CN1014599B - 分立部件切割 - Google Patents

Abstract

从加热的玻璃板带上直接切割玻璃异型件和各种板材同时仍保持切割玻璃的光学质量。由玻璃成型室拉出浮法玻璃板带，在退火之前把切割线加热到此玻璃的软化温度。其后，用刀片装置沿此已加热的切割线切入而分割开玻璃。在线加热和切割作业过程中，使整个玻璃温度都保持在玻璃的应变点以上。

Description

本发明涉及玻璃板的切割，特别是从已加热的玻璃板带上切割玻璃板，并在同时于切下的玻璃板中保持住光学质量。

平板玻璃或弯形玻璃产品的制造，一般需用两道独立的不同工序：基本工序和辅助工序。

基本工序包括从熔融的玻璃形成玻璃板带，这或者是把此种熔融玻璃浮在一锡槽上，或是从一熔融玻璃槽中直接拉制玻璃板。在上述的浮法成形作业例如Edge等人的美国专利3，843，346号中所公开的，是将熔融玻璃附着并浮在熔融锡槽上以形成板带。此浮法玻璃板带开始冷却且其厚度在该锡槽上时已然确定。之后，此玻璃板带即离开锡槽输送到退火区，在此处将该板带的温度有控制地冷却到低于其应变点的温度。于上述成形作业中，此玻璃板的厚度（例如同于Slingluff在美国专利1，339，229号所披露的）是在其从熔融玻璃池中拉出及其后冷却时所确定的。退火之后，该玻璃板带即被切割成玻璃板供其后的辅助工序用。

辅助工序可以包括任意多个补充性的玻璃板加工步骤。例如，可在大块玻璃板载切成最终形状之前，将其切割成更小、更易于处置的板材。此种最终形状可以是桌面或窗用玻璃等之类的矩形，或者也可能是特殊的窗玻璃结构，汽车窗玻璃之类的更复杂形状。玻璃板经切割成形之后，也可以钻孔和/或磨边和/或弯曲成一定角形状。钻孔和磨边作业一般是在玻璃处于室温条件下时进行。这类作业有可能在玻璃的边缘产生细小碎裂，它们可能是应力集中点，导致以后的碎裂和破坏。在成形作业中，经切割的玻璃被重新加热至其可热变形的温度，对于典型的钠-钙-硅玻璃来说，此温度约为1150°F到1250°F（621℃到677℃）。加热和弯曲作 业可用许多种不同方法中的任何一种来进行。例如，玻璃板可以通过加热炉在滚柱上运送到所谓的水平加压弯曲台内（如Frank等人的美国专利4，197，108号）;或者在加压煤气床或煤气炉床上经过加热炉而进入弯曲台中，玻璃板在此处用模内热弯成形法成形（如Seymour的美国专利4，204，853号）;或者将玻璃板在曲面成形滚筒上输送，用滚轮成形法成形（如Johnson等人的美国专利4，139，349号）。

经冷却处理和/或加热弯曲之后，玻璃板可以进行加热增强。在室温情况下，可将玻璃板重新加热到高于其退火范围的某个温度，然后迅速地经此退火范围冷却至其应变点以钢化此玻璃板。在弯形玻璃的情况下，经弯曲作业后，即将玻璃板迅速冷却以便其钢化。

现今对于制造具有满意的光学质量之玻璃制品，诸如窗、镜等等的实际作法，需采用基本的和辅助的两道工序。很明显，如果此基本工序或辅助工序能加以改进或此两道工序能令合并成一道工序，便得以减少一些步骤，例如，重新加热，还可改善成品（例如获得高质量的玻璃边缘）。这样就有可能大大地降低成本。如果此基本工序包括有玻璃板带的浮法成形，则当玻璃从锡槽引出后，不必再附加拉伸、研磨、或抛光作业，就能使之具有最终的玻璃厚度和合格的光学质量，也将会进一步降低成本。

在美国专利中，Brichard等人的3，189，424号，Madge的3，486，673号，Bustrann等人的3，690，527号，Mcda    id等人的3，754，884号以及French的3，875，766号，均阐明了拉制出的玻璃板带之切割工艺。在上述的每一专利中，都是将玻璃板带冷却，以便使它的大面易于用划线设备刻痕，而后沿此刻痕折断。

在美国专利中，Corl    1，550，428号;Gelstharp的1，560，077号以及Despret的2，243，149号均披露了当玻璃板带仍在塑性状态时将其切割成板玻璃的工艺。具体说来，Corl提出了1沿着玻璃板带的每一大面借助多个切割锥对配置于其间的玻璃板实现“刻入”。Gelstharp提出了 用装在车架上并可沿着玻璃板带的输送方向移动的切割轮来切割仍然处于塑性态的这种板带。Despret提出了用装有刀片的滚轮以预定的速度旋转，来使刀片切割这种处于热软化状态的玻璃。

小Ritter等人在美国专利3，124，444号中提出了一种方法，即对运动中的玻璃板带当它仍处于塑性状态下时，连续地除去其边棱或边缘部分。这是将一对圆形的切割片安置在玻璃板带的边棱处，得以使板带通过时，而将此板带的边棱从剩下的板带上切离。

Diaz等人在法国专利公告2    567    872号中提出了切割仍在塑性状态之玻璃板的方法。玻璃板通过一对旋转着的刀具，此刀具几乎压透玻璃板的整个厚度。第一组刀具径向地围绕切割轮安装，以便沿玻璃板的纵向对其连续切割，第二组刀具沿着切割轮的长度纵向安装，以便按横向周期性把切割玻璃板。

