專利名稱：加工玻璃板邊緣的方法
技術領域：
本發明涉及加工玻璃板的方法，具體地說，涉及成形玻璃板邊緣的方法。
背景技術：
玻璃板的制造包括三個主要步驟使原料熔融以形成熔融玻璃，將熔融玻璃形成 為片或板，以及最后將板加工成令購買者或使用者滿意的最終形狀。形成薄玻璃板的方法 包括溢流下拉法或熔合法，其中，將熔融玻璃供給至頂部敞開的導管。熔融玻璃從導管溢 流，沿著構成導管外表面的會聚表面向下流動。在導管的底部，分開的玻璃流重新結合或熔 合，從而形成薄玻璃帶。其它方法包括眾所周知的浮法，其中熔融玻璃浮在通常為錫的浴槽 上，還包括狹縫拉法、上拉法和其它方法。通常，所有這些方法都包括最終的加工步驟從母 片分割出單獨的板，用切割操作來對板精整尺寸，以及對玻璃進行磨邊以強化玻璃件以便 后續搬運操作。對各單獨的板進行磨邊，不僅用來去除在從母片切割出各單獨板時可能形 成的裂紋，而且用來消除在搬運過程中易于損壞的尖銳邊緣。薄板磨邊通常使用包括成形槽的磨輪來完成。這些成形槽將在玻璃上形成與該 槽對稱的形狀。在Brown等人的美國專利公布US6685541和Brown等人的美國專利公布 US6325704中記載了該工藝的一例子。隨著對越來越薄玻璃板的需求增長，主要由于電子顯示行業(計算機、手機、數碼 相機等)，在磨輪中形成恒定的邊緣形狀變得越來越難磨輪的輪廓隨著使用而變得不再尖銳，引起不恒定的板邊緣形狀；磨輪所用的表面區域局限于槽，這由于較低的材料利用而增大成本；磨輪的實際上接觸玻璃的相對較小的表面區域使得需要使用較粗的磨粒尺寸，最 終導致較差的玻璃板表面光潔度；在研磨過程中，玻璃與磨輪之間的缺乏磨屑間隙，從而當磨輪被玻璃顆粒堵塞時 增大了板中產生缺陷的可能；以及在需要非常小的半徑時，磨輪輪廓難以形成。成形的磨輪通常使用EDM工藝來制 成。隨著用來成形的工具磨損，通常這種磨損很迅速，就會在最終的槽底部產生不合需要的 鈍輪廓。磨邊工藝產生顆粒(例如磨屑)，這些顆粒通常難以從板上去除。
發明內容
在一個實施例中，描述了一種成形玻璃板邊緣的方法，該方法包括將玻璃板聯接 至支承夾具，玻璃板的一部分從支承夾具伸出距離L，并包括第一表面、與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邊緣相交，第二表面和端面沿第二邊緣 相交；使第一邊緣與第一杯狀磨輪接觸，第一杯狀磨輪繞相對于第一表面傾斜的第一轉動 軸線轉動，其中，第一杯狀磨輪以第一力F1接觸第一邊緣，第一力&產生伸出部分的第一位 移S1 ；使玻璃板的第二邊緣與第二杯狀磨輪接觸，第二杯狀磨輪繞相對于第二表面傾斜的 第二轉動軸線轉動，第二轉動軸線與第一杯狀磨輪的第一轉動軸線隔開距離D，第二杯狀磨 輪以第二力F2接觸第二邊緣，第二力F2產生伸出部分的與δ工相反的第二位移δ2，其中， 第二杯狀磨輪接觸第二邊緣與第一杯狀磨輪接觸第一邊緣是同時的；在第一杯狀磨輪和第 二杯狀磨輪分別與第一邊緣和第二邊緣接觸的過程中，在第一杯狀磨輪和第二杯狀磨輪與 玻璃板之間產生相對運動；以及其中，第一位移與第二位移不交疊。較佳的是，在第一杯狀 磨輪和第二杯狀磨輪分別與第一邊緣和第二邊緣接觸的過程中，在第一杯狀磨輪和第二杯 狀磨輪之間沒有相對運動。