(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
ガラス板にカッターで所望の形状の切線を入れるガラス板の加工方法において、
前記カッターに押圧力を発生させるサーボモータと該サーボモータをトルク制御する制御手段とを備え、該制御手段によってサーボモータをトルク制御することにより、カッターのガラス板に対する切圧を制御してガラス板に切線を入れるとともに、
前記制御手段は、前記サーボモータの回転位置又は回転速度を検出し、該検出した回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えると、サーボモータの制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、前記カッターを前記ガラス板から退避移動させることを特徴とするガラス板の加工方法。
【請求項２】
前記制御手段は、前記切線の曲率半径の大きな曲線又は直線部の切圧よりもコーナ部の切圧を高く制御することを特徴とする請求項１に記載のガラス板の加工方法。
【請求項３】
ガラス板が載置されるテーブルと、
該テーブルに載置された前記ガラス板に対して走行移動され、ガラス板に所望の加工形状の切線を入れるカッターと、
該カッターを前記ガラス板に押し付ける押圧力をカッターに与えるサーボモータと、
該サーボモータをトルク制御することにより、カッターのガラス板に対する切圧を制御する制御手段と、を備え、
前記制御手段は、前記サーボモータの回転位置又は回転速度を検出し、該検出した回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えると、サーボモータの制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、前記カッターを前記ガラス板から退避移動させることを特徴とするガラス板の加工装置。
【請求項４】
前記制御手段は、前記切線の直線部の切圧よりもコーナ部の切圧を高く制御することを特徴とする請求項３に記載のガラス板の加工装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、ガラス板から自動車用各種ガラス製品を切り出すために、ガラス板に切線を入れるガラス板の加工方法及びその装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ガラス板から自動車用各種ガラス製品を切り出す場合には、まず、ガラス板を切りステージのテーブルに載置し、次に、カッターを走行移動させてガラス板にガラス製品の形状に沿った切線を入れる。次いで、切線が入れられたガラス板を折りステージに搬送し、折りステージのプレスヘッドでガラス板を押圧することにより、切線に沿ってガラス板を折り割りする。これによって、ガラス板から所望の形状のガラス製品を切り出すことができる。
【０００３】
ところで、カッターによる切線加工工程では、カッターをガラス板に押し付ける押圧力をカッターに与えることにより、カッターからガラス板に所定の切圧をかけた状態で切線を入れる。また、カッターの走行速度は、切線の曲率半径の大きな曲線又は直線部では速くコーナ部では遅くなるように制御されているため、カッターの走行速度と切線の切り深さとの関係等により、切圧は、曲率半径の大きな曲線又は直線部では低くコーナ部では高くなるように制御されている。
【０００４】
従来では、カッターに押圧力を与える手段としてエアシリンダ装置が使用され、このエアシリンダを電磁弁で減圧制御したりエアサーボ制御したりして切圧を制御していた。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、エアシリンダ装置でカッターに押圧力を与える前記従来の加工装置は、エアシリンダ装置の特性である応答性が低いという問題によって、以下述べる欠点があった。
【０００６】
まず、切圧を高精度に制御することができないという欠点である。この欠点によって、切線の切り深さが一定にならず、ガラス板を良好に折り割りすることが困難であった。
【０００７】
