JP5333816B2 - ガラス板の切線加工装置及び切線加工方法 - Google Patents

Description

本発明はガラス板の切線加工装置及び切線加工方法に係り、特に所定の大きさのガラス板を、ＦＰＤ（Flat Panel Display）に用いられる矩形状ガラス基板のサイズに切断するために、ガラス板の４辺に切線を加工するガラス板の切線加工装置及び切線加工方法に関する。

液晶ディスプレイやプラズマディスプレイ等のＦＰＤ用ガラス基板は、切折工程でガラス板を所定の矩形状サイズに切り折り加工し、これを面取工程でエッジ部を面取り加工することにより、製品外形寸法のガラス基板に加工される。そして、このガラス基板は、面取工程の後段に配された洗浄工程、及び検査工程を経て表面研磨工程に移送され、ここで製品厚さのガラス基板に加工される。

ところで、前記切折工程に設置されたガラス板の切線加工装置は、ガラス板を矩形状に加工するためにガラス板の表面上でカッターを走行させてガラス板の表面に、Ｘ方向の２本の切り線と、Ｘ方向に直交するＹ方向の２本の切り線と、を加工する装置であり、特許文献１等にその一例が開示されている。

特許文献１のガラス板の切線加工装置は、ブリッジフレームに備えられてカッターをＸ軸方向に直動させるＸ方向直動手段と、前記ブリッジフレームをボールねじ装置によってＹ軸方向に直動させるＹ軸直動手段と、から構成されている。

すなわち、特許文献１の切線加工装置は、前記Ｘ方向直動手段及びＹ軸直動手段によって１台のカッターをガラス板の表面上においてＸ、Ｙ方向に交互に走行させることにより、ガラス板の表面に４本の切線を加工する装置である。

一方、他の切線加工装置として、Ｘ方向に移動するＸフレームに２台のカッターが搭載されるとともに、Ｙ方向に移動するＹフレームに２台のカッターが搭載された切線加工装置が知られている。この切線加工装置は、まず、Ｘフレームをガラス板上で移動させ、Ｘフレームの２台のカッターによってガラス板にＸ方向の２本の切線を加工し、次に、Ｙフレームをガラス板上で移動させ、Ｙフレームの２台のカッターによってガラス板にＹ方向の２本の切線を加工する。これにより、ガラス板に４本の切線が加工される。
特開平８−１８８４３３号公報

しかしながら、特許文献１の切線加工装置は、１台のカッターをＸ、Ｙ方向に走行させてガラス板に４本の切線を加工するものなので切線加工に時間がかかるという欠点があった。このように切線加工に長時間を要すると、この切線加工工程がガラス基板製造ラインの律速段階になるので、ガラス基板の生産効率を悪化させていた。

一方、Ｘフレーム、及びＹフレームにそれぞれ２台のカッターが取り付けられた切線加工装置は、ＸフレームをＸ方向に移動させ、ＹフレームをＹ方向に移動させるだけで４本の切線をガラス板に加工できるため、特許文献１の切線加工装置と比較して切線加工時間を短縮することができる。しかしながら、この切線加工装置は、一辺が２０００ｍｍを超えるような大型のガラス板の場合（一辺の切線が長い場合）には、切線加工時間にやはり長時間を要してしまい、これもまた、ガラス基板の生産効率を悪化される要因になっていた。

本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、ガラス基板の生産効率を向上させることができるガラス板の切線加工装置及び切線加工方法を提供することを目的とする。

本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板を矩形状に加工するために、カッターを走行させてガラス板の表面に４本の切線を加工するガラス板の切線加工装置において、前記カッターは前記４本の切線に対応して４台備えられ、該４台のカッターがそれぞれ走行移動手段を有し、前記カッターは、該カッターの走行方向に対し直交方向に移動自在に支持され、前記カッターの走行方向の直線移動軌跡が、予め設定された切線軌跡に合致するように、更に前記カッターの走行案内部材の直進精度を補完するように、該直交方向の移動量が制御されることを特徴とするガラス板の切線加工装置を提供する。

本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板を矩形状に加工するために、カッターを走行させてガラス板の表面に４本の切線を加工するガラス板の切線加工方法において、前記４本の切線に対応して備えられた４台のカッターを、該４台のカッターがそれぞれ有する走行移動手段によって同時に走行移動させ、前記カッターは、該カッターの走行方向に対し直交方向に移動自在に支持され、前記カッターの走行方向の直線移動軌跡が、予め設定された切線軌跡に合致するように、更に前記カッターの走行案内部材の直進精度を補完するように、該直交方向の移動量を制御して、４本の切線を同時に加工することを特徴とするガラス板の切線加工方法を提供する。

