CN102844278A - 平板玻璃的加工装置及加工方法 - Google Patents

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Abstract

一种平板玻璃的加工装置，在将经由支架（20）而与气缸（10）的一端连结的刀具（30）压接于平板玻璃（40）的状态下，使刀具（30）与平板玻璃（40）相对移动，对平板玻璃（40）加工切割线（42），其中，气缸（10）具有气缸主体（11）、能够在气缸主体（11）内往复移动的活塞（12）、及在活塞（12）的两侧划分出的第一及第二压力室（14、15）。第一及第二压力室（14、15）能够独立地控制气压，并经由气缸主体（11）的内周面（114）与活塞（12）的外周面（122）之间的间隙（17）连通。在活塞（12）的外周面（122）的内侧设有槽（18）。

Description

平板玻璃的加工装置及加工方法
技术领域
本发明涉及一种对平板玻璃加工切割线的平板玻璃的加工装置及加工方法。
背景技术
作为将平板玻璃切断成规定的尺寸形状的装置，对平板玻璃加工切割线后对平板玻璃施加弯曲应力（拉伸应力）而将平板玻璃沿着切割线割断的装置被广泛使用。在对平板玻璃加工切割线的装置中，有例如在将经由支架而与气缸的一端连结的刀具压接于平板玻璃的状态下，使刀具与平板玻璃相对移动的装置。
气缸包括气缸主体、能够在气缸主体内往复移动的活塞、夹装在气缸主体的内周面与活塞的外周面之间的橡胶密封件（例如O型环）、及与活塞连结的杆等。杆从气缸主体的轴承部向外部突出，在杆的前端连结有支承刀具的支架。通过对活塞的与杆相反一侧的端面施加规定的压力，而能够将刀具压接于平板玻璃，从而能够使刀具追随平板玻璃的加工面的凹凸。
然而，当刀具与平板玻璃的相对速度加快时，由于橡胶密封件与气缸主体的滑动阻力等，而活塞相对于气缸主体的动作发生延迟，刀具相对于平板玻璃的加工面的凹凸的追随性变差。
因此，为了提高刀具的追随性，而提出了在杆与支架之间夹装螺旋弹簧的技术（例如，参照专利文献1）。根据该技术，在活塞相对于气缸主体的动作发生了延迟时，利用螺旋弹簧的伸缩，能够使刀具追随平板玻璃的加工面的凹凸。
在先技术文献
专利文献
专利文献1：日本国特开平10-158022号公报
发明内容
然而，在上述专利文献1记载的技术中，由于利用螺旋弹簧的伸缩，因此螺旋弹簧发生共振，这种情况下，刀具的追随性会受损。其结果是，切割线变得不连续，平板玻璃的割断面的品质有时变差。
尤其是近年来，伴随着液晶显示器（LCD）等平板显示器（FPD）的薄型化、轻量化，使用于FPD的玻璃基板正在薄板化。
在对这种薄的平板玻璃（例如，厚度0.7mm以下的平板玻璃）加工切割线时，为了防止平板玻璃的破损或确保割断品质，而需要将刀具对平板玻璃的压接力设定得较小。因此，需要将对活塞的与杆相反一侧的端面施加的压力设定得较小，活塞的动作容易延迟，刀具的追随性容易变差。
本发明鉴于上述课题而作出，其目的在于提供一种能够使刀具追随平板玻璃的加工面的凹凸的平板玻璃的加工装置及加工方法。
本发明涉及一种平板玻璃的加工装置，在将经由支架与气缸的一端连结的刀具压接于平板玻璃的状态下，使所述刀具与所述平板玻璃相对移动，在所述平板玻璃上加工出切割线，其中，
所述气缸具有气缸主体、能够在所述气缸主体内往复移动的活塞、及在所述活塞的两侧划分出的第一及第二压力室，
所述第一及第二压力室能够独立地控制气压，且经由所述气缸主体的内周面与所述活塞的外周面之间的间隙连通，
在所述活塞的所述外周面设有槽。
另外，本发明涉及一种平板玻璃的加工方法，使用上述平板玻璃的加工装置，在所述平板玻璃上加工出所述切割线。
发明效果
