WO2020213372A1 - ガラス物品の製造方法及び製造システム - Google Patents

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WO2020213372A1
WO2020213372A1 PCT/JP2020/014186 JP2020014186W WO2020213372A1 WO 2020213372 A1 WO2020213372 A1 WO 2020213372A1 JP 2020014186 W JP2020014186 W JP 2020014186W WO 2020213372 A1 WO2020213372 A1 WO 2020213372A1
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WO
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base plate
fixture
glass base
robot
glass
Prior art date
Application number
PCT/JP2020/014186
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English (en)
French (fr)
Inventor
伊藤 淳
亮一 飯田
聡 梅村
悠介 飯田
郁夫 長澤
Original Assignee
Agc株式会社
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Publication date
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Priority to JP2021514851A priority patent/JP7439827B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24GRINDING; POLISHING
    • B24BMACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/02Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor
    • C03B33/023Cutting or splitting sheet glass or ribbons; Apparatus or machines therefor the sheet or ribbon being in a horizontal position
    • C03B33/03Glass cutting tables; Apparatus for transporting or handling sheet glass during the cutting or breaking operations
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C03GLASS; MINERAL OR SLAG WOOL
    • C03BMANUFACTURE, SHAPING, OR SUPPLEMENTARY PROCESSES
    • C03B33/00Severing cooled glass
    • C03B33/09Severing cooled glass by thermal shock

Definitions

  • This disclosure relates to a manufacturing method and a manufacturing system for glass articles.
  • a flat glass plate to be a base plate is cut, chamfered, and then further heated to form a curved surface to make a glass article.
  • a glass article can be manufactured by cutting a curved glass base plate after being formed into a curved surface.
  • a method for processing a curved glass base plate for example, in Patent Document 1, an industrial robot having multiple degrees of freedom is provided with a processing tool for cutting and chamfering, and the processing tool is moved to the robot. A method for processing a curved glass base plate has been proposed.
  • Patent Document 2 discloses that machining using a robot is made highly accurate in consideration of machining reaction force.
  • Patent Document 3 discloses a method in which a robot moves between processing machines with a work, and the robot is fixed to the processing machine while holding the work to perform processing.
  • Patent Document 1 As a method for processing a curved glass base plate using an industrial robot, a method other than Patent Document 1 is also desired from the viewpoint of increasing the options for the processing method. Further, the methods of Patent Documents 2 and 3 do not assume a curved work, and do not assume that cutting and chamfering are performed continuously, so that the expected machining accuracy and machining speed are not necessarily obtained. It cannot be realized.
  • An object of the present disclosure is to provide a manufacturing method and a manufacturing system for a glass article that can achieve both improvement in processing accuracy and processing speed of a curved glass base plate.
  • the method for manufacturing a glass article according to one aspect of the embodiment of the present invention is described at a position inside the planned cutting line corresponding to the outer peripheral shape of the main surface of the glass article cut out from the curved glass base plate.
  • the glass base plate is fixed to the fixture, and the fixed glass base plate and the fixture are relatively moved with respect to the cutting device by the first articulated robot, and cracks entering the thickness direction of the glass base plate are formed.
  • a crack line continuous along the planned cutting line was formed, and the first articulated robot or the fixed glass base plate on which the crack line was formed and the fixture were delivered from the first articulated robot.
  • the article region and the fixture fixed by any of the third articulated robots delivered from the second articulated robot are moved relative to the chamfering device in the circumferential direction of the end face. The chamfer is performed along the line.
  • the glass article manufacturing system is located at a position inside the planned cutting line corresponding to the outer peripheral shape of the main surface of the glass article cut out from the curved glass base plate.
  • a fixture that fixes the glass base plate and integrates the glass base plate, one or more articulated robots that can move the integrated glass base plate and the fixture, and the one or more In response to the relative movement of the integrated glass base plate and the fixture by any of the articulated robots, the cracks entering the glass base plate thickness direction form a continuous crack line along the planned cutting line.
  • the crack line is formed in response to the relative movement of the cutting device and the glass base plate on which the integrated crack line is formed by any one of the one or more articulated robots and the fixture.
  • a folding device for separating the glass base plate into an article region and an end material region along the crack line, and a chamfering device for chamfering the end face of the article region are provided.
  • the chamfering device responds to the relative movement of the integrated article area and the fixture by any of the one or more articulated robots.
  • the end face is chamfered.
  • the fixture attracts a fixing portion having a curved surface shape to be targeted by the glass article and the glass base plate at the fixing portion.
  • the suction portion and the joint portion that is detachably connected to the one or more articulated robots are included.
  • the delivery table includes a measuring unit for measuring the shape of the article region fixed to the fixture after separation.
  • the cutting device is a pulse laser oscillator that generates a pulse width of 100 ps or less and a wavelength transmitted through the glass base plate.
  • the folding device includes a CO 2 laser oscillator that applies heat to the glass base plate.
  • FIG. 5 is a sectional view taken along the line AA in FIG. 5 of the fixture. It is a figure which shows the 1st stage of the procedure of fixing a glass base plate to a fixture. It is a figure which shows the 2nd stage of the procedure of fixing a glass base plate to a fixture.
  • FIG. 1 schematically shows the arrangement of each device of the glass article manufacturing system 1 on a plan view.
  • the glass article manufacturing system 1 processes the glass base plate G into an arbitrary shape.
  • the glass base plate G has a curved surface shape having an arbitrary curvature.
  • the glass article manufacturing system 1 processes the glass base plate G into an arbitrary shape by performing cutting, folding, and chamfering along the planned cutting line L (see FIG. 5) on the glass base plate G.
  • the planned cutting line L is a line corresponding to the outer peripheral shape of the main surface of the glass article cut out from the curved glass base plate G.
  • the glass article manufacturing system 1 includes a laser device 2, a chamfering device 3, a shape measuring device 4 (measuring device), a robot 5 (first articulated robot), a control device 6, and a loading table 7.
  • the laser device 2, the chamfering device 3, the shape measuring device 4, the robot 5, and the loading table 7 are arranged in a predetermined section R of the system.
  • the robot 5 is arranged in the center of a substantially rectangular predetermined section R, and the laser device 2, the chamfering device 3, the shape measuring device 4, and the loading table 7 are arranged on the four sides of the rectangular shape. ..
  • the curved glass base plate G is fixed by the fixture 10.
  • the integrally fixed glass base plate G and the fixture 10 are sequentially moved by the robot 5 to the loading table 7, the laser device 2, the chamfering device 3, and the shape measuring device 4 for processing.
  • the method of fixing the glass base plate G and the fixture 10 will be described later with reference to FIGS. 5 to 8.
  • the robot 5 moves the integrally fixed glass base plate G and the fixture 10 to each device.
  • the robot 5 is an articulated robot having five or more degrees of freedom, and the hand trajectory can be made into an arbitrary three-dimensional trajectory by controlling the angle of each joint by the control device 6.
  • the robot 5 can move the glass base plate G in a state of being integrated with the fixture 10 by connecting and fixing the fixture 10 to the end effector 51 shown in FIG. 10A of the hand.
  • the loading table 7 is a space for connecting the fixture 10 to the robot 5, fixing the glass base plate G to the fixture 10, separating the processed glass from the fixture, and the like.
  • a worker or another robot different from the robot 5 carries the glass base plate G and the fixture 10 into the loading table 7, and carries out the processed glass and the fixture 10.
  • the laser device 2 of FIG. 2 is a device that cuts and folds glass by irradiating the glass base plate G with a laser.
  • the laser device 2 will be referred to as a “cutting device 2C”.
  • the cutting device 2C includes, for example, a cutting laser oscillator 21 (pulse laser oscillator) that produces a filament for cutting, and a folding laser oscillator 22 (CO 2 laser oscillator) that emits a CO 2 laser for folding. ..
  • the cutting laser oscillator 21 and the folding laser oscillator 22 are installed in the cutting device 2C so as to output a laser from different positions to the outside of the device by mirror transmission.
  • the control device 6 performs switching control and output control between the cutting laser oscillator 21 and the cutting laser oscillator 22 of the cutting device 2C.
  • the output positions and output directions of the short pulse laser output by the cutting laser oscillator 21 and the CO 2 laser output by the folding laser oscillator 22 are fixed, respectively, and the robot 5 Processing is performed by appropriately moving the integrally fixed glass base plate G and the fixture 10 relative to the laser irradiation position.
  • the robot 5 moves the glass base plate G so that the short pulse laser of the cutting laser oscillator 21 is irradiated along the planned cutting line L of the glass base plate G, so that the glass base is along the scheduled cutting line L.
  • An internal void row is formed inside the plate G.
  • the robot 5 moves the glass base plate G so that the CO 2 laser of the folding laser oscillator 22 is irradiated along the internal void row of the glass base plate G, so that thermal stress is generated around the internal void row. It is generated, and the glass base plate G is separated into an article region which is a product part on the central side and a scrap region on the outer edge side.
  • the cutting device 2C may be replaced with a cutting device and a folding device in which the cutting function and the folding function are separated.
  • the cutting laser oscillator 21 is installed in the cutting device
  • the folding laser oscillator 22 is installed in the folding device.
  • the chamfering device 3 in FIG. 3 is a device that chamfers the processed portion of the glass base plate G that has been cut and folded.
  • the chamfering device 3 includes, for example, a chamfering grindstone 31.
  • the chamfering wheel 31 rotates around a predetermined rotation axis.
  • the drive control of the chamfering grindstone 31 of the chamfering device 3 is performed by the control device 6.
  • the chamfering grindstone 31 may have a configuration in which the glass end face is pressed from below or above the grindstone 31 in a horizontal direction as shown in FIG. 3, or the glass end face is pressed from the side of the grindstone 31 in a vertical direction. It may be a structure of pressing. Further, in the chamfering by the chamfering device 3, only the corner portion of the glass end surface may be polished with a belt sander, a tape, and a grindstone such as diamond, metal, resin, and rubber. According to this configuration, the structure of the chamfering device 3 is also simplified, and the area to be polished is reduced, so that the processing time is shortened.
  • the shape measuring device 4 of FIG. 4 is a device that measures the processed shape of the article region of the glass base plate G that has been cut and folded, if necessary.
  • the shape measuring device 4 includes a three-dimensional measuring instrument 41, a uniaxial actuator 42, and a delivery table 9.
  • the three-dimensional measuring instrument 41 measures the three-dimensional shape of an object.
