專利名稱：安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置及劃線輪損傷檢測方法
技術領域：
本發明涉及一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置以及一種劃線輪損傷檢測方法，更具體地涉及一種如下的安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置，借助于所述劃線輪檢測裝置在劃線操作中來測量劃線輪的表現、以計算所測得的表現與正常表現之間的差異、使得可基于所計算的差異而檢測劃線輪的損傷或磨損狀態，以及涉及一種使用上述劃線裝置的劃線輪損傷檢測方法。
背景技術：
一般而言，通過將由諸如玻璃(下文稱作“玻璃面板”)的脆性材料制成的母玻璃面板(“母基板”)切割成具有預定尺寸的各塊，來獲得諸如液晶顯示器(LCD)面板、有機電致發光(EL)面板、無機EL面板、發光二極管(LED)面板、透射式投影器基板、反射式投影器基板等平板顯示器面板。這種玻璃面板的切割工藝包括劃線工藝，劃線工藝用于推動和移動由諸如鉆石的材料制成的劃線輪并且在玻璃面板的表面上形成劃線，玻璃面板將沿著這些劃線而被切割；以及斷開工藝，斷開工藝用于推動玻璃面板以施加彎矩或利用蒸汽并且沿著這些劃線擴展裂紋。在圖I中圖示出用于執行劃線工藝的劃線裝置的典型示例，下文將對其進行示意性地描述。如圖I所示，劃線裝置包括基部3，其具有導軌8 ;移動塊9，其可滑動地設置在導軌8上；劃線頭6，其設置成能沿著基部3的導軌8在豎向(Z軸方向)上移動，并能相對于移動塊9移動；以及劃線輪單元5，其安裝在劃線頭6的下端部處。劃線輪單元5包括安裝在劃線頭6的下端部處以水平地轉動的劃線輪保持件4，以及安裝在劃線輪保持件4內的劃線輪2。以上構造的劃線裝置在玻璃面板上相對移動的同時執行劃線操作，在這種情況下，如果在劃線操作過程中劃線輪2損傷或磨損，則玻璃面板中不能形成正常的裂紋，并且還可產生諸如碎片或毛邊的缺陷。傳統上，在完成劃線操作之后的斷開工藝過程中，在檢查玻璃面板的切割缺陷的過程中確定上述劃線輪2的損傷或磨損狀態。然而，當確認劃線輪2的損傷或磨損狀態并且確定要更換劃線輪2時，完全執行了劃線操作的玻璃面板中已產生缺陷。因此，需要丟棄整個玻璃面板，導致材料浪費。同時，現有技術建議，應該在相對較大型的多點切割工具或刀頭的保持件內安裝用于檢測聲波的AE (Acoustic Emission,聲發射)傳感器,應該將由AE傳感器測得的信號與預定的基準值比較，以使如果AE信號超過預定的基準值則確定刀頭有損傷或磨損。然而，當現有的刀頭損傷檢測結構應用到諸如劃線輪的精細工具時，不能容易地區別聲波之間的差異，使得難于精確地確定劃線輪的損傷或磨損狀態。

發明內容
本發明致力于解決上述與現有技術相關的問題，且本發明的目的是提供一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置，其在劃線操作過程中檢測劃線輪的損傷或磨損狀態，并在確定劃線輪為損傷或磨損時暫時停止劃線操作，使得可以最小化材料的浪費，并且本發明還提供一種使用上述劃線裝置的劃線輪損傷檢測方法。本發明的另一目的是提供一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置，其比現有的劃線裝置更精確地確定劃線輪的損傷或磨損狀態，還提供一種使用上述劃線裝置的劃線輪損傷檢測方法。
根據用于實現上述目的的本發明的一方面，提供一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置，所述劃線裝置包括z軸馬達；移動單元，其構造成通過所述Z軸馬達而上下移動，且缸體固定地安裝在所述移動單元內；推動單元，其包括劃線頭和劃線輪，所述劃線頭連接到所述缸體的缸桿，所述劃線輪安裝在所述劃線頭的下方，并且所述推動單元構造相對于所述移動單元上下移動；以及劃線輪損傷檢測裝置，其用于檢測所述推動單元相對于所述移動單元的相對位移，并確定所述劃線輪的損傷或磨損狀態。所述劃線輪損傷檢測裝置包括位移傳感器，其安裝在所述移動單元和所述推動單元中，或安裝在所述移動單元和所述推動單元中的僅一個中；頻率分析儀，其構造成將從所述位移傳感器接收到的基于時間的位移轉換成基于頻率的值；以及控制器，其構造成將由所述頻率分析儀轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定所述劃線輪是否有損傷。