TWI522325B - 切割裝置 - Google Patents

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TWI522325B
TWI522325B TW101112875A TW101112875A TWI522325B TW I522325 B TWI522325 B TW I522325B TW 101112875 A TW101112875 A TW 101112875A TW 101112875 A TW101112875 A TW 101112875A TW I522325 B TWI522325 B TW I522325B
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崔漢鉉
盧光碩
文炫碩
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塔工程有限公司
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Description

切割裝置
本發明係關於一種切割裝置，特別係關於一種切割裝置，其係使一切割刀輪於玻璃基板被輸送之Y軸方向上對準之作動，能藉由一刀輪單元相對於一切割頭移動來達成，因此能避免切割裝置因本身的重量而變形或下陷。
一般來說，電漿顯示面板(Plasma Display Panels,PDP)、液晶顯示面板(Liquid Crystal Displays,LCD)、發光二極體(Light-Emitting Diode,LED)、有機電致發光面板(organic EL panels)、無機電致發光面板(inorganic EL panels)、穿透式投影面板(transparent projector panels)、反射式投影面板(reflective projector panels)等係均廣泛地用作平板顯示器(flat panel displays)。這些平板顯示器的製程係包括了切割具脆性之母玻璃基板(之後簡稱為「玻璃基板」)成固定大小。
切割玻璃基板之過程係包括一切割過程，其係利用一工具(一切割刀輪)例如鑽石之材質製成，在玻璃基板上形成一切割線；以及一破碎過程，可藉由對玻璃基板施壓、對玻璃基板提供一彎曲力矩或是藉由加熱或冷卻切割線附近產生之裂痕，達到使玻璃破碎的目的。一般來說，用於導引切割過程之裝置稱之為一劃線裝置或畫線器，而一種用於導引切割過程的裝置稱之為一切割裝置。劃線裝 置及切割裝置係能結合成一體或是分別設置。
圖1係用於舉例說明進行切割過程之一切割裝置。其切割裝置之結構係如下所述。
如圖1所述，習知技術之切割裝置1係包括一基座3、一移動塊9、一切割頭6以及一刀輪單元5。基座3係設有一導引軌道8。移動塊9係可滑動地設置在導引軌道8上。切割頭6係固設於移動塊9，並能沿基座3上之導引軌道8於縱向(Z軸)方向上移動。刀輪單元5係設置於切割頭6下方。刀輪單元5係包括一刀輪支架4，刀輪支架4係連接於切割頭6下方，一切割刀輪2可為一刀輪或鑽石尖刀，係可旋轉地設置在刀輪支架4上。
如圖2所示，一種切割設備SA係具有複數切割裝置1，切割裝置1係排列在一導引桿11上。為能正確地切割一玻璃基板15，切割裝置1必須要能在一玻璃基板15被輸送之一(Y軸)方向、一橫向(X軸)方向以及一縱向(Z軸)方向上移動，並使切割裝置1之切割刀輪2精準地對準(align)。
習知技術中，一線性馬達(未顯示)或其類似裝置係用以驅動各個切割裝置1於X軸方向上移動。一Z軸馬達1a係伴隨一傳送螺旋單元而設置，用以驅動切割裝置1於Z軸方向上移動。而驅動切割裝置1於Y軸方向上移動則係藉由一Y軸馬達(未顯示)或手動滑動之方式實施。
