CN101925547A - 玻璃切割机用切割头装置 - Google Patents
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Abstract
一种玻璃切割机用切割头装置,包括:在玻璃板上加工切割线的切割轮、自由旋转地支承该切割轮的切割架、经由板簧将该切割架相对于玻璃板自由进退移动地支承并且在玻璃板的切割线加工方向上自由移动地设置的头主体、以及设在该头主体上并对所述切割架向玻璃板加压的加压单元,在所述切割架上设有导向部件,该导向部件在限制了所述板簧的扭曲的状态下引导所述切割架相对于所述玻璃板的进退移动。
Description
技术领域
本发明涉及玻璃切割机用切割头装置,特别是涉及为了切割玻璃板而在玻璃板的表面上加工切割线的玻璃切割机用切割头装置。
背景技术
专利文献1中公开了下述被加工脆性材料用切割头装置:具备设有切割轮的切割架、对切割架朝向被加工脆性材料侧施力的加压单元、使加压单元在切割轮朝向被加工脆性材料侧进退的方向上升降移动的驱动单元、以及使切割轮向被加工脆性材料侧自由进退地支承加压单元且在被加工脆性材料的划线方向上自由移动地设置的头主体,切割架经由板簧片连结于加压单元。
根据该被加工脆性材料切割装置,首先,在被加工脆性材料的上表面等级检测时,通过基于气压的加压单元来推压切割架,同时通过驱动单元使加压单元向切割轮与被加工脆性材料接触的方向下降移动。然后,切割轮与被加工脆性材料接触时,由于其接触压力,将切割架支撑于加压单元的板簧片瞬间挠曲,从而检测出被加工脆性材料的上表面等级。然后,通过根据该检测出的被加工脆性材料的上表面等级和切入深度而设定的切割轮使头主体沿被加工脆性材料的切割线方向移动,由切割轮在被加工脆性材料的上表面加工切割线。
专利文献1:日本特开2005-225730号公报
但是,专利文献1的玻璃板等被加工脆性材料切割机用切割头装置,在因近年来的提高生产效率的要求而提高切割线加工速度的情况下,产生了切割线超出规定的切割线并弯曲之类的不良情况。此外,不能连续加工切割线,切割线中产生所谓的“跳跃”之类的加工不良,而且,在切割线的深度上产生波动,并且对切割轮施加负荷,因此还产生切割轮的使用寿命变短之类的不良情况。
发明内容
本发明鉴于上述情况而提出,其目的在于,提供一种玻璃切割机用切割头装置,能够消除提高切割线加工速度时产生的切割线的弯曲、跳跃、深度不均等切割线加工不良,并且能够延长切割轮的使用寿命。
本发明人使用实际装置对上述专利文献1的玻璃切割机用切割头装置产生的不良情况的产生原因进行了验证。
首先,专利文献1的切割头装置可认为是下述装置:相对于玻璃板的表面上产生的“起伏(宽广范围上的凸凹)”,切割架经由板簧片而上下移动(相对于玻璃板的表面在正交方向上进退移动),由此切割轮追随“起伏”而在玻璃板上加工出一定深度的切割线。
但是,通过实验确认了下述现象:在专利文献1的切割头装置中,在玻璃板上产生“起伏”时,通过切割轮从玻璃板接受的反作用力的变化,切割轮在不需要加工切割线的方向上微移动,确认了由于该现象产生了专利文献1的切割头装置具有的不良情况。
并且查明了下述情况:关于这种切割轮的不稳定动作,板簧片在本来的方向上不发生弹性变形而扭曲是其原因,如果能够限制板簧的扭曲,则切割轮的动作会稳定,能够消除专利文献1的切割头装置具有的不良情况。
本发明的第一实施方式,提供了一种玻璃切割机用切割头装置,包括:在玻璃板上加工切割线的切割轮、自由旋转地支承该切割轮的切割架、经由板簧将该切割架相对于玻璃板自由进退移动地支承并且在玻璃板的切割线加工方向上自由移动地设置的头主体、以及设在该头主体上并朝着玻璃板对所述切割架加压的加压单元,其特征在于,在所述切割架上设有导向部件,该导向部件在限制了所述板簧的扭曲的状态下引导所述切割架相对于所述玻璃板的进退移动。
