CN101708633B - 脆性材料分断装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种不论作为分断对象的脆性材料是厚板还是薄板，均能够高品质地将其分断的脆性材料分断装置。所述脆性材料分断装置包括：支撑脆性材料的支撑台，以及对形成有划线、且利用移动机构而移动的脆性材料加以下压的分断棒59，且利用分断棒59沿划线将脆性材料分断。所述脆性材料分断装置包括：使分断棒59上下移动的多个支撑构件53、53，以及使多个支撑构件53、53上下移动的线性伺服电动机57、57。支撑构件53、53在分断棒59的长度方向上配设有多个，通过对线性伺服电动机57、57的动作进行控制，以使分断棒59在大致铅直面内的倾斜角度变动。

Description

脆性材料分断装置

技术领域

本发明关于一种脆性材料分断装置，其能够高品质地将如形成有划线的玻璃板这样的脆性材料分断而不会使分断剖面上产生裂痕等。 

背景技术

当在玻璃板等板状的脆性材料上形成划线后，对脆性材料施加特定的负荷，由此可沿划线将脆性材料分断。 

作为先前的分断装置，多使用气缸式分断装置，其使分断棒以比特定速度更快的速度下降，从而即便为厚板脆性材料也能够可靠地将其分断。但是，气缸式分断装置中，是利用气压进行速度控制的，因此无法进行精密的速度控制，且难以调整压入量。 

因此，开发出一种伺服式分断装置，其可利用伺服电动机来精密地控制对于脆性材料的压力，从而即便脆性材料为前板时也能够高品质地将其分断。图1是表示先前的伺服式分断装置的概略构成的立体图。 

如图1所示，先前的伺服式分断装置是将滚珠丝杠24直接连结在设置于水平固定构件22上的伺服电动机23的旋转轴上，且滚珠丝杠24的下端可旋转地由其他水平固定构件25支撑着。从中央部包括旋接于滚珠丝杠24的内螺纹26的上移动构件27的两端部起朝下方设置着支撑轴28、29，且支撑轴28、29贯穿水平固定构件25而固定在下移动构件30上。由此，当伺服电动机23旋转时，下移动构件30与上移动构件27成为一体，也进行上下移动。 

另一方面，从分断棒9起朝上方设置着两根轴31、32，且轴31、32可滑动地插通于下移动构件30中，使得分断棒9能够相对于下移动构件30进行上下移动。另一方面，下移动构件30与分断棒9在卡合机构处经由负荷传感器35而连通。 

平台7设置成能够朝Y方向移动及旋转，在平台7上载置着成为分断对象的脆性材料2。使脆性材料2上所生成的划线对准分断棒9的下降位置，然后使分断棒9下降，由此将脆性材料2分断。 

[专利文献1]日本专利特开平10-330125号公报 

但是，如专利文献1中所揭示的伺服式的分断装置虽然能够高品质地将薄板分断，但为厚板时，因为要求分断棒9具有特定的速度，所以只能使用气缸式的分断装置。因此，会存在以下问题，即必须根据成为分断对象的脆性材料的板厚而并用多个分断装置，从而难以降低制造成本。 

另外，能够通过使伺服式的分断装置低速地移动而缓缓地进行加压，将薄板分断而不会使其破损。因此，无须设置机械式的止动部。然而，在为厚板的情况下，如果使分断棒9不以特定速度以上的速度下降，则无法沿划线分断此厚板的可能性较高。先前的伺服式分断装置由于未设置机械式的止动部，因此存在以下问题，即当为固定速度以上时会产生分断棒9的过量压入，而有可能使分断装置本身破损。 

本发明是鉴于所述情况研究而完成的，其目的在于提供一种不论作为分断对象的脆性材料是厚板还是薄板，均能够高品质地将其分断的脆性材料分断装置。 

发明内容

为了达成所述目的，第1发明的脆性材料分断装置包括：支撑台，支撑脆性材料；以及分断棒，对形成有划线、且利用移动机构而移动的脆性材料加以下压；且利用该分断棒沿所述划线将所述脆性材料分断，其特征在于包括：多个支撑轴，使所述分断棒上下移动；以及电动机，使该多个支撑轴上下移动；所述支撑轴在所述分断棒的长度方向上配设有多个，对所述电动机的动作进行控制，以使所述分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动。 

