CN101754840B - 多头搭载划线装置及刀片保持器的自动更换系统 - Google Patents

Abstract

在刀片保持器(10)上，作为二维码而记录消除刀片的偏移的修正数据。此外，除了多头搭载划线装置以外还设置刀片储藏库(31)、读码器(32)、机械手(33)。如果需要刀片的更换，则从读码器(32)找出希望的刀片，通过机械手(33)安装到划线头上，并且输入该偏移数据进行修正。这样，在搭载有多个具备刀片保持器的划线头的多头搭载划线装置中，能够容易地进行刀片的更换及管理。此外，能够自动地更换刀片保持器，能够使伴随着更换的复杂的调节作业自动化。

Description

多头搭载划线装置及刀片保持器的自动更换系统

技术领域

本发明涉及能够在脆性材料基板上同时形成多个划线的多头搭载划线装置，还涉及将搭载在划线装置中的刀片(tip)保持器自动更换的刀片保持器自动更换系统。

背景技术

以往，在液晶显示面板或液晶投影仪基板等平板显示器(FPD)等中，在制造过程中将母玻璃基板在贴合后分断，以使其成为规定大小的单个面板。在母玻璃基板等脆性材料基板的分断中，有划线工序和破裂工序，在划线工序中使用划线装置。在FPD的制造中，将一片母基板划线，通过破裂加工而取出多个面板基板。但是，如果母基板的尺寸变大并且面板基板的数量变多，则为了提高划线效率而使用搭载有多个划线头的多头搭载划线装置。

图1是表示以往的多头搭载划线装置的一例的概略立体图。在多头搭载划线装置100中，移动台101沿着一对导引轨道102a、102b沿y轴方向移动自如地被保持。滚珠丝杠103与移动台101拧合。滚珠丝杠103在马达104的驱动下旋转，使移动台101沿着导引轨道102a、102b沿y轴方向移动。在移动台101的上面上设有马达105。马达105使工作台106在xy平面内旋转，定位为规定角度。脆性材料基板107被载置在工作台106上，被未图示的真空吸引机构等保持。在划线装置的上部，设有将脆性材料基板107的对准标记摄像的两台CCD照相机108。

在划线装置100上，沿着x轴方向通过支柱111a、111b架设有桥110，以使其横跨移动台101和其上部的工作台106。在桥110上，多个划线头112能够沿着导引部113沿x轴方向移动。各划线头112在其内部搭载有使其自身分别独立地沿着x轴方向移动的驱动源。此外，也可以代替它而将导引部113与各划线头112例如线性驱动，使各划线头112能够分别独立地移动。划线头112在其前端部上经由保持器接头120安装刀片保持器130。

接着，对安装在划线头112上的以往的保持器接头和刀片保持器进行说明。如在图2中表示分解立体图那样，保持器接头120在上部具有轴承121，下方具有构成为L字形的保持器部122。保持器部122在其侧方设有定位用的销123。刀片保持器130如图3、图4所示，是可旋转地保持圆板状的轮式刀片(以下单称作刀片)131的机构。刀片131通过未图示的销旋转自如地保持在下端中央的前端部上，销由止动器132防止脱落。刀片131是一边压接在脆性材料基板上一边滚动而形成划线的部件。该刀片保持器130通过使其侧面接触在定位销123上，被定位在保持器接头120的保持器部122上。并且，刀片保持器130通过固定螺栓133固定在保持器部122上。划线头112可升降地保持着其下部的保持器接头120及刀片保持器130。在划线头112中，在其内部设有能够进行这样的升降的升降部、例如借助使用空气压力控制的气缸或线性马达的电动升降部等。该升降部使刀片131一边以适当的载荷压接在脆性材料基板的表面上一边滚动，形成划线。

多头搭载划线装置100设有多个划线头。各划线头分别安装有刀片保持器。多个刀片既有同时使用的情况也有部分使用的情况。此外，也有预先配合切断对象而安装不同种类的刀片、在使用时选择其一部分而进行划线的情况。

接着，对组装为多头搭载划线装置之后、划线动作所需的电气及机械的调节结束后的划线装置的划线动作进行说明。图5A、图5B是表示该处理的顺序的流程图。在划线开始之前，如图6所示，首先将脆性材料基板107载置到工作台106上，定位后进行吸引固定(步骤S0)。然后，为了确认定位状况，使用设置在划线装置的上方的两台CCD照相机108，将基板上的左右两处的定位用的对准标记63a及63b分别放大摄像，进行图像处理(步骤S1)。由于摄像出的放大图像分别被显示在对应的监视器上，所以操作者能够一边确认该摄像出的图像一边进行精确的定位。这里，将连接两台CCD照相机的线作为工作台106的基准线A。划线装置100通过图像处理，检测基板107从基准线A倾斜多少角度(θ)而载置、还有基板107从工作台106的作为基准的原点位置偏差多少而载置(步骤S2)。基于该检测结果，划线装置100前进到步骤S3，通过马达105的旋转进行修正，以使基板107的倾斜角θ成为0。基板107的从原点位置的偏差可以如以下这样修正。关于y轴方向，使工作台106在y轴方向上移动相当于上述偏差量的y轴方向成分的量。关于x轴方向，使划线头112的位置移动相当于上述偏差量的x轴成分的量。此外，作为其他修正方法，划线装置将上述偏差量分为x轴成分和y轴成分，修正划线动作的开始位置的位置数据的各轴成分的值。如果这样使划线开始位置错移，则能够得到同样的结果。

在更换了划线对象的基板的情况下，操作者每次都必定需要在划线开始前执行上述偏差量的修正作业。如果修正作业结束，则从希望的位置开始划线动作。划线装置100将刀片保持器降低，使刀片一边抵接在基板上一边滚动，进行通常划线(步骤S5～S7)。接着，在该划线形成后，划线装置100使刀片保持器上升(步骤S8)，接着使基板相对地移动(步骤S9)，回到步骤S5。

