(57)【要約】両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持する支持部と、前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工する加工部と、前記加工部を保持する可動フレーム部と、前記支持部に対し前記可動フレーム部を移動させることで、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点を移動させる駆動部と、前記駆動部を制御する制御部とを備え、前記支持部は、前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部に沿って前記可動フレーム部を案内するガイド部を有する、曲面板の加工装置。
2018092520.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持する支持部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工する加工部と、
前記加工部を保持する可動フレーム部と、
前記支持部に対し前記可動フレーム部を移動させることで、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点を移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部に沿って前記可動フレーム部を案内するガイド部と、
を備える、曲面板の加工装置。
【請求項２】
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持する支持部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工する加工部と、
前記加工部を保持する可動フレーム部と、
前記支持部に対し前記可動フレーム部を移動させることで、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点を移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記支持部は、前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部に沿って前記可動フレーム部を案内するガイド部を有する、曲面板の加工装置。
【請求項３】
前記ガイド部は、前記ガイド部に押し当てられた前記可動フレーム部の、前記可動フレーム部の移動方向視での回転を規制する、請求項１または２に記載の曲面板の加工装置。
【請求項４】
前記ガイド部は、前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、前記ガイド部に押し当てられた前記可動フレーム部の、Ｙ方向視での回転を規制すると共に、Ｘ方向視での回転およびＺ方向視での回転を許容する、請求項１〜３のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項５】
前記ガイド部は、前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、Ｙ方向に垂直な断面において、前記可動フレーム部と接触する２以上のガイド面を有する、請求項１〜４のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項６】
前記可動フレーム部と前記駆動部との間に、前記駆動部によって弾性変形され、弾性変形の復元力によって前記可動フレーム部を前記ガイド部に押し当てる弾性変形部をさらに有する、請求項１〜５のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項７】
前記弾性変形部の、前記可動フレーム部の移動方向への変形を拘束する変形拘束部を有する、請求項６に記載の曲面板の加工装置。
【請求項８】
前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、Ｘ方向視での前記弾性変形部のねじれを拘束する変形拘束部を有する、請求項６または７に記載の曲面板の加工装置。
【請求項９】
前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向とするとき、Ｚ方向視での前記弾性変形部のねじれを拘束する変形拘束部を有する、請求項６〜８のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１０】
前記弾性変形部は、前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、前記可動フレーム部と前記駆動部とのＸ方向における相対的な平行移動によって弾性変形するＸ方向弾性変形部を有する、請求項６〜９のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１１】
前記弾性変形部は、前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、前記可動フレーム部と前記駆動部とのＺ方向における相対的な平行移動によって弾性変形するＺ方向弾性変形部を有する、請求項６〜１０のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１２】
前記弾性変形部は、前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、Ｙ方向に平行な回転軸を中心とする前記可動フレーム部と前記駆動部との相対的な回転移動によって弾性変形するθ方向弾性変形部を有する、請求項６〜１１のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１３】
前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、
前記可動フレーム部に対する前記加工部のＸ方向位置を変更するＸ方向位置変更部をさらに有する、請求項１〜１２のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１４】
