CN107921601B - 对玻璃基材进行边缘精整的方法和设备 - Google Patents
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Abstract
一种用于玻璃边缘精整设备的玻璃支承系统，其包括真空元件，所述真空元件被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸。真空元件具有真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面具有穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列。将真空开口阵列布置成多个并排的行，所述多个并排的行在沿着多个行的每一行的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
Description
本申请依据35 U.S.C.§119要求于2015年7月21日提交的系列号为62/194,952的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过引用全文纳入本文。
背景
技术领域
本公开涉及对玻璃基材进行边缘精整的方法和设备，更具体地，涉及用于增加边缘斜切的对称性的方法和设备。
背景技术
相比于较薄的玻璃基材，对于具有相对较高刚性的相对较厚的玻璃基材而言，常规玻璃边缘精整设备已经在很大程度上得到了开发。作为一个实例，玻璃片在使用机械刻划和断裂工艺成形之后，其通常具有使用磨料研磨轮来研磨的边缘。在某些应用中，例如在汽车工业中，可能需要在玻璃片的外周上提供具有圆形轮廓的玻璃片的边缘。
平板显示器和其他应用通常使用比用于汽车工业的明显更薄的玻璃片。相比较厚的玻璃片，较薄的玻璃片的刚性可能降低并且挠性可能增加。对这种刚性降低且挠性增加的薄玻璃片进行边缘精整可带来挑战，这至少部分地是因为在边缘精整工艺中涉及的各种力。因此，需要用于对玻璃基材——包括相对较薄的玻璃基材——进行边缘精整的方法和设备。
概述
为了例如获得预定的边缘强度，一种改善挠性玻璃基材的机械可靠性的技术为对挠性玻璃基材的边缘进行研磨和抛光，以在挠性玻璃层中去除不期望的裂纹和破裂。为此，本文描述了对玻璃基材进行精整的方法和设备，其中边缘精整设备用于对玻璃基材进行有效的精整，同时在本文中被称为斜切的工艺中，提供圆形的边缘。
根据一个实施方式，用于玻璃边缘精整设备的玻璃支承系统包含真空元件，例如真空卡盘，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸。真空元件包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列。将真空开口阵列布置成多个并排的行，所述多个并排的行在沿着多个行的每一行的各真空开口之间包含基本上均匀的间距。
根据另一实施方式，玻璃边缘精整设备包含玻璃传送系统和通过玻璃传送系统在玻璃进料方向上移动的玻璃支承系统。玻璃支承系统可被构造成支承厚度不超过约0.7mm的玻璃基材。玻璃基材包含大致平坦的表面和与大致平坦的表面垂直的面外方向。玻璃进料方向垂直于面外方向。玻璃支承系统可包含真空元件，例如真空卡盘，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸。真空元件包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室并且还包含支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列。真空开口阵列可包含至少约25个开口/100cm2支承表面积。
根据另一个实施方式，提供了对厚度等于或小于约0.7mm的玻璃基材的边缘进行精整的方法。所述方法包括将玻璃基材支承在玻璃支承系统上。玻璃基材包含大致平坦的表面、与大致平坦的表面垂直的面外方向和与面外方向垂直的玻璃进料方向。玻璃支承系统可以包含真空元件，例如真空卡盘，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸。真空元件可包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列。真空开口阵列可以包含至少约25个开口/100cm2支承表面积。可通过真空开口阵列向面向真空元件的大致平坦的表面施加负压。可以使用磨轮组件对玻璃基材的边缘进行斜切。
