(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
工具(6)として加工する板材(1)の側辺と略平行な軸回りに回転する上砥石６ａと下砥石６ｂとを一組として当該上砥石６ａ及び下砥石６ｂの複数枚の円板砥石を互い違いに相互の間に入り込ませることにより、当該側辺(2)の上角(2a)と下角(2b)とを同時に面取りする面取砥石を用い、前記側辺と略平行な送り方向に移動可能に設けた工具フレーム(16)に、当該板材を挟んで対向する左右一対の前記工具(6)を高さ調整コラム(19)を介して前記送り方向と直交する幅方向に個別に位置制御可能に装着し、定位置に固定した板材(1)に設けられた２個の位置決めマーク(3)の間隔Ｗと前記送り方向の偏差Ａとを読取って当該板材の両側辺(2)の位置及び傾きを検出し、検出した側辺の位置に工具(6)を移動して工具フレーム(16)を前記送り方向に移動し、この工具フレームの移動の際に、当該工具フレームの移動量Ｌとその移動量に対する工具(6)の前記幅方向送り量ＢとがＷ：Ａ＝Ｌ：Ｂの関係になるように工具(6)の幅方向移動を同時に行うことにより、工具(6)を工具フレーム(16)の移動方向に対して傾斜した板材の側辺に沿って移動させることにより当該板材の両側辺を同時加工することを特徴とする、硬質脆性板の側辺加工方法。
【請求項２】
加工する板材(1)を前記幅方向両側に配置した固定台(15)に、当該固定台の上面に形成した空気孔に作用する負圧空気で吸引固定し、請求項１の方法で側辺加工を行い、加工後の板材を前記空気孔に作用する加圧空気で浮上させて、前記両側の固定台の間に設けた送り装置(14)で前記送り方向に移送することを特徴とする、硬質脆性板の側辺加工方法。
【請求項３】
請求項１又は２の方法で加工した板材を旋回装置(11)上に搬送して９０度旋回し、次に請求項１又は２の方法で側辺加工を行うことにより四辺加工を行う、硬質脆性板の側辺加工方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、ディスプレイパネルの基板となるガラス板やセラミックス板その他の硬質脆性板の側辺の面取加工などを行う方法及び当該加工に用いる装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
ディスプレイパネル用のガラス基板を製造する際には、所定寸法に切断したガラス板の切断辺に残った鋭いエッジを削り落とすための面取加工や断面を円弧状にするアール加工その他の外形加工が必要となる。この種の加工は、加工するガラス板の幅寸法に合わせて配置した左右各一組の砥石群の間をガラス板を通過させることにより、両側辺を同時に加工するのが普通である。
【０００３】
図５は、面取加工を例にして従来の側辺加工方法を示したものである。まず、加工しようとするガラス板１より少し幅狭い固定台３６をテーブル（図示せず）上に固定し、ガラス板１を固定台３６上に固定する。固定されたガラス板の両側辺２は、固定台３６からはみ出して、テーブルから浮いた状態で固定される。ガラス板１には所定の２ヶ所に位置決めマーク３が設けられているので、この位置決めマーク３をカメラ４で読取り、ガラス板の側辺２の位置と傾きとを検出する。そして、ガラス板１の幅方向に対向して配置した左右各一組の砥石群５を図のＸ方向（ガラス板の幅方向）に移動して、検出された側辺の位置に合せる。更にガラス板を載置したテーブルを図のＣ方向（鉛直軸回りの回転方向）に回転して、ガラス板１の傾きを修正する。その上でテーブルを図のＹ方向（Ｘと直交する水平方向）に送ってガラス板の両側辺２、２を同時に面取加工する。
【０００４】
