TW201505977A - 用於自移動中玻璃帶分離出玻璃片的方法及設備 - Google Patents

Abstract

一種自移動中玻璃帶分離出玻璃片的方法，包含以下步驟：用包含分離裝置之行進砧機接合該移動中玻璃帶。該分離裝置在相對於該玻璃帶的側向(沿寬度)方向及縱向(沿長度)方向上施加張力，且在該側向及縱向張緊之後，刻劃裝置橫跨該玻璃帶之該寬度的至少一部分來刻劃該玻璃帶。該分離器裝置隨後將彎矩施加至該刻劃的玻璃帶，從而使該玻璃帶沿該劃痕分離，由此產生玻璃片。該分離器裝置重新定向該玻璃片且將該玻璃片轉移至機器人，該機器人將該玻璃片運送至下游製程。

Description

用於自移動中玻璃帶分離出玻璃片的方法及設備 優先權

本申請根據專利法主張2013年6月25日申請的美國臨時申請案序列號第61/839106號之優先權權益，該申請案之內容為本文之基礎且係以全文引用方式併入本文中。

本發明大體上係關於一種製造玻璃片的設備及方法，且特定言之，係關於一種自連續移動中玻璃帶分離出玻璃片的方法。

最近的液晶顯示器(LCD)玻璃商業趨勢已逐漸地朝向更寬及更薄的玻璃片(例如具有小於約0.5mm的平均厚度之玻璃片)。數年前，玻璃片(諸如用於平板顯示器工業的玻璃)之典型厚度為平均約0.7mm。一種用於生產高品質玻璃片的商業上成功的方法為熔合下拉製程，其中玻璃帶係藉由以下方式來產生：使熔融玻璃流過成形主體，隨後自由此產生的連續移動中玻璃帶切割出單獨的玻璃片。此製程需要玻璃帶展現出一定程度的剛性。隨著玻璃帶之寬度及厚度減小，玻 璃帶剛性可顯著減小。由於帶材剛性減小，成形製程及在拉伸區域底部處的製程參數均範圍變窄(narrow)。此導致降低的拉伸穩定性及增大的製程失穩頻率。舉例而言，在拉伸製程期間，玻璃帶常常展現跨於帶材寬度(橫切於拉伸方向)的曲率。此曲率提高帶材剛性。然而，一致的製程需要亦為一致的曲率(例如，曲率保持以一致的方向定向)。由諸如厚度減小的其他因素引起的玻璃帶剛性減小有時會突然地導致曲率之方向反向，由此使成形製程失穩。可由於帶材厚度減小及/或帶材寬度增加而產生的另一缺點為：玻璃帶在例如切割製程期間的不受控開裂。

玻璃厚度減少加上流動增大使得產生更多玻璃片或 更大平方呎數。熔合拉伸機(FDM)在快得多的速率下輸送玻璃帶，從而意謂涉及刻劃玻璃帶的裝置，即行進砧機(TAM)必須更快地循環以刻劃玻璃片，且用於執行分離的機器人工具必須在更快的速率下追隨帶材行進並轉移片材。

對薄片玻璃的需求不斷增加，且為充分地利用拉伸 裝備，熔融玻璃穿過製造設備之流動已增大來保持一致。因此，用於片材分離循環的可允許循環時間亦已顯著地減少。 然而，循環時間係受限於可在多快的速度下分離片材及分離製程進行所處的垂直空間(高度)。當前的裝備正在接近設計極限，以使得分離循環時間的進一步減少會產生不穩定的拉伸製程。不斷地提高裝備之速度會對玻璃切割製程之穩定性及裝備壽命造成負面影響。

