TWI827818B - 玻璃板的端面加工裝置以及玻璃板的製造方法 - Google Patents

玻璃板的端面加工裝置以及玻璃板的製造方法 Download PDF

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Abstract

端面加工裝置1包括：可擺動的臂構件4，支持磨石2；伺服馬達5，產生供磨石2按壓玻璃板G的端面E的驅動力；以及連桿機構6，將伺服馬達5的驅動力傳遞至臂構件4。連桿機構6包括：第一連桿構件6a，可藉由伺服馬達5而擺動；以及第二連桿構件6b，可擺動地分別連結於臂構件4及第一連桿構件6a。端面加工裝置1構成為，在磨石2與玻璃板G的端面E接觸的狀態下，第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar與第二連桿構件6b的長邊方向B所成的角θ1，大於臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr與第二連桿構件6b的長邊方向B所成的角θ2。

Description

玻璃板的端面加工裝置以及玻璃板的製造方法
本發明是有關於一種玻璃板的端面加工裝置以及玻璃板的製造方法。
近年來，為了滿足對液晶顯示器等的生產效率的改善要求，對用於所述顯示器等的玻璃基板的製造效率的改善要求正提高。此處，在玻璃基板的製造中，進行自大型的玻璃原板（成形原板）切出一片或多片玻璃基板的操作。藉此，可獲取所需尺寸的玻璃基板。
另一方面，自玻璃原板切出的玻璃基板的端面通常為切斷面或折斷面，因此多存在微小的劃痕（缺陷）。若玻璃基板的端面存在劃痕，則會自該劃痕產生破裂等，因此，為了防止此現象，對玻璃基板的端面實施磨削加工（粗加工）與研磨加工（精加工）。
作為於此種端面加工中使用的玻璃板的端面加工裝置，例如在專利文獻1中揭示了一種被稱作所謂的定壓式的端面加工裝置，包括：可擺動的臂構件，支持加工工具；以及致動器（actuator）（按壓力產生裝置），產生自加工工具經由該臂構件而作用於玻璃板的端面的按壓力。 [現有技術文獻] [專利文獻]
專利文獻1：國際公開第2013/187400號
[發明所欲解決之課題] 定壓式的端面加工裝置中，根據磨石的種類或玻璃的種類等加工條件，加工工具對玻璃板的端面的按壓力有時會不足，此時，玻璃板的端面的加工品質將下降。例如在使用研磨用磨石的情況下，必須將加工工具強力按壓至玻璃板，因此按壓力不足而加工品質易下降。
本發明的課題在於，藉由確保加工工具對玻璃板的端面的按壓力，從而良好地維持玻璃板的端面的加工品質。 [解決課題之手段]
為了解決所述課題而創作的本發明是一種玻璃板的端面加工裝置，利用加工工具來加工玻璃板的端面，所述玻璃板的端面加工裝置的特徵在於包括：能夠擺動的臂構件，支持加工工具；致動器，產生供加工工具按壓玻璃板的端面的驅動力；以及連桿機構，將致動器的驅動力傳遞至臂構件，連桿機構包括：第一連桿構件，能夠藉由致動器而擺動；以及第二連桿構件，能夠擺動地分別連結於臂構件及第一連桿構件，且構成為，在加工工具與玻璃板的端面接觸的狀態下，第一連桿構件的長邊方向的正交方向與第二連桿構件的長邊方向所成的角，大於臂構件的長邊方向的正交方向與第二連桿構件的長邊方向所成的角。
根據所述構成，當致動器使加工工具朝按抵至玻璃板的端面的方向移動時，作用於被第二連桿構件推動的臂構件的力中的、作用於臂構件的擺動方向的力的成分的大小，大於藉由致動器而擺動的第一連桿構件推動第二連桿構件的力的大小。即，藉由利用連桿機構來放大致動器的驅動力，從而可加大加工工具對玻璃板的端面的按壓力，因此可良好地維持玻璃板的端面的加工品質。
所述構成中，較佳為，加工工具為研磨用的磨石。
一般而言，與磨削用的磨石相比，研磨用的磨石必須加大對玻璃板的端面按壓的按壓力。若如本發明般設為可加大加工工具按壓玻璃板的端面的按壓力的構成，則即便是研磨用的磨石，亦容易確保所需的按壓力。