所述頻率分析儀可利用離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)。所述位移傳感器可以為電渦流傳感器、光學傳感器、超聲傳感器、以及接觸式位移傳感器中的一種。根據本發明的另一方面，提供一種使用上述劃線裝置在劃線操作過程中檢測劃線輪損傷的方法，所述方法包括如下步驟基于時間測量推動單元相對于移動單元的位移，以計算基于時間的位移；利用頻率分析儀將基于時間的位移轉換成基于頻率的值；以及將由頻率分析儀轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定劃線輪是否有損傷或磨損。當所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過預定極限時，可確定所述劃線輪有損傷或磨損。當在除了所述正常位移信號的頻率之外的頻率處所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過損傷極限時，可確定所述劃線輪有損傷。當在所述正常位移信號的頻率附近的頻率處所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過磨損極限時，可確定所述劃線輪被過度磨損。
所述劃線輪的RPM(每分鐘轉數)可被確定為頻帶的下限值。根據本發明，劃線裝置可在劃線操作過程中檢測劃線輪的損傷或磨損狀態，使得當劃線輪有損傷時停止劃線操作并立即更換劃線輪，從而可以最小化因玻璃面板的浪費而引起的材料的浪費。另外，根據本發明，劃線裝置檢測推動單元相對于移動單元的相對位移，由此更精確地確定劃線輪的損傷或磨損狀態。


通過參照附圖詳述本發明的示例性實施方式，本領域技術人員將更清楚本發明的上述以及其它目的、特征和優點，其中
圖I是圖示現有劃線裝置的側視圖；圖2是圖示根據本發明的劃線裝置的立體圖；圖3是圖示在安裝了位移傳感器的情況下圖2的示例的立體圖；圖4是圖示根據本發明的劃線輪損傷檢測方法的流程圖；圖5是圖示根據劃線輪的外周表面所得的基于時間的位移的各種圖案的視圖；圖6是圖示根據本發明的利用頻率分析儀基于頻率而轉換的測得位移信號的曲線圖，其中劃線輪的外周表面的一部分有損傷；以及圖7是圖示根據本發明的劃線輪的端部被均勻磨損的情況的曲線圖。
具體實施例方式下文，將參照圖2至7詳述本發明的示例性實施方式。圖2和3圖示根據本發明的安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置。首先，根據本發明的劃線裝置1000包括基部100 ;Z軸馬達200，其固定到基部100 ;移動單元300，其構造成通過Z軸馬達200而上下移動，且缸體310固定地安裝在移動單元300中；推動單元400，其具有劃線頭410和劃線輪422，劃線頭410連接到缸體310的缸桿311，劃線輪422安裝在劃線頭410的下方，并且推動單元400構造成相對于移動單元300上下移動；以及劃線輪損傷檢測裝置500，其構造成檢測推動單元400相對于移動單元300的位移，并確定劃線輪422是否有損傷或磨損。首先，Z軸馬達200固定到基部100，進給絲杠210安裝在Z軸馬達200中，使得在Z軸馬達200的驅動過程中連接到進給絲杠210的移動單元300可上下移動。基部100中安裝有用于導引移動單元300的導引構件，例如包括導軌(未示出)的線性導引件110。移動單元300包括連接到進給絲杠210的移動塊320、以及固定到移動塊320的移動框架330。移動框架330連接到線性導引件110，并可沿著基部100的導軌往復地上下移動。缸體310固定地安裝在移動塊320中，且缸體310的缸桿311連接到推動單元400。推動單元400包括連接到缸桿311的劃線頭410、以及連接到劃線頭410的下端部的劃線輪單元420。劃線輪單元420包括安裝在劃線頭410的下方以水平地轉動的劃線輪保持件421、以及耦接到劃線輪保持件421的劃線輪422。優選地，劃線頭410連接到基部100的線性導引件110或輥子導引件120以上下移動。結果，在Z軸馬達200的轉動和驅動過程中，移動單元300上下移動，且推動單元400可通過安裝在移動單元300中的缸體310而相對于移動單元300上下移動。同時，劃線輪損傷檢測裝置500包括位移傳感器510，其安裝在移動單元300和推動單元400中或移動單元300和推動單元400中的僅一個中；頻率分析儀520,其構造成將從位移傳感器510接收到的基于時間的位移轉換成基于頻率的值；以及控制器530，其構造成將由頻率分析儀520轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定劃線輪422是否有損傷或磨損。