根据所述第一实施方式,导向部件在限制了板簧的扭曲的状态下引导切割架相对于玻璃板的进退移动,因此能够消除切割线的弯曲、跳跃、深度不均之类的切割线加工不良,此外,即使在玻璃板上产生“起伏”的情况下,板簧也不会扭曲而仅向本来的方向发生弹性变形,因此切割轮仅在与玻璃板的表面正交的方向上动作,顺利地追随“起伏”。
此外,由于能够减少切割轮的负荷,因此也能够延长切割轮的使用寿命。
本发明的第二实施方式基于上述第一实施方式,其特征在于,所述导向部件为与所述头主体滑动接触的环状的转动部件。
根据所述第二实施方式,优选在切割架上自由转动地设置导向部件即环状的转动部件。该转动部件的周缘与头主体滑动接触,在限制了板簧的扭曲的状态下引导切割架相对于玻璃板的进退移动。
根据所述第二实施方式的装置,能够可靠地消除提高加工速度时产生的切割线的弯曲、跳跃、深度不均之类的切割线加工不良,此外,关于切割轮的使用寿命,能够延长到专利文献1的装置的大约2倍。
也可以是在使切割架的一部分和切割主体面接触并滑动的方式下限制板簧的扭曲的结构,但如上述第二实施方式所示使用转动部件即环状部件作为导向部件时,转动部件与切割主体变为线接触,与面接触相比摩擦阻力减少,因此切割架能够更顺滑地追随玻璃板的微妙的“起伏”。因此,能够准确地加工切割线,并进一步减少切割轮的负荷,因此有助于切割轮的长寿命化。
本发明的第三实施方式基于上述第二实施方式,其特征在于,所述转动部件在所述切割架上隔着所述切割轮分别在所述切割架的水平方向的两侧配置,设置成能够在所述头主体的垂直面滑动。
根据上述第三实施方式,优选隔着切割架在水平方向两侧配置转动部件。由此,切割架不会相对于“起伏”严重倾斜,从而稳定地进行追随动作。
本发明的第四实施方式基于上述第二或第三实施方式,其特征在于,所述转动部件为轴承。
根据上述第四实施方式,优选使用市场销售的轴承作为转动部件。轴承由于是转动体而旋转阻力也较小,此外外圈的外形尺寸的偏差也较小,因此能够提供旋转精度、滑动精度更好的转动部件。
根据本发明的玻璃切割机用切割头装置,在导向部件限制了板簧的扭曲的状态下引导切割架相对于玻璃板的进退移动,因此能够消除切割线的弯曲、跳跃、深度不均之类的切割线加工不良,此外也能够延长切割轮的使用寿命。
附图说明
图1是实施方式的玻璃切割机用切割头装置的纵剖面图。
图2是表示板簧进行弹性动作时的切割轮的动作的要部放大斜视图。
图3是从侧面观察图2的动作的说明图。
图4是从轴承的后方侧观察图2的动作的说明图。
标号说明
10 玻璃切割机用切割头装置
12 切割轮
14 切割架
16 板簧
18 头主体
19 引导面
20 气缸装置(加压单元)
22 轴承(转动部件)
24 轴
26 切割轮支承体
28 轴
30 轴承
32 升降体
34 气缸部
36 框部
38 活塞
40 辊
42 轴
44 通气路
46 滑动室
48 滑动导向件
50 空气供给口
52 贯通孔
54 升降轴
56 驱动单元
58 螺栓
59 螺栓
60 止转销
62 挡板
64 挡销
66 轴
具体实施方式
以下,根据附图对本发明的玻璃切割机用切割头装置的优选实施方式进行说明。
图1中表示实施方式的玻璃切割机用切割头装置10的纵剖面图。该切割头装置10由切割轮12、切割架14、板簧16、头主体18、气缸装置(加压单元)20、及轴承(引导部件、转动部件)22等构成。