本揭示內容係關於行進砧機與機器人功能循環時間 減少，其係藉由為行進砧機之行進托架總成部分增加機械裝置及控制手段在不犧牲製程穩定性的情況下在拉伸底部達成。此等擴變將彎曲玻璃片並在劃痕線處自持續形成的玻璃帶分離出該等玻璃片之功能自機器人轉移至行進砧機。因此，通常執行此等任務的多軸機器人可免除此等責任且僅充當材料搬送裝置以將分離的片材轉移至下游製程站。此種任務之轉移可減少總體分離循環時間，因為在機器人已自轉移前一片材至下游製程返回之前，彎曲玻璃帶及自帶分離出玻璃片可藉由行進砧機來執行。總分離循環時間中機器人必須在行進砧機位置處耗費之時間部分可因此得以減少(例如在一些狀況下，減少多達約20%至約50%)。此外，由於新玻璃片產品變得更薄，所以帶材線性速度將增大且分離循環時間可得以減少。就當前片材分離及材料搬送功能而言，機器人循環所需的時間會限制生產速度且可導致分離製程欠佳。採用本文所述的分離設備及方法可用於減少總體分離循環時間且適應增大的製程速度。在其他態樣中，採用本文所述的分離設備及方法可藉由以下方式來改良分離製程穩定性，尤其改良對薄片材(例如，具有等於或小於約0.3mm之厚度的帶材)之分離製程穩定性：a)消除行進砧機托架總成與彎曲分離裝置之間的追行速度的差異，b)將旋轉之彎曲軸與劃痕線之高度機械地對準，以便離軸彎曲不會發生，c)提供受控水平片材運動之兩個軸，d)藉由使用受控旋轉片材運動之兩個軸提供更大的製程最佳化，其中獨立旋轉的分離器臂可用於在玻璃帶及/或 分離的片材中施加扭轉，e)實現自動化分離及玻璃屑處置而不管機器人之擾亂，f)消除基於機器人重量限制或機器人間隙限制條件的機器人設計局限性，由此提供獨立於彎曲角度及機器人重量的精確的向下力控制，g)在刻劃之前實現對稱的帶材側面張力，以使帶材平坦化而不扭轉，h)藉由消除對機器人追隨玻璃帶移動而行進的需要，顯著地減少分離循環時間，以及i)經由共同的裝備參考而非協調機器之多個零件來使吸力杯及前緣構件對準。總之，將自移動中玻璃帶分離出玻璃片作為行進砧機之功能消除作為帶材追行、側面張緊、向下力及片材彎曲分離裝置的機器人。機器人變成片材轉移工具以將分離的片材自拉伸底部之區域轉移至下游運送機，從而減少循環時間。將自移動中玻璃帶分離出玻璃片作為行進砧機材片分離之功能意謂：玻璃片分離製程可與伺服機構驅動前緣構件整合。機器人在預定位置處等待，以便俘獲分離的片材且與行進砧機所整合的分離裝置完成轉交。

因此，在本文所揭示的一個實施例中，描述一種自 移動中玻璃帶分離出玻璃片之方法，包含以下步驟：在拉伸方向上以速度S自成形主體拉伸熔融玻璃以形成玻璃帶；在該拉伸方向上以該速度S移動托架總成，該托架總成包括分離器裝置，該分離器裝置包含分離器臂及耦接至該等分離器臂的吸力裝置；將該玻璃帶與該分離器裝置接合；在該玻璃帶之寬度方向上用該分離器裝置將張力施加至該玻璃帶；在該玻璃帶之長度方向上用該分離器裝置將張力施加至該玻璃帶；用刻劃裝置在該玻璃帶中產生劃痕；用該分離器裝置將 彎矩施加至該玻璃帶以在該劃痕處自該玻璃帶分離出玻璃片；將該玻璃片與機器人接合；以及使該分離器裝置脫離該玻璃片。

將該玻璃帶與該分離器裝置接合之步驟可包含以下步驟：在正交於該拉伸方向的方向上移動該分離器裝置。將該玻璃帶與該分離器裝置接合之步驟可包含以下步驟：用耦接至該等分離器臂的該等吸力裝置吸緊該玻璃帶。

在該寬度方向上將張力施加至該玻璃帶之步驟可包含以下步驟：用耦接至該等吸力裝置的線性滑軌施加側向力。

在該長度方向上將張力施加至該玻璃帶之步驟包含以下步驟：在該玻璃帶之長度方向上用耦接至該等吸力裝置的線性滑軌將力施加至該玻璃帶。

將彎矩施加至該玻璃帶之步驟可包含以下步驟：圍繞旋轉軸旋轉該等分離器臂。

本文所述的實施例可進一步包含以下步驟：在將該玻璃片自該玻璃帶分離之後，在朝向該機器人的方向上將該等分離器臂移動至轉交位置。

本文所述的實施例可進一步包含以下步驟：在將該玻璃片自該玻璃帶分離之後但在機器人接合該玻璃片之前，圍繞旋轉軸旋轉該等分離器臂。

在用自該玻璃帶分離出該玻璃片的該等分離器裝置將彎矩施加至該玻璃帶之後，該玻璃片可在拉伸方向上遠離該玻璃帶移動。此移動可發生得相當快速，此歸因於在刻劃之前藉由分離裝置於縱向裝置中所施加的張力。

耦接至該機器人的吸力裝置可在與該機器人所接合 的玻璃片側面相反的玻璃片側面上接合該玻璃片，或，在其他實施例中，該機器人及該分離裝置可在同一側面上接合該玻璃片及/或玻璃帶。