根据另一实施方式，玻璃边缘精整设备包含玻璃传送系统和通过玻璃传送系统在玻璃进料方向上移动的玻璃支承系统。玻璃支承系统可以被构造成支承厚度不超过约0.7mm的玻璃基材。玻璃基材包含大致平坦的表面和与大致平坦的表面垂直的面外方向。玻璃进料方向垂直于面外方向。玻璃支承系统可包含真空元件，例如真空卡盘，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸。真空元件可以包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面具有穿过其延伸并且与压力室连通的多个真空开口。还可以提供磨轮组件，磨轮组件被构造成当玻璃基材在玻璃进料方向上通过玻璃传送系统移动时，通过磨轮组件对玻璃基材的边缘进行斜切。边缘导向组件可以位于磨轮组件和真空元件之间，并且可包含上边缘导向元件和与上边缘导向元件间隔的下边缘导向元件，以提供玻璃基材可通过其行进的路径。
在以下的详述中给出了本文所述的其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领域的技术人员而言，根据所作描述就容易看出，或者通过实施包括以下详述、权利要求书以及附图在内的本文所述的各个实施方式而被认识。
应理解，前述的一般性描述和下文的详述都描述了各个实施方式且都旨在提供用于理解所要求保护的主题的性质和特性的总体评述或框架。包括的附图提供了对各个实施方式的进一步理解，附图并入本说明书中并构成说明书的一部分。附图例示了本文所描述的各个实施方式，且与说明书一起用于解释所要求保护的主题的原理和操作。
附图简要说明
参照附图阅读本公开的以下详述，可以更好地理解本公开的这些方面、特征和优点以及其他的方面、特征和优点，其中：
图1例示了玻璃基材的斜切边缘；
图2例示了示出了玻璃边缘的面外垂直位移与得到的边缘斜面不对称性之间关系的图表；
图3为玻璃精整设备的示意图；
图4为用于图3的精整设备的真空元件和玻璃基材的详细视图；
图5例示了示出了玻璃边缘平坦度的图表；
图6为单独示出的图4的真空元件的顶视图；
图7例示了示例性真空元件的透视图；
图8例示了图7的真空元件的截面图；
图9例示了另一个示例性真空元件的截面图；
图10例示了另一个示例性真空元件的截面图；
图11例示了另一个示例性真空元件的顶视图；
图12例示了另一个示例性真空元件的顶视图；
图13例示了另一个示例性真空元件的顶视图；
图14为包含多个真空元件的玻璃支承结构的示意图；
图15例示了用于图3的玻璃精整设备的磨轮的示意性详细视图；
图16为例示了通过使用规则分布的真空开口提供的边缘斜切不对称性降低的图表；
图17为玻璃刚性相对于沿着玻璃基材的位置的图表；
图18为例示了玻璃基材的挠曲刚度相对于玻璃基材的厚度的图表；
图19为边缘导向组件与磨轮的示意图；
图20为边缘导向组件的示意图；
图21例示了玻璃边缘精整设备；
图22例示了图21的玻璃边缘精整设备的另一个视图；
图23例示了另一个玻璃边缘精整设备；
图24例示了图23的玻璃边缘精整设备的另一个视图；
图25为边缘导向组件的示意图；
图26为边缘导向组件的另一个示意图；
图27为边缘导向组件的另一个示意图；及
图28例示了通过使用边缘导向组件提供的边缘斜切不对称性降低的代表性图表。
详述
尽管玻璃是一种固有的结实材料，但是其强度和机械可靠性是其表面缺陷或者瑕疵尺寸密度分布以及经过一段时间的材料对应力的累积暴露的函数。边缘强度可为玻璃基材的机械可靠性的重要因素。在一个完整的产品生命周期中，玻璃基材可能经受不同种类的静态和动态机械应力。本文描述的实施方式一般涉及对玻璃基材进行精整的方法和设备，其中，边缘精整设备用于对玻璃基材进行有效的精整并且用于改进玻璃基材的边缘强度和机械可靠性。
从玻璃带中或者从较大的玻璃基材中裁切出来的玻璃基材倾向于具有尖锐的边缘，该尖锐的边缘在裁切操作期间形成。在处理期间，玻璃基材的尖锐边缘易于损坏。边缘瑕疵，例如碎屑、裂纹等可能降低玻璃的强度。可以对玻璃基材的边缘进行处理以通过研磨和成形去除尖锐的边缘，例如通过斜切消除易于损坏的尖锐边缘。通过从玻璃基材中去除尖锐边缘，可以使玻璃基材中的瑕疵最小化，从而降低玻璃板在处理期间被损坏的可能性。
各种磨轮可以用于对玻璃基材的边缘进行研磨和成形，包括使用“杯形”轮和“成形”轮。杯形轮的形状为大致圆形并且包含与杯形轮的外周间隔开的凹陷的中心区。使杯形轮与玻璃基材接触，其中杯形轮的平坦面接触玻璃基材，而杯形轮的外周面与玻璃基材间隔开。成形轮包含位于成形轮外周面的边缘中的凹槽。凹槽包含对应于基材边缘的加工形状的轮廓。使成形轮的凹槽与玻璃基材的边缘接触以对边缘进行研磨和成形。
