JP2963833B2 - ガラス切断装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明はガラス切断装置に関す
る。

【０００２】

【従来の技術】従来、回転式のカッタをガラスに押し当
てつつ平行移動させてガラスに切断線を刻線するガラス
切断装置が知られている。このガラス切断装置では、カ
ッタをガラスに向けて押圧する力の強さはほぼ固定され
ていた。

【０００３】

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところが、従来のガラ
ス切断装置ではカッタをガラスに向けて押圧する力の強
さがほぼ固定されていたので、カッタの移動速度が遅い
切断線の始点部および終点部ではカッタによる刻線の深
さが相対的に浅くなっていた。このため、従来のガラス
切断装置では、特に切断線の端部において良好な形状の
切断面を得ることができなかった。 発明者は、ガラス切
断装置による切断面の形状を良好にするために研究して
いたが、人手による切断（普通、切断線の始点部でカッ
タの押圧力を強くして刻線し、中間部分では押圧力をや
や弱めて刻線していた）では切断面が良好であったこと
に想い到り、その解析に基づいて本発明を完成するに至
った。

【０００５】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
の手段として、本発明のガラス切断装置は、ガラスに切
断線を刻線するカッタと該カッタを前記ガラスの面に沿
って移動する移動機構とを備えるガラス切断装置におい
て、ｚ軸制御用モータによって昇降される昇降盤と、該
昇降盤に連動して昇降するリリーフレス型のエアシリン
ダと、該エアシリンダのピストンロッドに連結された前
記カッタと、ｚ軸制御用モータを制御して、前記切断線
の始点部および終点部の少なくとも一方においては前記
切断線の前記始点部と終点部との中間部におけるよりも
前記昇降盤を下降させることにより、前記始点部および
終点部の少なくとも一方においては前記中間部における
よりも前記カッタを前記ガラスに向けて押圧する押圧力
を強くする押圧力制御手段とを設けたことを特徴とす
る。

【０００６】

【作用】上記構成のガラス切断装置においては、ｚ軸制
御用モータによって昇降盤が昇降され、リリーフレス型
のエアシリンダも昇降盤に連動して昇降する。カッタは
エアシリンダのピストンロッドに連結されているので、
エアシリンダの昇降に応じて、カッタをガラスに向けて
押圧する押圧力が変化する。押圧力制御手段は、ｚ軸制
御用モータを制御して、切断線の始点部および終点部の
少なくとも一方においては切断線の始点部と終点部との
中間部におけるよりも昇降盤を下降させることにより、
始点部および終点部の少なくとも一方においては中間部
におけるよりもカッタをガラスに向けて押圧する押圧力
を強くする。このため、始点部や終点部でカッタによる
刻線の深さが相対的に浅くなることを防止でき、切断面
の形状を良好とできる。

【０００７】

【実施例】次に、本発明の実施例を説明する。図１に示
すように、本実施例のガラス切断装置１０は、切断され
るガラス１２をほぼ水平に載置するためのベッド１４、
ベッド１４上をｙ軸に沿って往復移動する枠体１６、枠
体１６に装着されてｘ軸（紙面に対して垂直方向）に往
復移動するトラベラ１８、ｚ軸に沿って昇降可能にトラ
ベラ１８に装着された昇降盤２０を備えている。昇降盤
２０にはトラベラ１８に装着されているｚ軸制御用モー
タ２２によって昇降駆動されるロッド２４が連結されて
おり、ｚ軸制御用モータ２２を正逆回転および停止する
ことによって昇降盤２０を上昇、下降および所望の位置
に停止させることができる。昇降盤２０には図示省略す
るサポートを介してリリーフレス型のエアシリンダ２６
が固定されている。

【０００８】図２に示すように、このリリーフレス型の
エアシリンダ２６は、例えばピストン２６ａをヘッド室
２６ｂ側に相対移動させてヘッド室２６ｂの容積をＶ１
からＶ２に減少させても（図２（ａ）→図２（ｂ））ヘ
ッド室２６ｂの空気は排出されず（リリーフレス）、ヘ
ッド室２６ｂの圧力はピストン２６ａの相対移動量に応
じてＰ１からＰ２に上昇する構造であり、ピストン２６
ａには、このようにして上昇した圧力Ｐ２に応じた力が
作用することになる。