第1发明包括：多个支撑轴，使分断棒上下移动；以及电动机，作为使该多个支撑轴上下移动的致动器。支撑轴在分断棒的长度方向上配设有多个，且对电动机的动作进行控制，以使分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动。通过将分断棒的支撑轴设定为多个，例如设为双轴，并使支撑轴的下降距离变动，可使分断棒在分断棒的大致铅直面内以所需的角度倾斜。因此，例如当进行分断时，使分断棒的倾斜角度变动，以使得脆性材料上所受到的压力从划线的一端侧朝另一端侧逐渐地变动，由此可实现与利用人的手将材料劈开时的压力点移动相类似的压力点移动，从而可高品质地将脆性材料分断而不会在脆性材料的分断后的端面上产生裂痕。 

另外，第2发明的脆性材料分断装置的特征在于：在第1发明中，使所述分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动，以使得对所述脆性材料加以下压的最大压力部分从所述划线的一端侧朝另一端侧移动。 

在第2发明中，使分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动，以使得对脆性材料加以下压的最大压力部分从划线的一端侧朝另一端侧移动。当进行分断时，使分断棒的倾斜角度变动，以使得脆性材料上所受到的最大压力部分从划线的一端侧朝另一端侧逐渐地移动，由此可实现与利用人的手将材料劈开时的压力点移动相类似的压力点移动，从而可高品质地将脆性材料分断而不会在脆性材料的分断后的端面上产生裂痕。 

另外，第3发明的脆性材料分断装置的特征在于：在第1或第2发明中，在所述支撑轴与所述分断棒的一个或多个连结部包括调整所述分断棒的倾斜所导致的所述支撑轴间的距离的轴间距离调整机构。 

在第3发明中，在支撑轴与分断棒的一个或多个连结部包括调整所述分断棒的倾斜所导致的支撑轴间的距离的轴间距离调整机构。当分断棒倾斜时，支撑轴间的大致水平方向的距离缩短，因此在支撑轴与分断棒的连结部设置滑动机构等所谓的“退避”机构，使得支撑轴上不会产生负荷，由此可高精度地控制分断棒的倾斜。 

另外，第4发明的脆性材料分断装置的特征在于：在第1至第3发明中的任一发明中，包括对所述分断棒朝比特定的位置更下方的移动加以限制的限制机构。 

在第4发明中，包括对分断棒朝比特定的位置更下方的移动加以限制的限制机构，即所谓的止动部，由此即便当分断棒的下压速度比先前的伺服式分断装置更高时，也能够防止过量下压。因此，不仅脆性材料为薄板的情形，即便其为厚板时，也可无须改变分断装置而进行分断。 

根据所述构成，通过将分断棒的支撑轴设定为多个，例如设为双轴，并分别使支撑轴的下降距离变动，由此可使分断棒在大致铅直面内以所需的角度倾斜。因此，例如当进行分断时，使分断棒的倾斜角度变动，以使得脆性材料上所受到的压力从划线的一端侧朝另一端侧逐渐地变动，由此可实现与利用人的手将材料劈开时的压力点移动相类似的压力点移动，从而可高品质地将脆性材料分断而不会在脆性材料的分断后的端面上产生裂痕。 

附图说明

图1是表示先前的伺服式分断装置的概略构成的立体图。 

图2(a)、图2(b)及图2(c)是表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置的构成的正面图。 

图3(a)、(b)是以示意方式表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置的限制机构的构成的包含一台步进电动机的旋转轴的面的剖面图。 

图4是表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置的控制装置的构成的方块图。 

图5是CPU对两台线性伺服电动机发出的脉冲信号的每单位时间的脉冲数的例示图。 

图6(a)-(d)是表示分断棒与成为分断对象的脆性材料的位置关系的示意图。 

图7是本发明的实施形态的脆性材料分断装置的轴间距离调整机构的例示图。 

[符号的说明] 

1脆性材料分断装置 

51步进电动机 

53支撑构件(支撑轴) 