在玻璃板G的表面上加工切割线的切割轮12,经由在水平方向上配置的轴24而自由旋转地支承在切割轮支承体26的下端上。在该切割轮支承体26的上表面上,轴28在铅直方向上突出设置,该轴28经由轴承30支承在切割架14上。由此,切割轮12经由切割轮支承体26支承在切割架14上,并且,切割轮支承体26以轴28为旋转轴而在水平方向上自由旋转。
气缸装置20是通过气压对切割架14朝向玻璃板G的表面向下方施力的单元,该气缸装置20在上部具有升降体32。升降体32由在下部的气缸部34、在气缸部34的下部周缘部配置的框部36构成。
在气缸部34的中空部,滑动自如地配置有在该中空部上下移动的活塞38,在该活塞38的下端部,推压切割架14的上表面的辊40经由配置于水平方向的轴42被自由旋转地枢轴支承。
在升降体32的上部,形成有连通于气缸部34的中空部的通气路44,该通气路44在升降体32的上部侧面上开口。
而且,升降体32沿上下方向滑动自如地设置在头主体18的中空部即下表面开口的滑动室46中。
另一方面,在滑动室46的内周面和升降体32的下部外周面之间配置有滑动导向件48。升降体32通过该滑动导向件48被气密地保持的同时相对于滑动室46沿上下方向滑动。此外,滑动室46的上部为气密结构。因此,从在头主体18上形成的空气供给口50供给的气压经由升降体32的通气路44而施加到活塞38的上部,由此,活塞38向下方移动。
此外,头主体18的上部开口有贯通孔52。该贯通孔52中,在升降体32的上部突出设置的升降轴54以在与贯通孔52之间保持气密的状态在上下方向上突出设置。该升降轴54在切割轮12相对于玻璃板G的表面进退的方向上通过步进电机等驱动单元56而升降移动。
而且,气缸装置20的框部36在图1上的左侧部和切割架14的左侧部通过在铅直方向上配置的板簧16连结。该板簧16通过螺栓58、59固定在框部36和切割架14上。而且,框部36在头主体18上通过止转销60而限制转动。由此,切割架14经由板簧16、框部36、及止转销60而支承在头主体18上。
切割架14在图1上的右侧部上,挡板62在水平方向上突出设置,该挡板62的下表面抵接的挡销64安装在头主体18的下部。
因此,切割架14相对于头主体18,通过板簧16的弹力,以螺栓58的固定点为支点而向上下方向自由摆动地被支承,并且,通过挡板62与挡销64抵接而限制下方向的摆动。
另外,轴承22经由在水平方向上突出设置的轴66而自由旋转地安装在切割架14的在图1上的右侧面上。该轴承是所谓的小型的(小径)的球轴承,由内圈、外圈、转动体构成,通过内圈与轴66嵌合而外圈自由旋转。此外,取代这种轴承22,使环状的转动部件自由旋转地支承于轴66上也是可以的。
图2是表示在切割线加工时板簧16进行弹性动作时的切割轮12的动作的要部放大斜视图,图3是从侧面观察该动作的说明图,图4是从轴承22的后方侧观察该动作的说明图。
如图2、图4所示,轴承22隔着切割轮12配置在两侧,并且以该轴上配置的轴66为旋转轴而自由转动地配置。这些轴承22、22是同型号的轴承。
此外,在头主体18的下部,形成有轴承22、22抵接的导向面(垂直面)19,该导向面19在铅直方向上平直地形成。由此,轴承22、22通过轴承22、22与导向面19之间的摩擦阻力而转动,并同时沿着导向面19在上下方向上升降移动。此外,在头主体18的下部形成有圆弧状的放出槽68,用于在轴承22、22上升移动时放出轴承22、22。
接着,对如上述构成的玻璃切割机用切割头装置10的作用进行说明。
首先,驱动气缸装置20及驱动单元56,设定切割轮12进行的在玻璃板G上加工的切割线的切入深度。该切入深度的设定采用已知的方法,因此在此处省略其说明。
接着,相对于在水平方向上放置的玻璃板G,使切割头装置10在水平方向上移动而在玻璃板G上加工切割线。