在Hafner的美国专利3，453，097号，Grove等人的3，543，979号，Chui的3，885，943与3，930，825号以及Lambert等人的3，935，419号，均提出了用激光束切割玻璃的工艺。在Hafner的专利中选择了激光器的各个参数，使玻璃板能吸收激光能量并将其转化成足够的热量，得以让玻璃板沿此激光束扫描路线切割成块。Grove的专利提出了从连续的玻璃板带上切割玻璃板，用一束激光扫描玻璃板以在此玻璃中感生出应力区，而可使玻璃板沿此扫描线有控制地裂开。在Chui的上述两个专利中，用激光使玻璃沿切割线气化。在美国专利3，930，825号中，用一对激光束直接从浮法玻璃板带上切割下典型玻璃制品。可以相信，此种激光器的功率和用这样一种激光器来气化玻璃所需的时间，在大规模工业生产中是禁止的。

French在美国专利3，934，995号中提出了一种切割方法，即当玻璃板带从浮法生产线输出后，通过使部分的板带受到有控制的淬冷来冷却玻璃，沿冷却线在玻璃上刻痕，并迅速地沿刻痕线玻璃裂开，而从玻璃板带 上切割下一块块的玻璃板。

Giffen在美国专利3，193，367号中提出了一种玻璃成形作业法，把从玻璃池中拉出的熔融玻璃板放在一成形模上，然后把它压入模中并用剪切工具切割，在所压制作业中从剩下的玻璃板上分离玻璃。

Grove在美国专利3，584，773号中提出了一种切割玻璃的方法，即采用高频介电加热通过玻璃板的厚度，使之沿切割线有控制地裂开。

Oelke在美国专利3，687，956号中提出了一种切割冷玻璃板的方法和设备，即利用与此玻璃板表面相分开的热源，沿着所希望的切割线对其进行加热。把来自一辐射热源的热量限制到与此切割线相当的一条狭窄的路径上。由于集中了热量，在玻璃板的未受热部分和该极其狭窄的受热区域之间便形成了很大的温度差，而这种共存的应力蓄积便引起整个玻璃板裂开。

Anderson于美国专利4，162，907号中提出了一种在熔融锡槽上切割熔融玻璃的方法。用一台挤压机将熔融玻璃铺放到熔融锡槽上，然后将切割架降至锡槽上以牢牢地贴定玻璃，再将此熔融玻璃用切割机切成所需的尺寸。切割熔融玻璃时，采用压缩空气驱动的旋转刀片，刀片透过玻璃并进入到熔融锡中。

Anderson等人在美国专利4，361，429号中提出了由熔融的板玻璃来形成制品的方法和设备。熔融玻璃由熔池中通过一对滚轮拉出。熔融玻璃板被放置在模腔上，借助真空或自重或二者兼用使之取模腔构型。当此玻璃板仍在熔融状态时，把它压切成最终制品。用真空式自动取出装置将此最终制品从模中取出。

上述这些专利公布了玻璃的多种切割技术，但都不涉及高质量光学玻璃板带的切割，此种玻璃板带已充分冷却，可经处理而不降低其光学质量，但仍然是足够热的，以便能进行热处理（即钢化或退火）而不需再将玻璃加热。

本发明的目的是当玻璃处于能够被处理而又不产生痕迹的温度下切割玻璃，其方法是把所需的切割线加热到玻璃软化的温度，亦即在该温度下切割玻璃能不产生痕迹和碎裂，但低于玻璃被气化的温度，并用切割刀片穿透此热软化的玻璃。

在本发明的一最佳实施方案中，涉及的玻璃是一连续推进的浮法玻璃板带。此玻璃板带来自浮法成形作业，因而最终的玻璃厚度以及所需的光学质量在玻璃成形过程中均已确定，并不须要拉伸、研磨、抛光之类的任何附加工序。当玻璃板带从浮法成形作业的熔融锡槽中拉出时，它已足够的硬，容许挪动和运送而不产生痕迹或其它对光学性质的影响。在此整个切割作业过程中，玻璃要保持在一定温度范围内，例如在它的退火温度范围内，这样的一个范围允许对玻璃进行挪运而不发生痕迹，同时，对玻璃作进一步处理，例如弯曲、淬火、退火等等，也不需要另外加热。将玻璃沿着所需的切割线用高温火焰或其它典型的加热器选择性地重新加热至其软化温度。切割线可以是直线，例如是横跨此前进着的板带宽度的直线，或者可以是限定欲从此板带上切下的玻璃部分之周边的直线。加热器可以安装在此玻璃板带的大面之上和之下，并沿此板带输送的方向推进。当切割线被加热到所需的温度之后，用带有一个与切割线平行的切割刀之切割设备切透玻璃板带来切断玻璃。在切割过程中，此切割刀沿板带输送方向前进。切割下来的玻璃板从前进的玻璃板带上移走，然后，加热器和切割设备再返回到原始位置。

在本发明的另一个实施方案中，是从一块固定的玻璃板上切割下小块玻璃。至少是在所需的切割线附近把部分玻璃板预热到一定温度，例如预热到退火温度范围，这样，从沿着切割线方向排列的加热器所集中的热量，便不会使此玻璃板由于热应力而破裂。这些排列的加热器使切割线的温度升高到玻璃的软化温度。玻璃板可被送到切割台，用平行于已加热的切割线的刀片切透，切下小块玻璃;或可使玻璃板保持不动，移掉加热器，而 将切割刀移近玻璃板以切下小块玻璃。然后将小块玻璃从玻璃板上取下，再运送到下一工位，进行其它处理。

在本发明的又一实施方案中，将固定的加热器安放在行进的玻璃板带的稍靠其厚圆边的内侧，将一对旋转刀片放置在加热器的下游，对准加热器。玻璃板带向前移动时，即沿加热线将玻璃板带的厚圆边切下，切下后，利用一移位装置将切下的厚圆边子移开。