距離D較佳地等于或大于220mm，較佳地等于或大于250mm，較 佳地等于或大于275mm，或者較佳地等于或大于300mm。距離L較佳地等于或大于10mm，較 佳地等于或大于25mm，更佳地等于或大于50mm，但是在一些情況下，諸如當玻璃板的厚度 非常小(例如小于約0. 3mm)時，距離L可以小至5mm。在一些實施例中，斜切產生的邊緣可 被進一步拋光。在某些其它實施例中，夾緊裝置的邊緣可成形成玻璃板的伸出量相對于夾緊裝 置(支承構件)的邊緣而變化。夾具例如可以包括靠近伸出部分的邊緣，該邊緣包括非直 線形狀。非直線形狀可以是弧形，或者非直線形狀可以是直線段的組合。在一些實施例中，第一磨輪和第一邊緣之間的距離相應地改變，以保持恒定的斜 角寬度并補充玻璃板的伸出部分的柔量。在另一實施例中，描述了一種成形玻璃板邊緣的方法，該方法包括將厚度等于或 小于2mm的玻璃板聯接至支承夾具，玻璃板的一部分從支承夾具伸出距離L，并包括第一表 面、與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邊緣相交，第二表 面和端面沿第二邊緣相交；使第一邊緣與第一杯狀磨輪接觸，第一杯狀磨輪繞相對于第一 表面傾斜的第一轉動軸線轉動，其中，第一杯狀磨輪以第一力F1接觸第一邊緣，第一力F1產 生伸出部分的第一位移；使玻璃板的第二邊緣與第二杯狀磨輪接觸，第二杯狀磨輪繞相對 于第二表面傾斜的第二轉動軸線轉動，第二轉動軸線與第一杯狀磨輪的第一轉動軸線隔開 距離D，第二杯狀磨輪以第二力F2接觸第二邊緣，第二力F2產生伸出部分的與第一位移方 向相反的第二位移，其中，第二杯狀磨輪接觸第二邊緣與第一杯狀磨輪接觸第一邊緣是同 時的；在第一杯狀磨輪和第二杯狀磨輪分別與第一邊緣和第二邊緣接觸的過程中，在第一 杯狀磨輪和第二杯狀磨輪與玻璃板之間產生相對運動；以及其中，伸出部分從支承夾具伸 出的距離L等于或大于25mm，距離D被選定為使第一位移與第二位移不交疊。斜角平面相交形成的夾角較佳地是約40-140度。在一些實施例中，斜切過程形成的邊緣可在之后拋光，從而去除其銳度并避免裂 紋，假如斜切產生的尖銳邊緣被接觸的話，會發生這種裂紋。為了改變伸出部分的剛度，因此改變由于其與磨輪接觸而導致的撓曲，距離L可 隨著沿第一邊緣或第二邊緣的位置而變化。較佳的是，距離L是5mm-50mm。距離D可被選定為等于或大于220mm，較佳地等于或大于275mm，在一些情況下等 于或大于約300或320mm。
在再一實施例中，描述了一種研磨玻璃板中斜角的裝置，玻璃板包括基本上平行 的主表面、以及至少一個沿基本上平行的第一邊緣和第二邊緣與主表面相交的端面。該裝 置包括第一磨輪和第二磨輪，第一磨輪和第二磨輪包括基本上平的研磨面，其中，研磨面相 對于玻璃板的端面傾斜地定位，從而沿著玻璃板的第一邊緣和第二邊緣中的每個邊緣產生 斜角，第一磨輪和第二磨輪構造成分別繞第一轉動軸線和第二轉動軸線轉動。該裝置還包 括支承構件(例如真空吸盤)，支承構件支承玻璃板，以使玻璃板的一部分伸出超過支承構 件，并允許玻璃板響應于第一磨輪和第二磨輪分別與第一邊緣和第二邊緣的接觸而彎曲， 伸出部分包括第一邊緣和第二邊緣。