TWI811249B - 用於加工玻璃窗格的方法 - Google Patents
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Abstract
用於加工玻璃窗格的方法,其中,使用至少一研磨工具加工該玻璃窗格的邊緣,其中使該玻璃窗格與用一馬達設定旋轉的該研磨工具彼此相對運動,該方法包括一方法步驟,其中,沿著正被加工之該邊緣的至少一段,偵測隨著用來驅動該研磨工具之該馬達之耗電量而改變的一變數,且評估該變數以判定該玻璃窗格相對於一目標位置的偏移。
Description
本發明係有關於一種用於加工玻璃窗格的方法,其中使用至少一研磨工具加工玻璃窗格的邊緣,其中使玻璃窗格與研磨工具彼此相對運動。
例如,此一方法從本案申請人的歐洲專利申請案第EP 0 255 476 A1號得知。在製造要有預定形狀的玻璃窗格時,研磨邊緣用來得到確切的所欲最終尺寸及/或使邊緣有所欲輪廓(例如,有角度或圓形)。為了使得精確研磨可處處均勻地加工邊緣,需要關於玻璃窗格或其邊緣相對於研磨工具之位置的對應準確資訊。例如,當裝置要用來研磨新窗格形狀且因而必須重新組配時,此資訊可能不太精確。在組配後也有可能發生例如由溫度起伏引起的裝置長度改變,使得在加工期間,玻璃窗格不再確切地處於裝置所採用的位置。
日本專利申請案第JP 2007 136632 A號描述一種用兩個研磨輪研磨玻璃板之平行縱側的方法。在驅動馬達中流動的電流以兩種波形的形式顯示於顯示裝置上。未有人提供辦法以改正上述由玻璃窗格位置之不準確資訊引起加工不準確的問題。
本發明的目標是要提供一種允許精確加工玻璃窗格之邊緣的方法。
達成此目標的一種方法界定於請求項1。其他請求項陳述該方法的較佳實施例,一種用該方法可實行的裝置,一種電腦程式,與一種資料載體。
判定玻璃窗格相對於目標位置(亦即,所欲位置)的偏移可藉由偵測及評估隨著用來驅動研磨工具之馬達的耗電量而改變的變數。這使得有可能修正可能偏移以及精確地研磨玻璃窗格。例如,馬達的電流可用作此一變數。此外,簡化用於加工新玻璃窗格形狀之裝置的組配,且可監控連續生產以確保研磨邊緣具有所欲品質。
本發明的方法允許精確加工有任何形狀的玻璃窗格,不僅是矩形形狀,也可加工任何形狀,亦即,有由筆直及/或弧形區段構成之外形的形狀。
待加工玻璃窗格例如可放在支架上以界定實際位置。後者可能偏離目標位置有一偏移。該偏移可視為在由玻璃窗格背面界定之平面P中的位移。該位移可為線性位移及/或旋轉位移。在加工期間,玻璃窗格與至少一研磨工具可在平面P中彼此相對運動。
該玻璃窗格的偏移可由下列參數中之一或多個界定:
‧ 沿著第一線性軸的平移,
‧ 沿著第二線性軸的平移,
‧ 繞著旋轉軸的旋轉。
滿足下列條件中之至少一者為較佳:
‧ 第一線性軸在平面P中延伸,
‧ 第二線性軸在平面P中延伸,
‧ 第一及第二線性軸配置成彼此有一角度,配置成互相橫切為較佳地,彼此垂直為最佳,
‧ 旋轉軸與平面P垂直地延伸。
較佳地,在該方法中判定上述3個參數(沿著第一/第二線性軸的平移,繞著旋轉軸的旋轉)中之至少一者係藉由偵測及評估隨著用來驅動研磨工具之馬達之耗電量而改變的變數。為了改善加工玻璃窗格的精確度,不需要判定所有該等參數。這在一或多個參數比另一個較沒有主導性時可如此。例如,實際及目標位置之間的旋轉可能很小因此可忽略,及/或實際及目標位置之間的平移可能有在特定軸比在另一軸大的傾向。
偏移用長度單位及/或角度單位判定為較佳。例如,這可用校準測量達成。
偏移的判定藉由由控制器執行的計算為較佳。後者可設有組配為可計算偏移的程式。該等計算可包括將數學模式擬合至變數的偵測曲線值,平均變數偵測值中之至少一些,考量從校準測量得到的數值、等等。
後續加工循環考量到判定偏移為較佳。在後續循環中,可加工同一個玻璃窗格至少一次以上,及/或可加工另一玻璃窗格。