詳細而言，如圖3及圖4所示，各切割裝置1係藉由一導引塊13連接於導引桿11。線性馬達或相似元件係驅 動相對應之切割裝置1沿導引桿11於X軸方向上移動一預設距離，因此使切割裝置1之切割刀輪2對應X軸方向對準。Z軸馬達1a係驅動切割頭6於Z軸方向上移動一預設距離，因此能使切割裝置1之切割刀輪2能對應Z軸方向對準。另外，連接導引塊13之各切割裝置1能藉由馬達(未顯示)或手動方式於Y軸方向上相對於導引塊13滑動。藉此，各切割裝置1之切割刀輪2能於Y軸方向上對準。
特別係，於習知技術中，當切割刀輪2於Y軸方向上對準時，必須驅動整個切割裝置1，而切割裝置1係包括刀輪單元5以及切割頭6。
然而，要驅動整個相對笨重的切割裝置1係需要消耗大量的能量。且，切割裝置1本身重量造成之X軸彎曲力矩(X-axis bending moment)(Mx)可能會使切割裝置1變形，因而降低切割裝置1相對於玻璃基板的垂直度，進而大幅降低切割製成之產率。
有鑑於習知技術之各項問題，本發明之一目的係提供一種切割裝置，其係當排列於切割桿上之複數切割刀輪於一玻璃基板之輸送方向(Y軸)上進行對準時，能減少能源之消耗，同時減少切割裝置發生變形，因而能提升切割製程之精準度。
為達上述之目的，本發明所提供之切割裝置係包括一 切割頭、一刀輪單元以及一Y軸移動裝置。刀輪單元係設置於切割頭下方，Y軸移動裝置係設置於切割頭及刀輪單元之間，Y軸移動裝置係使刀輪單元能相對於切割頭在玻璃基板輸送之一(Y軸)方向上移動。
在本發明一實施例中，Y軸移動裝置包括一滑動元件以及一刀輪調整元件。滑動元件係相對於切割頭之下表面於Y軸方向上滑動。刀輪調整元件係與切割頭連接，使刀輪調整元件能於Y軸方向上移動，刀輪調整元件係於Y軸方向上移動滑動元件。
在本發明一實施例中，切割頭之一側係具有一插孔，插孔係於Y軸方向上延伸，且插孔之內圓周表面具有一內螺紋。刀輪調整元件係包括一刀輪調整體部以及一刀輪調整頭部。刀輪調整體部之一外圓周表面係具有一外螺紋，使刀輪調整體部能移動並通過插孔；刀輪調整頭部係設置於刀輪調整體部之一端，並於垂直於刀輪調整體部之縱軸方向上延伸，而當刀輪調整體部旋轉並穿進插孔時，刀輪調整頭部推動滑動元件，以調整一切割刀輪之一位置，其中切割刀輪係設置於滑動元件下方。
本發明一實施例中，刀輪調整頭部之一周圍係向下凸出於切割頭下緣，且刀輪調整頭部之一後表面係與滑動元件相對應之一側表面接觸。
本發明一實施例中，一彈性元件係連接於滑動元件相對於刀輪調整元件之一位置，對滑動元件提供一彈力，使滑動元件係偏向刀輪調整元件之刀輪調整頭部。
本發明一實施例中，複數導引凸部係分別自切割頭下表面相對的兩側向下凸出，並於Y軸方向上相互平行延伸，導引凸部係導引滑動元件於Y軸方向上移動。
本發明一實施例中，一防卸元件係將滑動元件連接於切割頭，使滑動元件係相對於切割頭之下表面滑動。
本發明一實施例中，防卸元件係為一固定裝置，其包括一固定頭部及一固定體部，防卸元件係向上固設於切割頭之下表面，使滑動元件係懸設於切割頭之下表面，且滑動元件係具有一狹孔，狹孔係於Y軸方向上延伸，其中，防卸元件係透過狹孔固設於切割頭，使滑動元件係相對於切割頭於Y軸方向上移動。
本發明一實施例中，刀輪單元係連接於滑動元件，使刀輪單元能於水平方向上旋轉。
在一實施例中，本發明之切割裝置係更包括一影像模組以及一控制模組。影像模組係蒐集刀輪單元之一位置之影像數據，並將影像數據轉換成一電子訊號。控制模組係接收影像模組之影像數據，比較影像數據與預設之一參考位置數據，再依比較數據精確計算切割刀輪所需之一位移。
影像模組係設置於切割頭。
綜上所述，本發明之一切割裝置，當各排列於導引桿之切割刀輪係在一玻璃基板之輸送方向(Y軸)上對準時，此對準作動係僅藉由刀輪單元相對於切割頭移動來達成。因此，本發明之切割裝置係能減少能量消耗，減輕裝 置本身重量造成之彎曲變形，因而能確保切割製程之精準度。
