CN102167504B - 刀具的行进控制方法和平板玻璃的切断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种刀具的行进控制方法和平板玻璃的切断方法,用于在平板玻璃的表面形成大致垂直于搬运方向的切割线。关于该玻璃切割机中的刀具的行进控制方法,所述玻璃切割机具有:刀具,沿引导架行进,在沿一定方向搬运的平板玻璃上形成切割线;以及控制装置,基于使经过时间和刀具速度建立对应关系的形成的刀具行进速度控制模式控制所述刀具的行进速度,包括下述步骤:在时间t后的所述刀具的表观行进速度慢于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,对所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行正校正,以吸收切割线的弯曲的步骤;以及在时间t后的所述刀具的表观行进速度快于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,与上述相反地对刀具速度进行负校正的步骤。
Description
技术领域
本发明涉及用于在平板玻璃上形成切割线的刀具的行进控制方法和平板玻璃的切断方法。
背景技术
以往已知在恒定方向上搬运的平板玻璃的表面上不间断地形成切割线的方法(参照图13、图14)。如图13、图14所示,使轮刀式切割器(wheel cutter)等刀具114以行进速度:w=v/cosθ沿着引导架112行进,该引导架112配置成相对于与平板玻璃132(搬运速度:v)的搬运方向垂直的方向向搬运方向下游侧倾斜角度θ的姿势。结果,能够在平板玻璃132的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线(例如,参照专利文献1)。
专利文献1:JP特开平8-231239号公报。
但是,引导架112往往因各种原因不是像设计值那样的理想直线,而是具有弯曲的形状(参照图8),因而存在如下的问题,即,若刀具114沿着引导架112行进,则因引导架112弯曲,而在平板玻璃132的表面上形成包括弯曲成分的切割线(参照图7(b))。
发明内容
本发明是鉴于上述情况而提出的,其目的在于提供刀具的行进控制方法,使得即使引导架不是理想直线而是弯曲的形状,也能够不受该弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
即,为了达到上述目的,技术方案1所述的发明提供一种玻璃切割机的刀具的行进控制方法,该玻璃切割机具有:刀具,沿着引导架行进,在沿一定方向搬运的平板玻璃(在横向被切断前的连续的板状物的状态下,也称为玻璃带)上形成切割线;以及控制装置,基于使经过时间和刀具速度建立对应关系而形成的刀具行进速度控制模式控制所述刀具的行进速度,所述刀具的行进控制方法的特征在于,包括下述步骤:在时间t后的所述刀具的表观行进速度慢于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,对所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行正校正,以吸收切割线的弯曲的步骤;以及在时间t后的所述刀具的表观行进速度快于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,对所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行负校正,以吸收切割线的弯曲的步骤。
技术方案2所述的发明提供如技术方案1所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的厚度为0.1~5mm。
技术方案3所述的发明提供如技术方案1所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的厚度为0.1~0.7mm。
技术方案4所述的发明提供如技术方案1~3中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,搬运速度为0.1~0.5m/s。
技术方案5所述的发明提供如技术方案1~4中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的宽度为1500mm~6000mm。
技术方案6所述的发明提供如技术方案1~5中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,刀具的行进速度为0.2~2m/s。
技术方案7所述的发明提供如技术方案1~6中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,通过线性伺服电动机使所述刀具行进。