根据本发明，可以提供一种能够使刀具追随平板玻璃的加工面的凹凸的平板玻璃的加工装置及加工方法。
附图说明
图1是本发明的平板玻璃的加工装置的一例的示意图。
图2是图1的主要部分的剖视图。
图3是沿着图2的A-A线的剖视图。
图4是图2的变形例的剖视图。
图5是图2的另一变形例的剖视图。
具体实施方式
以下，参照附图，说明用于实施本发明的方式。需要说明的是，在各图中，对同一结构标注同一标号而省略说明。
首先，说明基于浮法的平板玻璃的制造方法。需要说明的是，在本实施方式中，说明对通过浮法制造的平板玻璃加工切割线的情况，但本发明并未限定于此。例如，也可以将本发明适用于对通过熔融法制造的平板玻璃加工切割线的情况。
基于浮法的平板玻璃的制造方法包括：使玻璃原料熔化而制作熔融玻璃的熔化工序；使熔融玻璃流出到浮抛槽内的熔融锡上而成形出带板状的玻璃带的成形工序；将成形的玻璃带向缓冷炉内搬运而进行退火的退火工序。
在熔化工序中，混合多种玻璃原料，投入到熔化窑，由此形成熔融玻璃。
在成形工序中，使熔融玻璃流出到浮抛槽内的熔融锡上，并使其向下游方向流动，由此成形出带板状的玻璃带。此时，为了抑制玻璃带的宽度方向的收缩，将玻璃带的厚度维持为恒定，而利用辅助辊对玻璃带的宽度方向端部进行支承。
在退火工序中，将成形后的玻璃带向缓冷炉内搬运，在缓冷炉内缓冷至玻璃的应变点以下的温度之后，向缓冷炉外搬出。
需要说明的是，在熔化工序与成形工序之间也可以具有对熔融玻璃中包含的气泡进行脱泡的脱泡工序。
如此，制造出带板状的平板玻璃。该平板玻璃在将辅助辊接触了的部分（平板玻璃的宽度方向两端部）切除之后，成为产品。由此，作为产品，能够提供平坦性和厚度的均匀性优异的部分。需要说明的是，在作为产品提供之前，通常进行玻璃表面的清洗或研磨。
这里，作为将平板玻璃切断的方法，使用对平板玻璃加工出切割线后对平板玻璃施加弯曲应力（拉伸应力）而将平板玻璃沿着切割线割断的方法。具体而言，首先，作为切割线，加工出与平板玻璃的长度方向平行的纵切割线、及与平板玻璃的宽度方向平行的横切割线。
纵切割线刻在比辅助辊接触了的部分靠宽度方向内侧的位置。另一方面，横切割线横切纵切割线，从平板玻璃的宽度方向一端延伸到另一端，横切辅助辊接触了的部分。
接下来，对平板玻璃施加弯曲应力，由此将平板玻璃沿着横切割线割断。最后，对平板玻璃施加弯曲应力，由此将平板玻璃沿着纵切割线割断。如此，能够将辅助辊接触了的部分（平板玻璃的宽度方向两端部）切除。
接下来，说明对平板玻璃加工切割线的加工装置。需要说明的是，该加工装置优选在线（on-line）使用。
图1是本发明的平板玻璃的加工装置的一例的示意图。如图1所示，平板玻璃的加工装置是如下装置：在将经由支架20而与气缸10的一端连结的刀具30压接于平板玻璃40的状态下，使刀具30与平板玻璃40相对移动，从而对平板玻璃40加工切割线42。该装置设置在比缓冷炉靠搬运方向下游侧，对从缓冷炉连续搬出的带状的平板玻璃40每隔规定长度加工横切割线作为切割线42。
气缸10具有气缸主体11、能够在气缸主体11内往复移动的活塞12、及与活塞12连结的杆13。杆13从气缸主体11的一端部即轴承部112向外部突出，在杆13的前端连结有对刀具30进行支承的支架20。通过对活塞12的与杆13相反一侧的端面施加规定的压力，而将刀具30压接于平板玻璃40，从而能够使刀具30追随平板玻璃40的加工面的凹凸。需要说明的是，关于气缸10的详细情况，在后面说明。
刀具30为圆板状，外周部32由金刚石或超钢合金等构成。刀具30经由轴34，而由支架20支承为旋转自如。刀具30在外周部32被压接于平板玻璃40的状态下，相对于平板玻璃40相对地移动时，绕轴34旋转并同时对平板玻璃40连续地刻入切割线42。