参考图1，图1例示了示例性的基材边缘12，术语“第一表面”及其其他变化形式在本文中用于表示玻璃基材10的第一相对平坦区域。第一表面在图1中用14表示。类似地，术语“第二表面”及其其他变化形式在本文中用于表示基材10的第二相对平坦表面，其基本上平行于第一表面14。第二表面在图1中用16表示。
术语“第一斜面”、“第一斜面区段”及其其他变化形式在本文中用于表示基材边缘的第一部分，其位于第一表面14与基材边缘12的顶点18之间。第一斜面在图1中用20表示。类似地，术语“第二斜面”和“第二斜面区段”及其其他变化形式在本文中用于表示基材边缘的第二部分，其位于第二表面16与顶点18之间。第二斜面在图1中用22表示。在某些实施方式中，第一和第二斜面20和22可以如图1所示是弯曲的；然而，在其他非限制性实施方式中，第一和第二斜面可以是相对平坦的。
术语“顶点”及其其他变化形式在本文中用于表示基材边缘12的端部区域，在该端部区域中，第一和第二斜面20和22汇聚。应注意，图1将顶点18描述为具有给定长度的平坦区；然而，顶点18也可为第一和第二斜面相交的有限点，使得基材12边缘从表面14到表面16基本上是连续的曲线。
术语“第一斜面-表面界面”及其其他变化形式在本文中用于表示第一斜面区段与相对平坦的第一表面14相交的区域。第一斜面-表面界面在图1中用26表示。类似地，术语“第二斜面-表面界面”及其其他变化形式在本文中用于表示第二斜面区段与相对平坦的第二表面16相交的区域。第二斜面-表面界面在图1中用28表示。
玻璃基材10可以为厚度30为约0.3mm或更小的挠性玻璃基材，所述厚度包括但不限于以下厚度，例如，在约0.01至约0.200mm的范围内，例如，在约0.05mm至约0.1mm的范围内、约0.1至约0.15mm、约0.15至约0.3mm、约.100至约.200mm，包括其间的所有范围和子范围。示例性的厚度可包括0.3、0.275、0.25、0.225、0.2、0.19、0.18、0.17、0.16、0.15、0.14、0.13、0.12、0.11、0.10、0.09、0.08、0.07、0.06、0.05、0.04、0.03、0.02或0.01mm。在一些实施方式中，玻璃基材10的厚度30可以等于或小于约0.7mm。玻璃基材10可以由玻璃、玻璃陶瓷或者它们的复合物形成。形成高品质玻璃基材的熔合法(例如下拉法)可用于各种装置，一种这样的应用是平板显示器。当与通过其他方法生产的玻璃基材相比时，在熔合法中生产的玻璃基材的表面具有优异的平坦度和光滑度。熔合法描述于系列号为3,338,696和3,682,609的美国专利中。其他合适的玻璃基材成形方法包括浮法、上拉法和狭缝拉制方法。
不囿于理论，对于相对较薄的玻璃基材10(等于或小于约0.7mm)，关于水平取向的玻璃基材10的第一斜面-表面界面26和第二斜面-表面界面28的对称形状特性在弯曲玻璃基材10期间对边缘对抗塑性形变可具有直接的影响。第一斜面区段20与第二斜面区段22之间的边缘不对称性在本文中有时被称为“边缘斜面不对称性”，其与玻璃基材10的边缘强度直接相关。边缘斜面不对称性可以通过第一和第二斜面区段20和22在基材厚度30的方向上到顶点18的相应宽度W1和W2测定。在斜切工艺期间，基材边缘12偏离玻璃基材10的平面(垂直位移)可产生边缘斜面不对称性。图2例示了厚度为约0.5mm的玻璃基材10的基材边缘12的偏离与得到的边缘斜面不对称性之间的示例性关系。如可见到的，在位置范围R处，基材边缘12的偏离大幅增加(由线31所示)，导致了边缘斜面不对称性增加(如线32和40所示)。
边缘水平平坦度(即最小垂直位移)，特别是对于薄的玻璃基材10来说，可受到斜切工艺期间支承的有效性的影响。参考图3，适于进行斜切工艺的玻璃边缘精整设备40包括支承装置42，所述支承装置42包括玻璃传送系统44和玻璃支承系统46。玻璃传送系统44可在进料方向上移动(例如平移)玻璃支承系统46，所述进料方向可大体与玻璃基材50的边缘48对齐(平行)。玻璃支承系统46在进料方向上可以由玻璃传送系统44承载，或者以其他方式通过玻璃传送系统44在进料方向上移动。玻璃支承系统46包含真空系统52，所述真空系统52包含边缘真空元件54和56(例如真空卡盘)，其在进料方向上，沿着玻璃基材50的相对边缘48和58延伸，并且在一些实施方式中，沿着玻璃基材50的基本上整个长度延伸。在一些实施方式中，真空元件54和56可以由单个细长的真空元件形成。在其他实施方式中，可以使用多个真空元件，例如在进料方向上并排对齐的多个真空元件。虽然仅例示了边缘真空元件54和56，但是还可以利用内侧真空元件(参见图14)。
