TWI845671B - 切割工件的方法和用於切割工件的系統 - Google Patents

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Abstract

一種切割工件的方法，可包括：(i)確定在工件和切割組件之間限定的定位角；(ii)根據定位角確定沿工件的切割路徑；和(iii)藉由在工件與切割組件的支架之間施加縱向相對運動，同時沿支架橫向移動切割頭，以使切割頭遵循切割路徑。

Description

切割工件的方法和用於切割工件的系統
本申請案根據專利法主張於2019年5月15日申請的美國臨時申請案第62/848,096號的優先權權益，此美國臨時申請案之內容在此仰賴且其全文以引用方式併入本文中。
除其他事項外，本揭示內容涉及切割工件，例如玻璃或金屬片。
可以生產玻璃或其他材料以用於其中工件最終幾何形狀的精度至關重要的應用。工件通常在機器之間移動、旋轉或轉移以進行不同的操作，其中之一可以包括切割處理。這種調整會在製造處理中引入偏差，並可能導致最終產品不精確和幾何形狀不理想。
一種提高幾何精度的現有技術包括在切割處理之前確保工件與切割設備完美對準。然而，難以實現可重複性，並且將工件移動至完美對準的位置是耗時的過程，這導致生產率降低。預防性維護可以提高對準的可重複性，但是也會導致設備的停機時間增加，並增加材料和人工成本。
本文揭示的特徵使得能夠在切割工件之前最小化或消除未對準的不期望影響。一種切割組件，可以補償工件對準程度的變異，以確保可重複的切割處理並遵守嚴格的容限標準。
切割組件可以包括支撐切割頭的支架。支架可以縱向移動，而切割頭可以沿著支架橫向移動。一種切割工件的方法，可包括以下步驟：確定在工件和切割組件之間限定的定位角；根據定位角確定沿工件的切割路徑；和藉由在縱向上移動支架，同時沿支架橫向移動切割頭，從而使切割頭遵循切割路徑，進而使切割頭同時進行縱向和橫向運動。
切割組件可以包括支撐切割頭的支架。切割組件可以被配置用於工件和支架之間的縱向相對運動，並且切割頭可以沿著支架橫向移動。一種切割工件的方法，可包括以下步驟：確定在工件和切割組件之間限定的定位角；根據定位角確定沿工件的切割路徑；和藉由在工件與支架之間施加縱向相對運動，同時沿支架橫向移動切割頭，以使切割頭遵循切割路徑。
切割組件可以包括支撐第一與第二切割頭的支架。支架可以是縱向移動的，而第一與第二切割頭可以獨立地沿著支架橫向移動。一種切割工件的方法，可包括以下步驟：確定在工件和切割組件之間限定的定位角；根據定位角確定沿工件的第一與第二切割路徑；藉由在縱向上移動支架，同時沿支架橫向移動第一切割頭，從而使第一切割頭遵循第一切割路徑，進而使第一切割頭同時進行縱向和橫向運動；以及藉由在縱向上移動支架，同時沿支架橫向移動第二切割頭，從而使第二切割頭遵循第二切割路徑，進而使第二切割頭同時進行縱向和橫向運動。第一切割頭在第二切割頭開始遵循第二切割路徑之前開始遵循第一切割路徑，第二切割頭在第一切割頭完成第一切割路徑之前可開始遵循第二切割路徑，並且第一切割頭在第二切割頭完成第二切割路徑之前可完成第一切割路徑。
一種用於切割工件的系統，系統可包括切割組件與處理系統。切割組件可包括支撐切割頭的支架。支架可配置成縱向移動，且切割頭可經配置成沿支架橫向移動。處理系統可包括一或多個處理器，一或多個處理器經配置為：確定在工件和切割組件之間限定的定位角；根據定位角確定沿工件的切割路徑；和藉由使支架縱向移動，同時沿支架橫向移動切割頭，從而使切割頭遵循切割路徑，進而使切割頭同時進行縱向和橫向運動。
本申請案揭示了說明性（即示例）實施例。要求保護的發明不限於說明性實施例。因此，申請專利範圍的許多實施方式將與說明性實施例不同。在不脫離本揭示內容的精神和範圍的情況下，可以對所要求保護的發明進行各種修改。申請專利範圍意欲涵蓋具有這種修改的實施方式。
有時，本申請案採用各種方向性術語（例如前、後、頂部、底部、左、右、縱向、橫向、垂直等）以在觀看附圖時為讀者提供背景內容。要求保護的發明不限於圖中所示的定向。任何絕對性術語（例如高、低等）可以理解為揭示相應的相對性術語（例如較高、較低等）。參考附圖，沿著X軸的深度可以是「縱向」，沿著Y軸的深度可以是「橫向」，且沿著Z軸的深度（未圖示，但正交於X-Y平面）可以是「垂直」。在一些實施例中，X、Y和Z軸在所有附圖中是一致的。