前記加工部は、前記支持部で支持された前記曲面板の端面を研削する砥石を有する、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１５】
前記砥石は、回転しながら、前記支持部で支持された前記曲面板の端面を研削する回転砥石である、請求項１４に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１６】
前記加工部は、前記支持部で支持された前記曲面板の切断に用いられるものである、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１７】
前記加工部は、前記支持部で支持された前記曲面板の主面に押し当てられるカッターを含む、請求項１６に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１８】
前記加工部は、前記支持部で支持された前記曲面板の主面にレーザ光を照射する光源を含む、請求項１６に記載の曲面板の加工装置。
【請求項１９】
前記加工部、前記可動フレーム部、前記駆動部、および前記制御部の組を、複数組有し、
一の前記加工部が前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部の一部を加工すると共に、他の一の前記加工部が前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部の他の一部を加工する、請求項１〜１８のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項２０】
複数の前記加工部が、前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部を全周にわたって加工する、請求項１９に記載の曲面板の加工装置。
【請求項２１】
前記駆動部および前記制御部で、産業用ロボットが構成される、請求項１〜２０のいずれか１項に記載の曲面板の加工装置。
【請求項２２】
曲面板の外周部を請求項１〜２１のいずれか１項に記載の加工装置で加工する、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２３】
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持部で支持し、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工部で加工し、
前記の加工において、前記加工部を保持する可動フレーム部を前記支持部に対し移動させるときに、ガイド部を用いて、前記支持部で支持された前記曲面板の外周部に沿って前記可動フレーム部を案内する、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２４】
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持部で支持し、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工部で加工し、
前記の加工において、前記加工部を保持する可動フレーム部を前記支持部に対し移動させるときに、前記支持部が有するガイド部を用いて、前記支持部で支持された前記曲面板の外周部に沿って前記可動フレーム部を案内する、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２５】
前記の加工において、前記可動フレーム部に接する弾性変形部を弾性変形させると共に、前記弾性変形部の復元力によって前記可動フレーム部を前記ガイド部に押し当てる、請求項２３または２４に記載の、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２６】
前記の加工において、産業用ロボットを用いて、前記可動フレーム部を前記支持部に対し移動させる、請求項２３〜２５のいずれか１項に記載の、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２７】
前記可動フレーム部の移動方向をＹ方向、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点での板厚方向をＺ方向、前記Ｙ方向および前記Ｚ方向に直交する方向をＸ方向とするとき、
前記可動フレーム部に対する前記加工部のＸ方向位置を変更する、請求項２３〜２６のいずれか１項に記載の、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２８】
前記の加工において、先ず前記可動フレーム部を前記ガイド部に接触させ、次いで前記可動フレーム部に対し前記加工部をＸ方向に移動させることにより前記加工部を前記支持部で支持された前記曲面板の外周部に接触させ、前記曲面板の外周部の加工を開始する、請求項２７に記載の、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【請求項２９】
前記曲面板の目標の加工軌跡と、前記曲面板の実際の加工軌跡とのずれに基づき、前記可動フレーム部に対する前記加工部のＸ方向位置を変更して、前記の加工を行う、請求項２７または２８に記載の、外周部が加工された曲面板の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、曲面板の加工装置、および外周部が加工された曲面板の製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１に記載のガラス切断装置は、切り抜くべきガラス小片の平面形状に対応した平面形状の型板とカッターヘッドとを組み合わせ、型板を板ガラスに固定装置により固定し、カッターヘッドを型板に倣わせて動かす。これにより、所望の平面形状のガラス小片を簡単に切り抜くことができる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】日本国特開平８−４０７３９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来、平面板の加工精度の向上は検討されているが、曲面板の加工精度の向上は十分に検討されていなかった。ここで、曲面板とは、その両主面に曲面を有する板のことである。【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、曲面板の加工精度を向上できる、曲面板の加工装置を提供することを一の目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持する支持部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工する加工部と、