  • the delivery table 9 is a pedestal that receives and fixes the glass base plate G and the fixture 10 integrally fixed from the end effector 51 shown in FIG. 10A of the robot 5.
  • the uniaxial actuator 42 is a device capable of moving the delivery table 9 in one direction.
  • the robot 5 moves the glass base plate G and the fixture 10 to the delivery table 9, and the single-axis actuator 42 fixes the glass base plate G and the fixture 10 on the delivery table 9. Is moved to the three-dimensional measuring instrument 41, and the three-dimensional measuring instrument 41 measures the shape of the glass base plate G. After that, the uniaxial actuator 42 returns the delivery table 9 to the delivery position with the robot 5, and the robot 5 receives the glass base plate G and the fixture 10 from the delivery table 9.
  • the control device 6 controls the three-dimensional measuring instrument 41, the single-axis actuator 42, and the delivery table 9 of the shape measuring device 4.
  • the shape measuring device 4 may use a device other than the three-dimensional measuring device 41 for measurement, for example, calculating a three-dimensional shape from a plurality of imaging data obtained by photographing a glass base plate with a plurality of cameras.
  • the control device 6 controls each element of the glass article manufacturing system 1.
  • the installation location of the control device 6 is not particularly limited as long as it can communicate with the laser device 2, the chamfering device 3, the shape measuring device 4, and the robot 5, and even if the control device 6 is arranged outside the predetermined section R as shown in FIG. Alternatively, it may be arranged inside a predetermined section R.
  • the control device 6 physically includes a CPU (Central Processing Unit), a main storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory), a communication module as a data transmission / reception device, an auxiliary storage device, and the like. It can be configured as a including computer device or circuit board. Each function of the control device 6 operates the communication module or the like under the control of the CPU by loading predetermined computer software on the hardware such as the CPU or the RAM, and also in the RAM or the auxiliary storage device. It is realized by reading and writing data.
  • a CPU Central Processing Unit
  • main storage device such as a RAM (Random Access Memory) and a ROM (Read Only Memory)
  • a communication module as a data transmission / reception device
  • an auxiliary storage device and the like. It can be configured as a including computer device or circuit board.
  • Each function of the control device 6 operates the communication module or the like under the control of the CPU by loading predetermined computer software on the hardware such as the CPU or the RAM, and also in
  • FIG. 5 the x-axis, y-axis, and z-axis are perpendicular to each other.
  • the x-axis and y-axis are the horizontal directions in the figure, and the z-axis is the vertical direction in the figure.
  • the fixture 10 is connected and fixed to the end effector 51 of FIG. 10A of the robot 5 from the negative side in the z-axis direction, and glass is cut or folded from the positive or negative side in the z-axis direction.
  • FIG. 6 is a partial cross-sectional view of only the resin block 12, the hole S, and the suction pad 16 viewed in cross section along the cross-sectional line AA parallel to the x-axis.
  • the fixture 10 includes a base portion 11, a resin block 12, abutting pin 13, and a suction pad 16.
  • the base 11 is provided with a resin block 12 on the positive side in the z-axis direction, and a robot joint 18 and a table joint 19 on the negative side in the z-axis direction.
  • the resin block 12 is a portion that receives the glass base plate G when fixing the glass base plate G to the fixture 10, and has a glass contact surface 14 on the positive side in the z-axis direction.
  • the glass contact surface 14 is formed in a shape that matches the curvature of the glass article finally manufactured from the glass base plate G. In the example of FIG. 5, the glass contact surface 14 is formed in a concave shape so that the convex contact surface of the glass base plate G can be brought into close contact with the glass base plate G. Other shapes may be used.
  • the shape of the resin block 12 viewed from the positive side of the z-axis is a shape that can be arranged inside the planned cutting line L on the main surface of the glass base plate G, and is inside the planned cutting line L and.
  • a shape as close as possible to the planned cutting line L is preferable while leaving a margin for cutting and folding.
  • the abutting pin 13 is provided in the z-axis direction of the base portion 11 and on the outer peripheral side of the resin block 12.
  • the abutting pin 13 can move forward and backward in the z-axis direction, and is provided at a position where the outer edge end portion of the glass base plate G comes into contact with the abutting pin 13 when it is advanced in the z-axis direction.
  • At least three abutting pins 13 are provided so as to determine the relative position of the glass base plate G with respect to the fixture 10 at a predetermined position.
  • the suction pad 16 is housed in a hole S opened in the glass contact surface 14 of the resin block 12 and is provided so as to be able to advance and retreat in the z-axis direction.
  • the suction pad 16 has a suction cup-shaped tip portion on the positive side in the z-axis direction, and a suction passage 20 for vacuum suction is provided at the center thereof.
  • the robot joint 18 is an element for connecting the fixture 10 to the end effector 51 of FIG. 10A of the robot 5.
  • the suction passage 20 of the suction pad 16 extends to the robot joint 18, and when the fixture 10 is connected to the robot 5, a vacuum source and a suction passage provided on the robot 5 side via the robot joint 18 are provided. By communicating with the 20, vacuum suction can be performed through the suction passage 20.
  • the table joint 19 is an element for connecting the fixture 10 to the delivery table 9.
  • the suction passage 20 of the suction pad 16 extends to the table joint 19, and when the fixture 10 is connected to the table 9, the vacuum source and the suction provided on the delivery table 9 side via the table joint 19 are sucked. By communicating with the passage 20, vacuum suction can be performed through the suction passage 20.
  • the control of vacuum suction through the suction passage 20 is performed by the control device 6.
  • FIG. 7 and 8 are magnified views of the partial cross-sectional view of FIG. 6 excluding the base 11, the robot joint 18, and the table joint 19.
  • the abutting pin 13 extends to the positive side in the z-axis direction, and the outer edge end of the glass base plate G can abut against the abutting pin 13. ing. Further, the suction pad 16 also moves to the positive side in the z-axis direction and protrudes from the hole S. In this state, the glass base plate G is positioned by the abutting pin 13, and the suction pad 16 is vacuum-sucked from the suction passage 20 with the suction cup portion at the tip of the suction pad 16 in contact with the glass base plate G. It is adsorbed on the plate G.
  • the abutting pin 13 descends to the negative side in the z-axis direction and is removed from the glass base plate G, and the suction pad 16 maintains vacuum suction. It moves to the negative side in the z-axis direction and is accommodated in the hole S.
  • the glass base plate G is pressed against the glass contact surface 14 of the resin block 12 and follows the shape of the glass contact surface 14. That is, the glass base plate G is fixed to the fixture 10 in a state of following the shape of the glass product.
  • the movement of the abutting pin 13 and the suction pad 16 in the z-axis direction is realized, for example, by driving an actuator (not shown) installed inside the base 11.
  • the actuator is, for example, a pneumatic actuator, and can be driven by supplying compressed air from the robot 5 side via the robot joint 18 as in the case of vacuum suction, for example.
  • the operation of the actuator is controlled by the control device 6.
  • the glass contact surface 14 of the resin block 12 corresponds to the "fixing portion having the target curved surface shape of the glass article cut out from the curved glass base plate G".
  • the suction pad 16 and the suction passage 20 correspond to the “suction portion for sucking the glass base plate G at the fixed portion”.
  • the robot joint 18 corresponds to "a joint portion that is detachably connected to one or more articulated robots”.
  • step S01 of FIG. 9 the fixture 10 is attached to the end effector 51 of FIG. 10A of the robot 5.
  • step S02 the fixture 10 is moved to the loading table 7 by the robot 5, and the glass base plate G is fixed to the fixture 10. At this time, the fixture 10 fixes the glass base plate G at a position inside the planned cutting line L on the main surface of the glass base plate G. As a result, the glass base plate G and the fixture 10 are integrated.
  • step S03 the integrated glass base plate G and the fixture 10 are moved to the cutting device 2C by the robot 5.
  • step S04 the glass base plate G is cut by the cutting device 2C.
  • the cutting device 2C outputs a short pulse laser from the cutting laser oscillator 21 so that the short pulse laser is irradiated along the planned cutting line L of the glass base plate G.
  • the robot 5 moves the glass base plate G, an internal void row is formed inside the glass base plate G along the planned cutting line L.
  • step S05 the glass base plate G is subsequently folded by the cutting device 2C.
  • the cutting device 2C outputs a CO 2 laser from the folding laser oscillator 22 so that the CO 2 laser is irradiated along the internal void row of the glass base plate G.
  • thermal stress is generated around the internal void row, whereby the glass base plate G is separated into an article region on the central side and a scrap region on the outer edge side.
  • the scrap region is removed, and only the article region on the center side of the glass base plate G is conveyed in a state of being fixed to the fixture 10.
  • step S06 the control device 6 determines whether or not the shape deviation from the target shape is within the allowable range when the shape measuring device 4 measures the shape of the article region of the glass base plate G in the previous processing. .. If the shape deviation is not within the permissible range (No in step S06), the shape deviation between the target shape and the measured shape is still large, and it is determined that the trajectory of the robot 5 after step S07 needs to be corrected, and the step is taken. Proceed to S07. On the other hand, if the shape deviation is within the permissible range (Yes in step S06), it is determined that the trajectory correction of the robot 5 after step S07 is unnecessary, and the process proceeds to step S12. Note that steps S06 and steps S07 to S11, which will be described later, are unnecessary when an appropriate trajectory of the robot 5 with respect to the target shape is determined.
  • step S07 the integrated glass base plate G and the fixture 10 are moved by the robot 5 to the shape measuring device 4, and are passed to the delivery table 9 of the shape measuring device 4.
  • the robot 5 is connected to the robot joint 18 of the fixture 10 via the joint 52 of the end effector 51.
  • the fixture 10 is maintained in a state of vacuum-sucking the glass base plate G by the vacuum source on the robot 5 side.
  • home positions the positions of the robot 5 and the delivery table 9 in FIG. 1 are referred to as home positions.
  • the delivery table 9 is set to the delivery position, which is the position where the glass base plate G and the fixture 10 are delivered to and from the robot 5 by driving the single-axis actuator 42. Moving.
  • the robot 5 moves the end effector 51 to the delivery position, whereby the glass base plate G and the fixture 10 are moved to the delivery position.
  • the vacuum source on the robot 5 side stops the vacuum suction of the glass base plate G, and the glass base plate G is only placed on the resin block 12 of the fixture 10 and is not fixed. It becomes.
  • the robot 5 lowers the end effector 51 from the delivery position, whereby the table joint 19 of the fixture 10 is connected to the joint 91 of the delivery table 9.