圖1A-C大體上示出了將工件100（也稱為基板、面板、板等）從較大的第一幾何形狀100A切割為中間的第二幾何形狀100B，然後從中間的第二幾何形狀100B切割為較小的第三幾何形狀100C。如以下進一步論述的，即使當工件100相對於切割組件未對準時，本申請案中揭示的技術也能夠進行準確的切割。
參照圖1A，工件100可以以更大的第一幾何形狀100A開始。為了減小尺寸或改善工件100的形狀，切割組件300（在圖3中標記）可以沿平行的第一和第二切割路徑102、104切割。
參照圖1B，工件100（現在相對於圖1A在X-Y平面中沿順時針方向旋轉90°）已達到中間第二幾何形狀100B。第一切割路徑102產生了第一側面112。第二切割路徑104產生了第二側面114。現在，相同或相似的切割組件300可以沿著第二幾何形狀100B中存在的平行的第三和第四切割路徑106、108切割。
參照圖1C，工件100已經獲得較小的第三幾何形狀100C。第三切割路徑106產生了第三側面116。第四切割路徑108產生了第四側面118。
工件100在切割之前（例如在沿任何前述切割路徑切割之前）可能相對於Y軸未對準。如圖2和圖3所示，工件100可相對於Y軸限定定位角202。如果切割組件300橫向對準並且不進行校正，則切割組件300可以沿著不期望的第一和第二切割路徑212、214切割，而限定出不期望的（例如非90°的）角216（在圖2中標記）。
即使當工件100相對於Y軸限定定位角202時，本揭示內容的實施例也使切割組件300能夠遵循限定了期望的（例如90°）角218的期望的第一和第二切割路徑222、224。期望的第一切割路徑222和第二切割路徑224可基於定位角202的尺寸分別相對於X或Y軸限定第一切割角度222A和第二切割角度224A。在附圖所示的實施例中，第一和第二切割角度222A、224A可各自具有等於定位角202的尺寸。
參照圖3，切割組件300可以包括支架302以及安裝在其上的第一和第二切割頭312、314。在一些實施例中，支架302被配置為僅沿著X軸（即縱向）移動，而第一和第二切割頭312、314可以獨立地沿支架302橫向地移動。藉由沿著X軸縱向移動支架302，同時沿著支架302（並因此沿著Y軸）橫向移動第一和第二切割頭312、314，切割頭312、314可以遵循第一和第二切割路徑222、224，從而補償定位角202否則可能引起的切割誤差（例如不期望的第一和第二切割路徑212、214）。
參照圖3，工件100可以是包括金屬、玻璃、木材、塑料、陶瓷或複合材料的面板。如圖所示，工件100可以具有在X-Y平面內具有矩形輪廓的盒裝三維幾何形狀。在其他實施例中（未圖示），工件100可以具有任何幾何形狀（例如球形幾何形狀、金字塔形幾何形狀等）。類似地，儘管期望的第一切割路徑222和第二切割路徑224被圖示為限定90°角218的平行段，但是期望的第一切割路徑222和第二切割路徑224可以具有任何期望的幾何形狀（例如每個可以在X–Y平面中限定「S」形）。圖3的工件100可以位處製造處理期間的任何階段（例如處於第一幾何形狀100A、第二幾何形狀100B或第三幾何形狀100C中）。
如下面進一步論述的，包括一或多個處理器901的處理系統900可以被配置為藉由例如向佈置在其中的馬達（即電子致動器）發出電子命令來控制切割組件300。在一些實施例中，處理系統900可以包括切割組件300的電子控制特徵。處理系統900可以被配置為執行（例如導致）本文揭示的任何方法或操作，使得可以自動執行本申請案中揭示的每個功能，而無需人工干預。下面參考圖9進一步論述處理系統900。
如圖3所示，切割組件300可以包括橫向延伸的支架302（即沿Y軸延伸的支架），支架302經配置成在縱向（即沿X軸）平移（經由一或多個未圖示的馬達）。一或多個切割頭可以可移動地安裝到包括第一切割頭312和第二切割頭314的支架302。切割頭312、314可被配置為沿著支架302橫向滑動。藉由縱向致動支架302並沿支架302橫向致動切割頭312、314，處理系統900可以產生沿相對於X和Y軸傾斜的方向移動切割頭312、314的累積效果（例如沿期望的第一和第二切割路徑222、224）。為了刺穿工件100，切割頭312、314可以包括一或多個雷射、一或多個噴水器、一或多個鑽頭、一或多個劃線輪等。