為了解決所述課題而創作的本發明是一種玻璃板的製造方法，包括端面加工步驟，所述端面加工步驟是藉由端面加工裝置而利用加工工具來加工玻璃板的端面，所述玻璃板的製造方法的特徵在於，端面加工裝置包括：能夠擺動的臂構件，支持加工工具；致動器，產生供加工工具按壓玻璃板的端面的驅動力；以及連桿機構，將致動器的驅動力傳遞至臂構件，連桿機構包括：第一連桿構件，能夠藉由致動器而擺動；以及第二連桿構件，能夠擺動地分別連結於臂構件及第一連桿構件，在端面加工步驟中，在加工工具與玻璃板的端面接觸的狀態下，第一連桿構件的長邊方向的正交方向與第二連桿構件的長邊方向所成的角，大於臂構件的長邊方向的正交方向與第二連桿構件的長邊方向所成的角。
若如此，則基於與所述構成同樣的理由，即使在致動器的驅動力小的情況下，亦可在端面加工步驟中加大加工工具按壓玻璃板的端面的按壓力，從而可良好地維持玻璃板的端面的加工品質。 [發明的效果]
根據本發明，藉由確保加工工具對玻璃板的端面的按壓力，從而可良好地維持玻璃板的端面的加工品質。
以下，一邊參照圖式，一邊說明本發明的實施形態。
如圖1所示，端面加工裝置1包括：馬達3，驅動作為加工工具的磨石2旋轉；臂構件4，可旋轉地支持磨石2；作為致動器的伺服馬達5，產生供磨石2按壓玻璃板G的端面E的驅動力；以及連桿機構6，將伺服馬達5的驅動力傳遞至臂構件4。此種端面加工裝置1被稱作所謂的定壓式。
對於驅動磨石2旋轉的馬達3，可使用同步馬達、感應馬達、伺服馬達等，但並不限定於此。
臂構件4是由支持軸構件7旋轉自如地予以支持，能夠以支持軸構件7為中心而擺動。支持軸構件7支持臂構件4的中間部分。臂構件4的一端部支持馬達3，經由該馬達3來支持磨石2。臂構件4的另一端部連結於連桿機構6。再者，儘管省略圖示，但在臂構件4的擺動軌道上，設有對臂構件4的擺動範圍進行限制的限位部。限位部在磨石2與玻璃板G的端面E接觸的期間，可自臂構件4退避。
用於將磨石2按壓至玻璃板G的端面E的伺服馬達5包括可正反向旋轉的馬達軸5a及控制部5b，且進行反饋控制。
連桿機構6分別可擺動地具備第一連桿構件6a與第二連桿構件6b。第一連桿構件6a的一端部固定在伺服馬達5的馬達軸5a，其另一端部經由第一接頭6c而擺動自如地連結於第二連桿構件6b的一端部。即，第一連桿構件6a藉由馬達軸5a的旋轉，以馬達軸5a為中心而擺動。第二連桿構件6b的另一端部經由第二接頭6d而擺動自如地連結於臂構件4的另一端部。再者，本實施形態中，第二接頭6d的中心、支持軸構件7的中心及磨石2的旋轉軸2a的中心排列在同一直線上。
如圖2所示，當伺服馬達5的馬達軸5a沿逆時針方向旋轉時，藉由連桿機構6，臂構件4亦以支持軸構件7為中心而沿逆時針方向旋轉。伴隨於此，磨石2朝按抵至玻璃板G的端面E的方向移動，磨石2按壓玻璃板G的端面E的力增加。另一方面，當與圖2相反地，伺服馬達5的馬達軸5a沿順時針方向旋轉時，藉由連桿機構6，臂構件4亦以支持軸構件7為中心而沿順時針方向旋轉。伴隨於此，磨石2朝避開玻璃板G的端面E的方向移動，磨石2按壓玻璃板G的端面E的力減少。
控制部5b藉由反饋控制來監測伺服馬達5的馬達軸5a的速度、扭矩及位置。根據該速度、扭矩及位置來使伺服馬達5的馬達軸5a正反向旋轉，藉此來控制磨石2的位置或按壓力。
磨石2例如既可為以端面E的倒角為主要目的的磨削用的磨石，亦可為以平整端面E的微小凹凸為主要目的的研磨用的磨石。研磨用的磨石中的磨粒的粒度與磨削用的磨石中的磨粒的粒度相同或較之為大。磨削用的磨石中的磨粒的粒度例如可設為#100～#1000，研磨用的磨石中的磨粒的粒度例如可設為#200～#1000。磨石2的直徑例如為100 mm～200 mm。