  • the robot 5 further lowers the end effector 51, whereby the joint 52 of the end effector 51 is separated from the robot joint 18 of the fixture 10.
  • the position of the robot 5 shown in FIG. 10E is called a retracted position.
  • the delivery table 9 starts vacuum suction of the glass base plate G via the joint 91 and the table joint 19 using the vacuum source on the table side.
  • the robot 5 returns to the home position, and the delivery table 9 drives the uniaxial actuator 42 while maintaining the vacuum suction state between the fixture 10 and the glass base plate G. Returns to the home position.
  • the vacuum source can be smoothly switched without competing between the vacuum suction by the vacuum source on the robot 5 side and the vacuum suction by the vacuum source on the delivery table 9 side. Can be done.
  • step S08 the shape after separation, which is the outer shape of the article region of the glass base plate G, is measured by the three-dimensional measuring instrument 41 of the shape measuring device 4. The measured shape is output to the control device 6.
  • step S09 the control device 6 calculates the amount of deviation between the shape measured in step S08 and the predetermined target shape.
  • step S10 the control device 6 corrects the trajectory of the robot 5 so as to correct the amount of deviation between the measured shape and the target shape calculated in step S09.
  • the control device 6 refers to the difference between the measured shape of the glass base plate G after separation and the target shape of the article region, and uses a CO 2 laser when forming an internal void row by cutting or folding. A correction is made to reduce the difference with respect to the trajectory of the end effector 51 of the robot 5 when irradiating. Further, at this time, the control device 6 stores the amount of deviation between the measured shape before the correction and the target shape, and refers to the stored information in step S06 at the time of the next processing.
  • step S11 the glass base plate G is removed from the fixture 10 by the robot 5. Since it was determined in step S06 that the desired processing accuracy was not obtained, the product part of the glass base plate G removed in this step is discarded without being chamfered. When step S11 is completed, the process returns to step S01.
  • step S12 since the shape deviation was determined to be within the allowable range in step S06, the integrated glass base plate G and the fixture 10 are moved to the chamfering device 3 by the robot 5.
  • step S13 the chamfering process of the end face of the article region separated from the glass base plate G is performed by the chamfering device 3.
  • the glass base plate G to which the robot 5 is integrally fixed and the fixture 10 are moved relative to the position of the chamfering grindstone 31 of the chamfering device 3 to chamfer.
  • chamfering is performed along the circumferential direction of the end surface of the article region separated in step S05.
  • step S14 the fixture 10 is moved to the loading table 7 by the robot 5, and the article region of the glass base plate G is removed from the fixture 10.
  • the article area of the removed glass base plate G is moved from the loading table 7 by a worker or a robot for a subsequent process.
  • a single fixture 10 fixes the glass base plate G during a series of processing steps of cutting by the cutting device 2C, folding, and chamfering by the chamfering device 3. Can be maintained in the same state. That is, the fixture 10 is not removed from the glass base plate G when moving between different processing devices or when processing with the processing devices. Therefore, since the error of the glass fixing position does not accumulate due to the repeated attachment / detachment of the fixture 10, the processing accuracy does not decrease even if each process is performed by a different device, and the processing accuracy of the curved glass can be improved. ..
  • the robot 5 since the robot 5 has the glass base plate G via the fixture 10 and performs processing by moving the glass base plate G relative to the processing apparatus, the glass base plate is placed on a conventional flat surface. Compared to fixed machining, the degree of freedom of movement of the work in the three-dimensional direction is high, more complicated three-dimensional shape machining is possible, and the machining speed can be improved. Therefore, according to the glass article manufacturing system 1 of the first embodiment and the manufacturing method using the same, it is possible to improve both the processing accuracy and the processing speed of the curved glass base plate.
  • the shape measuring device 4 measures the shape of the glass base plate G fixed to the fixture 10 after the separation of the article region. Then, the control device 6 refers to the difference between the measured shape after separation and the target shape of the article region, and makes a correction to reduce the difference with respect to the trajectory of the robot 5 when forming the internal void row in the cutting process. .. With this configuration, the hand trajectory of the robot 5 can be made closer to the planned cutting line L, and the machining accuracy can be further improved.
  • the shape of the article region of the glass base plate G after cutting may be measured after chamfering the end face of the article region of the glass base plate G in the chamfering step.
  • step S06 when there is no previous measurement data in the determination of step S06, for example, when processing based on the target shape is performed for the first time in this system, the processing after step S07 is forcibly performed, and the trajectory of the robot 5 It is preferable to make the correction at least once. As a result, the trajectory of the robot 5 can be reliably corrected, and the machining accuracy can be further improved.
  • an internal void row is formed inside the glass base plate G along the planned cutting line L by the short pulse laser output from the cutting laser oscillator 21 of the cutting device 2C.
  • the formation of the internal void train is preferably performed by a pulse laser beam having a pulse width of 100 ps or less and a wavelength transmitted through the glass base plate G.
  • the processing error with the shape of the glass article is larger than that performed by the pulse laser beam, and it is difficult for the robot 5 to control the orientation of the teeth of the glass cutter or the like.
  • the structure of the cutting device 2C can be simplified, the time required for cutting can be shortened, the line tact can be improved, and the productivity can be improved.
  • the article region and the scrap region of the glass base plate G are separated by the CO 2 laser output from the folding laser oscillator 22 of the cutting device 2C, and the thermal stress is applied around the internal void row. Is generated.
  • the structure of the cutting device 2C can be simplified, the time required for folding can be shortened, and line tact and productivity can be further improved.
  • alignment marks 17A and 17B are provided on the fixture 10.
  • the positions of the alignment marks 17A and 17B may be located anywhere on the fixture, on the side surface of the fixture 10, or on the surface on which the glass base plate G is placed.
  • the alignment marks 17A and 17B are fixed as reference positions for the formation of internal void rows in the cutting process, the formation of the end face by separating the glass base plate G in the folding process, and the chamfering of the end face of the article region of the glass base plate G in the chamfering process. It is preferable to control the position of the tool 10.
  • the cutting device 2C includes the camera 23, and the control device 6 cuts the alignment marks 17A and 17B based on the image information of the alignment marks 17A and 17B captured by the camera 23.
  • the machining start point of machining can be determined.
  • the alignment marks 17A and 17B can have uniform processing start points if the fixing positions of the respective glasses to the fixture 10 can be made uniform when processing the plurality of glass base plates G. Thereby, the processing accuracy of the cutting process can be further improved.
  • the alignment marks 17A and 17B can be used to further improve the processing accuracy.
  • a method of determining a machining start point by using alignment marks 17A and 17B may be used.
  • the glass article manufacturing system 1A of the second embodiment is different from the first embodiment in that it includes two robots 5A and 5B.
  • the robot 5A (first articulated robot) and the robot 5B (second articulated robot) are articulated robots having five or more degrees of freedom, like the robot 5 of the first embodiment.
  • the delivery table 9 is arranged in the center of the predetermined section R of the system, the robot 5A, the load table 7A, and the cutting device 2C are arranged on the left side of the drawing, and the robot 5B, the unload table 7B, and the chamfering device 3 are arranged on the right side of the drawing. Have been placed.
  • the delivery table 9 is an element for delivering the integrated glass base plate G and the fixture 10 between the robot 5A and the robot 5B.
  • the delivery table in the shape measuring device 4 shown in FIG. 4 is used. It has the same configuration as 9.
  • the delivery table 9 the integrated glass base plate G and the fixture 10 can be attached and detached via the joint 91.
  • the delivery table 9 may be provided with a measuring unit having a function of measuring the shape of the glass base plate G after separation, similar to the shape measuring device 4 of the first embodiment.
  • the robot 5A receives the glass base plate G from the load table 7A, cuts and folds the glass base plate G with the cutting device 2C, and then delivers the glass base plate G integrated into the delivery table 9 and the fixture 10.
  • the robot 5B receives the glass base plate G and the fixture 10 integrated from the robot 5A via the delivery table 9, chamfers the glass with the chamfering device 3, and then processes the glass on the unload table 7B.
  • the article area of the base plate G is removed from the fixture 10.
  • the robot 5A can receive a new glass base plate G from the load table 7A while the robot 5B is processing, and cut and fold the new glass base plate G in parallel with the robot 5B. it can. In this way, after the cutting and folding process, the glass base plate G and the fixture 10 are delivered between the first robot 5A and the second robot 5B, so that each robot can perform the processing process. Since it is possible to proceed in parallel, the processing speed of curved glass can be further improved.
  • the glass base plate G and the fixture 10 are delivered between the robots without fail through the delivery table 9. Therefore, if the shape is measured on the delivery table 9, it is included in a series of processing steps. You can perform shape measurement tasks with. As a result, it is possible to prevent an increase in man-hours such as moving out of a series of steps for shape measurement and moving to another device, so that the machining speed can be improved.
  • the glass article manufacturing system 1B of the third embodiment is different from the first and second embodiments in that it includes three robots 5A, 5B, and 5C.
  • the robot 5C (third articulated robot) is an articulated robot having five or more degrees of freedom, like the robot 5 of the first embodiment.
  • the predetermined section R of the system is divided into three, and robots 5A, 5B, and 5C are arranged in each.
  • Delivery tables 9A and 9B are arranged between the areas, and at least one of them has a shape measurement function. As the shape measuring function, the delivery table 9B after folding is preferable.
  • the robot 5A receives the glass base plate G from the load table 7A, cuts it with the cutting device 2A, and then delivers the glass base plate G integrated into the delivery table 9A and the fixture 10.
  • the robot 5B receives the glass base plate G integrated from the robot 5B and the fixture 10 via the delivery table 9A, folds the fixture 10 with the folding device 2B, and then integrates the glass base plate 9B into the delivery table 9B.
  • the robot 5C receives the glass base plate G and the fixture 10 integrated from the robot 5C via the delivery table 9B, chamfers the glass with the chamfering device 3, and then processes the glass on the unload table 7B.
  • the article area of the base plate G is removed from the fixture 10.
  • the cutting process by the robot 5A, the folding process by the robot 5B, and the chamfering process by the robot 5C can be performed in parallel. Therefore, the glass has a curved surface shape as compared with the first and second embodiments. The processing speed of the base plate can be further improved.
  • the glass article manufacturing system 1C of the fourth embodiment is different from the first to third embodiments in that it includes four robots 5A, 5B1, 5B2, and 5C.
  • the robots 5B1 and 5B2 are articulated robots having five or more degrees of freedom, like the robot 5 of the first embodiment.
  • the predetermined section R of the system is divided into three parts as in the third embodiment, and the cutting process, the folding process, and the chamfering process are performed in each of them.
