JP5718336B2 - 精密エッジ仕上げのための装置及び方法 - Google Patents

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Description

関連出願の説明
本出願は２００９年８月２７日に出願された米国仮特許出願第６１/２３７４６８号の優先権の恩典を主張する。
本発明は全般的には仕上げ前材料のエッジを仕上げるための方法に関する。特に、本発明は、仕上げ前材料に対する研削ホイールのような仕上デバイスの位置を調節する工程を含む、ガラスシートのようなガラス材料を仕上げるための方法に関する。本発明は、例えば、ＬＣＤ基板に適するガラスシートのエッジの精密仕上げに有用である。
ガラスシートのような、仕上げ前シート材料の形成は様々な用途に望ましい。初期形成後、仕上げ前材料は、所望の周縁形状及びエッジ特性を有する最終製品を得るため、機械加工される必要があることが多い。好ましい特性を有するエッジを提供しながら一貫した機械加工を提供するため、仕上げ前材料のエッジを機械加工するための加工機を調節するための方法の提供が必要とされている。
本発明の課題は、シート材料の形成において、好ましい特性を有するエッジを提供しながら一貫した機械加工を提供するため、仕上げ前シート材料のエッジを機械加工するための加工機の調節方法を提供することにある。
以下に、詳細な説明において説明されるいくつかの態様例の基本的理解を提供するため、本開示の簡潔な要約を提示する。
本発明のいくつかの態様が本明細書に開示される、それぞれの態様が相互に重複することもあれば重複しないこともあることは当然である。したがって、１つの態様の一部が別の態様の範囲内に入ることがあり得るし、逆もあり得る。
それぞれの態様は多くの実施形態で説明され、そのような実施形態には１つ以上の特定の実施形態が含まれ得る。実施形態が相互に重複することもあれば重複しないこともあることは当然である。一実施形態の一部、またはその特定の実施形態が別の実施形態、またはその特定の実施形態の範囲内に入ることもあれば入らないこともあり得るし、逆もあり得る。
本開示の第１の態様は、仕上げ前材料のエッジを仕上げる、
仕上げ前材料の一部分に除去可能な感知層を施す工程、
仕上げ前材料のエッジを機械加工領域内に置く工程、
除去可能な感知層の位置を検知するために少なくとも１つのセンサを用いる工程、及び
検知された位置に基づいて加工機と仕上げ前材料のエッジの間の相対位置を調節する工程、
を含む方法である。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、仕上げ前材料はガラスシートを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、仕上げ前材料は、最大でも７００μｍ、最大でも５００μｍ、最大でも３００μｍ、最大でも１００μｍ、さらには最大でも１０μｍのような、最大でも１０００μｍの厚さを有する、ガラスシートを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、除去可能な感知層は強磁性材料を含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、強磁性材料は強磁性テープを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、少なくとも１つのセンサは、それぞれが除去可能な感知層の対応する飛び飛びの位置を検知する、複数のセンサを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、少なくとも１つのセンサは少なくとも１つの誘導性センサを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、本方法は、
仕上げ前材料のエッジを、走行方向に沿い、機械加工領域を通して案内される工程、
をさらに含み、センサは走行方向に対して直交する軸に沿って除去可能な感知層の位置を検知する。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、非接触型素子が相対位置を調節する。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、非接触型素子は、仕上げ前材料のエッジを機械加工領域を通して案内しながら、相対位置を調節する。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、非接触型素子は、相対位置を調節するために仕上げ前材料に対して流体流を射出する、少なくとも１つの流体ベアリングを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、少なくとも１つの流体ベアリングは一対の対向流体ベアリングを含む。
本開示の第１の態様のいくつかの実施形態において、所定の位置及び強磁性材料の検知された位置に基づいてコントローラが相対位置を自動調節する。
本開示の第２の態様は、ガラスシートのエッジを仕上げる、
ガラスシートのエッジに沿って強磁性材料を施す工程、
ガラスシートのエッジを機械加工領域内に置く工程、
強磁性材料の位置を検知するために少なくとも１つの誘導性センサを用いる工程、及び
検知された位置に基づいて加工機とガラスシートのエッジの間の相対位置を調節する工程、
−相対位置はガラスシートに対して流体流を射出する少なくとも１つの流体ベアリングを用いて調節される、
