JP2007210043A - ワークの側辺加工装置 - Google Patents

Abstract

【課題】硬質脆性板の側辺加工装置に関し、テーブルを交換することなくワークの大小及び縦横比の相違に対応可能で、更にワークの角の面取も可能な装置を提供する。
【解決手段】ワークの中心部を支持する中心板９とワークの側辺部を支持する２枚の側辺板１０とに分割したテーブル８と、当該テーブルの側辺部に配置した砥石とを備えており、前記テーブルの中心板９は旋回装置２を介して基台１上に装着され、側辺板１０は、砥石に対するテーブル８の相対移動方向と直交する方向に移動自在にして基台１上に直接搭載されている。また砥石は、ワークの側辺を加工する側辺研削砥石とワークの角を面取加工するコーナー研削砥石とを備えており、このコーナー研削砥石は、側辺研削砥石の前記相対移動方向の前後に配置されている。
【選択図】 図１

Description

この発明は、矩形板材の側辺加工装置に関し、特に硬質脆性板（主としてディスプレイ用のガラス板）の側辺の研削加工や面取加工などの加工を行うのに好適な上記装置に関するものである。

図９は、硬質脆性板の面取加工を行う従来装置を模式的に示した図である。図中、１は図の矢印Ａ方向に移動する基台、２はこの基台に搭載された旋回装置、３は旋回装置２の上端に固定されたテーブル、４は定位置で図の矢印Ａ方向の軸回りに回転している面取砥石である。加工しようとするワーク５は、テーブル３から側辺５ａを張り出した状態で真空圧などによりテーブル３上に固定される。そして、ワーク５上に印されているアライメントマークを読取って、ワークの側辺が正確に送り方向（図の矢印Ａ方向）に向くように旋回装置２を位置決めし、その状態で基台１を送り方向に移動させる第１工程で、対向する両側辺５ａの面取加工を同時に行う。次に旋回装置２を９０度旋回し、新たな方向の側辺の位置に合せて面取砥石４を図の送り直角方向に移動して位置決めし、基台１を移動して元の位置に復帰させる第２工程で、対向する両側辺５ｂの面取加工を同時に行って、ワーク５の四辺５ａ、５ｂの面取加工を行う。

ワーク５の側辺加工を行う際には、ワーク５の側辺をテーブル３から張り出させておくことが必要である。この張出し量が過大であると、加工反力や加工中に作用する僅かな衝撃力などによってワーク（ガラス板などの硬質脆性板）が破損する危険がある。そこでワーク５の寸法が変ったときには、テーブル３をワークの寸法に応じた大きさのものに変更するという段取り作業が行われている。

この段取り作業は、通常、テーブル３の上板をテーブル本体から取外して新たな寸法の上板に付け替えるという作業で行われているが、分割タイプのテーブルを用いてワークの大きさに合せて分割された部分テーブルの配置を変更することにより、テーブルの実質的な寸法をワークの大きさに合わせるという構造のものも提供されている。

更に、テーブル３を中心板とこれを挟む両側の側辺板とに分割し、ワークの縦横寸法に合わせて幅決め装置で両側辺板の間隔を調整して、ワーク５の縦方向加工工程と横方向加工工程のそれぞれの工程毎にテーブルの幅寸法をワークの縦横寸法に合わせるという構造のものが、この出願の出願人により提案されている。
特開２００５‐３２９４７１号公報 特開２００３‐３４０６９７号公報

上記特許文献で提案した装置は、ワークの大小のみならず、縦横比の異なるワークにも対応できるという特徴がある。しかし、側辺加工時にワークの送り方向（砥石に対するテーブルの相対移動方向）前後に側辺板の両端が突出するため、従来一般に行われている方法では、ワークの角（四隅）の面取を同一機械上で行うことができない問題があった。またテーブルの幅寸法の調整をワークの一方の対向辺を加工するときと他方の対向辺を加工するときとで変更しなければならず、多種類のワークを加工するときのテーブルの幅の設定が面倒になる問題があった。