再者，本發明之切割裝置係能避免因本身重量造成之下陷，因此能維持裝置本身相對於玻璃基本之垂直度，以確保切割製程之高產率。
以下，將參照圖式針對本發明之一較佳實施例進行詳細說明。
圖5為本發明一切割裝置之示意圖。圖6係為本發明一種切割裝置之Y軸移動裝置之示意圖。圖7為本發明之一種切割裝置之Y軸移動裝置之分解示意圖。圖8為本發明之一種切割裝置之Y軸移動裝置之側視圖。圖9為本發明之一種切割裝置之切割刀輪對應Z軸方向對準之側視圖。圖10為本發明之一種切割裝置之切割刀輪對應X軸及Y軸方向對準之側視圖。
如圖5至圖8所示，本發明之切割裝置1000係包括一切割模組100、一影像模組200以及一控制模組300。
切割模組100係包括一基座140、一移動塊150以及一切割頭120。基座140係伴隨一導引軌道130而設置。移動塊150係設置於導引軌道130上，使能於沿著導引軌道130上滑動。切割頭120係固設於移動塊150上，以能沿基座140之導引軌道130於縱向方向(Z軸)上移動。
一刀輪單元110係設置於切割頭120下方。一Y軸移 動裝置500係設置於切割頭120及刀輪單元110之間，使刀輪單元110能藉由Y軸移動裝置500能於玻璃基板被輸送之Y軸方向上相對於切割頭120移動。
刀輪單元110係包括一刀輪支架113以及一切割刀輪111。其中，刀輪支架113係藉由Y軸移動裝置500設置於切割頭120下方。切割刀輪111係為一刀輪或是鑽石尖刀，連接於刀輪支架113。在一實施例中，切割刀輪111可係為一鑽石尖刀。
影像模組200係為一影像捕捉裝置，如一視攝影機或其相似裝置。詳而言之，影像模組200係設置在切割頭120之一側表面上，蒐集切割刀輪111位置之影像數據，並將影像數據轉換成一電子訊號，再將該電子訊號傳輸至控制模組300。在此，有關於控制模組300之相關說明容後再述。由於影像模組200係設置在切割頭120上，因此影像模組200係能伴隨切割頭120移動，因而不須再對捕捉之影像另行放大或縮小。
控制模組300接收影像模組200之一影像數據，將影像數據與預設之一參考位置數據進行比較，再依比較數據精確計算切割刀輪111移動所需之一位移，並傳輸至一馬達(未顯示)以驅動一刀輪單元110及一偵測裝置(未顯示)。
本發明具有上述結構之一種切割裝置，切割刀輪111係沿導引桿600對應橫向方向(X軸)對準，導引桿600係設置於垂直於玻璃基板15輸送方向之一方向(Y軸) 上。此對準作動係藉由線性移動導引器或一線性馬達等自動化地導引。
另外，切割刀輪111對應玻璃基板15被輸送之該方向(Y軸)之對準作動，係藉由Y軸移動裝置500自動化地或以手動地方式導引進行，而Y軸移動裝置500係設置於刀輪單元110及切割頭120之間。
除此之外，切割刀輪111對應方向(Z軸)之對準作動係包括使移動塊150伴隨切割頭120相對於切割模組100之基座140，沿縱向方向(Z軸)上移動，也就是，當控制模組300輸送一Z軸位置訊號至一Z軸馬達160，Z軸馬達160開始運轉，使包括一傳送螺旋單元之Z軸移動裝置係驅動移動塊150，因而使切割刀輪111於Z軸方向上移動至一預設位置。
以下將於本發明一實施例中，說明調整切割刀輪111之Y軸位置之Y軸移動裝置500。
如圖5至圖8所示，Y軸移動裝置500係包括一滑動元件510以及一刀輪調整元件520。滑動元件510係置入並緊貼於切割頭120之一下表面，並能相對於切割頭120於Y軸方向上滑動。刀輪調整元件520係可移動地置入於一插孔120a，插孔120a係形成於切割頭120側面下方處之Y軸方向上。
