CN101439928B - 玻璃基板激光裁切装置 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种玻璃基板激光裁切装置，其激光裁切头可自行移动，并将激光裁切头分为两个构件，重量大的激光发射部固定于沿着平行裁切桌台左右边之一对台架台移动的台架结构物两端，仅将重量相对小的激光照射头平行于台架结构物朝左右移动，该玻璃基板激光裁切装置具备有将玻璃基板保持于水平状态之裁切桌台、将台架结构物沿裁切桌台移动之双轴台架台、垂直设置在双轴台架台上部并沿台架台移动之台架结构物、固定于该台架结构物两端的激光发射部、可左右移动地组装于台架结构物两端以将激光发射部发射的激光照射至玻璃基板的激光照射头。

Description

玻璃基板激光裁切装置
技术领域
本发明是关于一种玻璃基板激光裁切装置，尤其是指一种台架结构物利用平行组装于裁切台左侧及右侧的一对台架台来固定保持一定的相对位置以进行位置移动的玻璃基板激光裁切装置。再者，关于玻璃基板激光裁切装置激光裁切头的构成要素中，具备大重量的激光发射源及电源供应器等激光发射部固定于台架两端，将具备有相对重量较小的其他单元的光线输送系统(Beam Delivery System)、光线整形(Shaping)镜、淬熄嘴(Quenching Nozzle)、初始断裂器(Initial Cracker)等之激光照射头以可沿着台架结构物进行左右移动地组装。如上所述，激光裁切头分离成激光发射部及激光照射头两个构件，亦与荷重的位移无关，不会使台架结构物下垂，能将因台架结构物下垂所导致激光光线的路径错位的裁切精密度及安全性降低的问题予以最小化。
背景技术
裁切玻璃基板的常用方法之一为记录轮(SCRIBE WHEEL)方式。记录轮方式是在具有既定直径的圆板之圆周面处设置细微的钻石，将其高速旋转来与欲裁切的裁切预定线接触于玻璃基板的表面，形成既定深度的记录线。将形成有记录线之玻璃基板藉由物理冲击来沿着记录线将断裂传达至基板以进行裁切之方法即为记录轮方式。但是，记录轮方式必须要有一定面积以上之裁切边缘，而裁切时会产生颗粒，因此存在需要将其去除的其他洗净工序及干燥工序，且裁切面并不滑顺，存在另外增加消耗品的费用之缺点。
为了克服该缺点，便有使用激光的玻璃基板之裁切装置。以往，使用激光的玻璃基板之裁切装置是使用激光裁切头维持于固定状态，将玻璃基板所在之加工桌台朝裁切方向移动的方法。但由于激光发射部之重量很重，在激光裁切头移动时，因为激光裁切头之重量导致难以精密地控制裁切头。激光发射部虽然具有250kg至300kg左右的重量，在移动这样的重量时，支撑激光裁切头之结构物会产生错位，使得激光光线之经过路径位置错移，导致裁切精密度及安全性下降。
以往，使用激光的玻璃基板之裁切装置由于激光裁切头在裁切工序中不会移动，故可将裁切安全性最大化，但因为加工桌台必须要移动，使得设置加工桌台的占有面积增大且增加所用时间，而造成生产效率降低的问题。
发明内容
本发明为了解决上述多种问题，提供一种玻璃基板激光裁切装置，其目的在于解决以往记录轮方式时产生之裁切颗粒产生、为了将之去除而必须另外设置其他的洗净工序及干燥工序、裁切面不平滑而增加消耗品费用之缺点。
本发明另一目的在于提供一种玻璃基板激光裁切装置，其取代以往的桌台移送方式，提供一种能让激光裁切头自行移动以裁切玻璃之装置，与桌台移送方式相比，可以缩减所占空间，节省加工桌台回复至原来位置所需的时间。
本发明再一目的是提供一种玻璃基板激光裁切装置，将激光裁切头分成为激光发射部及激光照射头两个构件，重量大的激光电源供应器及具有激光发射源的激光发射部固定于沿着双轴之台架台移动的台架结构物两端，仅将激光裁切头构成要素中除去激光电源供应器及激光发射源的其他单元作为激光照射头，使其沿着台架结构物朝左右移动。因此，可以解决在与激光裁切头一体移动时，因为重量所导致台架结构物产生错位，以及因为激光光线路径位置错移而降低裁切精密度以及安全性与精密性的问题。
为了达成上述目的，本发明玻璃基板激光裁切装置具备有：
