CN105451844A - 用于冲裁玻璃片的方法 - Google Patents

Abstract

一种方法包括：-利用划线工具(6)在所述玻璃的表面上描摹划线(2)的步骤；-利用应用于反面(4B)上并与所述划线相反的局部压力装置(10)进行冲裁的步骤，所述局部压力装置(10)在所述反面(4B)上沿着划线(2)进行移动和挤压。

Description

用于冲裁玻璃片的方法

本发明涉及冲裁(breakout)玻璃片的领域，更具体地说涉及从玻璃片中冲裁出复杂形状的领域。

为了实现这种冲裁，具有两个连续的操作：

-利用例如玻璃-切割轮或激光器在玻璃表面上描摹(trace)一个或多个表面沟(fissure)的预备操作；这些沟形成了轮廓形状线；这个操作被称为“划线”操作；

-使初始表面沟在玻璃片的厚度上扩散的操作；这个操作被称为“冲裁”操作，并容许有待切割出的形状从被称为初坯的初始玻璃样品中分离出来。

目前根据有待切割出的实体的复杂性存在两种技术用于冲裁玻璃：

对于具有不穿入形状内部(形状上没有凹度)的直边的简单形状，可以使用图1a和1b中所示的直线型反向冲裁技术。这涉及制作直线型交叉划线，其意味着从一个边缘至另一边缘的划线(图1a)，然后通过沿着整个沟长度利用棒(图1b)或一个或多个点接触抬高玻璃片从而将整个沟放置于延伸部中。

然后，这种方法不能用于切割出复杂形状。对于具有非直线型轮廓的形状，起点是比有待切割出的形状更大尺寸的玻璃片。这个片被称为初坯，并且通常具有梯形的形状。在图2a-2d中显示了切割的各种阶段。

起点是方形(图2a)、矩形或梯形形状的初坯。

有待切割出的形状的轮廓(图2b)利用例如玻璃-切割轮而进行描摹。采用直线段形式的附加划线定位在有待切割出的形状的周边周围。这些线段被称为释放切口，并容许初坯的定位在有待切割出的形状外面的部分被正确地冲裁。

利用若干步骤来冲裁初坯的定位在有待切割出的形状外面的部分，其会造成在有待切割出的复杂形状周围获得各种被称为“切余料”的碎片(图2c)。

有待切割出的形状然后与初坯的切余料进行隔离(图2d)。

当如这里所述切割复杂形状时，冲裁是利用通过对切余料应用压力或通过握住切余料使初始沟局部弯曲的技术而执行的。弯曲是在形状外部和有限数量的点上，在硬盖或软盖上通过杠杆臂机构压住玻璃片来应用的。

图3a至3d是通过借助于使有待切割出的形状的外面部分弯曲而对复杂形状的初始沟应用弯曲，从而冲裁玻璃片的横截面图。

图3a和3b涉及在软皮带上执行冲裁的情况。力通过压住切余料而应用切余料上，直至其折断，并分离切余料。

图3c和3d涉及在硬皮带上的冲裁示例。玻璃片利用悬突物进行定位，使得通过压力或通过夹紧而应用于切余料上的力容许玻璃片变形，直至其折断。

然而，这些技术具有许多的缺点。

在图3c和3d中由于需要创造用于冲裁的悬突物而存在损失玻璃的牺牲区域。

此外，对于复杂形状的切割品质可能存在问题，因为当压力应用于切余料时，通常不可能在划线上的每个点上产生弯曲应力。这对于内曲形状(有待切割出的形状上的凹入部分)的情况是明显的。在这种情况下，可能在凹入部分的入口将弯曲引入到玻璃中，但一旦沟已经少量扩散，并且在可以除去应用压力的工具之前，沟头部的应力场会由于划线的几何形状而被修改。在凹入部分的开始处应用的纯弯曲快速地变成剪应力，并造成碎屑。在具有小半径的形状的情况下，沟可能扩散出初始划线之外，并产生废料。在图4和图5中示意性地指示了这种情形。

