一种基板玻璃成型温度场控制装置及方法
技术领域
本发明涉及基板玻璃制造装备，属于专用设备范畴，具体为一种基板玻璃成型温度场控制装置及方法。
背景技术
一般的TFT-LCD薄膜晶体管显示器、PDP等离子体显示屏等平板显示器制造领域所用的基板玻璃都是采用溢流下拉的方式生产。在溢流法基板玻璃生产中，成型炉的作用是满足玻璃软化点温度场的要求，在此区域提供一个玻璃板冷却成型、厚度调整、应力应变所需的可调温度场。当熔融态的玻璃通过溢流装置进入成型区时，在拉边机的作用下边部快速冷却，确保基板玻璃成型宽度。随后进入成型阶段，在该区域由于玻璃板需要按照玻璃特性的粘温曲线快速稳定降温，同时保证设备内部温度场的恒定，才能保证玻璃在冷却过程中表面张力、应力的一致性，使表面应力及翘曲最小化。通常基板玻璃的表面平整度必须在大约100um和190um以内，任何翘曲或波动都会对显示器的质量造成负面影响。
随着液晶显示技术的断发展，G8.5以及更高世代基板玻璃将会成为主流，且产品厚度也有0.7mm逐步向0.4甚至更薄玻发展，相应的对玻璃的表面质量如应力、翘曲的要求越来越高，按照原有工艺标准生产已经无法满足越来越高的客户需求，生产难度也越来越大。同时对成型装备温度场的控制要求也越来越高，精细化精准化的温度场控制是成型装备的发展趋势和目标。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种基板玻璃成型温度场控制装置及方法，结构简单，操作方便，改善了现有成型炉中无法根据基板玻璃的实际温度情况而进行调整的固定加热方式，从而影响基板玻璃的平整度。
本发明是通过以下技术方案来实现：
一种基板玻璃成型温度场控制装置，包括成型炉内所形成的若干温度层，每个温度层内均设有加热单元和冷却装置；
加热单元以成型炉内的基板玻璃为对称面对称设置在成型炉侧壁的框架上，加热单元包括若干个加热装置，若干个加热装置依次沿着成型炉顶部至底部排列设置；
加热装置包括保温块，保温块与成型炉侧壁框架滑动连接；
冷却装置以成型炉内的基板玻璃为对称面对称设置在成型炉内，且位于加热单元和基板玻璃之间；
冷却装置包括出水管和保温隔热环；出水管沿成型炉顶部至底部贯穿设置，出水管的管壁上固定套设保温隔热环。
优选的，保温块的外侧固定设置推杆，用于调整保温块位移。
优选的，保温块的上下两端分别设有凹槽，成型炉侧壁框架上设置的滑轮与保温块上下两端的凹槽内嵌设置。
优选的，加热装置还包括加热丝，加热丝连接端分别与保温块的两端连接，加热段呈螺旋状。
优选的，出水管的管腔内插入设置进水管，且出水管上部设有出水口，进水管在出水管的管腔内形成循环空腔。
优选的，保温隔热环采用硅酸铝材质。
优选的，成型炉内的每层温度层设置温度监测装置，温度监测装置包括温度采集系统、信号处理器和显示器；
温度采集系统设置在温度区内的保温块上；
温度采集系统的输出端连接信号处理器；信号处理器的输出端连接显示器输入端。
优选的，还包括设置在若干温度层内侧的均热板，均热板由成型炉顶部固定连接至成型炉底部，且以成型炉内的基板玻璃为对称面对称设置，并位于基板玻璃与冷却装置之间。
一种基板玻璃成型温度场控制方法，基于上述所述的装置，包括如下步骤，
步骤1：基板玻璃进入成型炉内依次穿过每个温度层；
步骤2：根据每个温度层内侧的基板玻璃对温度的需求，进行温度层的控制：
当温度层内侧的基板玻璃需加热时，则通过对应温度层进行加热，匀速移动保温块，使得加热温度层两侧的保温块分别沿靠近基板玻璃的方向移动，同时置换出水管，使得出水管上的保温隔热环与加热中的加热温度层相对应；
当温度层内侧的基板玻璃需冷却时，则通过对应温度层进行冷却，匀速移动保温块，使得冷却温度层内的保温块分别沿远离基板玻璃的方向移动。
优选的，成型炉内所形成的若干温度层划分为多个温度层区域，用于对各温度层区域内的基板玻璃进行温度调整；温度层区域内至少包括一个温度层。
