반송한 경우, 반송 공정 설비를 간소화할 수 있어, 반송 시간을 단축할 수 있다. 즉, 판상체는 수평 자세로 연마되기 때문에, 판상체 접착 부재도 수평 자세이다. 따라서, 판상체의 연마 종료 후, 판상체 접착 부재를 그 자세 그대로(수평 그대로) 반송하면, 판상체 접착 부재의 자세를 수직 또는 경사지게 하지 않으므로, 반송 시간을 단축할 수 있다. 또한, 판상체 접착 부재를 수직 방향 또는 수평 방향에 대해 경사진 경사 방향으로 반송한 경우, 반송 공정 내에 있어서의 판상체 접착 부재의 세정 건조를 효율적으로 행할 수 있다. 즉, 판상체의 연마 종료 후, 판상체 접착 부재는 세정되기 때문에, 그 표면에는 세정에 사용한 수분이 남아 있다. 판상체 접착 부재를 수직 또는 수평 방향에 대해 경사지게 함으로써, 그 수분을 흘려 보낼 수 있어, 판상체 접착 부재를 효율적으로 건조할 수 있어, 건조 시간을 단축할 수 있다.

본 발명에 따르면, 판상체 표면의 미소한 요철이나 굴곡을 제거할 수 있음과 함께, 연마 패드의 홈에 기인하는 국소적인 연마 얼룩을 억제할 수 있다. 또한, 판상체의 생산성을 향상시킬 수 있다.

도 1은 실시 형태의 연마 장치의 전체 구조를 도시하는 평면도.
도 2는 캐리어 및 막 프레임의 조립 사시도.
도 3은 연마 헤드 및 연마 스테이지의 실시 형태를 도시하는 측면도.
도 4는 연마 정반의 구성을 나타낸 일부 파단부를 포함하는 사시도.
도 5는 캐리어에 대한 막 프레임의 장착 구조를 나타낸 주요부 확대 단면도.
도 6a는 막체를 팽창시켜서 막 프레임으로부터 유리판을 제거하는 초기 상태를 도시한 도면.
도 6b는 압축 공기 분사 노즐로부터 압축 공기를 유리판의 테두리부와 막체의 경계부로 분사시킨 도면.
도 6c는 막체로부터 유리판이 박리되어 가는 설명도.
도 6d는 유리판이 막체로부터 완전히 제거되어 테이블 위에 적재된 설명도.
도 6e는 캐리어로부터 막 프레임을 제거 장치에 의해 제거하여 막 프레임을 잭에 적재한 설명도.
도 7은 반송 장치의 구성을 나타낸 사시도.
도 8은 반송 장치의 구성을 나타낸 주요부 확대 사시도.
도 9는 반송 장치의 구성을 나타낸 평면도.
도 10은 연마 패드의 평면도.
도 11은 연마 패드의 주요부 확대 단면도.
도 12는 막 프레임이 가이드 레일의 하우징에 충돌하는 설명도.
도 13은 유리판의 공전 궤적을 나타낸 설명도.
도 14는 유리판의 연마 후의 거칠기를 규격화하여 비교한 그래프.
도 15는 막체와 가이드 레일의 크기의 관계를 나타낸 평면도.

이하, 첨부 도면을 따라서 본 발명에 따른 판상체의 연마 방법의 바람직한 실시 형태를 상세하게 설명한다.

도 1은 실시 형태의 연마 장치(10)의 전체 구조를 도시하는 평면도이다. 도 2는 캐리어(52) 및 막 프레임(14)의 조립 사시도이다. 도 3은 연마 헤드(50) 및 연마 스테이지의 실시 형태를 도시하는 측면도이다.

연마 장치(10)는, 예를 들어 1변이 1000㎜를 초과하고, 두께가 0.2㎜ 내지 0.7㎜의 대형 유리판(G)의 연마면을 액정 디스플레이용 유리판에 필요한 평탄도로 연마하는 연마 장치이다.

이 연마 장치(10)는 연마 전인 유리판(G)을 반입하는 유리판 반입용 컨베이어(12), 유리판(G)을 막 프레임(판상체 접착 부재)(14)에 접착하는 유리판 접착 스테이지(접착 위치:접착 공정)(16), 제1 연마 스테이지(제1 연마 위치:제1 연마 공정)(18), 제2 연마 스테이지(제2 연마 위치:제2 연마 공정)(20), 연마 완료된 유리판(G)을 막 프레임(14)으로부터 제거하는 유리판 제거 스테이지(판상체 제거 공정)(22), 유리판 반출용 컨베이어(24), 막 프레임 세정 스테이지(26), 막 프레임 건조 스테이지(28) 및 막 프레임 반송 컨베이어(반송 공정)(30)를 주로 구비하고 있다.

이하, 설명을 간략하기 위해서, 유리판 접착 스테이지(16), 제1 연마 스테이지(18), 제2 연마 스테이지(20), 유리판 제거 스테이지(22), 막 프레임 세정 스테이지(26) 및 막 프레임 건조 스테이지(28)에 대해서는, 간단히 스테이지(16, 18, 20, 22, 26, 28)라고 기재한다.

연마 장치(10)에는 스테이지(16)로부터 스테이지(18)로 막 프레임(14)을 반송하는 반송 장치(전용 반송기)(150), 스테이지(18)로부터 스테이지(20)로 막 프레임(14)을 반송하는 반송 장치(152), 및 스테이지(20)로부터 스테이지(22)로 막 프레임(14)을 반송하는 반송 장치(154)가 설치되어 있다. 이들 반송 장치(150, 152, 154)는 동일 구성이며 연마 장치(10)를 통괄 제어하는 제어부(200)에 의해 그 동작이 제어되어 있으며, 도 1 상에서 좌우 방향으로 동기하여 왕복 이동된다.

유리판 반입용 컨베이어(12)에 의해 반입된 연마 전인 유리판(G)은 로봇(32)의 아암(33)에 설치된 흡착 패드(34)에 흡착 보유 지지된다. 그리고, 아암(33)의 회전 동작에 의해 유리판 반입용 컨베이어(12)로부터 컨베이어(36)로 이동 탑재되고, 컨베이어(36)에 의해 스테이지(16)로 반송된다.