调整压力点可能会解决这个问题，但这仍存在困难。

更为甚者，这限制了可获得的复杂形状，尤其在几何形状具有小的凹入的曲率半径(深深弯曲的区域)的情况下，难以恰当地定位压力点。

这些困难使得冲裁凹入形状尤其棘手。如果曲率半径小，那么调整压力点的位置和负载变成超长且棘手的操作。在生产中，这些几何形状的冲裁时常对工作参数方面最轻微的变化很敏感，并可能造成大量的废料。此外，沟头部的应力场从纯弯曲模式转变成剪力模式的倾向性会随着玻璃厚度的增加而加剧。内曲形状因而一般被认为是非常难以在3.85或5mm厚的玻璃下实现的。

本发明的一个目的是使从玻璃片中切割出复杂形状变得更为容易。为此，本发明的一个主题是用于从玻璃片中冲裁出复杂形状的方法，其包括：

-利用划线工具在玻璃的表面上描摹划线的步骤；

-利用应用于反面并与划线相反的局部压力装置进行冲裁步骤，所述局部压力装置在所述反面上沿着划线被移动和挤压。

该方法使减少两个实体之间的玻璃的牺牲区域成为可能的。甚至可设想从同一大尺寸的玻璃片中切出若干构件，这些构件可在某些点接触到。然后可设想在最大形状叠盖(imbrication)且极大地减少切余料的条件下进行切割。

这是因为不需要创造与有待获得的复杂形状相似的方形、矩形或梯形的初坯。直接从大幅面片中切割出复杂形状是可能的，从大幅面片中可切割出若干个复杂形状。这意味着玻璃片中复杂形状的位置可优化，从而减少“玻璃”原料的成本。

还可以创造某些边缘准备成形且具有复杂形状的初坯，而其它边缘的成形是在划线的第二步骤期间执行的。一般说来，这意味着在生产流水线上从划线的第一步骤制作复杂形状的所有或部分边缘。

还可能在划线的第二步骤期间对所有边缘成形，其意味着在第一阶段中继续在初坯上划线，初坯的边缘没有成形，但提供了之前不一样大的“剪边”的宽度。

还可实现更复杂的切口，尤其“内曲”切口，和用于厚玻璃的切口，并具有良好的产量。

因为位置的调整与轮廓是相连的，所以调整压力点的位置也是简单的。

此外，这种冲裁技术可并入到现有的生产线中。

对于反作用力可采取措施，以抵抗在冲裁步骤期间挤压局部压力装置的力。

根据一个实施例，平面支撑装置定位在划线面上，其在冲裁步骤期间面向局部压力装置。

在这种情况下，平面支撑装置形成了产生反作用力的反向支撑，其与冲裁步骤期间挤压局部压力装置的力是相反的。

根据备选形式，反作用力可源自玻璃片本身的重量，当该重量足够大时。

根据一个实施例，描摹步骤和冲裁步骤是在中间没有翻转玻璃片的条件下执行的。换句话说，根据一个示例，划线是从顶部，在玻璃的表面上产生的，并且局部压力装置是从底部应用于玻璃的反面，或者反之亦然。玻璃片在两个步骤之间没有翻转。

根据其它特殊的实施例，该方法还具有其中一个或多个以下单独考虑或按照任何技术可行的组合进行考虑的特征：

-局部压力装置安装成使得其可滚动，从而沿着玻璃片滚动；

-局部压力装置是球体或滚子，优选是圆形的；

-对局部压力装置应用根据有待切割出的形状的局部曲率半径而进行选择的挤压力；

-局部压力装置沿着划线受到连续地挤压；

-利用具有至少一个周期性分量的力挤压局部压力装置；

-该方法使用吸台作为平面支撑装置，吸台在冲裁或划线步骤期间通过玻璃片的顶面上的吸力来支撑玻璃片；

-该方法用于从同一玻璃片中切割出至少两个叠盖的和/或相切的复杂形状。

本发明的另一主题是一种方法，该方法用于用大尺寸的矩形浮法玻璃片制造复杂形状的多个玻璃窗，玻璃窗具有至少一个与生产它的浮法玻璃带的宽度相对应的尺寸，所述方法利用任一前述权利要求所申明的方法来切割所述玻璃窗的至少一部分。