在另一態樣中，揭示一種用於自在拉伸方向上移動 的玻璃帶分離出玻璃片的設備，包含：行進砧機，該行進砧機包含：托架總成，該托架總成經配置以在該拉伸方向上移動；第一前緣構件，該第一前緣構件耦接至該托架總成且經配置以在正交於該拉伸方向的方向上移動；以及分離器裝置，用於接合該玻璃帶，該分離器裝置係耦接至該托架總成，且經配置以在正交於該拉伸方向的方向上移動並亦圍繞旋轉軸旋轉。該設備可進一步包含耦接至該托架總成的刻劃裝置。該分離器裝置可包含分離器臂，該等分離器臂進一步包含吸力裝置，該等吸力裝置耦接至該等分離器臂且經配置以相對於該等分離器臂在至少兩個正交方向上移動。舉例而言，吸力裝置可由線性滑軌耦接至該等分離器臂。

本揭示內容之其他特徵及優勢將在以下的詳述中闡述，且在部分程度上，熟習此項技術者將根據該描述而容易明白該等特徵及優勢，或藉由實踐本文(包括後續實施方式、申請專利範圍以及隨附圖式)所述的實施例來認識該等特徵及優勢。

應理解，前述的一般描述及以下詳述提出本揭示內容之實施例，且意欲提供用於理解本發明所主張之性質及特徵的概述及框架。隨附圖式係納入來提供對本發明的進一步 理解，且併入本說明書中並構成本說明書之一部分。圖式例示本揭示內容之各種實施例，且與說明書一起用於解釋本發明之原理及操作。

10‧‧‧玻璃製造設備

12‧‧‧箭頭

14‧‧‧熔融爐

16‧‧‧熔融玻璃

18‧‧‧連接導管

20‧‧‧精煉爐導管/精煉爐

22‧‧‧攪拌容器

24‧‧‧連接導管

26‧‧‧連接導管

28‧‧‧輸送容器

30‧‧‧降流管

32‧‧‧成形主體

34‧‧‧入口

36‧‧‧凹槽

38‧‧‧會聚成形表面

40‧‧‧根部

42‧‧‧玻璃帶

44‧‧‧牽引輥

46‧‧‧玻璃片

48‧‧‧行進砧機

50‧‧‧拉伸方向

54‧‧‧邊緣部分

55‧‧‧劃痕

56‧‧‧第一前緣構件

58‧‧‧刻劃裝置

60‧‧‧機器人

62‧‧‧機器人臂

64‧‧‧平台

66‧‧‧吸力裝置

70‧‧‧框架

72‧‧‧托架總成

74‧‧‧行進螺桿

76‧‧‧上部框架構件

78‧‧‧下部框架構件

80‧‧‧馬達

82‧‧‧齒輪箱

84‧‧‧傳動裝置

86‧‧‧驅動軸

88‧‧‧線性滑軌

90‧‧‧軌條

92‧‧‧分離器裝置

94‧‧‧分離器臂

96‧‧‧吸力裝置

98‧‧‧線性滑軌

100‧‧‧旋轉齒輪箱

102‧‧‧旋轉軸

104‧‧‧第一線性滑軌/線性滑軌

106‧‧‧第二線性滑軌/線性滑軌

200-224‧‧‧步驟

A‧‧‧側面

B‧‧‧側面

X、-X、Y、-Y、Z、-Z‧‧‧方向

第1圖為示範性熔合下拉玻璃製造設備之正視圖；第2圖為來自第1圖之玻璃製造設備的成形主體之截面端視圖；第3圖為第2圖之成形主體之前視圖，展示安置於成形主體下方的行進砧機；第4圖為第3圖之成形主體及行進砧機之截面端視圖；第5圖為根據本文所揭示實施例的示範性行進砧機之前視圖；第6圖為第5圖之行進砧機之側視圖，該行進砧機包括包含前緣構件、分離器裝置及刻劃裝置之托架總成；第7圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出與玻璃帶接合的前緣構件；第8圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出與玻璃帶接合的分離裝置；第9圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出與玻璃帶接合的刻劃裝置；第10圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出將彎矩施加至玻璃帶以自玻璃帶分離出玻璃片的分離器裝置； 第11圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出將玻璃帶移動至轉交位置且重新定向玻璃片的分離器裝置；第12圖為第6圖之行進砧機之側視圖，例示出返回至其各自起始位置的托架總成、分離器裝置及前緣構件。

