用于估计材料片形状的方法及设备技术

本案提供用于获取玻璃片的无重力形状、及固有形状、及热应变的方法及设备，并使用此等方法及设备改善玻璃制造技术。方法及设备改善玻璃制造技术。方法及设备改善玻璃制造技术。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】用于估计材料片形状的方法及设备
[0001]此申请案依据美国专利法第119条请求在2019年4月4日提出申请的美国专利临时申请案，第62/829,377号的优先权权利，所述专利申请案的全部内容通过引用的方式并入本文中。


[0002]揭露的实施例涉及用于测量及估计材料片(如相对大的玻璃片，特别是大且薄的玻璃片)的形状的方法及设备。

技术介绍

[0003]从较大原始玻璃片生产商业产品(如液晶显示器(LCD)、其他显示器玻璃等)，涉及许多挑战。例如，重要的是要了解及控制用于形成大玻璃片的过程(例如，下拉熔融制程)及下游制程期间中玻璃片的表现(例如，当经由真空夹头将玻璃片固定在平面上、切割时等，玻璃片的表现)。此等挑战在美国专利号7,509,218及国际专利公开号WO2009/108302述及，其全部揭露内容通过引用方式并入本文。
[0004]为了更好地控制玻璃的成形及制造制程，获取有关本身就是柔性对象的大玻璃片的无重力形状的知识有很大的价值。确定大玻璃片的无重力形状已变得特别具有挑战性。随着玻璃制造制程的进步，原始玻璃片变得越来越大、越来越薄。实际上，在过去，典型的原始玻璃片可能约为1500毫米x1800毫米；然而，现有技术允许约为(如测量为2880毫米x3130毫米)9平方米量级的原始玻璃片，且在不久的将来，甚至可预期更大的玻璃片。此等玻璃片的厚度约为0.7毫米，因此对更薄的玻璃片的需求正在增加。
[0005]确定无重力形状的习知方法采用钉床(BON)技术，例如，在美国专利第7,509,218号及美国专利第9,031,813号中所详细描述，其全部揭露内容通过引用方式并入本文。BON技术涉及具有成阵列的(例如，约100个)高度可调式插销及力传感器组合的设备。可采用许多递归式算法的任何一种，响应于通过玻璃片施加到力传感器的测量力，来调整相应的高度可调式插销。当递归式算法造成高度可调式插销的相应高度通过力传感器致使测量的目标重量相对恒定时，则插销的相应高度会产生玻璃片的无重力形状。
[0006]BON技术的局限性(中的一者)是在于高度可调式插销及力传感器组合的阵列尺寸。实际上，随着原始玻璃片尺寸的增加，BON设备上的可用区域变得太小而无法容纳原始玻璃片。