스테이지(16)에 있어서, 연마 전인 유리판(G)이 막 프레임(14)에 접착된다. 이 접착 방법에 대해서 설명하면 막 프레임(14)은 스테이지(16)에 있어서, 도시하지 않은 승강 장치에 보유 지지되어 있고, 막 프레임(14)의 하방에 유리판(G)이 위치한 곳에서, 막 프레임(14)이 승강 장치에 의해 하강 이동되고, 도 2에 도시하는 막 프레임(14)에 장설된 가요성 및 자기 흡착성이 있는 막체(38)가 유리판(G)의 비연마면에 눌러진다. 이 가압력에 의해 유리판(G)의 비연마면이 막체(38)에 접착된다. 그 후, 막 프레임(14)이 도 1의 반송 장치(150)에 보유 지지되고, 도 3의 스테이지(18)로 반송되어, 여기에서 연마 헤드(50)의 캐리어(판상체 보유 지지 부재)(52)에 장착된다. 또한, 이하에 설명하는 막 프레임(14)은 막체(38)가 장설된 전체를 가리켜서 칭한다. 또한, 반송 장치(150)에 대해서는 후술한다.

도 2에 도시한 바와 같이 막 프레임(14)은, 유리판(G)을 접착할 수 있는 직사각 형상의 막체(38)를, 마찬가지로 직사각 형상의 상 프레임(40)과 하 프레임(42) 사이에 장설한 후, 상 프레임(40)과 하 프레임(42)을 도시하지 않은 볼트에 의해 체결함으로써 구성된다.

이어서, 도 3에 도시한 연마 헤드(50)에 대해서 설명한다. 또한, 스테이지(18)의 연마 헤드(50) 및 스테이지(20)의 연마 헤드(50)는 동일 구조이므로, 동일한 부호를 붙여서 설명한다.

연마 헤드(50)는 본체 케이싱(51)을 구비하고 있고, 본체 케이싱(51)에는 도시하지 않은 공전 구동 기구부가 내장되어 있다. 이 공전 구동 기구부는, 유성 기어 기구부와 모터로 구성되며, 이 모터로 구동되는 유성 기어 기구부의 출력축이, 연직 방향으로 늘어진 스핀들(56)에 연결되어 있다. 또한, 이 스핀들(56)에 캐리어(52)가 연결되어 있다. 따라서, 상기 유성 기어 기구부가 구동되면, 캐리어(52) 및 막 프레임(14)은 소정의 공전 중심 P를 중심으로 공전된다(도 13 참조).

또한, 도 3에 도시하는 본체 케이싱(51)은 슬라이더(158)를 개재해서 승강 기구(156)에 연결되어 있다. 이 승강 기구(156)에 의해 본체 케이싱(51)이 슬라이더(158)에 대해 승강됨으로써, 캐리어(52)가 스테이지(18)의 원형의 연마 패드(제1 연마구)(58) 및 스테이지(20)의 원형의 연마 패드(제2 연마구)(60)에 대해 진퇴 이동됨과 함께, 막 프레임(14)에 접착된 유리판(G)의 연마면이 연마 패드(58, 60)에 소정의 연마 압력으로 가압된다.

또한, 연마 장치(10)로부터 슬라이더(158)를 제거하고, 본체 케이싱(51)이 승강 기구(156)에 직접 연결되어도 된다.

도 4는 연마 정반(62)의 구성을 나타낸 일부 파단부를 포함하는 사시도이다. 연마 패드(58)는 도 4와 같이 연마 정반(62)의 상면에 부착된다. 이 연마 정반(62)은 연마 테이블(64)에 베어링(65)을 개재해서 회전 가능하게 지지되어 있고, 그 회전 중심은 연마 패드(58)의 중심축과 동축 상에 설정되어 있다. 또한, 연마 정반(62)의 측면에는 기어부(66)가 설치되고, 이 기어부(66)에, 모터(68)에 의해 회전되는 기어(67)가 맞물려 있다. 또한, 기어부(66)는 연마 패드(58)의 중심축을 중심으로 하는 원호 형상으로 구성되어 있다. 따라서, 모터(68)를 구동함으로써, 연마 패드(58)가 그 중심축을 중심으로 회동(자전)된다.

또한, 연마 테이블(64)은 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일(69, 69)에 슬라이드 이동 가능하게 지지되어 있다. 연마 테이블(64)을 가이드 레일(69, 69)을 따라 왕복 동작시키는 구동부(도시하지 않음)를 구비함으로써, 연마 패드(58)가 필요 시에 있어서 수평 방향으로 요동된다. 연마 패드(58)의 요동 방향은, 도 1의 반송 장치(150)에 의한 반송 방향에 대해 직교하는 방향이어도 되고, 이 반송 방향에 평행한 방향이어도 된다. 즉, 연마 패드(58)를 수평 방향으로 요동시키는 방향이면 된다.

또한, 도 4의 연마 정반(62)에는, 연마 패드(58)의 이면측에 슬러리를 공급하기 위한 다수의 호스(도시하지 않음)가 연결되어 있다. 이들 호스가 얽히지 않도록 하지 않기 위해서, 연마 패드(58)는 소정의 기준 위치로부터 소정의 각도 범위에서 선회하도록 그 회전이 규제되고 있다. 상기 호스로부터 연마 패드(58)의 이면측에 공급된 슬러리는, 연마 패드(58)의 내부를 관통하는 슬러리 공급 구멍을 통과하여 연마 패드(58)의 표면에 공급된다.

또한, 연마 패드(58)의 선회 각도의 범위, 선회 속도 등의 선회 동작, 단위 시간당 공전 회전수 등의 공전 동작은, 도 1의 제어부(200)에 의해 독립하여 제어되고 있다.

연마 패드(60)의 각 부 구성에 대해서는, 상술한 연마 패드(58)의 구성과 동일하므로, 여기에서는 그의 설명을 생략한다.

한편, 도 3과 같이 스테이지(18)의 슬라이더(158)에는, 직동 가이드(70, 70)가 장착되어 있다. 직동 가이드(70, 70)는 가이드 레일(72, 72)에 끼워 맞추어져 있다. 이 가이드 레일(72, 72)은 도 1의 파선과 같이 스테이지(18)의 스핀들(56)이나 캐리어(52)를 유지 보수하는 유지 보수 스테이지(74)를 향해서 배치되어 있다.