較佳地,基於判定偏移,來決定將玻璃窗格實際位置調整到目標位置的修正。後續加工循環可考量該修正。
使用一或多個研磨工具加工玻璃窗格的全部周邊邊緣為較佳。
圖1示意圖示用於加工玻璃窗格邊緣的裝置。(該邊緣為在窗格的頂面、底面之間的外周邊區)。該裝置包括玻璃窗格在加工期間擱在其上的支架9,可用例如轉軸馬達之電動馬達設定旋轉的研磨工具10,與控制器15。例如,非同步馬達或同步馬達適合用作電動馬達。例如,研磨工具10被設計成為一件或多件式研磨盤。
支架9與研磨工具10彼此可相對運動藉此可研磨玻璃窗格的邊緣。這可用各種方式達成,例如如下:
‧ 支架9靜止且研磨工具10可繞著玻璃窗格的邊緣運動。
‧ 研磨工具10靜止且支架9可運動使得玻璃窗格的邊緣可移動通過研磨工具。
‧ 支架9與研磨工具10可運動,例如其中支架9可繞著旋轉中心旋轉且研磨工具10可沿著線性軸來回移動,或其中支架9可沿著第一線性軸來回移動且研磨工具10可沿著第二線性軸來回移動,其中,這兩軸例如以直角互相橫切。
為了使支架9及/或研磨工具10運動,提供對應合適的驅動器與視需要的導件。用該驅動器例如透過路徑控制來輸送研磨工具10。研磨工具10隨後遵循固定的預定義路徑。也可想到用某些其他方式來輸送研磨工具,例如透過力控制或透過路徑控制與力控制。
圖2舉例圖示一裝置,其具有可繞著以雙箭頭8a圖示之旋轉中心旋轉的轉盤8,與可沿著線性軸來回移動的研磨工具10,如雙箭頭10a所示。轉盤8包括形式為一或多個抽吸單元的支架9,玻璃窗格在加工期間擱在其上,且用它來固持玻璃窗格。圖2也圖示控制器15與用於驅動研磨工具10的電動馬達11。研磨工具和電動馬達11一起位在可沿著作為導件之軌道13移位的匣體12上。
回到圖1,也圖示處於實際位置的玻璃窗格1'。在組配用於加工新玻璃窗格形狀的裝置期間,控制器15有關於玻璃窗格1'之所欲形狀的資訊,但是不一定知道玻璃窗格的確切位置。圖1的玻璃窗格1表示它的目標位置,根據它,控制器15判定支架9及/或研磨工具10的運動藉此會在目標位置研磨玻璃窗格邊緣1a。在圖1顯而易見,實際位置與目標位置彼此相對偏移。該偏移起因於在平面中的位移及/或在平面中的旋轉。在圖1中,例如x軸與y軸定義規定玻璃窗格邊緣1a之目標位置的座標系統,同時x'軸與y'軸定義提供玻璃窗格邊緣1a'之實際位置的座標系統。x'-y'座標系統相對於x-y座標系統有一位移向量與一旋轉角度α。
在理想的情形下,亦即,當實際位置與目標位置相同時,電動馬達11在驅動研磨工具10時的耗電量只是數個預定義製程參數的函數,例如窗格形狀、研磨速度、輸送等等。在沿著實質筆直路徑研磨期間,例如,耗電量實質不變。本案發明人此時已發現,偏移導致耗電量的對應變化。因此,藉由偵測及評估對應至耗電量的變數得出關於偏移的結論。例如,電動馬達11用於驅動研磨工具10所需的電流可用作反映耗電量的變數。控制器15用來控制支架9及/或研磨工具10的運動和電動馬達11。控制器15設有用於評估偵測變數的適當程式。在運作期間,對於支架9及/或研磨工具10的特定位置,偵測電動馬達11的電流值及/或隨著耗電量而改變的某個其他變數。在圖2的變體中,除了電流以外,記錄例如單位為角度的轉盤8旋轉位置,研磨工具10在線性軸上的位置,以及例如力控制型輸送的視需要其他參數。
在以下的說明中,例如電流用來作為待偵測變數。可想到使用某些其他電性變數,例如電壓或電流與電壓的組合。
圖3圖示偵得電流曲線I的實施例。縱座標為例如單位為安培的電流,且橫座標上的數值對應至在玻璃窗格1a之周圍上的位置。在運作期間,周而復始地偵測位置移動後的電流值。這產生N個測量值。(在圖3的實施例中,這對應至大約450個測量值。當然,N也可不同)。