支架20以旋转自如的方式与杆13连结，绕杆13的轴旋转自如。刀具30在被压接于平板玻璃40的状态下，相对于平板玻璃40相对地移动时，支架20以与切割线42的切割线方向平行的方式旋转。
使刀具30与平板玻璃40相对移动的移动机构50可以为周知的结构。例如移动机构50由基台、搬运装置、导轨、及驱动装置等构成。搬运装置是相对于基台来搬运平板玻璃40的装置。平板玻璃40例如水平地搬运。导轨是将气缸主体11支承为能够相对于基台移动的构件。气缸主体11被支承为例如轴向成为上下方向。驱动装置是在控制装置60的控制下使气缸主体11沿着导轨移动的装置。该移动机构50将平板玻璃40水平搬运，并同时使气缸主体11移动，由此使刀具30与平板玻璃40相对移动。
接下来，详细说明气缸10。
如图1所示，气缸10是所谓双动型的气缸，具有在活塞12的两侧划分出的第一及第二压力室14、15。第一及第二压力室14、15能够独立地控制气压。
第一压力室14经由第一电磁阀71、第一调节器72等而与压缩器等压缩空气源70连接。第一压力室14也可以连接有第一泄漏阀73。同样地，第二压力室15经由第二电磁阀81、第二调节器82等而与压缩空气源70连接。第二压力室15也可以连接有第二泄漏阀83。第一及第二电磁阀71、81以及第一及第二泄漏阀73、83在控制装置60的控制下进行开闭。
控制装置60由微型计算机等构成。控制装置60连接有检测刀具30相对于平板玻璃40的相对位置的位置检测传感器62。在位置检测传感器62使用周知的结构，例如使用非接触式开关等。
控制装置60基于位置检测传感器62的检测结果，控制第一及第二电磁阀71、81等的开闭，从而独立控制第一及第二压力室14、15的气压P1、P2。例如，控制装置60在刀具30位于平板玻璃40的上方时，将气压P1设定得比气压P2高。由此，杆13延伸，刀具30被压接于平板玻璃40。
刀具30相对于平板玻璃40的压接力根据气压P1与气压P2的差压ΔP（ΔP=P1-P2（P1>P2））、活塞12的外径面积A1（参照图3）、活塞12的重量等来决定。
活塞12的外径面积A1在平板玻璃40的宽度方向中央部的板厚小于0.2mm时，优选为50~315mm2。当超过315mm2时，刀具30的压接力变得过大，平板玻璃40会发生损伤。另一方面，当小于50mm2时，活塞12的制造变得困难。
活塞12的外径面积A1在平板玻璃40的宽度方向中央部的板厚为0.2~0.7mm时，优选为75~710mm2。当超过710mm2时，刀具30的压接力变得过大，平板玻璃40会发生损伤。另一方面，若小于75mm2，则刀具30的压接力不充分。
活塞12的材料优选具有0.8~4.5g/cm3的密度。当超过4.5g/cm3时，刀具30的压接力变得过大，平板玻璃40会发生损伤。另一方面，在小于0.8g/cm3时，材料的选定变得困难。作为具体的材料，列举出铝和钛等金属材料或合金材料、树脂材料、金属材料与树脂材料的复合材料等。
如图2所示，第一及第二压力室14、15经由气缸主体11的内周面114与活塞12的外周面122之间的间隙17而连通，在间隙17中未夹装O型环等橡胶密封件。因此，能够抑制与气缸主体11的滑动阻力引起活塞12的动作延迟的情况。由此，能够提高刀具30相对于平板玻璃40的加工面的凹凸的追随性。
间隙17的面积A（参照图3）优选为0.012~1mm2。这里，间隙17的面积A被作为气缸主体11的内径面积A2与活塞12的外径面积A1的差量（A=A2-A1）求出。当间隙17的面积A比0.012mm2小时，气缸主体11和活塞12的制造成本变得过大。另一方面，当间隙17的面积A比1mm2大时，气缸主体11的内周面114与活塞12的外周面122的松动增大，因此气缸主体11或活塞12发生偏磨损或切割线42的偏离增大。