图1是本发明浮法玻璃板带加热和切割设备最佳实施方案的纵剖面图。

图2是与图1类似的表示本发明之滑动架的剖面图。

图3是沿图1中3-3线的剖面图。

图4是最佳玻璃板带切割设备经放大的横剖面图。

图5是另一种玻璃板带切割设备经放大的横剖面图。

图6是另一种浮法玻璃板带的加热和切割装置及设备的横剖面侧视图。

图7是最佳玻璃板加热及切割装置的横剖面侧视图。

图8是图7中之加热和切割装置的平面图，为醒目起见，除去了某些部分。

图9是沿图7中9-9线断面图，示出切割器/真空拾取器下部有孔的表面。

图10是玻璃板带整边装置的平面图，附有本发明的玻璃板加热和切割设备，为醒目起见，除去了某些部分。

图11是示明于图10之整边装置中的设备之正视图，为醒目起见，除去了某些部分。

图12是通过图11中的12-12线的横剖面图，表明了沿着玻璃板带边缘的两对加热器。

图13是通过图11中的13-13线的横剖面图，表明了切割玻璃板带的一 对圆形切割刀片。

本发明是就它应用于切割钠-钙-硅浮法玻璃中的情形给出的，但必须理解，本发明可以应用于任何板状材料的切割作业中，特别是可以应用于任何类型玻璃的成形作业中或用于任何类型的玻璃组成。

在描述本发明时，将会涉及到玻璃的某些性质和参考温度。“退火点”和“应变点”定义为当用ASTM（美国材料实验标准）法C336测量时，相应于一玻璃纤维的比伸长率;或者用ASTM法C598测量时，相应于一玻璃棒中点下垂的比率。在退火点时，内应力只要几分钟即能基本上消除。在应变点时，内应力要用几小时才能基本上消除。在退火点与应变点之间的温度范围称为退火范围。玻璃在热处理过程中，它的温度在通过此退火范围时是缓慢地下降（退火），或急速地下降（钢化）。对于典型的钠-钙-硅浮法玻璃来说，退火点的温度一般约在1000°F到1040°F（538℃到560℃）的范围内，应变点的温度一般约在925°F到970°F（496℃到521℃）的范围内，而退火范围约在925°F到1040°F（496℃到560℃）之间。“浮法玻璃的光学质量”可以其主透光缺陷的光焦度为特征，此透光缺陷是由于表面的不规则性，通常在波长接近0.75～2英寸（1.91～5.08cm）的范围内，其光焦度约为30毫曲光度的数量级或更小。

图1示明了浮法玻璃板带G由成形室10送出的情形。因为板带G是一条浮法玻璃板带，它就具有很好的光学质量，并能用于需要透过这种玻璃作不失真观察时的许多用途中。这种连续的玻璃板带G是从一熔融金属浴12中（例如从熔融的金属锡浴中）由一系列的滚子14拉到包括一煤气炉灶支承床18或附加输送滚轮（未示出）的板带支承器16上，并进入退火炉（未示出）中。虽然本发明对此并无规定，但上述煤气炉支承床18最好是在温度控制室20内，以便将该板带中的热损失减到最低，由于后面将会讨论到的理由，此支承床还包括一强制通风系统22，它能迫使热的压缩空气到 达煤气炉支承床18的上部表面，形成一个支承热玻璃的气垫。用屏障24使大气保持在成形室10中。从事加热与切割作业的室20一般处在约1080°F到1150°F（582℃到621℃）的范度范围内，即高于浮法玻璃的退火点温度。在浮法玻璃生产过程中，在上述温度范围内的玻璃板带是足够硬的，得以使其可由滚轮14与其它输送设备运送和接触而不出现痕迹，因而它的光学质量不会受到干扰。

参见图2和图3，支承架26支承着加热器28，此加热器横跨过板带G的宽度。加热器28将集中了的高温热量导向热玻璃板G，以便迅速地将选定的切割线30加热到其软化温度范围（后面将要讨论）。加热器28可以是许许多多的市售热源中的任何一种，只要它能提供集中的热量并能使之沿着切割线30导引即可。虽然本发明并未对此加以限制，但在最佳的实施方案中，加热器28是线燃烧器，它将高温火焰导向并沿着玻璃板带G上已选定的切割线30。由燃料管路32以及氧气管路34（并非必须），向燃烧器28供以为产生高温火焰所必须的燃烧气体。电阻型加热器、高频介电加热器、等离子炬加热器、激光加热器、或电子束加热器之类的加热器，都可采用。

为了使燃烧器28的火焰对准板带G的移动表面上的固定线30，为前述支承架26配置了一个驱动装置36，使燃烧器28能以与板带G相同的速度移动。支承架26借驱动配置36进行的运动可用计算机37控制。此支承架26沿板带G的方向移动到将切割线30加热到软化温度范围所需的时间之后，即重新回到它的起始位置。在下一条切割线30移到加热器28之前或在此同时，此驱动装置36必须能用足以使加热器28重新定位于其起始位置的速度驱动此加热器28。虽然本发明并未对此加以规定，但作为示于图1、2和3中的特殊实施方案的驱动装置36，可以包括一个通过轴42与驱动链轮40相连的电动机38。链轮40与齿条44啮合，后者与安装在滑轨48上的滑动轴套46相连接。支乘架26由滑动轴套46支承。柱50则为滑轨48和电机38提供 支承。为了移动支承架26，可用电动机38带动链轮40转动，后者又驱动齿条44朝前或向后运动，亦即如图1所示或左或右地沿滑轨48所规定的路线运动。

线燃烧器28使热板带G沿切割线30的温度升高至最好是达到或高于其软化点温度，亦即，在此温度下玻璃可从板带上被切断而无痕迹和破碎，而这样一个温度又低于使玻璃气化的温度。对于典型的钠-钙-硅浮法玻璃来说，此软化温度一般约在1325°F到1375°F（718℃到746℃）的范围内。如有需要，为了增大使板带的整个厚度加热到该软化温度的速率，可将第二个加热器52装置在板带G下面的煤气炉支承床18的缝槽54中，并平行于加热器28，以便从板带下方将其热量聚集在切割线30上。下部的加热器52也应装有支承构件与滑动架，以便使此下部加热器52也能以同于板带G的速率移动一段足够远的距离，以使此上部和下部的加热器能将切割线30的温度升到所需之软化点。如图1、2和3所示，在本发明的最佳实施方案中，采用了上部和下部加热器，且此二者均安装在支承架26上，以便能同步移动。