前記加工部を保持する可動フレーム部と、
前記支持部に対し前記可動フレーム部を移動させることで、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点を移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部に沿って前記可動フレーム部を案内するガイド部と、
を備える、曲面板の加工装置が提供される。【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の一態様によれば、
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持する支持部と、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工する加工部と、
前記加工部を保持する可動フレーム部と、
前記支持部に対し前記可動フレーム部を移動させることで、前記支持部で支持された前記曲面板の前記加工部で加工される加工点を移動させる駆動部と、
前記駆動部を制御する制御部とを備え、
前記支持部は、前記支持部で支持された前記曲面板の前記外周部に沿って前記可動フレーム部を案内するガイド部を有する、曲面板の加工装置が提供される。【０００８】
また、上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持部で支持し、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工部で加工し、
前記の加工において、前記加工部を保持する可動フレーム部を前記支持部に対し移動させるときに、ガイド部を用いて、前記支持部で支持された前記曲面板の外周部に沿って前記可動フレーム部を案内する、外周部が加工された曲面板の製造方法が提供される。【０００９】
上記課題を解決するために、本発明の一態様によれば、
両主面に曲面を有する曲面板の一主面を支持部で支持し、
前記支持部で支持された前記曲面板の外周部を加工部で加工し、
前記の加工において、前記加工部を保持する可動フレーム部を前記支持部に対し移動させるときに、前記支持部が有するガイド部を用いて、前記支持部で支持された前記曲面板の外周部に沿って前記可動フレーム部を案内する、外周部が加工された曲面板の製造方法が提供される。
【発明の効果】
【００１０】
本発明の一態様によれば、曲面板の加工精度を向上できる、曲面板の加工装置および曲面板の製造方法が提供される。
【図面の簡単な説明】
【００１１】
【図１】図１は、一実施形態による加工装置を示す図である。
【図２】図２は、一実施形態による加工装置の要部を示す図である。
【図３】図３は、一実施形態による加工部の軌跡の一部を示す図であって、可動フレーム部のガイド部と接触する３つの接触点と、曲面板の加工点との位置関係を示す図である。
【図４】図４は、一実施形態による加工部の軌跡の他の一部を示す図である。
【図５】図５は、図２の弾性変形部のＹ方向への変形を拘束する変形拘束部を示す図である。
【図６】図６は、一実施形態による外周部が加工された曲面板の製造方法を示すフローチャートである。
【図７】図７は、変形例による複数の加工部の軌跡を示す図である。
【図８】図８は、図２に示す加工装置の要部の第１変形例を示す図である。
【図９】図９は、図２に示す加工装置の要部の第２変形例を示す図である。
【図１０】図１０は、図２に示す加工装置の要部の第３変形例を示す図である。
【図１１】図１１は、図２に示す加工装置の要部の第４変形例を示す図である。
【図１２】図１２は、図２に示す加工装置の腰部の第５変形例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１２】
以下、本発明を実施するための形態について図面を参照して説明する。各図面において、同一の又は対応する構成には、同一の又は対応する符号を付して説明を省略する。
【００１３】
（加工装置）
図１は、一実施形態による加工装置を示す図である。図２は、一実施形態による加工装置の要部を示す図である。図２において、Ｘ軸、Ｙ軸、およびＺ軸は、可動フレーム部４０に対し固定された直交座標軸であり、可動フレーム部４０と共に移動したり回転したりする。Ｙ軸は可動フレーム部４０の移動方向に平行とされ、Ｚ軸は曲面板１０の加工点１０Ｐ（図２等参照）での板厚方向に平行とされる。
【００１４】
加工装置は、曲面板１０の外周部を加工するものである。ここで、曲面板１０とは、その両主面１１、１２（図２等参照）に曲面を有する板のことである。両主面１１、１２は、全体が曲面でもよいし、一部が曲面で残部が平面でもよい。曲面板１０が曲面で構成されるため、Ｚ軸は水平面に対して常に垂直方向とは限らず、加工点１０Ｐの位置によって、水平面に対する角度が変化する場合もある。曲面板１０は、例えばガラス板である。尚、曲面板１０は、ガラス板には限定されず、金属板、樹脂板、セラミック板、半導体板などでもよい。外周部は、曲面板１０の加工前の端面１３から両主面１１、１２の中央方向に向かって２０ｃｍ程度の範囲を含む。
【００１５】
加工装置は、曲面板１０の主面１１を支持する支持部２０と、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部を加工する加工部３０と、加工部３０を保持する可動フレーム部４０と、支持部２０に対し可動フレーム部４０を移動させる駆動部５０と、駆動部５０を制御する制御部６０とを備える。
【００１６】
支持部２０は、曲面板１０の主面１１を支持する。その支持面２１（図２等参照）は、曲面板１０の主面１１と同様に、曲面を有する。
【００１７】