を含む方法である。
本開示の第２の態様のいくつかの実施形態において、強磁性材料は強磁性テープを含む。
本開示の第２の態様のいくつかの実施形態において、本方法は、
ガラスシートのエッジを、走行方向に沿い、機械加工領域を通して案内する工程、
をさらに含み、走行方向に対して直交する軸に沿う強磁性材料の位置を少なくとも１つの誘導性センサが検知する。
本開示の第２の態様のいくつかの実施形態において、流体ベアリングは、ガラスシートのエッジを、機械加工領域を通して案内しながら、相対位置を調節する。
本開示の第３の態様は、仕上げ前材料のエッジを仕上げる、
仕上げ前材料の一部分に除去可能な感知層を施す工程、
仕上げ前材料のエッジを機械加工領域内に置く工程、
除去可能な感知層の位置を検知するために少なくとも１つのセンサを用いる工程、
検知された位置に基づいて加工機と仕上げ前材料のエッジの間の相対位置を調節する工程、
仕上げ前材料のエッジを機械加工する工程、及び
感知層を除去する工程、
を含む方法である。
本開示の第３の態様のいくつかの実施形態において、除去可能な感知層は強磁性材料を含み、少なくとも１つのセンサは少なくとも１つの誘導性センサを含む。
本開示の第３の態様のいくつかの実施形態において、機械加工する工程は仕上げ前材料のエッジを機械加工するために研磨工具を用いる工程を含み、調節する工程は仕上げ前材料のエッジに対する研磨工具の位置を調節する工程を含む。
本開示の第３の態様のいくつかの実施形態において、機械加工する工程は仕上げ前材料のエッジを研磨する工程を含み、調節する工程は仕上げ前材料のエッジに対する研磨工具の位置を調節する工程を含む。
本開示の第４の態様において、仕上げ前材料のエッジを機械加工するために加工機を調節する方法は、仕上げ前材料の一部分に除去可能な感知層を施す工程及び仕上げ前材料のエッジを機械加工領域内に置く工程を含む。本方法はさらに、除去可能な感知層の位置を検知するために少なくとも１つのセンサを用いる工程及び検知された位置に基づいて加工機と仕上げ前材料のエッジの間の相対位置を調節する工程を含む。
本開示の第５の態様において、ガラスシートのエッジを機械加工するために加工機を調節する工程は、ガラスシートのエッジに沿って強磁性材料を施す工程及びガラスシートのエッジを機械加工領域内に置く工程を含む。本方法はさらに、強磁性材料の位置を検知するために少なくとも１つの誘導性センサを用いる工程及び検知された位置に基づいて加工機とガラスシートのエッジの間の相対位置を調節する工程を含む。相対位置はガラスシートに対して流体流を射出する少なくとも１つの流体ベアリングを用いて調節される。
本開示の第６の態様において、仕上げ前材料のエッジを機械加工する方法は、仕上げ前材料の一部分に除去可能な感知層を施す工程、仕上げ前材料のエッジを機械加工領域内に置く工程及び除去可能な感知層の位置を検知するために少なくとも１つのセンサを用いる工程を含む。本方法はさらに、検知された位置に基づいて加工機と仕上げ前材料のエッジの間の相対位置を調節する工程、仕上げ前材料のエッジを機械加工する工程及び感知層を除去する工程を含む。
本開示の様々な態様の１つ以上の実施形態は以下の利点の内の１つ以上を有する。検知する工程及び調節する工程の使用により、仕上げ前材料の精確な位置情報を得ることができ、その位置情報を研削ホイールのような仕上げ機能に適合された加工機コンポーネントに対する仕上げ前材料の位置の調節に用いて、エッジの精密エッジ仕上げを達成することができる。本プロセスは、ガラスシートのような薄いシート材料のしわ、反り、曲り及びその他の歪及び／またはその他の動きに順応して、一貫性及び再現性が高い動的エッジ仕上げを達成することができる。本プロセスは、厚さが、７００μｍ未満、５００μｍ未満、３００μｍ未満、１００μｍ未満、さらには約１０μｍ未満であるような、最大でも１０００μｍである、ガラスシートのエッジ仕上げに特に有利である。
本発明のさらなる特徴及び利点は以下の詳細な説明に述べられ、ある程度は、当業者にはその既述から容易に明らかであろうし、あるいは記述及び添付される特許請求の範囲に説明され、また添付図面にも示されるように、本発明を実施することによって容易に認められるであろう。
上述の全般的説明及び以下の詳細な説明が本発明の例示に過ぎず、特許請求されるような本発明の本質及び特質の理解に向けた概要または枠組みの提供が目的とされていることは当然である。
添付図面は本発明のさらに深い理解を提供するために含められ、本明細書に組み入れられて本明細書の一部をなす。
上記及びその他の態様は、添付図面を参照して以下の詳細な説明を読むと、一層良く理解される。
図１は、仕上げ前材料を機械加工するための加工機の一例及び加工機の外部に配置されている仕上げ前材料の略図である。 図２は、図１の線２-２に沿ってとられた、断面図である。 図３は、仕上げ前材料のエッジが機械加工領域内に置かれている、図２と同様の断面図である。 図４は、除去可能な感知層の位置を検知するためにセンサが用いられている、図３と同様の断面図である。 図５は、加工機と仕上げ前材料のエッジの間の相対位置が検知された位置に基づいて調節されている、図４と同様の断面図である。 図６は、仕上げ前材料のエッジが機械加工領域内に置かれている、加工機の別の例の略図である。
本明細書に用いられるように。語句「仕上げ」は、
研削、面取り、研磨、パターニング、切断、スコーリング、機械加工、材料除去、材料付加、等のような、機械的処理及び改変、