必须认识到，切割线30可被加热到更高的温度，然而这样将要用更大的功率和/或较长的时间来加热玻璃。此外，如果玻璃被加热到过高的温度，它就可能发生变形，结果要损坏最终玻璃制品的光学性质。

由于线加热器28和52是沿着玻璃板的一条狭带聚集热量，所以有可能在玻璃中发生热冲击，亦即，玻璃未必能有足够的时间将高温下产生的应力在其中再行分布，从而导致玻璃的破裂。为了避免此种情况，要切割的玻璃板至少应加热到它的应变点温度而最好是达到或高于它的退火点温度，以便释放由热量集中产生的任何内应力，不使玻璃碎裂。不需要将整块玻璃板都升到这样高的温度，而仅仅需要将此玻璃板在切割线邻近的部分或再加热区升温即可。此再加热区的宽度取决于几个因素，例如加热系统的特征;玻璃的化学组成;玻璃的应变点、退火点和软化点温度;以及再热 区的升温速率。当把待切割的玻璃板直接从板带成形工序送出或当此玻璃板为了弯曲而再次加热时，整个玻璃板的温度都是高于退火点的，以致玻璃板在其全宽度上均为有效地释放内应力的再加热区。当只是玻璃板的一部分被重新加热时，此再加热区一定要足够地宽，以重新分布被加热器28和52所造成任何热应力。

当把再热区中所选定的切割线30加热至其热软化的温度之后，并且当此玻璃板的其余部分仍然处于升温状态时，即可用一个板带切割装置56沿着切割线30来切割热的板带G。板带切断装置56是以一或几个刀片沿着受热的切割线30通过玻璃板带G而进行工作的。在图1和2所阐明的本发明之特殊实施方案中，此切断装置56安装在支承架26上，包括有一块位于板带G之上且平行于加热线的刀片58，以及一个位于刀片58之下面且与之平行的台座60而使玻璃板带在其中间通过。台座60安装在煤气炉支承床18的缝槽之中。如有需要，刀片58和/或台座60的温度都可以控制，使它们足够热以便玻璃板在切割以前不会冷下来;但也不能过热，以防玻璃板粘在其上。

为了切断玻璃板带G，支承架26前进的速率要稍加降低，以使预热的切割线30位于刀片58与台座60之间。当此切割线位于刀片58与台座60之间时，支承架26又要重新恢复它的初始前进速率，为的是使板带G与支承架26之间没有相对运动。此后，刀片58即向下移动和/或使台座60向上移动，沿着预热线30来切断玻璃板带G。刀片58和/或台座60可以借助任何方便的方式作垂直移动，例如，借助于水压的、气动的、电动的驱动装置（未示出）抑或靠其本身的静重（对于刀片来说）。在最佳的实施方案中，如图4所示，台座60包括一个槽沟62。槽沟62的边缘64，起到第二个刀片的作用。刀片的移动通过玻璃板带G进入槽沟62，完成切割过程。也可如图5所示前述台座60可以具有一坚固的表面66，得以在用刀片58切割玻璃并与表面66接触的情况下完成玻璃切割，必须指出，刀片58并不需要完全地 切透玻璃板。可使刀片58切透玻璃板的大半厚度，到要接触台座60时即停止。之后，当板带稍稍冷却，即可通过简单的弯曲或“掰断的”措施使玻璃板G能从剩下的玻璃板带上分离下来。

虽然在本发明的最佳实施方案中，切断作业是在支承架26与板带G之间没有相对运动时进行的，但必须理解到，如果刀片58的切割作用迅速到足以切断玻璃而又不造成任何附加的光学变形，还是可以允许有某些相对运动的。

为了提高效率，刀片58应当是耐热的并与玻璃不发生反应。另外，刀片58最好应能保持着一个尖锐的刀刃，以便减少刀片的维护，例如，重新磨刃和/或更换。不锈钢之类的高强度材料，可用作为这种刀片和台座。

在切断作业过程中，刀片58和台座60是沿着板带G移动的方向移动。在切断作业完成之后，如图1所示，刀片58和/或台座60即返回，而支承架26则移至左侧，并且在切割下的玻璃已从剩余的玻璃板G上运离开时回到其原始位置，例如（但在本发明中未规定）可使煤气炉的支承床18向下倾斜，离开成形室10，以使切断的部分从剩下的玻璃板带G上移走。另外，可以用驱动的输送机混轮（未示出）将切断的玻璃板运离前进的玻璃板带。再者，玻璃板可用在上部的真空拾取器（未示出）运走，当玻璃板G在室20中时，此拾取器吸住其上部表面，如果需要的话，可使其往返于不同的处理工序段进行其后的弯曲、整边、热增强、退火等处理。

图6说明另一种加热和切断装置。与图1中的装置比较，这里的结构采用了独立的加热和切断机架。加热器的支承架68支承着一个上部加热器70（如有需要，在煤气床支承床18的槽缝中再设置一个下部加热器72），它横跨玻璃板带G，并沿板带G的输送方向滑动。当板带G沿切割线30被加热之后，在板带G沿煤气炉支承床18连续地运动时，支承架68即移回到原始位置。当预热的切割线到达切割装置76时，切割机架78便与板带G一起在槽缝80中移动。而当板带G在运动中的切割机架中对正时，便以上面 讨论过的类似方法切断。为了能独立地调整加热器支承架68及切断机架78，配备有另外的装置。