裁切桌台，将欲裁切之玻璃基板保持于水平状态；
一对台架台，为了将台架结构物沿着裁切桌台移动而平行组装于裁切桌台之两端；
台架结构物，垂直设置在一对台架台的上部，沿着台架台来将激光发射部及激光照射头移动；
激光发射部，固定设置于该台架结构物两端的上部，具有激光发射源及电源供应器；
激光照射头，组装于台架结构物之两端，可沿着台架结构物朝左右移动，由光线输送系统、光线整形镜、淬熄嘴、初始断裂器等构成，将激光发射部所发射的激光照射至玻璃基板。
在使用以往的桌台移送方法的激光裁切装置时，需要纵长约15m的占用空间，但使用本发明藉由激光照射头移动方式的玻璃基板激光裁切装置时，占用空间的大小可缩减至约2/3。使用以往的桌台移送方法的激光裁切装置时，必须要有加工桌台回复至原来位置的过程。然而，本发明玻璃基板激光裁切装置因为可以省略掉加工桌台回复至原来位置所需要的时间，故可以得到单位时间作业量增加、减少作业周期的显著效果。
又，本发明玻璃基板激光裁切装置将激光裁切头分离成由重量大的激光发射源及电源供应器所构成的激光发射部，以及与激光发射部相比之相对重量较小的激光照射头。藉此，激光发射部固定设置于台架结构物的两端，激光照射头可沿着台架结构物朝左右移动，适用于将激光裁切头分离成两个构件之方式。
藉由将激光裁切头分离成固定于台架结构物两端的激光发射部，以及沿着台架结构物移动的激光照射头之两个构件的方式，可防止因为激光发射部的重量所产生台架结构物之错位，由于可以将光线路径之位置错移最小化，故具有防止裁切精密度及安全性降低的显著效果。
再者，本发明玻璃基板激光裁切装置依序设置上述玻璃基板的激光裁切装置，其间还具备有玻璃基板之旋转装置，藉此可以获得第一次切削玻璃基板的左右面，再将其旋转以连续工序进行第二次玻璃基板的上下面切削之效果。
第一次将玻璃基板之左右面切削后，为了第二次上下面的切削而使用旋转装置将玻璃基板旋转90°时，以往是使用由玻璃基板的上部以真空来吸着玻璃基板，进而旋转玻璃基板之方法。但是，以往的吸着旋转方式在玻璃基板的吸着面会有产生异物之弊，因此有损伤玻璃基板的问题。本发明玻璃基板激光裁切装置的旋转装置是由输送带连结可上下移动之多数驱动轮的输送机、将玻璃基板旋转90°的格子平板及转动桌台所构成。将上部载置有玻璃基板之格子平板以转动桌台旋转，而具有解决吸着面异物及玻璃基板损伤问题发生的显著效果。
本发明玻璃基板激光裁切装置是藉由旋转装置将第一次切削左右面后的玻璃基板旋转，再进行第二次的玻璃基板的上下面切削。上述工序中，第一次切削后之玻璃基板切削面的影像可藉由使用组装于台架结构物前面之摄影机获得。不仅可以在台架结构物前面设置摄影机，还可进一步地在激光照射头内组装摄影机，透过多个摄影机来将误差最小化，因为能更准确的将第一次切削面作为垂直面基准来进行第二次的切削，故可让切削面的直角度提高。
本发明具有可裁切要求高精度之显示器用玻璃的优异效果。所谓显示器用玻璃是指用于液晶显示器、等离子显示器、有机EL显示器等显示器装置上的玻璃。
附图说明
图1是本发明玻璃基板激光裁切装置之整体结构立体图。
图2a是台架结构物沿着台架台移动过程之玻璃基板激光裁切装置的侧视图。
图2b是以及激光照射头沿着台架结构物移动状态的激光裁切装置的正视图。
图3a及3b是玻璃基板激光裁切装置的左侧面所组装之裁切装置的立体图与裁切装置的截面图。
图4是顺序设置本发明玻璃基板激光裁切装置，其间具有玻璃基板之旋转装置的玻璃基板激光裁切装置立体图。
主要附图标记说明如下：
50-台架台；
60-台架结构物；
70-输送机；
80-摄影机；
100-激光发射部；
110-激光照射头；
120-裁切桌台；
200-驱动轮；
210-转动桌台；
220-格子平板；
250-裁切装置；
300-第一次玻璃基板的激光裁切装置；
400-第二次玻璃基板的激光裁切装置。
具体实施方式
图1是本发明玻璃基板激光裁切装置之整体结构立体图，图2a及2b分别是表示台架结构物沿着台架台移动过程之玻璃基板激光裁切装置的侧视图，以及激光照射头沿着台架结构物移动模样之玻璃基板激光裁切装置的正视图。