또한, 도 3과 같이 스테이지(20)의 슬라이더(158)에도 마찬가지로, 직동 가이드(70, 70)가 장착되며, 직동 가이드(70, 70)는 가이드 레일(160, 160)에 끼워 맞추어져 있다. 이 가이드 레일(160, 160)은 도 1의 파선과 같이 스테이지(20)의 스핀들(56)이나 캐리어(52)를 유지 보수하는 유지 보수 스테이지(76)를 향해서 배치되어 있다.

또한, 연마 장치(10)로부터 슬라이더(158)를 제거하고, 직동 가이드(70, 70)가 승강 기구(156)에 직접 장착되어도 된다.

이어서, 도 2 및 도 5에 도시하는 캐리어(52)에 대해서 설명한다. 도 5는 캐리어(52)에 대한 막 프레임(14)의 장착 구조를 나타낸 주요부 확대 단면도이다.

캐리어(52)의 상부 외주부에는, 현수 프레임(78)이 도시하지 않은 볼트에 의해 고정되어 있다. 현수 프레임(78)의 플랜지부에는, 관통 구멍(80, 80…)이 소정의 등간격으로 개구되고, 이들 관통 구멍(80, 80…)에, 미끄럼 이동 프레임(82)(slide-contact frame)의 상면에 돌출 설치된 미끄럼 이동 프레임 현수구(84)가 도 5와 같이 하방으로부터 관통된다. 또한, 미끄럼 이동 프레임 현수구(84)는 도 5에 도시한 바와 같이 현수 프레임(78)과 현수용 접시 스프링(86) 사이에 배치된 현수 스프링(88)에 관통됨과 함께, 현수용 접시 스프링(86)의 관통 구멍(90)에 관통되어, 스크루우 잭(92)에 연결되어 있다.

따라서, 스크루우 잭(92)을 동작시켜, 미끄럼 이동 프레임 현수구(84)를 현수 스프링(88)의 가압력에 저항하여 상방으로 끌어올림으로써, 미끄럼 이동 프레임(82)이 캐리어(52)에 대해 끌어올려진다. 이에 의해, 미끄럼 이동 프레임(82)에 착탈 가능하게 장착된 막 프레임(14)이 끌어올려져서, 막체(38)에 소정의 장력이 부여된다.

캐리어(52)에는, 공기실(54)에 압축 공기를 분출하는 분사구(98, 98…)가 개구되어 있다. 이들 분사구(98, 98…)는, 캐리어(52)의 상면에 구비된 공기실(100)을 통해서, 도 3 상의 파선으로 나타내는 공기 공급로(102)에 연통된다. 공기 공급로(102)는 연마 헤드(50)에 장착된 도시하지 않은 로터리 조인트를 개재해서 연마 헤드(50)의 외부로 연장 설치되며, 밸브(104)를 개재해서 공기 펌프(106)에 접속되어 있다. 따라서, 밸브(104)를 개방하면, 공기 펌프(106)로부터의 압축 공기가 공기 공급로(102), 도 5의 공기실(100) 및 분사구(98)를 통해서 공기실(54)로 공급된다. 이에 의해, 압축 공기의 압력이 막체(38)를 통해서 유리판(G)에 전달되고, 이 압력에 의해 유리판(G)의 연마면이 도 3의 연마 패드(58, 60)에 눌러져서 연마된다.

이어서, 도 2 및 도 5에 도시한 미끄럼 이동 프레임(82)에 대한 막 프레임(14)의 착탈 수단의 구조에 대해서 설명한다.

막 프레임(14)의 상 프레임(40)에는 복수의 핀(108, 108…)이 등간격으로 돌출 설치되고, 이들 핀(108)의 상단부에 구비된 대직경의 헤드부(110)가, 미끄럼 이동 프레임(82)의 하부에 고정된 훅(112)에 결합됨으로써, 막 프레임(14)이 미끄럼 이동 프레임(82)에 장착된다. 헤드부(110)와 훅(112)의 걸림 결합력은, 스크루우 잭(92)에 의해 막체(38)를 위로 올렸을 때의 막체(38)의 반력에 의해 강고해져서, 연마 시에 막체(38)로부터 받는 연마 저항에서는 훅(112)으로부터 헤드부(110)가 빠지지 않도록 되어 있다.

유리판(G)의 연마는, 도 3과 같이 반송 장치(150)에 의해, 유리판(G)이 부착된 막 프레임(14)을 스테이지(16)로부터 스테이지(18)로 반송하고, 스테이지(18)에 있어서 유리판(G)의 연마면을 연마한 후, 반송 장치(152)에 의해 유리판(G)이 부착된 막 프레임(14)을 스테이지(18)로부터 스테이지(20)로 차례로 반송하고, 스테이지(20)에 있어서 유리판(G)의 연마면을 연마함으로써 2단계로 실시된다. 또한, 스테이지(20)에서 유리판(G)의 연마가 종료되면, 여기에서 막 프레임(14)이 캐리어(52)로부터 제거되어 반송 장치(154)에 의해 스테이지(22)로 반송된다. 또한, 연마 스테이지는 용도에 따라 하나든 둘 이상이든 상관없다. 효율이나 비용을 고려하면, 초벌 연마 스테이지와 마무리 연마 스테이지의 두 스테이지를 구비하는 것이 바람직하지만, 경우에 따라 고품질 목적을 위해 마무리 연마 스테이지를 추가해도 된다.

캐리어(52)로부터 막 프레임(14)을 제거하는 방법은, 우선 도 5에 도시한 스크루우 잭(92)을 느슨하게 하는 방향으로 동작시켜서, 막체(38)의 장력을 해소한다. 이어서, 캐리어(52)에 대해 막 프레임(14)을 슬라이드시켜서 훅(112)으로부터 헤드부(110)를 제거한다. 이에 의해, 캐리어(52)로부터 막 프레임(14)이 제거된다.

한편, 도 1에 도시한 스테이지(22)에서는 반송 장치(154)에서 반송되어 온 막 프레임(14)으로부터, 연마 종료된 유리판(G)을 제거한다. 제거된 유리판(G)은 컨베이어(138)에 의해 반송되고, 그리고 로봇(140)의 아암(142)에 장착된 흡착 헤드(144)에 흡착되어, 로봇(140)의 동작에 의해 유리판 반출용 컨베이어(24)로 이동 탑재되어, 연마 장치(10)의 외부로 반출된다.