  • Delivery tables 9A and 9B are arranged between the areas, and at least one of them has a shape measurement function.
  • two folding devices 2B1 and 2B2 are provided in the folding process, and two robots 5B1 and 5B2 corresponding to each device are arranged.
  • the robot 5A receives the glass base plate G from the load table 7A, cuts the glass base plate G with the cutting device 2A, and then delivers the glass base plate G integrated into the delivery table 9A and the fixture 10.
  • the robot 5B1 receives the glass base plate G and the fixture 10 integrated from the delivery table 9A, folds the glass base plate G and the fixture 10 with the folding device 2B1, and then integrates the glass base plate G and the fixture 10 with the delivery table 9B. give.
  • the robot 5B2 receives the integrated glass base plate G and the fixture 10 from the delivery table 9A, folds the fixture 10 with the folding device 2B2, and then joins the glass base plate G integrated with the delivery table 9B. Hand over the fixture 10.
  • the robot 5C receives the integrated glass base plate G and the fixture 10 from the delivery table 9B, chamfers the glass base plate G with the chamfering device 3, and then processes the glass base plate G with the unload table 7B. The area is removed from the fixture 10.
  • the fourth embodiment by arranging a plurality of robots and processing devices in a process having a long required time (a folding process in the example of FIG. 14), it is possible to suppress a difference in the required time between the processes. As a result, the occurrence of a waiting state due to other processes of each robot 5A to 5C can be reduced, more efficient processing can be performed, and the processing speed of the curved glass base plate is higher than that of the first to third embodiments. Can be further improved. Further, by passing the glass base plate G and the fixture 10 between each process and appropriately changing the number of robots and processing devices related to each process, a flexible process design can be performed according to the tact balance. It becomes.
  • the glass base plate G and the fixture 10 are capable of supporting a plurality of embodiments from the first embodiment to the fourth embodiment and have high flexibility in arranging the robot and the cutting device. One reason is that they are integrated.
  • the configuration in which the glass base plate G and the fixture 10 integrated between the robots are delivered via the delivery table 9 is illustrated, but the fixed state of the glass base plate G and the fixture 10 is maintained. If possible, a delivery means other than the delivery table 9 may be used.
  • a method of forming an internal void row by irradiation with a laser beam is exemplified, but a crack line in which cracks entering the thickness direction of the glass base plate G are connected along the planned cutting line L is formed. It suffices if the cutting process can be performed, and other processing methods such as providing a cutting groove with a glass cutter may be used.
  • the configuration in which the delivery table 9 is arranged between the cutting step, the folding step, or the chamfering step to deliver the glass base plate G and the fixture 10 between the robots is illustrated, but the delivery and the process are described. It may be combined.
  • the folding step may be performed using the folding device 2B in a state where the integrated glass base plate G and the fixture 10 are fixed to the delivery table 9.
  • each device of the cutting process, the folding process, and the chamfering process is fixed, and processing is performed by moving the glass base plate G fixed to the end effector 51 of the robot 5. It suffices if the glass base plate G can be relatively moved with respect to the movement of the robot 5, and the processing apparatus side may also be moved in addition to the movement of the robot 5. As a result, the moving speed of the machining point can be increased and the machining time can be shortened.
  • the fixture 10 and the glass base plate G are delivered between the robot 5 and the delivery table 9, the fixture 10 and the robot 5 are arranged according to the posture (joint angle, etc.) of the robot 5 and the position of the end effector 51. It may be configured to control the connection or disconnection of the fixture 10 and the maintenance or release of the suction pressure of the fixture 10 on the glass base plate G.
  • the fixture 10 does not have a vacuum source, and a vacuum source is provided on the side of the robot 5 or the delivery table 9 to be connected, but the fixture 10 may have a vacuum source.

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Abstract

ガラス物品の製造方法は、曲面形状のガラス素板から切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する切断予定線よりも内側の位置で前記ガラス素板を固定具に固定し、第1の多関節ロボットによって、固定したガラス素板及び固定具を切装置に対して相対移動させ、ガラス素板の厚さ方向に入る亀裂が切断予定線に沿って連なる亀裂線を形成し、第1の多関節ロボット又は固定した亀裂線が形成されたガラス素板及び固定具を第1の多関節ロボットから受渡された第2の多関節ロボットによって固定した亀裂線が形成されたガラス素板及び固定具を折装置に対して相対移動させ、ガラス素板を亀裂線に沿って物品領域と端材領域とに分離し、分離した物品領域の端面を面取りする。

Description

ガラス物品の製造方法及び製造システム
 本開示は、ガラス物品の製造方法及び製造システムに関する。
 建築用ガラスや液晶基板等では、素板となる平なガラス板を加工テーブル上で動かしながら固定された加工具で切りや面取りをしたり、平なガラス板を固定して加工具を動かして切りや面取りをしたりして、ガラス物品にする。
 自動車用のフロントガラス等の曲面形状のガラス物品では、素板となる平なガラス板を切り、面取りをした後に、更に加熱して曲面状に成形して、ガラス物品にする。
 これらの平なガラス板の切りや面取りは、ガラス板の固定や移動が比較的容易であり、加工速度の大きい色々な方法が提案されている。