為了評估電流曲線I,在第一步驟處理該等測量值。在圖3顯而易見,可能發生數次電流驟降(current dip)。在此情形下,在測量開始及結束時的電流驟降起源於研磨運作的路徑計畫。在研磨工具10仍然移向或遠離玻璃窗格1'時,測量以記錄數值開始。可判定實際研磨運作的開始及結束點,例如,藉由取得第一個N1與最後一個N2測量值(例如,N1=N2=50或某一其他值),且基於支架9及研磨工具10的位置值,確定對應x及y坐標且拿它們互相比較。測量的指定開始及結束點在彼等有最小間隔的兩個數值之間。所有先前及後續的測量值不再使用於隨後用於判定偏移的步驟。不過,從省略的測量值可判定研磨工具10在閒置模式時(亦即,在不與玻璃窗格1'接觸下)所需的電流。
在圖3的第一及最後一個電流驟降之間的其他四個電流驟降起源於玻璃窗格1'的選定形狀。在此情形下,玻璃窗格有根據圖1的形狀;亦即,它有由外半徑界定的四個圓化邊角。以俯視方式觀看玻璃窗格1',邊緣延伸方向在邊角處的變化超過預定義角度值,例如45度以上。在各種情形下,當研磨工具10在方向有此變化期間研磨時,它有小支承表面,使得幾乎沒有玻璃移除效果且電流明顯下落。對比之下,作為兩個位置值在定義時段期間之差的計算研磨速度在指定方向變化期間以互補的方式表現;亦即,它在電流驟降期間大幅增加。在圖4中,對應至圖3電流曲線I的研磨速度v以每單位時間的長度單位圖示(在此情形下,毫米/20毫秒)。圖4的下曲線圖示研磨速度v的導數v'。
該程式例如使用轉軸電流I與研磨速度v的比用於濾掉前述其他電流驟降。在圖4顯而易見,在有指定方向變化之位置處的導數v'有正、負異常值。導數v'值高於或低於預定義極限值(例如,圖4實施例為±0.25)的電流測量值被宣稱為電流驟降,且省略用於進一步的評估,或例如以將彼等設定為偵測電流平均值的方式調整。
在處理電流測量值後,可判定偏移。如以上在說明圖1時所述,偏移可用3個參數界定:兩個參數用於在平面中的線性位移(例如,位移向量的x、y值),以及一個參數用於在平面中的旋轉α。可想到用於從眾多電流測量值來判定偏移的各種方法,例如用擬合至測量曲線、疊代法等等的數學模式。
對於圖2的裝置,例如,可想到以下程序:由於幾何之緣故,一點與轉盤8旋轉中心的距離越大,此點的位移越遠。可用x、y坐標的數值界定玻璃窗格邊緣1a在目標位置的方向。基於這些數值,在各種情形下,加權函數的判定係藉由形成導數以及常態化至±1。圖5(a)及圖5(b)在矩形玻璃窗格1之情形下圖示用於x、y方向的此一加權函數實施例。在此,在各種情形下,矩形的一邊沒有作用,然而另一邊有最大作用。
圖5(c)圖示角度加權函數,得到它係藉由基於玻璃窗格邊緣1a之x、y坐標的指定數值來形成向量絕對值的導數。在根據圖5(c)的實施例中,在各種情形下,在矩形邊角的作用最大。在各種情形下,在矩形側邊中心的作用等於零,因為該向量隨後被定向成相對於該邊有90度。
電流測量值I係減去平均全部測量值的電流值且乘以x、y方向的加權函數。例如,從圖5(a)及圖5(b)得到圖示於圖6(a)及圖6(b)的曲線。藉由平均該等數值,得到x、y方向的偏移,單位為安培/測量值。在根據圖6(a)及圖6(b)的實施例中,x方向的偏移為零,且y方向的偏移大約對應至0.13安培/測量值。
為了防止角度偏移的計算不準確,根據判定x、y偏移修正減去平均值的電流測量值,且隨後乘以角度加權函數。例如,圖6(c)的曲線用此程序從圖5(c)求得。藉由平均該等數值,得到角度偏移。在圖6(c)的實施例中,此角度偏移大約對應至0.025安培/測量值。
有可能用校準測量值將偏移值轉換為長度單位或角度單位,例如,在以預定義玻璃厚度及研磨速度和預定義偏移值偵測電動馬達11的電流時。校準測量值可藉由研磨單一玻璃窗格多次或透過研磨多個玻璃窗格來產生。視需要丟掉該玻璃窗格,且偏移的判定值使用於將會被加工的後續玻璃窗格。