正如图1和图6中所示，玻璃板带G的最大无支承长度将是煤气炉支承床18中槽缝54（图1）的宽度，或槽缝74或80（图6）的宽度。

上面就图1所述的作业程序可于改进，以减小槽缝54的所要求的宽度，从而减小了玻璃板带G的最大非支承长度。特别是，可用计算机37启动驱动装置36，推动支承架26沿着板带G前进，同时使燃烧器28和52把切割线30加热到板带的软化温度。加热之后，不是去减缓支承架26的前进速率来使板带G相对于此支承架26前进，而是通过计算机37来倒转支承架26的前进的方向并使之以高速向成形室10移动，亦即，如图1所示，向左移动。当支承架26已经返回到某个位置，使切割线30处于刀片58和台座60之间时，它再反转其方向并开始向前移动，亦即，如图1所示，沿着板带G向右移动，以使其间没有相对运动。此种作业程序减少了支承架26所需的总行程，而使槽缝54的宽度减至最小。

本发明就其所批露的内容而论，涉及到对移动着的平板玻璃板带进行切割而仍保持它的光学质量，特别是在切断浮法玻璃板带时而仍保持其浮法玻璃的光学质量。显然类似的线加热与切断技术也可应用于静止的平玻璃板;同样，玻璃板或板带的这种切割也并非只限于沿直线切割，而是可以如图7和8所示，在玻璃板或板带的外周之内沿着曲线或连续的环线切割。

在切割单张的玻璃板时，必须符合这样的温度分布，即线加热器所供给的外加热量将不会因热线和其周围的温度差而造成破裂（如前已讨论过的）。

如果玻璃板在切割以前已经冷却，则此玻璃板至少要在切割线的邻区内加以预热。如果玻璃板是直接来自玻璃成形工序，则整块玻璃板本来就已预热，所以当另有集中的热量导引向玻璃板时，它将不会破裂。在本发 明的最佳实施方案中，玻璃板的温度，至少是其切割区域中的温度，最低应达到它的应变点温度且最好要等于或高出玻璃的退火点温度。这样高的温度是可以用以下方式在整个线加热与切割作业中保持住的，即在一加热了的空腔中来完成这些作业，以限制热损失。必须指出，如果要使玻璃板弯曲且在切割之前已把它加热到其弯曲温度，这一弯曲温度，例如对于典型钠-钙-硅浮法玻璃来说是1050°F到1200°F（566℃到649℃），则整个玻璃将处于退火点以上的温度。在图7、8和9所示的本发明之特殊实施方案中，已预热的玻璃板G是在加热位置82处，沿着选定的切割线84，借助上部的环形燃烧器86和下部的环形燃烧器88进行线加热，直至加热到它的软化点温度。然后将玻璃板G输送到切割位置90，并沿着上述这条已加热的线，按照前面讨论过的方式，例如用切断装置92去切断，以形成切割部件94。在加热位置82和切割位置90之间的运送，可用任何方便的方式来完成，例如（但并非限定为此）可在一个示于图7的向下倾斜的煤气炉支承床96上，借助输送机的滚轮（未示出），或借助真空拾取器（未示出）来运送玻璃板。可以用制动件98和100将玻璃板G固定在加热位置82和切割位置90上。另一种方法是，使加热器和切断装置进出于所需的位置上，而让玻璃板G在全部加热和切割作业中保持静止状态。

进行完加热和切割的步骤之后，切割下的玻璃板及剩下的玻璃或碎玻璃均被分开。下部表面有孔的往复运动式真空拾取器可以勾划出切割部分94轮廓，将切割件从剩下的玻璃中举起并将其输送到下一个加工位置。虽然在本发明中并未规定如此，但在本发明的实施方案中，切断装置92和该真空拾取器可以合成单一的往复运动式组合件102，以简化并综合及移开作业。此组合件102的刀片104确定出切割轮廓。上述组合件102通过它有孔的下表面106只对刀片104轮廓的界限内抽真空，以便在操作中，使组合件102向下移动，通过刀片104和台座108来切割玻璃板，抽真空并与吸合起来的切下之玻璃部分94一起向上移动，并把遗留在煤气炉支承床 96上的碎玻璃110用任何方便的方法加以处置。至此，组合件102可以移动到下一个作业位置，并将切割成一定形状的玻璃部件94存放起来。

必须了解到，在图7，8和9中所示之本发明的实施方案中，为了避免由于燃烧器86和88所供给的集中热量会造成玻璃板破裂而将玻璃板再加热，在图1、2和3中所说明的实施方案中不使用附加热量的优点就被否定了。尽管如此，这种新的切割技术（如将要讨论到的）却形成优质的切割边缘。

用本发明中所述切割技术形成的玻璃边缘，其质量优于传统的划痕和掰裂技术形成的玻璃边缘。前者的玻璃边缘具有光滑的、抛光的表面。此外，由于这种边缘是在高温条件下形成，亦即至少是在应变点温度形成，因而玻璃中沿着切割线处的应力得到重新分布，从而减少了在切割线处裂口的可能性。而且，由于高温，玻璃可能流动，因而在它冷却以前有可能修复好玻璃边缘中的任何缺陷。结果使得这种边缘比用一般划痕法和掰裂技术所形成的玻璃边缘具有更高的机械强度和对热应力的更高的稳定性。

由于本发明切断技术的性质，玻璃的表面有可能改变，以致有可能使此玻璃的原始镜面质量稍有改变（如图4和5中所示），紧邻切割边缘附近有可能发生一些起因于刀片46的光学畸变。结果是，采用本发明的技术来切割玻璃板或玻璃部件时，在其绝大部分的表面区上将会保持住浮法玻璃的光学性质，即令在紧邻其切割边缘附近光学质量有些变化，也只会是很微小的。

显然，本发明的工艺也可应用于从连续移动的玻璃板带上直接切割异形玻璃板。移动的加热器和切断装置，可以加热和切割出玻璃板的异型件。最好用一台真空拾取器沿着板带G移动去吸合切断之后的异型切割件。正如已经讨论过的，此真空拾取器可以合并在切断工具中，以便在所切割的异型件切断之后直接地从剩下的玻璃板带上运走。