接着，利用图5B对步骤S9所示的基板的移动详细地说明。首先，划线装置100判断作为控制程序内的控制数据的标志FX是否是0(步骤S10)。该标志FX是在工作台的旋转时设立的标志，在初始化后为0。如果标志FX是0，则前进到步骤S11，判断x轴方向的划线是否结束。如果没有结束，则划线装置100通过移动工作台106而将基板相对地移动(步骤S12)，回到步骤S5重复同样的处理。如果这样，则通过重复该循环，能够使x轴方向的划线结束。在x轴方向的划线已结束的情况下，前进到步骤S13，划线装置100将标志FX设置为1。接着，在步骤S14中，使工作台106向右方向旋转90度。接着，在步骤S15中，判断y轴方向的划线是否已结束，如果没有结束，则前进到步骤S16，移动工作台106，回到步骤S5。如果x轴方向的划线结束，则设立标志FX，所以划线装置100从步骤S10前进到步骤S15，判断y轴方向的划线是否已结束。在没有结束的情况下，划线装置100使基板向y轴方向相对地平行移动需要的移动量(步骤S16)。然后，再次向步骤S5返回，重复同样的划线动作。然后，划线装置100如果在步骤S15中判断y轴方向的划线的形成都结束了，则使工作台向左方向旋转90度，结束划线动作。划线装置100将标志FX复位。将基板解除吸引，从工作台106卸下(步骤S17)。接着，在将其他基板载置到工作台上时也以同样的顺序进行划线动作。

在将保持器接头120安装到新制造的多头搭载划线装置100上而使用的情况下、或在使用的中途为了调节或修理而更换了刀片保持器130、划线头112或保持器接头120时，需要通过下述的方法进行偏差量的修正作业。在此情况下，为了使说明变得简单，假设接着的调节已结束而进行说明。即，调节两台CCD照相机内的1台的摄像图像的中心坐标以使其与划线的形成所需要的原点位置一致，进而预先调节在刀片保持器等部件的安装后通过刀片形成的划线，以使其与工作台的y轴方向的基准线平行。

此外，在本说明书的以往的多头搭载划线装置的动作说明中，假设刀片131能够绕设在保持器接头120上的轴承121旋转、在哪个移动方向上沿着该方向都能够形成划线，以使该划线装置的各种功能的说明变得简单。即，假设在x与y方向的哪个方向上都能够沿移动方向完全没有障碍地形成划线。

此外，在更换了刀片保持器130、划线头112或保持器接头120等的情况下，假设其他划线头112在桥的右端及左端的某个适当的退让位置处待机，以使作为更换对象的划线头112的移动不会因其他划线头112而受到限制。

首先，为了精确地检测划线装置100的驱动系统的原点位置与刀片131实际上在基板上开始划线的形成的开始位置的偏差，需要进行测试划线(步骤S4)。在进行测试划线的情况下，操作者将基板、与通常的母基板另外的、假基板载置到工作台106上，执行步骤S0到S3的前处理。图7是表示通过测试而形成在假基板上的划线与利用CCD照相机的摄像图像的对准标记的中心坐标P0的位置关系的示意图。如果将划线头112、保持器接头120及刀片保持器130的各偏移量修正处理而抵销，则划线装置100能够从中心坐标P0开始划线。

但是，有电气及机械误差，在各组装部件中其值不同，所以如果不是从重新测量安装后的误差量而结束所需的修正处理起，就不能从中心坐标P0进行划线。所以，操作者使刀片保持器130降低，使刀片抵接在假基板上(步骤S5′、S6′)，接着，对假基板进行测试划线，形成一条划线(S7′)。然后，使刀片保持器上升(S8′)，测量偏差量(S9′)。这里，假设刀片的划线开始位置(X，Y)如图7所示为位置P1(X，Y)＝(4，3)。该位置可以使用CCD照相机108测量。

接着，操作者测量从位置P1到中心坐标P0的偏差量(S9′)。由于该偏差量为应该作为偏移而消除的值，所以将其作为修正值进行修正处理(S10′)。接着，将假基板从工作台卸下，结束修正处理(S11′)。接着回到步骤S0，重复同样的处理。通过这样，在图5A所示的步骤S5以下的通常划线中，能够从中心坐标P0开始划线。

如果这样预先进行修正处理，则以后每当更换划线对象的基板时预先进行步骤S1～S3的前处理。这样，形成在脆性材料基板107上的划线与预定的线(例如图6的线B)的位置精确地一致。接着，对相同的基板107依次改变划线开始位置，重复划线动作(步骤S5～S9)。

刀片如果将脆性材料基板划线规定的长度则磨损而性能劣化，所以需要定期地更换(专利文献1)。在以往的划线装置中，在更换作为消耗品的刀片的情况下，首先，操作者将刀片保持器130从划线头112卸下。接着，从卸下的刀片保持器130拆下磨损的刀片131，将新的刀片安装在刀片保持器130上。然后，操作者再次将刀片保持器130安装到划线头112上，结束更换作业。因此，在更换了刀片自身、刀片保持器、划线头的任一个的情况下，也会在刀片的安装位置上发生误差(偏移)，所以为了抵销偏移，需要进行测试划线和然后的修正处理(步骤S5′～S11′)。

这样预先修正伴随着划线头的周边部件的更换的偏移量。然后对通常的母基板进行步骤S0到S3的前处理后，重复步骤S5到S9的一系列的划线关联动作，能够将需要数量的划线形成在基板上。

另外，这里表示了划线头沿x轴方向移动、工作台沿y轴方向移动并旋转的划线装置，但也有工作台沿x轴、y轴方向移动并旋转的划线装置(专利文献2)。也有工作台沿x轴、y轴方向移动但没有旋转机构的划线装置。还有工作台被固定、划线头沿x及y轴方向移动的类型的划线装置(专利文献3)。

作为图1所示的划线装置的变形例，有在移动台101上不具有旋转工作台而原样将脆性材料基板107载置到移动台上的类型的划线装置(装置类型1)。作为再另一变形例，有图1的工作台106被固定、桥110具备支柱111a及111b共同沿y轴方向移动的驱动机构的类型的划线装置(装置类型2，例如专利文献4)。在使用上述各种设备结构的划线装置内的、采用载置作为加工对象的基板的工作台或与其相当的部分不旋转的设备结构的装置的情况下，需要以下的调节作业。关于调节的必要性，首先以仅使用1个划线头的单头搭载的划线装置的情况为例进行说明。