本発明によれば、４本の切線に対応して、それぞれの走行移動手段により走行移動するカッターを４台備え、その４台のカッターを同時に走行移動させて４本の切線を同時に加工する。これにより、本発明は、切線１本分の加工時間で全て（４本）の切線を加工するため、切線加工時間を大幅に短縮できる。よって、本発明は、ガラス基板の生産性を向上させることができる。

また、本発明において、前記カッターは、該カッターの走行方向に対し直交方向に移動自在に支持され、該直交方向の移動量が制御されることが好ましい。これにより、本発明は、４本の切線の直角度と平行度の微妙な精度補正が可能となる。

更に、本発明において、隣接する前記カッターの走行案内部材が高さを違えて配置され、低い側の走行案内部材に支持されたカッターが、高い側の走行案内部材の下方位置を走行移動するとともに、高い側の走行案内部材に支持されたカッターが、低い側の走行案内部材の上方位置を走行移動することが好ましい。これにより、本発明は、カッターがガラス基板の端まで走行移動することができるので、４本の切線がガラス板の一方の端から他方の端まで加工でき、隣り合う切り線が繋がったものとなるので、折り工程において欠け等の無い品質のよいガラス基板を製造できる。

本発明に係るガラス板の切線加工装置及び切線加工方法によれば、４本の切線毎に、それぞれ単独で走行移動するカッターを４台備え、その４台のカッターを同時に走行移動させて４本の切線を同時に加工するようにしたので、切線加工時間を大幅に短縮でき、これによって、ガラス基板の生産性を向上させることができる。

以下、添付図面に従って本発明の実施の形態に係るガラス板の切線加工装置及び切線加工方法の好ましい形態について詳説する。

図１は、実施の形態のガラス板の切機（切線加工装置）１０を示した全体斜視図であり、図２は切機１０の平面図である。

これらの図に示す切機１０は、基台１２上にガラス吸着テーブル１４が水平に設置され、このガラス吸着テーブル１４に吸着保持されたガラス板１６上で４台のカッターヘッド１８、２０、２２、２４が所定の方向に走行移動することにより、Ｘ方向の２本の切り線と、Ｘ方向の切線と略直角に交わるＹ方向の２本の切り線と、である４本の切線Ａ、Ｂ、Ｃ、Ｄをガラス板１６に加工する装置である。これにより、ガラス板１６から矩形状のガラス基板が切り出される。また、カッターヘッド１８〜２４の下部には、回転自在な円盤状のカッター１９、２１、２３、２５が取り付けられている。これらのカッター１９〜２５が所定の圧力でガラス板１６の表面に押圧され、後述する走行移動手段によりガラス板１６の各辺１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄに沿って単独で同時に走行移動されることにより、切線Ａ〜Ｄがガラス板１６の各辺１６Ａ〜１６Ｄに沿って同時に加工される。なお、ガラス吸着テーブル１４は、表面が矩形状に形成されるとともに全体が箱型に構成されており、その平坦な表面に形成された不図示の吸引孔に矩形状のガラス板１６が吸着保持されて位置決めされている。なお、切機１０によって切線が加工されて切り出されるガラス板１６の好適なサイズは、１５００×１８００ｍｍ以上の大きさで厚さが０．１〜３．０ｍｍのガラス板である。

カッターヘッド１８〜２４は、ロッド２６、２８、３０、３２を介してスライダ３４、３６、３８、４０に取り付けられている。また、ロッド２６〜３２は、切線Ａ〜Ｄに対し直交する方向に移動自在にスライダ３４〜４０に支持されており、図３に示すサーボ機構５０、５２、５４、５６により前記直交する方向の移動量が切線Ａ〜Ｄの位置に応じて制御されている。これにより、カッター１９〜２５の走行方向の直線移動軌跡を、予め設定された切線軌跡に合致するように補完することができる。

図３に示す制御部５８は、切機１０の駆動部全般を統括制御するマイコンであり、外部記憶装置である記憶部６０に記憶された補完情報に基づいてサーボ機構５０〜５６を制御している。すなわち、記憶部６０には、カッター１９〜２５の走行方向の直線移動軌跡を予め設定された切線軌道に合致させるための、カッター走行位置に応じた補完情報が記憶されている。制御部５８は、その補完情報に基づいてサーボ機構５０〜５６を制御し、カッター１９〜２５の走行方向の直線移動軌跡を予め設定された切線軌跡に合致させて切線Ａ〜Ｄを加工する。