如圖1所示，本實施形態中，二個端面加工裝置1配置在夾著玻璃板G而相向的位置。即，分別同時對玻璃板G的相向的二邊的端面E進行端面加工。再者，亦可在玻璃板G的一邊配置多個端面加工裝置1。此時，各端面加工裝置1的磨石2的種類既可相同，亦可不同。例如，亦可將先加工端面E的上游側的端面加工裝置1的磨石2設為磨削用的磨石，將緊隨其後加工端面E的下游側的端面加工裝置1的磨石2設為研磨用的磨石。
作為端面加工裝置1的加工對象的玻璃板G例如具有矩形的板形狀。玻璃板G的厚度尺寸例如較佳為0.05 mm～10 mm，更佳為0.2 mm～0.7 mm。當然，可適用本發明的玻璃板G並不限定於所述形態。例如對於具有矩形以外的形狀（例如多邊形）的玻璃板或者厚度尺寸為0.05 mm～10 mm以外的尺寸的玻璃板，亦能夠適用本發明。
玻璃板G可相對於磨石2而沿著規定的進給方向X相對移動。再者，圖1中，表示了玻璃板G朝進給方向X移動而磨石2被固定的情況。當然，亦可玻璃板G被固定而磨石2朝與進給方向X相反的方向移動，亦可玻璃板G與磨石2這兩者皆移動。
接下來，對使用所述構成的端面加工裝置1的、玻璃板的製造方法進行說明。
本實施形態的製造方法包括：準備步驟，準備玻璃板G；以及端面加工步驟，對所準備的玻璃板G的端面E進行加工。再者，亦可在端面加工步驟後進行玻璃板G的清洗、檢查、捆包等步驟。端面加工步驟亦可單獨實施。
在準備步驟中，首先，藉由公知的成形方法而獲得成形原板。隨後，將該成形原板切出為規定尺寸，藉此來獲得作為端面加工裝置1的加工對象的玻璃板G。作為成形方法，例如可利用溢流下拉（over-flow down draw）法、流孔下拉（slot down draw）法、再拉（redraw）法等下拉法或者浮式法。其中，溢流下拉法可使兩側的表面成為火焰拋光面而實現高的表面品質，因而尤佳。玻璃板G例如利用於液晶顯示器等平板顯示器用的玻璃基板。
在端面加工步驟中，首先，藉由伺服馬達5的旋轉，將旋轉狀態的磨石2配置至規定位置。在此狀態下，沿著進給方向X來搬送玻璃板G，使磨石2接觸玻璃板G的端面E。在此加工開始時（圖1的符號Ea所示的部分的加工時），因伴隨磨石2與玻璃板G的端面E的接觸的衝擊，磨石2欲離開玻璃板G。為了應對此情況，控制部5b進行伺服馬達5的馬達軸5a的速度及扭矩的反饋控制（例如比例積分微分（Proportional Integral Differential，PID）控制）。具體而言，控制部5b基於伺服馬達5的馬達軸5a的速度，來檢測與磨石2一同移動的臂構件4的動向。根據該檢測結果，控制部5b控制伺服馬達5的馬達軸5a的速度及扭矩，以抑制臂構件4的移動。藉此，調整磨石2的按壓力，以使得磨石2不會離開玻璃板G的端面E。因此，可防止加工開始時的磨石2的彈跳（bound）。
另外，在玻璃板G的端面E中的、搬送方向的中間部分（符號Ea所示的部分與符號Eb所示的部分之間的部分）的加工中，亦進行伺服馬達5的馬達軸5a的速度及扭矩的反饋控制。此時，變更速度控制與扭矩控制的比率，提高扭矩控制的比率。該比率的變更可藉由變更增益的設定來實施。藉此，可在搬送方向上將玻璃板G的端面E的加工量維持為固定。
當所述端面加工結束時，磨石2與玻璃板G的端面E的接觸解除，因此伺服馬達5的馬達軸5a的扭矩急遽減少。因此，加工結束時（符號Eb所示的部分的加工時），控制部5b進行伺服馬達5的馬達軸5a的速度及扭矩的反饋控制，以使磨石2的位置為固定。再者，藉由控制部5b來進行的所述控制方法為一例，並不限定於此。
如圖2所示，在端面加工步驟中，存在下述情況，即：伺服馬達5的馬達軸5a沿逆時針方向旋轉，使磨石2朝按抵至玻璃板G的端面E的方向移動的情況；以及雖省略圖示，但伺服馬達5的馬達軸5a沿順時針方向旋轉，使磨石2朝遠離玻璃板G的端面E的方向移動的情況。