なお、図の面取砥石６は、ガラス板の側辺２と略平行な軸回りに回転する上砥石６ａと下砥石６ｂとを一組としたもので、上砥石６ａ及び下砥石６ｂは、それぞれ軸方向に間隔を隔てて固定した複数枚の円板砥石を備え、上下の円板砥石を互い違いに相互の間に入り込ませることにより、図６に示すように、ガラス板１の側辺２の上角２ａと下角２ｂとを同時に面取りする。なお、砥石６ａ、６ｂの回転方向は、図に矢印で示すように、ガラス板１の面の外側から端面側へと切り込む方向である。また、各砥石６ａ、６ｂの回転軸は、ガラス板の送り方向Ｙに対して僅かに傾斜しており、この傾斜角によって各円板砥石の切込量が設定されるようになっている。
【０００５】
上記のような従来方法でガラス板１の側辺加工を行うためには、次のような構造の加工装置が必要である。すなわち、ガラス板を載置固定するテーブルは、図のＹ方向に移動可能で、かつＣ方向の位置制御が可能でなければならない。左右の砥石群５は、加工するガラス板の厚さに合せてＺ方向（上下方向）に位置調整可能に装着され、かつ左右のものが各独立に位置決め可能でなければならない。
【０００６】
そして、精度の高い加工を行うためには、加工装置の精度と剛性が必要である。上記方法で側辺加工を行う従来装置は、工場の床面に据え付ける機台と、この機台上でＹ方向及びＣ方向に移動可能なテーブルと、左右の面取砥石群５を支持する通常は門形のフレームとが設けられ、そのそれぞれを十分に剛性と精度を備えたものとする必要があった。
【０００７】
上記構造の側辺加工装置は、同一機台上でガラス板の四辺の加工が可能である。すなわち、上記方法で対向する両側辺の加工を行った後、面取砥石群５を外側に開いて退避させた後、テーブルを復帰させ、更にＣ方向に９０度回転する。そして、面取砥石６を新たな両側辺の位置に合せてＸ方向に位置決めし、テーブルをＹ方向に移動することにより、ガラス板１の四辺の面取加工を行うことができる。
【０００８】
しかし、上記の方法では、テーブルの復帰及び旋回並びに面取砥石群５の退避及び再位置決めに時間がかかるため、タクトタイムが長くなるという問題が生ずる。そのため、同一寸法のガラス板を大量に加工するときは、上記構造の装置をＹ方向に２台設置して四辺加工を行うという方法が採用される。この方法では、上流側装置のテーブルからガラス板を持ち上げて下流側装置のテーブル上に降ろすという動作を行う受渡し装置が必要である。四辺を加工するときに必要なガラス板の９０度旋回は、下流側装置のテーブル旋回により行なっている。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
上述した従来方法で面取加工を行う従来の側辺加工装置は、加工する板材（ガラス板）を載置するテーブルをＹ方向とＣ方向に移動かつ位置決め可能に設ける必要があったため、装置が大型になり、装置コストも高くなるという問題があった。またガラス板の寸法が変わるごとにテーブル上の固定台をガラス板の寸法に合わせて交換する必要があり、段取り作業に時間がかかるという問題があった。また、従来装置ではテーブルが移動するため、これを支持する機台の面積が大きくなり、大きな設置スペースが必要になるという問題があった。更に加工スループットを向上させるために、側辺加工装置を２台設置して四辺工を行う方法では、それぞれの側辺加工装置が大型で高価になる上、両装置間に設ける受渡装置の構造も複雑になり、加工ライン全体が高価になると共に、広い設置スペースが必要になるという問題が生じていた。
【００１０】
この発明は、上記従来の加工方法を採用したときに生ずる上述のような問題点を解決することを課題としており、軽量で設置面積の小さい加工装置で板材の側辺加工を行うことが可能で、板材の寸法が変わったときの段取り作業が容易でかつこれを自動化することも容易に可能で、特に両側辺を同時加工する加工装置を２台設置して板材の四辺加工を行う際の装置構造、及び設置面積を大幅に低減することが可能な加工方法、及び当該加工法を実施するのに好適な加工装置を提供することを課題としている。