化学的研磨、イオン交換、エッチング、他の化学物質への暴露、等のような、化学的処理、
光照射、レーザアブレーション、等のような、光処理、及び
これらの組合せ、
を含むがこれらには限定されない材料の処理を意味するとされる。以下の、本開示の様々な態様及び実施形態の詳細な説明においては、機械加工に力点が置かれる。当業者は、本開示を読み、本開示の教示から恩恵を得ていれば、他のエッジ仕上げプロセスにも本発明を同様に適用できることを容易に理解するであろう。
実施形態例が示されている添付図面を参照して、以降で実施形態例をさらに十分に説明する。可能であれば必ず、図面を通して同じ参照数字が同じかまたは同様の要素を指して用いられる。しかし、本発明の態様は多くの異なる形態で具現化することができ、本明細書に述べられる実施形態に限定されると解されるべきではない。
本明細の方法例は、脆く、薄厚の仕上げ前材料に関わる。仕上げ前材料は広い範囲の厚さを有することができる。例えば、約６００μｍ、約５００μｍ、約４００μｍ、約３００μｍ、約２００ｍμｍ、約１００μｍのような、約１００μｍから約１０００μｍをこえる範囲内の厚さＴを有する薄ガラスシートを用いることができるが、他のさらに小さいかまたはさらに大きい厚さを別の例によって取り入れることができる。
上述したように、薄ガラスシートは極めて可撓性になる傾向を有し、エッジ仕上げ、加速または減速中に、たとえ小さくとも機械的応力にさらされると、しわ、反り、曲りまたはその他の歪を生じ易い。これは、ＬＣＤ基板用ガラス板のような、高精度ガラスシートに必要な、再現性及び一貫性があって精密なエッジ仕上げに重大な問題を課す。ＬＣＤ基板及びその他の光エレクトロニクスデバイスの仕上げられたエッジの品質は基板及び完成デバイスの強度に大きな影響を与える。研削ホイールのような仕上げデバイスに対するガラスシートの相対位置を動的に検出及び調節することができる本開示の方法の能力により、本発明の方法は特に、そのような薄ガラスシート、特に厚さが約５００μｍ未満のガラスシートのエッジの仕上げに有利である。さらに、本発明の方法は特に、形状及び位置の変化を一層受け易い移動しているガラスシート、特に厚さが約５００μｍ未満の移動しているガラスシートの仕上げに有利である。
仕上げ前材料には、透明であるか、半透明であるか、着色されているかまたはその他のタイプのような、ガラスを含めることができる。別の例において、仕上げ前材料には、ガラス及び高分子材を含む複合材のような、高分子材を含めることができる。別の例において、仕上げ前材料には、石英組成物、セラミックまたはガラスセラミックのような結晶性材料を含めることができる。仕上げ前材料は様々な用途に用いることができる。一例において、仕上げ前材料には、液晶ディスプレイ及びその他のディスプレイデバイスのような、ディスプレイアセンブリ用ガラスを含めることができる。例えば、図示されるように、ＬＣＤディスプレイ用途に使用するために構成されたガラスシート材料を含む、仕上げ前材料１０１を提供することができる。平板形、円筒形、円錐形、截頭円錐形またはその他の形状のような、広範な形状をもつ仕上げ前材料を形成することができる。
ここで図１を参照すれば、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工するための一例の加工機１０３の略図が示されている。明解さのため、加工機１０３は仕上げ前材料１０１の様々なエッジを機械加工するように適合させることができるという了解の下で、１つのエッジ１０５だけの機械加工が本明細書で論じられる。例えば、仕上げ前材料１０１の上部エッジ及び底部エッジを同時に機械加工することができる。
仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の機械加工には様々な手法を用いることができる。例えば、機械加工には、それぞれの結果が仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の整形である、研削、スコーリング、エッチング、研磨または完全な割断を、単独でまたは組み合わせて、含めることができる。例えば、エッジ１０５の研削は、摩擦及び衝撃による破損への抵抗力を高めるために、また運送中の振動に耐える得る能力を高めるためにも、実施することができる。機械加工はエッジの実質的に全ての場所で実施することができる。あるいは、機械加工はエッジに沿う飛び飛びの場所で行うことができる。さらにまた、機械加工は連続的または断続的とすることができる。例えば、機械加工は、エッジに沿う、飛び飛びの場所または実質的に全ての場所において加えられる、断続的または連続的な作業を含むことができる。
図示される例において、加工機１０３は、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を受け入れて機械加工するための、少なくとも１つの機械加工領域１０７を備えることができる。図示されるように、加工機１０３は、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を研削するための研削ホイールのような、研磨工具１０９を備えることができる。図２に示される例において、研磨工具１０９は一般に、エッジ１０５を凸形プロファイル(図示せず)に機械加工するように、凹形加工プロファイル２０１をもつ円周作業エッジを有することができる。凹形加工プロファイル２０１は、半径が、約２５０μｍから約３５０μｍのような、厚さＴの約１/２の凹形プロファイルをエッジ１０５が有するように、エッジ１０５を研削するために適合させることができるが、他の半径を別の例によって取り入れることができる。エッジ１０５は、面取り等のような、様々な別のプロファイルを有するように機械加工することもできる。さらにまたはあるいは、加工機１０３は仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の磨きまたは清浄化のための仕上研磨ホイールのような、仕上研磨工具１１１を備えることができる。一例において、仕上研磨工具１１１は、検索作業後にエッジ１０５を磨くかまたは清浄にするため、研磨工具１０９の下流に配置することができる。