現將詳細參考本揭示內容之實施例，該等實施例之實例例示於隨附圖式中。在任何可能的情況下，整個圖式將使用相同參考數字指代相同或相似部件。

在第1圖中所例示的示範性玻璃製造設備10中，由箭頭12表示的批料饋入至熔融爐14中，且在第一溫度T₁下熔融以形成熔融玻璃16。第一溫度T₁視特定玻璃組成而定，但就能夠用於液晶顯示器的玻璃而言，作為非限制性實例，T₁可超過1500℃。熔融玻璃經由連接導管18自熔融爐14流動至精煉爐導管(或「精煉爐」)20。熔融玻璃經由連接導管24自精煉爐20流動至攪拌容器22以達成混合且均質化，隨後經由連接導管26自攪拌容器22流動至輸送容器28，且在此之後流動至降流管30。隨後熔融玻璃可經由入口34自降流管30引導至成形主體32。如第2圖中最佳所見，成形主體32包含自入口34接收熔融玻璃流的凹槽36，及在成形主體之底部處沿一條線(即根部40)會合的外部會聚成形表面38。在第1圖中所描繪的熔合下拉製程的狀況下，輸送至凹槽36的熔融玻璃溢流出凹槽且以分離物流形式流動於成形主體32之會聚成形表面38上方，該等分離物流在根部40處匯合在一起或熔合以形成玻璃帶42。玻璃帶藉由重力及牽引輥44 自根部40向下拉伸。隨後可冷卻且分離帶材以形成單獨的玻璃片46，如下文將更詳細地描述。

第3圖展示第1圖及第2圖之成形主體32，且亦包括對牽引輥44及行進砧機48之描繪。牽引輥44係成對地對向佈置且相反旋轉。亦即，鄰近玻璃帶之第一側面定位的單獨牽引輥在與定位於第一牽引輥對面且鄰近玻璃帶之第二側面的牽引輥相反的方向上旋轉。玻璃帶定位於對向牽引輥對之間，以便牽引輥接觸玻璃帶且夾持玻璃帶之邊緣部分。相反旋轉的牽引輥藉由馬達驅動且於玻璃帶上施加向下力，進而在拉伸方向50上自成形主體拉伸玻璃帶。該等牽引輥亦幫助支撐玻璃帶之重量，因為在分離循環之至少一部分期間，玻璃帶的處於牽引輥下方之彼部分可不受支撐。在無適合夾持力的情況下，牽引輥可不能施加足夠的向下牽引力，或不能支撐玻璃帶的處於牽引輥下方之彼部分以與重力相抵。

在玻璃帶自成形主體下降時，行進砧機48週期性地接合帶材且形成橫跨玻璃帶之至少一部分的劃痕線52。為確保自玻璃帶分離的玻璃片之最大利用率，需要產生實質上垂直於玻璃帶之橫向定位邊緣部分54的劃痕55。邊緣部分54可包括比玻璃帶之內部部分厚的圓緣部分(bead portion)。舉例而言，圓緣部分可由於表面張力效應而形成。在玻璃帶於拉伸方向50上持續移動且刻劃裝置在有限速度下橫跨玻璃帶之寬度行進時，應明白的是，為產生垂直於玻璃帶之邊緣部分的劃痕，刻劃裝置必須移動，以便在刻劃製程期間在與拉伸方向平行的方向上刻劃裝置與玻璃帶之間不存在相對運 動。因此，在刻劃循環期間，行進砧機48首先在拉伸方向上自最初起始位置移動，且獲得匹配移動中玻璃帶之速度的速度。亦即，玻璃帶以速度向量Vr持續移動，該速度向量Vr包含拉伸方向50之方向及預定速度S。行進砧機獲得匹配玻璃帶之速度向量的速度向量Vt。

參考第4圖，在行進砧機48向下游進期間的預定時間，耦接至行進砧機的第一前緣構件56接合玻璃帶之第一側面，該第一側面與刻劃裝置58所接觸的玻璃帶之第二側面相對。為清楚起見，刻劃裝置58(例如劃痕輪)所接觸的玻璃帶之側面將指定為玻璃帶之「A」側，而第一前緣構件56所接觸的玻璃帶之對向側面將指定為「B」側(為簡單起見，將相同的指定方式賦予自玻璃帶分離的玻璃片，以便分別而言在形式上由刻劃裝置所接觸的玻璃片之側面將指定為玻璃片之「A」側，或前緣構件所接觸的玻璃片之側面將指定為玻璃片之「B」側)。第一前緣構件56可用於使玻璃片平坦化且提供與刻劃裝置所施加的力相反的力。亦即，第一前緣構件56充當砧台，使得刻劃裝置在刻劃製程期間將玻璃帶46壓靠於該第一前緣構件。儘管未展示，但在一些實施例中，在玻璃帶之「A」側、在玻璃帶之「B」側或在「A」側及「B」側兩者上，可使用其他前緣構件來幫助使帶材平坦化，或減小可沿帶材之長度以其他方式向上行進至帶材之黏彈性部分中的振動。玻璃帶42之黏彈性部分中(其中帶材正自黏性狀態轉變至彈性狀態)的振動可誘導玻璃帶中非所要的應力，此應力可導致自玻璃帶移除的玻璃片46之翹曲。