図１、図２に示すようにスライダ３４、３８は、ガラス吸着テーブル１４の側面であって、ガラス板１６の辺１６Ａ、１６Ｃに沿って平行に敷設されたガイドレール（走行案内部材）４２、４６にスライド移動自在に取り付けられている。また、走行移動手段である図３の送りねじ装置６２、６６のねじ棒（不図示）がガイドレール４２、４６と平行に配設されてスライダ３４、３８に螺合されている。したがって、スライダ３４、３８は、送りねじ装置６２、６６の駆動力によって、ガラス板１６の板の辺１６Ａ、１６Ｃの一方の端の手前から他方の端を越えて移動される。この移動により、カッター１９がガラス板１６の辺１６Ａ、１６Ｃに沿って走行移動されるので、切線Ａ、Ｃがガラス板１６に加工される。なお、前記ねじ棒は、ガラス吸着テーブル１４に設置されている。

スライダ３６、４０は、ガラス板１６の辺１６Ｂ、１６Ｄに沿って平行に立設されたガイドレール（走行案内部材）４４、４８にスライド移動自在に取り付けられている。このガイドレール４４、４８は、基台１２上に立設されている。また、走行移動手段である図３の送りねじ装置６４、６８のねじ棒（不図示）が、ガイドレール４４、４８に設置されるとともに、ガイドレール４４、４８と平行に配設されてスライダ３６、４０に螺合されている。したがって、スライダ３６、４０は、送りねじ装置６４、６８が駆動されると、ガラス板１６の板の辺１６Ｂ、１６Ｄの一方の端の手前から他方の端を越えて移動される。この移動により、カッター２１、２５がガラス板１６の辺１６Ｂ、１６Ｄに沿って走行移動されるので、切線Ｂ、Ｄがガラス板１６に加工される。

このように構成された切機１０によれば、４本の切線Ａ〜Ｄに対応する、それぞれの走行移動手段である送りねじ装置６２〜６８により単独で走行移動するカッター１９〜２５を４台備えている。そして、制御部５８が送りねじ装置６２〜６８を同時に駆動制御し、４台のカッター１９〜２５を同時に走行移動させて４本の切線Ａ〜Ｄを同時に加工する。なお、走行移動手段は、ベルト送り装置でもよく、カッターを所定の速度で移動させることができるものであれば良い。

これにより、実施の形態の切機１０は、切線１本分の加工時間で４本の切線Ａ〜Ｄを加工することができるため、従来の切線加工装置と比較して切線加工時間を大幅に短縮できる。よって、実施の形態の切機１０によれば、ガラス基板の生産性を向上させることができる。なお、切線加工は各々のカッターヘッドが干渉しなければ同時に動作開始しなくてもよく、タイミングを変えて動作してもよい。また、切線加工速度は、同速度でもよいが、ガラス板のＸ方向とＹ方向の辺の長さが異なる場合、切線加工時間が合うように、切線加工速度をＸ方向とＹ方向で変えてもよい。

また、この切機１０のカッター１９〜２５は、前述したように切線Ａ〜Ｄに沿った走行方向に対し直交する方向の移動量がサーボ機構５０〜５６によって制御されているので、カッター１９〜２５の走行方向の直線移動軌跡を、予め設定された切線軌跡に合致するように補完することができる。これにより、実施の形態の切機１０は、予め設定された切線軌跡に沿ってカッター１９〜２５が走行移動するので、ガラス板が予め設定された寸法に切り折りされる。

ところで、サーボ機構５０〜５６によってカッター１９〜２５の直線移動軌跡を前述の如く補完しない場合、カッター１９〜２５はガイドレール４２〜４８の直進精度のみに依存して走行移動することになる。最近のガラス基板の寸法精度は、一辺が２０００ｍｍを超えるものについても、その幅寸法の誤差が±０．１ｍｍ（片側±０．０５ｍｍ）程度が必要とされており、前記精度を満足するようにガイドレール４２〜４８を調整することは困難である。

そこで、実施の形態の切機１０では、カッター１９〜２５の走行方向の直線移動軌跡を、予め設定された切線軌跡に合致するように、カッター１９〜２５の走行方向と直交する方向の移動量をサーボ機構５０〜５６によって補完（ガイドレールの精度を補完）できるので、ガイドレール４２〜４８の微妙な調整が不要であり、より精度の良い切寸法のガラスを得ることができる。

この効果は、次工程の面取工程に波及する。すなわち、前工程の切折工程でガラス板１６がより精度よく切り折りされるため、次工程の面取工程においては、面取りの研削代も各辺で均等になり、また少量となる。よって、面取工程における面取加工時間を短縮でき、かつ面取砥石の長寿妙化を図ることができるという効果も得られる。

また、実施の形態の切機１０によれば、図１に示すように隣接するカッター１９〜２５のガイドレール４２〜４８が高さを違えて配置されている。すなわち、ガイドレール４２に対してガイドレール４４が高く、ガイドレール４４に対してガイドレール４６が低く、ガイドレール４６に対してガイドレール４８が高く設定されている。また、ガイドレール４２とガイドレール４６が同じ高さに、ガイドレール４４とガイドレール４８が同じ高さに設定されている。