图4例示了真空元件56和玻璃基材50的详细视图。真空元件56可施加足够的真空吸力以抑制在斜切工艺期间玻璃基材50的边缘48的移动(水平和垂直)。如在本文中所使用的，“真空吸力”是指真空元件56的所有真空开口的累积面积乘以抽吸压力。如可见到的，真空吸力可由真空元件56施加，所述真空元件56位于玻璃基材50的边缘48附近并且与其间隔开。真空元件56的这一位置形成了玻璃基材50的突出区域60，该突出区域60具有从真空元件56的外边缘62处开始测量的突出距离DOH，在该外边缘62处，突出开始在垂直于边缘48的方向(或者进料方向)上突向边缘48。在一些实施方式中，突出距离DOH可以不小于约6mm，例如不小于约10mm，例如不小于约15mm，例如不小于约20mm。在一些实施方式中，突出距离DOH可以在约5mm至约30mm之间。
如在下文将有所描述的，真空元件56配置有真空开口66的阵列64，其中，阵列64的一个或多个区域可以具有有序的、规则的或均匀的真空开口66的分布(例如行和/或列)。真空开口66的阵列64的这样的布置在斜切或其他边缘精整工艺期间对于自由悬挂的边缘48可产生玻璃基材50的相对较平坦的边缘48，这可改进水平取向的玻璃基材50的第一斜面-表面界面26与第二斜面-表面界面28之间的对称性(图1)。例如，图5例示了厚度为0.5mm和0.3mm的玻璃基材在不同的突出距离和压力值下的边缘平坦度。如可见到的，可实现使玻璃边缘的垂直位移最小化，例如在玻璃基材的至少部分、大部分或全部长度上，玻璃边缘的垂直位移为小于约0.1mm。
参考图6，真空元件56被单独例示并且包含提供位于其中的压力室的真空主体70，以及真空开口66的阵列64。真空开口66与从真空元件56的支承表面72中延伸出来的通道67(图8)连通，并且与位于真空主体70内的压力室连通。简要参考图7和8，在一些实施方式中，支承表面72可以由作为柔性材料(例如硅酮、橡胶、软塑料等)的层形成的柔性元件74提供，所述柔性元件74适于接触玻璃基材50并且支承其上的玻璃基材而不造成损坏。柔性元件74可以包含真空开口66的阵列64，其与真空主体70提供的开口阵列76对正，以在真空开口66与压力室78之间提供通道67(图8)。在其他实施方式中，真空主体可以包含狭缝和/或开口，其与支承表面72的真空开口66的阵列64不匹配，但是仍然可从压力室78向其分配负压。可以提供由箭头75表示的出口以从压力室78中吸取空气或其他合适的气体。
真空元件可以为单件或多件构造。参考图9，例如，真空元件81可以具有真空主体83，该真空主体83具有单件整体构造。真空主体83可以包含提供在其中的压力室85以及作为真空主体83的一部分而形成的连接装备87，该连接装备87与压力室85相分离，并且允许真空元件82连接到玻璃传送系统。进口77和出口79可以向压力室85提供正压和负压。图10例示了多件构造，其中真空元件91包含真空主体93，该真空主体93由室壳体元件95和盖元件97形成。可以提供连接装备99用于将真空元件91连接到玻璃传送系统。
再次参考图6，阵列64的真空开口66可以位于行R1-Rx及列C1-Cx中，从而提供局部抽吸点。在该实例中，在具体的行R中的真空开口66具有基本上相等的宽度，或者在该实例中，具有基本上相等的半径(例如不高于约5mm，如2mm或更小)，并且沿着具体的行R分别彼此均等地间隔。在其他实施方式中，一个或多个真空开口可以具有一个或多个不同的半径。作为一个实例，相邻的真空开口66在具体的行R上可以均等地间隔约20mm。在其他实施方式中，相邻的真空开口66之间的间距可以小于20mm，例如约15mm或约10mm或甚至更小，这取决于例如玻璃基材的尺寸、精整操作的类型等。在图6的实施方式中，真空开口66的中心到中心均等地间隔开10mm，如S1所表示。
在具体的列C中的真空开口66具有基本上相等的半径(例如不高于约5mm，如约2mm或更小)，并且沿着具体的列C分别彼此均等地间隔。在其他实施方式中，一个或多个真空开口可以具有一个或多个不同的半径。作为一个实例，相邻的真空开口66沿着具体的列C可以均等地间隔约20mm。在其他实施方式中，沿着具体的列C的相邻的真空开口66之间的间距可以小于20mm，例如约15mm或约10mm或甚至更小，这取决于例如玻璃基材的尺寸、精整操作的类型等。在图6的实施方式中，真空开口66的中心到中心均等地间隔开10mm，如S2所表示，从而形成真空开口的矩形矩阵。
