专利名称：加工玻璃板边缘的装置的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及加工玻璃板的方法，具体地说，涉及成形玻璃板边缘的方法。
背景技术：
玻璃板的制造包括三个主要步骤使原料熔融以形成熔融玻璃，将熔融玻璃形成为片或板，以及最后将板加工成令购买者或使用者满意的最终形状。形成薄玻璃板的方法包括溢流下拉法或熔合法，其中，将熔融玻璃供给至顶部敞开的导管。熔融玻璃从导管溢流，沿着构成导管外表面的会聚表面向下流动。在导管的底部，分开的玻璃流重新结合或熔合，从而形成薄玻璃带。其它方法包括众所周知的浮法，其中熔融玻璃浮在通常为锡的浴槽上，还包括狭缝拉法、上拉法和其它方法。通常，所有这些方法都包括最终的加工步骤从母片分割出单独的板，用切割操作来对板精整尺寸，以及对玻璃进行磨边以强化玻璃件以便后续搬运操作。对各单独的板进行磨边，不仅用来去除在从母片切割出各单独板时可能形成的裂纹，而且用来消除在搬运过程中易于损坏的尖锐边缘。薄板磨边通常使用包括成形槽的磨轮来完成。这些成形槽将在玻璃上形成与该槽对称的形状。在Brown等人的美国专利公布US6685541和Brown等人的美国专利公布 US6325704中记载了该工艺的一例子。随着对越来越薄玻璃板的需求增长，主要由于电子显示行业(计算机、手机、数码相机等)，在磨轮中形成恒定的边缘形状变得越来越难磨轮的轮廓随着使用而变得不再尖锐，引起不恒定的板边缘形状；磨轮所用的表面区域局限于槽，这由于较低的材料利用而增大成本；磨轮的实际上接触玻璃的相对较小的表面区域使得需要使用较粗的磨粒尺寸，最终导致较差的玻璃板表面光洁度；在研磨过程中，玻璃与磨轮之间的缺乏磨屑间隙，从而当磨轮被玻璃颗粒堵塞时增大了板中产生缺陷的可能；以及在需要非常小的半径时，磨轮轮廓难以形成。成形的磨轮通常使用EDM工艺来制成。随着用来成形的工具磨损，通常这种磨损很迅速，就会在最终的槽底部产生不合需要的钝轮廓。磨边工艺产生颗粒(例如磨屑)，这些颗粒通常难以从板上去除。
实用新型内容在一个实施例中，描述了一种成形玻璃板边缘的方法，该方法包括将玻璃板联接至支承夹具，玻璃板的一部分从支承夹具伸出距离L，并包括第一表面、与第一表面相反的第二表面、以及端面，其中，第一表面和端面沿第一边缘相交，第二表面和端面沿第二边缘相交；使第一边缘与第一杯状磨轮接触，第一杯状磨轮绕相对于第一表面倾斜的第一转动轴线转动，其中，第一杯状磨轮以第一力F1接触第一边缘，第一力&产生伸出部分的第一位移S1 ；使玻璃板的第二边缘与第二杯状磨轮接触，第二杯状磨轮绕相对于第二表面倾斜的第二转动轴线转动，第二转动轴线与第一杯状磨轮的第一转动轴线隔开距离D，第二杯状磨轮以第二力F2接触第二边缘，第二力F2产生伸出部分的与δ工相反的第二位移δ2，其中， 第二杯状磨轮接触第二边缘与第一杯状磨轮接触第一边缘是同时的；在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮分别与第一边缘和第二边缘接触的过程中，在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮与玻璃板之间产生相对运动；以及其中，第一位移与第二位移不交叠。较佳的是，在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮分别与第一边缘和第二边缘接触的过程中，在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮之间没有相对运动。距离D较佳地等于或大于220mm，较佳地等于或大于250mm，较佳地等于或大于275mm，或者较佳地等于或大于300mm。距离L较佳地等于或大于10mm，较佳地等于或大于25mm，更佳地等于或大于50mm，但是在一些情况下，诸如当玻璃板的厚度非常小(例如小于约0. 