与现有技术相比，本发明具有以下有益的技术效果：
本发明一种基板玻璃成型温度场控制装置，利用在成型炉固定框架上移动加热装置，调整加热装置与基板玻璃的距离，减少基板玻璃翘曲的影响，保温隔热环有效的保护了出水管，避免加热装置靠近后，出水管因温度过高而造成损害，同时增加了升温效率，减少了因出水管冷却而造成的温度不稳定。
进一步的，保温块的外侧固定设置推杆，便于调整保温块与基板玻璃之间的距离，减少基板玻璃翘曲的影响。
进一步的，成型炉侧壁框架上设置的滑轮与保温块端部的凹槽内嵌设置，减少了相邻加热装置的间距，避免因相邻加热装置之间存在间隙，而造成温度流失，提高了成型炉内的保温效果。
进一步的，加热装置还包括加热丝，加热丝连接端分别与保温块的两端连接，加热段呈螺旋状，有效传递温度块的温度，提高了成型炉内的升温效率。
进一步的，出水管的管腔内插入设置进水管，且出水管上部设有出水口，进水管在出水管的管腔内形成循环空腔，延长了冷却水在管内的冷却时长，提高了冷却管的冷却效果。
进一步的，保温隔热环采用硅酸铝材质，加快了保温块对基板玻璃的热传递性，增加了对出水管的保护性。
进一步的，温度监测装置有效提供成型炉内各区域的温度信号，便于对温度场进行控制。
进一步的，成型炉内的均热板加快保温块上温度的扩散，提高加热效率。
本发明一种基板玻璃成型温度场控制方法，通过移动保温块提高控制温度的灵活性，减小基板玻璃的翘曲现象，通过根据不同温度区的不同温度情况，置换不同的冷却装置，冷却装置中的保温隔热环避免加热装置靠近后，出水管因温度过高而造成损害，同时增加了升温效率。
进一步的，成型炉内所形成的若干温度层划分为多个温度层区域，用于对各温度层区域内的基板玻璃进行温度调整；温度层区域内至少包括一个温度层，方便对基板玻璃的所需温度灵活调整，保证了基板玻璃在每一个温度层内的受热均匀，提高了基板玻璃的平整度。
附图说明
图1为本发明成型炉温度层内结构示意图；
图2为本发明冷却装置结构示意图；
图3为本发明加热装置滑动示意图；
图4为本发明工艺应用结构示意图；
图5为本发明工艺应用结构中冷却装置结构示意图；
图6为本发明工艺应用结构中温度层A、C区加热，温度层B区降温结构示意图；
图7为本发明工艺应用结构中温度层A、B、C区单独温度调整示意图。
图中：1为溢流装置；2为基板玻璃；3为拉边机夹持机构；4为均热板；5为加热装置；6为冷却装置；7为推杆；8为滑轮；51为加热丝；52为保温块；61为进水管；62为出水管；63为出水口；64为保温隔热环；65为循环空腔。
具体实施方式
下面结合具体的实施例对本发明做进一步的详细说明，所述是对本发明的解释而不是限定。
本发明一种基板玻璃成型温度场控制装置，包括成型炉内所形成的若干温度层，每个温度层内设有加热单元和冷却装置6，如图1所示；加热单元以成型炉内的基板玻璃2为对称面对称设置在成型炉侧壁的框架上，加热单元包括若干个加热装置5，若干个加热装置5依次沿着成型炉顶部至底部排列设置；加热装置5包括保温块52和加热丝51，保温块52的上下两端分别设有凹槽，上下相邻的保温块52与成型炉侧壁框架上设置的滑轮8滑动连接，其中，滑轮8内嵌设置在保温块52端部的凹槽内；如图3所示，加热丝51连接端分别与保温块52的两端连接，加热段呈螺旋状；
均热板4将加热装置5及冷却装置6与基板玻璃2隔离，保证在加热或冷却过程中使基板玻璃2处于一个均匀的温度场中；均热板4由成型炉顶部连接至成型炉底部，且对称设置在基板玻璃2两侧，并位于基板玻璃2与冷却装置6之间
根据图2所示，冷却装置6以成型炉内的基板玻璃2为对称面对称设置在成型炉内，且位于加热单元和基板玻璃2之间；冷却装置6包括出水管62和保温隔热环64；出水管62沿成型炉顶部至底部贯穿设置，出水管62的管壁上固定套设保温隔热环64，出水管62的管腔内插入设置进水管61，且出水管62上部设有出水口63，所述进水管61在出水管62的管腔内形成循环空腔65，冷却水按照箭头指向循环并由出水口63流出带走一定热量，起到冷却降温的目的。