加工機１０３はさらに、走行方向Ｓに沿って機械加工領域１０７を通して仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を案内するように適合された非接触型素子１１３を備えることができる。一例において、非接触型素子１１３には、仕上げ前材料１０１を横方向から支持するように適合された流体流を射出する１つ以上のノズル２０７，２０９をそれぞれが備える一対の流体ベアリング２０３，２０５のような、複数の素子を含めることができる。したがって、仕上げ前材料１０１は非接触型素子１１３と直接には接触しないが、代わりに流体流によって横方向から支持される。一例において、流体には水を含めることができる(すなわち水ベアリングとすることができる)が、様々な他の液体、気体、等を用いることができる。流体ベアリング２０３，２０５の対は対向関係に配置することができ、約２ｍｍから約２.５ｍｍのような、所定の、固定離間距離Ｄをとることができるが、様々な距離を考えることができる。図２に示されるように、流体ベアリング２０３，２０５は、仕上げ前材料１０１の片面または両面に同じかまたは変えることができる角度で力を加えるように、仕上げ前材料１０１の両側に配置することができる。流体ベアリング２０３，２０５は、機械加工作業を妨害しないように、研磨工具１０９及び／または仕上研磨工具１１１の概ね上方に配置することもできる。
加工機１０３はさらに、機械加工領域１０７を通して仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を案内するように適合された、様々なその他の構造を備えることができる。例えば、加工機１０３は走行方向Ｓに沿う仕上げ前材料１０１の移動を容易にするための１つ以上のローラー１１５を備えることができる。仕上げ前材料１０１の移動は、底縁(例えばエッジ１０５)搬送とすることができる。機械加工中、機械加工されるべきエッジ１０５が底縁である場合に、流体ベアリング２０３，２０５は仕上げ前材料１０１の両面に対して横方向から支持を与えることができ、走行方向Ｓに沿って仕上げ前材料１０１を搬送するために真空チャック１１７を用いることができる。一例において、真空チャック１１７は、幅(高さ)を約７５ｍｍとすることができ、ほぼシートの長さに(例えば３.２ｍまで)拡がることができる。真空チャック１１７も仕上げ前材料１０１の片面または両面上に配置することができる。真空チャック１１７は、仕上げ前材料１０１の搬送に望まれる確度及び剛性を提供する、直線レール等の上を走行することができる。明解さのため、ローラー１１５及び真空チャック１１７は、図１及び６では簡略に示され、図２〜５には示されていない。
理解され得るであろうように、定位置装置構成によるガラス表面のエッジ研削は、研削されたエッジの変動を生じ得る。ガラスの低横剛性により、輸送中及び研削力印加中に、ガラスは反るか、曲がるかまたは撓み得る。そのような歪はエッジ研削における変動を生じさせることができ、ガラスとベアリング面の接触もおこさせて、いずれかのエッジにおいて表面損傷を生じさせ得る。実質的に一様な所望のエッジを与えるための、及び／またはガラスの曲りまたはその他のガラス位置変動に対処するための、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工するために加工機１０３を調節する方法の例を次に説明する。
図２〜５を参照すれば、方法の一例は、仕上げ前材料１０１の位置を検知するために少なくとも１つのセンサ２１１を用いる工程及び検知された位置に基づいて加工機１０３と仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の間の相対位置を調節する工程を含むことができる。一例において、単一のセンサ１１１を除去可能な感知層２１３の単一の位置を検知するために用いることができ、あるいは仕上げ前材料１０１が加工機１０３を通って移動しているときに除去可能な感知層２１３の複数の位置を検知するために複数回用いることさえもできる。別の例において、少なくとも１つのセンサは、それぞれが、対応する、除去可能な感知層２１３の飛び飛びの位置を検知する、複数のセンサ６０１，６０３，６０５，６０７(図６を見よ)を含むことができる。複数の除去可能な感知層(図示せず)を単一のセンサとともに、さらには複数のセンサとともに、用いることもできると考えられる。仕上げ前材料１０１は非接触型流体ベアリングから射出される流体によって加工機１０３内で横方向から支持されているから、センサ２１１は流体環境内で動作可能であるべきである。例えば、一対の流体ベアリング２０３，２０５が用いられる場合、センサ２１１は、仕上げ前材料１０１の一部または全てが、水のような、流体で覆われる場合に水環境において動作可能であるべきである。