57线性伺服电动机 

59分断棒 

60触碰部(限制机构) 

61止动部(限制机构) 

71、72连结部 

73孔部(轴间距离调整机构) 

具体实施方式

以下，根据表示本发明的实施形态的图式对本发明进行详细说明。图2是表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置的构成的正面图及部分侧面图。图2(a)是表示下降前的本发明的实施形态的脆性材料分断装置的构成的正面图，图2(b)是表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置的构成的部分侧面图，图2(c)是表示下降后的本发明的实施形态的脆性材料分断装置的构成的正面图。 

本发明的实施形态的脆性材料分断装置1如图2(a)所示，是将两台步进电动机51、51与能够相对于机壳50上下移动的支撑构件(支撑轴)53、53设置成一体。对应于步进电动机51、51的旋转来调整用以进行分断的下降量。 

如图2(b)所示，在支撑构件(支撑轴)53、53的背面侧设置着线性伺服电动机57。利用线性伺服电动机57、57，支撑构件53、53相对于机壳50进行上下移动。 

返回到图2(a)，在设置于支撑构件53、53的下部的上移动构件54、54的下方设置着导联轴56、56，所述导联轴56、56贯穿所述上移动构件54、54，且所述导联轴56、56固定在连结于分断棒支撑构件58的下移动构件55、55上。因此，位于比下移动构件55、55更下部的构件成为与悬挂在在上移动构件54、54上为相同的状态。 

另外，下移动构件55、55对固定着分断棒59的分断棒支撑构件58进行支撑，利用线性伺服电动机57、57使支撑构件53、53上下移动，且使分断棒59上下移动。 

另一方面，分断棒支撑构件58可旋转地与下移动构件55、55连结。因此，通过改变线性伺服电动机57、57的移动速度，可使分断棒支撑构件58朝所需的方向倾斜，从而也可使分断棒59倾斜。 

当进行分断时，与先前的分断装置相同，在能够朝Y方向移动及旋转的平台(未图示)上载置成为分断对象的脆性材料，并使脆性材料上所生成的划线对准分断棒59的下降位置，然后利用线性伺服电动机57、57的移动使分断棒59下降。优选包括由触碰部60及止动部61构成的限制机构，使得分断棒59不会过量下降。 

图3是以示意方式表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置1的限制机构的构成的包含一台步进电动机51的旋转轴的面的剖面图。图3(a)表示分断前的状态，图3(b)表示触碰部60与止动部61接触的状态。 

如图3(a)所示，线性伺服电动机57与分断棒59所连结的支撑构件53相连接(分断棒支撑构件58未图示)，且在步进电动机51的旋转轴上设置着触碰部60。在将载置于平台10上的脆性材料20分断之前，止动部61是空开特定的间隔而配置的。特定的间隔可通过步进电动机51的旋转来调整。当进行分断时，线性伺服电动机57高速移动，由此分断棒59连同支撑构件53一起下降。此时，如图3(b)所示，在触碰部60触碰到止动部61的时刻，分断棒59便停止下降。 

即，当进行分断时，通过控制两台线性伺服电动机57、57的移动速度，可控制分断棒59的下降速度。例如当成为分断对象的脆性材料为薄板时，通过将线性伺服电动机57、57的移动速度抑制地较低，而将分断棒59的下降速度设定地较慢。由此，沿划线进行分断的同时，防止产生多余的裂痕。另外，当成为分断对象的脆性材料为厚板时，通过提高线性伺服电动机57、57的移动速度，而将分断棒59的下降速度设定地较快。由此，即便当脆性材料具有沿划线难以破裂的厚度时，也能够可靠地将其分断。 

当成为分断对象的脆性材料为厚板时，伴有加速的分断棒59难以利用惯性而容易地停止，从而有可能产生过量下压。因此，通过预先在步进电动机51、51的旋转轴的下端设置与止动部61、61接触的触碰部60、60，能够以如下的方式进行限制，即在触碰部60、60与止动部61、61触碰之前分断棒59以线性伺服电动机57、57的移动速度下降，但在触碰的时刻分断棒59不再继续下降。由此，即便成为分断对象的脆性材料为厚板，也能够安全地将脆性材料分断。 