参照图1及图2a、2b，本发明玻璃基板激光裁切装置具备有：
裁切桌台120，将欲裁切之玻璃基板保持于水平状态；
一对台架台50，为了将台架结构物60移动而平行组装于裁切桌台120之两端；
台架结构物60，垂直设置在台架台50的上部并与台架台50垂直，可沿着台架台50移动；
激光发射部100，固定设置于该台架结构物60两端；
激光照射头110，组装于台架结构物60之两端并可朝左右移动，将该激光发射部100所发射的激光照射至玻璃基板。
裁切桌台120具有输送或排出玻璃基板的输送机70。藉由输送机70将输送至裁切桌台120的玻璃基板藉由裁切桌台120来维持、固定于水平状态。
台架结构物60沿着台架台50朝X轴方向移动。台架台50相互平行地组装于裁切桌台120的左侧及右侧，并由为了朝X轴方向自由地输送台架结构物60之线性导轨所构成。亦即，在正交的X-Y座标系中，X轴平行于台架台50的轴，Y轴平行于台架结构物60之轴时，台架台50可将台架结构物60朝X轴方向前进后退移动之X轴线性导轨。
本发明玻璃基板激光裁切装置于台架台50的上部设置有与台架台50垂直，并沿着台架台50移动的台架结构物60。台架结构物60于前面部具备有将激光照射头110朝左右移动之Y轴线性导轨。
台架结构物60两端的上部固定设置有激光发射部100。激光裁切头的构成要素中，由大重量的单元所构成。因此，激光发射部100固定设置在台架结构物60两端的上部，在台架结构物60沿着台架台50朝X轴方向移动时，会同时与台架结构物60朝X轴方向前进或后退。
在本发明玻璃基板激光裁切装置的台架结构物60两端组装有激光照射头110。激光照射头110沿着设置于台架结构物60前面部之Y轴线性导轨而在台架结构物60的两端朝左右移动。激光照射头110与具有激光发射源及电源供应器的激光发射部100相比是重量较小的单元，具备有为了传送该激光发射部100所发射的激光光线的反射装置之光线输送系统、将激光光线加以束集之光线整形镜、沿着激光光线所加热之裁切线喷射冷却喷雾之淬熄嘴以及于玻璃面形成初期断裂之初始断裂器。
藉由本发明玻璃基板激光裁切装置之裁切工序，首先是藉由设置在裁切桌台120之输送机70来将玻璃基板于裁切桌台120处输送。输送后之玻璃基板是在裁切桌台120内保持固定于水平状态。在玻璃基板于裁切桌台120内固定于水平状态后，组装于台架结构物60两端的激光照射头110会沿着设置于台架结构物60前面之Y轴线性导轨朝左右移动以进行玻璃基板之裁切宽度调整。例如，在裁切50英寸用LCD玻璃基板的情况与裁切40英寸用LCD玻璃基板的情况，由于裁切宽度不同而必需要进行调整。藉由将组装于台架结构物60两端之一对激光照射头110在台架结构物60两端的上部朝Y轴方向移动，可以调整欲裁切之玻璃基板的宽度。
本发明的激光发射部100是固定设置于台架结构物60两端的上部。激光发射部100具有激光发射源及电源供应器，其重量非常的大。结果在为了调整玻璃基板的裁切宽度而将激光裁切头一体移动时，亦即，将激光发射部100与激光照射头110同时朝台架结构物60的左右方向移动时，因为其重量会使得台架结构物60产生错位。当台架结构物60产生错位时，激光光线裁切路径会产生位置错移，导致裁切准确性及安全性降低。
因此，本发明玻璃基板激光裁切装置是将激光裁切头固定设置于台架结构物60两端的上部，将重量比较大的激光发射部100与为了调整玻璃基板裁切宽度而可朝Y轴方向左右移动的激光照射头110分离成两个构件，故可将激光光线之路径位置错移加以最小化。
在本发明激光照射头110朝左右移动并调整玻璃基板的裁切宽度后，台架结构物60朝X轴方向移动，并将激光光线照射至玻璃基板以裁切玻璃基板。藉由激光发射部100所发射的激光光线诱导至激光照射头110，再将激光光线照射至玻璃基板。激光光线透过激光照射头110内的光线输送系统并藉由镜体所诱导。波长固定的激光光线的特性上，因为镜体的反射来诱导激光光线的激光光线损失几乎为零。