刀輪單元110係具有一軸承(未顯示)並設置於滑動元件510之下方，使能於水平方向上旋轉。
詳而言之，刀輪調整元件520係包括一刀輪調整體部 521以及一刀輪調整頭部522。刀輪調整體部521之一外圓周表面係具有一外螺紋，使刀輪調整體部521能被移動地穿過一內表面圓周係具有一內螺紋之插孔120a中。刀輪調整頭部522係設置於刀輪調整體部521之一端，並於垂直於刀輪調整體部521之縱軸方向上延伸。當刀輪調整體部521旋轉並穿進插孔120a時，刀輪調整頭部522會推動滑動元件510並調整設置於滑動元件510下方之切割刀輪111的位置。
為達成此目的，刀輪調整元件520之設置，較佳地，係使得刀輪調整頭部522之一周圍係向下凸出於切割頭120下緣，且刀輪調整頭部522之一後表面係與滑動元件510相對應之一側表面接觸。
在本實施例中，為導引滑動元件510於Y軸方向上相對於切割頭120移動，複數導引凸部121係分別自切割頭120下表面相對的兩側向下凸出，並於Y軸方向上相互平行延伸。
刀輪調整元件520可直接旋轉或藉由使用者手動旋轉，或替換性地，藉由一另外設置的馬達(未顯示)或一合適的電源傳遞元件如一皮帶、齒輪之類似元件等使刀輪調整元件520旋轉。
一彈性元件530連接至滑動元件510上相對於刀輪調整元件520之一位置，並對滑動元件510提供一彈力，使滑動元件510係偏向刀輪調整元件520之刀輪調整頭部522。
藉此，當刀輪調整元件520係旋轉並遠離切割頭120時，彈性元件530提供之彈力能使滑動元件510隨刀輪調整元件520移動而遠離切割頭120。
彈性元件530係包括一壓縮彈簧(compression spring)或一板狀彈簧(plate spring)。任何其他能達成壓縮彈簧或板狀彈簧所具有之功效的已知結構，均可用作彈性元件530。
滑動元件510係藉由防卸元件540可滑動地連接於切割頭120。換句話說，防卸元件540係將滑動元件510連接於切割頭120之下表面，使滑動元件510能相對於切割頭120滑動。
各防卸元件540係為一典型的固定裝置，其係包括一固定頭部541及一固定體部542。較佳地，防卸元件540係經過滑動元件510向上固設於切割頭120之下表面，使滑動元件510能懸設於切割頭120之下表面。
另外，如圖7所示，一狹孔510a係形成於滑動元件510中且係於Y軸方向上延伸。防卸元件540係穿過相對應之狹孔510a固設至切割頭120中，使滑動元件510能相對於切割頭120於Y軸方向上移動。
如圖所示，雖然四個狹孔510a係分別形成於滑動元件510分別對應的四個角落，但也可以僅設置2個或3個狹孔，只要能提供充足之接合力即可。
固定孔120b係對應狹孔510a位置形成於切割頭120之下表面。防卸元件540係分別固設至固定孔120b中。
為導引切割刀輪111進行Y軸之對準作動時，防卸元件540係稍微鬆卸，換句話說，原先係緊貼著切割頭120下表面之滑動元件510之上表面，將移離切割頭120下表面一小段距離。隨後藉由刀輪調整元件520之作動，滑動元件510移動至於Y軸方向上之一理想位置。接著，防卸元件540再度繫緊固定，完成切割刀輪111之Y軸之對準作動。
如此一來，排列在導引桿600上的各切割裝置1000，其切割刀輪111之對準作動，可僅藉由利用Y軸移動裝置500於Y軸方向上移動刀輪單元110來達成。
因此，本發明能改善習知技術中的各項問題，包括切割刀輪整體移動時，其本身之重量及力矩所導致裝置之變形(下陷)。再者，本發明能維持裝置之堅固度，因而確實加強了裝置對應玻璃基板之垂直度。
本發明之Y軸移動裝置500可更包括一馬達及一電源傳遞元件(未顯示)，電源傳遞元件係用以依據切割刀輪111之位置數據將刀輪調整元件520旋轉一預設角度，其中切割刀輪111之位置數據係自影像模組200輸送至控制模組300。