 一方、加工精度向上のため、曲面に成形加工した後の曲面形状のガラス素板に対し、切り加工などを行ってガラス物品を製造できることが望ましい。しかし、平なガラス板のように高剛性の加工テーブルにガラス板を固定して加工する方法では、曲面形状のガラス素板の場合、装置設計、リードタイム、多品種対応性などの観点から課題がある。そこで、曲面形状のガラス素板の加工方法として、例えば特許文献1には、多自由度を有する産業用ロボットに、切りや面取りのための加工具を持たせ、この加工具をロボットに移動させて曲面形状のガラス素板を加工する方法が提案されている。
 その他の産業用ロボットを利用する加工方法として、特許文献2や特許文献3がある。特許文献2には、加工反力を考慮してロボットを用いた加工を高精度にすることが開示されている。特許文献3には、ロボットがワークを持って加工機の間を移動し、ロボットがワークを持ったまま加工機に固定されて加工を行う手法が開示されている。
国際公開第2018/092520号 特開2016-215359号公報 特開2018-144126号公報
 しかし、産業用ロボットを利用した曲面形状のガラス素板の加工方法として、加工方法の選択肢を増やす観点から、特許文献1以外の方法も希望される。また、特許文献2、3の手法は、曲面状のワークを想定しているわけではなく、切りと面取りを連続的に行うことを想定していないため、必ずしも期待される加工精度や加工速度を実現できない。
 本開示は、曲面形状のガラス素板の加工精度と加工速度の向上を両立できるガラス物品の製造方法及び製造システムを提供することを目的とする。
〔1〕本発明の実施形態の一観点に係るガラス物品の製造方法は、曲面形状のガラス素板から切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する切断予定線よりも内側の位置で前記ガラス素板を固定具に固定し、第1の多関節ロボットによって前記固定した前記ガラス素板及び前記固定具を切装置に対して相対移動させ、前記ガラス素板の厚さ方向に入る亀裂が前記切断予定線に沿って連なる亀裂線を形成し、前記第1の多関節ロボット又は前記固定した前記亀裂線が形成されたガラス素板及び前記固定具を第1の多関節ロボットから受渡された第2の多関節ロボットによって前記固定した前記亀裂線が形成された前記ガラス素板及び前記固定具を折装置に対して相対移動させ、前記ガラス素板を前記亀裂線に沿って物品領域と端材領域とに分離し、前記分離した物品領域の端面を面取りする。
〔2〕上記〔1〕に記載の方法であって、前記第1の多関節ロボット、前記第2の多関節ロボット、及び前記固定した前記物品領域及び前記固定具を前記第1の多関節ロボット又は前記第2の多関節ロボットから受渡された第3の多関節ロボットのうちいずれかによって前記固定した前記物品領域及び前記固定具を面取装置に対して相対移動させ、前記端面の周方向に沿って前記面取りを行う。
〔3〕上記〔2〕に記載の方法であって、前記第1の多関節ロボットから前記第2の多関節ロボットへの前記固定具の受渡し、及び前記第2の多関節ロボットから前記第3の多関節ロボットへの前記固定具の受渡しは、受渡しテーブルを介して行われる。
〔4〕上記〔1〕乃至〔3〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記物品領域と前記端材領域を分離した後に、前記固定具に固定されている前記物品領域の分離後形状を測定し、前記分離後形状と前記物品領域の目標形状の差分を参照し、前記亀裂線を形成する際の前記第1の多関節ロボットの軌道に対して前記差分を減じる修正を少なくとも1回行う。
〔5〕上記〔1〕乃至〔4〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記亀裂線は、前記切装置が出力するレーザ光によって前記切断予定線に沿って前記ガラス素板の内部に形成される内部ボイド列である。
〔6〕上記〔5〕に記載の方法であって、前記内部ボイド列の形成は、パルス幅が100ps以下、且つ前記ガラス素板を透過する波長を有するパルスレーザ光で行う。
〔7〕上記〔1〕乃至〔6〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記物品領域と前記端材領域の分離は、前記亀裂線に熱応力を発生させて行う。
〔8〕上記〔1〕乃至〔7〕のいずれか一つに記載の方法であって、前記亀裂線の形成、前記分離による前記端面の形成、及び前記端面の面取りのいずれか一以上は、前記固定具に設けられるアライメントマークを基準位置として、前記固定具を位置制御する。
〔9〕本発明の実施形態の一観点に係るガラス物品の製造システムは、曲面形状のガラス素板から切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する切断予定線よりも内側の位置にて前記ガラス素板を固定して前記ガラス素板と一体化する固定具と、前記一体化された前記ガラス素板及び前記固定具を移動可能な1以上の多関節ロボットと、前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記ガラス素板及び前記固定具の相対移動に応じて、前記ガラス素板厚さ方向に入る亀裂が前記切断予定線に沿って連なる亀裂線を形成する切装置と、前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記亀裂線が形成された前記ガラス素板及び前記固定具の相対移動に応じて、前記亀裂線が形成された前記ガラス素板を前記亀裂線に沿って物品領域と端材領域とに分離する折装置と、前記物品領域の端面を面取りする面取装置と、を備える。
〔10〕上記〔9〕に記載のシステムであって、前記面取装置は、前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記物品領域及び前記固定具の相対移動に応じて、前記端面を面取りする。
〔11〕上記〔9〕又は〔10〕に記載のシステムであって、前記固定具は、前記ガラス物品の目標とする曲面形状を有する固定部と、前記固定部で前記ガラス素板を吸着する吸着部と、前記1以上の多関節ロボットに着脱可能に接続する継手部を含む。
〔12〕上記〔9〕乃至〔11〕のいずれか一つに記載のシステムであって、更に、前記固定具に前記ガラス素板を固定して前記物品領域の分離後形状を測定する測定装置を備える。
〔13〕上記〔9〕乃至〔12〕のいずれか一つに記載のシステムであって、前記1以上の多関節ロボットのいずれかの組は、前記固定具を一方の多関節ロボットから他方の多関節ロボットに受渡し可能である。
〔14〕上記〔13〕に記載のシステムであって、更に、前記固定具を前記一方の多関節ロボットから受取り、前記他方の多関節ロボットに渡す、前記固定具を着脱可能な受渡しテーブルを備える。
〔15〕上記〔14〕に記載のシステムであって、前記受渡しテーブルは、前記固定具に固定した前記物品領域の分離後形状を測定する測定部を含む。
〔16〕上記〔9〕乃至〔15〕のいずれか一つに記載のシステムであって、前記切装置は、パルス幅が100ps以下、且つ前記ガラス素板を透過する波長を発生するパルスレーザ発振器を含む。
〔17〕上記〔9〕乃至〔16〕のいずれか一つに記載のシステムであって、前記折装置は、前記ガラス素板に熱を加えるCOレーザ発振器を含む。
 本開示によれば、曲面形状のガラス素板の加工精度と加工速度の向上を両立できるガラス物品の製造方法及び製造システムを提供することができる。
第1実施形態に係るガラス物品製造システムの全体構成を示す図である。 切折装置の構成の一例を模式的に示す図である。 面取装置の構成の一例を模式的に示す図である。 形状測定装置の構成の一例を模式的に示す図である。 固定具の概略構成の一例を示す斜視図である。 固定具の図5中のA-A断面図である。 ガラス素板の固定具への固定手順の第1段階を示す図である。 ガラス素板の固定具への固定手順の第2段階を示す図である。 第1実施形態に係るガラス物品製造手順のフローチャートである。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第1段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第2段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第3段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第4段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第5段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第6段階を示す図である。 一体化されたガラス素板と固定具の受渡し手順の第7段階を示す図である。 切り加工におけるアライメントマークの利用方法の一例を示す図である。 第2実施形態に係るガラス物品製造システムの全体構成を示す図である。 第3実施形態に係るガラス物品製造システムの全体構成を示す図である。 第4実施形態に係るガラス物品製造システムの全体構成を示す図である。
 以下、添付図面を参照しながら実施形態について説明する。説明の理解を容易にするため、各図面において同一の構成要素に対しては可能な限り同一の符号を付して、重複する説明は省略する。
 [第1実施形態]
 図1~図11を参照して第1実施形態を説明する。まず図1~図4を参照して第1実施形態に係るガラス物品製造システム1の構成について説明する。図1には、ガラス物品製造システム1の各装置の配置が平面図上に模式的に示されている。
 ガラス物品製造システム1は、ガラス素板Gを任意の形状に加工する。ガラス素板Gは、任意の曲率を有する曲面形状である。ガラス物品製造システム1は、ガラス素板G上の切断予定線L(図5参照)に沿って切り加工、折り加工、面取り加工を施すことにより、ガラス素板Gを任意の形状に加工する。なお、切断予定線Lとは、曲面形状のガラス素板Gから切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する線である。
 図1に示すように、ガラス物品製造システム1は、レーザ装置2、面取装置3、形状測定装置4(測定装置)、ロボット5(第1の多関節ロボット)、制御装置6、ローディングテーブル7を備える。レーザ装置2、面取装置3、形状測定装置4、ロボット5、ローディングテーブル7は、システムの所定区画Rに配置される。特に第1実施形態では、略矩形状の所定区画Rの中央にロボット5が配置され、矩形状の四辺にレーザ装置2、面取装置3、形状測定装置4、ローディングテーブル7が配置されている。
 また、ガラス物品製造システム1では、曲面形状のガラス素板Gは、固定具10により固定される。一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10は、ロボット5によってローディングテーブル7、レーザ装置2、面取装置3、形状測定装置4に順次移動して加工が行われる。なお、ガラス素板Gと固定具10の固定の方法については図5~図8を参照して後述する。
 ロボット5は、一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10とを各装置に移動する。ロボット5は、5自由度以上の多関節ロボットであり、制御装置6によって各関節の角度を制御することによって、手先軌道を任意の三次元軌跡にできる。ロボット5は、手先の図10Aに示すエンドエフェクタ51に固定具10を連結固定することで、ガラス素板Gを固定具10と一体化した状態で移動可能となっている。
 ローディングテーブル7は、ロボット5への固定具10の連結、固定具10へのガラス素板Gの固定、加工後のガラスの固定具からの切り離し、などを行うスペースである。作業員や、ロボット5とは異なる他のロボットがガラス素板Gや固定具10をローディングテーブル7に搬入し、加工後のガラスや固定具10を搬出する。
 図2のレーザ装置2は、ガラス素板Gへのレーザ照射によってガラスの切り加工と折り加工とを行う装置である。以下ではレーザ装置2を「切折装置2C」と表記する。切折装置2Cは、例えば切り加工用のフィラメントを生成する切用レーザ発振器21(パルスレーザ発振器)と、折り加工用のCOレーザを発する折用レーザ発振器22(COレーザ発振器)とを有する。切用レーザ発振器21と折用レーザ発振器22とは、ミラー伝送によってそれぞれ別の位置から装置外へレーザを出力するよう切折装置2C内に設置される。切折装置2Cの切用レーザ発振器21と折用レーザ発振器22の切り替え制御や出力制御は、制御装置6によって行われる。