根据一个特殊的实施例，所述制造方法包括：

-在用于对所述玻璃片划线的第一工位上描摹与玻璃窗的至少一个准备成形的边缘相对应的至少一个划线的步骤，

-第一冲裁步骤，

-在第二划线工位上描摹与玻璃窗的至少另一准备成形的边缘相对应的至少一个划线的步骤，

-第二冲裁步骤。

根据另一特殊的实施例，所述方法包括：

-在用于所述玻璃片划线的第一工位上描摹与玻璃窗的所有准备成形的边缘相对应的划线，

-冲裁所述准备成形的边缘的步骤。

根据某些特殊的实施例，该制造方法还具有其中一个或多个以下单独考虑或按照任何技术可行的组合进行考虑的特征：

-在第一划线工位上描摹划线的精度是+/-0.2mm；

-第二划线工位包含精确至+/-0.1mm的聚焦步骤；

-在第一划线工位上，划线是跨越玻璃片从一个边缘延伸至另一边缘的笔直划线；

-在第一划线工位上，划线在划线的相同侧形成了若干个玻璃窗的准备成形的边缘；

-在第一划线工位上，划线还在划线的另一侧形成了若干个玻璃窗的准备成形的边缘；

-在划线的两侧，准备成形的边缘是玻璃窗的相同的边缘；

-在划线的两侧，准备成形的边缘是玻璃窗的相反的边缘；

-第一冲裁步骤形成了有待制造的各个玻璃窗的初坯，第二冲裁步骤形成了准备磨边的玻璃窗；

-该方法包括至少一个附加划线工位，其具有至少一个附加冲裁步骤；

-该方法包括在第二冲裁步骤之后对玻璃窗磨边的步骤；

-这种磨边是研磨；

-两个研磨步骤被执行；

-大幅面玻璃片具有至少一个至少为2.9m的尺寸。

本发明的另一主题是用于从玻璃片中冲裁出复杂形状的机器，其包括：

-划线工具和用于使所述工具自动移动从而在玻璃片的第一面上创造垂直于玻璃表面的划线的装置；

-局部压力装置以及用于使局部压力装置和/或玻璃片彼此相对自动移动的装置，所述机器配置成将局部压力装置挤压在玻璃片的第一面的反面上，并使其与划线相反并沿着划线移动，从而冲裁复杂形状。

根据一个特殊的实施例，冲裁机还包括抵靠在所述玻璃片的第一面上，与局部压力装置相反的平面支撑装置。

通过阅读以下参照附图仅作为非限制性示例而给出的说明书将更好地理解本发明：

-图6a-6c是根据本发明的一个特殊实施例的方法的各种步骤的垂直剖面的示意图；

-图7a-7c，8a-8c，9a-9c和10a-10c同样是由四个不同的冲裁机执行的步骤的垂直剖面的示意图；

-图11a和11b显示了根据生产线的第一示例，由本发明所容许的切口设计的一个示例，白线代表沿着其轮廓准备成形的边缘，并且虚线代表在划线的第一步骤期间划线的描摹痕迹；

-图12a和12b是与图11a和11b相似的用于另一生产线示例的视图。

图6a-6c示意性地显示了根据本发明的一个特殊实施例的方法，其首先包含所有描摹划线2的步骤，其意味着在玻璃片4的第一面4A上创造沟，之后是翻转玻璃片的步骤，以用于后续在第一面的反面4B上应用与沟相反的局部压力的步骤。描摹的划线与例如有待于在没有释放切口的条件下切割出复杂形状的轮廓相对应。

注意“复杂形状”在通篇中意味着曲线、或者至少某些为非直线型的连续线、或者在形成至少一个凹入部分的方向上有所变化的直线。

叠盖的两个形状意味着一个的凸起部分侵入到另一个的凹入部分，即这两个形状的轮廓不可被直线分开。

当它们具有其共同的一部分轮廓时，这两个形状应理解为是相切的。

还要注意有待切割的玻璃片是平面的。

划线是利用例如玻璃-切割轮6或任何其它合适的划线工具，例如激光器进行描摹的。划线2是沟，其意图在冲裁步骤期间容许沿着该线进行冲裁。这然后是部分切割，即仅通过玻璃片的一部分厚度而进行的切割。这是通篇中“划线”的意味所在。