在一些刻劃製程中，機器人60在刻劃製程之前與玻璃帶之末端接合。機器人60包括機器人臂62，該機器人臂包含定位於其遠端的平台64及佈置於該平台上的吸力裝置66(例如吸力杯)，該等吸力裝置與玻璃帶「B」側之邊緣部分接合。機器人臂62在匹配速度向量Vr的速度向量Vra下移動平台64，以便玻璃帶、行進砧機(包括刻劃裝置58及第一前緣構件56)及平台64全部串列式移動，且在上述三者之間不存在相對運動。換言之，機器人60經由機器人臂62使平台64追隨帶材行進。當平台64追隨玻璃帶42行進以使得在拉伸方向上不發生平台與玻璃帶之間的相對運動時，機器人臂移動平台64以便吸力裝置66與劃痕55下方(或一旦劃痕形成便處於該劃痕下方的位置中)的玻璃帶接合。一旦玻璃帶之刻劃已完成，當下與玻璃帶46耦接的機器人臂62即向抵靠第一前緣構件56的玻璃帶施加彎矩，從而產生橫跨劃痕55的張力，以使得玻璃帶中由於刻劃所形成的裂口裂紋傳播貫穿玻璃帶之厚度，且將玻璃片46自玻璃帶42分離。機器人臂保持耦接至玻璃片46且將玻璃帶移動至接收站。舉例而言，機器人60可將玻璃片堆積於運送機總成上，該運送機總成移動玻璃帶以供下游處理(諸如移除玻璃片之邊緣部分、邊緣精整、沖洗等)。一旦玻璃片堆積於下一製程，機器人臂即返回至起始位置，準備分離及運送另一玻璃片。

自先前描述應明白的是，此種製程依賴於行進砧機48及機器人60之經良好編排的移動及操作。此等移動及操作可為整個分離循環增加寶貴的時間。如本文所用，術語分離 循環時間係指以行進砧機在拉伸方向上自起始位置起動行進時開始且在行進砧機及機器人已返回至其各自起始位置時結束的一段時間。詳言之，依賴於機器人60來執行多個功能(例如在拉伸速度下於拉伸方向上獲得運動、接合玻璃帶、施加彎曲運動及運送玻璃片至下游製程)會不必要地增加分離循環時間。舉例而言，在第一玻璃片已分離之後分離第二玻璃片必定要等待直至機器人已安置完第一玻璃片且返回以接合玻璃帶)。因此，分離循環時間之減少可藉由消除機器人60之某些功能及移動及/或將該等功能及移動移至行進砧機48來獲得。

第5圖中展示示範性行進砧機，其不僅執行接合及刻劃玻璃帶的功能，而且執行產生玻璃帶之彎曲的功能以引起玻璃片自帶材之分離。根據本發明實施例，機器人60在成形主體32之根部40下方的預定位置處接合玻璃帶，以便在玻璃片46藉由行進砧機48自玻璃帶42分離之後，玻璃片轉交至機器人60(亦即機器人臂62)。機器人60隨後將玻璃片42傳遞至下一製程站(例如運送設備、接收夾具等)。因此，諸如帶材追行(ribbon tracking)、側面張緊、向下力施加及用於分離的片材彎曲的功能均藉由行進砧機48來執行。機器人60簡單地充當片材轉移工具，其經佈置及配置以接合分離玻璃片且將該分離玻璃片自拉伸底部轉移至下游製程。

現參考第5圖，根據本發明實施例的行進砧機48包含框架70及耦接至該框架的托架總成72。框架70可剛性地耦接至將玻璃製造設備容納在內的設施之結構組件。舉例而 言，框架70可剛性地耦接至工廠建築之結構鋼或混凝土。行進螺桿74可旋轉地安裝於框架70上且在上框架構件76與下框架構件78之間延伸。行進螺桿74可耦接至經配置以轉動該等行進螺桿的至少一個馬達。舉例而言，第5圖描繪經由齒輪箱82、傳動裝置84及驅動軸86來驅動兩個行進螺桿74的單一馬達80。其他佈置為可能的。

托架總成72包括至少一個從動螺帽(未展示)，該從動螺帽耦接至該托架總成且由行進螺桿74穿過。在行進螺桿74轉動時，從動螺帽在取決於螺桿旋轉方向之方向上沿螺桿行進，因此以從動螺帽之方向來驅動托架總成。如先前所述，第一前緣構件56耦接至托架總成72。舉例而言，第一前緣構件56可藉由一或多個線性滑軌88耦接至托架總成72，該等線性滑軌經配置以分別在正交於拉伸方向50的方向上將第一前緣構件朝向玻璃帶伸展或將第一前緣構件遠離玻璃帶縮回。在伸展位置中，第一前緣構件56與玻璃帶42接合(例如接觸)。在縮回位置中，第一前緣構件56脫離玻璃帶42。