この発明は、上記の問題点を解決することを課題としており、テーブルを交換することなく、ワークの大小及び縦横比の相違に対応することが可能で、テーブル移動型の側辺加工装置にも工具移動型の側辺加工装置にも採用することが可能で、更に、ワークの角の面取加工も同一機械で行うことができ、テーブルの幅寸法の設定も容易な側辺加工装置を得ることを課題としている。

上記課題を解決したこの発明の側辺加工装置は、ワークの中心部を支持する中心板９とワークの側辺部を支持する２枚の側辺板１０とに分割したテーブルと、当該テーブルの側辺部に配置した砥石４とを備えており、前記テーブルの中心板９は旋回装置２を介して基台１上に装着され、側辺板１０、１０は、砥石４に対するテーブル８の相対移動方向と直交する方向に移動自在にして基台１上に直接搭載されている。また砥石４は、ワークの側辺を加工する側辺研削砥石２８とワークの角を面取加工するコーナー研削砥石２９（２９ｆ、２９ｒ）とを備えており、このコーナー研削砥石２９は、側辺研削砥石２８の前記相対移動方向の前後に配置されている。

本願の請求項１の発明に係るワークの側辺加工装置は、旋回装置２を備えた基台１と、テーブル８と、このテーブルの両側に配置された砥石４とを備え、前記テーブルを前記砥石に対して相対移動させることにより、前記テーブルに固定されたワーク５の両側辺を加工する側辺加工装置において、テーブル８は、旋回装置２で支持された中心板９と、前記砥石のそれぞれの側に分割された一対の側辺板１０とを備え、この一対の側辺板１０を前記中心板９を挟んで同期近接離隔させる幅決め装置６を備え、前記砥石４は、ワークの側辺を研削する側辺研削砥石２８と、この側辺研削砥石の前記相対移動させる方向の前後に配置されたコーナー研削砥石２９とを、同一砥石軸３０に固定して備えていることを特徴とする側辺加工装置である。

また本願の請求項２の発明に係る側辺加工装置は、制御装置を備えた上記構造の側辺加工装置であって、当該制御装置は、加工しようとするワーク５の縦横寸法ａ、ｂ及びテーブル側辺１０ｂからのワーク５の張出量ｄ、又は、加工しようとするワーク５の縦横寸法に対応するテーブル幅ａ−２ｄ、ｂ−２ｄの登録手段を備え、当該制御装置が、ワーク５の第１の対向辺を加工する工程と第２の対向辺を加工する工程との間における前記幅決め装置６の動作量を自動制御することを特徴とする側辺加工装置である。

縦横の寸法がそれぞれａ、ｂであるワーク５の四辺を加工する場合、まず側辺板１０の側辺相互の間隔Ｗがａ−２ｄとなるように側辺板１０を移動する。ここでｄは、加工時に必要なワーク側辺５ａ、５ｂの側辺板１０の側辺１０ｂからの突出量である。この状態でワーク５をテーブル８上に載せ、砥石４の前側（前記相対移動によりワークに先に接触する側）のコーナー研削砥石２９ｆでワークの送り方向前方の角の面取加工を行い（図８(a)）、次に、幅寸法がａとなる方向の側辺５ｂを、基台１と砥石４との相対移動により、側辺研削砥石２８で加工し（図７(a)）、更に砥石４の後側のコーナー研削砥石２９ｒでワークの送り方向後方の角の面取加工を行う（図８(b)）。次にワーク５を側辺板１０上から開放し、中心板９上に保持した状態で旋回装置２により中心板９を９０度旋回する。この旋回の間に側辺板１０をその側辺間隔Ｗがｂ−２ｄとなる位置に移動し、砥石４も新たな加工幅ｂに対応する位置に移動する（図７(b)）。この旋回及び移動が終了した後、基台１と砥石４とを相対移動（復帰移動）することにより、側辺研削砥石２８でワークの他方の側辺５ａを加工する（図７(c)）。