【０００９】図１に示すように、エアシリンダ２６のピ
ストンロッド２８の軸心はｚ軸方向に沿っており、その
先端にはカッタ軸３０が連結されている。カッタ軸３０
は昇降盤２０を貫通しており、昇降盤２０に対してｚ軸
方向に相対変位可能である。カッタ軸３０の先端には超
硬合金製の回転式カッタ３２が装着されており、カッタ
３２はこれを軸支するピン３４を軸として回転自在であ
る。このような構成から、図２に示すようにカッタ３２
をガラス１２に接触させてカッタ３２のｚ軸方向下向き
の移動を規制した状態で昇降盤２０をｚ軸に沿って昇降
させると、エアシリンダ２６のピストン２６ａを相対変
位させることができ、この際のエアシリンダ２６内の圧
力変化（Ｐ１→Ｐ２あるいはＰ２→Ｐ１）に応じてピス
トンロッド２８に作用する力をカッタ３２に及ぼすこと
ができる。すなわち、昇降盤２０をｚ軸に沿って昇降さ
せることによって、カッタ３２をガラス１２に向けて押
圧する力を変化させることができる。

【００１０】さらに図１に示すように、昇降盤２０には
カッタ軸３０を軸廻りに回転駆動する回転用モータ３６
が設置されている。なお図示を省略しているが、４つの
回転輪を有するカッタガイドが、カッタ軸３０を取り囲
むようにして昇降盤２０に装着されている。

【００１１】ガラス切断装置１０には、ＣＰＵ、ＲＡ
Ｍ、ＲＯＭ、Ａ／Ｄコンバータ等を有する周知のマイク
ロコンピュータを内蔵し、予め記憶されているプログラ
ムおよび入力パネル（図示略）を介して入力される指示
に従って各種の処理を実行可能で、ＮＣ制御装置として
知られる制御ユニット４０が備えられている。この制御
ユニット４０には、枠体１６を水平移動させるためのｙ
軸モータ（図示略）を稼動および停止させるｙ軸駆動回
路４２、トラベラ１８を水平移動させるためのｘ軸モー
タ（図示略）を稼動および停止させるｘ軸駆動回路４
４、ｚ軸制御用モータ２２を稼動および停止させるｚ軸
駆動回路４６、回転用モータ３６を稼動および停止させ
る回転軸駆動回路４８が接続されており、制御ユニット
４０はこれらの駆動回路４２〜４８の作動を制御可能で
ある。したがって、制御ユニット４０によって駆動回路
４２〜４８を制御することによって、カッタ３２のｘ
軸、ｙ軸およびｚ軸方向の位置の制御が可能である。ま
た昇降盤２０の昇降を制御することによって、上述のよ
うにカッタ３２をガラス１２に向けて押圧する力を制御
可能である。

【００１２】次に、上記のガラス切断装置１０によって
ガラス１２を切断する場合について説明する。まず切断
作業に先だって制御ユニット４０に作業データを入力す
る。図３に示すように、制御ユニット４０に、操作パネ
ルを介して各種の作業データを入力する（ステップ１０
００）。ここで入力される作業データとしては、ガラス
１２の母材寸法、切断形状（例えば長方形、正方形、円
形、楕円形等）、切断寸法、カッタ３２の外径寸法、切
断条件等に関するデータである。切断条件とは、例えば
図４に示される切断線Ｌの始点部１２ｓおよび終点部１
２ｅの長さＬＳ、ＬＥと刻線深さＤＳ、ＤＥ、中間部１
２ｍの刻線深さＤＭ等である。１枚のガラス１２を母材
とする切断作業に必要な作業データが入力されると、制
御ユニット４０はこれを記憶して入力モードを終了す
る。

【００１３】制御ユニット４０は、入力モードを終了す
ると図５に示される実行モードを開始する。この実行モ
ードでは、制御ユニット４０は、上記入力された作業デ
ータを読み取って該データに応じた切断作業を実施すべ
く駆動回路４２〜４８を制御する他、プログラムに従っ
た処理を行う。

【００１４】図５に従って、制御ユニット４０が実行す
る各ステップについて説明する。制御ユニットは、オペ
レータによって切断開始スイッチ（図示略）が入れられ
たか否かを判定する（ステップ２１００）。切断開始ス
イッチがオンされたと判断すれば、次のステップ２２０
０へ移行する。ステップ２２００では、制御ユニット４
０は、駆動回路４２〜４８を介してｙ軸モータ、ｘ軸モ
ータ、ｚ軸制御用モータおよび回転用モータ３６を稼動
させて、カッタ３２を図４に示される切断線Ｌの始点Ｓ
上の高さＨ0に位置させ、カッタ３２の回転面の向きを
切断線Ｌに沿わせる。このときのカッタ３２の高さＨ0
を２〜３ｍｍ程度に設定しておくと、次のステップでカ
ッタ３２をガラス１２に当接させる際にガラス１２に与
える衝撃をきわめて小さくできるので、この衝撃による
ガラス１２の破損が防止できる。特に、比較的板厚の薄
いガラス板（例えば板厚２ｍｍ程度以下）の切断におい
てはきわめて有効である。なお、切断線Ｌが始点Ｓ付近
で曲線となっている場合には、カッタ３２の回転は始点
Ｓにおける曲線の接線に沿ったものとされる。

