JP2020183038A - スクライブ装置、及び、制御方法 - Google Patents
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Abstract
Description
固定刃の移動と向きの両方を制御する場合、スクライブ装置(特に、固定刃)の制御のために必要な計算量が多くなり、高速なスクライブ装置の制御ができなくなる可能性がある。その結果、基板に対して適切にスクライブラインを形成できない可能性がある。
本発明の一見地に係るスクライブ装置は、カッター部材と、第1移動機構と、第2移動機構と、第3移動機構と、回動機構と、第1制御装置と、第2制御装置と、を備える。カッター部材は、加工対象である基板にスクライブラインを形成する。第1移動機構は、基板を第1方向に移動させる。第2移動機構は、カッター部材を第2方向に移動させる。第2方向は、第1方向とは垂直な方向である。第3移動機構は、カッター部材を第3方向に移動させる。第3方向は、第1方向及び第2方向に垂直な方向である。回動機構は、カッター部材を第3方向に延びる軸回りに回動させる。
第1制御装置は、カッター部材による予定加工軌跡を算出し、加工軌跡に基づいて第1移動機構を制御する。第2制御装置は、予定加工軌跡に基づいて、第2移動機構、第3移動機構、及び回動機構を制御する。
これにより、カッター部材の実際の位置及び回動角を、より高速に算出できる。
これにより、第1制御装置及び第2制御装置は、自身が制御する機構の制御量をより高速に算出できる。
◎第1制御装置がカッター部材による予定加工軌跡を算出するステップ。
◎第1制御装置が予定加工軌跡に基づいて第1移動機構を制御するステップ。
◎第2制御装置が予定加工軌跡に基づいて、第2移動機構、第3移動機構、及び回動機構を制御するステップ。
(1)スクライブ装置
以下、図1を用いて、第1実施形態に係るスクライブ装置100を説明する。図1は、第1実施形態に係るスクライブ装置を示す斜視図である。スクライブ装置100は、ガラス基板などの基板に対して、ダイヤモンドポイントなどの固定刃によりスクライブラインを形成する装置である。スクライブ装置100は、テーブル1と、ヘッド部3と、を主に備える。
テーブル1は、スクライブラインを形成する加工対象の基板を載置する部材である。テーブル1は、第1移動機構11によりY方向(図1)(第1方向の一例)に移動可能となっている。第1移動機構11は、例えば、Y方向に延びるリニアモータである。なお、第1移動機構11は、土台2上に設けられる。
以下、図2を用いて、上記のヘッド部3をより具体的に説明する。図2は、ヘッド部の詳細構成を示す図である。ヘッド部3は、本体31と、第3移動機構33と、回動機構35と、カッター部材37と、を有する。
本体31は、ヘッド部3の本体を形成する筐体である。第3移動機構33は、本体31の幅方向(X方向)に並んで配置され、Z方向に延びるリニアモータである。第3移動機構33には固定部材34が固定されている。つまり、固定部材34は第3移動機構33によりZ方向(第3方向の一例)に移動可能となっている。
上記の構成により、カップリング部36は、回動機構35と保持部材37aの従動軸とを強固に連結できる。すなわち、本実施形態のカップリング部36は、上記の駆動軸と従動軸とを「あそび」のない状態で連結している。これにより、回動機構35の駆動軸の回転を、損失や遅れなく保持部材37aに伝達できる。
固定刃37bは、加工対象の基板(テーブル1上の基板)に、スクライブラインを形成するための刃である。固定刃37bは、例えば、先端にダイヤモンドポイントを有する部材である。
次に、図3を用いて、第1実施形態に係るスクライブ装置100の制御構成を説明する。図3は、スクライブ装置の制御構成を示す図である。スクライブ装置100の制御構成は、第1制御装置6と、第2制御装置7と、スイッチングハブ8と、を有する。
第1制御装置6は、CPU、記憶装置(RAM、ROMなど)、各種の入出力インターフェース、などを有するコンピュータシステムである。第1制御装置6は、例えば、PLCと、モータコントローラと、を含むシステムである。第1制御装置6は、第1移動機構11に接続されている。すなわち、第1制御装置6は、第1移動機構11を制御することで、テーブル1(基板)のY方向の移動を制御できる。