支持部２０は、支持面２１に、樹脂層またはゴム層を有してもよい。樹脂層またはゴム層は、例えば基台に貼り付けて用いられる。樹脂層またはゴム層と基台とで、曲面板１０を支持する支持台が構成される。
【００１８】
樹脂層またはゴム層は、弾性変形することによって、支持面２１と主面１１との形状誤差を吸収できる。また、樹脂層またはゴム層は、弾性変形することによって、曲面板１０の損傷を抑制できる。
【００１９】
支持部２０は、例えば曲面板１０の主面１１を真空吸着する。支持部２０の支持面２１には吸着穴が形成されており、吸着穴は真空ポンプと接続されている。支持部２０の支持面２１に曲面板１０を載置した状態で、真空ポンプを作動させると、支持部２０が曲面板１０を真空吸着する。
【００２０】
尚、本実施形態の支持部２０は曲面板１０を真空吸着するが、支持部２０の支持方法は真空吸着には限定されない。例えば、支持部２０は、支持面２１に、吸盤層を有してもよい。吸盤層は複数の微細孔を表面に有し、各微細孔が吸盤として機能する。吸盤層は、吸盤の吸着力によって、曲面板１０を支持する。
【００２１】
加工部３０は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部を加工する。例えば、加工部３０は、支持部２０で支持された曲面板１０の端面１３を研削する砥石３１を有する。この場合、支持部２０は、砥石３１と干渉しないように、曲面板１０の端面１３よりも内側を支持する。
【００２２】
砥石３１は、例えば、回転しながら、支持部２０で保持された曲面板１０の端面１３を研削する回転砥石である。回転砥石の回転軸は、Ｚ軸に平行とされる。回転砥石は、その外周面に断面Ｕ字状の研削溝を有する面取砥石であってよい。尚、回転砥石は、研削溝を有しない、汎用の砥石でもよい。
【００２３】
加工部３０は、砥石３１が回転砥石である場合、砥石３１を回転させる回転駆動部３２をさらに有する。回転駆動部３２としては、電動モータなどが用いられる。回転駆動部３２は、可動フレーム部４０に対し固定されている。
【００２４】
可動フレーム部４０は、加工部３０を保持する。例えば、可動フレーム部４０は、砥石３１を回転自在に保持する。
【００２５】
駆動部５０は、制御部６０による制御下で、支持部２０に対し可動フレーム部４０を移動させることで、支持部２０で支持される曲面板１０の加工部３０で加工される加工点１０Ｐ（以下、単に「曲面板１０の加工点１０Ｐ」とも呼ぶ。）を移動させる。曲面板１０の加工点１０Ｐは、曲面板１０の外周部に沿って移動させられる。外周部に沿って移動させられるとは、外周部の想定した加工ラインに沿って移動させられることである。
【００２６】
制御部６０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）６１と、メモリなどの記憶媒体６２と、入力インターフェイス６３と、出力インターフェイス６４とを有する。制御部６０は、記憶媒体６２に記憶されたプログラムをＣＰＵ６１に実行させることにより、各種の制御を行う。また、制御部６０は、入力インターフェイス６３で外部からの信号を受信し、出力インターフェイス６４で外部に信号を送信する。
【００２７】
駆動部５０および制御部６０で、産業用ロボット７０が構成されてよい。産業用ロボット７０は、自動制御によるマニピュレーション機能または移動機能をもち、各種の作業をプログラムによって実行できる、産業に使用される機械である。
【００２８】
産業用ロボット７０は、一般的なものであってよい。駆動部５０としては、例えば複数のアームを有する多関節ロボットが用いられる。関節の数、つまり、軸数は、４つ以上であってよい。軸数が４つ以上であると、可動フレーム部４０の移動が滑らかになる。
【００２９】
尚、駆動部５０は、多関節ロボットには限定されず、パラレルリンクロボットなどでもよい。また、駆動部５０は、回転運動を直線運動に変換する運動変換部を含んでもよい。運動変換部としては、例えばボールねじなどが用いられる。
【００３０】
図２は、一実施形態による加工装置の要部を示す図である。図２において、実線は弾性変形部の弾性変形状態を示し、二点鎖線は弾性変形部の自然状態を示す。自然状態とは、駆動部５０から弾性変形部８０に作用する力がゼロの状態のことである。後述の図８〜図１０において同様である。図３は、一実施形態による加工部の軌跡の一部を示す図であって、可動フレーム部のガイド部と接触する３つの接触点と、曲面板の加工点との位置関係を示す図である。図４は、一実施形態による加工部の軌跡の他の一部を示す図である。図３および図４において、矢印は加工点１０Ｐの軌跡を表す。
【００３１】
支持部２０は、図２等に示すように、曲面板１０の加工精度を向上するため、ガイド部２２を有する。ガイド部２２は、曲面板１０を支持する支持台とは別に製造され支持台に取付けられてもよいし、支持台と一体に製造されてもよい。ガイド部２２は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部に沿って、可動フレーム部４０を案内する。
【００３２】
尚、本実施形態ではガイド部２２と支持台とで支持部２０が構成されるが、支持部２０は支持台のみで構成されてもよく、この場合、支持台とガイド部２２とは接していてもよいし離れていてもよい。支持台とガイド部２２とは、離れている場合、別々に固定されればよい。支持台とガイド部２２とが離れている場合、支持台とガイド部２２とが接している場合に比べて、固定方法の自由度が高い。
【００３３】
ガイド部２２は、可動フレーム部４０の移動方向（Ｙ方向）に沿って、曲線状に延びている。可動フレーム部４０は、ガイド部２２に対しＸ方向やＺ方向に押し当てられながら、ガイド部２２に沿ってＹ方向に移動する。そのため、ガイド部２２は、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０の、Ｘ方向およびＺ方向の移動を規制する。
【００３４】
ガイド部２２は、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０の、Ｙ方向視での回転を規制してよい。これにより、支持部２０に対する加工部３０の姿勢を安定化でき、曲面板１０の加工を安定化できる。
【００３５】