技术方案8所述的发明提供一种平板玻璃的切断方法,其在通过技术方案1~7中任一项所述的刀具的行进控制方法得到的所述切割线的位置进行平板玻璃的切断。
技术方案9所述的发明提供如技术方案8所述的平板玻璃的切断方法,其中,平板玻璃是平板显示器用的母玻璃基板,其中,基于所述切割线进行的切断的部位位于所述母玻璃基板的端部位置。
技术方案10所述的发明提供如技术方案9所述的平板玻璃的切断方法,其中,在相对于第一切断大致正交的方向上进行第二切断处理,使平板玻璃形成为矩形的母玻璃基板,所述第一切断基于所述切割线进行。
技术方案11所述的发明提供如技术方案8~10中任一项所述的平板玻璃的切断方法,其中,对平板玻璃的通过第一切断和第二切断形成的端面进行倒角加工。
技术方案12所述的发明提供如技术方案11所述的平板玻璃的切断方法,其中,通过倒角加工决定母玻璃基板的尺寸。
在本发明中,即使在引导刀具行进的引导架不是理想直线而是弯曲的形状,或刀具的行进不形成理想直线的情况下,也能够抵消该行进的非直线性,而能够在平板玻璃的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
并且,在该切割线的位置进行第一切断处理,进而在垂直于第一切断方向的方向(玻璃带的搬运方向)上进行第二切断处理,进行端部的倒角以及外形形状的尺寸确定,最终通过少的切断工序加工形成良好的矩形形状的平板玻璃。
另外,根据技术方案1所述的发明,关于刀具行进速度控制模式,对刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行正校正或负校正,以吸收现有技术中可能产生的切割线的弯曲。因此,即使假设引导架不是理想直线而是弯曲的形状,通过使用所述校正了的刀具行进速度控制模式,能够不受该弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃的表面形成大致垂直于搬运方向的切割线。
如以上所说明的,根据本发明,能够提供如下的刀具的行进控制方法,即,即使假设引导架不是理想直线而是弯曲的形状,也能够不受该弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
附图说明
图1是使用了基于作为本发明一个实施方式的校正方法的刀具行进速度控制模式P2的玻璃切割机10的系统构成图。
图2是通常的玻璃板的制造工序的说明图。
图3是校正后的刀具行进速度控制模式P2(恒速区域)的例子的说明图。
图4是起点和终点之间分为n份的理想直线上的指令位置的说明图。
图5是表示刀具行进速度控制模式P1的例子的说明图。
图6(a)是说明将平板玻璃30的搬运速度VL控制为恒定速度的说明图,图6(b)是说明平板玻璃30的搬运速度VL因温度变化等干扰而变动的说明图。
图7(a)是说明引导架12是理想直线时的切割线C的例子的说明图,图7(b)是说明引导架12弯曲时的切割线C的例子的说明图。
图8是说明引导架12弯曲的例子的说明图。
图9是说明校正刀具行进速度控制模式P1的原理的说明图。
图10是用于说明刀具行进速度控制模式P1的校正处理的流程图。
图11是说明刀具行进速度控制模式P1的校正处理的说明图。
图12是根据本发明从玻璃带切出的母玻璃基板的示意性俯视图。
图13是说明以往的玻璃切割机的说明图。
图14是说明以往的玻璃切割机的说明图。
附图标记的说明
10…玻璃切割机、12…引导架、14…刀具、16…伺服电动机、18…控制装置、20…速度检测器、30…平板玻璃、32…切断区域
具体实施方式
下面,参照附图,详细说明本发明的刀具行进速度控制模式的校正方法的优选实施方式。
图1是玻璃切割机10的系统构成图,图2是说明通常的平板玻璃的切断工序的说明图。本发明能够适用于建材用、车辆用等平板玻璃。本发明适用于对尺寸精度、形状精度要求高的电子器件用玻璃基板的制造。尤其优选在平板显示器用的母玻璃基板的制造时应用。
本发明能够适用于平板显示器中的液晶显示器(LCD)、有机电致发光器件(有机EL器件)、离子显示器(PD)或太阳能电池用玻璃基板的制造。
本发明尤其优选适用于FPD用玻璃基板的制造,其中关于FPD用玻璃基板的制造,在薄膜晶体管(TFT)或滤色片(CF)的形成工序中,基板本身的外形形状、外形尺寸、矩形的四角的直角度、端面的加工等成为重要的技术要素。图12是表示相对于玻璃带横切的切割线CLW和沿着玻璃基板的移动方向的纵切的切割线CLH的关系的示意性俯视图。
本发明对于要求机械尺寸精度达到高精度的玻璃基板,也能够大幅提高它们的尺寸精度等。
[玻璃切割机10的概要]
如图2所示,一般情况下经过如下的工序制造作为能够出厂的最终产品的玻璃板,即:在制造为规定厚度的玻璃带的表面形成切割线(也称为割断线或切断线)的工序;对形成了切割线的玻璃带施加弯曲力矩而沿着切割线折断来形成玻璃板的工序;对割断后的玻璃板进行倒角加工的倒角工序;对倒角后的玻璃板进行清洗和干燥的清洗工序;检查清洗后的玻璃板的外形形状等的检查工序。