在一具體實施例中,研磨玻璃窗格1'兩次:在第一輪,不把窗格1'研磨到最終尺寸,反而讓殘餘邊緣有預定義寬度b,例如b=0.25毫米或某一其他適當值。在第二輪移除殘餘邊緣。基於第二輪,為了移除寬度b而消耗的電流因而為已知。校準值(例如,線性偏移的單位為安培/毫米)的判定可藉由平均第二輪的電流值,減去閒置模式的電流值,且將結果除2,因為根據圖5(a)、圖5(b),此處的常態化在–1、+1之間延伸。
基於第一輪的電流曲線,可判定單位為安培的偏移,且利用校準值,可轉換為毫米或度的單位。
在此所述有兩個研磨運作的程序主要有以下優點:程式對於任何給定窗格形狀本身能夠校準,而不需要關於窗格厚度或研磨速度的資訊。
此外,本案發明人已發現,第二輪的電流曲線可用來判決玻璃窗格是否已被徹底研磨,亦即,沒有未加工及/或只被部份加工的位置。偏移的電流值對於未被徹底研磨的窗格是相對大的。如果超過預定義閥值,則不認為玻璃窗格被徹底研磨,且會重新加工或丟掉。
圖7總結以上所解釋的各種方法步驟:
步驟100:開始研磨以便組配裝置使得可連續地研磨玻璃窗格而無偏移。
步驟101:在第一輪研磨玻璃窗格直到殘餘邊緣。
步驟102:在第二輪移除有預定義寬度的殘餘邊緣。
步驟103:程式判定物理單位的偏移與對應修正值以便補償圖1中之x'-y'座標系統及x-y座標系統之間的位移及/或旋轉。
步驟104:程式檢查玻璃窗格是否被徹底研磨。如果不是,接著做:
步驟105,在此丟掉該玻璃窗格,且根據步驟102使用判定修正值研磨新的玻璃窗格到最終尺寸。
步驟106:使用者另外檢查該玻璃窗格是否被徹底研磨。此步驟為視需要且可省略。
步驟107:裝置此時被組配且開始研磨複數個玻璃窗格的連續生產。
電流I的偵測及評估不僅可用於組配裝置,也可用於監視及/或連續調整連續生產。在連續生產時,可判定例如每個玻璃窗格的偏移,且例如偏移的一半可用作下一個玻璃窗格的修正值。
也可想到監視電流I隨著時間的變化。這應實質對應至在組配裝置後從而在不存在偏移時產生的時間變化。如果在研磨玻璃窗格期間不再出現此情形,設施的校準不再正確,且可重新組配,例如,經由根據圖7的順序。
描述於此的措施在許多方面可用來研磨玻璃窗格的邊緣,特別是車窗玻璃與監視器及/或顯示器的玻璃窗格。可想到要加以研磨的任何給定邊緣輪廓:矩形,斜角、C形、圓化邊緣、階式切割等等。偵測及評估隨著馬達耗電量而改變的變數主要有以下優點:絕對不需要裝設判定偏移的額外感測器。
該裝置可組配為可在監視器上顯示關於變數之偵測值的資訊,例如偵測電流、判定偏移、計算修正及/或其他參數。
不需要為了判定偏移而偵測及/或評估玻璃窗格邊緣上的所有變數值。此外,只在研磨路徑之一部份上的變數值足以代表能判定有3個參數中之最大值的偏移的測量點。
該方法也可應用於使用一個以上之研磨工具來研磨的裝置,例如有互相偏移之馬達的兩個或多個研磨工具。各研磨工具視需要可只加工一段邊緣。利用描述於此的方法,例如可判定各研磨工具的修正值,且隨後可設定平均修正值。
1‧‧‧目標位置
1'‧‧‧玻璃窗格
1a、1a'‧‧‧玻璃窗格邊緣
8‧‧‧轉盤
8a‧‧‧雙箭頭
9‧‧‧支架
10‧‧‧研磨工具
10a‧‧‧雙箭頭
11‧‧‧電動馬達
12‧‧‧匣體
13‧‧‧軌道
15‧‧‧控制器
100-107‧‧‧步驟‧‧‧向量
α‧‧‧角度
I‧‧‧電流曲線
v‧‧‧研磨速度
以下基於參考下列附圖的數個示範具體實施例來解釋本發明:
圖1示意圖示用於加工玻璃窗格的裝置,
圖2的透視圖圖示用於加工玻璃窗格之裝置的示範具體實施例,
圖3例示用於驅動研磨工具之馬達所需的電流值,其係隨著研磨工具在玻璃窗格邊緣上的位置而改變,
圖4圖示對應至圖3曲線的研磨速度及其導數,
圖5例示矩形玻璃窗格形狀在x方向(圖5(a)))、y方向(圖5(b))及旋轉方向(圖5(c))的加權函數,