【００１１】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決した請求項１の発明に係る硬質脆性板の側辺加工方法は、加工する板材１の側辺と略平行な送り方向（図のＹ方向）に移動可能に設けた工具フレーム１６に、当該板材を挟んで対向する一対の工具６を前記送り方向と直交する幅方向（図のＸ方向）に個別に位置制御可能に装着し、定位置に固定した板材１に設けられた位置決めマーク３を読取って当該板材の両側辺２の位置及び傾きを検出し、検出した側辺の位置に工具６を移動して工具フレーム１６を前記送り方向に移動し、この工具フレームの移動の際に、前記検出された傾きに対応する工具６の幅方向移動を同時に行うことにより、工具６を工具フレーム１６の移動方向に対して傾斜した板材の側辺に沿って移動させるというものである。
【００１２】
請求項２の発明に係る硬質脆性板の側辺加工方法は、加工する板材１を前記幅方向両側に配置した固定台１５に、当該固定台の上面に形成した空気孔に作用する負圧空気で吸引固定し、請求項１の方法で側辺加工を行い、加工後の板材を前記空気孔に作用する加圧空気で浮上させて、前記両側の固定台の間に設けた送り装置１４で送り方向に移送するというものである。
【００１３】
また請求項３の発明に係る硬質脆性板の側辺加工方法は、請求項１又は２の方法で加工した板材を旋回装置１１上に搬送して９０度旋回し、次に請求項１又は２の方法で側辺加工を行うことにより四辺加工を行うというものである。
【００１４】
上記方法を実現する硬質脆性板の側辺加工装置は、機台１３の両側辺部に案内されて当該側辺と平行な送り方向に移動する工具フレーム１６と、当該工具フレームに前記送り方向と直交する幅方向に個別に位置制御可能に装着された一対の工具６と、前記機台１３の上面に設けた両側の固定台１５と、この固定台上面に形成されて当該上面に載置されたガラス板を吸着する負圧空気孔２７と、両側の固定台１５の間に配置されて適時送り方向に移動する送り装置１４と、ガラス板に設けられた位置決めマーク３を検出する検出器４と、前記検出器で検出された板材の傾きに対応する比例関係で工具フレーム１６の送り方向移動量と工具６の幅方向移動量とを制御する制御装置２８とを備えている。
【００１５】
好ましい構造の側辺加工装置は、上記構造を備えた側辺加工装置における両側の固定台１５が、両者の幅方向の間隔を調整自在に設けられている側辺加工装置である。
【００１６】
更に好ましい構造の側辺加工装置は、旋回装置１１を挟んで前記送り方向の上流側と下流側とに上記構造を備えた側辺加工装置が配置され、前記旋回装置は、前記幅方向両側に配置されて前記送り装置１４と同一高さで板材１を搬送する第２送り装置３１、３２と、両側の第２送り装置の間で昇降かつ旋回する旋回台３４とを備えている。
【００１７】
この発明の加工方法を実現するための加工装置は、板材を固定する固定台１５が機台１３上で送り方向に動く必要がなく、板材側辺の傾きを修正するための旋回も必要としないので、テーブルが不要となり、装置重量及び装置コストを大幅に低減できる。従来方法でのテーブルの送り方向移動に替えて、この発明の方法では工具フレーム１６の送り方向移動が必要となるが、工具フレーム１６はテーブルより送り方向寸法が小さいので、機械の設置面積を小さくできる。そして固定された板材の側辺の傾きに対する対応は、工具フレーム１６の送り移動量に合せて工具６を幅方向に微少移動させることによって行われるので、装置構造の簡略化と装置コストの低減が可能になる。
【００１８】
固定台１５を機台の幅方向両側に設けたときは、その間隔を調整可能にすることで、加工する板材１の寸法が変わったときの段取り替えが、両側の固定台１５の間隔を手動又は自動で調整することで可能になり、段取り作業の省力化ないし自動化が図れる。両側の固定台１５の間隔の調整は、両固定台１５を機台１３に設けた幅方向ガイドに摺動自在に設け、左右で逆方向かつ等リードのねじを切った送りねじを両側の固定台に螺合する構造や、左右の垂直軸回りのプーリないしスプロケットに巻回して幅方向に架設したベルトやチェーンに両側の固定台を互い違いに連結することにより、容易に実現できる。自動化するには上記送りねじないしスプロケットをモータで正逆駆動可能にしてやればよい。