3mm)时，距离L可以小至5mm。在一些实施例中，斜切产生的边缘可被进一步抛光。在某些其它实施例中，夹紧装置的边缘可成形成玻璃板的伸出量相对于夹紧装置(支承构件)的边缘而变化。夹具例如可以包括靠近伸出部分的边缘，该边缘包括非直线形状。非直线形状可以是弧形，或者非直线形状可以是直线段的组合。在一些实施例中，第一磨轮和第一边缘之间的距离相应地改变，以保持恒定的斜角宽度并补充玻璃板的伸出部分的柔量。在另一实施例中，描述了一种成形玻璃板边缘的方法，该方法包括将厚度等于或小于2mm的玻璃板联接至支承夹具，玻璃板的一部分从支承夹具伸出距离L，并包括第一表面、与第一表面相反的第二表面、以及端面，其中，第一表面和端面沿第一边缘相交，第二表面和端面沿第二边缘相交；使第一边缘与第一杯状磨轮接触，第一杯状磨轮绕相对于第一表面倾斜的第一转动轴线转动，其中，第一杯状磨轮以第一力F1接触第一边缘，第一力F1产生伸出部分的第一位移；使玻璃板的第二边缘与第二杯状磨轮接触，第二杯状磨轮绕相对于第二表面倾斜的第二转动轴线转动，第二转动轴线与第一杯状磨轮的第一转动轴线隔开距离D，第二杯状磨轮以第二力F2接触第二边缘，第二力F2产生伸出部分的与第一位移方向相反的第二位移，其中，第二杯状磨轮接触第二边缘与第一杯状磨轮接触第一边缘是同时的；在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮分别与第一边缘和第二边缘接触的过程中，在第一杯状磨轮和第二杯状磨轮与玻璃板之间产生相对运动；以及其中，伸出部分从支承夹具伸出的距离L等于或大于25mm，距离D被选定为使第一位移与第二位移不交叠。斜角平面相交形成的夹角较佳地是约40-140度。在一些实施例中，斜切过程形成的边缘可在之后抛光，从而去除其锐度并避免裂纹，假如斜切产生的尖锐边缘被接触的话，会发生这种裂纹。为了改变伸出部分的刚度，因此改变由于其与磨轮接触而导致的挠曲，距离L可随着沿第一边缘或第二边缘的位置而变化。较佳的是，距离L是5mm-50mm。距离D可被选定为等于或大于220mm，较佳地等于或大于275mm，在一些情况下等于或大于约300或320mm。[0021]在再一实施例中，描述了一种研磨玻璃板中斜角的装置，玻璃板包括基本上平行的主表面、以及至少一个沿基本上平行的第一边缘和第二边缘与主表面相交的端面。该装置包括第一磨轮和第二磨轮，第一磨轮和第二磨轮包括基本上平的研磨面，其中，研磨面相对于玻璃板的端面倾斜地定位，从而沿着玻璃板的第一边缘和第二边缘中的每个边缘产生斜角，第一磨轮和第二磨轮构造成分别绕第一转动轴线和第二转动轴线转动。该装置还包括支承构件(例如真空吸盘)，支承构件支承玻璃板，以使玻璃板的一部分伸出超过支承构件，并允许玻璃板响应于第一磨轮和第二磨轮分别与第一边缘和第二边缘的接触而弯曲， 伸出部分包括第一边缘和第二边缘。第一转动轴线和第二转动轴线隔开一距离，以使玻璃板的伸出部分源自第一研磨面和第一边缘之间的接触的挠曲不影响玻璃板的伸出部分源自第二研磨面和第二边缘之间的接触的挠曲，第一研磨面和第二研磨面与第一边缘和第二边缘之间的接触是同时的。该装置较佳地被支承成伸出部分的刚度随着沿第一边缘或第二边缘的长度的位置而变化。在一些实施例中，伸出部分伸出支承构件的距离随着沿第一边缘或第二边缘的长度的位置而变化。本实用新型提供了一种加工玻璃板边缘的装置，玻璃板包括基本上平行的主表面、以及至少一个沿基本上平行的第一边缘和第二边缘与主表面相交的端面，装置包括第一磨轮和第二磨轮，第一磨轮和第二磨轮包括基本上平的研磨面，其中，研磨面相对于玻璃板的端面倾斜地定位，从而沿着玻璃板的第一边缘和第二边缘中的每个边缘产生斜角，第一磨轮和第二磨轮构造成分别绕第一转动轴线和第二转动轴线转动；支承构件，支承构件支承玻璃板，以使玻璃板的一部分伸出超过支承构件，并允许玻璃板响应于第一磨轮和第二磨轮分别与第一边缘和第二边缘的接触而弯曲，伸出部分包括第一边缘和第二边缘；以及其中，第一转动轴线和第二转动轴线隔开一距离D，以使玻璃板的伸出部分源自第一研磨面和第一边缘之间的接触的挠曲不影响玻璃板的伸出部分源自第二研磨面和第二边缘之间的接触的挠曲，第一研磨面和第二研磨面与第一边缘和第二边缘之间的接触是同时的。