第一轉動軸線和第二轉動軸線隔開一距離，以使玻璃 板的伸出部分源自第一研磨面和第一邊緣之間的接觸的撓曲不影響玻璃板的伸出部分源 自第二研磨面和第二邊緣之間的接觸的撓曲，第一研磨面和第二研磨面與第一邊緣和第二 邊緣之間的接觸是同時的。該裝置較佳地被支承成伸出部分的剛度隨著沿第一邊緣或第二邊緣的長度的位 置而變化。在一些實施例中，伸出部分伸出支承構件的距離隨著沿第一邊緣或第二邊緣的 長度的位置而變化。閱讀了下面參照附圖給出的說明性描述(無論如何不施加限制)，將更容易地理 解本發明且其它目的、特征、細節和優點將變得更加顯而易見。所有這些附加的系統、方法、 特征和優點都要包含在本說明書中，包含在本發明的范圍內，且被所附的權利要求來保護。
圖1是包括斜角的玻璃板一部分的側剖圖，且示出了斜角寬度。圖2A是用于加工(例如斜切)玻璃板邊緣的裝置的側剖圖。圖2B是示出了圖2A的玻璃板邊緣的特寫的側剖圖。圖3是用來產生諸如圖1的斜角之類的斜角的、杯狀磨輪的側剖圖。圖4是成形磨輪的側剖圖。圖5是圖2A的玻璃板一部分的側剖圖，示出了斜切之后的玻璃板邊緣，并且示出 了磨輪的研磨面之間的角度關系。圖6是諸如圖2A的玻璃板之類的玻璃板的側剖圖，該玻璃板包括從夾緊裝置伸出 的一部分，示出了在將力施加至玻璃板端部時產生的撓曲。圖7是圖2A的玻璃板的俯視圖，示出了兩個杯狀磨輪，其中，兩個杯狀磨輪的轉動 軸線隔開距離D。圖8是標稱伸出量為25mm的玻璃板和標稱伸出量為50mm的玻璃板的平均撓度 (圓形)、最大撓度(三角形)和最小撓度(方形)的標繪圖，隨著施加撓曲力的磨輪位置 的小變化，玻璃板端部的撓度發生變化。圖9是平均斜角寬度隨杯狀磨輪位置變化的標繪圖，杯狀磨輪位置從玻璃板上的 標稱位置發生改變，玻璃板的伸出量為25mm。圖10是撓度隨時間變化的標繪圖，示出了三種情況由接觸玻璃板的單個磨輪施 加單個力時；隔開不足距離的兩個磨輪接觸玻璃板時；以及隔開足夠距離的兩個磨輪接觸 玻璃板時，其中，第一磨輪引起的撓曲與第二磨輪引起的撓曲不交疊。圖11標繪出了建模結果，示出兩個磨輪接觸玻璃板所引起的撓曲作用，其中，當磨輪太靠近時，一個磨輪引起的撓曲與另一磨輪引起的撓曲交疊；并且其中，當磨輪隔開一 定距離時，一個磨輪引起的撓曲與另一磨輪引起的撓曲不交疊。圖12和13示出了由支承構件支承的玻璃板的俯視圖，其中，支承構件的邊緣是非 直線的，伸出距離發生變化。圖14是玻璃板的斜切邊緣在拋光之后的側剖圖。
具體實施例方式在下面的詳細說明中，為了解釋說明而非限制的目的，將闡述多種特定細節的示 例實施例以便完整地理解本發明。但是，本領域的普通技術人員在借鑒了本文所揭示的內 容之后，對他們來說顯而易見的是，可以不偏離本文所揭示具體細節的其它實施例來實踐 本發明。此外，省略對已知裝置、方法和材料的描述以使本發明的描述清楚。最后，盡可能 用相同的附圖標記來標示相同的構件。供給至諸如電子顯示器制造商的設備制造商的薄玻璃板通常包括已加工的邊緣。 也就是說，對邊緣進行研磨和成形(例如斜切)，從而去除易于損壞的尖銳邊緣和源自切割 過程的會降低玻璃強度的邊緣裂紋(碎屑、裂縫等)。這種板通常在其相反兩個主表面之間 的厚度等于或小于約2mm，更佳地厚度等于或小于約0. 7mm,在一些應用場合，厚度等于或 小于約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發明。