即，由于不能进行在图5A的步骤S2中检测到的基板107的倾斜角θ的修正，所以在S3中仅执行基板的偏差量的修正处理。在这样的工作台不旋转的划线装置中，在搭载有单一的划线头的单头搭载的划线装置中，代替θ的修正而执行通过利用图6说明的直线插补法的划线动作。即，在假设在直线B的位置上形成标准的划线的情况下，如果仅将划线头112单单沿x轴方向移动，则仅能够得到直线A的线。所以，在该划线装置中，与划线头的x轴方向的移动同时，在装置类型1的情况下使工作台106、在装置类型2的情况下使桥110分别移动。如果这样，则能够形成倾斜的划线B。同时并行移动的移动量取决于倾斜角θ。通过划线头112和工作台106(或桥110)分担相当于由倾斜角θ形成的三角形的底边和高度的移动，能够实现倾斜的划线。这通过两方向的微小的阶梯状的直线移动的重复来实现。

专利文献1：特许3074143号公报

专利文献2：特许公开2000-119030号公报

专利文献3：特许公开2000-086262号公报

专利文献4：特许公开2000-264657号公报

发明内容

在更换安装在以往的刀片保持器上的刀片的情况下，首先，操作者将固定螺栓133放松，将刀片保持器130从保持器接头120卸下。接着，操作者将止动器132的螺栓放松，将止动器132从销孔挪开，将销拔下，将刀片131取出。此外，在更换为新的刀片之后，操作者通过同样的过程插入销，将刀片安装在刀片保持器130上，如图4所示，将刀片保持器130安装到保持器接头120上。接着，将保持器接头120安装到划线头112上。

在这样更换了刀片的情况下，需要执行图5A的S0到S3以及S5′到S11′的作业。即，为了修正伴随着该更换的偏移，需要暂先使用假基板进行测试划线、或求出偏移量而修正该量的作业，有在这样的处理中花费工夫的缺点。

此外，刀片的大小因用途而不同，但在液晶显示面板的贴合基板的划线用的情况下，例如直径是2.5mm左右，销直径是0.5mm左右，小而不易操作。因而，以往有在刀片的更换作业中花费时间的缺点。此外，在将多种刀片安装在各种装置中而使用的面板加工工厂内，有可能误将不同种类的刀片安装。在此情况下，划线条件变化而不能进行正常的稳定的划线，但还有其原因不易直接知道的缺点。此外，在通过固定螺栓将刀片保持器固定在保持器接头上时，根据固定的方式而刀片的安装位置微妙地偏差，所以还有在安装后的刀片带来的划线的形成位置中发生离散的缺点。

此外，在多头搭载划线装置中，通过手工管理多个刀片，或根据其行进距离掌握刃尖的磨损时间，也有更换花费工夫的问题。进而，有根据切断的对象而更换刀片的情况，但在此情况下也需要选择匹配于切断对象的刀片而更换，有刀片的管理变得复杂的缺点。

此外，在多头搭载的划线装置中，载置加工对象的基板的工作台需要能够旋转，但如果作为加工对象的基板较多数量用于FPD用途，则同时尺寸变大。对应于基板尺寸的巨大化，加工工作台的尺寸也变大，结果难以精度良好地制作大面积确保规定的平面平坦度的工作台。此外，在旋转的情况下的旋转角度的分辨率的方面、在加工后的面板的尺寸精度的方面，通过旋转工作台方式都难以应对。

如上所述，在搭载有单一的划线头、加工工作台不旋转的划线装置的情况下，通过直线插补法能够进行希望的划线的形成。但是，在搭载有多个划线头的装置中，在加工工作台不旋转的情况下，即使在将各头的安装误差抵销处理后，一旦加工基板在加工工作台上被倾斜载置，也会发生以下的问题。即，需要进行使用安装在各划线头的刀片保持器下的刀片开始划线的调节作业，如果不调节就不能实现精确的划线的形成。

更详细地利用图6说明该状况。在图6中，在通过加工工作台的直线移动而纸面的最左侧的刀片的划线开始位置调节到Q1(左侧的对准标记63a的中心位置)的情况下，通过该刀片能够用直线插补法形成沿着B的划线。但是，安装在其相邻的划线头上的刀片的划线动作开始位置成为从直线A上的位置、例如Q2开始，即使使用直线插补法也不能形成与直线B重合的划线。这意味着在将基板倾斜载置在加工工作台上的情况下，由多个划线头形成的划线的基板上的y轴方向的形成开始位置在所有的刀片中都不同。通常在加工工作台上，基板虽然有程度的差异、但被倾斜载置。因而，在工作台不旋转的设备结构的情况下，如果使用以往的多头搭载划线装置，则各划线头的刀片形成的划线的开始位置变化，在品质上发生较大的问题。

本发明是着眼于以往的多头搭载划线装置的问题而做出的，第1目的是使得工作台旋转的设备及不旋转的设备结构的哪种划线装置都能够搭载多个划线头。作为第2目的，使用与刀片一体化的刀片保持器、将偏移数据以码的形式预先保持在刀片保持器上、通过使得能够自动地更换刀片，来消除伴随着刀片更换的调节作业的麻烦。

为了解决该问题，本发明的多头搭载划线装置具备：设置机构(例如工作台、输送器等)，设置脆性材料基板；多个划线头，设置为，使其对置于上述设置机构上的脆性材料基板；保持器接头，设在上述划线头的前端上；刀片保持器，一端拆装自如地安装在上述保持器接头上，具备旋转自如地安装在另一端上的划线形成用的轮式刀片，具备记录有划线时的偏移数据和固有的管理号码的码；相对移动部，使上述划线头及上述脆性材料基板相对地在沿着脆性材料基板的平面的面内移动，并且在划线前，基于保持在上述刀片保持器上的偏移数据使上述划线头相对地向x轴方向及y轴方向的至少一个方向移动而修正偏移。