可以使用形成局部抽吸点的任意合适的真空开口阵列。在一些实施方式中，可以提供具有约25个真空开口/100cm2至约200个真空开口/100cm2的阵列，所述真空开口的宽度(或直径)不高于约10mm，例如4mm或更小。在图6的实施方式中，阵列64具有约100个真空开口66/100cm2。
图11-13例示了具有用于真空开口的其他阵列构造的其他真空元件实施方式。在图11的实施方式中，真空元件80包含上文关于真空元件56所描述的许多特征。在该示例性的实施方式中，真空元件80包含位于行R1-Rx和列C1-Cx中的真空开口84的阵列，从而提供局部抽吸点。然而，在该实施方式中，行间距S1大于沿着列的列间距S2。图12例示了真空元件81的另一个示例性实施方式，其中，沿着行的行间距S1大于沿着列的列间距S2。图13例示了真空元件86的另一个实施方式，其中，沿着行的行间距S1大于沿着列的列间距S2。在该实施方式中，各行彼此偏移而形成斜的列。下表例示了使用0.2mm厚玻璃基材在50KPa的施加压力下的图5和11-13所示的真空元件实施方式的某些性质。这些数值仅是示例性的，并不意在限制。
表：真空元件实施方式
从表中可见，使用有限元分析法(FEA)确定的最大主应力可使使用期间的应力小于20MPa，这可降低在玻璃基材的边缘附近或边缘处玻璃损坏的可能性。最大主应力是在玻璃基材上的总拉伸应力效应的指示。
参考图14，图14例示了示例性的玻璃支承系统100(例如用于图3的精整设备的玻璃支承系统)，其包含多个真空元件102、104、106和108。作为一个实例，真空元件可以为上文所述的任意一种或多种真空元件。如可见到的，真空元件102和108是最接近玻璃基材114的边缘110和112的最外的真空元件，并且真空元件104和106为离边缘110和112最远的最内的真空元件。真空元件102、104、106和108可以具有相同的尺寸(或不同的尺寸)并且可沿着玻璃基材114的基本上整个长度延伸。如上文所述，可以提供突出区域116和118以用于玻璃精整操作。
再次参考图3，一旦玻璃基材50得到玻璃支承系统46的支承，则玻璃基材50和玻璃支承系统46通过玻璃传送系统44平移到精整设备40的边缘研磨系统120。边缘研磨系统120一般可以包含磨轮组件122和124，其位于玻璃基材50的相对的边缘48和58处。在其他实施方式中，可以仅使用单个磨轮组件，或者可以存在高达四个磨轮组件或者玻璃基材50的每个边缘48、58、126和128均具有一个磨轮。
磨轮组件122和124可以各自包含用于对玻璃基材50的边缘48和58进行研磨和成形的磨轮127以及用于使磨轮127旋转的发动机129。在一些实施方式中，磨轮组件122和124各自还可以包含驱动机制130，所述驱动机制130可用于使磨轮127朝向及远离相应的边缘48和58移动。可以提供控制器135，所述控制器135控制磨轮组件122和124、玻璃支承系统46和玻璃传送系统44的运行。在所例示的实施方式中，磨轮127为成形轮。然而，可以使用其他磨轮。简要参考图15，成形轮127具有大致为圆柱的形状并且包含一个或多个凹处132，该凹处132具有与相应的边缘48、58所期望的轮廓互补的轮廓，并且用作成形轮127的研磨表面。在其他实施方式中，一个或两个磨轮127可以包含一对杯形轮，该杯形轮使玻璃基材50的边缘与其平坦面接触。
再次参考图3，随着玻璃基材50得到包含真空元件54和56的玻璃支承系统46的支承，玻璃传送系统44使支承系统46和玻璃基材50平移到磨轮组件122和124，在磨轮组件122和124处，磨轮127接合玻璃基材50的边缘48和58。现在参考图16，代表性的图表例示了由规则的真空开口分布(例如，如图6的真空元件56所展示的)提供的有所降低的边缘斜面不对称性。如可见到的，真空元件56进一步稳定了边缘48，这保持了第一斜面-表面界面26(用线140表示)和第二斜面-表面界面28(由线142表示)之间的相对较高程度的对称性。由线144表示的不对称因子(FOA)例示了在第一斜面-表面界面26与第二斜面-表面界面28之间的相对较小的对称性改变。FOA等于第一斜面-表面界面26与第二斜面-表面界面28之间的斜面Δ(斜面宽度差)以及玻璃基材50的厚度。FOA越高，则第一斜面-表面界面26与第二斜面-表面界面28之间的对称性越小。