较佳的是，还包括用于对玻璃板的第一边缘或第二边缘进行抛光的抛光轮。阅读了下面参照附图给出的说明性描述(无论如何不施加限制)，将更容易地理解本实用新型且其它目的、特征、细节和优点将变得更加显而易见。所有这些附加的系统、方法、特征和优点都要包含在本说明书中，包含在本实用新型的范围内，且被所附的权利要求来保护。
图1是包括斜角的玻璃板一部分的侧剖图，且示出了斜角宽度。图2A是用于加工(例如斜切)玻璃板边缘的装置的侧剖图。图2B是示出了图2A的玻璃板边缘的特写的侧剖图。图3是用来产生诸如图1的斜角之类的斜角的、杯状磨轮的侧剖图。图4是成形磨轮的侧剖图。图5是图2A的玻璃板一部分的侧剖图，示出了斜切之后的玻璃板边缘，并且示出了磨轮的研磨面之间的角度关系。图6是诸如图2A的玻璃板之类的玻璃板的侧剖图，该玻璃板包括从夹紧装置伸出的一部分，示出了在将力施加至玻璃板端部时产生的挠曲。[0032]图7是图2A的玻璃板的俯视图，示出了两个杯状磨轮，其中，两个杯状磨轮的转动轴线隔开距离D。图8是标称伸出量为25mm的玻璃板和标称伸出量为50mm的玻璃板的平均挠度 (圆形)、最大挠度(三角形)和最小挠度(方形)的标绘图，随着施加挠曲力的磨轮位置的小变化，玻璃板端部的挠度发生变化。图9是平均斜角宽度随杯状磨轮位置变化的标绘图，杯状磨轮位置从玻璃板上的标称位置发生改变，玻璃板的伸出量为25mm。图10是挠度随时间变化的标绘图，示出了三种情况由接触玻璃板的单个磨轮施加单个力时；隔开不足距离的两个磨轮接触玻璃板时；以及隔开足够距离的两个磨轮接触玻璃板时，其中，第一磨轮引起的挠曲与第二磨轮引起的挠曲不交叠。图11标绘出了建模结果，示出两个磨轮接触玻璃板所引起的挠曲作用，其中，当磨轮太靠近时，一个磨轮引起的挠曲与另一磨轮引起的挠曲交叠；并且其中，当磨轮隔开一定距离时，一个磨轮引起的挠曲与另一磨轮引起的挠曲不交叠。图12和13示出了由支承构件支承的玻璃板的俯视图，其中，支承构件的边缘是非直线的，伸出距离发生变化。图14是玻璃板的斜切边缘在抛光之后的侧剖图。
具体实施方式
在下面的详细说明中，为了解释说明而非限制的目的，将阐述多种特定细节的示例实施例以便完整地理解本实用新型。但是，本领域的普通技术人员在借鉴了本文所揭示的内容之后，对他们来说显而易见的是，可以不偏离本文所揭示具体细节的其它实施例来实践本实用新型。此外，省略对已知装置、方法和材料的描述以使本实用新型的描述清楚。 最后，尽可能用相同的附图标记来标示相同的构件。供给至诸如电子显示器制造商的设备制造商的薄玻璃板通常包括已加工的边缘。 也就是说，对边缘进行研磨和成形(例如斜切)，从而去除易于损坏的尖锐边缘和源自切割过程的会降低玻璃强度的边缘裂纹(碎屑、裂缝等)。这种板通常在其相反两个主表面之间的厚度等于或小于约2mm，更佳地厚度等于或小于约0. 7mm,在一些应用场合，厚度等于或小于约0. 5mm。非常薄的玻璃板可等于或小于0. 3mm，但是仍然可受益于本实用新型。显然，玻璃的碎裂可追溯至初始裂纹，例如小裂缝，该碎裂从该初始裂纹展开。根据物品中存在的应力，碎裂可以自然地在非常短的时间段内发生，或在较长的时间段内逐渐地发生。然而，每个碎裂开始于裂纹，裂纹最常见的是沿着玻璃板的边缘，更特别地沿着先前刻划或切割的边缘。为了消除边缘裂纹，可对板边缘进行研磨或抛光，从而只留下最小的裂纹，由此通过增大扩展裂纹所需的应力来增大板的强度。另一方面，对玻璃的研磨形成了玻璃颗粒。这种颗粒通常很难从玻璃表面上去除， 即使通过洗涤仍然如此。