當將第一接頭6c中的第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar與第二連桿構件6b的長邊方向B所成的角設為θ1，將第二接頭6d中的臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr與第二連桿構件6b的長邊方向B所成的角設為θ2時，θ1＞θ2的關係成立。在自玻璃板G的端面E的加工開始時直至加工結束時為止的期間，始終滿足該θ1及θ2的角度關係。
此處，θ1及θ2是指磨石2與玻璃板G的作為加工對象的端面E接觸的狀態下的角度。另外，第一連桿構件6a的長邊方向A是指連結伺服馬達5的馬達軸5a的中心（第一連桿構件6a的擺動中心）與第一接頭6c的中心的直線的方向，第二連桿構件6b的長邊方向B是指連結第一接頭6c的中心與第二接頭6d的中心的直線的方向，臂構件4的長邊方向C是指連結第二接頭6d的中心與支持軸構件7的中心（臂構件4的擺動中心）的直線的方向。
如圖2所示，當使磨石2朝按抵的方向移動時，第一連桿構件6a推動第二連桿構件6b的力（嚴格而言，是推動第一接頭6c的力）F1的方向與第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar平行。另一方面，作用於被第二連桿構件6b推動的臂構件4的力（嚴格而言，是作用於第二接頭6d的力）中的、使臂構件4沿逆時針方向擺動的力F2的方向與臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr平行。因此，F2=F1cosθ2/cosθ1的關係成立，由於θ1大於θ2，因此F2大於F1。即，藉由利用連桿機構6來放大伺服馬達5的驅動力，從而可加大磨石2按壓玻璃板G的端面E的按壓力。因此，例如，即使在伺服馬達5的驅動力（輸出範圍）小的情況、或者使用需要大的按壓力的研磨用的磨石的情況下，亦能確保所需的按壓力。
θ1只要設為超過0°的角度即可，θ2例如只要設為0°以上即可。只要使θ1-θ2增加，便可進一步加大按壓力，但難以精細地調整按壓力。考慮到兼顧它們的觀點，θ1-θ2例如較佳為5°～85°，更佳為7.5°～70°，最佳為10°～45°。cosθ2/cosθ1例如較佳為1.02～20，更佳為1.04～10，最佳為1.06～5。
再者，θ1及θ2的大小例如可藉由變更臂構件4、第一連桿構件6a及第二連桿構件6b的長邊方向的尺寸、或伺服馬達5的馬達軸5a及支持軸構件7的安裝位置而調整。
以上，對本發明的實施形態進行了說明，但本發明的玻璃板的端面加工裝置及製造方法當然不限定於此形態，可在本發明的範圍內採用各種形態。
所述實施形態中，對下述情況進行了說明，即，在臂構件4中，第二接頭6d、支持軸構件7及磨石2的旋轉軸2a配置在同一直線上，但臂構件4亦可為下述形狀，即，連結第二接頭6d的中心與支持軸構件7的中心的直線、與連結支持軸構件7的中心與磨石2的旋轉軸2a的中心的直線並非配置在同一直線上而是具有小於180°的角。再者，此時，臂構件4的長邊方向C亦是以連結第二接頭6d的中心與支持軸構件7的中心的直線的方向來定義。
所述實施形態中，作為加工工具，例示了磨石2，但加工工具只要是可對玻璃板G的端面E進行加工者，則亦可為磨石以外的工具。
所述實施形態中，作為致動器，例示了具有馬達軸5a的伺服馬達，但致動器亦可為空氣壓致動器、液壓致動器、電氣機械致動器等伺服馬達以外的公知的致動器。
所述實施形態中，圖2中例示了下述情況，即，第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar自第二連桿構件6b的長邊方向B向逆時針方向具有θ1的角度，並且臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr自第二連桿構件6b的長邊方向B向順時針方向具有θ2的角度，但以第二連桿構件6b的長邊方向B作為基準的θ1及θ2的方向並無特別限定。