圖6例示藉由應用圖5加權函數而在x方向(圖6(a))、y方向(圖6(b))及旋轉方向(圖6(c))得到的電流值,與
圖7示意圖示用於組配供連續生產之裝置的方法順序。
1‧‧‧目標位置
1'‧‧‧玻璃窗格
1a、1a'‧‧‧玻璃窗格邊緣
9‧‧‧支架
10‧‧‧研磨工具
15‧‧‧控制器
α‧‧‧角度
Claims (12)
- 一種用於加工玻璃窗格的方法,其中,使用至少一研磨工具加工該玻璃窗格的邊緣,其中使該玻璃窗格與用一馬達設定旋轉的該研磨工具彼此相對運動,其中沿著被加工之該邊緣的至少一段,偵測隨著用來驅動該研磨工具之該馬達之耗電量而改變的一變數,其特徵在於評估該變數以判定該玻璃窗格相對於一目標位置的一偏移,其中該玻璃窗格的該偏移由下列參數中之一或多個界定:沿著一第一線性軸的一平移,沿著一第二線性軸的一平移,繞著一旋轉軸的一旋轉。
- 如請求項1之方法,其中,該邊緣的加工有兩輪,其中,該變數在第二輪偵得的數值用來校準在第一輪判定的偏移。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,執行下列評估步驟中之至少一者:判定該變數在該轉動之研磨工具不與該邊緣接觸之狀態下的數值;以俯視方式觀看該玻璃窗格,將該變數在邊緣延伸方向之一段上所產生、且變化超過一預定義角度值的數值予以評估省略或調整; 基於預定義玻璃窗格形狀,界定至少一加權函數而其應用於該變數之偵測值以得到在至少一方向之該偏移。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,判定一修正,其係相對調整該玻璃窗格之該目標位置及該實際位置且在下一個玻璃窗格的加工期間納入考量,其中,執行此程序直到該變數的偵測值都在一預定義容限範圍內。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,隨後加工複數個玻璃窗格,且在各種情形下,檢查該變數的偵測值是否都在一預定義容限範圍內。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,該玻璃窗格與該研磨工具的相對運動在只有該玻璃窗格或只有該研磨工具運動或兩者運動時發生,在該研磨工具沿著一線性軸移動時,最好使該玻璃窗格旋轉及/或沿著一線性軸移動。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,藉由判定該變數的偵測值是否低於一預定義閥值,來檢查該玻璃窗格是否沒有未加工及/或只被部份加工的位置,且若狀況為否,則該玻璃窗格沒有被徹底研磨的資訊與該玻璃窗格關聯。
- 如請求項1至2中之任一項所述的方法,其中,該偵測變數為一電性變數,對應至用來驅動該研磨工具之該馬達所消耗的電流為較佳。
- 一種用於加工玻璃窗格的裝置,用它可 執行如請求項1至8中之任一項的方法,其中,該裝置具有一支架、至少一研磨工具及一控制器,該支架用於該玻璃窗格,該至少一研磨工具用於加工該玻璃窗格之該邊緣且可用一馬達設定旋轉,且該控制器用於偵測及評估一變數而其隨著用來驅動該研磨工具之該馬達之耗電量而改變,其中,該支架與該研磨工具經配置成彼此可相對運動以便加工該邊緣,且其中,該控制器設有一程式而其在被執行時允許執行該方法。
- 如請求項9之裝置,其包括一監視器,該監視器在運作期間於其上顯示了關於該變數之偵測值、計算偏移及/或用於相對調整該目標位置與實際位置之一計算修正的資訊。
- 一種電腦程式,其特徵在於:當在如請求項9或10的裝置上執行該電腦程式時,執行如請求項1至8中之任一項的方法。
- 一種資料載體,如請求項11的電腦程式係儲存於其上。
Applications Claiming Priority (3)
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