一例において、少なくとも１つのセンサ２１１は誘導性センサとすることができる。誘導性センサは、強磁性体のような、金属体をそれに触れずに検知する、近接電子センサである。一般に、誘導性センサは誘導性ループを有し、磁場を発生するために電流が与えられる。ループのインダクタンスは磁場内の材料によって変化し、金属は一般に他の材料より有効なインダクタであるから、金属の存在はループを通って流れている電流を大きくする。この変化は、金属体が検出されたときに信号を与えることができる、検知回路(図示せず)によって検出することができる。例えば、検知回路はセンサ２１１の一部とすることができ、あるいは、センサ２１１から離しておいて、センサ２１１から入力を受け取るように適合させることができる。したがって、磁場は一般に水のような流体の影響を受けないから、誘導性センサは流体が存在する場合の用途に特に有用であり得る。明解さのため、本明細書では少なくとも１つのセンサが誘導性センサである例が説明されるが、センサ２１１には、物理的接触型センサ、液圧センサまたは空気圧センサ、レーザセンサ、超音波センサ、容量性センサ及びまたはその他の同様のセンサのような、様々なその他の接触型または非接触型のセンサを含めることができると考えられる。
一例において、誘導性センサ２１１には、分解能が約２μｍであり、測定範囲が約０〜１０ｍｍである、比較的高精度の小型センサを含めることができる。例えば、誘導性センサ２１１は、位置変位を示す出力を与えることができる、データ収集システムを介してセンサ出力を取り込むためにＫｅｙｅｎｃｅモデルＥＸ-Ｖ１０コントローラに組み合わせることができる、Ｋｅｙｅｎｃｅ誘導性変位センサモデルＥＸ-４２２Ｖセンサヘッドとすることができる。
しかし、ガラスシートのような、いくつかの仕上げ前材料１０１は誘導性センサによる検出が可能な金属元素を含有していないであろう。したがって、本方法は仕上げ前材料１０１の一部分に除去可能な感知層２１３を施す工程を含むことができる。一例において、除去可能な感知層２１３は強磁性材料を含むことができる。例えば、強磁性材料には、接着剤等により仕上げ前材料１０１に除去可能な態様で施される強磁性テープを含めることができるが、様々なその他の除去可能な材料を用いることもできる。除去可能な感知層２１３は、仕上げ前材料１０１のエッジの長さまたは方向に沿って、例えば、エッジ上に、エッジに隣接して、エッジにかけて、またはエッジに平行に、施すことができる。例えば、図示されるように、除去可能な感知層２１３は仕上げ前材料１０１のエッジ１０５に沿う少なくとも一部分に施すことができる。
除去可能な感知層２１３はエッジ１０５に沿って実質的に連続して施すことができ、あるいはエッジ１０５に沿う飛び飛びの場所に施すことができる。例えば、図１に示されるように、除去可能な感知層２１３は仕上げ前材料１０１の一方の側面に沿って実質的に連続して、エッジ１０５から距離をおき、エッジ１０５に平行にして、施すことができる。強磁性テープは、テープの厚さが実質的に一様であって、擾乱または波しわがほとんど、例えば全く、ないことを保証するため、仕上げ前材料１０１が比較的乾いているときに、慎重に施されることが望ましい。テープとガラスの間の、波しわ、気泡、等のような、強磁性テープの乱れは測定誤差を生じさせ得るから、テープ厚の実質的一様性が仕上げ前材料１０１の位置を正確に検知するために望ましい。仕上げ前材料１０１の厚さＴ及び流体ベアリング２０３，２０５の間隔Ｄはいずれも、一般には、制御され、あらかじめ定められているから、除去可能な感知層２１３は加工機１０３に対する仕上げ前材料１０１の位置を正確に検知するために仕上げ前材料１０１の一部分(例えば一方の面)に施すだけとすることができる。さらに、流体ベアリング２０３，２０５によって流体が射出されるから、耐流体性の、除去可能な感知層２１３を用いることが有益であり得る。
図２にさらに示されるように、本方法例は仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工領域１０７内に置く工程さらに含むことができる。例えば、図示されるように、仕上げ前材料１０１は、機械加工領域１０７の概ね上方に配置することができ、矢印Ｐの方向に沿う移動によって機械加工領域１０７内に置くことができる。別の例において、仕上げ前材料１０１は、図１の矢印Ｓの方向に沿う、さらには様々なその他の方向に沿う、移動によって機械加工領域１０７内に置くことができる。
機械加工領域１０７内に置かれると、実質的に一様な所望のエッジを与えるため及び／またはガラスの曲り及びその他のガラス位置変動等に対処するため、仕上げ前材料１０１の位置を検知することができる。図３に示されるように、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５は、研磨工具１０９の凹形加工プロファイル２０１と位置が合っていないことがあり得る。例えば、研磨工具１０９が流体ベアリング２０３，２０５の対の間の概ね中央に配置されている場合には、仕上げ前材料１０１が流体ベアリング２０３，２０５の内の一方に比較的近づけて配置され得る。仕上げ前材料１０１の第１の側面３０１と一方の流体ベアリング２０３の間の第１のオフセット距離ｄ１は、仕上げ前材料１０１の第２の側面３０３と他方の流体ベアリング２０５の間の第２のオフセット距離ｄ２と異なることがあり得る。調節がなされなければ、位置ずれしたプロファイルが研削によりエッジ１０５に形成されるであろう。