这里，也可以是，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向及y轴方向移动的移动部。

这里，也可以是，上述相对移动部使上述设置机构沿x轴方向及y轴方向移动。

这里，也可以是，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向移动的移动部。

这里，也可以是，上述相对移动部还具备使上述设置机构在脆性材料基板的面内旋转的旋转部。

这里，也可以是，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向及y轴方向移动的移动部。

另外，例如在设置机构是输送器的情况下，能够不使作为设置机构的输送器自身移动、而通过输送器的动作使设置在输送器上的脆性材料基板沿x轴方向或y轴方向移动。

这里，也可以是，上述码是二维码。

这里，也可以是，上述码包括轮式刀片的固有的识别号码、表示种类的数据。

为了解决上述问题，本发明是自动更换上述多头划线装置的刀片保持器的刀片保持器自动更换系统，具备：刀片储藏库，保持可更换的多个刀片保持器；读码器，读取记录在保持于上述刀片储藏库中的刀片保持器上的码；刀片更换机械手，基于由上述读码器读取的码将希望的刀片保持器安装到上述多头搭载划线装置的保持器接头上，并且将安装在上述多头搭载划线装置的保持器接头上的刀片保持器放回到上述刀片储藏库中；控制器，对于多个刀片保持器分别保持固有的管理号码和其管理数据，根据划线的对象经由上述刀片更换机械手选择保持在上述刀片储藏库中的刀片保持器，安装到上述划线装置的保持器接头上。

这里，也可以是，设在上述控制器中的管理数据保持包括各轮式刀片的行进距离的数据。

这里，也可以是，上述控制器在轮式刀片的行进距离超过了规定值时更换刀片保持器。

根据具有这样的特征的本发明，作为搭载有多个划线头的多头搭载划线装置，为基板尺寸巨大化的基板用能够提供设置机构(例如加工工作台、输送器)不旋转的设备结构的装置。进而，在多头搭载划线装置中也能够容易地进行刀片的更换及管理。此外，由于将刀片的偏移数据作为码保持在刀片保持器上，所以通过读取该码能够将修正数据设定在划线装置中，可得到能够进行刀片的自动更换的效果。

附图说明

图1是表示以往的多头搭载划线装置的整体结构的立体图。

图2是表示以往的保持器接头及刀片保持器的立体图。

图3是表示以往的刀片保持器的立体图。

图4是表示将以往的刀片保持器安装在保持器接头上的状态的图。

图5A是表示以往的划线处理的流程图。

图5B是在以往的划线处理中表示基板的移动处理的流程图。

图6是表示用CCD照相机摄像了对准标记的状态的图。

图7是表示对准标记与刀片的划线开始位置及偏移数据的关系的图。

图8是表示本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的整体结构的立体图。

图9是表示本发明的第1实施方式的刀片保持器的结构的图。

图10是本发明的第1实施方式的刀片保持器的立体图。

图11是表示本发明的第1实施方式的保持器接头的图。

图12是表示本发明的第1实施方式的保持器接头的刀片保持器插入时的立体图。

图13是表示插入了刀片保持器的状态的保持器接头的局部剖视图。

图14是表示将保持器接头安装在划线头上的状态的图。

图15是表示本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的正面的概略图。

图16是本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的俯视概略图。

图17是表示本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的控制系统的结构的框图。

图18是表示刀片保持器的管理表格的图。

图19A是表示本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的划线处理的顺序的流程图。

图19B是表示本发明的第1实施方式的多头搭载划线装置的划线处理的顺序的流程图。

图20是表示本发明的第1实施方式的自动更换处理的流程图。

图21是表示在动作开始时更换刀片的情况下的处理的流程图。

图22是表示对准标记与刀片的划线开始位置及偏移数据的关系的图。

图23A是表示向刀片保持器的2维数据的写入处理的概略示意图。

图23B是表示向刀片保持器的2维数据的读取处理的概略示意图。

图24是表示本发明的第2实施方式的多头搭载的划线装置的整体结构的立体图。

图25A是表示在本发明的第2实施方式的多头搭载划线装置的划线头上安装使用的划线头部的立体图。

图25B是表示在本发明的第2实施方式的多头搭载划线装置的划线头上安装使用的划线头部的侧视图。

图25C是表示本发明的第2实施方式的多头搭载划线装置的划线头的立体图。

图26是表示本发明的第2实施方式的多头搭载的划线装置的动作状态的概略图。

附图标记说明

1多头搭载划线装置

10刀片保持器

11a、11b、16b平坦部

12切口

13销槽

14刀片

15销

16安装部

16a倾斜部

17二维码

20保持器接头

21a、21b轴承

22保持部

23开口

24磁铁

25平行销

31刀片储藏库(tip stocker)

32读码器

33机械手

40控制器

41图像处理部

42控制部

43修正值输入部

44X马达驱动部

45Y马达驱动部

46旋转用马达驱动部

47刀片保持器升降驱动部

48监视器

49使用数据保持部

49a管理表格

50划线头

71线性滑块

72连结板

73滑动头

74划线头

具体实施方式

对作为本发明的第1实施方式的多头搭载的划线装置、和在该划线装置中使用的刀片保持器自动更换系统进行说明。刀片保持器自动更换系统除了多头搭载的划线装置以外、还包括保持刀片的刀片储藏库、读码器、自动更换机械手、以及控制它们的控制器而构成。首先，对作为其主要构成要素的多头搭载划线装置进行说明。图8是表示多头搭载划线装置的立体图。在该多头搭载划线装置中，对于与上述以往例相同的部分赋予相同的附图标记。本实施方式的多头搭载划线装置1沿着一对导引轨道102a、102b沿y轴方向移动自如地保持着移动台101。滚珠丝杠103与移动台101拧合。滚珠丝杠103在马达104的驱动下旋转，使移动台101沿着导引轨道102a、102b在y轴方向上移动。在移动台101的上面上设有马达105。马达105是使工作台106在xy平面上旋转而定位为规定角度的机构。脆性材料基板107载置在该工作台106上，通过未图示的真空吸引机构等而被保持。在划线装置1的上部，设有将脆性材料基板107的对准标记摄像的两台CCD照相机108。

在划线装置1中，沿着x轴向通过支柱111a、111b架设有桥110，以使其横跨移动台101和其上部的工作台106。沿着设在桥110上的导引部113，多个划线头50能够沿着x轴方向移动。各划线头112在其内部搭载有使其自身分别独立地沿着x轴方向移动的作为驱动源的马达。此外，也可以代替它而将导引部113与各划线头50例如线性驱动，使各划线头50能够分别独立地移动。在各划线头50的前端部上经由保持器接头120安装着后述的刀片保持器10。这里，马达104和导引轨道102a、102b、滚珠丝杠103是使工作台沿y轴方向移动的移动部，桥110、支柱111a、111b、导引部113是使划线头沿x轴方向移动的移动部，马达105是使工作台旋转的旋转部，它们构成相对移动部。