藉由激光发射部100所发射的激光光线在藉由光线输送系统诱导至激光照射头110后，于玻璃面照射激光光线。在照射激光光线的同时，位于台架台50两端上部之台架结构物60会沿着台架台50朝X轴方向移动，并同时极速地加热玻璃基板的左右面。然后，沿着藉由激光光线急速加热后的玻璃基板左右面，透过激光照射头110内之淬熄嘴喷射具有比玻璃基板的加热温度更加低温的冷却喷雾。这样一来，便可以将该玻璃基板极速地冷却，并在该表面形成既定深度的割痕而形成记录线。
图3a及3b表示本发明玻璃基板激光裁切装置的左侧面所组装之裁切装置的立体图与裁切装置的截面图。
参照图3a及3b，本发明玻璃基板激光裁切装置于裁切桌台120的两侧部设置有按压并裁切以激光光线形成记录线后之玻璃基板的裁切装置250。
为了玻璃基板的裁切，在形成上述玻璃基板的记录线工序后，需要另外的裁切工序。以往的裁切桌台移送方式藉由加工桌台的移动来进行记录工序，将形成记录线之玻璃基板以其他位置按压，再使用裁切方法，故有所占面积增大的问题。
本发明之裁切装置在附图中未显示其位置，以组装于裁切桌台120两侧部之台架台50内侧而言，设置于与台架台50平行的左侧及右侧面。
当藉由输送机70将玻璃基板输送至裁切桌台120内时，设置于裁切桌台120两侧之裁切装置250是为了裁切由两侧面输送的玻璃基板。在玻璃基板照射激光光线后，设置于裁切桌台120左右侧之裁切装置250会以X轴为旋转轴旋转，裁切装置会由上部按压玻璃基板的裁切部来进行裁切。
本发明于裁切桌台120的左侧及右侧面设置裁切装置250，不会有以往桌台移送方式所发生其他所占面积之情况，在裁切桌台120内按压裁切因激光光线所形成记录线后之玻璃基板。
图4是顺序设置本发明玻璃基板激光裁切装置，其间具有玻璃基板之旋转装置的玻璃基板激光裁切装置立体图。
参照图4，本发明玻璃基板激光裁切装置具有：第一次玻璃基板激光裁切装置300，沿着平行组装于裁切桌台120左边及右边之一对台架台50来移动台架结构物60以第一次切削玻璃基板的左右面；
旋转装置，将第1次切削后之玻璃基板旋转90°；
第二次玻璃基板激光裁切装置400，将第一次切削后的玻璃基板左右面进行垂直上下面的切削。
藉由第一次玻璃基板的激光裁切装置300第一次将玻璃基板的左右面同时进行切削，利用旋转装置将第一次切削后的玻璃基板旋转90°，再藉由第二次玻璃基板的激光裁切装置400以第一次切削面为基准排列至垂直后，进行第二次的切削。
本发明旋转装置具备有可上下移动之驱动轮200、连接该驱动轮200之输送带的输送机(图中未表示)，以及具有将输送机输送后之玻璃基板旋转90°之格子平板220及转动桌台210。
以往，为了旋转玻璃基板，使用由上部以真空吸着玻璃基板后，将玻璃基板上移再旋转90°的方法。上述以往的玻璃基板旋转方法在玻璃基板的上部吸着面处会有异物，因而会损伤玻璃基板的表面。为了解决该问题，本发明之旋转装置是以下部来支撑玻璃基板的格子平板220并使用将其旋转的转动桌台210，故可防止吸着时所发生玻璃基板表面损伤的问题。
本发明藉由第一次玻璃基板的激光裁切装置300第一次地将左右面裁切后的玻璃基板通过输送机70移送至旋转装置。移送至旋转装置后的玻璃基板藉由位于旋转装置内的输送机定位至格子平板220的上部。输送机是由可上下移动的驱动轮200以及连结该驱动轮200之输送带所构成。在藉由输送机将玻璃基板定位至格子平板220的上部位置后，驱动轮200及输送机会下降，玻璃基板会稳置于格子平板220，藉由转动桌台210的90°旋转将玻璃基板旋转后，该驱动轮200及输送机会再度上升，将旋转后的玻璃基板运至第二次玻璃基板的激光裁切装置400。
参照图1及图4，本发明玻璃基板激光裁切装置于台架结构物60的前面部组装有可获得第一次裁切后之玻璃基板裁切面影像之摄影机80。