仍然参考图16，可见到FOA在玻璃基材50的前区域150和后区域152(即在拐角处)可能倾向于增加。参考图17，这可以是因为相比于整个突出边缘48和58(图3)，在前和后拐角154、156、158和160处的边缘48和58的刚性相对更低(例如，低高达60％)。另外，如图18所例示，对于小于约0.6mm的玻璃基材厚度来说，挠曲刚度(D)倾向于保持相对较低，从而使挠曲刚度(D)在约0.25mm或更小处变得相对平坦。挠曲刚度(D)为杨氏模量(E)、厚度(t)和泊松比(υ)的函数，并且通过下式给出：
除了具有更低的刚性，进来的玻璃基材50的前拐角154和156(图3)可能经受冷却流体(例如水)的直接喷射及磨轮127的突然冲击，这在斜切工艺期间可造成玻璃基材50的垂直位移更大。在一些情况中，由于边缘斜面不对称性，而边缘斜面不对称性可导致玻璃断裂和破裂问题，尤其是在处理期间，因此接近拐角154、156、158和160的边缘质量可能低于所期望的边缘质量。
再次参考图3，精整设备40可以包含边缘导向组件170，其在轮/玻璃界面处为玻璃边缘48和58提供局部支承。如可见到的，边缘导向组件170可以定位在或位于真空元件54和54的外侧，相对于玻璃传送系统44静止，并且位于真空元件54和56与它们相应的磨轮127之间，以增加玻璃边缘48和58的垂直支承。图19示出了磨轮127与边缘导向组件170的示意图。在该实施方式中，接触并支承玻璃基材的导向长度L小于或等于磨轮的轮直径D。和玻璃基材50接触的边缘导向组件170与磨轮127之间的距离T可至少部分地基于玻璃厚度来进行调整，以使突出距离DOH最小，这可使边缘稳定性增加。
参考图20，边缘导向组件170的示意图包含下边缘导向元件172和上边缘导向元件174。下边缘导向元件172包含导向表面176，其被布置成接触玻璃基材50的宽表面178。上边缘导向元件174还包含面向导向表面176的导向表面180，其被布置成接触玻璃基材50的宽表面182。导向表面176和180可以是稳固的，或者可以由移动的部件形成，例如辊、带等，如下文将有所描述的。导向表面176和180可以由用于接触及引导玻璃基材50的任意合适的材料形成。边缘导向组件还可以包含一个或多个定位致动器184和186(例如，气缸)，其可以在关闭和打开的构造(由虚线示出)之间将上边缘导向元件174和下边缘导向元件172中的一者或两者朝向彼此和远离彼此移动，以在斜切工艺期间将玻璃基材50放置在适当的位置。在其他实施方式中，上边缘导向元件174和下边缘导向元件172中的一者或二者可以相对于另一者固定在适当的位置。
参考图21和22，例示了包括磨轮组件202的精整设备200，所述磨轮组件202包括磨轮204和在例示的升高的水平取向上支承磨轮204的支承结构206。精整设备200还可以包括边缘导向组件208。边缘导向组件208可包括下边缘导向元件210和上边缘导向元件212。下边缘导向元件210和上边缘导向元件212均包括辊205、215(图21中的205及图22中的215)，所述辊205、215形成了被构造用于接触并引导玻璃基材的边缘的动态支承表面。在图21所例示的实例中，以打开构造示出了边缘导向组件208，其中上边缘导向元件212通过致动器组件214从下边缘导向元件210中缩回。可以将下边缘导向元件210固定在适当的位置。在一些实施方式中，边缘导向组件208可以至少部分地由支承磨轮204的支承结构206支承。在一些实施方式中，至少一部分的边缘导向组件208包括独立于支承结构206的其自身的支撑结构。致动器组件214可将上边缘导向元件212移动到更靠近下边缘导向元件210的拉伸位置，以如上文所述支承玻璃基材的边缘(图22)。
参考图23和24，它们例示了包括磨轮组件222的另一种精整设备220，所述磨轮组件222包括磨轮224和在例示的升高的水平取向上支承磨轮224的支承结构226。精整设备220还包括边缘导向组件228。边缘导向组件228包括下边缘导向元件230和上边缘导向元件232。下边缘导向元件230和上边缘导向元件232均包括辊235，所述辊235形成了被构造用于接触并引导玻璃基材236的边缘234的动态支承表面。在图23和24所例示的实例中，以关闭的或正关闭的构造示出边缘导向组件228，其中下边缘导向元件230通过致动器组件238向上边缘导向元件232拉伸。可以将上边缘导向元件232固定在适当的位置。