本发明的玻璃切断技术也可应用于从连续行进的玻璃板带上切除其圆 棱边子。参看图10、11和12，将固定的线加热器112沿着玻璃板带的外部114在其纵向的圆棱边子116稍微向内装置于玻璃板带G的上方，如有需要，也可安装于下方。加热器112要有足够长度和足够的加热强度，以便当玻璃板带沿加热器112的下方前进时，加热线118可被加热到此玻璃软化温度范围。用切割装置120把圆棱边子114从前进着的玻璃板带的剩余部分分离开来。至图10、11和13所示的特殊实施方案中，所述切割装置120包括一对装于加热器112下游处并与加热线118对准的旋转刀片122。当玻璃板带G前进通过旋转的刀片122时，圆棱边子116便从板带G前进的剩余部分上分离下来。用一个偏移装置124，例如一个装在活塞130的臂128上的轮子126，或是一个位于旋转刀片邻近位置且在下游处的一个弹簧（未示出），以使切下的圆棱边子116从剩余的板带上偏斜出去，并进入一个碎玻璃收集器（未示出）。在说明于图10、11和13的本发明之特殊实施方案中，刀片120是重叠的，以便完全切透玻璃板带G。正如以前讨论过的，刀片120可以安装到只是部分地切透玻璃板带的位置，而留下一个薄的未切断部分，后者可以在顺着向下切割时破裂，得以将圆棱边子从剩余的玻璃板带上分离下来。其它的切割装置，诸如单叶刀片（未示出），一般垂直设在每一加热线118处;或在加热器112的下游装设一条切割丝（未示明）来切割玻璃。

必须认识到，前面论及的从前进的玻璃板带G上切割下圆棱边子116的技术能用于沿玻璃板带G的长向进行另外的纵向切割。

在本说明书所公开的全部加热和切割作业中，只有当浮法玻璃的温度使主要部分处于玻璃能运送和操作而无痕迹或不产生其它对光学性质的影响时，玻璃板带和玻璃板在运送中才能保持其浮法玻璃的光学性质。如有需要，在整个线加热和切割作业中，可以采用附加的热源（未示出）以使玻璃板处于所需的高温下。当此种玻璃板带离开浮槽时把它切断或从此种玻璃板或者板带上切下一个玻璃部件，而且此种玻璃的温度又能合乎要求 的保持在高于玻璃退火点温度时，则对于需要进行弯曲和/或热处理的玻璃，即使不能取消再加热的工序，也可使任何形式的再加热作业大大减少。正如所述，当此种玻璃板带离开浮槽时，不需冷却即进行划痕，便可把玻璃部件从其上切割下来，且可在高温条件下运到另一些处理位置而不需要传统的玻璃成形与取型作业中那样一些典型的附加步骤：将玻璃板带退火、把这种板带切割成大的坯料、贮存好这些坯料、再度运送这些坯料、从这些坯料切出所需构型的异型件及为了弯曲、钢化或退火作业而再行加热这种切出的异型件。最终切割出的玻璃部件将保持住从浮法玻璃成型作业中最初从锡槽拉出时所见的优良光学性质。

Claims (70)

1、沿选择的切割线切断玻璃而仍旧保持其光学性质的方法，此方法包括：于切割线附近，所说将玻璃带部分或全部加热到此玻璃的应变点温度或玻璃的退火点温度，并在分开步骤之前，保持该玻璃于其应变点或退火点那样高的温度，上述温度下的玻璃是足够硬的，以便在传送时没有痕迹或其它对其光学性质的不良影响；确定加热图形，以便有选择地把上述玻璃所说的切割线加热到玻璃的软化温度或软化温度以上，并沿此加热过的切割线把玻璃分割开。

2、如权利要求1中所述的方法，其中所说的玻璃是前进着的连续玻璃板带。

3、如权利要求2中所述的方法，其中所说的加热步骤包括把来自加热装置的热沿所说的切割线指向上述前进中的玻璃板带的大面。

4、如权利要求3中所述的方法，其中所说的指向步骤包括把来自线加热器的高温火焰沿所说的切割线指向上述前进中的玻璃板带之大面。

5、如权利要求4中所述的方法，还包括使所说的线加热器在上述玻璃板带的前进方向前进的步骤。

6、如权利要求5中所述方法，其中的线加热器是一个上部线加热器，而所说的高温火焰乃是来自位于所说之前进中的玻璃板带上方所述及之上部线燃烧器，而导向此前进中的板带上部的大面。

7、如权利要求6中所述方法，其中所说的加热步骤还包括在述及的玻璃板带下面设置一个下部线加热器，并使来自该下部线加热器的高温火焰沿前述切割线导向上述前进中的板带下部大面，同时使此下部线加热器朝该板带的前进方向前进。

8、如权利要求3中所述方法，其中所说的导向步骤包括将所说的切割线加热到至少接近1300°F（704℃）。

9、如权利要求8中所述方法，其中所说的分割步骤包括沿所说的切割线使一个与加过热的前述切割线相平行之刀片切进此玻璃板带的一部分厚度。

10、如权利要求9中所述方法，其中所说的分割步骤包括使所说的刀片沿所说的切割线切进此玻璃板带的整个厚度。

11、如权利要求10中所述方法，还包括在所说的切割步骤中使该刀片朝此玻璃板带的输送方向前进。

12、如权利要求11中所述的方法，将所说的线加热器和所说的刀片安装在一滑动的支承架上，其中述及的线加热器之前进步骤包括使上述支承架前进，以便使此线加热器和所说玻璃间的相对运动最小，且上述刀片的前进步骤包括该支承架前进，以便使此刀片和所说玻璃间的相对运动最小。