利用这种方法，如上面解释的那样，可以消除现有技术方法中所使用的所有或某些释放切口。这是因为可能只是潜在地需要释放切口打开轮廓，从而促进提取出形状，而不是需要促进复杂形状的冲裁。

如图6c中所示，上面已经制成划线2的玻璃片4的第一面4A被挤压在平面支撑表面8上。这例如是软皮带。平面支撑表面8的可变形性经过某种方式进行选择，以便控制局部压力装置所应用的应力场。控制应力场容许控制沟扩散的长度。该目的是使沟根据有待切割出的形状而扩散至预定的长度。局部曲率半径越小，那么为沟选择的长度将越小。如果沟扩散太迅速，那么表面将需要选择是较少变形的，或者应用的压力将需要是较低的。如果沟扩散太慢，那么将需要选择可以更多变形的表面或更高的压力。

对于3.15mm厚的“Planilux”类型的标准钠钙硅玻璃片，参数如下：

划线参数：

切割轮：角度150°，宽度=1mm，直径：5mm；

切割轮转速：100m/min；

应用于玻璃上的力=50N；

穿透至玻璃中的切割轮透深：4/100mm；

玻璃厚度：3.15mm；

反向冲裁参数：

冲裁工具：切割轮类型，直径：5mm，宽度：1mm；

工具速率：30m/min；

应用于玻璃上的力=70N；

平面支撑装置的覆盖物的硬度：毡带硬度：45-52肖氏硬度。

局部压力装置10是例如任何合适类型的球体，或者任何合适类型的另一局部压力装置，例如滚子，优选圆枕形状的滚子。该球体具有例如1mm的直径。作为备选，可选择任何合适类型的直径，明显高达10或甚至20mm。

局部压力装置10优选选择为刚性的，例如由钢或合适的塑料制成。

局部压力装置10沿着划线，沿着整个划线的长度，优选在连续应用压力的条件下，例如恒定强度下移动。然而，作为备选，压力可连续应用但具有变化的强度，该强度例如根据有待切割出的形状的局部曲率半径而进行选择，并通过强度方面的周期性变化，即振动压力而进行补充。作为进一步的备选，压力非连续地应用于玻璃片上。

局部压力装置相对于玻璃片移动。然而注意，作为备选，是玻璃片移动，或两者都移动。总之，存在局部压力装置10相对于玻璃片4的相对运动。

平面支撑表面8例如由台面并因此由连续的平面表面形成。然而，作为备选，平面支撑表面8可能是不连续的。其例如可能由利用多个台面获得的若干个平面支撑组成。重要的是应提供与局部压力装置10相反的平面支撑8，即至少为局部压力装置应用的压力两倍宽的支撑，其原因是为了获得干净的冲裁。

也要注意，翻转步骤是可选的。例如可能使用吸台将玻璃片4提起来，并因而从下面将局部压力装置10挤压在它上面，这样玻璃片的第一面4A就位于吸台上。这将在下文中进行更详细地解释。

图7a-7c，8a-8c，9a-9c和10a-10c示意性地显示了用于实施该方法的四种不同类型的机器。

图7a-7c的机器使用吸台12。

玻璃片4被传送至切割台14那么远(图7a)。标准切割机16因此可用于沿着有待获得的复杂形状的轮廓而创造划线2。

例如，如图7b中所示，将吸台12放到切割台14上，从而通过其第一面4A将吸力应用于玻璃片4上。

在第三步骤中(图7c)，将局部压力装置10放置在与划线2相反的玻璃片4的反面4B上。

吸台12还可配置成使得切余料在重力作用下掉落下来，而已经切割出的复杂形状通过吸力保持附着在吸台12上，并受到其进一步的支撑，如图7c中的右手边简图所示。

然而，应该懂得这是简单的一个机器示例，并且可设想任何合适类型的备选形式。

该机器具有至少一个计算机和一个存储器，其中储存了机器控制程序。该程序能够控制图7a-7c的机器，更具体地说控制划线工具6、吸台12和局部压力装置8。这对于图8a-8c，9a-9c和10a-10c的其它机器也是一样的。