此外，止动部61、61的承接触碰部60、60的部分优选具有可旋转的机构。触碰部60、60成为可旋转的构成，当与止动部61、61接触时有可能会因旋转而产生面剪切力，从而要求止动部61、61具有较强的耐久性。因此，例如在止推轴承上设定如下的止动 部61、61，所述止动部61、61的圆盘状构件的中央部分包括具有旋转轴的基座部，且使基座部的旋转轴部分嵌入于止推轴承中，由此对应于触碰部60、60的旋转，止动部61、61的圆盘状构件也进行旋转，从而可防止产生面剪切力。因此，止动部61、61的耐磨性得到飞跃性的提升。 

线性伺服电动机57、57的动作是利用脆性材料分断装置1的控制装置62来控制的。图4是表示本发明的实施形态的脆性材料分断装置1的控制装置62的构成的方块图。 

如图4所示，控制装置62至少由CPU(Central Processing Unit，中央处理器)(中央运算装置)63、ROM(Read Only Memory，只读存储器)64、RAM(Random AccessMemory，随机存取存储器)65、输入介面66、输出介面67及将所述硬件加以连接的内部总线68而构成。 

CPU63经由内部总线68与控制装置62的所述的硬件各部相连接，对所述硬件各部的动作进行控制，并且根据存储于ROM64中的计算机程序来执行各种软件的功能。RAM65由SRAM(Static Random Access Memory，静态随机存取存储器)、SDRAM(Synchronous Dynamic Random Access Memory，同步动态随机存取存储器)等易失性存储器而构成，当执行计算机程序时装入模块展开，存储执行计算机程序时所产生的暂时的数据等。 

输入介面66接受从输入装置(未图示)等输入的指示信息，并根据所接受的指示信息，向连接有CPU63的致动器等发出指示信号。输出介面67将来自CPU63的指示信号发送至外部的致动器，例如控制分断棒59的动作的线性伺服电动机57、57。 

图5是CPU63对两台线性伺服电动机57、57所发出的脉冲信号的每单位时间的脉冲数的例示图。为了方便起见，将图2的左侧的线性伺服电动机57设为A，将右侧的线性伺服电动机57设为B。 

图6是表示分断棒59与成为分断对象的脆性材料的位置关系的示意图。以下，结合图5所示的脉冲信号来进行说明。 

首先，从时刻0到t1为止，CPU63对线性伺服电动机A、B双方发出每单位时间固定脉冲数的脉冲信号。即，线性伺服电动机57、57以相同速度移动，分断棒59一面保持大致水平状态一面以等速度下降。因此，分断棒59从图6(a)的状态向图6(b)的状态水平地下降，其与脆性材料20的距离缩短。 

从时刻t1到t2之间，CPU63以与到时刻t0为止相同的脉冲数继续对线性伺服电动机A发出脉冲信号，另一方面，停止对线性伺服电动机B发出脉冲信号。即，通过左侧的线性伺服电动机57的下降，分断棒59的左侧继续下降，相对于此，由于右侧的线性 伺服电动机57停止下降，所以分断棒59的右侧停止下降。因此，分断棒59如图6(c)所示，变成右侧朝上的状态。此时，分断棒59从左侧起依次与脆性材料20接触，并沿划线下压，因此首先从脆性材料20的左端开始分断。 

从时刻t2到t3之间，CPU63此次以与到时刻t0为止相同的脉冲数再次开始对线性伺服电动机B发出脉冲信号，另一方面，停止对线性伺服电动机A发出脉冲信号。即，由于左侧的线性伺服电动机57停止下降，所以分断棒59的左侧不再继续下降，而右侧的线性伺服电动机57再次下降，因此只有分断棒59的右侧下降。因此，分断棒59如图6(d)所示，直到变成大致水平状态为止只有右侧下降，分断棒59从左侧向右侧依次与脆性材料20接触并下压，由此可实现与利用人的手依次劈开脆性材料20的状态相同的压力赋予状态。 