ガイド部２２は、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０の、Ｘ方向視での回転を許容する（図３参照）と共に、Ｚ方向視での回転を許容してよい（図４参照）。これにより、複雑な形状の加工が可能である。ガイド部２２と接触する可動フレーム部４０の形状によって、Ｘ方向視およびＹ方向視での回転を許容することができる。
【００３６】
ガイド部２２は、図２等に示すように、Ｙ方向に垂直な断面において、可動フレーム部４０と接触する２つのガイド面２３、２４を有する。本明細書において、Ｙ方向に垂直な断面は、加工点１０Ｐを通るように設定する。ガイド面は、２つに限定されず、３以上であってもよい。
【００３７】
ガイド部２２に可動フレーム部４０が押し当てられたときに、一方のガイド面２３から可動フレーム部４０に作用する反力Ｆ１と、他方のガイド面２４から可動フレーム部４０に作用する反力Ｆ２とは、Ｚ方向の大きさが同じで、且つ、Ｚ方向の向きが反対向きであることが好ましい。これにより、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０のＺ方向の移動を拘束できるとともに、各ガイド面２３、２４の摩耗を減らすことができる。
【００３８】
ガイド部２２は、Ｙ方向に垂直な断面において、例えばＶ字状に形成されている。各ガイド面２３、２４は、Ｚ方向に対し傾斜している。尚、各ガイド面２３、２４の形状は、特に限定されない。例えば、２つのガイド面２３、２４のいずれか一方は、Ｚ方向に対し垂直とされてもよい。また、各ガイド面２３、２４は、Ｙ方向に垂直な断面において、直線状に形成されているが、曲線状に形成されていてもよい。
【００３９】
尚、反力Ｆ１と反力Ｆ２とは、Ｚ方向の大きさが同じで、且つＺ方向の向きが反対向きではなくてもよい。この場合、２つのガイド面２３、２４は、一方がＺ方向に対し垂直、かつ他方がＺ方向に対して平行とされてもよい。
【００４０】
可動フレーム部４０は、ガイド部２２との摩擦を低減するため、ガイド部２２に接触しながら転動する転動体４１と、転動体４１を転動自在に保持すると共に加工部３０を保持する可動フレーム本体４２とを有してよい。転動体４１としては、例えばコロが用いられる。尚、転動体４１としては、ボールが用いられてもよい。
【００４１】
転動体４１の数は、３つであることが好ましい。可動フレーム部４０が３点でガイド部２２と接触することで、可動フレーム部４０の姿勢が安定化する。図３に示すように、Ｘ方向視で、可動フレーム部４０のガイド部２２と接触する３つの接触点と、曲面板１０の加工点１０Ｐとは、同一直線上に配されてよい。
【００４２】
尚、転動体４１の数や配置は特に限定されない。転動体４１の数は、１つ、２つ、または４つ以上でもよい。複数の転動体４１は、連結され、一体に転動してもよい。転動体４１は、図１および図２では可動フレーム部４０に備えられるが、ガイド部２２に備えられてもよい。
【００４３】
加工装置は、図２に示すように、可動フレーム部４０と駆動部５０との間に、駆動部５０によって弾性変形され、弾性変形の復元力によって可動フレーム部４０をガイド部２２に押し当てる弾性変形部８０をさらに有してよい。弾性変形部８０が弾性変形状態（図２に実線で示す状態）から自然状態（図２に二点鎖線で示す状態）に戻るまでは、可動フレーム部４０をガイド部２２に押し当て続けることができるため、可動フレーム部４０の位置制御の精度を緩和できる。よって、産業用ロボット７０のティーチング作業が簡易化できる。産業用ロボット７０は、ティーチングによって記録された動作を再生することで作業を行う。ティーチングは、産業用ロボット７０をリモコンで操作しその姿勢を記憶させる方法、ＣＡＤデータなどから作成した動作プログラムを記憶させる方法のいずれでもよい。
【００４４】
弾性変形部８０は、例えば、Ｘ方向に弾性変形するＸ方向弾性変形部８１と、Ｚ方向に弾性変形するＺ方向弾性変形部８２とを含んでよい。Ｘ方向の変形のしやすさと、Ｚ方向の変形のしやすさとを独立に設定できる。Ｘ方向弾性変形部８１は、可動フレーム部４０と駆動部５０とのＸ方向における相対的な平行移動によって弾性変形する。これにより、産業用ロボット７０のＸ方向におけるティーチング精度を緩和できる。一方、Ｚ方向弾性変形部８２は、可動フレーム部４０と駆動部５０とのＺ方向における相対的な平行移動によって弾性変形する。これにより、産業用ロボット７０のＺ方向におけるティーチング精度を緩和できる。
【００４５】
Ｘ方向弾性変形部８１は、例えば積層ゴム８３を含む。積層ゴム８３は、Ｚ方向に交互に重なるゴム層８３ａと鋼板８３ｂとを含む。積層ゴム８３がＺ方向に圧縮されたとき、鋼板８３ｂがゴム層８３ａのはらみ変形を拘束するので、積層ゴム８３はＺ方向にほとんど変形しない。一方、積層ゴム８３は、Ｘ方向に押されたとき、せん断変形できる。積層ゴム８３はＹ方向に押されたときもせん断変形できるので、積層ゴム８３のＹ方向の変形を拘束する変形拘束部９０（図５参照）が設けられてよい。尚、積層ゴム８３の代わりに、コイルばねや空気ばねや板ばね等のばねが用いられてもよい。
【００４６】
Ｚ方向弾性変形部８２は、例えば積層ゴム８４を含む。積層ゴム８４は、Ｘ方向に交互に重なるゴム層８４ａと鋼板８４ｂとを含む。積層ゴム８４がＸ方向に圧縮されたとき、鋼板８４ｂがゴム層８４ａのはらみ変形を拘束するので、積層ゴム８４はＸ方向にほとんど変形しない。一方、積層ゴム８４は、Ｚ方向に押されたとき、せん断変形できる。積層ゴム８４はＹ方向に押されたときもせん断変形できるので、Ｚ方向弾性変形部８２は積層ゴム８４のＹ方向の変形を拘束する変形拘束部９０（図５参照）が設けられてよい。尚、積層ゴム８４の代わりに、コイルばねや板ばね等のばねが用いられてもよい。
【００４７】
尚、本実施形態の弾性変形部８０は、Ｘ方向に弾性変形するＸ方向弾性変形部８１と、Ｚ方向に弾性変形するＺ方向弾性変形部８２とを有するが、Ｘ方向およびＺ方向の両方向に弾性変形する両方向弾性変形部を有してもよい。両方向弾性変形部は、Ｙ方向にゴム層と鋼板とが交互に積層された積層ゴムを含んでよい。この積層ゴムは、Ｙ方向に圧縮されたときＹ方向にほとんど変形せず、Ｘ方向およびＺ方向に押されたとき、せん断変形できる。
【００４８】
加工装置は、図５に示すように、弾性変形部８０の所定の変形を拘束する変形拘束部９０をさらに有してよい。変形拘束部９０は、例えば、弾性変形部８０をＹ方向両側から挟む鋼板９１、９２を含む。鋼板９１、９２は、駆動部５０の先端部に固定されているが、可動フレーム部４０に固定されていてもよい。