在一些實施例中，處理系統900可以在主動模式（也稱為接合模式）與被動模式（也稱為脫離模式或安全模式）之間獨立切換切割頭312、314，在主動模式中相應的切割頭能夠刺穿工件100（例如，其中相應雷射開啟），在被動模式中相應的切割頭無法刺穿工件100。第一切割頭312可以處於主動模式，而第二切割頭314可以處於被動模式，反之亦然。
圖8圖示了使用切割組件300沿期望的第一和第二切割路徑222、224切割工件100的方法。由於上述原因，處理系統900可以被配置為自動執行（例如導致）圖8中的方法的各個及每一個特徵。在方塊802處，工件100可被夾緊或以其他方式停止在圖3的位置中，以相對於橫向（即Y）軸限定非零定位角202。
在方塊804處，處理系統900可接收工件100的期望的最終幾何形狀（即切割後的幾何形狀）（例如，相對於工件100的局部坐標系的期望的第一和第二切割路徑222、224的尺寸）。在圖3的實施例中，處理系統900接收指令以在工件100的整個跨度上執行兩個平行切口，其中每個切口從橫向延伸的工件側面362偏移任意尺寸352（例如10 mm）（儘管側面362相對於圖3的整體坐標系傾斜，但側面362在工件100的局部坐標系中橫向延伸）。
在方塊806處，處理系統900可以擷取（即測量）工件100的尺寸。方塊806可以包括例如利用處理系統900的一或多個照相機（未圖示）擷取工件100的一或多個圖像。在方塊808處，處理系統900可以基於工件100的測量尺寸來確定定位角202（例如藉由分析所擷取的圖像）。在一些實施例中，處理系統900可以應用特徵提取程式來識別工件100與支架302最緊密對準的側面（例如圖3中的工件側面364），然後將定位角202計算為所識別的側面與橫軸（即Y軸）之間的角度。
在方塊810處，處理系統900可以基於在方塊804中接收的工件100的期望的最終幾何形狀（例如工件100的局部坐標系中的期望的切割尺寸）和定位角202，來確定（例如計算、查找等）期望的第一和第二切割路徑222、224。在方塊812處，處理系統900可使切割組件300採取圖3中所示的位置，在此位置處，切割頭中的一個（例如第一切割頭312）被直接垂直地定位在相應的期望切割路徑（例如期望的第一切割路徑222）的起點上方。在方塊814處，處理系統900可如上所述將第一切割頭312從被動模式切換到主動模式。
在方塊816處，處理系統900可藉由縱向平移支架302同時沿支架302的橫向軸線橫向平移第一切割頭312，而沿期望的第一切割路徑222掃掠第一切割頭312。
參照圖4，處理系統900可以使第一切割頭312沿著托架302的軸線橫向平移，這是定位角202和設置在第一切割頭312的當前位置與在方塊812中第一切割頭的初始縱向位置之間的縱向距離402的三角函數。結果，處理系統900可以基於以下三角公式來計算設置在第一切割頭312的當前位置與在方塊812中第一切割頭的初始橫向位置之間的橫向距離404：[橫向距離404]=[縱向距離402]*[tan（定位角202）]。換句話說，處理系統900可以由根據（即基於）以下三角公式的速度，橫向致動第一切割頭312：[第一切割頭312沿支架302的橫向軸線的橫向速度]=[支架302的縱向速度]*[tan（定位角202）]。因此，第一切割頭312的當前橫向速度可以是支架302的當前縱向速度和定位角202的函數。
在方塊818處，且如圖4所示，處理系統900可以將第二切割頭314直接垂直地定位在期望的第二切割路徑224的起點上方。在方塊820處，處理系統900可將第二切割頭314從被動模式切換到主動模式，以開始沿期望的第二切割路徑224切割工件100。方塊818和820可以同時發生。方塊818和820可與方塊816並行發生，使得支架302從圖3所示的時間點一直到圖7所示的時間點保持永久運動。
在方塊822處，處理系統900可藉由縱向平移支架302同時沿支架302的橫向軸線橫向平移第二切割頭314，而沿期望的第二切割路徑224掃掠第二切割頭314。