図４に移れば、本方法は除去可能な感知層２１３の位置を検知するために少なくとも１つのセンサ２１１を用いる工程をさらに含むことができる。例えば、磁場４０１の発生によって強磁性材料の位置を検知するために少なくとも１つの誘導性センサ２１１を用いることができる。磁場内の除去可能な感知層２１３の存在はセンサ２１１のインダクタンスを変化させ得る。この変化はセンサ２１１に結合された、センサ２１１と除去可能な感知層２１３の間の位置変位を示す信号を与えることができる、検知回路(図示せず)によって検出することができる。例えば、センサ２１１と除去可能な感知層２１３の間の検知された距離に基づくことができる、一方の流体ベアリング２０３と隣接側面３０１の間の距離を検知するために、センサ２１１を用いることができる。
除去可能な感知層２１３の厚さはあらかじめ定められているであろうから、及び／またはセンサ２１１は一方の流体ベアリング２０３に対して様々に配置され得るから、センサ２１１の出力は、一方の流体ベアリング２０３と隣接する側面３０１の正確なオフセット距離測定値ｄ１を提供するため、例えば所定の適切な変数によって、較正することができる。一例において、較正手順は、センサ２１１を除去可能な感知層２１３に向ける工程及び、除去可能な感知層２１３が仕上げ前材料１０１に接して配置されている状態での、フルスケール及び半スケールにおける３点方式を用いる工程を含むことができる。読み値が記録され、センサ２１１によって与えられる生渦電流場データをセンサ２１１と仕上げ前材料１１１の間の距離に変換するために用いられる。したがって、例えば、一組のマスターシートに関する較正及び測定が完了すると、走行方向に垂直な方向での誤差を補償するようにシステムをプログラムすることができる。
除去可能な感知層２１３の位置を検知する工程は、静的(すなわち仕上げ前材料１０１が加工機１０３に対して静止している)態様で、あるいは動的(すなわち仕上げ前材料１０１が加工機１０３に対して移動している)態様で、実施することができる。除去可能な感知層２１３の位置を検知する工程はさらに、静的態様に続いて動的態様でも、または逆順でも、実施することができる。例えば、図４に示されるように、本方法は、矢印Ｓの走行方向に沿い、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工領域１０７を通して案内する(図１を見よ)工程を含むことができ、センサ２１１は矢印Ｓの走行方向に概ね直交する軸(すなわちＺ軸)に沿う除去可能な感知層２１３の位置を検知することができる。
さらにまたはあるいは、除去可能な感知層２１３の位置を検知する工程は、乾燥条件または湿潤条件の下で実施することができる。例えば、図４に示されるように、検知する工程は、流体ベアリング２０３，２０５が仕上げ前材料１０１を加工機１０３内に支持するため、それぞれ流体流４０３，４０５を射出している間に実施することができる。誘導センサ２１１によって発生される磁場は一般に流体流４０３，４０５に不感であるから、仕上げ前材料１０１の位置を検知する工程が流体によって影響されることはない。
次に図５に移れば、本方法は、検知された位置に基づいて加工機１０３と仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の間の相対位置を調節する工程を含むことができる。例えば、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の位置を研磨工具１０９の凹形加工プロファイル２０１に合わせるために、加工機１０３と仕上げ前材料１０１の間の相対位置を調節することができる。
一般に、流体ベアリング２０３，２０５の総間隔Ｄは、第１のオフセット距離(すなわち仕上げ前材料１０１の第１の側面３０１と一方の流体ベアリング２０３の間の距離)、仕上げ前材料１０１の厚さＴ及び第２のオフセット距離(すなわち仕上げ前材料１０１の第２の側面３０２と他方の流体ベアリング２０５の間の距離)の総和に等しくすることができる。一例において、研磨工具１０９が流体ベアリング２０３，２０５の対の間の概ね中央に配置され、厚さＴが概ね変化しない場合に、第１の調節されたオフセット距離ｄ３が第２の調節されたオフセット距離ｄ４に概ね等しくなるまで、加工機１０３と仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の間の相対位置を調節することができる。したがって、除去可能な感知層２１３の位置は一方の側だけから検知することができるが、様々なその他の測定値をとることもできる。また、加工機１０３の様々なコンポーネントの形状寸法に依存して、研磨工具１０９(またはその他の工具等)が流体ベアリング２０３，２０５の間の概ね中央に配置されていない場合のような、加工機１０３と仕上げ前材料１０３の間の様々なその他の仕様に対して相対調節を実施することができる。
相対調節は様々な態様で実施することができる。一例において、機械加工領域１０７を通る仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を研削している間のように、非接触型素子１１３が相対位置を調節することができる。例えば、流体ベアリング２０３，２０５の少なくとも一方が仕上げ前材料１０１に対して流体流を射出して、相対位置を調節することができる。それぞれの流体流４０３，４０５によって与えられる支持力を様々な態様で個々に調節し、よって仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の位置を研磨工具１０９(またはその他の工具等)に合わせることができる。流体流４０３，４０５は、圧力、質量流量、体積流量、散布パターン、方向、及び／またはその他の特性の調節によるような、様々な態様で個々に調節することができる。別の例において、流体ベアリング２０３，２０５が複数の流体ノズル２０７，２０９(図４を見よ)を有する場合、複数のノズル２０７，２０９の内の少なくとも１つを作動させるか、停止させるかまたは調節することによって正味の流体流４０３，４０５を実効的に調節することができる。