【００４９】
変形拘束部９０は、（１）弾性変形部８０のＹ方向への変形を拘束する。これにより、駆動部５０の先端部と可動フレーム部４０とのＹ方向の位置ずれを防止でき、加工精度を向上できる。
【００５０】
変形拘束部９０は、（２）Ｘ方向視での弾性変形部８０のねじれをも拘束する。ここで、Ｘ方向視での弾性変形部８０のねじれとは、Ｘ方向視で弾性変形部８０のＸ方向両端部が相対的に回転することを意味する。駆動部５０の先端部と可動フレーム部４０のＸ方向視でのねじれを防止でき、加工精度を向上できる。
【００５１】
変形拘束部９０は、（３）Ｚ方向視での弾性変形部８０のねじれをも拘束する。ここで、Ｚ方向視での弾性変形部８０のねじれとは、Ｚ方向視で弾性変形部８０のＺ方向両端部が相対的に回転することを意味する。駆動部５０の先端部と可動フレーム部４０のＺ方向視でのねじれを防止でき、加工精度を向上できる。
【００５２】
尚、本実施形態の変形拘束部９０は、（１）弾性変形部８０のＹ方向の変形、（２）弾性変形部８０のＸ方向視でのねじれ、（３）弾性変形部８０のＺ方向視でのねじれを拘束するが、これらの３つの変形のうち、いずれか１つの変形、または２つの変形を拘束してもよい。
【００５３】
（外周部が加工された曲面板の製造方法）
次に、図６などを参照して、上記構成の加工装置を用いて、外周部が加工された曲面板を製造する方法について説明する。加工装置の下記の動作は、制御部６０によって制御される。図６は、一実施形態による外周部が加工された曲面板の製造方法を示すフローチャートである。
【００５４】
図６のステップＳ１０１以降の処理は、支持部２０が搬送装置から曲面板１０を受け取ると、開始される。曲面板１０は、アライメント装置によって位置合わせされた後に、搬送装置によって支持部２０に載置される。尚、曲面板１０は、搬送装置などによって自動で支持部２０に載置されるが、手動で支持部２０に載置されてもよい。
【００５５】
先ずステップＳ１０１では、制御部６０は、支持部２０による曲面板１０の支持を開始する。例えば、制御部６０は、真空ポンプを作動させ、支持部２０で曲面板１０を真空吸着する。
【００５６】
続いてステップＳ１０２では、制御部６０は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部を加工部３０で加工する。この加工において、加工部３０を保持する可動フレーム部４０を支持部２０に対し移動させるときに、支持部２０が有するガイド部２２を用いて、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部に沿って可動フレーム部４０を案内する。尚、支持部２０は支持台のみで構成されてもよく、この場合、支持台とガイド部２２とは接していてもよいし離れていてもよい。支持台とガイド部２２とは、離れている場合、別々に固定されればよい。
【００５７】
続いてステップＳ１０３では、制御部６０は、支持部２０による曲面板１０の支持を解除する。例えば、制御部６０は、真空ポンプの作動を停止させ、支持部２０による曲面板１０の真空吸着を解除する。その後、制御部６０は今回の処理を終了し、搬送装置は曲面板１０を支持部２０から取り外す。
【００５８】
（効果）
以上説明したように、加工装置は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部に沿って可動フレーム部４０を案内するガイド部２２を有する。よって、可動フレーム部４０で保持された加工部３０の軌跡を安定化でき、曲面板１０の加工精度を向上できる。
【００５９】
また、支持部２０は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部に沿って可動フレーム部４０を案内するガイド部２２を有する。よって、可動フレーム部４０で保持された加工部３０の軌跡を更に安定化でき、曲面板１０の加工精度を向上できる。
【００６０】
ガイド部２２は、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０の、Ｙ方向視での回転を規制する。これにより、支持部２０に対する加工部３０の姿勢を安定化でき、曲面板１０の加工を安定化できる。
【００６１】
ガイド部２２は、ガイド部２２に押し当てられた可動フレーム部４０の、Ｙ方向視での回転を規制すると共に、Ｘ方向視での回転およびＺ方向視での回転を許容する。これにより、複雑な形状の加工が可能である。
【００６２】
弾性変形部８０は、可動フレーム部４０と駆動部５０との間に設けられ、駆動部５０によって弾性変形され、弾性変形の復元力によって可動フレーム部４０をガイド部２２に押し当てる。弾性変形部８０が弾性変形状態（図２に実線で示す状態）から自然状態（図２に二点鎖線で示す状態）に戻るまでは、可動フレーム部４０をガイド部２２に押し当て続けることができるため、可動フレーム部４０の位置制御の精度を緩和できる。よって、産業用ロボット７０のティーチング作業が簡易化できる。
【００６３】
変形拘束部９０は、弾性変形部８０の意図しない変形を拘束する。駆動部５０の先端部と可動フレーム部４０との意図しないずれを防止でき、加工精度を向上できる。
【００６４】
（変形、改良）
以上、加工装置や加工方法の実施形態などについて説明したが、本発明は上記実施形態などに限定されず、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形、改良が可能である。
【００６５】
例えば、上記実施形態の加工装置は、加工部３０、可動フレーム部４０、駆動部５０、および制御部６０の組を、一組有するが、複数組有してもよい。一の可動フレーム部４０の可動範囲外を、他の可動フレーム部４０でカバーできる。可動フレーム部４０の可動範囲は、例えば産業用ロボット７０の種類などに応じて制限される。
【００６６】
図７は、変形例による複数の加工部の軌跡を示す図である。図７において、実線で示す矢印Ａ１は一の加工部３０の軌跡を示し、二点鎖線で示す矢印Ａ２は他の一の加工部３０の軌跡を示す。
【００６７】