そして、低い側のガイドレール４２、４６に支持されたカッターヘッド１８、２２が、その走行移動端において図１の如く高い側のガイドレール４４、４８の下方を走行移動できるとともに、高い側のガイドレール４４、４８に支持されたカッターヘッド２２、２４が、低い側のガイドレール４２、４６の上方位置を走行移動できる。

上記ガイドレール構造の利点を説明する。

図１の如くガラス板１６をガラス吸着テーブル１４に水平に固定し、４台のカッターヘッド１８、２０、２２、２４をそれぞれガイドレール４２、４４、４６、４８に支持させて走行移動させる切機１０であって、４本の切線Ａ〜Ｄをガラス板１６に加工して矩形状のガラス基板を切り出す切機１０の場合、各ガイドレール４２、４４、４６、４８の高さを全て同じ高さに設定すると、カッター１９〜２５の走行移動端において隣接するガイドレール４２、４４、４６、４８の端部同士が干渉するため、カッターヘッド１８、２０、２２、２４を走行移動端まで走行移動させることができず、４本の切線を交差させることが困難になる。４本の切線を交差させないと、折り工程でガラス基板の隅部に欠けが発生することがあり、品質のよいガラス基板の製造が困難になる。したがって、４本の切線を交差させるため、カッターヘッド１８、２０、２２、２４にもう一軸駆動装置を取付ける等の対策が必要になり装置の構造が複雑になる。

そこで、実施の形態の切機１０では、隣接するガイドレール４２〜４８の高さを違えて配置することにより、低い側のガイドレール４２、４６に支持されたカッターヘッド１８、２２が、高い側のガイドレール４４、４８の下方を走行移動可能とし、高い側のガイドレール４４、４８に支持されたカッターヘッド２０，２４が、低い側のガイドレール４２、４６の上方を走行移動可能とした。

これにより、実施の形態の切機１０は、簡単な構造でカッターヘッド１８、２０、２２、２４がガラス板１６の１辺の一方の端から他方の端まで走行移動することができるので、隣合う４本の切線Ａ〜Ｄが交差し、折り工程において欠け等の無い品質のよいガラス基板を製造できる。

なお、切線加工の方法はホイルカッターに限定されず、レーザーカッティングでもよい。

実施の形態の切機の全体構造を示した斜視図 実施の形態の切機の平面図 図１に示した切機の構成を示すブロック図

符号の説明

１０…切機、１２…基台、１４…ガラス吸着テーブル、１６…ガラス板、１６Ａ、１６Ｂ、１６Ｃ、１６Ｄ…ガラス板の辺、１８、２０、２２、２４…カッターヘッド、１９、２１、２３、２５…カッター、２６、２８、３０、３２…ロッド、３４、３６、３８、４０…スライダ、４２、４４、４６、４８…ガイドレール、５０、５２、５４、５６…サーボ機構、５８…制御部、６０…記憶部、６２、６４、６６、６８…送りねじ装置

Claims (3)

1. ガラス板を矩形状に加工するために、カッターを走行させてガラス板の表面に４本の切線を加工するガラス板の切線加工装置において、
   前記カッターは前記４本の切線に対応して４台備えられ、該４台のカッターがそれぞれ走行移動手段を有し、
   前記カッターは、該カッターの走行方向に対し直交方向に移動自在に支持され、前記カッターの走行方向の直線移動軌跡が、予め設定された切線軌跡に合致するように、更に前記カッターの走行案内部材の直進精度を補完するように、該直交方向の移動量が制御されることを特徴とするガラス板の切線加工装置。
2. 隣接する前記カッターの走行案内部材が高さを違えて配置され、低い側の走行案内部材に支持されたカッターが、高い側の走行案内部材の下方位置を走行移動するとともに、高い側の走行案内部材に支持されたカッターが、低い側の走行案内部材の上方位置を走行移動する請求項１に記載のガラス板の切線加工装置。
3. ガラス板を矩形状に加工するために、カッターを走行させてガラス板の表面に４本の切線を加工するガラス板の切線加工方法において、
   前記４本の切線に対応して備えられた４台のカッターを、該４台のカッターがそれぞれ有する走行移動手段によって同時に走行移動させ、
   前記カッターは、該カッターの走行方向に対し直交方向に移動自在に支持され、前記カッターの走行方向の直線移動軌跡が、予め設定された切線軌跡に合致するように、更に前記カッターの走行案内部材の直進精度を補完するように、該直交方向の移動量を制御して、４本の切線を同時に加工することを特徴とするガラス板の切線加工方法。

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