この種の側辺加工装置では、ワーク５をテーブル８に固定する手段として負圧による吸着構造が採用されている。すなわち、テーブル面上に負圧源に連通した多数の吸着孔を設けておき、この吸着孔に負圧を作用させてワーク５をテーブル８上に吸着して保持する。側辺板１０からのワーク５の開放は、この吸着孔に作用している負圧を開放することによって行われる。このとき、吸着孔からワークに向けて空気を噴出するようにすれば、ワーク５は側辺板１０の上面から浮上する。また、側辺板１０を中心板９に対して相対的に下降（側辺板１０を下降又は中心板９を上昇）すれば、ワーク５は側辺板１０の上面から離隔する。この浮上ないし離隔状態で中心板９を旋回してワーク５を回動すれば、回動時におけるワーク５の裏面と側辺板１０との摺接による傷付き等を防止できる。

この発明の側辺加工装置では、ワーク寸法が変更になったときは当然のこととして、同一寸法のワークを連続加工する場合にも、ワークの搬入搬出及びワークを９０度旋回させるたびに、両側の側辺板１０、１０の間隔Ｗを設定する必要がある。この設定は、幅決め装置６を所定量運転することで行うが、種々のワーク寸法に対する幅決め装置６の運転量をオペレータがその都度入力するのは面倒であると共に、誤操作の原因となる。

この問題は、側辺加工装置を制御する制御装置（図示せず）に加工するワーク５の縦横寸法ａ、ｂと加工する側辺のテーブル側辺１０ｂからの突出量ｄ、又は、加工しようとするワークの第１の対向側辺５ｂを加工するときのテーブル幅ａ−２ｄ及び第２の対向側辺５ａを加工するときのテーブル幅ｂ−２ｄを登録する登録手段を設け、ワークの搬入搬出時とワークの９０度旋回時とに、登録されたデータに基づいて幅決め装置６の運転量を制御してやればよい。

この発明の装置では、加工しようとするワーク５の側辺部を支持する側辺板１０を各加工時におけるワークの幅方向寸法ａ又はｂに合せて設定できるようにし、かつこの側辺板１０は旋回させないで、ワーク５を中心板９のみで旋回させるようにしたので、ワーク５の大小及び縦横比の変化のいずれにも対応してワーク５の側辺５ａ、５ｂを最適なテーブル８からの突出量ｄを確保した状態で側辺加工を行うことができる。

また、この発明の側辺加工装置では、側辺加工用に設けられている砥石４にワークの角の面取加工用のコーナー研削砥石２９を装着して、ワークの第１の側辺（先に加工される側辺）を加工する前後に、その側辺の前端と後端に位置する角の面取加工を同一機械上で、かつワーク５の相対移動方向の前後にワーク５から突出する側辺板１０に砥石４を干渉させないで、ワークの角（四隅）を面取加工することができる。このため、角の面取加工が必要なワークの加工がより効率よく行われ、かつ、角の面取加工時に側辺板１０と砥石４との干渉を避けるために、テーブル側辺１０ｂからのワーク側辺の突出量を大きくする必要がなくなり、側辺加工時におけるワークの割れや欠けの発生を防止できる。

また、この発明の装置では、寸法と縦横比の同じワークを連続的に加工するとき、加工する辺の方向が変わるたびに側辺板１０の側辺幅Ｗを変更する操作が必要であるが、この操作はワークの旋回中又は加工装置へのワークの搬入搬出中に行うことができるので、加工能率を低下させるおそれはない。かえって大きさや縦横比の異なるワークが混在していても、加工能率を低下させることなく柔軟に対応でき、各加工時における側辺板の幅Ｗも自動設定可能となるので、オペレータの作業負担も軽減できる。

以下、図１ないし図８を参照してこの発明の好ましい実施形態を説明する。図１ないし図４は、側辺加工装置のテーブル構造を示す図、図５は砥石の斜視図である。図において、１は基台、２は旋回装置、６は基台１上に設けられた幅決め装置、７は幅決め装置の移動台、８は中心板９と２枚の側辺板１０とからなるテーブル、１１は側辺板１０と移動台７との間に介装されている昇降装置である。