顯然，玻璃的碎裂可追溯至初始裂紋，例如小裂縫，該碎裂從該初始裂紋展開。根 據物品中存在的應力，碎裂可以自然地在非常短的時間段內發生，或在較長的時間段內逐 漸地發生。然而，每個碎裂開始于裂紋，裂紋最常見的是沿著玻璃板的邊緣，更特別地沿著 先前刻劃或切割的邊緣。為了消除邊緣裂紋，可對板邊緣進行研磨或拋光，從而只留下最小 的裂紋，由此通過增大擴展裂紋所需的應力來增大板的強度。另一方面，對玻璃的研磨形成了玻璃顆粒。這種顆粒通常很難從玻璃表面上去除， 即使通過洗滌仍然如此。因此，強烈希望使從玻璃去除(磨去)的材料量最小化，同時仍然 使尖銳的邊緣和裂紋最小化。參見圖1，示出了玻璃板的一示例性端部，該端部包括單個斜 角8。在研磨斜角8的過程中產生的顆粒量用斜角寬度Wb來表征，顆粒量應最小化。斜角 寬度定義為研磨表面離開玻璃板的與斜角相交的邊緣面的長度。此外，研磨工藝自身很難均勻，這是因為磨輪在橫過玻璃邊緣時會有一定的游隙 或位置變化。也就是說，磨輪可移近或移離玻璃板，從而磨輪施加在板上的力會隨著時間和 /或位置而變化。這種位置變化會直接導致從邊緣去除的材料量的改變。這種變化會導致 不均勻的研磨和產生顆粒量的改變。更簡單地說，斜角寬度會變化，且假如經受研磨的板邊 緣是剛性的話，這種變化最為劇烈。圖2A示出了用于加工薄玻璃板14的裝置10的一實施例，該裝置包括支承構件 16。裝置10還包括第一磨輪18a和第二磨輪18b。因為每個磨輪較佳地等同于另一磨輪， 因此除非另外指出，下面的描述將針對一示例性磨輪18(圖3)。如圖3所示，示例性的磨輪18是包括中心凹陷區域20的圓形輪。這種磨輪通常 基于磨輪的杯狀形狀而稱為“杯狀”磨輪。磨輪18還包括用作研磨面的外部環面22。研磨 面較佳地是平的。這可與“成形的”磨輪(見圖4)作比較，該成形磨輪在磨輪邊緣包括凹 槽或凹陷區域M，其輪廓互補于板邊緣所需的輪廓。
成形磨輪，諸如圖4所示的成形磨輪，在研磨面中的凹陷區域需要非常小的半徑 時很難形成。成形磨輪通常用放電加工(EDM)制成，用來成形的工具常常迅速磨損，從而在 最終槽的底部形成鈍的形狀。對于在薄玻璃板的邊緣上形成精密的最終形狀來說，這種磨 損是不合需要的。相比之下，根據本發明實施例的、具有平接觸面(即研磨面)的磨輪由于 研磨面接觸玻璃板的面積顯著增大而在長得多的時間段內保持其形狀。通常，研磨面22包括作為切割介質的金剛石顆粒，金剛石顆粒散布在合適的基體 或粘結劑(例如樹脂或金屬的粘結基體)中。用600目的金剛石顆粒已經獲得了良好的結 果，但是300目至1000目的顆粒尺寸也被證明是成功的。還可使用其它切割介質，諸如碳化 物顆粒。磨輪18安裝至轉軸沈，諸如電動機的軸，該軸包括磨輪繞其轉動的轉動軸線觀。 因為與成形磨輪相比，用上述所述的杯狀磨輪可使施加至玻璃板的研磨面面積顯著增大， 所以從用于待研磨玻璃量的研磨介質的角度來看，杯狀磨輪較為成本有效。更簡單地說，杯 狀磨輪可以通過將比成形磨輪設計更多的研磨介質應用于研磨任務，來更加有效地使用研 磨介質。還有，因為具有平接觸面的磨輪使用了較大的表面積，所以這些磨輪可比成形磨輪 維持得更長。這不僅可以降低每年的磨輪成本，而且由于關聯于杯狀磨輪更換的生產線停 機時間比成形磨輪更換顯著不頻繁還可降低生產成本。