开始加工时,在加工开始点,切割头装置10的切割架14由于切割架12从玻璃板G受到的反作用力,收到上方方向的力和切割线加工方向的反方向的力。由此,板簧16向切割架14上升的方向发生弹性变形,允许切割架14的移动。通过该作用,轴承22、22如图2的实线所示与头主体18的导向面19抵接,向上下滑动并同时继续切割线加工。
然后,切割轮12追随玻璃板G的“起伏”,板簧16发生弹性变形而允许切割轮12的上述方向的移动。
此时,轴承22、22在与头主体18的导向面滑动接触的状态下转动并同时如图2~图4的双点划线所示上下移动。即,轴承22、22在限制了板簧16的扭曲的状态下,引导切割架14相对于玻璃板G的上下移动(进退移动)。
因此,根据实施方式的切割头装置10,不会发生由于玻璃板G的“扭曲”板簧16扭曲的情况,板簧16仅向本来的方向发生弹性变形,因此切割轮12仅在与玻璃板G的表面正交的方向上动作,顺利地追随“起伏”。
通过以上的稳定动作,切割头装置10能够消除提高加工速度时产生的切割线的弯曲、跳跃、深度不均之类的切割线加工不良。
进一步,对于实施方式的切割头装置10,由于隔着切割架14在水平方向两侧配置轴承22、22,因此切割架14不相对于“起伏”倾斜,而稳定地进行追随动作。
而且,实施方式的切割头装置10使用市场销售的轴承22作为转动部件。由于轴承22是转动体,旋转阻力也较小,此外外圈的外形尺寸的偏差也较小,因此能够提供旋转精度、滑动精度良好的转动部件。
此外,实施方式中,作为导向部件,例示了转动部件即轴承22、22,但不限于此。即,引导部件只要是能够在限制了板簧16的扭曲的状态下引导切割架14相对于玻璃板G的进退移动的部件即可。
实验例
在专利文献1的切割头装置中,使切割线加工速度提高到300mm/s时发生上述的不良情况,但在实施方式的切割头装置10中,虽然将切割线加工速度设定为300mm/s以上(例如650mm/s)而进行玻璃板的切割线加工,但没有发生切割线的弯曲、跳跃、深度不均之类的切割线加工不良。
关于切割轮的寿命,实施方式的切割头装置10得到了专利文献1的切割头装置的大约2倍的寿命。
Claims (5)
1.一种玻璃切割机用切割头装置,包括:在玻璃板上加工切割线的切割轮、自由旋转地支承该切割轮的切割架、经由板簧将该切割架相对于玻璃板自由进退移动地支承并且在玻璃板的切割线加工方向上自由移动地设置的头主体、以及设在该头主体上并朝着玻璃板对所述切割架加压的加压单元,其特征在于,
在所述切割架上设有导向部件,该导向部件在限制了所述板簧的扭曲的状态下引导所述切割架相对于所述玻璃板的进退移动。
2.根据权利要求1所述的玻璃切割机用切割头装置,其特征在于,所述导向部件为与所述头主体滑动接触的环状的转动部件。
3.根据权利要求2所述的玻璃切割机用切割头装置,其特征在于,所述转动部件在所述切割架上隔着所述切割轮分别在所述切割架的水平方向的两侧配置,设置成能够在所述头主体的垂直面滑动。
4.根据权利要求2所述的玻璃切割机用切割头装置,其特征在于,所述转动部件为轴承。
5.根据权利要求3所述的玻璃切割机用切割头装置,其特征在于,所述转动部件为轴承。
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PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder | ||
CP01 | Change in the name or title of a patent holder |
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