도 6a 내지 도 6d에는, 스테이지(22)에서 실시되는, 연마 완료된 유리판(G)을 막 프레임(14)으로부터 제거하는 공정이 도시되어 있다. 또한, 도 6a 내지 도 6d에서는 막 프레임(14)으로부터 유리판(G)을 제거한 후, 막 프레임(14)을 캐리어(52)로부터 제거하는 예를 설명하지만, 상술한 바와 같이, 캐리어(52)로부터 막 프레임(14)을 제거한 후, 막 프레임(14)으로부터 유리판(G)을 제거해도 된다.

도 6a에 도시한 바와 같이, 스테이지(22)에 설치된 테이블(204)의 상방에 캐리어(52)가 위치하면, 공기 공급로(102)를 통해서 공기실(54)에 공기를 공급하여, 막체(38)를 팽창시킨다. 이 상태가 유리판(G) 제거의 초기 상태이다. 이 상태로 하면, 유리판(G)과 막체(38)가 상대적으로 위치 어긋남을 일으키는 것, 및 유리판(G)이 평평하게 되돌아가려고 하는 탄성력에 의해, 유리판(G)이 막체(38)로부터 용이하게 제거된다. 즉, 종래, 유리판(G)을 강제로 제거함으로써 설비에 부담이 있었던 제거 공정을, 막체(38)를 팽창시킴으로써 용이하게 행할 수 있게 되었다.

제거 공정에서의 작업 시간을 단축하기 위해서, 다른 실시 형태를 들 수 있다. 도 6b에 도시한 바와 같이, 도 6a의 공정 후에, 유리판(G)의 테두리부에 대향 배치된 복수의 압축 공기 분사 노즐(206, 206)로부터, 압축 공기를 유리판(G)의 테두리부와 막체(38)의 경계부로 분사시킨다. 이에 의해, 도 6c와 같이 막체(38)로부터 유리판(G)을 박리시켜간다. 막체(38)의 흡착력은 압축 공기에 의해 저하되어 가므로, 유리판(G)이 막체(38)로부터 용이하게 제거된다. 또한, 압축 공기 대신에 물을 분사해도 되고, 또한, 물과 압축 공기를 함께 분사해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있다. 또한, 도 6c에서는 노즐(206)을 생략하고 있다.

도 6d는 유리판(G)이 막체(38)로부터 완전히 제거되어 테이블(204) 위에 적재된 상태를 나타내고 있다. 이 후, 유리판(G)은, 도 1에 도시한 컨베이어(138)에 의해 반송되고, 로봇(140)에 의해 유리판 반출용 컨베이어(24)로 이동 탑재되어, 연마 장치(10)의 외부로 반출된다.

한편, 도 6d와 같이, 유리판(G)이 막체(38)로부터 완전히 제거되면, 이어서, 도 6e와 같이, 캐리어(52)로부터 막 프레임(14)을 제거 장치에 의해 제거하고, 막 프레임(14)을 잭(208, 208)에 적재한다. 이 막 프레임(14)은, 도 1에 도시한 컨베이어(146)에 의해 막 프레임 세정 스테이지(26)로 반송된다.

스테이지(26)로 반송된 막 프레임(14)은 여기에서 물 세정된다. 세정 종료된 막 프레임(14)은, 컨베이어(148)에 의해 스테이지(28)로 반송되고, 여기에서 가열되어 건조된다. 그리고, 건조 종료된 막 프레임(14)은 막 프레임 반송 컨베이어(30)에 의해 스테이지(16)로 반송되어, 유리판(G)의 접착에 재사용된다.

이어서, 반송 장치(150(152, 154))에 대해 도 7, 도 8 및 도 9를 참조하여 설명한다. 도 7, 도 8 및 도 9는 각각, 반송 장치(150(152, 154))의 구성을 나타낸 사시도, 주요부 확대 사시도, 평면도이다.

반송 장치(150)는 막 프레임(14)의 네 코너부에 설치된 돌기부(43)를 하방으로부터 보유 지지하는 4개의 보유 지지부(162, 162…)를 구비하고 있다. 이들 보유 지지부(162, 162…)는, 스테이지(16)와 스테이지(18) 사이에 형성되는 막 프레임(14)의 반송로의 양측에 배치되어, 소형 로봇(164)의 축(166)에 연결되어 있다. 이 축(166)은 소형 로봇(164)에 의해 연직 방향 및 수평 방향으로 구동되고, 이에 의해, 보유 지지부(162)가 연직 방향 및 수평 방향으로 구동된다. 또한, 스테이지(16)로부터 스테이지(18)로 막 프레임(14)을 반송하는 보유 지지부(162)가 제1 보유 지지부이며, 스테이지(18)로부터 스테이지(20)로 막 프레임(14)을 반송하는 보유 지지부(162)가 제2 보유 지지부이다.

또한, 도 8과 같이 소형 로봇(164)의 하부에는 가이드 블록(168)이 고정되고, 이 가이드 블록(168)이, 막 프레임(14)의 반송로의 양측에 배치된 가이드 레일(가이드 부재)(170, 170)에 끼워 맞추어져 있다. 또한, 가이드 블록(168)은 가이드 레일(170)을 따라 배치된 이송 나사 장치의 이송 나사(172)에 나사 결합되어 있다. 이에 의해, 유리판(G)이 접착된 막 프레임(14)이 반송 장치(150(152, 154))의 보유 지지부(162, 162…)에 보유 지지되어 스테이지(16)로부터 스테이지(18)로 반송된다. 또한, 스테이지(18)로 반송한 막 프레임(14)을 보유 지지부(162, 162…)의 하강 이동 동작에 의해 스테이지(18)의 연마 패드(58) 위에 적재할 수 있고, 그 후, 보유 지지부(162, 162…)의 수평 방향의 회동 동작에 의해 보유 지지부(162, 162…)를 막 프레임(14)으로부터 퇴피 이동시킬 수 있다. 또한, 막 프레임(14)으로부터 퇴피 이동된 보유 지지부(162, 162…)는, 유리판(G)의 연마 중에 스테이지(16)를 향해서 반송된다. 여기서, 스테이지(16)에 적재되어 있는 다음 유리판(G)이 접착된 막 프레임(14)이 보유 지지부(162, 162…)에 의해 보유 지지되고, 다음 반송 시까지 대기된다. 보유 지지부(162)의 스테이지 사이에서의 이동, 막 프레임(14)에 대한 연직 방향 및 수평 방향의 동작은, 도 1에 도시한 제어부(200)에 의해 제어되고 있다.