參照圖5，處理系統900可以使第二切割頭314沿著支架302的軸線橫向平移，這是定位角202和設置在第二切割頭314的當前位置與在方塊818中第二切割頭的初始縱向位置之間的縱向距離502的三角函數。結果，處理系統900可以基於以下三角公式來計算設置在第二切割頭314的當前位置與在方塊818中第二切割頭的初始橫向位置之間的橫向距離504：[橫向距離504]=[縱向距離502]*[tan（定位角202）]。換句話說，處理系統900可以由根據（即基於）以下三角公式的速度，橫向致動第二切割頭314：[第二切割頭314沿支架302的橫向軸線的橫向速度]=[支架302的縱向速度]*[tan（定位角202）]。因此，第二切割頭314的當前橫向速度可以是支架302的當前縱向速度和定位角202的函數。
在方塊824處，處理系統900可以檢測（即確定）第一切割頭312已經到達期望的第一切割路徑222的終點（如圖6所示），從而從工件100完全切斷第一材料塊602。在方塊826處，處理系統900可基於檢測將第一切割頭312從主動模式切換到被動模式。處理系統900可以同時執行方塊824和826。
在方塊828處，處理系統900可以檢測（即確定）第二切割頭314已經到達期望的第二切割路徑224的終點（如圖7所示），從而從工件100完全切斷第二材料塊604。在方塊830處，處理系統900可基於檢測將第二切割頭314從主動模式切換到被動模式。處理系統900可以同時執行方塊828和830。從至少方塊812到方塊830，處理系統900可以使支架302處於永久的縱向運動（例如以恆定的縱向速率100 cm/s移動）。
本領域技術人員將理解，取決於定位角202的量值，在與第一切割頭有關的特定步驟（例如圖8中的步驟812）和與第二切割頭有關的類似步驟（例如圖8中的步驟818）之間的持續時間，可以是最小的和/或不可察覺的。因此，無論定位角202的量值如何，本揭示內容的示例性實施例均適用。
參照圖9，處理系統900可以包括一或多個處理器901、記憶體902、一或多個輸入輸出裝置903、一或多個感測器904、一或多個使用者介面905、以及一或多個致動器906。處理系統900可以包括設置在切割組件300的殼體內的部件。處理系統900可以是分佈式的。例如，處理系統900的一些元件可以設置在切割組件300的殼體內，而處理系統900的其他元件可以設置在另一個位置（例如在遠端伺服器、行動裝置等中）。
處理器901可以包括一或多個個別的處理器，每個處理器具有一或多個核心。每個個別的處理器可以具有相同或不同的結構。處理器901可以包括一或多個中央處理單元（CPU）、一或多個圖形處理單元（GPU）、電路系統（例如特殊應用積體電路（ASIC））、數位信號處理器（DSP）等等。處理器901可以安裝在共同的基板上或不同的基板上。
處理器901被配置為至少當一或多個個別處理器中的一個能夠執行代碼時，執行存儲在體現功能、方法或操作的記憶體902上的特定功能、方法或操作。處理器901可以被配置為執行本文揭示的任何和所有功能、方法和操作而無需人工干預。因此，本文揭示的功能、方法和操作中的任何一個或全部可以自動發生。
例如，當本揭示內容說明處理系統900執行/可以執行任務「X」時，這樣的說明傳達了處理系統900可以被配置為執行任務「X」。類似地，當本揭示內容說明執行任務「X」時，這樣的說明傳達了相應的處理系統900可以被配置為執行任務「X」。處理系統900被配置為至少在處理器901被配置為執行功能、方法或操作時執行功能、方法或操作。
記憶體902可以包括揮發性記憶體、非揮發性記憶體以及能夠存儲資料的任何其他媒體。揮發性記憶體、非揮發性記憶體和任何其他類型的記憶體中的每一個，可以包括位於多個不同位置並且每個具有不同結構的多個不同的記憶體裝置。記憶體902的實例包括非暫態性電腦可讀取媒體(例如RAM、ROM、快閃記憶體、EEPROM、任何種類的光學儲存碟片(諸如DVD、藍光®光碟)、磁性儲存器、全息儲存器、HDD、SSD、可用於以指令或資料結構形式儲存程式代碼的任何媒體等。本申請案中描述的任何和所有方法、功能和操作，可以以保存在記憶體902中的有形和/或非暫態性機器可讀代碼的形式完全體現。