位移傳感器510可為接觸式位移傳感器或非接觸式位移傳感器。代表性的接觸式位移傳感器包括差動變壓器，例如線性可變差動變壓器(LVDT)。LVDT包括三個線圈(一個初級線圈和兩個次級線圈)和移動芯，其中如果用交流電磁化初級線圈，則通過與被測物體一起移動的移動芯而在次級線圈中產生感應電壓，并通過差動耦合得到電壓差以輸出作為位移。當接觸式位移傳感器應用于本發明時，三個線圈和移動芯可分別安裝在移動單元300或推動單元400中。非接觸式傳感器包括電潤流(eddy current)傳感器、光學傳感器、以及超聲傳感器。首先，電渦流傳感器使用高頻磁場，在這種情況下，如果被測物體存在于通過使高頻電流流經傳感器頭內的線圈而獲得的高頻磁場中，則磁通量由于電磁感應而穿過被測物體的表面，且電渦流沿豎向流動，從而改變傳感器線圈的阻抗。因此，可通過利用由于該現象所導致的振蕩的變化來測量距離。具體地，由于當被測物體與傳感器頭之間的距離縮短時振蕩幅度變小并且與基準波形的相位差變大，因此可通過檢測幅度變化和相位變化而獲得與距離大體成比例的值。當電渦流傳感器應用于本發明時，傳感器頭安裝在移動單元300或推動單元400之一中，使得磁通量穿過另一個的表面。其次，在光學傳感器中，光發射單元和光學裝置分別安裝到多個可相對移動的物體，且分度盤和諸如線性刻度尺的移動刻度尺位于發光單元和光學裝置之間而分別安裝在所述多個可相對移動的物體中，其中當移動刻度尺相對于分度盤移動時，光學裝置讀取分度盤和移動刻度尺之間的光的亮度信號以測量位移。當光學傳感器應用于本發明時，如圖3所示，發光單元和移動刻度尺511可安裝在推動單元400中，且包括光學裝置和分度盤的刻度尺讀取器512可安裝在移動單元300中。同時，超聲傳感器是如下一種傳感器，其中從傳感器頭發射出的并由目標物體反射的超聲波又被所述傳感器頭接收，通過測量所發射出的超聲波返回到傳感器頭所用的時間間隔而測得距離。當超聲傳感器應用于本發明時，考慮到接收超聲波的可靠性，傳感器頭可安裝在移動單元300或推動單元400中，或者反射板可安裝在與安裝了傳感器頭的物體相對的物體中?？捎沙暡▊鞲衅鳒y量的距離較長，因此考慮移動單元300和推動單元400之間的距離，可使用超聲波傳感器。同時，頻率分析儀520適于將從位移傳感器510接收來的基于時間的位移轉換為基于頻率的值，并優選地利用離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)。然而，顯然，也可使用與這些將基于時間的位移轉換成基于頻率的值的頻率分析儀不同的頻率分析儀?？刂破?30作用為將由頻率分析儀520轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定劃線輪422是否有損傷或磨損。在此情況下，當確定由于有損傷或磨損而要更換劃線輪422時，優選地，控制器530也作用為傳遞電力中斷信號以停止劃線操作。下文，將參照圖4描述使用上述安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置在劃線操
作過程中檢測劃線輪的損傷的方法。首先，通過基于時間測量推動單元400相對于移動單元300的位移，來計算基于時間的位移(S100)。圖5圖示根據劃線輪422的外周表面所得的基于時間的位移的各種圖案，這些圖案是在對玻璃面板I劃線時產生的。圖5中的(a)圖示當劃線輪的外周表面無任何突出形切割部并且完全為圓形時所生產的圖案，圖5中的(b)圖示當劃線輪的外周表面周期性地具有邊緣或突出部時所產生的圖案，以及圖5中的(c)圖示當劃線輪的僅一側磨損時所產生的圖案?？梢栽诖_定劃線輪的型號(技術規格)之后就提前獲得在正常狀態下由基于時間的位移所產生的圖案。下一步，利用頻率分析儀520將基于時間的位移轉換成基于頻率的值(S200)。此后，通過將由頻率分析儀520轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，來確定劃線輪422是否有磨損或損傷(S300)。然后，利用峰值來比較測得位移信號和正常位移信號。圖6是圖示根據本發明的利用頻率分析儀520基于頻率而轉換的測得位移信號的曲線圖，其中劃線輪的外周表面的一部分有損傷。這里，ω I是表示劃線輪處于正常狀態時的峰值的頻率，ω2是表示當劃線輪的一部分有損傷時的峰值的頻率。