실시 형태에 있어서, 가이드 레일(170)은 막 프레임(14)의 반송로의 양측에 배치되어 있지만, 가이드 레일(170)의 개수는 한 쌍(2개)으로 한정되지는 않는다. 막 프레임(14)의 반송로의 편측에만 배치되어도 된다. 단, 가이드 레일(170)이 반송로의 양측에 배치되어 있는 경우, 가이드 레일(170)에 대향하는 양측으로부터 유리판(G)을 보유 지지할 수 있기 때문에, 유리판(G)을 안정되게 보유 지지할 수 있다.

이어서, 상기한 바와 같이 구성된 연마 장치(10)의 작용에 대해서 설명한다.

[실시예]

스테이지(18, 20)의 사양을 하기에 나타낸다.

연마 압력 : 2㎪ 내지 25㎪

연마 슬러리 : 산화 세륨을 물에 분산시킨 연마 슬러리를 연마 정반의 슬러리 공급 구멍으로부터 공급

연마 패드(58) : 발포 폴리우레탄제로 표면에 슬러리가 흐르는 홈 있음(홈 피치 4.5㎜, 홈 폭 1.5㎜, 홈 깊이 1 내지 5㎜)

연마 패드(60) : 연질 우레탄제 스웨이드 형상으로 표면에 슬러리가 흐르는 홈 있음(홈 피치 4.5㎜, 홈 폭 1.5㎜, 홈 깊이 1 내지 5㎜)

유리판(G)의 두께 : 0.2㎜ 내지 0.7㎜

유리판(G)의 형상 : 1변이 3000㎜를 초과한 직사각 형상 유리판

유리판(G)의 비연마면 : 막체(38)를 구성하는 폴리우레탄제의 흡착 패드로 밀착 보유 지지

도 10과 같이, 연마 패드(58, 60)의 표면에는 다수의 홈(59, 59…)이 동일한 방향으로 구비되어 있다. 각각의 홈(59)은 도 11에 도시한 바와 같이 홈 피치 a=4.5㎜, 홈 폭 b=1.5㎜, 홈 깊이 c=1 내지 5㎜이다.

[스테이지(18)에 의한 제1 연마 공정]

연마 시간 : 요구 평탄도 및 필요 몫에 따라 결정(예를 들어 2분)

캐리어(52)의 공전 직경 : 150㎜

캐리어(52)의 공전 회전수 : 110rpm

연마 테이블(64)의 요동 속도 : 180㎜/min

연마 테이블(64)의 요동 스트로크 : ±100㎜

연마 정반(62)의 선회 범위 : ±80°

연마 정반(62)의 선회 속도 : 7.4°/sec

[스테이지(20)에 의한 제2 연마 공정]

연마 시간 : 최후의 30sec

캐리어(52)의 공전 직경 : 150㎜

캐리어(52)의 공전 회전수 : 110rpm

연마 테이블(64)의 요동 속도 : 180㎜/min

연마 테이블(64)의 요동 스트로크 : ±100㎜

연마 정반(62)의 선회 범위 : ±80°

연마 정반(62)의 선회 속도 : 0.1°/sec

이상이 각 스테이지(18, 20)의 사양이며, 이들의 스테이지(18, 20)에 의해 유리판(G)을 연마함으로써, 유리판(G)의 표면의 미소한 요철이나 굴곡을 제거할 수 있다.

또한, 이와 같이 캐리어(52)의 공전 동작 및 연마 정반(62)의 선회 동작을 독립적으로 제어하여, 유리판(G)의 연마 시간 중에 있어서 연마 정반(62)의 선회 속도(각속도)를 저속으로 변경함으로써, 연마 패드(58, 60)의 홈(59)에 기인하는 국소적인 연마 얼룩을 억제할 수 있었다. 여기서, 상기 공전 동작에 의한 힘이, 유리판(G)의 표면의 미소한 요철을 제거하는 힘이 되고, 상기 선회 동작에 의한 힘이 연마면의 품질을 제어하는 힘이 된다.

도 14는 종래의 연마 방법과 실시 형태의 연마 방법에 의해 연마된 유리판의 거칠기를 규격화하여 비교한 그래프이다. 이 그래프의 굵은 선 A는 실시 형태의 연마 방법에 의한 규격화된 거칠기이며, 가는 선 B는 종래의 연마 방법에 의한 규격화된 거칠기이다. 또한, 이 그래프의 종축은 종래의 연마 방법에 의한 거칠기의 최댓값을 1.0으로서 규격화하고, 횡축은 최댓값을 10.0으로서 규격화하였다. 유리판의 거칠기 측정에는, 가부시끼가이샤 도쿄 세미쯔 제조의 촉침식 형상 측정기(제품명:서프콤)를 사용하였다.

이 그래프에 도시한 바와 같이, 실시 형태의 연마 방법에 따르면, 종래의 연마 방법과 비교해서 유리판의 거칠기가 개선되었다.

또한, 선회 속도는, 초벌 연마의 경우, 30°/sec 이하인 것이 바람직하고, 10°/sec 이하인 것이 보다 바람직하다. 마무리 연마의 경우, 10°/sec 이하인 것이 바람직하고, 3°/sec 이하인 것이 보다 바람직하다.

또한, 캐리어(52)를 선회 동작으로 하고, 연마 정반(62)을 공전 동작으로 한 경우에도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 선회에 한하지 않고 회전 동작에 있어서, 연마 도중에 회전의 각속도를 변경해도 마찬가지의 효과를 얻을 수 있었다. 또한, 상기 각속도의 변경은, 고속으로부터 저속으로 한정되는 것은 아니고, 저속으로부터 고속으로 변경해도 된다.