接着，对安装在本实施方式的划线头上的刀片保持器10的结构进行说明。图9是表示本实施方式的刀片保持器的图，图10是其立体图。如这些图所示，刀片保持器10是大致圆筒形的部件，在其一端上，都平行于中心轴而设有大致正方形状的平坦部11a、11b。刀片保持器10在该平坦部之间具有沿着中心轴的切口12，在平坦部11a、11b的下端具有垂直于其面的方向的销槽13。刀片14具有例如轮径2.5mm、厚度0.5mm左右的圆板状的形状，圆周部分的截面形成为圆锥形，在中心具有贯通孔。刀片14通过使销15经由销槽13贯通到中心的贯通孔中而被旋转自如地保持。在通过销15保持刀片14后，在需要进行刀片的更换的情况下也不将刀片卸下，而与刀片保持器一起更换。另一方面，在刀片保持器10的另一端上具有定位用的安装部16。安装部16是将刀片保持器10切口而形成，具有倾斜部16a及平坦部16b。平坦部16b与刀片保持器的轴平行，并且与下方的平坦部11a、11b垂直。另外，在平坦部11a上，如后所述印字有二维码17。此外，刀片保持器10的上部的一部分由磁性体金属构成。

划线头50在其内部设有能够进行具备刀片的刀片保持器10的升降动作的升降部、例如利用使用空气压力控制的气缸或线性马达的电动升降部等。划线头50通过升降部将刀片14以适当的载荷压接在脆性材料基板上，使刀片14滚动而形成划线。

接着，对保持器接头20进行说明。图11是表示保持器接头的图，图12是表示将刀片保持器10插入到该保持器接头20中的状态的立体图。如这些图所示，保持器接头20在上部具有轴承21a、21b，下方为保持刀片保持器的保持部22。在保持器接头20的保持部22上，如图所示形成有圆形的开口23，在其内侧埋设有磁铁24。此外，在该开口23的内部，在从中心轴隔开的位置上设有与中心轴垂直的平行销25。平行销25是接触在刀片保持器10的倾斜部16a上而将刀片保持器10定位的部件。

在将该刀片保持器10安装到保持器接头20上时，如图12所示，将刀片保持器10从其安装部16插入到保持器接头的开口23中。这样，刀片保持器10的前端部被磁铁24吸引，进而，倾斜部16a接触在平行销25上而被定位固定。图13是表示安装了刀片保持器10的状态的局部剖视图，图14是表示安装了保持器接头20的划线头50的一部分的图。由于刀片保持器10只是被磁铁24吸引，所以安装很容易，被固定在规定的位置上。在更换的情况下也仅通过拉拽刀片保持器10就能够容易地卸下，拆装变得容易。

图15、图16是表示本实施方式的刀片保持器自动更换系统的其他构成要素的主视图及俯视图的概略图。如这些图所示，在工作台106的侧方设有保持多个刀片保持器的刀片储藏库31。刀片储藏库31被固定，记录各刀片保持器的二维码17的面露出在外部，构成为，能够通过读码器32从外部检测二维码17。读码器32例如安装在设置于桥10附近的安装柱(在图15、图16中没有图示)上，能够随着工作台106的移动而读出刀片保持器的数据。此外，在支柱111b上设有用来更换刀片的机械手33。机械手33是将处于更换位置的划线头50的刀片保持器取出而放回到刀片储藏库31中、或将从刀片储藏库31选择并取出的刀片保持器安装到划线头50上的刀片更换机械手。读码器32的输出被输入到后述的控制器中，机械手33基于来自控制器的指示动作。

接着，利用框图对本实施方式的划线装置1的控制器的结构进行说明。图17是划线装置1的控制器40的框图。在本图中，来自两台CCD照相机108的输出经由控制器40的图像处理部41被赋予给控制部42。此外，后述的单元修正值及刀片保持器的选择的指示经由输入部43被赋予给控制部42。控制部42基于修正值对X马达驱动部44a、Y马达驱动部44b、45赋予数据，以消除X方向及Y方向的偏移。X马达驱动部44a、Y马达驱动部44b是分别驱动划线头50的X方向驱动用马达、Y方向驱动用马达的机构，Y马达驱动部45是直接驱动马达104、使工作台106上的脆性材料基板107沿Y轴方向移动的机构。此外，旋转用马达驱动部46驱动马达105，使工作台106上的脆性材料基板107旋转、并且在有角度偏差时消除该角度偏差的机构。进而，在控制部42上连接着刀片保持器升降驱动部47及监视器48。刀片保持器升降驱动部47是在刀片14的滚动时进行驱动以使刀片14以适当的载荷压接在脆性材料基板的表面上的机构。

进而，在划线装置的控制器40上，连接着读码器32、机械手33。读码器32是随着工作台106的移动而读出包括处于二维码的读取位置的刀片保持器的偏移值的数据的机构，机械手33是基于控制部42的控制更换刀片保持器的机构。进而，在控制器40中，设有保持刀片保持器的管理表格的使用数据保持部49。

接着，图18是表示刀片保持器的管理表格49a的图。在管理表格中，按照刀片保持器，除了刀片保持器所固有的管理号码以外，还保持着表示使用日期和时刻及行进距离的数据。

接着，利用图19A、图19B、图20、图21的流程图对本实施方式的动作进行说明。当多头搭载划线装置1开始划线时，与上述以往例的图5A同样，进行步骤S0～S3的处理。接着，在步骤S4中，划线装置1判断是否需要测试划线，如果需要测试划线，则前进到步骤S5′，进行与上述以往例大致同样的处理。以下对该处理进行说明。