因此，强烈希望使从玻璃去除(磨去)的材料量最小化，同时仍然使尖锐的边缘和裂纹最小化。参见图1，示出了玻璃板的一示例性端部，该端部包括单个斜角8。在研磨斜角8的过程中产生的颗粒量用斜角宽度Wb来表征，颗粒量应最小化。斜角宽度定义为研磨表面离开玻璃板的与斜角相交的边缘面的长度。此外，研磨工艺自身很难均勻，这是因为磨轮在横过玻璃边缘时会有一定的游隙或位置变化。也就是说，磨轮可移近或移离玻璃板，从而磨轮施加在板上的力会随着时间和 /或位置而变化。这种位置变化会直接导致从边缘去除的材料量的改变。这种变化会导致不均勻的研磨和产生颗粒量的改变。更简单地说，斜角宽度会变化，且假如经受研磨的板边缘是刚性的话，这种变化最为剧烈。图2A示出了用于加工薄玻璃板14的装置10的一实施例，该装置包括支承构件 16。装置10还包括第一磨轮18a和第二磨轮18b。因为每个磨轮较佳地等同于另一磨轮， 因此除非另外指出，下面的描述将针对一示例性磨轮18(图3)。如图3所示，示例性的磨轮18是包括中心凹陷区域20的圆形轮。这种磨轮通常基于磨轮的杯状形状而称为“杯状”磨轮。磨轮18还包括用作研磨面的外部环面22。研磨面较佳地是平的。这可与“成形的”磨轮(见图4)作比较，该成形磨轮在磨轮边缘包括凹槽或凹陷区域M，其轮廓互补于板边缘所需的轮廓。成形磨轮，诸如图4所示的成形磨轮，在研磨面中的凹陷区域需要非常小的半径时很难形成。成形磨轮通常用放电加工(EDM)制成，用来成形的工具常常迅速磨损，从而在最终槽的底部形成钝的形状。对于在薄玻璃板的边缘上形成精密的最终形状来说，这种磨损是不合需要的。相比之下，根据本实用新型实施例的、具有平接触面(即研磨面)的磨轮由于研磨面接触玻璃板的面积显著增大而在长得多的时间段内保持其形状。通常，研磨面22包括作为切割介质的金刚石颗粒，金刚石颗粒散布在合适的基体或粘结剂(例如树脂或金属的粘结基体)中。用600目的金刚石颗粒已经获得了良好的结果，但是300目至1000目的颗粒尺寸也被证明是成功的。还可使用其它切割介质，诸如碳化物颗粒。磨轮18安装至转轴沈，诸如电动机的轴，该轴包括磨轮绕其转动的转动轴线观。 因为与成形磨轮相比，用上述所述的杯状磨轮可使施加至玻璃板的研磨面面积显著增大， 所以从用于待研磨玻璃量的研磨介质的角度来看，杯状磨轮较为成本有效。更简单地说，杯状磨轮可以通过将比成形磨轮设计更多的研磨介质应用于研磨任务，来更加有效地使用研磨介质。还有，因为具有平接触面的磨轮使用了较大的表面积，所以这些磨轮可比成形磨轮维持得更长。这不仅可以降低每年的磨轮成本，而且由于关联于杯状磨轮更换的生产线停机时间比成形磨轮更换显著不频繁还可降低生产成本。图2A还示出了玻璃板14被支承构件16支承以使玻璃板14的一部分30延伸出支承构件。例如，玻璃板可定位在如图所示的水平布置中，其中，玻璃板可称为从支承构件悬伸。然而，玻璃板14可以任何定向、任何角度固定。例如，玻璃板14可支承在垂直定向。 装置10还可包括夹紧构件31，该夹紧构件包括导轨、指状件、钩状件或其它合适夹紧构件以将玻璃板14固定至支承构件16。固定玻璃板的另一方法是将真空吸盘包括在支承构件中以将玻璃板保持静止。可单独使用真空，或者与一个或多个夹紧构件组合起来使用真空。通常，只要玻璃板的一部分定位成从夹具(例如支承构件16和夹紧构件31)延伸，且在玻璃板仍然被牢固附连时该延伸部分不会相对于夹具弯曲，就可以使用任何合适的将玻璃板14固定至支承构件16的方法。该板固定至夹具，以使延伸部分30从夹具伸出预定距离L。该距离L可以根据沿着玻璃板的边缘(从该边缘测得距离L)的位置而变化，这将在下文更完整地描述。仍然参见图2A，玻璃板14包括第一主表面32、第二主表面34、以及端面36 (参见图5，其示出了玻璃板14的一部分)，该端面设置在第一表面和第二表面之间且分别沿着第一边缘和第二边缘与第一表面和第二表面相交。