輸入輸出裝置903可以包括用於運輸資料的任何部件，例如端口、天線(即收發器)、印刷的導電路徑等。輸入輸出裝置903可以實現經由USB®、DisplayPort®、HDMI®、乙太網路等的有線通信。輸入輸出裝置903可以實現與合適的記憶體902的電性、光學性、磁性和全息通信。輸入輸出裝置903可以實現經由WiFi®、藍牙®、蜂巢(例如LTE®、CDMA®、GSM®、WiMax®、NFC®)、G處理系統等的無線通信。輸入輸出裝置903可以包括有線和/或無線通信路徑。
感測器904可以擷取環境的物理測量並將其報告給處理器901。感測器904的實例包括用於測量(即確定)定位角202的照相機。使用者介面905可以包括顯示器(例如LED觸控螢幕(例如OLED觸控螢幕)、實體按鈕、揚聲器、麥克風、鍵盤等。致動器906可以使處理器901能夠控制機械力。例如，致動器可以是可電性控制的馬達(例如用於移動第一和第二切割頭312、314的馬達、用於縱向平移支架302的馬達等）。
100:工件 100A:第一幾何形狀 100B:中間的第二幾何形狀 100C:較小的第三幾何形狀 102:第一切割路徑 104:第二切割路徑 106:第三切割路徑 108:第四切割路徑 112:第一側面 114:第二側面 116:第三側面 202:定位角 212:第一切割路徑 214:第二切割路徑 216:角 218:角 222:第一切割路徑 222A:第一切割角度 224:第二切割路徑 224A:第二切割角度 300:切割組件 302:支架 312:第一切割頭 314:第二切割頭 352:任意尺寸 362:工件側面 364:工件側面 402:縱向距離 404:橫向距離 502:縱向距離 504:橫向距離 602:第一材料塊 604:第二材料塊 802~830:方塊 900:處理系統 901:處理器 902:記憶體 903:輸入輸出裝置 904:感測器 905:使用者介面 906:致動器
可以結合附圖來閱讀說明性實施例的以上概述和以下詳細描述。附圖圖示了本文論述的一些說明性實施例。附圖中所示的相對尺寸可以用作要求保護的特徵的原始支持。如下面進一步解釋的，申請專利範圍不限於說明性實施例，因此，除非另有明確說明，否則不限於附圖中所示的任何尺寸。為了清楚和易於閱讀，附圖可能會省略某些特徵的視圖。
圖1A-1C示意性地示出了切割工件的示例性方法。
圖2示意性地示出了未對準的工件上的示例性期望和不期望的切割路徑。
圖3示意性地示出了與未對準的工件有關的示例性切割組件。
圖4示意性地示出了示例性切割組件，其中第一切割頭在沿著第一切割路徑的中間點處。
圖5示意性地示出了示例性切割組件，其中第一切割頭和第二切割頭都在沿著其相應的切割路徑的中間點處。
圖6示意性地示出了示例性切割組件，其中第一切割頭已經完成了其相應的切割路徑。
圖7示意性地示出了示例性切割組件，其中第一切割頭和第二切割頭都已經完成了其相應的切割路徑。
圖8是切割工件的示例性方法的方塊圖。
圖9是用於執行圖8的方法的示例性處理系統的方塊圖。
國內寄存資訊(請依寄存機構、日期、號碼順序註記) 無 國外寄存資訊(請依寄存國家、機構、日期、號碼順序註記) 無
202:定位角
212:第一切割路徑
214:第二切割路徑
222:第一切割路徑
222A:第一切割角度
224:第二切割路徑
224A:第二切割角度
300:切割組件
302:支架
312:第一切割頭
314:第二切割頭
352:任意尺寸
362:工件側面
364:工件側面

Claims (18)

  1. 一種切割一工件的方法，該方法包括以下步驟：確定在該工件和一切割組件之間限定的一定位角，該切割組件包括支撐一切割頭的一支架，該支架沿縱向移動，而該切割頭沿該支架橫向移動；根據該定位角確定沿該工件的一切割路徑；基於該定位角的一三角函數來確定該切割路徑；和藉由在縱向上移動該支架，同時沿該支架橫向移動該切割頭，從而使該切割頭遵循該切割路徑，進而使該切割頭同時進行縱向和橫向運動。
  2. 如請求項1所述之方法，其中該工件是一矩形面板，該切割路徑與該工件的至少一個次要側面平行，並且該切割路徑相對於該等橫向和縱向方向均限定一非零角度。
  3. 如請求項1所述之方法，其中在該切割頭正遵循該切割路徑的同時，該支架沿縱向移動而不沿橫向移動。
  4. 如請求項3所述之方法，其中該切割路徑是從該工件的一第一主側面延伸到該工件的相對的一第二主側面的一線段，使得該切割頭藉由遵循該切割路徑而將該工件切割成離散的和分離的部分。