图7a-7c的机器具有在冲裁之前不需要在传送带上传递玻璃片4，并因而避免了几何形状的重新调整，以便确定划线2的位置以及节省空间的优点。

图8a-8c显示了本身包括传送带18的机器，传送带用于将玻璃片从其进行划线的位置传递至其进行冲裁的位置。

图8a中的划线步骤类似于图7a。图8b显示了利用传送带18传递至冲裁位置。

图8c显示了冲裁步骤。为了避免翻转玻璃片4，平面支撑表面8应用于第一面4A上。挤压局部压力装置10所抵靠的反面4B本身是悬突的，使得划线2相对应的区域无碍于支承玻璃片4的支撑台20，由此被称为其反面4B。

作为备选，当然可能计划翻转玻璃片4，如上面关于该方法所述。然而，根据图8c的机器还容许选择平面支承材料8的刚度和硬度，并更容易适应。

图9a-9c显示了图8a-8c的示例的备选形式，其中备选形式的冲裁通过传送玻璃片的软的传送带22来执行。的确应该注意，局部压力装置10不需要与玻璃直接接触。

还应该注意，作为图8a-8c和9a-9c的备选，传递可通过吸台24来执行。这偶然地是图10a所示的情形。

然而，出于其它原因，图10a-10c的机器也不同于前面的机器。主要区别是玻璃片在冲裁步骤期间被翻转，同时仍保持在其平面中，如图10b所示。这是关于玻璃片的整体平面的法线的旋转。

此外，在图10b中，支撑玻璃片4的支撑板26是足够柔韧的，使得局部压力装置10可通过支撑板26而挤压在反面4B上，并因而沿着复杂形状的轮廓冲裁复杂的玻璃片。平面支撑装置8按照与图8c相似的方式被牢固地挤压在玻璃片的第一面4A上。

例如，由于玻璃片4的旋转，局部压力装置10是在仅仅两个维度移动的能力下安装的。

图10c显示了复杂形状通过吸台28进行分离。作为备选，其可使用任何合适类型的另一方法。

说明书的剩余部分试图就生产线的可能的配置方面解释本发明的优点。

在此之前，应该记住以下内容。

复杂形状的玻璃窗，例如自动车玻璃窗的切割通常按两个阶段执行，其开始于“大幅面”玻璃片，也被称为“PLF”(其代表“坪式大幅面”)或DLF玻璃。

这些玻璃是其至少一个尺寸与产生它们的浮法玻璃带的宽度相对应的玻璃片。“PLF”通过交叉切割浮法玻璃带而直接获得。PLF的宽度与浮法玻璃带的宽度相对应。它们的长度与切割的带的长度相对应。DLF是更小的玻璃片，其本身长度与浮法玻璃带的宽度相对应。DLF直接通过切割浮法玻璃带来获得，但带的切割长度短于浮法玻璃带的宽度，或者通过相对其长度横向地切割PLF来获得。因而，在实践中，PLF具有至少2.9m×至少4.7m的最小尺寸，并且DLF具有至少2.9m×至少1.3m的尺寸。

为了制造复杂形状的玻璃窗，需要后续的划线步骤。通常首先从PLF或DLF切割出矩形或梯形形状的并被称为“初坯”的玻璃片30。这些是其形状为多边形的玻璃片，包含有待生产的明确的复杂形状的玻璃窗32，在其四周留下足以冲裁的“剪边”34。这是图11中所示的情形。

在第二阶段，有待磨边的玻璃窗在第二划线工位上被切割成一定形状，其意味着“剪边”34是在初坯30的整个周边上切去，使得玻璃窗32的边缘现在准备好进行磨边。为此，如用于方形初坯的一个示例的图2a-2d中所示，创造了若干个划线。然后在后面执行磨边，其由研磨组成。初坯30是在第一划线工位上从PLF或DLF中切割出的，而准备成形的玻璃窗34是在第二划线工位上成形的。在各个划线工位上：

-描摹了划线；和

-沿着划线冲裁玻璃。

图12a-12b显示了切口设计的示例，其中实线代表准备好成形的有待切割出的形状，而虚线代表第一划线工位上制成的划线。

如图12a-12b所示，本发明的一个优点是其容许至少某些复杂形状的边缘在第一划线工位上，即在切割初坯30的工位上进行切割。在第一划线工位上准备成形的切边容许通过避免需要沿着这些边缘提供“剪边”而减少切余料的数量。