図７に示すように、一の加工部３０が支持部２０で支持された曲面板１０の外周部の一部を加工し、他の一の加工部３０が支持部２０で支持された曲面板１０の外周部の他の一部を加工する。一の加工部３０と、他の一の加工部３０とは、同時に曲面板１０を加工してもよいし、順番に曲面板１０を加工してもよい。
【００６８】
図７に示すように、複数の加工部３０は、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部を全周にわたって加工してよい。この場合、一の加工部３０の軌跡と、他の一の加工部３０の軌跡とは、一部重なる。つまり、この場合、一の加工部３０の加工範囲と、他の一の加工部３０の加工範囲とは、一部重なる。
【００６９】
また、上記実施形態の支持部２０は、固定されているが、回転されてもよい。制御部６０は、電動モータなどで支持部２０を回転させながら駆動部５０で可動フレーム部４０を移動させることで、支持部２０で支持された曲面板１０を加工部３０で加工してよい。支持部２０を回転させることによって、加工部３０の加工範囲を広げることができる。支持部２０が支持台のみで構成される場合、支持台に対しガイド部２２が固定され、ガイド部２２は支持台と共に回転させられる。
【００７０】
ところで、上記実施形態の加工部３０は、支持部２０で支持された曲面板１０の端面１３を研削するものであるが、支持部２０で支持された曲面板１０の外周部を加工するものである限り、特に限定されない。
【００７１】
図８は、図２に示す加工装置の要部の第１変形例を示す図である。本変形例の加工装置は、支持部２０で支持された曲面板１０の端面１３を研削する加工部３０の代わりに、支持部２０で支持された曲面板１０の切断に用いられる加工部３０Ａを有する。
【００７２】
加工部３０Ａは、支持部２０で支持された曲面板１０の主面１１に押し当てられるカッター３１Ａを有する。駆動部５０が可動フレーム部４０をガイド部２２に沿って移動させると、カッター３１Ａが曲面板１０の主面１１にスクライブ線を形成する。スクライブ線の形成後、スクライブ線に沿って曲面板１０を割断することができる。尚、カッター３１Ａは、曲面板１０の両主面１１、１２のどちらに押し当てられてもよい。
【００７３】
図９は、図２に示す加工装置の要部の第２変形例を示す図である。本変形例の加工装置は、支持部２０で支持された曲面板１０の端面１３を研削する加工部３０の代わりに、支持部２０で支持された曲面板１０の切断に用いられる加工部３０Ｂを有する。
【００７４】
加工部３０Ｂは、支持部２０で支持された曲面板１０の主面１１にレーザ光を照射する光源３１Ｂを含む。レーザ光は、曲面板１０を局所的に加熱し、曲面板１０に熱応力を発生させる。駆動部５０が可動フレーム部４０をガイド部２２に沿って移動させると、主面１１におけるレーザ光の照射位置が移動し、その移動軌跡に沿ってスクライブ線が形成される。スクライブ線は熱応力によって形成される。スクライブ線の形成後、スクライブ線に沿って曲面板１０を割断することができる。尚、光源３１Ｂは、曲面板１０の両主面１１、１２のどちらにレーザ光を照射してもよい。
【００７５】
加工部３０Ｂは、曲面板１０にスクライブ線を形成するのに用いられるが、予め形成されたスクライブ線に沿って曲面板１０を割断するのに用いられてもよいし、スクライブ線が予め形成されていない曲面板１０を割断するのに用いられてもよい。
【００７６】
加工部３０Ｂは、曲面板１０を融点未満の温度で加熱し、曲面板１０に熱応力を発生させるが、曲面板１０を融点以上の温度に加熱し、曲面板１０の溶融した部分をガスで吹き飛ばすことで、曲面板１０を溶断してもよい。
【００７７】
その他、加工装置は、支持部２０で支持された曲面板１０の端面１３を研削する加工部３０の代わりに、支持部２０で支持された曲面板１０の外周面の表面処理に用いられる加工部を有してもよい。本明細書において、加工は、表面処理を含む。
【００７８】
この加工部は、支持部２０で支持された曲面板１０の主面１１や端面１３に表面処理を行うノズルや、ディスペンサー等を含む。ノズルからは、粘度の低い液体やガス等のコーティング液が出される。これによって、例えば、主面の周辺に黒色セラミックス層や、意匠性を向上する目的のコーティング等も可能である。ディスペンサーからは、比較的粘度の高いイオン交換用の溶液もしくはペースト、または樹脂等が出される。イオン交換用の溶液またはペーストを端面１３に塗布する場合には、塗布後のその溶液を加熱することによって、曲面板１０の端面１３の破壊強度を向上できる。樹脂等を端面１３に塗布する場合には、塗布によって端面１３の保護ができる。
【００７９】
図１０は、図２に示す加工装置の要部の第３変形例を示す図である。図２に示すガイド部２２は凹状溝として形成されているのに対し、図１０に示すガイド部２２Ａは凸状レールとして形成されている。ガイド部２２Ａに可動フレーム部４０Ａが押し当てられたとき、一方のガイド面２３Ａから可動フレーム部４０Ａに作用する反力Ｆ１Ａと、他方のガイド面２４Ａから可動フレーム部４０Ａに作用する反力Ｆ２Ａとは、Ｚ方向の大きさが同じで、且つ、Ｚ方向の向きが反対向きであってよい。これにより、ガイド部２２Ａに押し当てられた可動フレーム部４０ＡのＺ方向の移動を拘束できる。
【００８０】
図１１は、図２に示す加工装置の要部の第４変形例を示す図である。本変形例の弾性変形部８０Ａは、Ｘ方向弾性変形部８１およびＺ方向弾性変形部８２に加えて、θ方向弾性変形部８５を有する点で、上記実施形態等と相違する。以下、相違点について主に説明する。尚、Ｘ方向弾性変形部８１、Ｚ方向弾性変形部８２、およびθ方向弾性変形部８５は、単独で用いられてもよいし、任意の組合せで用いられてもよい。組合せの数は、２つでもよいし、３つでもよい。ここで、θ方向とは、Ｙ方向に平行な回転軸８６を中心とする回転方向のことである。
【００８１】
回転軸８６は、例えば可動フレーム部４０に保持され、可動フレーム部４０に対するＸ方向、Ｙ方向およびＺ方向の平行移動を規制されている。θ方向弾性変形部８５は、例えばコイルばねなどで構成され、回転軸８６を中心とする可動フレーム部４０と駆動部５０との相対的な回転移動によって弾性変形する。これにより、産業用ロボット７０のθ方向におけるティーチング精度を緩和できる。
【００８２】