次に、切線加工終了したカッターを、ガラス板の端部から引き抜いて折り割り用の切線をガラス板の端部まで引き延ばす際に、カッターがガラス板の端部から落下してテーブルに衝突し、カッターが破損するという欠点である。応答性が高ければ、カッターがテーブルに衝突するまえに、カッターをテーブルから退避移動させることができるが、応答性の低いエアシリンダ装置ではそれが困難であった。このような欠点によって、従来の加工装置は、折り割り用の切線をガラス板の端部まで引き延ばすことができず、折り割り用の切線をガラス板の端部の手前まで入れた状態でガラス板を折り割りしているので、ガラス板を良好に折り割りすることができなかった。
【０００８】
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、カッターに押圧力を与える押圧力付与手段として応答性の高い手段を使用することにより、ガラス板を良好に折り割りするための切線を入れることができるガラス板の加工方法及びその装置を提供することを目的とする。
【０００９】
【課題を解決するための手段】
本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板にカッターで所望の形状の切線を入れるガラス板の加工方法において、前記カッターに押圧力を発生させるサーボモータと該サーボモータをトルク制御する制御手段とを備え、該制御手段によってサーボモータをトルク制御することにより、カッターのガラス板に対する切圧を制御してガラス板に切線を入れるとともに、前記制御手段は、前記サーボモータの回転位置又は回転速度を検出し、該検出した回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えると、サーボモータの制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、前記カッターを前記ガラス板から退避移動させることを特徴とする。
【００１０】
また、本発明は、前記目的を達成するために、ガラス板が載置されるテーブルと、該テーブルに載置された前記ガラス板に対して走行移動され、ガラス板に所望の加工形状の切線を入れるカッターと、該カッターを前記ガラス板に押し付ける押圧力をカッターに与えるサーボモータと、該サーボモータをトルク制御することにより、カッターのガラス板に対する切圧を制御する制御手段と、を備え、前記制御手段は、前記サーボモータの回転位置又は回転速度を検出し、該検出した回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えると、サーボモータの制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、前記カッターを前記ガラス板から退避移動させることを特徴とする。
【００１１】
本発明によれば、カッターに押圧力を与える押圧力付与手段として応答性の高いサーボモータを使用し、このサーボモータを制御手段によってトルク制御することにより切圧を制御してガラス板に切線を入れる。これにより、切線の切圧を高精度に制御することができるので、切線の切り深さが一定になり、ガラス板を良好に折り割りすることができる。
【００１２】
また、本発明によれば、前記制御手段で検出しているサーボモータの回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えると、制御手段はサーボモータの制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、カッターをガラス板から退避移動させる。この閾値を、カッターがガラス板の端部から落下したことを示す値に設定すれば、カッターがテーブルに衝突するまえに、カッターをテーブルから退避移動させることができる。これにより、カッターを保護することができるとともに、折り割り用の切線をガラス板の端部まで引き延ばすことができるので、ガラス板を良好に折り割りすることができる。
【００１３】
更に、本発明によれば、前記制御手段は、前記切線の曲率半径の大きな曲線又は直線部の切圧を低く制御するとともに切線のコーナ部の切圧を高く制御する。これにより、切線の切り深さが一定になり、ガラス板を良好に折り割りすることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】
以下添付図面に従って本発明に係るガラス板の加工方法及びその装置の好ましい実施の形態について説明する。
【００１５】