本实施方式的玻璃切割机10是用于在制造为规定厚度的平板玻璃的表面上形成切割线的装置,如图1所示,设置在搬运线上的切断区域32上。制造为规定厚度的平板玻璃30(例如,厚度:0.1~5mm或0.1~0.7mm,宽度:1500~6000mm)由公知的搬运单元在搬运线上搬运(例如,搬运速度:0.1~0.5m/s),通过切断区域32。玻璃切割机10按照已通过本实施方式的校正方法校正了的刀具行进速度控制模式P2(参照图3)控制刀具14的行进速度VM(例如,行进速度:0.2~2m/s),由此在通过切断区域32的平板玻璃30的表面上无间断地形成大致垂直于搬运方向的切割线。
[玻璃切割机10的结构]
如图1所示,玻璃切割机10具有引导架12、刀具14、伺服电动机16、控制装置18、速度检测器20等。
引导架12是用于引导刀具14行进的引导构件,配置成相对于与平板玻璃32(搬运速度:VL)的搬运方向垂直的方向向搬运方向下游侧倾斜角度θ的姿势。
刀具14是用于沿着引导架12行进而在通过切断区域32的平板玻璃32的表面上形成切割线的构件,例如是沿着引导架12行进的轮刀式切割器。
伺服电动机16是按照从控制装置18输入的位置指令、例如规定周期的脉冲串被控制旋转的公知的伺服电动机。伺服电动机16经由公知的驱动机构(未图示)与刀具14连接,按照来自控制装置18的位置指令进行旋转,将该旋转运动经由公知的驱动机构变换为直线运动,使刀具14行进。
优选伺服电动机16是线性伺服电动机。如果伺服电动机16是线性伺服电动机,则刀具14能够高速响应来自控制装置18的位置指令,并且能够高精度地行进。
控制装置18具有MPU和CPU等运算/控制单元、RAM和ROM等存储单元(都未图示)等。控制装置18通过由运算/控制单元执行读入存储单元中的规定程序,来作为控制刀具14的控制单元发挥作用。即,控制装置18基于刀具行进速度控制模式P1(参照图5)或通过本实施方式的校正方法校正了的刀具行进速度控制模式P2(参照图3)向伺服电动机16供给位置指令,以使刀具14位于起点和终点之间分为n份的理想直线上的指令位置(参照图4)。从控制装置18接受了位置指令的伺服电动机16按照位置指令被控制旋转。由此,刀具14沿着引导架12以按照刀具行进速度控制模式P1(参照图5)或通过本实施方式的校正方法校正了的刀具行进速度控制模式P2(参照图3)的速度行进,在通过切断区域32的平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。此外,在平板玻璃30是平板显示器用的母玻璃板时,优选基于切割线进行的切断的部位是母玻璃基板的端部的位置。
平板玻璃30的搬运速度VL被控制为恒定速度(参照图6(a)),但有时因温度变化等干扰产生变动(参照图6(b))。若平板玻璃30的搬运速度VL发生变动,则存在因该变动而在平板玻璃30的表面形成包括弯曲成分的切割线C的问题(参照图7(b))。
在本实施方式中,为了即使平板玻璃30的搬运速度VL发生变动也不受该变动的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线,而设置有用于检测平板玻璃30的搬运速度VL的速度检测器20(参照图1)。
控制装置18在规定时刻从速度检测器20读入通过切断区域32的平板玻璃30的搬运速度VL。然后,控制装置18以下述方式控制伺服电动机16:在该读入的搬运速度VL发生变动的情况下,算出用于吸收每次变动的校正速度,对于按照刀具行进速度控制模式P1(参照图5)的速度加上或减去该算出的校正速度,从而实时地调整刀具14的速度并使刀具14相对于平板玻璃30行进。
由此,即使通过切断区域32的平板玻璃30的搬运速度VL变动,也能够不受该变动的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
[刀具行进速度控制模式P1]
刀具行进速度控制模式P1(参照图5,下面也称为动作模式、移动量(指令位置)模式)是,在平板玻璃30的搬运速度VL为恒定的前提下,以在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线的方式使经过时间t和刀具14的行进速度VM(下面称为刀具速度VM)建立对应关系的模式(或使经过时间t和分为n份的理想直线上的指令位置(参照图4)建立对应关系的模式)。
因而,如果刀具14以按照刀具行进速度控制模式P1(参照图4)的速度VM行进,则只要平板玻璃30的搬运速度VL为恒定,就应该能够在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线C(参照图7(a))。
但是,如图8所示,引导架12因各种原因不是理想直线而是弯曲的形状,因而存在如下的问题,即,若刀具14沿着引导架12行进,则因该弯曲,会在平板玻璃30的表面上形成包括弯曲成分的切割线C(参照图7(b))。此外,在图7(b)、图8中,为了便于说明,夸张地表现了弯曲。