図の基台１は、下部に移動ガイド１２を備えたテーブル移動型のもので、想像線で示すガイド１３に沿って図の矢印Ａ方向に往復移動する。旋回装置２は、基台１の下部に駆動機構を備え、その旋回シャフト１４が基台１の中央上面に突出している。１５は旋回装置の駆動機構を覆っているカバーである。

幅決め装置６は、旋回シャフト１４を挟む基台１の上面両側に、そのガイド方向を基台１の送り方向矢印Ａと直行する幅方向にして装着されている。幅決め装置６は、直線ガイド１６とこれに平行な送りねじ１７やラックピニオンなどの送り機構と、この送り機構を駆動するサーボモータ１８とを備えており、図の前後２本の送りねじ１７は、１台のサーボモータ１８によりそれぞれの同期ベルト１９を介して同期駆動されている。送りねじ１７は、その長手中心２０の両側でねじ方向が逆になっており、各送りねじ１７の両側に螺合連結された移動台７Ｌと７Ｒとは、同期して近接又は離隔移動する。各送りねじ１７は、それぞれの直線ガイド１６の上方に位置して、中央部と両端部が軸支されており、移動台７は、この中央と端の軸支部の間で送りねじ１７に螺合連結されて直線ガイド１６に沿って移動する。

テーブルの中心板９は円板状で、旋回シャフト１４の上端に固定されている。側辺板１０は、内側中央に中心板９との干渉を避ける半円状の切欠１０ａを設けた短冊状で、幅決め装置の移動台７に基台１の送り方向前後に配置した一対の昇降装置１１を介して装着されている。中心板９及び側辺板１０の上面には、ワークを吸着するための多数の吸着孔が設けられているが、周知構造であるので図には示してない。側辺板１０の側辺１０ｂは、下方を斜めに削がれたエッジ状となっている。これはワークの側辺を加工するときの砥石４との干渉を避けるためである（図７参照）。

昇降装置１１は、各側辺板１０につき、基台１の送り方向前後に設けられており、各昇降装置は、側辺板１０の垂直方向の移動を案内するガイドロッド２１と昇降駆動用のシリンダ２２とを備えている。ガイドロッド２１は、移動台７の上面から上方に延びる逆Ｌ形のブラケット２３の上部と移動台上面との間に装架されており、シリンダ２２は、逆Ｌ形のブラケット２３の上部下面にシリンダのヘッドエンド側を固定して装着されている。すなわち、昇降シリンダ２２のロッド２４は、下方に向いて伸長する。この構造に対応して、側辺板１０の下面から下方に延びるＬ形ブラケットの下辺先端にガイドロッド２１に摺動自在に嵌合するガイドスリーブ２５が固定され、当該下辺部に昇降シリンダのロッド２４が連結されている。すなわち、シリンダロッド２４が伸長すると、側辺板１０が下降する（図３参照）。

２枚の側辺板１０をそれぞれ支持する各２個の昇降装置１１は、基台１の中心から逆方向にずらした位置に設けられて、テーブル８を側面から見たときに、互い違いになるように配置されている。これは移動台７と側辺板１０とを繋ぐ昇降装置１１の部分をできるだけ側辺板１０の内側に配置して、側辺板１０の下方に加工のための工具が入り込む空間２６（図７参照）を確保すると共に、２枚の側辺板１０相互を接近させたときのテーブル幅Ｗをできるだけ小さくして加工可能なワークの寸法範囲を大きくするためである。