図3に示すように、スイッチングハブ8には、上位コンピュータ9が接続されている。上位コンピュータ9は、CPU、記憶装置(RAM、ROM、SSD、ハードディスクなど)、各種インターフェース、などを有するコンピュータシステムであり、スクライブ装置100についての各種設定、加工対象の基板に形成予定のスクライブライン形状の設定、などを実行する。上位コンピュータ9は、例えば、ユーザにより操作されるパーソナル子ピュータである。
その一方、第2制御装置7は、第2移動機構5、第3移動機構33、及び回動機構35の制御に関する簡単な演算のみを実行する。なぜなら、第2移動機構5、第3移動機構33、及び回動機構35は高速な制御が必要であり、第2制御装置7は、これらの制御に計算負荷を使用する必要があるからである。
(4−1)全体動作
以下、図4を用いて、本実施形態に係るスクライブ装置100の動作を説明する。図4は、スクライブ装置の全体動作を示すフローチャートである。以下に説明するスクライブ装置100の動作は、第1制御装置6及び第2制御装置7の記憶装置に記憶されたプログラムにより実現される。
基板にスクライブラインを形成するために、まず、ステップS1において、テーブル1に加工対象の基板を固定する。テーブル1における基板の固定は、例えば、吸引固定により実現できる。
さらに、ステップS3において、第1制御装置6及び第2制御装置7は、カッター部材37を、基板の原点位置に移動させる。加工対象の基板が基板毎にサイズが異なるなどの理由により、テーブル1における基板の固定位置(つまり、テーブル1における基板の原点位置)は一定ではない。従って、本実施形態では、第1制御装置6及び第2制御装置7は、センサ(図示せず)による基板の検出有無により基板の原点位置を決定する。また、第1制御装置6及び第2制御装置7は、ステップS2におけるカッター部材37の原点位置と、ステップS3において決定した基板の原点位置のずれ量を、記憶しておく。
一方、第2制御装置7は、第2移動機構5によるヘッド部3のX方向の移動、第3移動機構33によるカッター部材37のZ方向(高さ方向)の移動、及び、回動機構35によるカッター部材37の回動を制御する。ステップS4における第1制御装置6及び第2制御装置7の動作は、後ほど詳しく説明する。
以下、図5を用いて、上記のステップS4にて実行されるスクライブライン形成時の第1制御装置6及び第2制御装置7の制御を執行する。図5は、スクライブ装置におけるスクライブ形成動作を示すフローチャートである。
例えば上位コンピュータ9などから基板へ形成するスクライブラインを表すデータを受信すると、第1制御装置6は、ステップS11において、受信データから予定加工軌跡を算出する。具体的には、第1制御装置6は、受信データから、仮想座標上におけるカッター部材37(固定刃37b)の位置(X’,Y’)と回動角θ’とを算出する。仮想座標は、実空間のY方向に対応する第1仮想軸(Y’軸と呼ぶ)と、実空間のX方向に対応する第2仮想軸(X’軸と呼ぶ)と、により定義される平面座標である。なお、仮想座標では、実空間のZ方向(高さ方向)に対応する第3仮想軸(Z’軸)が定義されてもよい。
これにより、第1制御装置6は、任意形状のスクライブラインをより忠実に再現できる予定加工軌跡を算出できる。特に、制御周期毎の移動量を小さくして曲線をより多くの頂点を有する多角形で表現することで、曲線形状のスクライブラインをより忠実に再現できる。
ステップS12における追従動作開始指示の出力時に、第1制御装置6は、第2制御装置7に他の設定条件等を送信する。
まず、仮想座標上のカッター部材37の位置(X’,Y’)及び回動角θ’が、実空間のカッター部材37の位置(X,Y)及び回動角θに変換される。
第1制御装置6は、ステップS132において、テーブル1に載置された基板に対するカッター部材37のY方向の位置がY’+ΔYとなる制御量を、第1移動機構11に出力する。
上記のステップS13(ステップS131〜S135)は、予定加工軌跡として算出された全ての位置(X’,Y’)及び回動角θ’に対して繰り返し実行される。
特に高速かつ高精度の制御が必要となる回動機構35、第2移動機構5、第3移動機構33と、を第2制御装置7に制御させることにより、制御遅れ等の不適切な制御を発生させることなく、カッター部材37の位置(X,Y)及び回動角θを制御できる。その結果、任意形状のスクライブラインを基板に適切に形成できる。
このように、カッター部材37の位置及び回動角を仮想座標上の位置及び回動角として算出することで、第1制御装置6及び第2制御装置7は、自身が制御する機構の制御量を加算などの単純な演算により算出できる。その結果、第1制御装置6及び第2制御装置7は、カッター部材37の位置及び回動角をより高速に制御できる。