한편, 실시 형태의 연마 장치(10)에서는, 유리판(G)의 생산성을 높이기 위해서, 보유 지지부(162, 162…) 및 한 쌍의 가이드 레일(170, 170)을 포함해서 이루어지는 반송 장치(150)를 연마 장치(10)에 설치하고 있다. 그리고, 스테이지(18)에 막 프레임(14)을 반송한 보유 지지부(162)를, 연마 공정에서의 유리판(G)의 연마 시간(막 프레임(14)을 캐리어(52)에 장착하는 시간을 포함) 중에, 한 쌍의 가이드 레일(170, 170)을 따라 스테이지(16)로 반송하고 있다.

이와 같이 유리판(G)의 연마 시간을 이용해서, 보유 지지부(162)를 스테이지(18)로부터 스테이지(16)로 반송함으로써, 연마 시간을 이용해서, 다음의 유리판(G)이 접착된 막 프레임(14)을 보유 지지부(162)에 보유 지지시킬 수 있다. 그리고, 전단의 유리판(G)의 연마가 종료되면 즉시, 다음 유리판(G)이 접착된 막 프레임(14)을, 보유 지지부(162)에 의해 스테이지(18)로 반송할 수 있다.

또한, 스테이지(20)에서의 유리판(G)의 연마 시간을 이용해서, 스테이지(18)로부터 스테이지(20)로 막 프레임(14)을 반송한 보유 지지부(162)를, 스테이지(20)로부터 스테이지(18)를 향해서 반송한다. 이에 의해, 상기 연마 시간을 이용해서, 상기 보유 지지부(162)를 스테이지(18)에 대기시킬 수 있다. 또한, 스테이지(18)에서 연마 공정이 종료되면 즉시, 스테이지(18)로부터 스테이지(20)로 막 프레임(14)을 상기 보유 지지부(162)에 의해 반송할 수 있다. 또한, 상기 보유 지지부(162)를 스테이지(20)로부터 스테이지(18)로 반송하기 전에, 보유 지지부(162)를 도 8의 이점쇄선으로 나타내는 퇴피 위치로 이동시켜둔다. 이에 의해, 보유 지지부(162)가 연마 패드(60)에 간섭하지 않고 반송된다.

즉, 반송 장치(150)를 사용한 연마 방법에 따르면, 보유 지지부(162)를 스테이지(18)로부터 스테이지(16)로 반송하는 공정과, 다음의 유리판(G)이 접착된 막 프레임(14)을 보유 지지부(162)에 보유 지지시키는 공정과, 보유 지지부(162)를 스테이지(20)로부터 스테이지(18)로 반송하는 공정을, 연마 시간 중에 실시할 수 있으므로, 캐리어를 스테이지(18)와 스테이지(16) 사이에서 왕복 이동시키는 종전의 연마 방법과 비교해서, 유리판(G)의 생산성을 대폭 향상시킬 수 있다.

한편으로, 실시 형태에서는, 막 프레임(14)은 유리판(G)의 형상에 맞춰서 직사각 형상으로 구성되어 있다. 그리고, 캐리어(52)는 공전 동작되고, 또한 연마 패드(58, 60)는 소정의 각도 범위에서 선회, 또는 상기 선회와 유리판(G)의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작에 의해, 유리판(G)과 연마 패드(58, 60) 사이에 상대 운동을 발생시켜서 유리판(G)을 연마한다.

1변이 1000㎜ 초과인 대형 직사각 형상 유리판(G)을, 막 프레임(14)을 개재해서 캐리어(52)에 의해 자전 및 공전시키면, 막 프레임(14)의 가동 범위가 커지기 때문에, 캐리어(52)에 대한 막 프레임(14)의 투입 및 취출에 장시간을 필요로 하게 된다. 또한, 도 12에 도시한 바와 같이 막 프레임(14)이 가이드 레일(170)의 하우징(174)에 충돌하게 된다.

따라서, 실시 형태에서는, 도 13에 도시한 바와 같이 대형의 막 프레임(14)(유리판(G))측을, 공전 중심 P를 중심으로 공전시키고, 도 4와 같이 연마 패드(58, 60)측을 선회시키는 연마 방법으로 하고 있다.

이에 의해, 막 프레임(14)의 가동 범위가 전술한 가동 범위와 비교해서 작아지기 때문에, 캐리어(52)에 대한 막 프레임(14)의 투입 및 취출을 단시간에 실시 할 수 있음과 함께, 막 프레임(14)이 가이드 레일(170)의 하우징(174)에 충돌하는 것을 방지할 수 있다. 또한, 막 프레임(14)의 가동 범위가 작아지므로, 다수개의 기둥재나 빔재가 설치되어 있는 연마 장치(10)의 협소한 공간에 반송 장치(150)를 설치하는 것이 가능하게 된다. 또한, 막 프레임(14)측을 공전시킴으로써, 연마에 필요로 하는 힘을 얻을 수 있어, 연마 패드(58, 60)측을 선회시킴으로써, 연마면의 품질을 제어할 수 있으므로, 연마 패드(58, 60)의 홈이 유리판(G)에 전사되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 공전과 선회라고 하는 연마 동작을 실현하면서, 유리판(G)의 반송 시간의 효율화가 도모되고 있으므로, 유리판(G)의 생산성을 향상시킬 수 있다.

또한, 실시 형태에 있어서는, 도 15에 도시한 바와 같이 막 프레임(14)의 가이드 레일(170, 170)의 배치 방향에 대해 직교하는 방향의 길이 L1과, 막 프레임(14)의 단부로부터 가이드 레일(170, 170)까지의 거리 L2, L3의 비(L2/L1, L3/L1)가 0.28 내지 0.35인 것이 바람직하다.

이에 의해, 보유 지지부(162)(도 9 참조)의 치수 및 강성을 최적화할 수 있고, 보유 지지부(162)의 고속 선회 동작 및 막 프레임(14)의 고속 반송을 실현할 수 있다. 또한, 상기 최적화란, 보유 지지부(162)의 크기를 소형화할 수 있어, 보유 지지부(162)의 휨 및 보유 지지부(162)의 진동을 억제할 수 있다고 하는 의미이다. 또한, 거리 L2와 L3은 동일 값이든 다른 값이든 상관없다.