藉由第一次玻璃基板的激光裁切装置300将玻璃基板的左右面进行裁切，再藉由旋转装置旋转90°后的玻璃基板会藉由输送机70移动至第二次的激光裁切装置400。藉由旋转装置所旋转后之玻璃基板的第一次切削面定位于与第二次玻璃基板的激光裁切装置400之台架结构物60的Y轴平行的位置。此时，通过组装于台架结构物60前面部之摄影机80取得第一次切削后之玻璃基板截面影像，确认玻璃基板端部的对齐状态，并以其为基准进行玻璃基板的位置定位。又，除了位于台架结构物60前面的摄影机80，在激光照射头110内也可设置摄影机，此时，可通过多个摄影机80来将误差最小化，更准确地说，可将以第一次切削面为基准之垂直面进行第二次的切削。
上述虽为本发明特定实施例之说明及附图，但在不脱离本发明之技术思想范围内，所属领域的技术人员能进行多种变化的实施方式。本发明之思想及范围并不为这些实施例所限制，应以本发明的权利要求为准。

Claims (10)

1. 一种玻璃基板激光裁切装置，使用激光来进行玻璃基板裁切，其特征在于该玻璃基板激光裁切装置具备有：
裁切桌台，将欲裁切之玻璃基板保持于水平状态；
一对台架台，平行组装于裁切桌台之左侧及右侧；
台架结构物，垂直设置在该台架台的上部，沿着台架台来进行前进及后退；
激光发射部，固定设置于该台架结构物两端的上部；
激光照射头，组装于台架结构物之两端，可沿着台架结构物朝左右移动以将激光发射部所发射的激光照射至该玻璃基板。
2. 根据权利要求1所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于该裁切桌台具备有：
输送机，将玻璃基板于裁切桌台内移动；
裁切装置，组装于裁切桌台的左侧及右侧面，其可固定输送后的玻璃基板，并将激光照射后的玻璃基板按压裁切。
3. 根据权利要求1所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：所述一对台架台于上部具有可使所述台架结构物平行地前进及后退移动的线性导轨。
4. 根据权利要求1所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：所述台架结构物为了裁切桌台所输送之玻璃基板端部对齐及台架结构物的对位，于所述台架结构物的前面部组装有摄影机。
5. 根据权利要求1所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：所述激光发射部具有固定设置于该台架结构物两端上部的激光发射源及电源供应器。
6. 根据权利要求1所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：所述台架结构物的前面部设置有可使所述激光照射头朝左右移动的线性导轨。
7. 根据权利要求1或6任一项所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于所述激光照射头具备有：
光线输送系统，具有将该激光发射部所发射的激光光线加以诱导之反射装置；
初始断裂器，于玻璃面形成初期断裂；
光线整形镜，将所述光线输送系统所传达的激光光线加以束集；
淬熄嘴，沿着所述光线整形镜所照射后的激光光线喷射冷却喷雾。
8. 根据权利要求1至6的任一项所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：还具备有玻璃基板旋转装置，将使用该玻璃基板激光裁切装置进行第1次切削后的玻璃基板通过该玻璃基板旋转装置旋转后，使用该玻璃基板激光裁切装置进行第二次切削。
9. 根据权利要求8所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于：该玻璃基板旋转装置具备有：
输送机，输送第一次切削后的玻璃基板并输送出藉由所述玻璃基板旋转装置旋转90°后的玻璃基板；
格子平板，由下部支撑所述输送机所输送后的玻璃基板；
转动桌台，将所述格子平板进行90°旋转。
10. 根据权利要求9所述的玻璃基板激光裁切装置，其特征在于该输送机具备有：
多个可上下移动的驱动轮；
用以连结所述驱动轮的输送带。
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