在图12a的情况下，复杂形状的某些边缘36仅仅切割成它们的复杂形状，而其它边缘38将直至第二划线步骤才在第二划线工位上切割成形状。

在图12b的示例中，切割成对于玻璃窗的所有轮廓的磨边都准备就绪的形状是在第一划线工位上执行的(整个轮廓是虚线36)。

图13a-13b显示了本发明的另一优点，即，其容许有待切割出的复杂形状进行叠盖。通过研究图13a和13b应该懂得，这种配置还将减少切余料。

此外，如上面参照图12a和12b所述，切割成准备磨边的形状可能就开始于第一划线工位上的第一划线步骤。在图13a中，其中两个边缘36是在第一划线工位上切割的，被称为“初坯”划线工位，即使这些从严格的字面意义上来说已经不再是初坯了。

在图13b中，切割成准备在整个玻璃窗轮廓上进行磨边的形状完全是在第一划线工位上执行的，而没有通过与图12b相似方式的“初坯”划线的步骤。

Claims (15)

1.一种用于从玻璃片(4)中冲裁出复杂形状的方法，包括：

-利用划线工具(6)在所述玻璃的表面上描摹划线(2)的步骤；

-利用应用于反面(4B)上并与所述划线相反的局部压力装置(10)进行冲裁的步骤，所述局部压力装置(10)在所述反面(4B)上沿着所述划线(2)被移动和挤压。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括位于所述划线(4A)的在冲裁步骤期间面向所述局部压力装置(10)的侧部上的平面支撑装置(8)。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，使用吸台作为平面支撑装置(8)，所述吸台在冲裁或划线步骤期间通过所述玻璃片的顶面上的吸力来支撑所述玻璃片(4)。

4.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述描摹步骤和所述冲裁步骤是在没有翻转所述玻璃片的条件下执行的。

5.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述局部压力装置(10)安装成使得其可滚动，从而沿着所述玻璃片(4)而滚动。

6.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述局部压力装置(10)是球体或滚子，优选是圆形的。

7.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述局部压力装置(10)被应用根据有待切割出的形状的局部曲率半径而选择的挤压力。

8.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述局部压力装置(10)沿着所述划线(2)而被连续挤压。

9.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，利用具有至少一个周期性分量的力挤压所述局部压力装置(10)。

10.根据任一前述权利要求所述的方法，其特征在于，所述方法用于从同一玻璃片中切割出至少两个叠盖的和/或相切的复杂形状。

11.一种用大尺寸的矩形浮法玻璃片制造复杂形状的多个玻璃窗的方法，所述玻璃窗具有至少一个与生产它的浮法玻璃带的宽度相对应的尺寸，所述方法利用根据任一前述权利要求所述的方法来切割出所述玻璃窗的至少一部分。

12.根据前述权利要求所述的方法，其特征在于，包括：

-在用于对所述玻璃片划线的第一工位上描摹与玻璃窗的至少一个准备成形的边缘相对应的至少一个划线的步骤，

-第一冲裁步骤，

-在第二划线工位上描摹与玻璃窗的至少另一准备成形的边缘相对应的至少一个划线的步骤，

-第二冲裁步骤。

13.根据权利要求11所述的方法，其特征在于，包括：

-在第一划线工位上描摹与玻璃窗的所有准备成形的边缘相对应的划线，

-冲裁所述准备成形的边缘的步骤。

14.一种从玻璃片(4)中冲裁出复杂形状的机器包括：

-划线工具(6)和用于使所述工具自动移动以便在玻璃片的第一面上创造垂直于所述玻璃的表面的划线的装置；

-局部压力装置(10)以及用于使所述局部压力装置和/或所述玻璃片彼此相对自动移动的装置，所述机器配置成将所述局部压力装置挤压在所述玻璃片的第一面的反面上，并使其与所述划线相反并沿着所述划线移动，从而冲裁出所述复杂形状。

15.根据权利要求14所述的冲裁机，其特征在于，还包括抵靠在所述玻璃片的第一面上，与所述局部压力装置相反的平面支撑装置(8)。