當ω2處的測得位移信號比ω I處的正常位移信號大、且它們之間的差超過了損傷極限時，確定劃線輪有過度損傷，在這種情況下停止劃線操作并且更換劃線輪。同時，雖然在劃線輪對玻璃面板劃線時劃線輪跨過提前在玻璃面板中形成的劃線時可能在測得位移信號中形成峰值，但是由于上述頻率與劃線輪本身所產生的頻率相比而言非常小，因此可通過調整用于分析的頻帶而排除當劃線輪跨過劃線時所產生的頻率。例如，可借助于劃線輪的RPM確定頻帶的下限值。圖7是圖示劃線輪的末端部被均勻地磨損的曲線圖，其中實線表示磨損狀態，而虛線表示正常狀態。在這種情況下，當測得位移信號與正常位移信號之間的差值超過磨損極限時，確定劃線輪過度磨損，在這種情況下更換劃線輪。最后，如果確定劃線輪有過度磨損或損傷，則停止劃線操作并且更換劃線輪(S400)。本領域技術人員將清楚，在不脫離本發明的主旨或范圍的情況下可對本發明的上述示例性實施方式進行各種修改。因此，本發明意圖涵蓋落入所附權利要求的范圍及其等同范圍內的所有這種修 改。
權利要求
1.一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置，所述劃線裝置包括 Z軸馬達； 移動單元，移動單元構造成通過所述Z軸馬達而上下移動，且缸體固定地安裝在所述移動單元內； 推動單元，推動單元包括劃線頭和劃線輪，所述劃線頭連接到所述缸體的缸桿，所述劃線輪安裝在所述劃線頭的下方，并且推動單元構造成相對于所述移動單元上下移動；以及 劃線輪損傷檢測裝置，劃線輪損傷檢測裝置用于檢測所述推動單元相對于所述移動單元的相對位移，并確定所述劃線輪的損傷或磨損狀態。
2.如權利要求I所述的劃線裝置，其中，所述劃線輪損傷檢測裝置包括 位移傳感器，位移傳感器安裝在所述移動單元和所述推動單元中，或安裝在所述移動單元和所述推動單元中的僅一個中； 頻率分析儀，頻率分析儀構造成將從所述位移傳感器接收到的基于時間的位移轉換成基于頻率的值；以及 控制器，控制器構造成將由所述頻率分析儀轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定所述劃線輪是否有損傷。
3.如權利要求2所述的劃線裝置，其中，所述頻率分析儀利用離散傅立葉變換(DFT)或快速傅立葉變換(FFT)。
4.如權利要求2所述的劃線裝置，其中，所述位移傳感器是電渦流傳感器、光學傳感器、超聲傳感器、以及接觸式位移傳感器中的一種。
5.一種使用如權利要求2所述的劃線裝置在劃線操作過程中檢測劃線輪損傷的方法，所述方法包括如下步驟 基于時間測量推動單元相對于移動單元的位移，以計算基于時間的位移； 利用頻率分析儀將所述基于時間的位移轉換成基于頻率的值；以及 將由所述頻率分析儀轉換的測得位移信號與正常位移信號比較，以確定劃線輪是否有損傷或磨損。
6.如權利要求5所述的方法，其中，當所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過預定極限時，確定所述劃線輪有損傷或磨損。
7.如權利要求6所述的方法，其中，當在除了所述正常位移信號的頻率之外的頻率處所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過損傷極限時，確定所述劃線輪有損傷。
8.如權利要求6所述的方法，其中，當在所述正常位移信號的頻率附近的頻率處所述測得位移信號的峰值與所述正常位移信號的峰值之間的差值超過磨損極限時，確定所述劃線輪被過度磨損。
9.如權利要求5至8中任一項所述的方法，其中，所述劃線輪的RPM被確定為頻帶的下限值。
全文摘要
本發明公開一種安裝有劃線輪損傷檢測裝置的劃線裝置以及一種使用該裝置的劃線輪損傷檢測方法。所述劃線裝置包括Z軸馬達；移動單元，其構造成通過Z軸馬達而上下移動，且缸體固定地安裝在移動單元內；推動單元，其包括劃線頭和劃線輪，劃線頭連接到缸體的缸桿，劃線輪安裝在劃線頭的下方，并且推動單元構造成相對于移動單元上下移動；以及劃線輪損傷檢測裝置，其用于檢測推動單元相對于移動單元的相對位移，并確定劃線輪的損傷或磨損狀態。因此，劃線裝置可在劃線操作過程中檢測劃線輪的損傷或磨損狀態，使得當劃線輪有損傷時停止劃線操作并且立即更換劃線輪，從而可以最小化因玻璃面板的浪費所引起的材料的浪費。
文檔編號C03B33/02GK102887633SQ201110263580
公開日2013年1月23日 申請日期2011年9月7日 優先權日2011年7月22日
發明者金鎮洛 申請人:塔工程有限公司