【００１９】
更にこの両側の固定台間に送り装置１４を設けることにより、加工前又は加工後の板材を固定台１５から外れた位置まで搬送することができ、従って板材１を装置に搬送する際に板材１を固定台１５から持ち上げたり降ろしたりする動作が不要になる。そのため、旋回装置１１の構造を単純化することができ、この点における装置コストの低減も図ることができる。
【００２０】
【発明の実施の形態】
図１は、この発明の方法を実施する装置の要部を示す斜視図である。この実施例装置は、側辺加工装置を２台設置し、その間に旋回装置１１を配置した構造の、ガラス板の面取加工装置である。側辺加工装置１２ａと１２ｂとは、同一構造である。なお図中のＹ方向は送り方向、Ｘ方向は幅方向、Ｚ方向はＸ及びＺと直交する上下方向である。
【００２１】
側辺加工装置１２ａ、１２ｂは、機台１３と、この機台の上面中央に配置された送り装置１４と、この送り装置の両側に配置された固定台１５と、更にその外側に配置された面取砥石６とを備えている。
【００２２】
左右の面取砥石６は、図２に示すように、機台１３（図１）の左右に設けた工具フレーム１６に形成されたＸ方向のガイド１７に沿って摺動自在に装着されたサドル１８に、高さ調整コラム１９を介してそれぞれ装着されている。サドル１８はそれぞれの送りねじ２０に螺合されており、これらの送りねじ２０は、それぞれのサーボモータ２１に連結されている。高さ調整コラム１９は、それぞれのサドル１８にＺ方向に位置調整かつ固定自在に設けられており、この高さ調整コラムの下端内側にＹ方向の軸回りに回転駆動される上下の砥石６ａ、６ｂと、これを駆動する砥石モータ７、７が装着されている。
【００２３】
工具フレーム１６は、機台１３の側面に形成したＹ方向のガイド３５に摺動自在に案内され、それぞれＹ方向の送りねじ２４に螺合している。Ｙ方向の送りねじ２４は、サーボモータ２５によってほぼ同期して駆動される。なお工具フレームは、左右一体の門形構造のものとしてもよく、この場合には左右のサドル１８が同一の工具フレームにＸ方向に個別に駆動可能に設けられる。
【００２４】
固定台１５の上面には、多数の空気孔が設けられており、これらの空気孔は図示しない切換弁を介して加圧空気源と負圧空気源とに連結されている。図の送り装置１４は、ベルトコンベアでその上面高さは固定台１５の上面より僅かに高くなっており、かつその両端は固定台１５のＹ方向両端から外側の位置にある。ガラス板１が負圧で固定台１５に吸着されたとき、送り装置１４のベルトは、下方に僅かに撓む。固定台１５へのガラス板の吸着が解除されると、送り装置のベルト２６の弾性復帰により、ガラス板１は固定台１５の上面から僅かに持ち上げられる。このときのガラス板の固定台１５上面からの離隔を確実に行わせるために、固定台１５の空気孔２７から加圧空気を噴出する。
【００２５】
図１では省略されているが、図２に示すように、固定台１５に固定したガラス板の位置決めマーク３を読取るためのカメラ４が従来装置と同様に設けられている。工具６をＸ方向に位置決めするサーボモータ２１Ｌ、２１Ｒ及び工具フレーム１６をＹ方向に移動するサーボモータ２５は、制御装置２８でその回転量を制御されており、カメラ４の信号は、画像処理装置２９で処理されて、位置決めマーク３のＸ座標とＹ座標とが制御装置２８に入力されている。
【００２６】
上記構造の側辺加工装置１２ａ、１２ｂの面取砥石６は、図２に示すように、サドル１８に対する高さ調整コラム１９の位置を調整することにより、ガラス板１の厚さに合せてＺ方向に位置調整可能である。そして、工具フレーム１６の移動及びサドル１８の移動により、両側の砥石はＹ方向にほぼ同期して移動可能であり、かつＸ方向に個別に移動可能である。
【００２７】