利用影像模組200及控制模組300僅為眾多較佳實施例之一。舉例來說，若藉由手動方式來確定切割刀輪111之Y軸位置及移動刀輪單元110至參考位置，則可省略使用影像模組200及控制模組300。
以下將詳細描述本發明之切割裝置之切割刀輪之對 準作動。
首先，操作者係測量各切割模組100之切割刀輪111之初始位置。
為達上述目的，影像模組200係捕捉切割刀輪111位置之影像，並輸送該影像數據至控制模組300。
控制單元300係接收影像模組200之初始位置之影像位置，並將此影像數據與預設之參考位置數據進行比較，以及計算切割刀輪111要在X軸、Y軸以及Z軸方向上移動之位移。
若有需要，監測裝置輸出切割刀輪111初始位置之影像數據、參考位置數據以及經計算之位移。
特別係，Y軸移動裝置500之刀輪調整元件520係基於切割刀輪111在Y軸上之所需位移來移動滑動元件510，藉此使切割刀輪111對應Y軸方向對準。
當操作者以手動方式操作刀輪調整元件520，操作者可藉由觀看偵測裝置或利用一數值進行操作，而該數值係對應經計算出所需之Y軸位移，並經一分別設置之距離感測器數據化而得。
另一方面，刀輪調整元件520在此情況下係自動化控制的，控制單元300以計算所需之Y軸位移來操控馬達，使馬達的電能藉由電源傳遞元件輸送至刀輪調整元件520，以調整切割刀輪111之對準位置。
控制模組300同時也依據預設的Z軸參考位置，控制切割模組100之Z軸馬達160，使切割頭120於Z軸方向 上移動，以調整切割刀輪111之對準位置。
再者，控制模組300依據影像模組200所捕捉之影像之數據以及X軸參考位置之數據，於X軸方向上沿著導引桿600來移動切割模組100，以調整切割刀輪111之對準位置。
切割刀輪111對應X軸、Y軸以及Z軸方向上對準之順序並非限制性的。
如此，當各個排列在導引桿600上之切割刀輪111精準地調整好其對準位置後，控制模組300輸送一訊號至切割裝置1000，以使切割刀輪111於玻璃基板15上形成一切割線SL。
如上所述，本發明之切割裝置1000當利用影像模組200讀取切割刀輪111的確切的位置數據後，欲執行切割刀輪111之對準作動僅須依據所讀取之位置數據，使刀輪單元110相對於切割頭120於Y軸方向上移動。因此，本發明之切割裝置係能避免裝置因其本身之重量及力矩而造成之變形或下陷，進而確保切割製程之精準度。
以上所述僅為舉例性，而非為限制性者。任何未脫離本發明之精神與範疇，而對其進行之等效修改或變更，均應包含於後附之申請專利範圍中。
1、1000‧‧‧切割裝置
100‧‧‧切割模組
1a、160‧‧‧Z軸馬達
11、600‧‧‧導引桿
110、5‧‧‧刀輪單元
111、2‧‧‧切割刀輪
113、4‧‧‧刀輪支架
120、6‧‧‧切割頭
120a‧‧‧插孔
120b‧‧‧固定孔
121‧‧‧導引凸部
13‧‧‧導引塊
130、8‧‧‧導引軌道
140、3‧‧‧基座
15‧‧‧玻璃基板
150、9‧‧‧移動塊
200‧‧‧影像模組
300‧‧‧控制模組
500‧‧‧Y軸移動裝置
510‧‧‧滑動元件
510a‧‧‧狹孔
520‧‧‧刀輪調整元件
521‧‧‧刀輪調整體部
522‧‧‧刀輪調整頭部
530‧‧‧彈性元件
540‧‧‧防卸元件
541‧‧‧固定頭部
542‧‧‧固定體部
SA‧‧‧切割設備
圖1為習知技術之一種切割裝置之示意圖；圖2為一種具有複數切割裝置之切割單元之示意圖； 圖3為習知技術之一種切割裝置之一切割刀輪對應Z軸方向對準之側視圖；圖4為習知技術之一種切割裝置之切割刀輪對應X軸及Y軸方向對準之底視圖；圖5為本發明一種切割裝置之示意圖；圖6為本發明一種切割裝置之Y軸移動裝置之示意圖；圖7為本發明之一種切割裝置之Y軸移動裝置之分解示意圖；圖8為本發明之一種切割裝置之Y軸移動裝置之側視圖；圖9為本發明之一種切割裝置之切割刀輪對應Z軸方向對準之側視圖；以及圖10為本發明之一種切割裝置之切割刀輪對應X軸及Y軸方向對準之側視圖。