技术实现思路

[0007]根据所揭示的实施例的一个或更多个方面，采用了新技术以提供对柔性对象(如玻璃片)的形状更全面地了解，不仅涉及无重力形状，亦涉及固有形状及相关的热应变的特征。
[0008]本文之一或多个实施例可解决如何从测量无重力形状的BON技术期间取得的一或更多个测量值，来估计玻璃片的无重力形状及固有形状两者。
[0009]本文之一或多个实施例可解决如何从玻璃片的无重力形状、玻璃片的固有形状、及/或从玻璃片的热应变，来估计玻璃片(及从玻璃片切下的较小块玻璃片)的形状和翘曲特征。
[0010]本文之一或多个实施例可解决如何根据从太大以致无法适用在可用的BON设备上之大玻璃片，所切下的许多较小块玻璃片的相应固有形状及热应变，来估计此大玻璃片的无重力形状。
[0011]根据本文结合附图的描述，其他方面、特征、及优点对于本领域技术人员而言为显而易见的。
附图说明
[0012]为了说明的目的，在附图中示出了目前优选的形式，然而，应当理解，本文揭露及描述的实施例不限于所示的精确布置及手段。
[0013]图1A为放置在BON设备上的玻璃片的示意性示意图，特别是在初始递归中，BON设备的所有高度可调式插销均处于恒定的高度(平坦)的情况；
[0014]图1B为图1A放置在BON设备上的玻璃片的示意性示意图，特别是在算法的最终递归中，BON设备的所有高度可调式插销均指示玻璃片的无重力形状的情况；
[0015]图2A、图2B、图2C、及图2D图示拼接过程中的相应阶段，从而将一块较大玻璃片切成小块、获得到相应的无重力形状、并估计原始玻璃片的无重力形状的估计值。
[0016]图3A为递归(X轴)相对于BON设备中的插销高度(Y轴)变化的代表性图表；
[0017]图3B为递归(X轴)相对于图3A的BON设备中的重量误差(Y轴)的代表性图表；
[0018]图4A为穹顶形的玻璃片的实际无重力形状的代表性阴影示意简图；
[0019]图4B为玻璃片的估计固有形状的代表性阴影示意简图；
[0020]图4C为玻璃片的估计热应变的代表性阴影示意简图；及
[0021]图4D为基于图4B的估计固有形状及图4C的估计热应变而计算出的图4A的玻璃片的无重力形状的代表性阴影示意简图。
具体实施方式
[0022]参阅附图，其中相似的数字表示相似的组件，图1A中显示的为放置在BON设备100上的玻璃片10的示意性示意图，特别是在初始递归中，BON设备100的所有高度可调式插销102皆处于恒定高度(即，平坦)的情况。如前文所述，每个高度可调式插销102与相应的力传感器104相关，它们以X
‑
Y阵列(例如，9
×
11阵列)的方式排列。高度可调式插销102的相应高度是沿Z方向测量(例如，通常以毫米为单位)。
[0023]图1B为图1A的BON设备100上的玻璃片10的示意性示意图，特别是在算法的最终递归中，BON设备100的所有高度可调式插销102均指示玻璃片10的无重力形状的情况。
[0024]BON过程涉及计算/估计若玻璃片10为完全平坦的(即，具有完全平坦的无重力形状)且若阵列的高度可调销102为完全平坦，玻璃片10会施加在力传感器104上的一组目标重量(例如，常数)。由于玻璃片10并非完全平坦，因此在BON设备100的所有高度可调式插销102均为常数(即，平坦)情况的初始递归(图1)处所测量的实际初始重量，与目标重量不匹配。因此，为了使力传感器104上的实际测量重量与目标重量匹配，BON设备100的高度可调
式插销102的相应高度不能为恒定的(且必须被改变)。
[0025]可采用许多递归式算法的任一种，基于在每个递归的力传感器上的测量重量，来计算高度可调式插销102的相应高度的变化。采用递归式算法来收敛在高度可调式插销102的相应高度的最终一组相应高度上，使得力传感器104上的实际测量重量与目标重量匹配。最终的一组相应高度反应了玻璃片10的(非平坦)无重力形状。所确定的无重力形状可通过将玻璃片10翻转到另一侧并再次执行BON制程来确认或测试。若两个BON制程均致使大致相同的无重力形状，则确认无重力形状。
[0026]如上所述，给定的BON设备100的局限性之一为高度可调式插销102及相关的力传感器104的阵列的有限尺寸。在图1A、图1B所示的实施例的情况下，9
×
11阵列的布置能测量约1500毫米
×
1800毫米量级的玻璃片。因此，不可能通过将整个玻璃片放置在图1A、图1B所示的BON设备100上直接测量更大玻璃片(例如，约2880毫米
×
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种方法，包括：当测量仪的多个力传感器全部处于恒定初始高度(平坦)时，响应于第一施加玻璃片，获取在所述多个力传感器的每个力传感器上的相应第一初始重量测量值；及从所述相应第一初始重量测量值，估计所述第一玻璃片的第一固有形状。2.如权利要求1所述之方法，其中所述测量仪包含多个高度可调式插销，每个高度可调式插销与所述多个力传感器之一个力传感器相关。3.如权利要求1所述之方法，其中估计所述第一玻璃片的所述第一固有形状包含：针对所述多个力传感器的每个力传感器，从所述相应第一初始重量测量值计算远离所述恒定初始高度的相应其次高度，其中所述计算基于用于移动所述高度可调式插销的递归式算法，来估计所述第一玻璃片的无重力形状；及根据所述相应其次高度，估计所述第一固有形状。4.如权利要求1所述之方法，其中从所述相应第一初始重量测量值，估计所述第一玻璃片的所述第一固有形状之操作可表示成：其中w0为所述第一固有形状，为所述第一玻璃片的弯曲刚度，h为所述第一玻璃片的厚度，ρ为所述第一玻璃片的密度，g为重力常数，E为所述第一玻璃片的杨氏模量，ν为所述第一玻璃片的泊松比，及f
i
为所述相应第一初始重量测量值。5.如权利要求1所述之方法，进一步包括估计所述第一玻璃片的第一嵌入热应变。6.如权利要求5所述之方法，进一步包括通过以下步骤估计所述第一玻璃片的所述第一嵌入热应变：当所述第一玻璃片被压成平坦时，获取所述第一玻璃片中的测量应力；及根据所述测量应力及所述第一固有形状，估计所述第一嵌入热应变。7.如权利要求6所述之方法，其中：可根据所述第一固有形状，表示从所述测量应力所获取的应力函数，如下所示：其中为所述应力函数，EK
G
(w0)为所述第一固有形状w0的高斯曲线，及为基于所述第一嵌入热应变的项数，αT；及通过解出α获取所述热应变的所述估计值。8.如权利要求5所述之方法，进一步包括根据所述第一玻璃片的所述第一固有形状及所述第一嵌入热应变，估计所述第一玻璃片的无重力形状。9.如权利要求8所述之方法，进一步包括：(a)将所述玻璃片的测量无重力形状与所述无重力形状的所述估计值比较，来获取所述第一玻璃片的所述估计第一嵌入热应变的精准度的指示；(b)当所述比较结果指示所述估计第一嵌入热应变的所述精准度低于最小值时，修正所述估计第一嵌入热应变，并根据所述第一玻璃片的所述第一固有形状及所述修正第一嵌
入热应变，重新估计所述第一玻璃片的所述无重力形状；及(c)重复步骤(a)及(b)直到所述比较结果指示所述估计第一...

【专利技术属性】
技术研发人员：约翰，
申请(专利权)人：康宁公司，
类型：发明
国别省市：