在间隙17的内周面形成有槽18。槽18形成在活塞12的外周面122的内侧。例如，槽18为环状，沿着活塞12的周向延伸。槽18起到使在间隙17中流动的空气误入的迷路的作用，通过空气的通路急扩大、急收缩，来限制空气经由间隙17移动的情况。关于该效果，在间隙17的面积A相同时，槽18的设置数越多，该效果越大，但当槽18的设置数成为10个以上时，该效果具有饱和的倾向。因此，槽18的设置数优选为2~10个。而且，槽18的槽宽及进深分别优选为0.5~3mm。
槽18形成在活塞12的外周面122的内侧，未到达活塞12的端面124、126。因此，通过在槽18中流动的空气的压力，能够抑制活塞12相对于气缸主体11旋转的情况。而且，能够发挥上述迷路的作用。
另外，如图2所示，第二压力室15经由气缸主体11的轴承部112与杆13的外周面132之间的间隙19而与外部连通，在间隙19中未夹装O型环等橡胶密封件。因此，能够抑制与气缸主体11的滑动阻力引起杆13的动作延迟的情况。
此外，如图2所示，活塞12及杆13一体地构成。
需要说明的是，使活塞12及杆13一体化的构件可以是中空结构。这是为了变得轻量的缘故。该中空结构可以使活塞12侧的端部或杆13侧的端部敞开。
接下来，说明使用了上述结构的平板玻璃的加工装置的平板玻璃的加工方法。
控制装置60参照位置检测传感器62的检测结果，并使刀具30与平板玻璃40的宽度方向一端部的上方进行位置对合。在进行位置对合的过程中，使杆13为收缩的状态，使刀具30与平板玻璃40分离。为了使刀具30与平板玻璃40分离，控制装置60将第一压力室14的气压P1设定为大气压，并将第二压力室15的气压P2设定为正压（比大气压高的压力）。
这里，控制装置60为了将第一压力室14的气压P1设定为大气压，而将第一电磁阀71关闭，并将第一泄漏阀73打开。
另外，控制装置60为了将第二压力室15的气压P2设定为正压，而将第二电磁阀81打开，并将第二泄漏阀83关闭。如此，经由第二调节器82，压缩空气从压缩空气源70向第二压力室15流入，第二压力室15的气压P2借助第二调节器82而成为预先设定的值。
当位置对合结束时，控制装置60将第一压力室14的气压P1设定为正压，并将第二压力室15的气压P2设定为大气压。如此，杆13延伸，刀具30被压接在平板玻璃40的宽度方向一端部。
这里，控制装置60为了将第一压力室14的气压P1设定为正压，而将第一电磁阀71打开，并将第一泄漏阀73关闭。如此，经由第一调节器72，压缩空气从压缩空气源70向第一压力室14流入，第一压力室14的气压P1借助第一调节器72而成为预先设定的值。
另外，控制装置60为了将第二压力室15的气压P2设定为大气压，而将第二电磁阀81关闭，并将第二泄漏阀83打开。需要说明的是，即便不将第二泄漏阀83打开，第二压力室15内的空气也从间隙19向外部逐渐泄漏，因此若将第二电磁阀81关闭，则能够将气压P2设定为大气压。
接下来，控制装置60保持气压P1及气压P2，使刀具30与平板玻璃40压接，并同时使刀具30与平板玻璃40相对移动，在平板玻璃40上加工横切割线作为切割线42。
在加工切割线42的过程中，活塞12位于气缸主体11内的能够移动的范围的中间。活塞12相对于气缸主体11的轴承部112向接近的方向（下方）移动或向离开的方向（上方）移动时，杆13伸长或收缩，而刀具30追随平板玻璃40的加工面的凹凸。