図５は、テーブル８の幅方向両側に配置される砥石４の斜視図である。砥石４は、基台１の送り方向Ａと略平行な上下の回転軸３０ｕ、３０ｖに固定されて回転する上砥石４ｕと下砥石４ｖとを一組としたもので、上砥石４ｕ及び下砥石４ｖは、それぞれ軸方向に間隔を隔てて固定した円板状の複数枚（図の例では３枚）の側辺研削砥石２８を備え、上下の側辺研削砥石２８を互い違いに相互の間に入り込ませることにより、図７に示すように、ワーク（ガラス板）５の側辺５ａ、５ｂの上下の稜（エッジ）を同時に面取りする。なお、砥石４ｕ、４ｖの回転方向は、ガラス板５の面の上下から側辺側へと切り込む方向である。上下の砥石軸３０ｕ、３０ｖは、互いに平行でかつテーブル８の送り方向Ａに対して僅かに傾斜しており、この傾斜角によって側面研削砥石一枚ごとの切込量が設定されるようになっている。

側面研削砥石群のテーブル送り方向前方と後方には、コーナー研削砥石２９（２９ｆ、２９ｒ）が下砥石軸３０ｖの先端側と基端側に固定して装着されている。コーナー研削砥石２９は、側辺研削砥石２８より僅かに直径が小さく、かつその外周面は、反側辺研削砥石側が小径となる方向に傾斜した頂角４５度の円錐面３１となっている。

側辺加工装置の制御装置（図示せず）は、加工されるガラス基板の品種（品種番号や呼び寸法で特定される。）毎に、その長辺長さａ、短辺長さｂ、加工辺のテーブル側辺からの張出し量ｄ、ガラス板をテーブル上にローディングするときの中心板９の位相（原点方向からの旋回角）ＣＬ、加工基準を設定するためにガラス板に付されたアライメントマークをカメラで読み取るときの中心板の位相Ｃａ、及びガラス板をアンロードするときの中心板の位相Ｃｕの値が登録されている。そして、制御装置には、このデータテーブルに新しい品種のデータを登録する手段と、データテーブルに登録されたデータを用いて側辺板５ａ、５ｂの間隔Ｗを設定する手段を備えた制御プログラムが登録されている。

図６は、この制御プログラムの制御手順を示すフローチャートである。ステップ４０において、オペレータの手入力により、又は工場を管理している管理コンピュータから、ワークの品種が入力されると、ステップ４１においてその品種がデータテーブルに存在するか確認し、存在していれば登録されているデータをステップ４２で読み込んで、当該データに基づいてステップ４３で自動加工を行う。１枚のガラス板の加工が終了したら、ステップ４４で同一品種のワークがあるかどうかが判別され、あればステップ４３の加工を繰り返す。指定された枚数のガラス板の加工が終了したら、判別ステップ４４から最初のステップ４０に戻り、次に加工するワークの品種を取得する。

新たに入力された品種がデータテーブルに登録されていないときは、ステップ４１からステップ４５に移動し、データ入力用コンピュータのディスプレイにデータ入力画面を表示する。そこでオペレータは、当該品種のガラス板に対するデータを入力し、入力が完了すると、そのデータをデータテーブルに登録した後、ステップ４２に移動し、当該ステップで新たに登録されたデータが読み出され、ステップ４３の自動加工が行われる。

次に上記のようなテーブル装着構造を備えた側辺加工装置におけるワークの加工手順を図７及び８を参照して説明する。

まず、両側辺板１０によって規定されるテーブル幅Ｗを第１工程で加工するワークの幅ａに対してＷ＝ａ−２ｄとなるように側辺板１０の位置をＮＣ装置の指令に基づくサーボモータ１８の回転により設定し、ワーク５をテーブル８に載せて負圧で吸引して固定する。このとき砥石４もワーク幅ａに対応した位置へ移動し、更に下砥石軸３０ｖがワーク５の高さとなるように、砥石４を上昇させる。

この状態で後側コーナー研削砥石２９ｆの円錐周面３１をワーク５の角に対向させ、テーブル８のＡ方向移動により、当該角の面取を行う（図８(a)）。角の面取後、ワーク５が上下の砥石軸３０ｕ、３０ｖの中間の高さになるように砥石４を下降させる。