此外，当分断棒59发生倾斜时，在支撑构件53、53上，在与上下方向交叉的方向(例如大致水平方向)上产生应力。因此，因支撑构件53、53而导致支撑分断棒59的分断棒支撑构件58的连结点间的距离发生变动，由此可能产生如下的不良影响，即线性伺服电动机57、57的移动无法顺畅地进行而产生移动不均等，因此优选包括防止应力产生的轴间距离调整机构。 

所谓轴间距离调整机构，是由将支撑构件53、53与支撑分断棒59的分断棒支撑构件58加以连结的连结部所包含，且能够调整分断棒59的倾斜所导致的支撑构件53、53间的距离的机构。图7是本发明的实施形态的脆性材料分断装置1的轴间距离调整机构的例示图。 

支撑分断棒59的分断棒支撑构件58利用连结部71、72与支撑构件53、53连结。一个连结部71可旋转地与支撑构件53连结。另一方面，在另一个连结部72上形成着大致方形的孔部73，此孔部73形成滑动机构。 

当支撑构件53、53的下降距离发生变动、从而分断棒支撑构件58及分断棒59发生倾斜时，连结部72在孔部73内滑动，从而未在支撑构件53、53上产生应力。因此，应力未传送到线性伺服电动机57、57的移动轴上，从而能够防止移动不均的产生等。 

如上所述，根据本实施形态，通过将分断棒59的支撑构件(支撑轴)53设定为多个，例如设为双轴，并使支撑轴的下降距离变动，而可使分断棒59在分断棒59的大致铅直面内以所需的角度倾斜。因此，例如当进行分断时，使分断棒59的倾斜角度变动，使得脆性材料上所受到的压力从划线的一端侧朝另一端侧逐渐地变动，由此可实现与利用人的手将材料劈开时的压力点移动相类似的压力点移动，从而可高品质地进行分断而不会在脆性材料的分断后的端面上产生裂痕。 

另外，通过包括对分断棒59朝比特定的位置更下方移动进行限制的限制机构，即所谓的止动部，即便当分断棒59的下压速度比先前的伺服式分断装置更高时，也能够防止产生过量下压。因此，不仅脆性材料为薄板时，即便其为厚板时，也可无须改变分断装置而进行分断。 

此外，在所述实施形态中，分断棒59的倾斜控制是通过控制线性伺服电动机57、57的移动量来进行的，但并不特别限定于此，也可例如通过控制步进电动机51、51的旋转量来进行。 

此外，脆性材料并不限定于玻璃板，只要是分断时形成划线、其后通过进行分断处理而高品质地进行分断的脆性材料，那么其种类并无限制。另外，只要在本发明的主旨的范围内，那么能够进行多种变形、变换等。例如，CPU63对两台线性伺服电动机57、57所发出的脉冲信号的每单位时间的脉冲数的变化并不限定于所述实施例，只要是本领域技术人员，当然明白存在着能够取得相同效果的各种脉冲信号输出模式。 

Claims (5)

1.一种脆性材料分断装置，其包括：

支撑台，支撑脆性材料；以及

分断棒，对形成有划线、且利用移动机构而移动的脆性材料加以下压；且

利用所述分断棒沿所述划线将所述脆性材料分断；

其特征在于包括：多个支撑轴，使所述分断棒上下移动；以及

电动机，使所述多个支撑轴上下移动；

所述支撑轴在所述分断棒的长度方向上配设有多个；

对所述电动机的动作进行控制，以使所述分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动。

2.根据权利要求1所述的脆性材料分断装置，其特征在于：

使所述分断棒在大致铅直面内的倾斜角度变动，以使得对所述脆性材料加以下压的最大压力部分从所述划线的一端侧朝另一端侧移动。

3.根据权利要求1或2所述的脆性材料分断装置，其特征在于：

在所述支撑轴与所述分断棒的一个或多个连结部包括轴间距离调整机构，所述轴间距离调整机构调整所述分断棒的倾斜所导致的所述支撑轴间的距离。

4.根据权利要求1或2所述的脆性材料分断装置，其特征在于包括限制机构，所述限制机构对所述分断棒朝比特定的位置更下方的移动加以限制。

5.根据权利要求3所述的脆性材料分断装置，其特征在于包括限制机构，所述限制机构对所述分断棒朝比特定的位置更下方的移动加以限制。

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