如图2所示，当活塞12在气缸主体11内向上方移动时，第一及第二压力室14、15的容积会变化，空气经由间隙17而向下方移动。此时，在间隙17中流动的空气会误入槽18中，移动受限制。通过此时产生的空气阻力，能发挥对活塞12在气缸主体11内移动的情况进行衰减的缓冲效果。由此，能够抑制活塞12的共振，从而能够抑制刀具30的共振。其结果是，能够连续地形成切割线42，从而能够提高平板玻璃40的割断面的品质。
需要说明的是，活塞12在气缸主体11内向下方移动的情况下，也同样地能发挥对活塞12在气缸主体11内移动的情况进行衰减的缓冲效果。
当切割线42的加工结束时，控制装置60使杆13返回收缩的状态，使刀具30与平板玻璃40分离。
以上，说明了本发明的实施方式，但本发明并未限制为上述的实施方式，而在不脱离本发明的范围内能够对上述的实施方式施加各种变形及替换。
例如，在上述的实施方式中，平板玻璃的加工装置是对通过浮法制造的平板玻璃40加工横切割线作为切割线42的装置，但本发明并未限定于此。例如，可以是对平板玻璃加工纵切割线的装置，也可以是加工相对于平板玻璃的宽度方向倾斜的切割线的装置。而且，还可以是对通过熔化法制造的平板玻璃加工切割线的装置。
另外，在上述的实施方式中，槽18为环状，但本发明并未限定于此。即，槽18只要未到达活塞12的端面124、126，其形状就不受限制，例如也可以为螺旋状。
另外，在上述的实施方式中，支架20与杆13的前端连结，但也可以取代杆13的前端而与气缸主体11的前端连结。即，支架20只要与气缸10的一端连结即可。
另外，在上述的实施方式中，移动机构50使刀具30与平板玻璃40相对移动，因此使刀具30及平板玻璃40这两方移动，但本发明并未限定于此。即，可以仅使刀具30及平板玻璃40中的任一方移动。
另外，图2的槽18为截面矩形形状，但可以如图4的槽18A那样为截面圆弧状，也可以如图5的槽18B那样为截面梯形形状。
以上详细地参照特定的实施方式说明了本申请，但对于本领域技术人员而言，显然不脱离本发明的精神和范围而能够施加各种变更和修正。
本申请基于2010年4月12日提出申请的日本专利申请（日本特愿2010-91652），并将其内容作为参照而包含于此。
标号说明
10气缸
11气缸主体
112轴承部
114内周面
12活塞
122外周面
13杆
14第一压力室
15第二压力室
17间隙
18槽
20支架
30刀具
40平板玻璃
42切割线

Claims (6)

1.一种平板玻璃的加工装置，在将经由支架与气缸的一端连结的刀具压接于平板玻璃的状态下，使所述刀具与所述平板玻璃相对移动，在所述平板玻璃上加工出切割线，其中，
所述气缸具有气缸主体、能够在所述气缸主体内往复移动的活塞、及在所述活塞的两侧划分出的第一及第二压力室，
所述第一及第二压力室能够独立地控制气压，且经由所述气缸主体的内周面与所述活塞的外周面之间的间隙连通，
在所述活塞的所述外周面设有槽。
2.根据权利要求1所述的平板玻璃的加工装置，其中，
所述槽设置在所述活塞的所述外周面的内侧。
3.根据权利要求1或2所述的平板玻璃的加工装置，其中，
所述槽为环状，且沿着所述活塞的周向延伸。
4.根据权利要求1~3中任一项所述的平板玻璃的加工装置，其中，
所述气缸具有与所述活塞连结的杆，
所述杆从作为所述气缸主体的一端部的轴承部向外部突出，
在所述杆的前端连结有所述支架，
所述活塞及所述杆构成为一体。
5.根据权利要求1~4中任一项所述的平板玻璃的加工装置，其中，
所述刀具在通过使熔融玻璃流出到熔融锡上而成形为带板状的所述平板玻璃上加工出与宽度方向平行的所述切割线。
6.一种平板玻璃的加工方法，使用权利要求1~5中任一项所述的平板玻璃的加工装置，在所述平板玻璃上加工出所述切割线。
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