또한, 막 프레임(14)을 반송하는 공정에 있어서는, 막 프레임(14)을 수평 방향, 수직 방향, 또는 수평 방향에 대해 경사진 경사 방향으로 반송하는 것이 바람직하다.

즉, 막 프레임(14)을 수평 방향으로 반송한 경우, 반송 공정 설비를 간소화할 수 있어, 반송 시간을 단축할 수 있다. 즉, 유리판(G)은 수평 자세로 연마되기 때문에, 막 프레임(14)도 수평 자세이다. 따라서, 유리판(G)의 연마 종료 후, 막 프레임(14)을 그 자세 그대로(수평 그대로) 반송하면, 막 프레임(14)의 자세를 수직 또는 경사지게 하지 않으므로, 반송 시간을 단축할 수 있다. 또한, 막 프레임(14)을 수직 방향 또는 수평 방향에 대해 경사진 경사 방향으로 반송하는 경우, 반송 공정 내에 있어서의 막 프레임(14)의 세정 건조를 효율적으로 행할 수 있다. 즉, 유리판(G)의 연마 종료 후, 막 프레임(14)은 스테이지(26)에서 세정되기 때문에, 그 표면에는 세정에 사용한 수분이 남아 있다. 막 프레임(14)을 수직 또는 수평 방향에 대해 경사지게 함으로써, 그 수분을 막 프레임(14)으로부터 흘려 보낼 수 있고, 이에 의해, 막 프레임(14)을 효율적으로 건조할 수 있어, 건조 시간을 단축할 수 있다.

본 발명을 상세하게, 또한 특정한 실시 형태를 참조하여 설명했지만, 본 발명의 범위와 정신을 일탈하지 않고, 여러 가지 수정이나 변경을 가할 수 있음은 당업자에게 있어서 명확하다.

본 출원은 2011년 3월 15일 출원된 일본 특허 출원 제2011-056732호에 기초하는 것이고, 그의 내용은 여기에 참조로 포함된다.

G : 유리판
10 : 연마 장치
12 : 유리판 반입용 컨베이어
14 : 막 프레임
16 : 유리판 접착 스테이지
18 : 제1 연마 스테이지
20 : 제2 연마 스테이지
22 : 유리판 제거 스테이지
24 : 유리판 반출용 컨베이어
26 : 막 프레임 세정 스테이지
28 : 막 프레임 건조 스테이지
30 : 막 프레임 반송 컨베이어
32 : 로봇
33 : 아암
34 : 흡착 패드
36 : 컨베이어
38 : 막체
40 : 상 프레임
42 : 하 프레임
43 : 돌기부
50 : 연마 헤드
51 : 본체 케이싱
52 : 캐리어
54 : 공기실
56 : 스핀들
58 : 연마 패드
60 : 연마 패드
62 : 연마 정반
64 : 연마 테이블
65 : 베어링
66 : 기어부
67 : 기어
68 : 모터
69 : 가이드 레일
70 : 직동 가이드
72 : 가이드 레일
74 : 유지 보수 스테이지
76 : 유지 보수 스테이지
78 : 현수 프레임
80 : 관통 구멍
82 : 미끄럼 이동 프레임
84 : 미끄럼 이동 프레임 현수구
86 : 현수용 접시 스프링
88 : 현수 스프링
90 : 관통 구멍
92 : 스크루우 잭
98 : 분사구
100 : 공기실
102 : 공기 공급로
104 : 밸브
106 : 공기 펌프
108 : 핀
110 : 헤드부
112 : 훅
114 : 핀
138 : 컨베이어
140 : 로봇
142 : 아암
144 : 흡착 헤드
146, 148 : 컨베이어
150, 152, 154 : 반송 장치
160 : 가이드 레일
162 : 보유 지지부
164 : 소형 로봇
166 : 아암
168 : 가이드 블록
170 : 가이드 레일
172 : 이송 나사
174 : 하우징
200 : 제어부
204 : 테이블
206 : 공기 분사 노즐
208 : 잭