【００１５】次に、制御ユニット４０はｚ軸制御用モー
タ２２を稼動させて、昇降盤２０を図６に示される高さ
ＨＳとなるまで下降させる（ステップ２３００）。この
高さＨＳは、エアシリンダ２６のヘッド室２６ｂの圧力
を上昇させて、作業データとして入力された始点部１２
ｓの刻線深さＤＳに応じた押圧力ＦSをピストンロッド
２８、カッタ軸３０を介してカッタ３２に作用させ得る
だけのピストン２６ａの変位に対応している。なお、押
圧力ＦSは、制御ユニット４０に記憶されている押圧力
テーブルにおいて刻線深さＤＳに対応する値が算出され
る。

【００１６】続いて、制御ユニット４０は、カッタ３２
を切断線Ｌに沿った水平方向に移動させるべく、ｙ軸モ
ータ、ｘ軸モータおよび回転用モータ３６を稼動させる
（ステップ２４００）。この際、例えば切断線Ｌがｙ軸
に沿っていればｙ軸モータのみが稼動させられることに
なり、必ずしもｙ軸モータ、ｘ軸モータおよび回転用モ
ータ３６が一斉に稼動させられるものではない。

【００１７】次のステップ２５００では、このカッタ３
２の移動量が上記で設定された始点部１２ｓの長さＬＳ
に達したか否かが判定される。カッタ３２の移動量がＬ
Ｓに達したことが判定されるまで、ステップ２５００は
所定の時間間隔で繰り返される。

【００１８】ステップ２５００でカッタ３２の移動量が
ＬＳに達したことが判定されると、制御ユニット４０
は、上述のカッタ３２の移動を継続したままで、ｚ軸制
御用モータ２２を稼動させて昇降盤２０を図６に示され
る高さＨＭに上昇させる（ステップ２６００）。この高
さＨＭは、エアシリンダ２６のヘッド室２６ｂの圧力を
やや低下させて、作業データから算出される押圧力ＦM
をカッタ３２に作用させ得るだけのピストン２６ａの変
位に対応している。当然のことながら、押圧力ＦMは押
圧力ＦSよりも小さい。なお、押圧力ＦMは、上述の押圧
力ＦSと同様に制御ユニット４０に記憶されている押圧
力テーブルから算出される。

【００１９】次のステップ２７００では、カッタ３２が
上記で設定された終点部１２ｅに達したか否かが判定さ
れる。カッタ３２が終点部１２ｅに達したことが判定さ
れるまで、ステップ２７００は所定の時間間隔で繰り返
される。ステップ２７００でカッタ３２が終点部１２ｅ
に達したことが判定されると、制御ユニット４０は、上
述のカッタ３２の移動を継続したままで、ｚ軸制御用モ
ータ２２を稼動させて昇降盤２０を図６に示される高さ
ＨＥに下降させる（ステップ２８００）。この高さＨＥ
は、エアシリンダ２６のヘッド室２６ｂの圧力をやや上
昇させて、作業データから算出される押圧力ＦEをカッ
タ３２に作用させ得るだけのピストン２６ａの変位に対
応している。当然のことながら、押圧力ＦEは押圧力ＦM
よりも大きい。なお、押圧力ＦEは、上述の押圧力ＦSと
同様に制御ユニット４０に記憶されている押圧力テーブ
ルから算出される。

【００２０】次のステップ２９００では、カッタ３２が
上記で設定された切断線Ｌに相当する距離を移動して終
点に達したか否かが判定される。カッタ３２が終点に達
したことが判定されるまで、ステップ２９００は所定の
時間間隔で繰り返される。ステップ２９００でカッタ３
２が終点に達したことが判定されると、制御ユニット４
０は、カッタ３２の移動を停止させると共にｚ軸制御用
モータ２２を稼動させてカッタ３２の高さがＨ0となる
まで昇降盤２０を上昇させる（ステップ３０００）。

【００２１】さらに、制御ユニット４０は、次の切断線
Ｌが設定されているかを判定する（ステップ３１０
０）。ここで、次の切断線Ｌとは、例えばガラス１２を
長方形に切断する場合等のように、複数の切断線Ｌを必
要とする切断作業における、第２番目以降の切断線Ｌの
ことである。制御ユニット４０は、次の切断線Ｌがある
と判断すればステップ２２００に回帰して上述の制御を
繰り返し、次の切断線Ｌがないと判断すれば切断モード
を終了する。