圖2A還示出了玻璃板14被支承構件16支承以使玻璃板14的一部分30延伸出 支承構件。例如，玻璃板可定位在如圖所示的水平布置中，其中，玻璃板可稱為從支承構件 懸伸。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。 裝置10還可包括夾緊構件31，該夾緊構件包括導軌、指狀件、鉤狀件或其它合適夾緊構件 以將玻璃板14固定至支承構件16。固定玻璃板的另一方法是將真空吸盤包括在支承構 件中以將玻璃板保持靜止。可單獨使用真空，或者與一個或多個夾緊構件組合起來使用真 空。通常，只要玻璃板的一部分定位成從夾具(例如支承構件16和夾緊構件31)延伸，且 在玻璃板仍然被牢固附連時該延伸部分不會相對于夾具彎曲，就可以使用任何合適的將玻 璃板14固定至支承構件16的方法。該板固定至夾具，以使延伸部分30從夾具伸出預定距 離L。該距離L可以根據沿著玻璃板的邊緣(從該邊緣測得距離L)的位置而變化，這將在 下文更完整地描述。仍然參見圖2A，玻璃板14包括第一主表面32、第二主表面34、以及端面36 (參見 圖5，其示出了玻璃板14的一部分)，該端面設置在第一表面和第二表面之間且分別沿著第 一邊緣和第二邊緣與第一表面和第二表面相交。現在參見圖2A、2B、5和6，第一杯狀磨輪 18a定位成該杯狀磨輪的平研磨面形成相對于端面36的第一角度α (圖5)，且與位于第 一表面32與端面36之間的第一邊緣38相接觸(圖4)。第二杯狀磨輪18b定位成該杯 狀磨輪18b的平研磨面形成相對于端面36的第二角度β，且與第二邊緣40相接觸。第一 角度α和第二角度β較佳地但非必要地是相等的。第一磨輪18a繞轉動軸線28a轉動，并以力F1作用在第一表面30上。該力F1則 在玻璃板14中產生撓度δ1()也就是說，玻璃板14響應于所施加的力而彎曲。這可借助圖 6來大體看到，圖6示出了力F施加至玻璃板14，由此誘發呈撓度δ形式的響應。彎曲量 或柔量(S的大小)是許多變量的函數，包括玻璃的材料性質(例如楊氏模量)、從夾具伸 出的量、以及力的大小。這些變量可集總起來，用剛度值k來表征，其中，剛度等于所施加的 力除以生成的撓度大小。剛度k可大體用下式表述
權利要求
1.一種成形玻璃板邊緣的方法，包括將玻璃板聯接至支承夾具，所述玻璃板的一部分從所述支承夾具伸出距離L，并包括第 一表面、與所述第一表面相反的第二表面、以及端面，其中，所述第一表面和所述端面沿第 一邊緣相交，所述第二表面和所述端面沿第二邊緣相交；使所述第一邊緣與第一杯狀磨輪接觸，所述第一杯狀磨輪繞相對于所述第一表面傾斜 的第一轉動軸線轉動，其中，所述第一杯狀磨輪以第一力F1接觸所述第一邊緣，所述第一力 F1產生所述伸出部分的第一位移δ i ；使所述玻璃板的所述第二邊緣與第二杯狀磨輪接觸，所述第二杯狀磨輪繞相對于所述 第二表面傾斜的第二轉動軸線轉動，所述第二轉動軸線與所述第一杯狀磨輪的所述第一轉 動軸線隔開距離D，所述第二杯狀磨輪以第二力F2接觸所述第二邊緣，所述第二力F2產生 所述伸出部分的與S工相反的第二位移S2，其中，所述第二杯狀磨輪接觸所述第二邊緣與 所述第一杯狀磨輪接觸所述第一邊緣是同時的；在所述第一杯狀磨輪和第二杯狀磨輪分別與所述第一邊緣和第二邊緣接觸的過程中， 在所述第一杯狀磨輪和第二杯狀磨輪與所述玻璃板之間產生相對運動；以及其中，所述第一位移與所述第二位移不交疊。