在本实施方式中,为了不受引导架12的弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线,通过下面的方法校正刀具行进速度控制模式P1(参照图5)。
[对刀具行进速度控制模式P1进行校正的原理]
如图9所示,若设引导架12不是理想直线而是向下游侧弯曲的形状,则在经过时间tA后刀具14应该到达理想直线上的地点A时,刀具14到达实际行进线上的地点A′,因此在平板玻璃30的表面上形成了包括弯曲成分的切割线C(参照图7(b))。
这是因为,由于引导架12弯曲(向理想直线的下游侧弯曲),经过时间tA后的刀具14的表观行进速度慢于刀具行进速度控制模式P1中的与时间tA对应的刀具速度VM。
为了吸收因该刀具14的表观行进速度发生变动产生的弯曲,对刀具行进速度控制模式P1中的与经过时间tA对应的刀具速度VM进行正校正,以使得在经过时间tA后刀具14到达地点A″(参照图3)。
同样地,如图9所示,若设引导架12不是理想直线而是向上游侧弯曲的形状,则在经过时间tC后刀具14应该到达理想直线上的地点C时,刀具14到达实际行进线上的地点C′,因此在平板玻璃30的表面上形成了包括弯曲成分的切割线C(参照图7(b))。
这是因为,由于引导架12弯曲(向理想直线的上游侧弯曲),经过时间tC后的刀具14的表观行进速度快于刀具行进速度控制模式P1中的与时间tC对应的刀具速度VM。
为了吸收因该刀具14的表观行进速度发生变动产生的弯曲,对刀具行进速度控制模式P1中的与经过时间tC对应的刀具速度VM进行负校正,以使得在经过时间tC后刀具14到达地点C″(参照图3)。
通过使用如上述那样对与时间tA、tC对应的刀具速度VM进行了正校正或负校正的刀具行进速度控制模式P2(参照图3),能够抵消刀具14基于弯曲的引导架12产生的非直线性,因而能够不受引导架12弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
[刀具行进速度控制模式P1的校正处理]
图10是用于说明校正刀具速度控制模式P1的具体处理的流程图。下面的处理通过控制装置18执行读入存储单元的规定程序来实现。
首先,测定图11所示的引导架12的弯曲C1(实际玻璃切断线。具有规则性)(步骤S1)。作为测定方法,除了考虑直接测定引导架12的弯曲C1的方法之外,还考虑间接测定的方法。
作为间接测定方法例如可考虑如下的方法,即,在搬运线两侧分别配置位置检测传感器,使用该位置检测传感器测定沿着通过玻璃切割机10形成的切割线切割割断后的玻璃板的切断边缘通过位置的变动量,基于该测定结果进行计算。
或者还考虑如下的方法,即,使拍摄装置相对于预先沿着通过玻璃切割机10形成的切割线切割折断后的玻璃板的切断边缘移动(或使沿着通过玻璃切割机10形成的切割线使切割折断后的玻璃板的切断边缘相对于拍摄装置移动)而对切断边缘整体进行拍摄,基于该拍摄的图像算出引导架12的弯曲C1。在这种情况下,例如与切断边缘一起拍摄包括基准直线(拉伸成直线的钢琴丝等)的图像,通过规定图像处理算出从基准直线到切断边缘的距离,由此能够较正确地进行测定。
接着,运算将在步骤S1中测定的弯曲C1翻转了的校正切断线C2(参照图11)(步骤S2)。
然后,运算将在步骤S2中运算的校正切断线C2向下游侧摆动cosθ的曲线C3(参照图11)(步骤S3)。
接着,根据地点A-地点A′的差异算出从架设计值通过地点A″的动作模式,以预先通过刀具速度控制模式P1上的地点A′″的方式进行标绘。(参照图11、图3)。由此,运算移动量(指令位置)模式(步骤S4)。
不仅对地点A执行该步骤S4的处理,而且对地点B、地点C也执行该步骤S4的处理,由此能够生成已校正了的刀具速度控制模式P2(参照图3)。
控制装置18基于该已校正了的刀具速度控制模式P2向伺服电动机16供给位置指令(步骤S5)。从控制装置18接受了位置指令的伺服电动机16按照位置指令被控制旋转。由此,刀具14以按照校正了的刀具行进速度控制模式P2的速度沿着引导架12行进,能够在通过切断区域32的平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
如上所述,通过使用已校正了的刀具行进速度控制模式P2(参照图3),抵消刀具14基于弯曲的引导架12的非直线性,因而能够不受引导架12弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
形成了切割线的平板玻璃30通过弯曲力矩的作用沿着该切割线被折断,对折断后的玻璃板进行倒角加工,对倒角后的玻璃板进行清洗干燥处理,对清洗后的玻璃板进行外形形状等的检查,从而制造了作为能够出厂的最终产品的玻璃板。
如上所述,因为能够不受引导架12弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线,所以能够减轻作为后续工序的倒角工序的倒角负担。并且,通过在这样的切割线的位置切断平板玻璃30,能够制造外形尺寸、外形形状好的玻璃基板。