図１に示すガラス板の加工装置１０は、カッター１２をＸ−Ｙ方向に走行移動させて、ガラス板１４に自動車用ガラス１６の形状に沿った切線１８を入れる装置である。この装置本体２０には、ガラス板１４が載置されるテーブル２２が設けられる。テーブル２２には、テーブル２２に載置されたガラス板１４を吸着保持する吸着パッド２４が設けられ、吸着パッド２４によってガラス板１４がテーブル２２上において所定の位置に位置決めされる。この状態でカッター１２が予め設定された走行軌跡に沿って走行移動され、ガラス板１４に切線１８が入れられる。切線１８が入れられたガラス板１４は、後工程の折りステージに搬送され、ここで切線１８に沿って折り割りされる。これにより、ガラス板１４から自動車用ガラス１６が切り出される。
【００１６】
装置本体２０の両側面には、図１上でＸ方向に長手方向を有するスリット２６、２６が図２の如く形成され、これらのスリット２６、２６の底部にはガイドレール２８、２８が平行に敷設されている。これらのガイドレール２８、２８には、ガイドブロック３０、３０を介してＸ軸移動枠体３２がＸ方向に移動自在に支持される。
【００１７】
Ｘ軸移動枠体３２は矩形状の枠体であり、その下端部の両側に前述したガイドブロック３０、３０が固定されている。また、Ｘ軸移動枠体３２の下部には、ブラケット３４を介してサーボモータ３６が固定されている。サーボモータ３６の回転軸３８にはプーリ４０が固定され、このプーリ４０はベルト４２を介してプーリ４４に連結されている。また、プーリ４４には、ボールナット４６がプーリ４４と同軸上に固定されており、ボールナット４６はボールねじ４８に螺合されている。ボールねじ４８は、不図示の支持部材を介して装置本体２０に図１上Ｘ方向に支持されている。したがって、図２のサーボモータ３６が駆動されると、その動力がベルト４２を介してボールナット４６に伝達され、ボールナット４６がボールねじ４８に沿って移動することにより、それに追従してＸ軸移動枠体３２がサーボモータ３６と共にボールねじ４８に沿ってＸ方向に移動する。これにより、Ｘ軸移動枠体３２にＹ軸ガイド５０を介して取り付けられたカッター１２が、Ｘ方向に移動する。
【００１８】
Ｙ軸ガイド５０は、Ｘ軸移動枠体３２の上梁部３２ＡにＹ方向に設けられている。Ｙ軸ガイド５０の内部には、図示しないボールねじ装置のボールねじがＹ方向に配設され、このボールねじは、上梁部３２Ａに固定されたサーボモータ５２の回転軸５４に連結されている。また、前記ボールねじには、スライダ５６に設けられた不図示のボールナットが螺合され、また、スライダ５６はＹ軸ガイド５０にＹ方向にスライド自在に支持されている。このスライダ５６にカッター１２を有するカッター装置５８が設けられている。これにより、サーボモータ５２が駆動されると、スライダ５６がボールねじ装置の送り作用によってＹ方向に移動するので、カッター１２がＹ方向に移動する。したがって、上記２台のサーボモータ３６、５２で構成されるカッター走行装置を制御することにより、カッター１２の走行軌跡を制御することができる。よって、カッター１２でガラス板１４に所望の加工形状の切線１８を入れることができる。
【００１９】
カッター装置５８は図３、図４に示すようにカッター支持部材６０、サーボモータ６２、及びラックアンドピニオン機構６４等から構成される。カッター支持部材６０は、カッター１２をピン６６を介して回転自在に支持するホルダ６８を有し、このホルダ６８は、ヘッド７０の下部に軸受７２を介して回動自在に支持されている。ヘッド７０の上部には、ロッド７４を介してガイド部材７６が固定され、ガイド部材７６は、スライダ５６に上下方向に固定された図４のガイドレール７８にガイドブロック８０を介して上下移動自在に支持されている。
【００２０】
ガイド部材７６の図３上左側面には、ラックアンドピニオン機構６４のラック８２が上下方向に配設され、このラック８２にピニオン８４が噛合されている。ピニオン８４は、図４の如くサーボモータ６２の駆動軸８６に固定されている。したがって、サーボモータ６２によってピニオン８４が図３上時計回り方向に回転されると、カッター支持部材６０がガイドレール７８にガイドされて下降移動する。これにより、カッター１２がガラス板１４に当接する。そして、サーボモータ６２のトルクを、図５のサーボドライバアンプ８８を介して制御装置（制御手段に相当）９０で制御すると、カッター１２のガラス板１４に対する押圧力が設定される。これにより、カッター１２の切圧が設定される。また、サーボモータ６２によってピニオン８４が図３上反時計回り方向に回転されると、カッター支持部材６０がガイドレール７８にガイドされて上昇移動する。これにより、カッター１２がガラス板１４から退避移動する。
【００２１】