即，亦可如圖3所示，臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr自第二連桿構件6b的長邊方向B向逆時針方向具有θ2的角度（θ2的方向相反）。
另外，亦可如圖4所示，第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar自第二連桿構件6b的長邊方向B向順時針方向具有θ1的角度（θ1的方向相反）。
進而，亦可如圖5所示，第一連桿構件6a的長邊方向A的正交方向Ar自第二連桿構件6b的長邊方向B向順時針方向具有θ1的角度，並且臂構件4的長邊方向C的正交方向Cr自第二連桿構件6b的長邊方向B向逆時針方向具有θ2的角度（θ1及θ2的方向相反）。
1:端面加工裝置 2:磨石（加工工具） 2a:旋轉軸 3:馬達 4:臂構件 5:伺服馬達（致動器） 5a:馬達軸 5b:控制部 6:連桿機構 6a:第一連桿構件 6b:第二連桿構件 6c:第一接頭 6d:第二接頭 7:支持軸構件 A:第一連桿構件的長邊方向 Ar、Cr:正交方向 B:第二連桿構件的長邊方向 C:臂構件的長邊方向 E:端面 Ea、Eb:符號 F1、F2:力 G:玻璃板 X:進給方向 θ1、θ2:角
圖1是表示本發明的實施形態的端面加工裝置的平面圖。 圖2是將圖1的端面加工裝置的一部分放大表示的平面圖。 圖3是將本發明的另一實施形態的端面加工裝置的一部分放大表示的平面圖。 圖4是將本發明的另一實施形態的端面加工裝置的一部分放大表示的平面圖。 圖5是將本發明的另一實施形態的端面加工裝置的一部分放大表示的平面圖。
1:端面加工裝置
2:磨石(加工工具)
2a:旋轉軸
3:馬達
4:臂構件
5:伺服馬達(致動器)
5a:馬達軸
5b:控制部
6:連桿機構
6a:第一連桿構件
6b:第二連桿構件
6c:第一接頭
6d:第二接頭
7:支持軸構件
A:第一連桿構件的長邊方向
Ar、Cr:正交方向
B:第二連桿構件的長邊方向
C:臂構件的長邊方向
E:端面
Ea:符號
F1、F2:力
G:玻璃板
θ1、θ2:角

Claims (3)

  1. 一種玻璃板的端面加工裝置，利用加工工具來加工玻璃板的端面，所述玻璃板的端面加工裝置的特徵在於包括：能夠擺動的臂構件，支持所述加工工具；致動器，產生供所述加工工具按壓所述玻璃板的端面的驅動力；以及連桿機構，將所述致動器的所述驅動力傳遞至所述臂構件，所述連桿機構包括：第一連桿構件，能夠藉由所述致動器而擺動；以及第二連桿構件，能夠擺動地分別連結於所述臂構件及所述第一連桿構件，且構成為，在所述加工工具與所述玻璃板的所述端面接觸的狀態下，所述第一連桿構件的長邊方向的正交方向與所述第二連桿構件的長邊方向所成的角中較小的一者，大於所述臂構件的長邊方向的正交方向與所述第二連桿構件的長邊方向所成的角中較小的一者。
  2. 如請求項1所述的玻璃板的端面加工裝置，其中所述加工工具為研磨用的磨石。
  3. 一種玻璃板的製造方法，包括端面加工步驟，所述端面加工步驟是藉由端面加工裝置而利用加工工具來加工玻璃板的端面，所述玻璃板的製造方法的特徵在於，所述端面加工裝置包括：能夠擺動的臂構件，支持所述加工工具；致動器，產生供所述加工工具按壓所述玻璃板的端面的驅 動力；以及連桿機構，將所述致動器的所述驅動力傳遞至所述臂構件，所述連桿機構包括：第一連桿構件，能夠藉由所述致動器而擺動；以及第二連桿構件，能夠擺動地分別連結於所述臂構件及所述第一連桿構件，在所述端面加工步驟中，在所述加工工具與所述玻璃板的所述端面接觸的狀態下，所述第一連桿構件的長邊方向的正交方向與所述第二連桿構件的長邊方向所成的角中較小的一者，大於所述臂構件的長邊方向的正交方向與所述第二連桿構件的長邊方向所成的角中較小的一者。
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