上記第1実施形態は、下記の構成及び機能を共通に有している。
スクライブ装置(例えば、スクライブ装置100)は、カッター部材(例えば、カッター部材37)と、第1移動機構(例えば、第1移動機構11)と、第2移動機構(例えば、第2移動機構5)と、第3移動機構(例えば、第3移動機構33)と、回動機構(例えば、回動機構35)と、第1制御装置(例えば、第1制御装置6)と、第2制御装置(例えば、第2制御装置7)と、を備える。
カッター部材は、加工対象である基板にスクライブラインを形成する。第1移動機構は、基板を第1方向(例えば、Y方向)に移動させる。第2移動機構は、カッター部材を第2方向(例えば、X方向)に移動させる。第3移動機構は、カッター部材を第3方向(例えば、Z方向)に移動させる。回動機構は、カッター部材を第3方向に延びる軸(例えば、Z軸)回りに回動させる。
第1制御装置は、カッター部材による予定加工軌跡を算出し、予定加工軌跡に基づいて第1移動機構を制御する。第2制御装置は、予定加工軌跡に基づいて、第2移動機構、第3移動機構、及び回動機構を制御する。
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。特に、本明細書に書かれた複数の実施形態及び変形例は必要に応じて任意に組み合せ可能である。
上記の図4及び図5のフローチャートで示した制御動作は、発明の要旨を逸脱しない限り、各ステップの処理内容、各ステップの実行順を適宜変更できる。
1 テーブル
11 第1移動機構
2 土台
3 ヘッド部
31 本体
33 第3移動機構
34 固定部材
35 回動機構
36 カップリング部
37 カッター部材
37a 保持部材
37b 固定刃
4 架橋部材
5 第2移動機構
6 第1制御装置
7 第2制御装置
8 スイッチングハブ
9 上位コンピュータ
O、O’ 原点
θ、θ’ 回動角
21 第4移動機構
Claims (4)
- 加工対象である基板にスクライブラインを形成するカッター部材と、
前記基板を第1方向に移動させる第1移動機構と、
前記カッター部材を前記第1方向とは垂直な第2方向に移動させる第2移動機構と、
前記カッター部材を前記第1方向及び前記第2方向とは垂直な第3方向に移動させる第3移動機構と、
前記カッター部材を前記第3方向に延びる軸回りに回動させる回動機構と、
前記カッター部材による予定加工軌跡を算出し、前記予定加工軌跡に基づいて前記第1移動機構を制御する第1制御装置と、
前記予定加工軌跡に基づいて、前記第2移動機構、前記第3移動機構、及び前記回動機構を制御する第2制御装置と、
を備える、スクライブ装置。 - 前記第1制御装置は、前記予定加工軌跡を、前記第1方向に対応する第1仮想軸と、第2方向に対応する第2仮想軸と、を少なくとも有する仮想座標における前記カッター部材の位置及び回動角として算出する、請求項1に記載のスクライブ装置。
- 前記第1制御装置は、前記第1仮想軸の座標値に前記仮想座標の原点と前記基板の原点との前記第1方向におけるずれ量を加算して、前記第1方向における前記カッター部材の実際の位置を算出し、
前記第2制御装置は、前記第2仮想軸の座標値に前記仮想座標の原点と前記基板の原点との前記第2方向におけるずれ量を加算して、前記第2方向における前記カッター部材の実際の位置を算出し、前記仮想座標における前記カッター部材の回動角を実際の回動角とする、請求項2に記載のスクライブ装置。 - 加工対象である基板にスクライブラインを形成するカッター部材と、前記基板を第1方向に移動させる第1移動機構と、前記カッター部材を前記第1方向とは垂直な第2方向に移動させる第2移動機構と、前記カッター部材を前記第1方向及び前記第2方向とは垂直な第3方向に移動させる第3移動機構と、前記カッター部材を前記第3方向に延びる軸回りに回動させる回動機構と、第1制御装置と、第2制御装置と、を備えるスクライブ装置の制御方法であって、
前記第1制御装置が前記カッター部材による予定加工軌跡を算出するステップと、
前記第1制御装置が前記予定加工軌跡に基づいて前記第1移動機構を制御するステップと、
前記第2制御装置が 前記予定加工軌跡に基づいて、前記第2移動機構、前記第3移動機構、及び前記回動機構を制御するステップと、
を備える、制御方法。
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