参考图25，图25例示了另一种边缘导向组件250，并且可包括下导向元件252和上导向元件254。在该实施方式中，下和上导向元件252和254均包括带组件256和258。下导向元件252的带组件256包括具有导向表面262的带260，所述导向表面262适于接触并引导玻璃基材。带260可以由端辊264和266以及中间辊268驱动和支承，其中带260围绕端辊264和266行进，并且中间辊268可在端辊264和266之间支承带260的区段。上导向元件254的带组件258包括具有导向表面270的带269，所述导向表面270适于接触并引导玻璃基材。带269由带260围绕其行进的端辊272和274驱动和支承，而不使用中间辊。虽然边缘导向组件250例示了具有不同辊布置的下和上导向元件252和254，但是它们可以具有相同的辊布置。
参考图26，图26例示了另一种边缘导向组件280，并且包括下导向元件282和上导向元件284。在该实施方式中，下和上导向元件282和284均可作为适于接触玻璃基材的材料的实心棒286和288形成。下导向元件282和上导向元件284可以彼此间隔，以形成凹槽290，所述凹槽290在进料方向上延伸并且调整尺寸以接收玻璃基材的整个厚度。在一些实施方式中，凹槽290可以包含导入部分292和导出部分294。导入部分292和导出部分294可以比其间的凹槽290的剩余部分更宽，以将玻璃基材导入凹槽及从凹槽中导出。
参考图27，图27例示了另一种边缘导向组件300，并且其包括下导向元件302和上导向元件304。在该实施方式中，上导向元件304形成为适于接触玻璃基材的材料的实心棒306。下导向元件302具有由辊310形成的动态导向表面308。在其他实施方式中，使用空气轴承、空气/压力轴承或超声非接触式轴承可以形成上和/或下导向元件。
图28例示了代表性的图表，该图表示出了通过使用边缘导向组件(例如，如图27的边缘导向组件300所展示的)而提供的有所降低的边缘斜面不对称性。如可见到的，边缘导向组件300进一步稳定了边缘，这保持了第一斜面-表面界面(用线312表示)和第二斜面-表面界面(由线314表示)之间的相对较高程度的对称性。由线316表示的FOA例示了在第一斜面-表面界面与第二斜面-表面界面之间的相对较小的对称性改变。
上述玻璃支承系统和方法可提供具有间隔规则的局部抽吸点的阵列的一个或两个真空元件，以及可用于在斜切或其他精整工艺期间降低玻璃边缘不对称性的边缘导向组件。玻璃边缘不对称性的降低可通过减少玻璃基材的面外偏离以及向磨轮呈现平坦的边缘来实现。改进玻璃边缘对称性可改进玻璃边缘强度，这可减少玻璃断裂或破裂的可能性。
对本领域的技术人员显而易见的是，可以对本文所述的实施方式进行各种修改和变动而不偏离要求保护的主题的精神和范围。因此，本说明书旨在涵盖本文所述的各个实施方式的修改和变化形式，条件是这些修改和变化形式落入所附权利要求及其等同内容的范围之内。
Claims (25)
1.一种用于支承玻璃基材的玻璃支承系统，其包括：
真空元件，所述真空元件被构造成在玻璃进料方向上沿着玻璃基材的边缘纵向延伸，所述真空元件包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列；
其中，将真空开口阵列布置成多个并排的行，并且在沿着多个行的每一行的各真空开口之间具有基本上均匀的间距；并且
其中，真空开口阵列具有至少25个开口/100cm2支承表面积的开口密度，并且其中，玻璃支承系统赋予玻璃基材的最大主应力小于20MPa。
2.如权利要求1所述的玻璃支承系统，其中，将真空开口阵列布置成多个并排的列，所述多个并排的列在沿着多个列的每一列的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
3.如权利要求1所述的玻璃支承系统，其中，真空开口的宽度不超过10mm。
4.如权利要求1所述的玻璃支承系统，其中，真空开口的半径不超过2mm。
5.如权利要求1所述的玻璃支承系统，其中，支承表面包含柔性材料。
6.如权利要求1所述的玻璃支承系统，还包含边缘导向组件，所述边缘导向组件包含上边缘导向元件和与所述上边缘导向元件间隔的下边缘导向元件，以提供玻璃基材能通过其行进的路径。
7.如权利要求6所述的玻璃支承系统，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包含辊，所述辊形成被构造用于接触玻璃基材的动态支承表面。
8.如权利要求6所述的玻璃支承系统，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包含一种材料的棒，所述棒被构造成接触玻璃基材。