図１２は、図２に示す加工装置の要部の第５変形例を示す図である。図１２（Ａ）は、可動フレーム部をガイド部に接触させる前の状態を示す。図１２（Ｂ）は可動フレーム部をガイド部に接触させた時点の状態を示す。図１２（Ｃ）は可動フレーム部に対し加工部をＸ方向に移動させ、支持部で支持された曲面板の外周部に加工部を接触させた時点の状態を示す。本変形例の加工装置は、可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を変更するＸ方向位置変更部４５を有する点で、上記実施形態の加工装置とは相違する。以下、相違点について主に説明する。尚、本変形例では、上記実施形態と同様に、可動フレーム部４０に対する加工部３０のＹ方向位置およびＺ方向位置は固定される。
【００８３】
Ｘ方向位置変更部４５は、例えばモータやモータの回転運動を直線運動に変換するボールねじ等で構成され、可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を変更する。可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を検出する位置検出器としては、例えばモータの回転を検出するエンコーダなどが用いられる。エンコーダは、モータの回転方向や回転量などを示す信号を制御部６０に出力する。制御部６０は、エンコーダなどの位置検出器から出力される信号に基づいて、可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を制御する。
【００８４】
加工開始前は、図１２（Ａ）に示すように、可動フレーム部４０がガイド部２２から離れており、且つ支持部２０で支持されている曲面板１０の外周部から加工部３０が離れている。その後、図１２（Ｂ）に示すように、可動フレーム部４０がガイド部２２に接触される。これにより、支持部２０に対する可動フレーム部４０の姿勢が正規の姿勢で安定化する。このとき、支持部２０で支持されている曲面板１０の外周部から加工部３０は離れており、曲面板１０の外周部は加工部３０によって加工されない。その後、図１２（Ｃ）に示すように、可動フレーム部４０に対し加工部３０がＸ方向に移動され、加工部３０が支持部２０で支持されている曲面板１０の外周部に接触し、曲面板１０の外周部の加工が開始される。
【００８５】
以上説明したように、本変形例によれば、先ず可動フレーム部４０をガイド部２２に接触させ、次いで可動フレーム部４０に対し加工部３０をＸ方向に移動させることにより加工部３０を支持部２０で支持された曲面板１０の外周部に接触させ、曲面板１０の外周部の加工を開始する。そのため、支持部２０に対する可動フレーム部４０の姿勢を正規の姿勢で安定化させた後で、支持部２０で支持されている曲面板１０の外周部の加工を開始できる。従って、可動フレーム部４０の姿勢不良による意図しない加工跡の形成を防止できる。
【００８６】
尚、Ｘ方向位置変更部４５を、本変形例では加工開始時の意図しない加工跡の形成を防止する目的で用いるが、他の目的で用いてもよい。例えば、長時間加工を行うと、砥石３１が摩耗し、曲面板１０の研削量が減ることがある。そこで、カメラなどの検査装置を用いて、曲面板１０の目標の加工軌跡と、曲面板１０の実際の加工軌跡とのずれを検出し、検出したずれに基づき可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を変更してもよい。ここで、加工軌跡とは、加工後の輪郭のことである。
【００８７】
可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置の変更は、曲面板１０の加工の途中で行われてもよい。より詳細には、ｎ（ｎは１以上の自然数）枚目の曲面板１０の加工の途中で、ｎ枚目の曲面板１０の目標の加工軌跡と、ｎ枚目の曲面板１０の実際の加工軌跡とのずれに基づき、可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を変更してもよい。その変更は、ｎ枚目の曲面板１０の加工において、目標の加工軌跡と実際の加工軌跡とのずれがゼロになるように変更される。
【００８８】
また、ｍ（ｍはｎよりも大きい自然数）枚目の曲面板１０を加工するときに、ｎ枚目の曲面板１０の目標の加工軌跡とｎ枚目の曲面板１０の実際の加工軌跡とのずれに基づき、ｎ枚目の曲面板１０を加工したときに比べて可動フレーム部４０に対する加工部３０のＸ方向位置を変更してもよい。その変更は、ｍ枚目の曲面板１０の加工において、目標の加工軌跡と実際の加工軌跡とのずれがゼロになるように変更される。
【００８９】
本出願は、２０１６年１１月１８日に日本国特許庁に出願された特願２０１６−２２５４６６号に基づく優先権を主張するものであり、特願２０１６−２２５４６６号の全内容を本出願に援用する。
【符号の説明】
【００９０】
１０  曲面板
１１、１２  主面
１３  端面
２０  支持部
２１  支持面
２２  ガイド部
２３、２４  ガイド面
２２Ａ  ガイド部
２３Ａ、２４Ａ  ガイド面
３０  加工部
３１  砥石（回転砥石）
３０Ａ  加工部
３１Ａ  カッター
３０Ｂ  加工部
３１Ｂ  光源
４０  可動フレーム部
４０Ａ  可動フレーム部
４５  Ｘ方向位置変更部
５０  駆動部
６０  制御部
７０  産業用ロボット
８０  弾性変形部
８１  Ｘ方向弾性変形部
８２  Ｚ方向弾性変形部
８５  θ方向弾性変形部
８６  回転軸
９０  変形拘束部
【図１】
2018092520.tif 000003
【図２】
2018092520.tif 000004
【図３】
2018092520.tif 000005
【図４】
2018092520.tif 000006
【図５】
2018092520.tif 000007
【図６】
2018092520.tif 000008
【図７】
2018092520.tif 000009
【図８】
2018092520.tif 000010
【図９】
2018092520.tif 000011
【図１０】
2018092520.tif 000012
【図１１】
2018092520.tif 000013
【図１２】
2018092520.tif 000014
【国際調査報告】
2018092520.tif 000015
2018092520.tif 000016
2018092520.tif 000017
2018092520.tif 000018