13、如权利要求12中所述的方法，还包括在所说的线加热器前进步骤之后和所说的刀片前进步骤之前，使上述支承架在与所说玻璃前进方向相反的方向前进的步骤。

14、如权利要求11中所述方法，还包括使所说的切割下的玻璃板由前述剩下的玻璃板带转移开的步骤。

15、如权利要求14中所述的方法，其中所说的转移步骤包括用一个真空拾取器吸合所说之切割下的玻璃板的上部大面，以及将此拾取器与该被吸合的玻璃一起移至下一个作业位置。

16、如权利要求14中所述方法，还包括将所说的玻璃板带支承在一个煤气炉支承床上的步骤，而且前述的转移步骤包括将所述玻璃板带支承在一个向下倾斜的煤气炉支承床上，以便使所说之切割下来的玻璃板沿着此倾斜着的煤气炉加热床方向加速离开该剩下的玻璃板带。

17、如权利要求11中所述方法，其中所说的导向和分割步骤包括沿着非线线的切割线将热量指向所说的玻璃板带并使之分割开。

18、如权利要求17中所述方法，其中所说的玻璃板带是浮法玻璃板带。

19、如权利要求1中所述方法，其中所说的加热步骤包括使来自加热装置的热量沿所说切割线导向所说玻璃板的大面。

20、如权利要求19中所述方法，其中热量导向步骤包括使来自线加热器的火焰沿所说切割线导向所说玻璃板的表面。

21、如权利要求20中所述方法，其中所说的导向步骤，包括在所说玻璃板的上部大面之上安装一个上部线加热器，以使所说的火焰沿所说的切割线导向玻璃板的上部大面。

22、如权利要求21所述方法，其中所说的导向步骤还包括在所说玻璃板的下面安装一个下部线加热器，并使来自下部线加热器的火焰沿所说的切割线导向所说玻璃板的下部大面。

23、如权利要求1中所述方法，其中所说的保持步骤包括将所说玻璃板的温度至少保持到此玻璃板应变点那样高的温度。

24、如权利要求1中所述方法，其中所说的保持步骤包括将所说的玻璃板的温度至少保持在此玻璃板的退火点温度那样高的温度。

25、如权利要求24中所述方法，其中所说的导向步骤包括将所说的切割线加热到至少接近于1300°F（704℃）。

26、如权利要求25中所述方法，其中所说的分割步骤包括使一个与上述加过热的切割线平行的刀片沿此切割线切入前述玻璃板的一部分厚度。

27、如权利要求26中所述方法，其中所说的分割步骤包括用述及的刀片沿前述切割线切入该玻璃板的整个厚度。

28、如权利要求26中所述方法，其中所说的导向和分割步骤包括将热量沿非线性切割线导向所说的玻璃板并将其分割开。

29、如权利要求28中所述方法，还包括将说及的线加热器移到紧邻于此玻璃板的前述大面，以完成所说的加热步骤，之后再移开所说的各个线燃烧器并移动所说的刀片到紧邻于此玻璃板的该大面以完成所说的分割步骤。

30、如权利要求28中所述方法，包括使该玻璃板在前述的加热步骤完成之后，从加热位置前进到用于所说分割步骤的切割位置。

31、如权利要求28中所述方法，还包括将该玻璃板的前述已分割开的部分与此玻璃板的剩余部分分离开的转移步骤。

32、如权利要求29中所述的方法，其中所说的转移步骤包括用一个真空拾取器吸合此玻璃板前述分割下的部分之上部大面，并将此拾取器连同吸合的玻璃板之前述分割下来的部分一起转移到下一作业位置。

33、如权利要求4中所述方法，其中所说的加热步骤包括将固定线加热器的火焰沿前进玻璃板带纵边内侧的切割线加热，板带上的切割线相对于加热器向前移动。

34、如权利要求33所述方法，其中所说的加热步骤还包括在此玻璃板带下面安装一个固定的下部线加热器，并且，当此板带在前述上部和下部加热器间前进时，将来自此下部线加热器的高温火焰沿所说的切割线加热该前进中的板带之下部大面。

35、如权利要求3中所述方法，其中所说的导向步骤包括将所说的切割线加热到至少接近于1300°F（704℃）。

36、如权利要求35中所述方法，其中所说的分割步骤包括用平行于所述加过热的切割线之刀片沿此前进中的切割线切入此玻璃带的一部分厚度。

37、如权利要求35中所述方法，其中所说的分割步骤包括将所说的前进中的玻璃板带在一对与前进的切割线对准的转动圆形刀片之间通过。

38、如权利要求37中所述方法，其中所说的分割步骤包括，使所说的刀片沿前述切割线切入该玻璃带的整个厚度。

39、如权利要求38中所述方法，其中所说的切割线在此玻璃前进板带圆棱边子的稍内侧，而前述玻璃板带的切割开的部分即是所说的圆棱边子，还包括使所说的切割开的圆棱边子偏离开此剩下的玻璃板带。

40、沿选定的切割线切割玻璃而保持所说玻璃光学性质的一种装置，此装置包括：

一个支承表面件以支承所说的玻璃;

将所说玻璃于切割线附近至少加热到其应变点温度的装置，

且该温度下玻璃有足够的硬度，以使操作时无痕迹或无其他的对光学性质的影响;

至少保持所说玻璃在其应变温度的装置;

确定一个加热图形的装置，以将所说玻璃的切割线加热到此玻璃的软化温度或软化温度以上，以及沿此切割线分割开此玻璃的设备。

41、如权利要求40中所述装置，其中所说的玻璃是一条前进中的连续玻璃板带设备。

42、如权利要求40中所述装置，其中所说的玻璃是一条至少加热到其应变点温度的前进中的连续玻璃板。

43、如权利要求42中所述的装置，其中所说的加热设备包括一个线加热器以把各个火焰沿前述切割线导向此玻璃板带的大面，并包括使此线加热器沿此玻璃板带前进方向前进的设备。