2.如權利要求1或2所述的方法，其特征在于，距離D等于或大于220mm。
3.如權利要求1所述的方法，其特征在于，距離L等于或大于5mm。
4.如權利要求1所述的方法，其特征在于，轉動的所述第一杯狀磨輪和第二杯狀磨輪 分別產生第一斜角表面和第二斜角表面，所述第一斜角表面沿第三邊緣與所述端面相交， 所述第二斜角表面沿第四邊緣與所述端面相交，所述方法還包括拋光所述玻璃板以產生 弧形的第三邊緣和第四邊緣。
5.如權利要求1所述的方法，其特征在于，距離L相對于沿所述第一邊緣或第二邊緣的 位置而變化。
6.如權利要求1所述的方法，其特征在于，所述支承夾具包括靠近所述伸出部分的邊 緣，所述伸出部分從所述支承夾具的邊緣伸出，所述支承夾具的邊緣包括非直線形狀。
7.一種研磨玻璃板的裝置，所述玻璃板包括基本上平行的主表面、以及至少一個沿基 本上平行的第一邊緣和第二邊緣與所述主表面相交的端面，所述裝置包括第一磨輪和第二磨輪，所述第一磨輪和第二磨輪包括基本上平的研磨面，其中，所述研 磨面相對于所述玻璃板的所述端面傾斜地定位，從而沿著所述玻璃板的所述第一邊緣和第 二邊緣中的每個邊緣產生斜角，所述第一磨輪和第二磨輪構造成分別繞第一轉動軸線和第 二轉動軸線轉動；支承構件，所述支承構件支承所述玻璃板，以使所述玻璃板的一部分伸出超過所述支 承構件，并允許所述玻璃板響應于所述第一磨輪和第二磨輪分別與所述第一邊緣和第二邊 緣的接觸而彎曲，所述伸出部分包括所述第一邊緣和第二邊緣；以及其中，所述第一轉動軸線和第二轉動軸線隔開一距離，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邊緣之間的接觸的撓曲不影響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邊緣之間的接觸的撓曲，所述第一研磨面和第二研磨 面與所述第一邊緣和第二邊緣之間的接觸是同時的。
8.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述伸出部分伸出所述支承構件的距離隨著沿所述第一邊緣或第二邊緣的長度的位置而變化。
9.如權利要求7所述的裝置，其特征在于，所述玻璃板被支承成所述伸出部分的剛度 隨著沿所述第一邊緣或第二邊緣的長度的位置而變化。
10.如權利要求7-10中任一項所述的裝置，其特征在于，所述支承構件包括真空吸盤。
全文摘要
本發明涉及一種通過使用多個杯狀磨輪同時研磨玻璃邊緣來斜切薄玻璃板的方法，其中，玻璃板的邊緣伸出夾緊裝置。玻璃板的伸出允許玻璃板響應于杯狀磨輪施加的力而彎曲，由此降低研磨過程對于磨輪位置變化的敏感性。磨輪的轉動軸線隔開一距離，該距離選定為防止第一磨輪引起的玻璃板撓曲影響第二(相鄰)磨輪引起的玻璃板撓曲。玻璃板的磨邊可通過在研磨過程中用拋光輪拋光邊緣而更光滑。
文檔編號B24B9/08GK102049714SQ20101024992
公開日2011年5月11日 申請日期2010年7月26日 優先權日2009年7月24日
發明者G·N·庫德瓦, J·W·布郎, S·文卡塔查拉姆, 喜多村忠 申請人:康寧股份有限公司