托架總成72可進一步包含可經由軌條90耦接至托架總成72的刻劃裝置58。刻劃裝置58藉由能夠使刻劃裝置58以適合精確路徑橫移的任何驅動機構沿軌條90來驅動。舉例而言，刻劃裝置58可藉由行進螺桿及從動螺帽以類似於托架總成72之佈置方式沿軌條90來驅動。亦可使用刻劃裝置之氣動操作。刻劃裝置58亦可包括一或多個氣動或步進馬達啟動的線性滑軌，該或該等線性滑軌經配置以分別在正交於拉伸方向50的方向上將刻劃裝置或其部分朝向玻璃帶伸展或 將刻劃裝置或其部分遠離玻璃帶縮回。在伸展位置中，刻劃裝置58與玻璃帶42接合(例如接觸)。在縮回位置中，刻劃裝置58脫離玻璃帶42。在一些實施例中，刻劃可以非接觸方式完成，其中刻劃係藉助於雷射束來完成。在此等狀況下，刻劃裝置之伸展及縮回可不為必要的。

托架總成72可進一步包含耦接至該托架總成的一或多個分離器裝置92。一或多個分離器裝置中之每一者包含分離器臂94及耦接至該等分離器臂的一或多個吸力裝置96。一或多個分離器臂94中之每一者經配置以分別在正交於拉伸方向50且大體上平行於玻璃帶之沿寬度方向的方向上朝向玻璃帶42伸展或遠離該玻璃帶縮回。換言之，平行於第5圖中所展示的X方向。此外，各分離器臂經配置以相對於旋轉軸旋轉。舉例而言，在第5圖中所展示的實施例中，展示構成兩個分離器裝置的兩個分離器臂94。各分離器臂藉由線性滑軌98及旋轉齒輪箱100耦接至托架總成72，線性滑軌98經佈置以在正交於拉伸方向50且平行於Y方向的方向上(參見第6圖)伸展或縮回分離器，且旋轉齒輪箱100經配置以使分離器臂圍繞緊鄰該分離器臂之第一末端定位的旋轉軸102(參見第6圖)旋轉。舉例而言，旋轉齒輪箱100可藉由步進馬達(未展示)驅動。各分離器臂可獨立地受控制。舉例而言，在一些實施例中，在分離器臂之間旋轉速率可為不同的，或旋轉定時可為不同的，因此分離器臂之吸力裝置不形成平面(亦即，分離器臂可用於在玻璃帶及/或玻璃片中施加扭轉，以使得玻璃帶之一個側面邊緣不平行於相反側面邊緣)。此 外，吸力裝置96可藉由第一線性滑軌104耦接至分離器臂，該等第一線性滑軌經配置以在平行於拉伸方向50，亦即平行於Z方向的方向上移動(伸展或縮回)吸力裝置。舉例而言，第6圖例示耦接至各分離器臂的複數個成對吸力裝置，其中第一線性滑軌104將各對吸力裝置耦接至各耦接臂。此外，吸力裝置96藉由第二線性滑軌106進一步耦接至分離器臂94，該等第二線性滑軌經配置以在正交於拉伸方向50，亦即平行於X方向的方向上移動(伸展或縮回)吸力裝置96。應明白的是，可佈置成其他配置。線性滑軌104及106可例如為氣動操作滑軌裝置，儘管替代驅動機構包括步進馬達驅動滑軌裝置。此外，儘管第6圖例示出成對的吸力裝置96，但吸力裝置96可單個地耦接至分離器臂94。

以下為分離循環期間藉由行進砧機48進行的且參考第7圖至第12圖說明的製程步驟之概述。

在第一步驟200中，托架總成72自位於行進砧機衝程之頂部處的起始位置向下起動，且在拉伸方向50上獲得等於或實質上等於玻璃帶速度的速度(亦即Vr Vt)。如本文所用，托架總成之「衝程」涵蓋托架總成在平行於拉伸方向50的方向上移動之總範圍。起始位置表示在玻璃分離循環期間托架總成行程之最上部範圍，且為托架總成在拉伸方向50上開始移動的點。

在下一步驟202中，且在托架總成72已在拉伸方向50上獲得等於或實質上等於玻璃帶速度的速度之後，分離器臂94在正交於拉伸方向50的第一方向(Y方向)上沿線性滑軌 98橫移，其中吸力裝置96沿邊緣部分54與玻璃帶42接合，且對吸力裝置施加真空以便玻璃帶由吸力裝置固持(例如吸緊)。

在步驟204，隨著托架總成72在拉伸方向上以等於或實質上等於玻璃帶之速度S的速度持續行進，第二線性滑軌106經致動以便提供橫跨玻璃帶寬度的平行於X方向的側向張力。為施加平行於玻璃帶之X方向(亦即寬度方向)的側向張力，第二線性滑軌106經致動以在遠離玻璃帶之方向上朝外(分別為X及-X方向)移動第二線性滑軌。然而在吸力裝置96與玻璃片完全接合時，吸力裝置於朝外的X及/或-X方向上之嘗試移動導致在平行於寬度方向的方向上施加至玻璃帶的力，而吸力裝置無顯著的實際移動。亦即，沿玻璃帶42之一個邊緣部分54定位的第一組第二線性滑軌106經致動以在X方向上移動，且沿玻璃帶42之相反邊緣部分54定位的第二組第二線性滑軌106經致動以在-X方向上移動。因此，對向力橫跨玻璃帶之寬度部分施加至玻璃帶42，該等對向力使玻璃帶在寬度方向上張緊。