次に基台１を矢印Ａ方向に移動することにより、定位置で回転する両側の砥石４、４の間でワーク５を送って、幅寸法ａに対応する側の側辺５ｂの加工を行う（図７(a)）。側辺５ｂの加工が終了したら、ワーク５が下砥石軸３０ｖの高さとなるように砥石４を上昇し、後側コーナー研削砥石２９ｒの円錐周面３１をワーク５の角に対向させ、当該角の面取を行う（図８(b)）。角の面取が終了したら、ワーク５が上下の砥石軸３０ｕ、３０ｖの中間の高さになるように砥石４を下降させる。

次に、中心板９によるワークの吸着状態を保持したまま、側辺板１０の吸着を開放し、昇降装置１１で側辺板１０を下降してワーク５を側辺板１０から離隔させる。この状態で中心板９を旋回装置２で９０度旋回させると共に、側辺板１０を旋回後のワークの幅寸法ｂに合せた位置、すなわちテーブル幅がｂ−２ｄとなるようにサーボモータ１８を回転して、両側辺板１０を移動する（図７(b)）。その後、昇降装置１１で側辺板１０を元の高さに復帰する。このとき砥石４も第２工程時におけるワーク幅ｂに対応する位置に移動する。

この状態でワーク５を再び側辺板１０上に吸着して基台を逆方向に移動させて、第２工程時の側辺５ａを加工する（図７(c)）。加工が終了したら、中心板９及び側辺板１０の吸着を開放して加工済ワークを搬出し、次に加工されるワークを搬入する。このワークの搬出搬入の間に、側辺板１０及び砥石４を移動して、新たに搬入されるワークの幅に合せてテーブル幅Ｗと工具位置とを設定するとともに、中心板９をローディング時の位相に復帰させる。この動作を繰り返すことにより、ワーク５の四隅と四辺の加工を連続的に行ってゆく。

この発明の側辺加工装置におけるテーブル装着構造の一例を側辺板を狭めた状態で示す斜視図 側辺板を広げた状態で示す図１と同様な図 図１、２のテーブル装着構造の側面図 側辺板を広げた状態で示すテーブルの平面図 砥石の斜視図 ワーク寸法の登録と自動加工手順を示すフローチャート ワークの辺の加工方法を示す説明図 ワークの角の加工方法を示す説明図 従来の加工方法の例を示す説明図

符号の説明

１ 基台
２ 旋回装置
４ 面取り砥石
５ ワーク
６ 幅決め装置
８ テーブル
９ 中心板
10 側辺板
10b 側辺
11 昇降装置
28 側辺研削砥石
29 コーナー研削砥石
30 同一砥石軸
a,b ワークの縦横寸法
ｄ ワーク張出量
a-2d,b-2d テーブル幅

Claims (2)

1. 旋回装置(2)を備えた基台(1)と、テーブル(8)と、このテーブルの両側に配置された砥石(4)とを備え、前記テーブルを前記砥石に対して相対移動させることにより、前記テーブルに固定されたワーク(5)の両側辺を加工する側辺加工装置において、
   前記テーブルは、前記旋回装置で支持された中心板(9)と、前記砥石のそれぞれの側に分割された一対の側辺板(10)とを備え、この一対の側辺板を前記中心板を挟んで同期近接離隔させる幅決め装置(6)を備え、前記砥石は、ワークの側辺を研削する側辺研削砥石(28)と、この側辺研削砥石の前記相対移動させる方向の前後に配置されたコーナー研削砥石(29)とを、同一砥石軸(30)に固定して備えていることを特徴とする、側辺加工装置。
2. 制御装置を備えた側辺加工装置において、当該制御装置は、加工しようとするワーク(5)の縦横寸法(a,b)及びテーブル側辺(10b)からのワーク張出量(d)、又は、加工しようとするワーク(5)の縦横寸法に対応するテーブル幅(a-2d,b-2d)の登録手段を備え、当該制御装置が、ワーク(5)の第１の対向辺を加工する工程と第２の対向辺を加工する工程との間における前記幅決め装置の動作量を自動制御する、請求項１記載の側辺加工装置。

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