【００２２】図６に示すように、この切断作業において
昇降盤２０は、始点部１２ｓでは高さＨＳ、中間部１２
ｍでは高さＨＭ（ＨＭ＞ＨＳ）、終点部１２ｅでは高さ
ＨＥ（ＨＥ＞ＨＭ）と昇降させられる。この結果、カッ
タ３２は、始点部１２ｓでは押圧力ＦS、中間部１２ｍ
では押圧力ＦM（ＦS＞ＦM）、終点部１２ｅでは押圧力
ＦE（ＦE＞ＦM）で、ガラス１２に向かって押圧され
る。

【００２３】したがって、図４に示すように、切断線Ｌ
は、始点部１２ｓおよび終点部１２ｅでは深く刻線され
（ＤＳ、ＤＥ）、中間部１２ｍではこれらよりも浅く刻
線される（ＤＭ）ので、このガラス切断装置１０で切断
したガラス１２は切断面の形状が良好となる。

【００２４】また、一般にガラス１２の表面は微妙に凹
凸変化しているが、本実施例のガラス切断装置１０で
は、カッタ３２を保持するリリーフレス型のエアシリン
ダ２６がガラス１２の凹凸変化によるカッタ３２の微妙
な上下動に伴う衝撃を吸収するので、このような上下動
に伴ってカッタ３２がガラス１２を過剰に押圧してガラ
ス１２を破損することは防止される。

【００２５】以上、実施例について説明したが、本発明
はこのような実施例に限定されるものではなく、本発明
の要旨を逸脱しない範囲で様々に実施できる。例えば、
上記実施例では切断線の始点部および終点部においてカ
ッタの押圧力を強めているが、ガラスを円形に切断する
場合のように始点と終点が一致するときには終点部にお
ける押圧力を強める必要はない。

【００２６】また、始点部および終点部の長さ、そこに
おけるカッタ押圧力の強さ等は、ガラスの板厚や材質等
に応じて適宜に設定されればよいが、予め実験等によっ
て適正な数値を求めておくとよい。さらに、始点部付近
では切断線を刻線するカッタの移動速度が徐々に上昇す
ることになるので、カッタの移動速度が設定値になった
ときに昇降盤を上昇させて押圧力を弱める構成とするこ
ともできる。このようにすれば、作業データ入力に際し
て始点部長さを設定する必要はない。なお、制御ユニッ
トとしては周知のＮＣ制御装置を使用できる。

【００２７】

【発明の効果】以上説明したように、本発明のガラス切
断装置でガラスを切断すれば、その切断面の形状は良好
となる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 実施例のガラス切断装置の構成の説明図であ
る。

【図２】 実施例のガラス切断装置に装着されているエ
アシリンダの作動の説明図であり、図２（ａ）はヘッド
室の圧力が相対的に低い状態を例示する模式図であり、
図２（ｂ）はヘッド室の圧力が相対的に高い状態を例示
する模式図である。

【図３】 実施例のガラス切断装置の制御ユニットにお
ける入力モードのフローチャートである。

【図４】 実施例のガラス切断装置による切断線の刻線
深さの説明図である。

【図５】 実施例のガラス切断装置の制御ユニットにお
ける切断モードのフローチャートである。

【図６】 実施例のガラス切断装置による切断作業に際
しての昇降盤の昇降とカッタの押圧力との関係の説明図
である。

【符号の説明】

１０・・・ガラス切断装置、１２・・・ガラス、 １２ｅ・・・終点部、１２ｍ・・・中間部、１２ｓ・・
・始点部、 １６・・・枠体（移動機構）、１８・・・トラベラ（移
動機構）、２０・・・昇降盤、２２・・・ｚ軸制御用モータ、２４
・・・ロッド、 ２６・・・エアシリンダ、２８・・・ピストンロッド、 ３２・・・カッタ、４０・・・制御ユニット（押圧力制
御手段）。

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 ガラスに切断線を刻線するカッタと該カ
   ッタを前記ガラスの面に沿って移動する移動機構とを備
   えるガラス切断装置において、ｚ軸制御用モータによって昇降される昇降盤と、 該昇降盤に連動して昇降するリリーフレス型のエアシリ
   ンダと、 該エアシリンダのピストンロッドに連結された前記カッ
   タと、 ｚ軸制御用モータを制御して、前記切断線の始点部およ
   び終点部の少なくとも一方においては前記切断線の前記
   始点部と終点部との中間部におけるよりも前記昇降盤を
   下降させることにより、前記始点部および終点部の少な
   くとも一方においては前記中間部におけるよりも前記カ
   ッタを前記ガラスに向けて押圧する押圧力を強くする押
   圧力制御手段と を設けたことを特徴とするガラス切断装
   置。