在步驟206，刻劃裝置58在軌條90上移動到位，且刻劃工具經伸展以接觸玻璃帶42，隨後刻劃裝置58在X上(或-X方向上，視佈置而定)橫跨玻璃帶42之至少一部分移動，以便產生橫跨玻璃帶寬度之至少一部分的劃痕55。應注意，位於邊緣部分54內的圓緣使得在此區域中刻劃變得困難。因此，劃痕55可在圓緣之間形成。

在步驟208，啟動第一線性滑軌104以便吸力裝置96在拉伸方向(-Z方向)上向玻璃帶施加力，以使得將張力縱向地(在長度方向上)施加至玻璃帶42。

在步驟210，分離器臂94圍繞旋轉軸102旋轉，以便玻璃帶42壓靠於第一前緣構件56，由此橫跨劃痕施加張力直至橫跨該劃痕施加斷裂應力且裂紋在該劃痕處傳播，從而使玻璃片46自玻璃帶42分離。當分離之瞬時，藉由第一線性滑軌104之致動所施加的縱向力造成玻璃片46向下及遠離玻璃帶42之即刻位移(immediate displacement)δ。此位移防止分離的玻璃片與玻璃帶之新形成的自由末端之間的任何無意接觸，由此消除對玻璃片或玻璃帶的潛在損壞來源。

在步驟212，線性滑軌98在Y方向上將分離器臂94向更遠移動至轉交位置。在步驟214，分離器臂94藉由旋轉齒輪箱100旋轉，以使得玻璃片46為垂直或實質上垂直，且托架總成72於拉伸方向50上之移動停止。同時，機器人60移動機器人臂62以使得吸力裝置66與玻璃片46之「A」側接合，且向吸力裝置66施加真空以使得玻璃片46抵靠吸力裝置固持(由吸力裝置吸緊)。在步驟216，吸力裝置96脫離玻璃片之「B」側，且在正交於拉伸方向的方向上(分別為X及-X方向)移動來為下降的玻璃帶42提供空間，且分離器臂在平行於且正交於拉伸方向的第二方向(-Y方向)上移動，直至分離器臂定位於起始位置以等待下一分離循環。在步驟218，機器人60將玻璃片46轉移至下一下游製程。在步驟220，托架總成72開始在平行於但相反於拉伸方向50的方向 上(Z方向)移動。在步驟222，吸力裝置96在正交於拉伸方向的方向上(分別為X及-X方向)向內移動，以準備在下一分離循環期間與玻璃帶重新接合。在步驟224，托架總成72返回至起始位置以準備開始另一分離循環。

應明白的是，為與減少分離循環時間之預期目標保持一致，許多前述步驟儘管以順序方式提出以易於理解，但實際上可同時執行。舉例而言，分離器臂之線性及旋轉移動可同時發生。亦不應解釋為，需要上文所敘述的具體次序。此外，作為實例，且出於論辯目的而假定分離器臂之旋轉及線性移動順序地發生，旋轉可發生在線性橫移之前，或反之亦然。

根據本文所述的實施例，玻璃片彎曲及分離可由分離器裝置92於機器人60已自轉移前一片材返回之前執行。循環時間中機器人必須在行進砧機位置處耗費之部分因此得以大大減少，且行進砧機無需等待機器人執行除接合及轉移玻璃片外的動作。

自操作之前述實施例及描述應明白的是，其他實施例亦為可能的。舉例而言，在第5圖及第6圖之情形中，分離器裝置92經定位以便吸力裝置96在玻璃帶之「B」側上接觸玻璃帶42之邊緣部分54，且藉由反時針方向旋轉在朝向第一前緣構件56的方向上「拉動」玻璃帶(參考第6圖)。分離器裝置可容易加以重新配置，因此在分離器裝置92定位於玻璃帶之「B」側上時，吸力裝置在玻璃片之「A」側接合玻璃帶(其中吸力裝置支座包繞玻璃帶之邊緣。儘管機器人60因此 可在同一側(「A」側)上接合玻璃片，但吸力裝置可經由線性第二滑軌106側向移動，以使得吸力裝置不會帶來使得機器人60需要導引玻璃片予以穿過的障礙。