 本実施形態では図2に示すように、切用レーザ発振器21が出力する短パルスレーザと折用レーザ発振器22が出力するCOレーザの出力位置や出力方向はそれぞれ固定されており、ロボット5が一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10とをレーザ照射位置に対して相対的に適宜移動させることによって加工を行う。例えば切用レーザ発振器21の短パルスレーザがガラス素板Gの切断予定線Lに沿って照射されるようにロボット5がガラス素板Gを移動させることによって、切断予定線Lに沿ってガラス素板Gの内部に内部ボイド列が形成される。また、折用レーザ発振器22のCOレーザがガラス素板Gの内部ボイド列に沿って照射されるようにロボット5がガラス素板Gを移動させることによって、内部ボイド列の周辺に熱応力が発生し、これによりガラス素板Gが中央側の製品部分となる物品領域と、外縁側の端材領域とに分離される。
 なお、切折装置2Cは、切り機能と折り機能とが別体となった切装置と折装置に置き換えてもよい。この場合、切装置に切用レーザ発振器21が設置され、折装置に折用レーザ発振器22が設置される。
 図3の面取装置3は、切り折り加工がなされたガラス素板Gの加工部分の面取りを行う装置である。面取装置3は例えば面取り砥石31を備える。面取り砥石31は所定の回転軸まわりに回転する。ロボット5が一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10とを面取り砥石31の位置に対して相対的に適宜移動させ、砥石31とのガラス端面の接触部分を変えることによって、端面の面取り加工を行う。
 面取装置3の面取り砥石31の駆動制御は制御装置6によって行われる。面取り砥石31は、例えば図3に示すように回転軸が水平方向で砥石31の下方または上方からガラス端面を押し当てる構成でもよいし、回転軸が垂直方向で砥石31の側方からガラス端面を押し当てる構成でもよい。また、面取装置3による面取りは、ガラス端面のコーナ部のみをベルトサンダー、テープ、並びにダイヤ、メタル、樹脂、及びゴム等の砥石によって研磨するだけでもよい。この構成によれば、面取装置3の構造も簡単になり、研磨する領域が小さくなるので、加工に係る時間も短くなる。
 図4の形状測定装置4は、必要に応じて、切り加工及び折り加工がなされたガラス素板Gの物品領域の加工形状を計測する装置である。本実施形態では、形状測定装置4は、三次元計測器41、単軸アクチュエータ42、受渡しテーブル9を備える。三次元計測器41は、物体の三次元形状を計測する。受渡しテーブル9は、ロボット5の図10Aに示すエンドエフェクタ51から一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10とを受取ると共に、固定する台座である。単軸アクチュエータ42は、受渡しテーブル9を一方向に移動可能な装置である。
 形状測定装置4では、ロボット5がガラス素板G及び固定具10を受渡しテーブル9に移し、受渡しテーブル9がガラス素板G及び固定具10を固定した状態で、単軸アクチュエータ42が受渡しテーブル9を三次元計測器41まで移動し、三次元計測器41がガラス素板Gの形状を測定する。その後、単軸アクチュエータ42が受渡しテーブル9をロボット5との受渡し位置に戻し、ロボット5が受渡しテーブル9からガラス素板G及び固定具10を受取る。
 形状測定装置4の三次元計測器41、単軸アクチュエータ42、受渡しテーブル9の制御は制御装置6によって行われる。なお、形状測定装置4は、例えば複数のカメラでガラス素板を撮影した複数の撮像データから三次元形状を算出するなど、三次元計測器41以外の装置を計測に用いてもよい。
 制御装置6は、ガラス物品製造システム1の各要素の制御を行う。制御装置6は、レーザ装置2、面取装置3、形状測定装置4、ロボット5と通信可能であれば設置場所は特に限定されず、図1のように所定区画Rの外に配置されてもよいし、所定区画Rの内部に配置されてもよい。
 制御装置6は、物理的には、CPU(Central Processing Unit)、主記憶装置であるRAM(Random Access Memory)およびROM(Read Only Memory)、データ送受信デバイスである通信モジュール、補助記憶装置、などを含むコンピュータ装置や回路基板として構成することができる。上記の制御装置6の各機能は、CPU、RAM等のハードウェア上に所定のコンピュータソフトウェアを読み込ませることにより、CPUの制御のもとで通信モジュール等を動作させるとともに、RAMや補助記憶装置におけるデータの読み出し及び書き込みを行うことで実現される。
 次に図5~図8を参照して固定具10の構成について説明する。
 図5において、x軸、y軸、z軸は互いに垂直である。x軸及びy軸は図中の水平方向であり、z軸は図中の鉛直方向である。固定具10は、ロボット5の図10Aのエンドエフェクタ51に、z軸方向の負の側から連結固定され、z軸方向の正又は負の側からガラスの切り加工や折り加工が施される。図6では、x軸と平行な断面線A-Aに沿って、樹脂ブロック12、孔S、吸着パッド16のみを断面視した部分断面図である。
 図5、図6に示すように、固定具10は、基部11と、樹脂ブロック12と、突き当てピン13と、吸着パッド16とを備える。
 基部11は、そのz軸方向の正の側に樹脂ブロック12が設けられ、z軸方向の負の側にロボット用継手18とテーブル用継手19が設けられる。
 樹脂ブロック12は、ガラス素板Gを固定具10に固定する際にガラス素板Gを受ける部分であり、z軸方向の正の側にガラス接触面14を有する。ガラス接触面14は、ガラス素板Gから最終的に製造されるガラス物品の曲率に合わせた形状で形成される。なお、図5の例では、ガラス素板Gの凸形状の接触面が密着可能なようにガラス接触面14は凹形状で形成されているが、ガラス素板Gの形状に合わせて凸形状など他の形状でもよい。
 樹脂ブロック12のz軸の正の側からの方向視の形状は、ガラス素板Gの主表面上の切断予定線Lの内側に配置可能な形状であり、切断予定線Lの内側、かつ、切り加工や折り加工用の余裕部分を残しつつ切断予定線Lにできるだけ近い形状が好ましい。
 突き当てピン13は、基部11のz軸方向、かつ、樹脂ブロック12の外周側に設けられる。突き当てピン13は、z軸方向に進退可能であり、z軸方向に進出している状態では、ガラス素板Gの外縁端部が接触する位置に設けられる。突き当てピン13は、固定具10に対するガラス素板Gの相対位置を所定位置に決めるべく、少なくとも3個が設けられる。
 吸着パッド16は、樹脂ブロック12のガラス接触面14に開口された孔Sに収容され、z軸方向に進退可能に設けられる。吸着パッド16は、z軸方向の正の側の先端部分が吸盤状に形成され、その中央部に真空吸引用の吸引通路20が設けられる。
 ロボット用継手18は、固定具10をロボット5の図10Aのエンドエフェクタ51と連結するための要素である。ロボット用継手18には吸着パッド16の吸引通路20が延在しており、固定具10がロボット5と連結するときに、ロボット用継手18を介してロボット5側に設けられる真空源と吸引通路20とを連通させることで、吸引通路20を介した真空吸引を実施可能としている。
 テーブル用継手19は、固定具10を受渡しテーブル9と連結するための要素である。テーブル用継手19にも吸着パッド16の吸引通路20が延在しており、固定具10がテーブル9と連結するときに、テーブル用継手19を介して受渡しテーブル9側に設けられる真空源と吸引通路20とを連通させることで、吸引通路20を介した真空吸引を実施可能としている。なお、吸引通路20を介した真空吸引の制御は、制御装置6によって行われる。
 図7、図8は、図6の部分断面図のうち基部11、ロボット用継手18、テーブル用継手19を除いた部分を拡大視している。
 図7に示すように固定手順の第1段階では、突き当てピン13がz軸方向の正の側に伸長して、ガラス素板Gの外縁端部が突き当てピン13に突き当て可能となっている。また、吸着パッド16もz軸方向の正の側に移動して孔Sから突出している。この状態でガラス素板Gが突き当てピン13によって位置決めされると共に、吸着パッド16の先端の吸盤部がガラス素板Gと接触した状態で吸引通路20から真空吸引されて吸着パッド16がガラス素板Gに吸着される。
 図8に示すように固定手順の第2段階では、突き当てピン13がz軸方向の負の側に下降してガラス素板Gから外されると共に、吸着パッド16が真空吸引を維持したままz軸方向の負の側に移動して孔Sに収容される。これにより、ガラス素板Gは樹脂ブロック12のガラス接触面14に押し付けられて、ガラス接触面14の形状に倣わされる。すなわち、ガラス素板Gは、ガラス製品の形状に倣わされた状態で固定具10に固定される。
 突き当てピン13、吸着パッド16のz軸方向の移動は、例えば基部11の内部に設置される不図示のアクチュエータの駆動によって実現される。アクチュエータは、例えば空気圧アクチュエータであり、例えば真空吸引と同様に、ロボット用継手18を介してロボット5側から圧縮空気を供給することで駆動可能である。アクチュエータの動作は制御装置6によって制御される。
 固定具10のうち、樹脂ブロック12のガラス接触面14が、「曲面形状のガラス素板Gから切り出されるガラス物品の目標とする曲面形状を有する固定部」に対応する。吸着パッド16及び吸引通路20が、「固定部でガラス素板Gを吸着する吸着部」に対応する。ロボット用継手18が、「1以上の多関節ロボットに着脱可能に接続する継手部」に対応する。
 次に、図9~図10Gを参照して、第1実施形態に係るガラス物品製造システム1によるガラス物品の製造方法を説明する。
 図9のステップS01では、固定具10がロボット5の図10Aのエンドエフェクタ51に取り付けられる。
 ステップS02では、ロボット5により固定具10がローディングテーブル7に移動され、ガラス素板Gが固定具10に固定される。このとき、固定具10は、ガラス素板Gの主表面の切断予定線Lよりも内側の位置でガラス素板Gを固定する。これにより、ガラス素板Gと固定具10とが一体化された状態となる。
 ステップS03では、ロボット5により、一体化されたガラス素板Gと固定具10とが切折装置2Cに移動される。
 ステップS04では、切折装置2Cによりガラス素板Gの切り加工が行われる。図2を参照して説明したように、切折装置2Cは切用レーザ発振器21から短パルスレーザを出力し、短パルスレーザがガラス素板Gの切断予定線Lに沿って照射されるようにロボット5がガラス素板Gを移動させることによって、切断予定線Lに沿ってガラス素板Gの内部に内部ボイド列が形成される。
 ステップS05では、引き続き、切折装置2Cによりガラス素板Gの折り加工が行われる。図2を参照して説明したように、切折装置2Cは折用レーザ発振器22からCOレーザを出力し、COレーザがガラス素板Gの内部ボイド列に沿って照射されるようにロボット5がガラス素板Gを移動させることによって、内部ボイド列の周辺に熱応力が発生し、これによりガラス素板Gが中央側の物品領域と外縁側の端材領域とに分離される。以降の処理では端材領域は除去され、ガラス素板Gの中央側の物品領域のみが固定具10に固定された状態で搬送される。
 ステップS06では、制御装置6により、前回の加工の処理における形状測定装置4によるガラス素板Gの物品領域の形状測定時に、目標形状との形状ズレが許容範囲内だったか否かが判定される。形状ズレが許容範囲内ではなかった場合(ステップS06のNo)には、目標形状と測定形状との間の形状ズレが未だ大きく、ステップS07以降のロボット5の軌道修正が必要と判断してステップS07に進む。一方、形状ズレが許容範囲内だった場合(ステップS06のYes)には、ステップS07以降のロボット5の軌道修正は不要と判断してステップS12に進む。なお、このステップS06及び後述するステップS07~S11は、目標形状に対するロボット5の適切な軌道が決まっている場合には不要である。
 ステップS07では、ロボット5により、一体化されたガラス素板Gと固定具10とが形状測定装置4に移動され、形状測定装置4の受渡しテーブル9に渡される。
 ここで図10A~図10Gを参照して、ロボット5と受渡しテーブル9との間での一体化されたガラス素板Gと固定具10の受渡し手順について説明する。
 図10Aに示すように、第1段階では、ロボット5が、エンドエフェクタ51の継手52を介して固定具10のロボット用継手18と連結されている。このとき、固定具10はロボット5側の真空源によってガラス素板Gを真空吸着する状態が維持されている。以降では図1のロボット5と受渡しテーブル9の位置をホームポジションと呼ぶ。