ところで、図５に示した制御装置９０には、サーボモータ６２に加えられる電流値を示す信号（即ち、サーボモータ６２のトルクを示す信号）が電流検出器９１から加えられるとともに、サーボモータ６２の回転位置又は回転速度を示すパルス信号がパルスジェネレータ９２から加えられている。制御装置９０は、パルスジェネレータ９２からのパルス信号をカウントすることにより、サーボモータ６２の回転位置を検出することができ、また、所定時間内に加えられるパルス信号をカウントすることにより、サーボモータ６２の回転速度を検出することができる。また、制御装置９０は、電流検出器９１からのトルクを示す信号、又はパルスジェネレータ９２からのパルス信号に基づいて、サーボモータ６２をトルク制御するためのトルク指令信号、又は速度制御するための速度指令信号をサーボドライバアンプ８８に出力する。
【００２２】
サーボドライバアンプ８８は、前記指令信号に基づいてサーボモータ６２をトルク制御、又は速度制御する。
【００２３】
制御装置９０の記憶部には、図６に示すカッター走行速度に対応するモータ電流値が予め記憶されている。これにより、制御装置９０は、キーボード等の外部入力手段やカッター走行速度が予め記録された記録媒体からカッター走行速度が入力されると、そのカッター走行速度に対応する電流値となるトルク指令信号をサーボドライバアンプ８８に出力する。図６のグラフによれば、カッター走行速度が大きくなるに従ってモータ電流値が低くなるように設定されている。したがって、カッター走行速度が大きくなるに従って、サーボモータ６２のトルクが小さくなるように、即ち、カッター１２のガラス板１４に対する切圧が小さくなるように設定されている。このようにカッター走行速度と切圧とを設定することによって、直線部及びコーナ部を有する切線１８は、折り割りに適した切線となる。
【００２４】
また、制御装置９０は、図５のパルスジェネレータ９２から出力されるパルス信号に基づいてサーボモータ６２の回転位置又は回転速度を求め、その回転位置又は回転速度が所定の閾値を超えた時に、サーボモータ６２の制御をトルク制御から速度制御に切り換えて、サーボモータ６２を逆回転させる。これにより、図３のピニオン８４が反時計回り方向に回転するので、カッター１２がガラス板１４から退避移動する。この時の退避位置は、カッター１２がガラス板１４から十分に退避した位置である、カッター１２の初期位置に設定されている。なお、速度指令信号に代えて位置指令信号をサーボドライバアンプ８８に出力してもよい。
【００２５】
図５の制御装置９０の記憶部には、サーボモータ６２の制御をトルク制御から速度制御に切り換えるためのサーボモータ６２の回転位置又は回転速度（閾値）が予め記憶されている。この回転位置又は回転速度は、カッター１２がガラス板１４の端部から落下したことを示す回転位置又は回転速度に設定されている。これにより、カッター１２がガラス板１４の端部から落下すると、サーボモータ６２が速度制御に切り換えられて、カッター１２がガラス板１４から退避移動され、初期位置に復帰する。
【００２６】
次に、前記の如く構成されたカッター装置５８の作用について説明する。
【００２７】
まず、切線加工開始前において、図７（Ａ）の如く切線１８の軌跡を直線部とコーナ部とに分割した複数の分割軌跡１〜５〜ｎを作成する。そして、これらの分割軌跡１〜ｎに対応した速度（図７（Ｂ））を、図５の制御装置９０の記憶部に記憶させる。これにより、制御装置９０は、カッター走行装置から出力されるカッター走行位置情報に基づいて、分割軌跡１〜ｎに対応したモータ電流値（図７（Ｃ））となるトルク指令信号を、サーボドライバアンプ８８に出力する。
【００２８】
図７（Ｂ）によれば、直線部の分割軌跡１、３、５はカッター速度が定速に設定され、コーナ部の分割軌跡２、４については、曲率半径の小さい分割軌跡４が曲率半径の大きい分割軌跡２よりも低速に設定されている。よって、サーボドライバアンプ８８からサーボモータ６２に出力される電流値は、図７（Ｃ）の如く分割軌跡１、３、５では一定値に設定され、分割軌跡４は分割軌跡２よりも高く設定される。なお、これらの値は自在に変更できる。
【００２９】
次に、切線加工を開始する。まず、カッター走行装置を駆動して、カッター１２を切線加工開始位置の上方に位置させる。次に、制御装置９０でサーボモータ６２を速度制御して、カッター１２を下降移動させる。カッター１２の下降移動量は、パルスジェネレータ９２から出力されるパルス信号に基づいて検出されており、その下降移動量が予め設定された下降移動量に到達した時に、制御装置９０は、カッター１２がガラス板１４に当接したと判断し、サーボモータ６２を停止する。