  5. 如請求項4所述之方法，其中該工件是包括 玻璃、陶瓷或金屬的一矩形面板，並且該切割路徑垂直於該工件的該第一主側面和該第二主側面。
  6. 如請求項1所述之方法，其中該切割路徑限定相對於一縱軸的一切割角，該切割角的一量值等於該定位角的一量值。
  7. 如請求項1所述之方法，該方法進一步包含以下步驟：在確定該定位角之前，在該縱向方向上切割該工件；和將該工件繞垂直於該縱向方向的一軸旋轉90°。
  8. 一種切割一工件的方法，該方法包括以下步驟：確定在該工件和一切割組件之間限定的一定位角，該切割組件包括支撐一切割頭的一支架，該切割組件經配置以進行該工件與該支架之間的縱向相對運動，且該切割頭沿該支架橫向移動；根據該定位角確定沿該工件的一切割路徑；基於該定位角的一三角函數來確定該切割路徑；和藉由在該工件與該支架之間施加縱向相對運動，同時沿該支架橫向移動該切割頭，以使該切割頭遵循該切割路徑。
  9. 如請求項8所述之方法，其中該工件是一矩形面板，該切割路徑與該工件的至少一個次要側面平行，並且該切割路徑相對於該等橫向和縱向方向均限定一非 零角度。
  10. 一種切割一工件的方法，該方法包括以下步驟：確定在該工件和一切割組件之間限定的一定位角，該切割組件包括支撐一第一與第二切割頭的一支架，該支架沿縱向移動，該等第一與第二切割頭獨立地沿該支架橫向移動；根據該定位角確定沿該工件的一第一與第二切割路徑；藉由在縱向上移動該支架，同時沿該支架橫向移動該第一切割頭，從而使該第一切割頭遵循該第一切割路徑，進而使該第一切割頭同時進行縱向和橫向運動；以及藉由在縱向上移動該支架，同時沿該支架橫向移動該第二切割頭，從而使該第二切割頭遵循該第二切割路徑，進而使該第二切割頭同時進行縱向和橫向運動，其中該第一切割頭在該第二切割頭開始遵循該第二切割路徑之前開始遵循該第一切割路徑，該第二切割頭在該第一切割頭完成該第一切割路徑之前開始遵循該第二切割路徑，並且該第一切割頭在該第二切割頭完成該第二切割路徑之前完成該第一切割路徑。
  11. 如請求項10所述之方法，其中該等第一和第二切割路徑具有相等的長度。
  12. 如請求項10所述之方法，該方法包含以下步驟： 當該第一切割頭開始該第一切割路徑時，將該第一切割頭從一脫離模式切換為一接合模式，且當該第一切割頭完成該第一切割路徑時，將該第一切割頭從該接合模式切換為該脫離模式；當該第二切割頭開始該第二切割路徑時，將該第二切割頭從一脫離模式切換至一接合模式，且當該第二切割頭完成該第二切割路徑時，將該第二切割頭從該接合模式切換至該脫離模式；其中該等第一和第二切割頭在該等接合模式下能夠切割該工件，而在該等脫離模式下不能切割該工件；在該第二切割頭切換到該接合模式之前，該第一切割頭切換到該接合模式；在該第一切割頭返回該脫離模式之後，該第二切割頭保持在該接合模式。
  13. 一種用於切割一工件的系統，該系統包括：一切割組件，該切割組件包括支撐一切割頭的一支架，該支架經配置成縱向移動，該切割頭經配置成沿該支架橫向移動；一處理系統，該處理系統包括一或多個處理器，該一或多個處理器經配置為：確定在該工件和該切割組件之間限定的一定位角；根據該定位角確定沿該工件的一切割路徑；基於該定位角的一三角函數來確定該切割路徑；和藉由使該支架縱向移動，同時沿該支架橫向移動該切 割頭，從而使該切割頭遵循該切割路徑，進而使該切割頭同時進行縱向和橫向運動。
  14. 如請求項13所述之系統，其中該工件是一矩形面板，並且該一或多個處理器被配置為：確定該切割路徑，以使：(i)該切割路徑與該工件的至少一個次要側面平行；(ii)該切割路徑與該工件的至少一個主側面垂直；以及(iii)該切割路徑相對於該等橫向和縱向方向限定一非零角度。
  15. 如請求項13所述之系統，其中該一或多個處理器被配置為：使該支架沿縱向而不是橫向移動，同時該切割頭遵循該切割路徑。
  16. 如請求項13所述之系統，其中該處理系統進一步被配置為：確定該工件的一側面的一長度；根據所確定的該長度和所確定的該定位角來確定一距離；和使該切割頭沿著該支架橫向移動該距離，同時該切割頭遵循該切割路徑。
  17. 如請求項13所述之系統，其中該一或多個處理器被配置為：確定該切割路徑，使得該切割路徑是從該工件的一第一側面延伸到該工件的相對的一第二側面的一線段，使得該切割頭藉由遵循該切割路徑而將該工件切割成離散 的和分離的部分。