或者，分離器裝置92之位置可重新佈置於托架總成72上，以使得分離器裝置位於玻璃帶之「A」側上，且機器人60由此定位於玻璃帶之「B」側上。在此實施例中，不同於藉由經歷反時針旋轉在朝向第一前緣構件56的方向上「拉動」玻璃帶(參考第6圖)，分離器臂94將經歷順時針旋轉且抵靠第一前緣構件56「推動」玻璃帶。然而，儘管各種裝備配置為可能的，但該等配置皆共同地利用上文所概述的一般步驟：移動耦接至行進砧機的分離器裝置以使耦接於該分離器裝置上的吸力裝置與玻璃帶接合；藉由分離器裝置側向張緊玻璃帶；藉由分離器裝置縱向張緊玻璃帶；旋轉分離器裝置以將彎矩施加至玻璃帶，從而使玻璃片自玻璃帶分離；將玻璃片轉交至機器人，且使行進砧機(例如托架總成、分離器臂、刻劃裝置)返回至其起始位置，準備開始另一分離循環。

熟習此項技術者將明白的是，可在不脫離本揭示內容之精神及範疇的情況下對本發明做出各種修改及變化。因此，本揭示內容意欲涵蓋本文所揭示的實施例之修改及變化，前提是該等修改及變化在隨附申請專利範圍及其等效物之範疇內。

36‧‧‧凹槽

48‧‧‧行進砧機

50‧‧‧拉伸方向

56‧‧‧第一前緣構件

70‧‧‧框架

72‧‧‧托架總成

74‧‧‧行進螺桿

76‧‧‧上部框架構件

78‧‧‧下部框架構件

80‧‧‧馬達

82‧‧‧齒輪箱

84‧‧‧傳動裝置

86‧‧‧驅動軸

88‧‧‧線性滑軌

90‧‧‧軌條

92‧‧‧分離器裝置

94‧‧‧分離器臂

96‧‧‧吸力裝置

98‧‧‧線性滑軌

100‧‧‧旋轉齒輪箱

104‧‧‧第一線性滑軌/線性滑軌

106‧‧‧第二線性滑軌/線性滑軌

X、-X、Z、-Z‧‧‧方向

Claims (10)

1. 一種自一移動中玻璃帶分離出一玻璃片之方法，包含以下步驟：在一拉伸方向上以一速度S自一成形主體拉伸熔融玻璃以形成一玻璃帶；在該拉伸方向上以該速度S移動一托架總成，該托架總成包括一分離器裝置，該分離器裝置包含分離器臂及耦接至該等分離器臂的吸力裝置；將該玻璃帶與該分離器裝置接合；在該玻璃帶之一寬度方向上用該分離器裝置張緊該玻璃帶；在該玻璃帶之一長度方向上用該分離器裝置張緊該玻璃帶；用一刻劃裝置在該玻璃帶中產生一劃痕；用該分離器裝置將一彎矩施加至該玻璃帶以在該劃痕處自該玻璃帶分離出一玻璃片；將該玻璃片與一機器人接合；以及使該分離器裝置脫離該玻璃片。
2. 如請求項1所述之方法，其中將該玻璃帶與該分離器裝置接合之步驟包含以下步驟：在正交於該拉伸方向的方向上移動該分離器裝置。
3. 如請求項1所述之方法，其中在該寬度方向上張緊該玻 璃帶之步驟包含以下步驟：用耦接至該等吸力裝置的線性滑軌施加一側向力。
4. 如請求項1所述之方法，其中在該長度方向上張緊該玻璃帶之步驟包含以下步驟：在該玻璃帶之一長度方向上用耦接至該等吸力裝置的線性滑軌將一力施加至該玻璃帶。
5. 如請求項1至4中任一項所述之方法，進一步包含以下步驟：在將該玻璃片自該玻璃帶分離之後，在朝向該機器人的一方向上將該等分離器臂移動至一轉交位置。
6. 一種用於自在一拉伸方向上移動的一玻璃帶分離出一玻璃片之設備，包含：一行進砧機，包含：一托架總成，其經配置以在該拉伸方向上移動；一第一前緣構件，其耦接至該托架總成且經配置以在正交於該拉伸方向的一方向上移動；以及一分離器裝置，其用於接合該玻璃帶，該分離器裝置係耦接至該托架總成，且經配置以在正交於該拉伸方向的一方向上移動並亦圍繞一旋轉軸旋轉。
7. 如請求項6所述之設備，進一步包含耦接至該托架總成的一刻劃裝置。
8. 如請求項6或7所述之設備，其中該分離器裝置包含分離器臂，該等分離器臂進一步包含耦接至該等分離器臂的吸力裝置。
9. 如請求項8所述之設備，其中該等吸力裝置經配置以相對於該等分離器臂在至少兩個正交方向上移動。
10. 如請求項8所述之設備，其中該等吸力裝置係由線性滑軌耦接至該等分離器臂。