Claims

판상체의 접착 위치에서 상기 판상체의 비연마면을 판상체 접착 부재에 접착하는 접착 공정과,
상기 접착 위치와 상기 판상체의 연마면을 연마하는 연마구를 갖는 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 접착 위치와 상기 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 연마 위치용 보유 지지부에 의해, 상기 접착 위치로부터 상기 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과,
상기 연마 위치에 설치된 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 연마구에 의해 연마하는 연마 공정과,
상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하고, 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 판상체 제거 공정, 또는 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하고, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 판상체 제거 공정과,
상기 판상체가 제거된 상기 판상체 접착 부재를 상기 접착 위치로 반송하는 반송 공정을 갖는 판상체의 연마 방법이며,
상기 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 보유 지지 부재 및 상기 연마구에 의한 동작을, 상기 판상체 보유 지지 부재는 공전 동작시키고, 상기 연마구는 소정의 각도 범위에서 선회시키는 자전 동작, 또는 소정의 각도 범위에서의 선회와 상기 판상체의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작을 시키도록 독립적으로 제어하여, 상기 판상체 보유 지지 부재와 상기 연마구에 의해 상기 판상체와 상기 연마구 사이에 상대 운동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 판상체의 연마 방법.
제1항에 있어서, 상기 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 접착 부재를 상기 연마 위치로 반송한 상기 연마 위치용 보유 지지부를 상기 접착 위치로 반송하는 판상체의 연마 방법.
제1항에 있어서, 상기 판상체 제거 공정은,
상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 공정과,
상기 연마 위치와 판상체 제거 스테이지 사이에 배치된 가이드 부재를 따라 이동 가능하게 장착되고, 상기 연마 위치와 상기 판상체 제거 스테이지 사이를 왕복 운동하는 판상체 제거 스테이지용 보유 지지부에 의해, 상기 연마 위치로부터 상기 판상체 제거 스테이지로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과,
상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 공정을 포함하는 판상체의 연마 방법.
판상체의 접착 위치에서 상기 판상체의 비연마면을 판상체 접착 부재에 접착하는 접착 공정과,
상기 접착 위치와 상기 판상체의 연마면을 연마하는 제1 연마구를 갖는 제1 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 접착 위치와 상기 제1 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 제1 연마 위치용 보유 지지부에 의해, 상기 접착 위치로부터 상기 제1 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과,
상기 제1 연마 위치에 설치된 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 제1 연마구에 의해 연마하는 제1 연마 공정과,
상기 제1 연마 위치와 상기 판상체의 연마면을 연마하는 제2 연마구를 갖는 제2 연마 위치 사이에 배치된 가이드 부재를 따라서 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 연마 위치와 상기 제2 연마 위치 사이를 왕복 운동하는 제2 연마 위치용 보유 지지부에 의해 상기 제1 연마 위치로부터 상기 제2 연마 위치로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 제2 판상체 반송 공정과,
상기 제2 연마 위치에 설치된 상기 판상체 보유 지지 부재에 상기 판상체 접착 부재를 장착한 후, 상기 판상체 접착 부재에 접착된 상기 판상체를 상기 제2 연마구에 의해 연마하는 제2 연마 공정과,
상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하고, 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 판상체 제거 공정, 또는 상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하고, 상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 판상체 제거 공정과,
상기 판상체가 제거된 상기 판상체 접착 부재를 상기 접착 위치로 반송하는 반송 공정을 갖는 판상체의 연마 방법이며,
상기 제1 연마 공정 및 상기 제2 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 보유 지지 부재, 및 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구에 의한 동작을, 상기 판상체 보유 지지 부재는 공전 동작시키고, 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구는 소정의 각도 범위에서 선회시키는 자전 동작, 또는 소정의 각도 범위에서의 선회와 상기 판상체의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작을 시키도록 독립적으로 제어하여, 상기 판상체 보유 지지 부재와 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구에 의해 상기 판상체와 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구 사이에 상대 운동을 발생시키는 것을 특징으로 하는 판상체의 연마 방법.
제4항에 있어서, 상기 제1 연마 공정 및 상기 제2 연마 공정에 있어서, 상기 판상체 접착 부재를 상기 제1 연마 위치로 반송한 상기 제1 연마 위치용 보유 지지부를 상기 접착 위치로 및 상기 제2 연마 위치로 반송한 상기 제2 연마 위치용 보유 지지부를 상기 제1 연마 위치로 반송하는 판상체의 연마 방법.
제4항에 있어서, 상기 판상체 제거 공정은,
상기 판상체 보유 지지 부재로부터 상기 판상체 접착 부재를 제거하는 공정과,
상기 제2 연마 위치와 판상체 제거 스테이지 사이에 배치된 가이드 부재를 따라 이동 가능하게 장착되고, 상기 제2 연마 위치와 상기 판상체 제거 스테이지 사이를 왕복 운동하는 판상체 제거 스테이지용 보유 지지부에 의해, 상기 제2 연마 위치로부터 상기 판상체 제거 스테이지로 상기 판상체 접착 부재를 반송하는 판상체 반송 공정과,
상기 판상체 접착 부재로부터 상기 판상체를 제거하는 공정을 포함하는 판상체의 연마 방법.
연마 전의 유리판을 반입하는 유리판 반입용 컨베이어와,
상기 유리판을 막 프레임에 접착하는 유리판 접착 스테이지와,
상기 유리판의 연마면을 연마하는 제1 연마구를 갖는 제1 연마 스테이지와,
상기 유리판의 연마면을 연마하는 제2 연마구를 갖는 제2 연마 스테이지와,
연마 완료된 유리판을 상기 막 프레임으로부터 제거하는 유리판 제거 스테이지와,
유리판 반출용 컨베이어와,
상기 유리판이 제거된 상기 막 프레임을 상기 유리판 접착 스테이지로 반송하는 막 프레임 반송 컨베이어와,
상기 유리판 접착 스테이지와 상기 제1 연마 스테이지 사이에 배치된 가이드 부재를 따라 이동 가능하게 장착되고, 상기 유리판 접착 스테이지와 상기 제1 연마 스테이지 사이를 왕복 운동하는 제1 보유 지지부와,
상기 제1 연마 스테이지에 설치되고, 상기 유리판이 접착된 상기 막 프레임을 장착하고, 상기 제1 연마구에 의해 상기 유리판을 연마하는 판상체 보유 지지 부재와,
상기 제1 연마 스테이지와 상기 제2 연마 스테이지 사이에 배치된 가이드 부재를 따라 이동 가능하게 장착되고, 상기 제1 연마 스테이지와 상기 제2 연마 스테이지 사이를 왕복 운동하는 제2 보유 지지부와,
상기 제2 연마 스테이지에 설치되고, 상기 유리판이 접착된 상기 막 프레임을 장착하고, 상기 제2 연마구에 의해 상기 유리판을 연마하는 판상체 보유 지지 부재를 갖는 연마 장치이며,
상기 판상체 보유 지지 부재, 및 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구에 의한 동작을, 상기 판상체 보유 지지 부재는 공전 동작시키고, 상기 제1 연마구 및 상기 제2 연마구는 소정의 각도 범위에서 선회시키는 자전 동작, 또는 소정의 각도 범위에서의 선회와 상기 판상체의 연마면을 따른 방향의 요동의 조합 동작을 시키도록 독립적으로 제어하는 제어부를 갖는 것을 특징으로 하는 연마 장치.
제7항에 있어서, 상기 제어부는 상기 제1 연마 스테이지에서 상기 유리판을 연마하는 중에 상기 막 프레임을 상기 제1 연마 스테이지로 반송한 상기 제1 보유 지지부를 상기 유리판 접착 스테이지로 반송하고, 상기 제2 연마 스테이지에서 상기 유리판을 연마하는 중에 상기 막 프레임을 상기 제2 연마 스테이지로 반송한 상기 제2 보유 지지부를 상기 제1 연마 스테이지로 반송하도록 제어하는 연마 장치.
제7항에 있어서, 상기 가이드 부재는 평행하게 배치된 한 쌍의 가이드 레일을 구비하고, 상기 한 쌍의 가이드 레일 사이에서 상기 막 프레임이 상기 제1 보유 지지부 및 상기 제2 보유 지지부에 의해 반송되고,
상기 막 프레임의 상기 가이드 레일의 배치 방향에 대해 직교하는 방향의 길이에 대한 상기 막 프레임의 단부로부터 상기 가이드 레일까지의 거리의 비가 0.28 내지 0.35인 연마 장치.