现在参见图2A、2B、5和6，第一杯状磨轮 18a定位成该杯状磨轮的平研磨面形成相对于端面36的第一角度α (图5)，且与位于第一表面32与端面36之间的第一边缘38相接触(图4)。第二杯状磨轮18b定位成该杯状磨轮18b的平研磨面形成相对于端面36的第二角度β，且与第二边缘40相接触。第一角度α和第二角度β较佳地但非必要地是相等的。第一磨轮18a绕转动轴线28a转动，并以力F1作用在第一表面30上。该力F1则在玻璃板14中产生挠度δ1()也就是说，玻璃板14响应于所施加的力而弯曲。这可借助图 6来大体看到，图6示出了力F施加至玻璃板14，由此诱发呈挠度δ形式的响应。弯曲量或柔量(S的大小)是许多变量的函数，包括玻璃的材料性质(例如杨氏模量)、从夹具伸出的量、以及力的大小。这些变量可集总起来，用刚度值k来表征，其中，刚度等于所施加的力除以生成的挠度大小。刚度k可大体用下式表述
权利要求1.一种加工玻璃板边缘的装置，所述玻璃板包括基本上平行的主表面、以及至少一个沿基本上平行的第一边缘和第二边缘与所述主表面相交的端面，所述装置包括第一磨轮和第二磨轮，所述第一磨轮和第二磨轮包括基本上平的研磨面，其中，所述研磨面相对于所述玻璃板的所述端面倾斜地定位，从而沿着所述玻璃板的所述第一边缘和第二边缘中的每个边缘产生斜角，所述第一磨轮和第二磨轮构造成分别绕第一转动轴线和第二转动轴线转动；支承构件，所述支承构件支承所述玻璃板，以使所述玻璃板的一部分伸出超过所述支承构件，并允许所述玻璃板响应于所述第一磨轮和第二磨轮分别与所述第一边缘和第二边缘的接触而弯曲，所述伸出部分包括所述第一边缘和第二边缘；以及其中，所述第一转动轴线和第二转动轴线隔开一距离D，以使所述玻璃板的所述伸出部分源自所述第一研磨面和所述第一边缘之间的接触的挠曲不影响所述玻璃板的所述伸出部分源自所述第二研磨面和所述第二边缘之间的接触的挠曲，所述第一研磨面和第二研磨面与所述第一边缘和第二边缘之间的接触是同时的。
2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述伸出部分伸出所述支承构件的距离随着沿所述第一边缘或第二边缘的长度的位置而变化。
3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述玻璃板被支承成所述伸出部分的刚度随着沿所述第一边缘或第二边缘的长度的位置而变化。
4.如权利要求1所述的装置，其特征在于，所述支承构件包括真空吸盘。
5.如权利要求1所述的装置，其特征在于，还包括用于对所述玻璃板的所述第一边缘或第二边缘进行抛光的抛光轮。
6.如权利要求1所述的装置，其特征在于，距离D等于或大于220mm。
7.如权利要求1所述的装置，其特征在于，距离D等于或大于275mm。
8.如前述任一权利要求所述的装置，其特征在于，所述磨轮是杯状磨轮。
专利摘要本实用新型涉及一种加工玻璃板边缘的装置，该装置包括第一磨轮和第二磨轮，磨轮的研磨面相对于玻璃板的端面倾斜地定位，从而沿着玻璃板的边缘产生斜角，第一磨轮和第二磨轮构造成分别绕第一转动轴线和第二转动轴线转动；支承构件，支承构件支承玻璃板，以使玻璃板的一部分伸出超过支承构件，并允许玻璃板响应于第一磨轮和第二磨轮分别与第一边缘和第二边缘的接触而弯曲，伸出部分包括第一边缘和第二边缘；其中，第一转动轴线和第二转动轴线隔开一距离D，以使玻璃板的伸出部分源自第一研磨面和第一边缘之间的接触的挠曲不影响玻璃板的伸出部分源自第二研磨面和第二边缘之间的接触的挠曲，第一研磨面和第二研磨面与第一边缘和第二边缘之间的接触是同时的。
文档编号B24B9/08GK202006401SQ201020288900
公开日2011年10月12日 申请日期2010年7月26日 优先权日2009年7月24日
发明者G·N·库德瓦, J·W·布郎, S·文卡塔查拉姆, 喜多村忠 申请人:康宁股份有限公司