ガラス板１の側辺２の加工を行うときは、図３に示すように、ガラス板１に印された２個の位置決めマーク３のＸ座標とＹ座標を読取ることにより、両マークの間隔ＷとＹ方向の偏差Ａとを演算して、工具フレーム１６を移動するときに、工具フレームの移動量Ｌとその移動量に対するサドルのＸ方向送り量ＢとがＷ：Ａ＝Ｌ：Ｂの関係になるようにサーボモータ２１及び２５を制御して、面取砥石６を固定台１５に固定されたガラス板１の傾斜した側辺２に沿って移動させる。
【００２８】
旋回装置１１は、図１に示すように、ガラス板の幅方向両側に側辺加工装置の送り装置１４と同様な送り装置３１、３２を備えている。図の例では外側と内側に同期駆動される送り装置３１、３２が設けられており、その内側の送り装置３２は、上流側のものと下流側のものとに分割して設けられている。そして、これらの送り装置３１、３２の間の位置に４本のピン３３の頭でガラス板を支えるようにした旋回台３４が設けられている。旋回台３４は、その下部に図には示されていない旋回駆動装置と昇降駆動装置とを備えており、ピン３３は旋回台３４に立設されている。
【００２９】
次に図１及び２に示した装置によるガラス板の四辺の面取加工について説明する。図示しない供給装置（ベルトコンベアやローラコンベアなど）で加工しようとするガラス板を上流側の側辺加工装置１２ａに供給し、当該装置１２ａの送り装置１４で供給されたガラス板を装置中央部に搬送して、固定台１５の空気孔２７に負圧を供給することにより、搬送されたガラス板１を固定する。次にカメラ４で位置決めマーク３を読取り、検出された側辺上流部の位置に面取砥石６を移動させる。そして、サーボモータ２５を駆動して、工具フレーム１６をＹ方向に走行させ、かつ図３で説明した比例関係でサーボモータ２１を駆動してサドル１８をＸ方向に移動させる。加工が終了したら、面取砥石６を若干外側に退避させ、固定台１５の空気孔から加圧空気を噴出して、側辺加工装置１２ａの送り装置１４と、旋回装置１１の送り装置３１、３２とを同期駆動してガラス板１を旋回装置１１の中心まで搬送する。
【００３０】
旋回装置１１の中心までガラス板が搬送されたら、送り装置１４、３１、３２を停止し、旋回台３４を上昇して９０度旋回したあと下降させる。この動作でガラス板１は旋回装置１１の中心で９０度旋回する。次に旋回装置１１の送り装置３１、３２と下流側側辺加工装置１２ｂの送り装置１４とを同時駆動してガラス板１を下流側の側辺加工装置１２ｂの中心に搬送する。以下、上流側の側辺加工装置１２ａの手順と同様な手順でガラス板の両側辺を加工する。
【００３１】
旋回装置１１でガラス板を旋回する間に上流側の側辺加工装置１２ａの工具フレーム１６は、上流側へ復帰移動し、次のガラス板が供給される。従って、図４に示すように、上流側と下流側の側辺加工装置１２ａ、１２ｂは、ほぼ同期して連続して送られてくる２枚のガラス板の側辺加工を並行して行うこととなり、上流側の側辺加工装置１２ａから旋回装置１１へとガラス板が搬送されるときに、下流側の側辺加工装置１２ｂから四辺を加工したガラス板が、更にその下流側に搬出されることになる。搬出されたガラス板は、適宜な搬送装置（例えばベルトコンベアやローラコンベア）で次の工程へと搬送される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明による板材の固定及び搬送構造の一実施例を示す斜視図
【図２】この発明による工具の移動構造の一実施例を示す斜視図
【図３】２個の位置決めマークから板材の傾きを演算する説明図
【図４】図１の装置の動作説明図
【図５】従来の側辺加工方法の模式的な説明図
【図６】硬質脆性板の円板砥石による側辺面取加工の説明図
【符号の説明】
１  ガラス板（板材）
２  側辺
３  位置決めマーク
６  砥石
11  旋回装置
13  機台
14  送り装置
15  固定台
16  工具フレーム
27  空気孔
28  制御装置
31  送り装置
32  送り装置
34  旋回台
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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