さらにまたはあるいは、流体ベアリンク２０３，２０５のいずれかまたはいずれも、少なくとも１つの変位軸(すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸)に沿う変位及び／または少なくとも１つの回転軸(すなわち、ヨーイング軸、ピッチング軸、ローリング軸)に沿う角度調節のような、様々な態様で物理的に調節することができる。さらにまたはあるいは、研磨工具１０９，仕上研磨工具１１１，等のようなその他の機械素子のいずれかまたは全てを、少なくとも１つの変位軸(すなわち、Ｘ軸、Ｙ軸、Ｚ軸)に沿う変位及び／または少なくとも１つの回転軸(すなわち、ヨーイング軸、ピッチング軸、ローリング軸)に沿う角度調節のような、様々な態様で物理的に調節することもできる。
除去可能な感知層２１３の位置を検知する工程及び、その後の、加工機１０３とエッジ１０５の相対位置を調節する工程は、所望の最終目標が達成されるまで、反復態様で実施することができると考えられる。例えば、検知する工程及び調節する工程は、除去可能な感知層２１３の検知された位置が所定の閾を達成するまで、及び／または所定の範囲内に入るまで、実施することができる。一例において、検知する工程及び調節する工程は、仕上げ前材料１０１の一方の側面との間の検知された第１のオフセット距離ｄ１が所定の閾距離を達成するまで、及び／または所定の距離範囲内に入るまで、実施することができる(図３を見よ)。別の例において、検知する工程及び調節する工程は、第１の調節されたオフセット距離ｄ３が第２の調節されたオフセット距離ｄ４に概ね等しくなるまで、実施することができる(図５を見よ)。検知する工程及び調節する工程は、除去可能な感知層２１３の１つの部分を、さらには複数の部分も、検知している単一のセンサ２１１に基づいて、あるいは、除去可能な感知層２１３の１つの部分を、さらには複数の部分も、それぞれが検知している複数のセンサ６０１，６０３，６０５，６０７に基づいてさえ、反復態様で実施することができる。さらにまたはあるいは、検知する工程及び調節する工程は、単一のセンサ２１１または複数のセンサ６０１，６０３，６０５，６０７を用いて検知された少なくとも２つの位置の比較に基づいて、反復態様で実施することができる。一例において、検知する工程及び調節する工程は、複数のセンサの内の２つ６０１，６０３の間の検知された位置の比較が所定の閾を達成するまで、及び／または所定の範囲内に入るまで、反復態様で実施することができる。
所望の調節がなされると、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工する方法は、仕上げ前材料１０１のエッジを機械加工する工程及び引き続いて仕上げ前材料１０１から感知層２１３を除去する工程を含むことができる。除去可能な感知層２１３の除去後に仕上げ前材料１０１を清浄にするために様々な後処理工程を実施することもできる。したがって、機械加工する工程が、例えば、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を機械加工するために研磨工具１０９を用いる工程または仕上げ前材料１０１のエッジ１０５を磨くための仕上研磨工具１１１を用いる工程を含む場合、調節する工程は、仕上げ前材料１０１のエッジ１０５に対する研磨工具１０９及び／または仕上研磨工具１１１の位置を調節する工程を含む。
除去可能な感知層２１３の位置を検知する工程及びその後の加工機１０３とエッジ１０５の相対位置を調節する工程は少なくとも１回で、例えば一度にまたは複数回で、実施することができる。一例において、調節する工程は、例えば、試験サンプル仕上げ前材料１０１に、また生産仕上げ前材料１０１であっても、一回で実施することができる。次いで様々な連続生産数の仕上げ前材料１０１を機械加工することができる。調節する工程は、所定の数の生産単位及び／または所定の長さの時間、等の後に確度をチェックするために反復することができる。別の例において、調節する工程は仕上げ前材料１０１のそれぞれの生産単位について実施することができる。例えば、仕上げ前材料１０１は初期研削中に第１の変位を受け、次いで、主研削及び／または最終研削中に新しい平衡位置に安定する前に第２の変位を受け得る。
さらにまたはあるいは、加工機１０３と仕上げ前材料１０１のエッジ１０５の間の相対位置を調節する工程は、手動態様または半自動態様で、さらには全自動態様でも、実施することができる。一例において、加工機１０３の調節は、除去可能な感知層２１３の１つ以上の検知された位置に基づいて、加工機１０３の１つ以上の素子を手作業で調節することによって実施することができる。別の実施形態において、図６に示されるように、加工機１０３の調節は、単発で、さらには連続態様でも、自動的に実施することができる。例えばコントローラ６０９が、例えば強磁性材料２１３の所定の位置及び検知された位置に基づいて、相対位置を自動的に調節することができる。別の例において、小さな変動は許容するため、検知された位置が所定の閾距離をこえないかまたは所定の距離範囲から外れない限り、補正調節を行わないようにコントローラ６０９を構成することができる。コントローラ６０９は、研磨工具１０９，仕上研磨工具１１１，流体ベアリング２０３，２０５，１つ以上のセンサ２１１，６０１，６０３，６０５，６０７、等のいずれかまたは全てのような、いかなる数の要素との無線通信または有線通信もできるように構成することができる。