44、如权利要求43中所述装置，还包括使所说的分割设备在此玻璃板带的前进方向移动的设备。

45、如权利要求44中所述装置，其中所说的线加热器前进设备包括一个可移动的支承架且所说的分割设备被安装在此支承架上。

46、如权利要求43中所述装置，其中所说的加热设备包括一个位于此玻璃板带上方的上部线加热器，以将火焰沿所说切割线导向此玻璃板带的上部大面，且所说的线加热器前进设备是一个上部线加热器前进设备;另外，还包括一个位于此玻璃板带下面的下部线加热器，以使火焰沿所选定的切割线导向此玻璃板带的下部大面，且此设备使此下部线加热器沿该玻璃板带的前进方向前进。

47、如权利要求46中所述装置，其中所说的上部加热器前进设备和所说的下部加热器前进设备均包括一个通用的可移动的支承架。

48、如权利要求47中所述装置，其中所说的分割设备包括一个刀片和一个台座件，它们使此玻璃板带的两个大面定位于其间，其中所说的刀片和台座一般平行于前述已加热了的切割线，另外还包括使此刀片相对于此台座移动的设备，使此刀片沿上述切割线至少切入此板带的一部分厚度，形成一个经切割的玻璃部分。

49、如权利要求48中所述装置，其中所说的移动设备使述及的刀片相对于前述台座移动以沿上述切割线切入此板带的整个厚度。

50、如权利要求49中所述装置，其中所说的分割设备被安装在前述共用的可移动之支承架上。

51、如权利要求50中所述装置，还包括使上述切割下的玻璃部分从所说的剩下玻璃板带移开的设备。

52、如权利要求51中所述装置，其中所说的支承表面件是一个煤气炉床，所说的炉床相对于前述分割设备稍稍朝下倾斜，这样，该切割下的玻璃部分将加速离开所说的剩下的玻璃板带，从而为所说切割下的玻璃部分提供了移动设备。

53、如权利要求51中所述装置，其中所说的支承表面件包括一系列的传送滚轮。且所说切割下之玻璃部分的移动设备包括一个往复移动的真空拾取器，它位于此切割下的玻璃部分之上，以吸合此切割下的部分并将其从所说的剩下的玻璃板带移开。

54、如权利要求52中所述装置，其中所说的线加热器是非线性的，可以沿着此非线性的切割线将热量导向其上。

55、如权利要求54中所述装置，其中为所说的非线性加热器加热的这种切割线定出一玻璃部件的轮廓线。

56、如权利要求40中所述装置，其中所说的加热设备包括一个线加热器以使火焰沿选定的切割线导向所说玻璃板的大面。

57、如权利要求56中所述装置，其中所说的热量导向设备包括一个上部线加热器，后者位于所说的玻璃板之上，以将火焰沿选定的切割线导向所说玻璃板的上部大面，而所包括的下部线加热器则位于此玻璃板的下方，以将火焰沿所选定的切割线导向此玻璃板带的底面。

58、如权利要求57中所述装置，其中所说的分割设备：包括一个刀片和一个台座件，它们使所说玻璃板带的两个大面定位于其间，而这里所说的刀片和台座件一般平行于所说之已加热了的切割线;还包括使此刀片相对于该台座移动的设备，以便沿所说切割线至少切入此玻璃板的一部分厚度，形成此玻璃板的切割下的部分。

59、如权利要求58中所述装置，其中所说的移动设备使前述刀片相对于述及的台座移动，以便沿所说的切割线切入此玻璃板的整个厚度。

60、如权利要求59中所述装置，还包括使此玻璃板的所说切割部分从该玻璃板的剩下部分移开的设备。

61、如权利要求60中所述装置，其中所说的切割部分移动设备包括一个往复移动的真空拾取器，后者位于此玻璃板的上述切割部分之上，以便吸合此切割部分并将此切割部分从该玻璃板的剩下部分移开。

62、如权利要求61中所述装置，还包括使所说之加热了的玻璃板从该加热设备前进到前述切割设备的设备。

63、如权利要求62中所述装置，其中所说的线加热器是非线性的，可使热量沿一非线性的切割线导向至其上。

64、如权利要求63中所述装置，其中为所说的非线性加热器加热的前述切割线，定出了玻璃部件的轮廓线。

65、如权利要求40中所述装置，其中所说的加热设备包括一个固定的线加热器，使火焰沿着所说前进中玻璃板带纵向边缘内侧的切割线导向此玻璃板带的大面。

66、如权利要求65中所述装置，其中所说的加热设备包括一个固定的上部线加热器，后者位于所说的玻璃板带之上，以便将火焰沿所说的切割线导向此玻璃板带的上部大面，还包括一个固定的下部线加热器，后者位于此玻璃板带之下，以便将各个火焰沿所选定的切割线导向此玻璃板带的下部大面，其中所说的在此板带上的切割线在此两个加热器之间前进。

67、如权利要求66中所述装置，其中所说的分割设备包括一个刀片，后者沿所说之加热了的切割线配置在述及之各个加热器的下游，而这里所说的刀片则沿前述切割线至少切入此玻璃板带的一部分厚度，以形成主要玻璃板带部分和一个边缘板带部分。

68、如权利要求66中所述装置，其中所说的分割设备包括一对圆形刀片，后者在所说加热器的下游沿着所说的每一切割线准直，所说的刀片围绕一大致横截于此玻璃板带前进方向的轴旋转，而其中在此板带上的述及之切割线则在前述的一对刀片之间前进，以切割所说的板带并形成一个主要玻璃板带部分和一个边缘板带部分。

69、如权利要求68中所述装置，其中所说的每一对刀片包括相叠合的刀棱，这样，在此玻璃板带通过这对刀片之间时，这些刀片便完全切透此前进的板带。

70、如权利要求69中所述装置，还包括使上述边缘部分从所说主要部分偏离开的设备。

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