在使用新制造的划线装置的情况下，或者在更换旧的刀片保持器而新将划线头50或保持器接头20安装到划线装置1上使用的情况下，首先需要以下述要领进行调节，以使划线装置1的驱动系统的原点位置及行进方向与实际上刀片14在基板上开始划线的形成的开始位置及形成方向精确地一致。在更换了划线头50或保持器接头20之后进行测试划线的情况下，操作者预先将假基板载置在工作台上。设作为这里存在的刀片保持器的修正值，预先输入了例如X＝-1、Y＝-2。另外，设在初次使用该划线装置的情况下，刀片保持器的偏移值为X＝0、Y＝0。图22是表示安装在作为划线对象的玻璃基板等上的对准标记、与刀片保持器的实际的切入位置的关系的图。如果将对准标记的中心点作为中心坐标P0，则如果在划线头50及保持器接头20中没有偏移，则通过进行消除刀片保持器10的偏移的修正，划线装置1能够从中心坐标P0开始划线。

但是，由于有电气及机械误差，所以不能从中心坐标P0划线。所以，从步骤S4通过分支点“A”前进到图19B的步骤S5′、S6′，操作者使作为调节对象的刀片保持器降低，使刀片抵接在假基板上。接着，对假基板进行测试划线(S7′)，接着在步骤S8′中使刀片保持器上升，测量切入开始位置。这里，刀片的切入开始位置(X，Y)如图22所示，假设是位置P2(X，Y)＝(3，1)。该位置可以使用CCD照相机108测量。通过该测量，在使用没有偏移的刀片保持器开始划线时，可以确认由划线头50和保持器接头20形成的单元所固有的偏移(误差)。

因而，接着测量从测量出的位置P2到中心坐标的偏差量(步骤S9′)。由于该偏差量为应作为偏移消除的值，所以操作者输入使用它消除单元的误差的修正值(步骤S12)。在此情况下，用来消除该偏移的单元修正值(第2修正值)为X＝-3、Y＝-1。接着，将假基板从工作台卸下(步骤S11′)。

在结束该处理后，或者在不需要测试划线的情况下，多头搭载划线装置1在步骤S21中判断是否需要刀片保持器130的更换。在该判断中，在上述管理表格49a的使用中的刀片的行进距离超过了规定距离的情况下判断为需要更换。此外，在刀片14对于作为划线对象的基板的划线特性不同的情况下也需要刀片保持器的更换。

刀片保持器10如图13所示那样安装在保持器接头20上，进而，保持器接头20如图14所示那样安装在划线头50上。因而，如果将它们的某个更换，则会发生电气的原点与划线开始点的位置偏差。作为该位置偏差(偏移)的原因，有部件精度或组装误差等。划线头50及保持器接头20的更换频率较低，可以将它们作为单元的固定误差。另一方面，对于刀片保持器，由于每当刀片磨损而性能劣化时更换刀片保持器10本身，所以需要频繁地进行修正。所以，在本实施方式中，预先在刀片保持器10的出厂时，测量刀片保持器10所固有的偏移值，将该偏移值(第1偏移值)如后述那样记录在刀片保持器10自身中。并且，在需要更换的情况下，使用机械手33自动更换刀片保持器(步骤S22)。在自动更换的情况下，前进到步骤S23，通过读码器32读出新的刀片保持器10的偏移值。并且，将偏移值通过变换符号而变换为修正数据(步骤S24)。

接着，控制部42在步骤S25中作为总修正值而将单元修正值和刀片保持器的修正值对于X、Y分别相加。在上述例子中，使总修正值为X＝-3+(-1)＝-4，Y＝-1+(-2)＝-3，结束修正处理。

接着，利用图20对步骤S22的自动更换处理程序进行说明。如果开始自动更换处理，则首先在步骤S31中通过监视器48进行催促刀片保持器的更换的显示。接着，等待来自操作者的更换的许可输入(步骤S32)。如果更换被许可，则前进到步骤S33，通过读码器32读出保持在刀片储藏库31中的刀片保持器的二维码，寻找需要的刀片保持器。并且，如果找到了需要的刀片保持器，则从划线头50取出原来的刀片保持器，放回到刀片储藏库31中。并且，同时将处于刀片储藏库31中的希望的刀片保持器插入到划线头50中而更换刀片(S34)。接着，更新结束了使用的刀片的行进距离等的数据(S35)。然后，前进到上述步骤S23。另外，这里在步骤S32中对操作者要求刀片保持器的更换的许可，但也可以只要超过规定的行进距离就不进行这样的显示而自动地更换刀片保持器。

假设不输入刀片保持器10的修正数据，并且也不修正单元的固定误差而原样使刀片降低，则刀片下降到图22所示的位置P1(X，Y)＝(4，3)。此外，在仅进行单元的固定误差的修正的情况下，刀片降低到图22的位置P3(X，Y)＝(1，2)。所以，在该多头搭载划线装置1中，将单元修正值与刀片保持器的修正数据相加。通过这样，在图19A所示的步骤S5以下的通常划线中，能够从中心坐标P0开始划线。另外，在步骤S5以下的通常划线中，如果检测到用于划线的刀片的行进距离而使刀片保持器10上升，则在步骤S10中加上管理表格49a的该刀片的行进距离数据。

然后，在对新的脆性材料基板进行划线时，通过在执行图19A所示的流程图中的步骤S0到S3后执行步骤S5～S10，能够进行划线。即，一旦修正了划线头的偏移之后，即使脆性材料基板改变，也只要在基板更换时检测该基板从工作台上的标准的定位位置偏差了多少的偏差量、执行一次修正的处理就可以。

接着，在该最初修正后需要进行刀片保持器10的自动更换的情况下，如图19A所示，前进到步骤S1～S4、以及S21到S22，进行刀片保持器的自动更换。接着，在步骤S23中，读出记录在新的刀片保持器10中的偏移值。进而，在步骤S24中，将读取的新的刀片保持器10的偏移值变换为修正数据。然后，在步骤S25中，将刀片保持器的修正值与在划线装置内已经设定的单元修正值一起相加，成为总修正值，仅通过这样不执行测试划线而完成全部的修正。

因而，在修正处理后的实际的划线时，通过接着图19A所示的步骤S1～S3而进行S5～S10，能够进行通常的划线。即，不需要如以往那样执行操作者将假基板载置到工作台上、试验性地在假基板上形成划线而修正基板的定位位置和方向两者的偏差后、将伴随着刀片保持器的安装偏移的偏移抵销的修正处理(步骤S5′～S11′)，能够大幅地减轻修正作业。