  18. 如請求項13所述之系統，其中該一或多個處理器被配置為：確定該切割路徑，使得該切割路徑限定相對於一縱軸的一切割角，該切割角的一量值等於該定位角的一量值。
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Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133234A (en) * 1977-04-22 1979-01-09 Gerber Garment Technology, Inc. Method and apparatus for cutting sheet material with improved accuracy
US20050204887A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-22 Roland Fries Cutting guide
WO2013062934A2 (en) * 2011-10-24 2013-05-02 Lasermax Roll Systems, Inc. System and method for inline cutting and stacking of sheets for formation of books

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1117906A (zh) * 1994-09-02 1996-03-06 叶洪源 修正定位焊接机器人系统
US7040204B2 (en) 2002-10-30 2006-05-09 Mikkelsen Graphic Engineering Method for preparing graphics on sheets
JP2008132616A (ja) 2006-11-27 2008-06-12 Shibuya Kogyo Co Ltd 脆性材料の割断方法とその装置
KR101407473B1 (ko) * 2013-06-10 2014-06-17 배옥임 패턴 마크를 이용한 컷팅 및 연마 머신의 제어 장치
DE102015204562A1 (de) * 2015-03-13 2016-09-15 Trumpf Werkzeugmaschinen Gmbh + Co. Kg Maschine zum trennenden Bearbeiten von plattenförmigen Werkstücken
CN105397283A (zh) * 2015-12-11 2016-03-16 中国电子科技集团公司第四十八研究所 一种用于微波组件的焊缝轨迹修正方法
CN107486628A (zh) * 2017-08-24 2017-12-19 广东工业大学 一种在线视觉引导对位的激光打标系统和激光打标方法
CN109732255A (zh) * 2019-03-15 2019-05-10 广东工业大学 一种焊接方法及焊接机器人

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US4133234A (en) * 1977-04-22 1979-01-09 Gerber Garment Technology, Inc. Method and apparatus for cutting sheet material with improved accuracy
US20050204887A1 (en) * 2004-03-16 2005-09-22 Roland Fries Cutting guide
WO2013062934A2 (en) * 2011-10-24 2013-05-02 Lasermax Roll Systems, Inc. System and method for inline cutting and stacking of sheets for formation of books

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