 受渡し図10Bに示すように、第2段階では、受渡しテーブル9が、単軸アクチュエータ42の駆動によって、ロボット5との間でガラス素板Gと固定具10の受渡しを行う位置である受渡しポジションに移動する。
 図10Cに示すように、第3段階では、ロボット5が、エンドエフェクタ51を受渡しポジションへ移動し、これにより、ガラス素板G及び固定具10が受渡しポジションへ移動される。移動完了後には、ロボット5側の真空源によってガラス素板Gを真空吸着が停止され、ガラス素板Gは固定具10の樹脂ブロック12の上に載置されているだけで固定されていない状態となる。
 図10Dに示すように、第4段階では、ロボット5が、エンドエフェクタ51を受渡しポジションから下降させ、これにより固定具10のテーブル用継手19が、受渡しテーブル9の継手91と連結する。
 図10Eに示すように、第5段階では、ロボット5が、エンドエフェクタ51をさらに下降させ、これによりエンドエフェクタ51の継手52が固定具10のロボット用継手18から離れる。図10Eに示すロボット5の位置を退避ポジションと呼ぶ。
 図10Fに示すように、第6段階では、受渡しテーブル9が、テーブル側の真空源を用いて継手91及びテーブル用継手19を介してガラス素板Gの真空吸着を開始する。
 図10Gに示すように、第7段階では、ロボット5がホームポジションに戻ると共に、受渡しテーブル9が、固定具10とガラス素板Gとの真空吸着状態を維持しながら、単軸アクチュエータ42の駆動によって、ホームポジションへ戻される。
 図10A~図10Gの手順で受渡しを行うことで、ロボット5側の真空源による真空吸着と、受渡しテーブル9側の真空源による真空吸着とが競合せずに円滑に真空源の切り替えを行うことができる。
 図9に戻り、ステップS08では、形状測定装置4の三次元計測器41により、ガラス素板Gの物品領域の外形形状である分離後形状が測定される。測定された形状は制御装置6に出力される。
 ステップS09では、制御装置6により、ステップS08にて測定された形状と、所定の目標形状とのズレ量が計算される。
 ステップS10では、制御装置6により、ステップS09にて算出した測定形状と目標形状とのズレ量を補正するようロボット5の軌道が修正される。例えば制御装置6は、測定したガラス素板Gの分離後形状と、物品領域の目標形状の差分を参照し、切り加工にて内部ボイド列を形成する際や、折り加工にてCOレーザを照射する際のロボット5のエンドエフェクタ51の軌道に対して差分を減じる修正を行う。また、このとき制御装置6は、修正前の測定形状と目標形状とのズレ量を記憶しておき、次の加工時のステップS06にてこの記憶した情報を参照する。
 ステップS11では、ロボット5によりガラス素板Gが固定具10から取り外される。本ステップにて取り外されたガラス素板Gの製品部分は、ステップS06にて所望の加工精度が出ていないと判定されたものなので、面取り加工を施さずに廃棄される。ステップS11が完了するとステップS01へ戻る。
 ステップS12では、ステップS06にて形状ズレが許容範囲内と判定されたので、ロボット5により、一体化されたガラス素板Gと固定具10とが面取装置3に移動される。
 ステップS13では、面取装置3によりガラス素板Gから分離した物品領域の端面の面取り加工が行われる。図3を参照して説明したように、ロボット5が一体的に固定されたガラス素板Gと固定具10とを面取装置3の面取り砥石31の位置に対して相対的に移動させ、面取り砥石31とのガラス素板Gの物品領域の端面との接触部分を変えることによって、ステップS05にて分離した物品領域の端面の周方向に沿って面取りを行う。
 ステップS14では、ロボット5により固定具10がローディングテーブル7に移動され、ガラス素板Gの物品領域が固定具10から取り外される。取り外されたガラス素板Gの物品領域は、ローディングテーブル7から作業員またはロボットによって後工程のために移動される。ステップS14の処理が完了すると本制御フローを終了する。
 第1実施形態によれば、切折装置2Cによる切り加工、折り加工、及び、面取装置3による面取り加工の一連の加工の工程の間、単一の固定具10がガラス素板Gを固定した状態を維持することができる。つまり、異なる加工装置間の移動や、加工装置での加工時に、固定具10がガラス素板Gから取り外されることがない。このため、固定具10の着脱の繰り返しによるガラス固定位置の誤差の蓄積が生じることがないので、各工程を異なる装置で行なっても、加工精度が低下しなくなり、曲面ガラスの加工精度を向上できる。
 本実施形態では、ロボット5が固定具10を介してガラス素板Gをもち、加工装置に対してガラス素板Gを相対移動させることで加工を行うので、従来の平面上にガラス素板を固定して行う加工に比べて、三次元方向へのワークの移動自由度が高く、より複雑な三次元形状の加工が可能となり、また加工速度も向上できる。したがって、第1実施形態のガラス物品製造システム1とこれを用いた製造方法によれば、曲面形状のガラス素板の加工精度と加工速度の向上を両立できる。
 本実施形態では、折り工程でガラス素板Gを物品領域と端材領域に分離した後に、形状測定装置4が固定具10に固定されているガラス素板Gの物品領域の分離後形状を測定し、制御装置6が、測定した分離後形状と、物品領域の目標形状の差分を参照し、切り工程にて内部ボイド列を形成する際のロボット5の軌道に対して差分を減じる修正を行う。この構成により、ロボット5の手先軌道をより切断予定線Lに近似させることができ、加工精度をさらに向上できる。
 なお、ガラス素板Gの物品領域の切断後形状の測定は、面取り工程にてガラス素板Gの物品領域の端面を面取りした後に実施してもよい。
 本実施形態では、ステップS06の判定において前回測定データが無い場合、例えば、本システムで初めて目標形状に基づく加工を行う場合には、強制的にステップS07以降の処理を実施し、ロボット5の軌道の修正を少なくとも1回行うのが好ましい。これにより、ロボット5の軌道修正を確実に実施でき、加工精度の更なる向上を図れる。
 本実施形態では、切り加工において、切折装置2Cの切用レーザ発振器21が出力する短パルスレーザによって切断予定線Lに沿ってガラス素板Gの内部に内部ボイド列を形成する。また、内部ボイド列の形成は、パルス幅が100ps以下、且つ、ガラス素板Gを透過する波長を有するパルスレーザ光で行うのが好ましい。ガラスカッタ等の切り加工では、ガラス物品形状との加工誤差がパルスレーザ光で行うよりも大きく、ロボット5でのガラスカッタ等の歯の向きの制御がむずかしい。これに対して、切折装置2Cの構造を簡単にでき、切り加工の所要時間を短縮でき、ラインタクトが向上し生産性を向上できる。
 本実施形態では、折り加工において、ガラス素板Gの物品領域と端材領域の分離は、切折装置2Cの折用レーザ発振器22が出力するCOレーザによって、内部ボイド列の周辺に熱応力を発生させて行う。これにより、切折装置2Cの構造を簡単にでき、折り加工の所要時間も短縮でき、ラインタクト、生産性のさらなる向上を図れる。
 本実施形態では、図5に示すように、固定具10にアライメントマーク17A、17Bが設けられる。アライメントマーク17A、17Bの位置は、固定具のどこでもよく、固定具10の側面でも、ガラス素板Gを載せる面のどこかでもよい。切り加工における内部ボイド列の形成、折り加工におけるガラス素板Gの分離による端面の形成、面取り加工におけるガラス素板Gの物品領域の端面の面取りは、このアライメントマーク17A、17Bを基準位置として固定具10の位置制御を行うのが好ましい。
 図11に示すように、例えば切折装置2Cがカメラ23を備え、制御装置6が、カメラ23が撮像したアライメントマーク17A、17Bの画像情報に基づき、アライメントマーク17A、17Bの位置を基準として切り加工の加工開始点を決定することができる。アライメントマーク17A、17Bは、複数のガラス素板Gを加工する際に各ガラスの固定具10への固定位置を均一にできれば、加工開始点も均一にできる。これにより、切り加工の加工精度をより向上できる。折り加工及び面取り加工の場合も同様に、アライメントマーク17A、17Bを利用して、加工精度をより向上できる。
 また、切り加工、折り加工、面取り加工の加工開始点のアライメントマーク17A、17Bからの相対位置を共通化できるので、工程間の加工精度の差異も抑制できる。なお、切り加工、折り加工、面取り加工の少なくとも一部で、アライメントマーク17A、17Bを利用して加工開始点を決める手法を用いてもよい。
 [第2実施形態]
 図12を参照して第2実施形態を説明する。
 第2実施形態のガラス物品製造システム1Aは、2台のロボット5A、5Bを備える点で第1実施形態と異なる。ロボット5A(第1の多関節ロボット)及びロボット5B(第2の多関節ロボット)は、第1実施形態のロボット5と同様に、5自由度以上の多関節ロボットである。
 システムの所定区画Rの中央に受渡しテーブル9が配置され、その図面左側にロボット5A、ロードテーブル7A、切折装置2Cが配置され、図面右側にロボット5B、アンロードテーブル7B、面取装置3が配置されている。受渡しテーブル9は、ロボット5Aとロボット5Bの間で、一体化されたガラス素板Gと固定具10の受渡しを行うための要素であり、例えば図4に示した形状測定装置4内の受渡しテーブル9と同様の構成である。受渡しテーブル9は、一体化されたガラス素板G及び固定具10を、継手91を介して着脱可能である。また、受渡しテーブル9が、第1実施形態の形状測定装置4と同様な、ガラス素板Gの物品領域の分離後形状を測定する機能を有する測定部を備えてもよい。
 ロボット5Aは、ロードテーブル7Aからガラス素板Gを受取り、切折装置2Cで切り加工及び折り加工を行った後に、受渡しテーブル9に一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。ロボット5Bは、受渡しテーブル9を介してロボット5Aから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、面取装置3で面取り加工を行った後に、アンロードテーブル7Bにて加工済みのガラス素板Gの物品領域を固定具10から取り外す。
 ロボット5Aは、ロボット5Bが加工を行っている間に、ロードテーブル7Aから新たなガラス素板Gを受取って、ロボット5Bと並行してこの新たなガラス素板Gの切折り加工を行うことができる。このように、切折り加工の後に、第1のロボット5Aと第2のロボット5Bとの間で、ガラス素板G及び固定具10を受渡しする構成とすることによって、各ロボットで加工の工程を並行に進めることが可能となるので、曲面ガラスの加工速度をさらに向上できる。
 複数のロボット間でガラス素板Gを受渡しするときでも、ガラス素板Gと固定具10との固定状態は維持されているので、第1実施形態と同様に加工精度を向上できる。
 第2実施形態では、ロボット間のガラス素板G及び固定具10の受渡しのために、必ず受渡しテーブル9を介するので、受渡しテーブル9において形状測定を行う構成とすると、一連の加工の工程の中で形状測定のタスクを実行することができる。これにより、形状測定のために一連の工程から外れて別の装置に移動するなどの工数増加を防止できるので、加工速度を向上できる。
 [第3実施形態]
 図13を参照して第3実施形態を説明する。
 第3実施形態のガラス物品製造システム1Bは、3台のロボット5A、5B、5Cを備える点で第1、第2実施形態と異なる。ロボット5C(第3の多関節ロボット)は、第1実施形態のロボット5と同様に、5自由度以上の多関節ロボットである。
 システムの所定区画Rは三分割され、それぞれにロボット5A、5B、5Cが配置される。各領域間には受渡しテーブル9A、9Bが配置され、少なくとも一方が形状計測機能を備える。形状測定機能は、折り加工後の受渡しテーブル9Bが好ましい。
 ロボット5Aは、ロードテーブル7Aからガラス素板Gを受取り、切装置2Aで切り加工を行った後に、受渡しテーブル9Aに一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。ロボット5Bは、受渡しテーブル9Aを介してロボット5Bから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、折装置2Bで折り加工を行った後に、受渡しテーブル9Bに一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。ロボット5Cは、受渡しテーブル9Bを介してロボット5Cから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、面取装置3で面取り加工を行った後に、アンロードテーブル7Bにて加工済みのガラス素板Gの物品領域を固定具10から取り外す。