其中，一种基板玻璃成型温度场控制方法，包括如下步骤：
步骤1：基板玻璃2进入成型炉内依次穿过每个温度层；
步骤2：根据每个温度层内侧的基板玻璃2对温度的需求进行温度层的控制：
当温度层内侧的基板玻璃2需加热时，则通过对应温度层进行加热，匀速移动保温块52，使得加热温度层两侧的保温块52分别沿靠近基板玻璃2的方向移动，同时置换出水管62，使得出水管62上的保温隔热环64与加热中的加热温度层相对应；
当温度层内侧的基板玻璃2需冷却时，则通过对应温度层进行冷却，匀速移动保温块52，使得冷却温度层内的保温块52分别沿远离基板玻璃2的方向移动；
成型炉内所形成的若干温度层划分为多个温度层区域，用于对各温度层区域内的基板玻璃2进行温度调整；温度层区域内至少包括一个温度层。
如图4和5所示，成型炉内所形成的若干温度层划分为温度层A区、温度层B区和温度层C区，其中，温度层A区包括最上层温度层；温度层C区包括最下层温度层；温度层B区包括中间层温度层；
温度层内至少设置一层加热装置；
当温度层内设置单层加热装置时，各个温度层可同时进行温度调整；
当温度层内设置多层加热装置时，温度层内可单独对同层温度进行调整
本发明中当基板玻璃2流下时，根据不同的温度区域进行加热装置5功率调整，并配合冷却装置6进行冷却降温，使基板玻璃2沿溢流方向上温度一致，保证玻璃板的翘曲变形最小化。
实施例
熔融态的基板玻璃2由溢流装置1两侧均匀溢出并流下，通过重力作用及拉边机夹持机构3夹持下边部快速冷却并进入成型炉；根据基板玻璃2在成型炉内的基准温度值，成型炉内所形成的若干温度层划分为温度层A区、温度层B区和温度层C区，分别通过温度监测装置监测每个区域中基板玻璃2内的温度变化；
温度层内显示器接收温度采集系统中的温度信号低于基板玻璃2的基准温度值，则温度层内侧的基板玻璃2需加热，对该温度层进行加热，以匀速推动保温块52的推杆7，使得温度层的保温块52分别沿靠近基板玻璃2的方向移动，同时置换出水管62，使得出水管62上的保温隔热环64与加热中的温度层相对应，避免保温块52靠近出水管62后，出水管62因温度过高而造成损害；
温度层内显示器接收温度采集系统中的温度信号高于基板玻璃2的基准温度值，则温度层内侧的基板玻璃2需冷却，对该温度层进行冷却，以匀速拉动推杆7使得冷却温度层内的保温块52分别沿远离基板玻璃2的方向移动。
实际生产中往往会出现在温度层A区和温度层C区需要进行加热而温度层B区需要降温的情况，如图6所示，对温度层A区和温度层C区进行加热，将温度层A区和温度层C区中以匀速推动推杆7使得加热中温度层内的保温块52分别沿靠近基板玻璃2的方向移动，同时置换出水管62，使得出水管62上的保温隔热环64与加热中温度层相对应；对温度层B区的温度区进行冷却，将温度层B区域中以匀速拉动推杆7使得冷却温度层内的保温块52分别沿远离基板玻璃2的方向移动。
在温度层B区若设置有多层加热装置，也可在温度层内单独对同层温度调整，如图7所示，对温度层B区内局部加热，以匀速推动推杆7使得温度层B区内的局部区域的保温块52分别沿靠近基板玻璃2的方向移动，同时置换出水管62，使得出水管62上的保温隔热环64与局部区域的温度层相对应；对局部区域的温度层内冷却，以匀速拉动推杆7使得温度层B区局部区域的保温块52分别沿远离基板玻璃2的方向移动。
本发明中保温隔热环64采用硅酸铝材质；温度信号通过温度监测装置进行监测，温度监测装置包括温度采集系统、信号处理器和显示器；温度采集系统设置在温度层内的保温块52上；温度采集系统的输出端连接信号处理器；温度采集系统的输出端连接信号处理器；便于工作人员接收成型炉内各个温度区的温度信号，对成型炉内温度进行人工控制保证基板玻璃2，在一个均匀的温度层，使熔融态的玻璃在由粘性变为弹性的过程中匀速降温和冷却，保持均匀的厚度和平整度。