此外,在平板玻璃30是平板显示用的母玻璃板时,如图12所示,优选进行形成纵切的切割线CLH的第二切断处理,将平板玻璃30形成为矩形的母玻璃基板,其中,纵切的切割线CLH在大致垂直于基于横切的切割线CLW的第一切断的方向上延伸。在这种情况下,优选对第一切断和第二切断形成的端面进行倒角加工。通过以上的倒角加工能够决定母玻璃基板的尺寸。
如以上说明的,根据本实施方式,即使引导刀具14行进的引导架12不是理想直线而是弯曲的形状,或者,刀具14的行进未形成理想直线的情况下,也能够抵消该行进的非直线性,能够在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。然后,在该切割线(例如图12所示的横切的切割线CLW)的位置进行第一切断处理,进而,在与第一切断方向垂直的方向(玻璃带的搬运方向。例如图12所示的纵切的切割线CLH)上进行第二切断处理,然后进行端部的倒角以及外形形状的尺寸确定,最终能够通过少的切断工序加工形成良好的矩形的平板玻璃。
另外,根据本实施方式,刀具行进速度控制模式P1对刀具速度控制模式P1中的与经过时间t对应的刀具速度进行正校正或负校正,以吸收现有技术中可能产生的切割线的弯曲。因此,即使假设引导架12不是理想直线而是弯曲的形状,也能够通过使用已校正了的刀具行进速度控制模式P2来抵消刀具14基于弯曲的引导架12产生的非直线性,因而能够不受该弯曲的影响或几乎不受影响地在平板玻璃30的表面上形成大致垂直于搬运方向的切割线。
下面说明变形例。
在上述实施方式中,说明了形成切割线的对象是平板玻璃的例子,但本发明不限于此。例如,对木板、金属板、树脂板等板状物品的切断加工也同样能够适用。
上述实施方式在所有方面都仅是例示。不是通过上述的记载限定解释本发明。在不脱离本发明的宗旨或主要特征的情况下,能够以其他各种方式实施本发明。
Claims (12)
1.一种刀具的行进控制方法,所述刀具用于玻璃切割机,该玻璃切割机具有:刀具,沿着引导架行进,在沿一定方向搬运的平板玻璃上形成切割线;以及控制装置,基于使经过时间和刀具速度建立对应关系而形成的刀具行进速度控制模式控制所述刀具的行进速度,所述刀具的行进控制方法的特征在于,包括下述步骤:
在时间t后的所述刀具的表观行进速度慢于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,对所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行正校正,以吸收切割线的弯曲的步骤;以及
在时间t后的所述刀具的表观行进速度快于所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度的情况下,对所述刀具速度控制模式中的与经过时间t对应的刀具速度进行负校正,以吸收切割线的弯曲的步骤。
2.如权利要求1所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的厚度为0.1~5mm。
3.如权利要求1所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的厚度为0.1~0.7mm。
4.如权利要求1~3中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,搬运速度为0.1~0.5m/s。
5.如权利要求1~3中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,平板玻璃的宽度为1500mm~6000mm。
6.如权利要求1~3中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,刀具的行进速度为0.2~2m/s。
7.如权利要求1~3中任一项所述的刀具的行进控制方法,其中,通过线性伺服电动机使所述刀具行进。
8.一种平板玻璃的切断方法,其中,在通过权利要求1~7中任一项所述的刀具的行进控制方法得到的所述切割线的位置进行平板玻璃的截断。
9.如权利要求8所述的平板玻璃的切断方法,其中,平板玻璃是平板显示器用的母玻璃基板,基于所述切割线进行的切断的部位位于所述母玻璃基板的端部位置。
10.如权利要求9所述的平板玻璃的切断方法,其中,在相对于第一切断大致正交的方向上进行第二切断处理,使平板玻璃形成为矩形的母玻璃基板,所述第一切断基于所述切割线进行。
11.如权利要求8~10中任一项所述的平板玻璃的切断方法,其中,对平板玻璃的通过第一切断和第二切断形成的端面进行倒角加工。
12.如权利要求11所述的平板玻璃的切断方法,其中,通过倒角加工决定母玻璃基板的尺寸。
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