100‧‧‧切割模組
1000‧‧‧切割裝置
110‧‧‧刀輪單元
111‧‧‧切割刀輪
113‧‧‧刀輪支架
120‧‧‧切割頭
121‧‧‧導引凸部
130‧‧‧導引軌道
140‧‧‧基座
150‧‧‧移動塊
160‧‧‧Z軸馬達
200‧‧‧影像模組
510‧‧‧滑動元件
520‧‧‧刀輪調整元件

Claims (9)

  1. 一種切割裝置，包括：一切割頭，其中該切割頭之一側係具有一插孔，該插孔之內圓周表面具有一內螺紋；一刀輪單元，設置於該切割頭下方；以及一Y軸移動裝置，設置於該切割頭及該刀輪單元之間，該Y軸移動裝置使該刀輪單元能相對於該切割頭在一(Y軸)方向上移動，一玻璃基板係沿該Y軸方向輸送，該插孔係於該Y軸方向上延伸，其中該Y軸移動裝置包括：一滑動元件，相對於該切割頭之下表面於該Y軸方向上滑動；以及一刀輪調整元件，其係與該切割頭連接，使該刀輪調整元件能於該Y軸方向上移動，該刀輪調整元件係於該Y軸方向上移動該滑動元件，該刀輪調整元件包括：一刀輪調整體部，其一外圓周表面係具有一外螺紋，使該刀輪調整體部能移動通過該插孔；以及一刀輪調整頭部，其係設置於該刀輪調整體部之一端，並於垂直於該刀輪調整體部之縱軸方向上延伸，因而，當該刀輪調整體部旋轉並穿進該插孔時，該刀輪調整頭部推動該滑動元件，以調整一切割刀輪之一位置，其中該切割刀輪係設置於該滑動元 件下方。
  2. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中該刀輪調整頭部之一周圍係向下凸出於該切割頭下緣，且該刀輪調整頭部之一後表面係與該滑動元件相對應之一側表面接觸。
  3. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中一彈性元件係連接於該滑動元件之相對於該刀輪調整元件之一位置，對該滑動元件提供一彈力，使該滑動元件係偏向該刀輪調整元件之該刀輪調整頭部。
  4. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中複數導引凸部係分別自該切割頭下表面相對的兩側向下凸出，並於該Y軸方向上相互平行延伸，該些導引凸部係導引該滑動元件於該Y軸方向上移動。
  5. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中一防卸元件係將該滑動元件連接於該切割頭，使該滑動元件係相對於該切割頭之下表面滑動。
  6. 如申請專利範圍第5項所述之切割裝置，其中該防卸元件係為一固定裝置，包括一固定頭部及一固定體部，該防卸元件係向上固設於該切割頭之下表面，使該滑動元件係懸設於該切割頭之下表面，且該滑動元件係具有一狹孔，該狹孔係於該Y軸方向上延伸，其中，該防卸元件係透過該狹孔固設於該切割頭，使該滑動元件係相對於該切割頭於該Y軸方向上移動。
  7. 如申請專利範圍第1項所述之切割裝置，其中該刀輪 單元係連接於該滑動元件，使該刀輪單元能於水平方向上旋轉。
  8. 如申請專利範圍第1至第7項所述之切割裝置，更包括：一影像模組，其係蒐集該刀輪單元之一位置之影像數據，並將該影像數據轉換成一電子訊號；以及一控制模組，其係接收該影像模組之該影像數據，比較該影像數據與預設之一參考位置數據，再依比較數據精確計算該切割刀輪所需之一位移。
  9. 如申請專利範圍第8項所述之切割裝置，其中該影像模組係設置於該切割頭。
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