【００３０】
次に、制御装置９０でサーボモータ６２をトルク制御して、カッター１２のガラス板１４に対する切圧を設定する。そして、カッター走行装置を駆動してカッター１２を切線１８の軌跡に沿って移動させるとともに、カッター走行装置からのカッター位置情報に基づいて制御装置９０が、その走行位置（分割軌跡１〜ｎ）に対応する電流値となるトルク指令信号をサーボドライバアンプ８８に出力する。これにより、カッター１２からガラス板１４に最適な切圧がかけられて、ガラス板１４に切線１８が入れられる。
【００３１】
このように、本実施の形態では、カッター１２に押圧力を与える押圧力付与手段として、エアシリンダ装置よりも応答性の高いサーボモータ６２を使用したので、切線１８の切圧を高精度に制御することができる。よって、切線１８全体が折り割りに適した切線となるので、ガラス板１４を良好に折り割りすることができる。
【００３２】
一方、切線１８の加工が終了すると、図８の如く切線終了位置Ｐからカッター１２をガラス板１４の端部１４Ａ方向に走行させて、折り割り用の切線１９を入れる。この時、応答性の悪いエアシリンダ装置を使用した従来の加工装置では、カッターがガラス板１４の端部１４Ａから落下しても、カッターがテーブルに衝突するまえにカッターを上昇させることができない。ところが、応答性のよいサーボモータ６２を使用した本実施の形態では、カッター１２がガラス板１４の端部１４Ａから落下しても、カッター１２がテーブル２２に衝突するまえに、カッター１２をテーブル２２から上昇移動させることができる。これにより、カッター１２を破損させることなく、折り割り用の切線１９をガラス板１４の端部まで引き延ばすことができるので、ガラス板１４を良好に折り割りすることができる。
【００３３】
本実施の形態では、自動車用ガラスの加工について説明したが、これに限らず、他のガラス製品の加工にも適用することができる。
【００３４】
【発明の効果】
以上説明したように、本発明に係るガラス板の加工方法及び装置によれば、カッターに押圧力を与える押圧力付与手段として応答性の高いサーボモータを使用し、サーボモータを制御手段によってトルク制御することにより切圧を制御してガラス板に切線を入れるので、切圧を高精度に制御することができる。よって、折り割りに適した切線となり、ガラス板を良好に折り割りすることができる。
【００３５】
また、本発明によれば、カッターがガラス板の端部から落下すると、カッターがテーブルに衝突するまえにカッターをテーブルから退避移動させることができるので、切線をガラス板の端部まで引き延ばすことが可能になり、ガラス板を良好に折り割りすることができる。
【００３６】
更に、本発明によれば、制御手段は切線の曲率半径の大きな曲線又は直線部の切圧を低く制御するとともに切線のコーナ部の切圧を高く制御するので、折り割りに適した切線となり、ガラス板を良好に折ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態に係るガラス板の加工装置の斜視図
【図２】図１の２−２線に沿う断面図
【図３】図１の加工装置に設けられたカッター装置の拡大図
【図４】図３の４−４線から見た矢視図
【図５】図３に示したカッター装置のサーボ制御系を示すブロック図
【図６】カッター走行速度とモータ電流値との関係を示す説明図
【図７】切線に対応したカッター走行速度とモータ電流値との関係を示す説明図
【図８】折り割り用の切線をガラス板の端部まで引き延ばした説明図
【符号の説明】
１０…ガラス板の加工装置、１２…カッター、１４…ガラス板、１８…切線、２２…テーブル、３２…Ｘ軸移動枠体、５８…カッター装置、６０…カッター支持部材、６２…サーボモータ、６４…ラックアンドピニオン機構、８８…サーボドライバアンプ、９０…制御装置（制御手段に相当）
【図１】
0004158003.tif 000002
【図２】
0004158003.tif 000003
【図３】
0004158003.tif 000004
【図４】
0004158003.tif 000005
【図５】
0004158003.tif 000006
【図６】
0004158003.tif 000007
【図７】
0004158003.tif 000008
【図８】
0004158003.tif 000009