此外，利用图21对在使用开始时更换刀片保持器时的处理进行说明。在此情况下，首先在步骤S41中检查是否有刀片更换指示。如果有刀片更换指示，则在S42中通过读码器32读出二维码，找出指定的刀片保持器。接着，将被指示的刀片保持器安装到划线头上(S43)。接着，对于已经安装在划线头上的刀片保持器，在管理表格49a上更新其数据(S44)。接着，检查是否所有的更换处理已结束(S45)，如果没有结束，则回到S41重复同样的处理。如果更换处理结束，则前进到S0而进行上述处理。

接着，对在出厂时进行的刀片保持器所固有的偏移的测量进行说明。在此情况下预先使用单元误差为0的装置、或者单元误差已知的装置，确认刀片保持器的刀片的划线开始位置。并且，基于划线开始位置得到偏移数据。

接着，对该偏移数据的记录方法进行说明。在本实施方式中，如图23A、图23B所示，将码记录在刀片保持器10的平坦部11a或11b上。该码也可以使用一维码、例如条型码进行记录，但由于记录面积较小，所以优选的是二维码。在二维码中，可以在比一维码窄的面积中记录许多信息。此外，二维码具有数据复原功能，即使发生了脏污或在数据的一部分中发生了损坏，也能够将其复原而通过读取用传感器读取。图23A、图23B是示意地表示进行向刀片保持器10的二维码的写入和读出的状况的图。在图23A中，设定由激光标记器的控制器51记录的数据，形成二维码的图案。作为应记录的数据，将刀片的种类及预先测量的偏移数据作为二维码。并且，通过头部52在刀片保持器10的平坦部11a或11b上直接印字。在图9、图10中表示这样印字在平坦部11a上的二维码17。并且，在为了更换刀片而更换刀片保持器的情况下，在新的刀片保持器的使用前如图23B所示那样通过读取器53读取二维数据。这样，能够根据读取的数据确认刀片的种类。此外，通过如上述那样将偏移值变换为修正数据，使伴随着刀片保持器的更换的调节作业自动化。

另外，在本实施方式中，将二维码直接印字在刀片保持器10上，但也可以粘贴印字有二维码的标签。此外，在本实施方式中，将二维码印字在刀片保持器的平坦部11a或11b上，但也可以记录在倾斜部16a或平坦部16b上，还可以记录在圆筒部分的表面上。

在本实施方式中，作为二维码而记录了刀片的种类和偏移数据，但也可以除了这些数据以外还记录刀片保持器的制造年月日及批次等。进而，作为二维码的图案的记录器，也可以是激光标记器以外的其他记录器，此外作为数据的读取器也可以使用无线的轻便型读取器。

进而，在本实施方式中，将固有的数据作为二维码记录在刀片保持器上，但作为该记录媒体也可以使用密接接触型的数据载体等。在此情况下，将数据载体安装在刀片保持器的平坦部16b等上，将具有数据的读取及写入功能的读写单元配置在保持器接头的对置于数据载体的部分上。这样，能够在数据的读出中不使用记录器或读取用传感器等、而写入及读出码并使用它。

此外，在本实施方式中，在刀片保持器上作为二维码而记录有偏移值。也可以代替它而将用来消除偏移值的数据记录在刀片保持器中，将消除该偏移值的修正值输入到划线装置中而进行修正。

接着，对本发明的第2实施方式进行说明。该实施方式的多头搭载划线装置是工作台不旋转而仅沿y轴方向移动、划线头沿x轴方向移动的划线装置。图24是该实施方式的多个多头搭载的划线装置的立体图，与上述第1实施方式相同的部分赋予相同的附图标记而省略详细的说明。在该实施方式中，没有马达105，移动台101的上面直接为工作台106，在工作台106上配置脆性材料基板107。在桥110上，沿x轴方向移动自如地设有多个、在本实施方式中设有两个线性滑块71。线性滑块71分别经由垂直方向的连结板72保持滑动头73。滑动头73是在左右的某一个侧方安装划线头74的部件。其他结构与上述第1实施方式是同样的。

滑动头73具有使划线头74沿y轴方向移位的移位机构。该移位机构构成相对移动部的一部分。接着，利用图25A～图25C详细地说明划线头。图25A是设在连结板72上的一个滑动头73的立体图，图25B是滑动头73的主视图。该滑动头73在上下方向上隔开适当的间隔而配置有上侧块部73a及下侧块部73b。这些上侧块部73a及下侧块部73b是同时向y轴的正或负方向平行地滑动的部件。在上侧块部73a上，在作为滑块71的滑动方向的x轴方向的两侧，设有沿着y轴方向以水平状态延伸的两个滑动导引部73c。在各滑动导引部73c上，分别可滑动地设有上侧导引块73d。在下侧块部73b上，也在作为滑动方向的x轴方向的两侧，设有沿着y轴方向以水平状态延伸的两个滑动导引部73e。在各滑动导引部73e上，分别可滑动地设有下侧导引块73f。

如图25B所示，在设在滑动头73的上下两侧的上侧导引块73d及下侧导引块73f上，分别以垂直状态安装有安装板73g。此外，在该滑动头73的某一个安装板73g上，安装着划线头74。

在上侧块部73a及下侧块部73b之间，沿着y方向配置有滚珠丝杠73h，滑动块73i拧合在该滚珠丝杠73h上。滑动块73i一体地安装在各安装板73g上。

进而，在上侧块部73a的上方设有伺服马达73m。伺服马达73m能够正转及反转，旋转轴向-y方向以水平状态突出，在其前端部上一体地安装有定时带轮73n。在定时带轮73n的下方，旋转自如地保持着安装在滚珠丝杠73h的前端部上的从动侧的定时带轮73p。并且，在两定时带轮73n、73p上，可旋绕移动地卷挂着定时带73q。

如果伺服马达73m旋转，则通过定时带73q从上侧的定时带轮73n向下侧的定时带轮73p传递旋转力，一体地安装在下侧的定时带轮73p上的滚珠丝杠73h旋转。通过滚珠丝杠73h的旋转，滑动块73i沿着y方向滑动，随之各安装板73g分别沿着y方向滑动。由此，能够使安装在各安装板73g上的划线头74沿着y方向滑动。