 第3実施形態では、ロボット5Aにより切り加工と、ロボット5Bによる折り加工と、ロボット5Cによる面取り加工とを並行に進めることが可能となるので、第1、第2実施形態よりも曲面形状のガラス素板の加工速度をさらに向上できる。
 [第4実施形態]
 図14を参照して第4実施形態を説明する。
 第4実施形態のガラス物品製造システム1Cは、4台のロボット5A、5B1、5B2、5Cを備える点で第1~第3実施形態と異なる。ロボット5B1、5B2(第2の多関節ロボット)は、第1実施形態のロボット5と同様に、5自由度以上の多関節ロボットである。
 システムの所定区画Rは第3実施形態と同様に三分割され、それぞれで切り工程、折り工程、面取り工程を行う。各領域間には受渡しテーブル9A、9Bが配置され、少なくとも一方が形状計測機能を備える。
 また、第4実施形態では折り工程において2つの折装置2B1、2B2が設けられ、各装置に対応する2つのロボット5B1、5B2が配置されている。
 ロボット5Aは、ロードテーブル7Aからガラス素板Gを受取り、切装置2Aで切り加工を行った後に、受渡しテーブル9Aに一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。
 ロボット5B1は、受渡しテーブル9Aから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、折装置2B1で折り加工を行った後に、受渡しテーブル9Bに一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。同様に、ロボット5B2は、受渡しテーブル9Aから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、折装置2B2で折り加工を行った後に、受渡しテーブル9Bに一体化されたガラス素板Gと固定具10を渡す。
 ロボット5Cは、受渡しテーブル9Bから一体化されたガラス素板Gと固定具10を受取り、面取装置3で面取り加工を行った後に、アンロードテーブル7Bにて加工済みのガラス素板Gの物品領域を固定具10から取り外す。
 第4実施形態では、所要時間が長い工程(図14の例では折り工程)に複数のロボットと加工装置を配置することによって、工程間の所要時間の差を抑制できる。これにより、各ロボット5A~5Cの他の工程による待ち状態の発生を低減でき、より効率的な加工の実施が可能となり、第1~第3実施形態よりも曲面形状のガラス素板の加工速度をさらに向上できる。また、このように各工程間でガラス素板Gと固定具10の受渡しを行い、各工程に係るロボットや加工装置の数を適宜変更することによって、タクトバランスに応じて柔軟な工程設計が可能となる。
 以上のように、第1実施形態から第4実施形態までの複数の形態に対応可能で、更に、ロボットや切折装置の配置の柔軟性が高いのは、ガラス素板Gと固定具10を一体化していることが一因である。
 以上、具体例を参照しつつ本実施形態について説明した。しかし、本開示はこれらの具体例に限定されるものではない。これら具体例に、当業者が適宜設計変更を加えたものも、本開示の特徴を備えている限り、本開示の範囲に包含される。前述した各具体例が備える各要素およびその配置、条件、形状などは、例示したものに限定されるわけではなく適宜変更することができる。前述した各具体例が備える各要素は、技術的な矛盾が生じない限り、適宜組み合わせを変えることができる。
 上記実施形態では、受渡しテーブル9を介してロボット間で一体化されたガラス素板Gと固定具10の受渡しを行う構成を例示したが、ガラス素板Gと固定具10との固定状態を維持できればよく、受渡しテーブル9以外の受渡し手段を用いてもよい。
 上記実施形態では、切り工程において、レーザ光の照射によって内部ボイド列を形成する手法を例示したが、ガラス素板Gの厚さ方向に入る亀裂が切断予定線Lに沿って連なる亀裂線を形成する切り加工ができればよく、例えばガラスカッタによって切り溝を設けるなどの他の加工手法を用いてもよい。
 上記実施形態では、折り工程において、COレーザの照射によって熱応力を発生させて物品領域を分離する手法を例示したが、例えばガラス素板の一部に圧力をかける折り加工、冷却による折り加工、及びそれらの組み合わせなどを用いてもよい。
 上記実施形態では、切り工程、折り工程、または面取り工程の間に受渡しテーブル9を配置してロボット間でのガラス素板G及び固定具10を受渡しする構成を例示したが、受渡しと工程とを組み合わせてもよい。例えば、受渡しテーブル9に、一体化されたガラス素板G及び固定具10を固定した状態で、折装置2Bを用いて折り工程を行ってもよい。
 上記実施形態では、切り工程、折り工程、面取り工程の各装置は固定され、ロボット5のエンドエフェクタ51に固定されたガラス素板Gを移動させることによって加工を行う構成を例示したが、加工装置に対してガラス素板Gを相対移動できればよく、ロボット5の動きに加えて、加工装置側も移動する構成でもよい。これにより、加工点の移動速度を早め、加工時間を短縮化できる。
 ロボット5と受渡しテーブル9との間で固定具10及びガラス素板Gを受渡す際に、ロボット5の姿勢(関節角度など)やエンドエフェクタ51の位置に応じて、固定具10とロボット5との接続または非接続や、固定具10のガラス素板Gへの吸着圧力の維持または開放を制御する構成としてもよい。
 上記実施形態では、固定具10が真空源をもたず、連結先のロボット5や受渡しテーブル9側に真空源を設ける構成を例示したが、固定具10が真空源を備える構成でもよい。
 本国際出願は2019年4月15日に出願された日本国特許出願2019-077170号に基づく優先権を主張するものであり、2019-077170号の全内容をここに本国際出願に援用する。
 1  ガラス物品製造システム
 2  レーザ装置(切折装置、切装置、折装置)
 2A  切装置
 2B  折装置
 2C  切折装置
  21  切用レーザ発振器(パルスレーザ発振器)
  22  折用レーザ発振器(COレーザ発振器)
  23  カメラ
 3  面取装置
  31  砥石
 4  形状測定装置(測定装置)
  41  三次元計測器
  42  単軸アクチュエータ
 5,5A  ロボット(第1の多関節ロボット)
 5B、5B1、5B2  ロボット(第2の多関節ロボット)
 5C  ロボット(第3の多関節ロボット)
  51  エンドエフェクタ
  52  継手
 6  制御装置
 7  ローディングテーブル
 9  受渡しテーブル
  91  継手
 10  固定具
  11  基部
  12  樹脂ブロック
  13  突き当てピン
  14  ガラス接触面(固定部)
  16  吸着パッド(吸着部)
  17A、17B  アライメントマーク
  18  ロボット用継手(継手部)
  19  テーブル用継手
  20  吸引通路(吸着部)
 G  ガラス素板
 R  所定区画
 S  孔

Claims (17)

  1.  曲面形状のガラス素板から切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する切断予定線よりも内側の位置で前記ガラス素板を固定具に固定し、
     第1の多関節ロボットによって前記固定した前記ガラス素板及び前記固定具を切装置に対して相対移動させ、前記ガラス素板の厚さ方向に入る亀裂が前記切断予定線に沿って連なる亀裂線を形成し、
     前記第1の多関節ロボット又は前記固定した前記亀裂線が形成されたガラス素板及び前記固定具を第1の多関節ロボットから受渡された第2の多関節ロボットによって前記固定した前記亀裂線が形成された前記ガラス素板及び前記固定具を折装置に対して相対移動させ、前記ガラス素板を前記亀裂線に沿って物品領域と端材領域とに分離し、
     前記分離した物品領域の端面を面取りする、
     ガラス物品の製造方法。
  2.  前記第1の多関節ロボット、前記第2の多関節ロボット、及び前記固定した前記物品領域及び前記固定具を前記第1の多関節ロボット又は前記第2の多関節ロボットから受渡された第3の多関節ロボットのうちいずれかによって前記固定した前記物品領域及び前記固定具を面取装置に対して相対移動させ、前記端面の周方向に沿って前記面取りを行う、請求項1に記載の方法。
  3.  前記第1の多関節ロボットから前記第2の多関節ロボットへの前記固定具の受渡し、及び前記第2の多関節ロボットから前記第3の多関節ロボットへの前記固定具の受渡しは、受渡しテーブルを介して行われる、請求項2に記載の方法。
  4.  前記物品領域と前記端材領域を分離した後に、前記固定具に固定されている前記物品領域の分離後形状を測定し、前記分離後形状と前記物品領域の目標形状の差分を参照し、前記亀裂線を形成する際の前記第1の多関節ロボットの軌道に対して前記差分を減じる修正を少なくとも1回行う、請求項1~3のいずれか1項に記載の方法。
  5.  前記亀裂線は、前記切装置が出力するレーザ光によって前記切断予定線に沿って前記ガラス素板の内部に形成される内部ボイド列である、請求項1~4のいずれか1項に記載の方法。
  6.  前記内部ボイド列の形成は、パルス幅が100ps以下、且つ前記ガラス素板を透過する波長を有するパルスレーザ光で行う、請求項5に記載の方法。
  7.  前記物品領域と前記端材領域の分離は、前記亀裂線に熱応力を発生させて行う、請求項1~6のいずれか1項に記載の方法。
  8.  前記亀裂線の形成、前記分離による前記端面の形成、及び前記端面の面取りのいずれか一以上は、前記固定具に設けられるアライメントマークを基準位置として、前記固定具を位置制御する、請求項1~7のいずれか1項に記載の方法。
  9.  曲面形状のガラス素板から切り出されるガラス物品の主表面の外周形状に対応する切断予定線よりも内側の位置にて前記ガラス素板を固定して前記ガラス素板と一体化する固定具と、
     前記一体化された前記ガラス素板及び前記固定具を移動可能な1以上の多関節ロボットと、
     前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記ガラス素板及び前記固定具の相対移動に応じて、前記ガラス素板の厚さ方向に入る亀裂が前記切断予定線に沿って連なる亀裂線を形成する切装置と、
     前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記亀裂線が形成されたガラス素板及び前記固定具の相対移動に応じて、前記亀裂線が形成された前記ガラス素板を前記亀裂線に沿って物品領域と端材領域とに分離する折装置と、
     前記物品領域の端面を面取りする面取装置と、
     を備える、ガラス物品の製造システム。
  10.  前記面取装置は、前記1以上の多関節ロボットのいずれかによる前記一体化された前記物品領域及び前記固定具の相対移動に応じて、前記端面を面取りする、請求項9に記載のシステム。
  11.  前記固定具は、前記ガラス物品の目標とする曲面形状を有する固定部と、前記固定部で前記ガラス素板を吸着する吸着部と、前記1以上の多関節ロボットに着脱可能に接続する継手部を含む、請求項9又は10に記載のシステム。
  12.  更に、前記固定具に前記ガラス素板を固定して前記物品領域の分離後形状を測定する測定装置を備える、請求項9~11のいずれか1項に記載のシステム。
  13.  前記1以上の多関節ロボットのいずれかの組は、前記固定具を一方の多関節ロボットから他方の多関節ロボットに受渡し可能な、請求項9~12のいずれか1項に記載のシステム。
  14.  更に、前記固定具を前記一方の多関節ロボットから受取り、前記他方の多関節ロボットに渡す、前記固定具を着脱可能な受渡しテーブルを備える、請求項13に記載のシステム。
  15.  前記受渡しテーブルは、前記固定具に固定した前記物品領域の分離後形状を測定する測定部を含む、請求項14に記載のシステム。
  16.  前記切装置は、パルス幅が100ps以下、且つ前記ガラス素板を透過する波長を発生するパルスレーザ発振器を含む、請求項9~15のいずれか1項に記載のシステム。
  17.  前記折装置は、前記ガラス素板に熱を加えるCOレーザ発振器を含む、請求項9~16のいずれか1項に記載のシステム。
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