コントローラ６０９は、上述した要素のいずれかまたは全てにまたは上述した要素のいずれかまたは全てから、検知された位置データ、調節データ、等のような、様々なタイプの情報を送り、及び／または受け取るように構成することができる。例えば、コントローラ６０９は、１つ以上のセンサ２１１，６０１，６０３，６０５，６０７から検知された位置データを受け取ることができ、研磨工具１０９，仕上研磨工具１１１，流体ベアリング２０３，２０５、等のいずれかまたは全てに調節データ(すなわち、調節コマンド)を送ることができる。別の例において、コントローラ６０９は可動素子及び／または可調素子のいずれかまたは全てから基準位置データを受け取ることができる。コントローラ６０９は検知及び加工機１０３の調節を、単発または連続、反復、半自動または全自動で、実施することができる。コントローラ６０９は、例えばローラー１１５及び／または真空チャック１１７、等によるように、加工機１０３を通る仕上げ前材料１０１の移動を制御することさえできる。例えば、仕上げ前材料１０１が加工機１０３の特定の部分に、加工機１０３に入ったかまたは加工機１０３から出たときのような、移動した時点を判定するために、１つ以上のセンサ２１１，６０１，６０３，６０５，６０７を用いることができる。
コントローラ６０９は電子コントローラとすることができ、プロセッサを備えることができる。コントローラ６０９は、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタルシグナルプロセッサ(ＤＳＰ)、特定用途集積回路(ＡＳＩＣ)、ディスクリートロジック回路、等の内の１つ以上を備えることができる。コントローラ６０９はさらにメモリを備えることができ、本明細書に説明される機能をコントローラ６０９に提供させるプログラム命令を格納することができる。メモリには、リードオンリメモリ(ＲＯＭ)、ランダムアクセスメモリ(ＲＡＭ)、電気的消去可能プログラマブルＲＯＭ(ＥＥＲＯＭ)、フラッシュメモリ、等のような、１つ以上の、揮発性媒体、不揮発性媒体、磁気媒体、光媒体または電気媒体を含めることができる。コントローラ６０９はさらに、コントローラへの様々なアナログ入力を処理するために、１つ以上のアナログ-デジタル(Ａ/Ｄ)コンバータを備えることができる。コントローラ６０９はエンジン制御ユニット(ＥＣＵ)に組み込むこともできる。より明瞭な信号を提供し、データ信号内の雑音を低減するため、例えば排除するために、信号処理及び／または線路絶縁を用いることができる。
特許請求される本発明の精神及び範囲を逸脱せずに様々な改変及び変形がなされ得ることが当業者には明らかであろう。
１０１ 仕上げ前材料
１０３ 加工機
１０５ 仕上げ前材料のエッジ
１０７ 機械加工領域
１０９ 研磨工具
１１１ 仕上研磨工具
１１３ 非接触型素子
１１５ ローラー
１１７ 真空チャック
２０１ 凹形加工プロファイル
２０３，２０５ 流体ベアリング
２０７，２０９ ノズル
２１１，６０１，６０３，６０５，６０７ センサ
２１３ 感知層
３０１，３０３ 仕上げ前材料の側面
４０１ 磁場
４０３，４０５ 流体流
６０９ コントローラ

Claims (8)

  1. シート状の仕上げ前材料のエッジを仕上げる方法において、
    前記仕上げ前材料の一部分に感知層を施す工程、
    前記仕上げ前材料の前記エッジを機械加工領域内に置く工程、
    前記仕上げ前材料の厚さ方向の軸に沿う前記感知層の位置を検知するために少なくとも１つのセンサを用いる工程、及び
    前記検知された位置に基づいて、加工機と前記仕上げ前材料の前記エッジの間の前記軸に沿う相対位置を調節する工程、
    を含むことを特徴とする方法。
  2. 前記感知層が強磁性材料を含むことを特徴とする請求項１に記載の方法。
  3. 前記強磁性材料が強磁性テープを含むことを特徴とする請求項２に記載の方法。
  4. 前記少なくとも１つのセンサが、それぞれが前記感知層の対応する飛び飛びの個所の位置を検知する、複数のセンサを含むことを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  5. 前記仕上げ前材料の前記エッジを走行方向に沿って前記機械加工領域を通して案内する工程をさらに含み、前記走行方向が前記軸に直交する方向であることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  6. 前記相対位置を非接触型素子が調節することを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の方法。
  7. 前記非接触型素子が、前記仕上げ前材料の前記エッジを、前記機械加工領域を通して案内しながら、前記相対位置を調節することを特徴とする請求項６に記載の方法。
  8. コントローラが所定の位置と前記強磁性体材料の前記検知された位置に基づいて前記相対位置を自動調節することを特徴とする請求項２または３に記載の方法。
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