图25C是划线头74的立体图。在设在滑动头73上的一个安装板73g上，安装有划线头74的伺服马达74a。伺服马达74a在从安装在安装板74g上的载置板74i的开口部将旋转轴向下侧以垂直状态延伸的倒立状态下经由载置板74i及安装板74g安装在安装板73g上。在伺服马达74a的旋转轴上安装有圆筒凸轮74b，以使其与旋转轴一体地旋转。圆筒凸轮74b的下面为相对于水平状态成倾斜状态的凸轮面74c。

此外，划线头74在下部具有线性轴承74d，在该线性轴承74d上，可沿上下方向滑动地保持着保持器部件74e。在线性轴承74d上，与保持器部件74e一体地设有抵接在圆筒凸轮74b的凸轮面74c上的凸轮从动件74f。凸轮从动件74f为能够旋转的辊形状。在保持器部件74e与安装板74g之间，设有将保持器部件74e相对于安装板74g朝向上方施力的弹性体、例如螺旋弹簧74h。螺旋弹簧74h通过将保持器部件74e向上方施力，将凸轮从动件74f压接在凸轮面74c上。

在保持器部件74e的下端部，与第1实施方式同样保持着保持器接头20。在保持器接头20的下端部设有刀片保持器10与第1实施方式是同样的。

在这样构成的第2实施方式的多头搭载的划线装置中，不像第1实施方式那样使工作台自身旋转而进行修正。例如如图26所示那样脆性材料基板107倾斜设置在工作台106上的情况下，与第1实施方式同样地设定，以使某一个划线头的刀片保持器的刀片能够从对准标记63a划线。在此情况下，其他划线头使用向y轴方向的移位机构使其位置移动。如果然后进行通常的修正处理，则沿着直线B上使两个划线头移动，能够形成两条划线。这样，在使用两个划线头在脆性材料基板107上同时划线的情况下，哪个都能够从图26所示的直线B的某个位置开始划线。并且，通过与以往同样的直线插补法消除该角度的偏差，能够如直线C、D所示那样沿相对于直线B垂直方向进行划线。

此外，搭载有上下一对划线头的划线装置能够在贴合有两片脆性材料基板的面板基板的上下两面上同时划线。在该划线装置的情况下，也能够采用同样的刀片保持器。对于单单搭载有构成为划线头在x轴和y轴方向上都移动、刀片保持器在xy平面内被自如地可旋转地保持、划线描绘出曲线的划线头的划线装置，也如果使用本发明的刀片保持器，则在刀片保持器的更换后能够容易地在短时间内进行划线开始位置数据的修正。

工业实用性

本发明是用于在脆性材料基板上形成划线的划线装置中的刀片保持器的自动更换系统，将刀片保持器的偏移数据作为码保持在刀片保持器上，所以通过读取该码能够容易地将修正数据设定到划线装置中，能够使刀片的更换自动化。因而，能够广泛地用于在脆性材料基板上形成划线的工序中。

Claims (12)

1.一种多头搭载划线装置，是搭载有多个划线头的多头搭载划线装置，具备：

设置机构，设置脆性材料基板；

多个划线头，设置为，使其对置于上述设置机构上的脆性材料基板；

保持器接头，设在上述划线头的前端上；

刀片保持器，一端拆装自如地安装在上述保持器接头上，具备旋转自如地安装在另一端上的划线形成用的轮式刀片，与上述轮式刀片一体化而一起更换，具备记录有划线时的偏移数据和固有的管理号码的码；

相对移动部，使上述划线头及上述脆性材料基板相对地在沿着脆性材料基板的平面的面内移动，并且在划线前，基于保持在上述刀片保持器上的偏移数据使上述划线头相对地向x轴方向及y轴方向的至少一个方向移动而修正偏移。

2.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向及y轴方向移动的移动部。

3.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部使上述设置机构沿x轴方向及y轴方向移动。

4.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向移动的移动部。

5.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部还具有使上述设置机构在脆性材料基板的面内旋转的旋转部。

6.如权利要求4所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部还具有使上述设置机构在脆性材料基板的面内旋转的旋转部。

7.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述相对移动部包括使上述设置机构沿y轴方向移动的移动部以及使上述划线头沿x轴方向及y轴方向移动的移动部。

8.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述码是二维码。

9.如权利要求1所述的多头搭载划线装置，上述码包括轮式刀片的固有的识别号码、表示种类的数据。

10.一种刀片保持器自动更换系统，是自动更换在多头搭载划线装置中使用的刀片保持器的刀片保持器自动更换系统，

上述多头搭载划线装置具备：

设置机构，设置脆性材料基板；

多个划线头，设置为，使其对置于上述设置机构上的脆性材料基板；

保持器接头，设在上述划线头的前端上；

刀片保持器，一端通过被磁铁吸引而拆装自如地安装在上述保持器接头上，具备旋转自如地安装在另一端上的划线形成用的轮式刀片，具备记录有划线时的偏移数据和固有的管理号码的码；

相对移动部，使上述划线头及上述脆性材料基板相对地在沿着脆性材料基板的平面的面内移动，并且在划线前，基于保持在上述刀片保持器上的偏移数据使上述划线头相对地向x轴方向及y轴方向的至少一个方向移动而修正偏移；

上述刀片保持器自动更换系统具有：

刀片储藏库，保持可更换的多个刀片保持器；

读码器，读取记录在保持于上述刀片储藏库中的刀片保持器上的码；

刀片更换机械手，基于由上述读码器读取的码将希望的刀片保持器安装到上述多头搭载划线装置的保持器接头上，并且将安装在上述多头搭载划线装置的保持器接头上的刀片保持器放回到上述刀片储藏库中；

控制器，对于多个刀片保持器分别保持固有的管理号码和其管理数据，根据划线的对象经由上述刀片更换机械手选择保持在上述刀片储藏库中的刀片保持器，安装到上述多头搭载划线装置的保持器接头上。

11.如权利要求10所述的刀片保持器自动更换系统，设在上述控制器中的管理数据保持包括各轮式刀片的行进距离的数据。

12.如权利要求11所述的刀片保持器自动更换系统，上述控制器在轮式刀片的行进距离超过了规定值时更换刀片保持器。

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