9.如权利要求6所述的玻璃支承系统，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包括含有带的带组件，所述带包含被构造成接触玻璃基材的导向表面。
10.一种玻璃边缘精整设备，其包括：
玻璃传送系统；和
玻璃支承系统，其通过玻璃传送系统在玻璃进料方向上移动，所述玻璃支承系统被构造成支承厚度不超过0.7mm的玻璃基材，所述玻璃基材包含大致平坦的表面和与所述大致平坦的表面垂直的面外方向，所述玻璃支承系统包含：
真空元件，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸，所述真空元件包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列，其开口密度为至少25个开口/100cm2支承表面积，其中，玻璃支承系统赋予玻璃基材的最大主应力小于20MPa。
11.如权利要求10所述的玻璃边缘精整设备，其中，将真空开口阵列布置成多个并排的列，所述多个并排的列在沿着多个列的每一列的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
12.如权利要求11所述的玻璃边缘精整设备，其中，将真空开口阵列布置成多个并排的行，所述多个并排的行在沿着多个行的每一行的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
13.如权利要求10所述的玻璃边缘精整设备，其中，真空开口的宽度不超过10mm。
14.如权利要求10所述的玻璃边缘精整设备，其中，真空开口的宽度不超过4mm。
15.如权利要求10所述的玻璃边缘精整设备，其中，支承表面包含柔性材料。
16.如权利要求10所述的玻璃边缘精整设备，还包含边缘导向组件，所述边缘导向组件包含上边缘导向元件和与所述上边缘导向元件间隔的下边缘导向元件，以提供玻璃基材能通过其行进的路径。
17.如权利要求16所述的玻璃边缘精整设备，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包含辊，所述辊形成被构造用于接触玻璃基材的动态支承表面。
18.如权利要求16所述的玻璃边缘精整设备，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包含一种材料的棒，所述棒被构造成接触玻璃基材。
19.如权利要求16所述的玻璃边缘精整设备，其中，上边缘导向元件或下边缘导向元件中的至少一者包括含有带的带组件，所述带包含被构造成接触玻璃基材的导向表面。
20.如权利要求16所述的玻璃边缘精整设备，还包含磨轮组件，构造所述磨轮组件以对玻璃基材的边缘进行斜切。
21.一种对玻璃基材的边缘进行精整的方法，所述方法包括：
将玻璃基材支承在玻璃支承系统上，所述玻璃基材包含大致平坦的表面和等于或小于0.7mm的厚度以及与所述大致平坦的表面垂直的面外方向，所述玻璃支承系统包括：
真空元件，其被构造成在玻璃进料方向上并且沿着玻璃基材的边缘纵向延伸，所述真空元件包含真空主体，所述真空主体包含位于其中的压力室以及支承表面，所述支承表面包含穿过其延伸并且与压力室连通的真空开口阵列，其开口密度为至少25个开口/100cm2，其中，玻璃支承系统赋予玻璃基材的最大主应力小于20MPa；
通过真空开口阵列向大致平坦的表面施加负压；
在玻璃进料方向上，通过玻璃传送系统将玻璃基材和玻璃支承系统平移到边缘研磨系统；和
使用边缘研磨系统的磨轮组件对玻璃基材的边缘进行斜切。
22.如权利要求21所述的方法，还包含使用边缘导向组件支承玻璃基材，所述边缘导向组件包含上边缘导向元件和与所述上边缘导向元件间隔的下边缘导向元件，以提供玻璃基材能通过其行进的路径。
23.如权利要求21所述的方法，其中，将真空开口阵列布置成多个并排的列，所述多个并排的列在沿着多个列的每一列的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
24.如权利要求23所述的方法，其中，将真空开口阵列布置成多个并排的行，所述多个并排的行在沿着多个行的每一行的各真空开口之间具有基本上均匀的间距。
25.如权利要求21所述的方法，还包括将玻璃基材放置在真空元件上，从而在真空元件和玻璃基材的边缘之间提供突出。
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