專利名稱：從移動的玻璃帶中分離玻璃板片的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及從移動的玻璃帶中切割或分離玻璃板片的方法，尤其是，在分離循環(huán)過程中，通過補(bǔ)償玻璃帶變化的重量來保證玻璃帶穩(wěn)定的定向。
背景技術(shù)：
像熔融-曳拉工藝那樣的下拉過程可生產(chǎn)出連續(xù)的玻璃帶，當(dāng)玻璃從成形體中下降時(shí)，玻璃帶就從粘滯的玻璃形成材料轉(zhuǎn)變?yōu)閺椥怨腆w。當(dāng)玻璃帶的長度增長時(shí)，就到達(dá)了切割裝置從玻璃帶中切割(分離)玻璃板片的時(shí)刻，由此，以玻璃板片的長度來縮短玻璃帶。除了縮短玻璃帶之外，還以分尚的玻璃板片的重量來減小玻璃帶的重量。在用來生產(chǎn)出顯示器屏制造中所用的玻璃板片的典型的下拉工藝過程中，重要的是，要盡可能減小將會形成其后顯示屏一部分的玻璃帶諸部分之間的接觸，即所謂的玻璃帶的質(zhì)量區(qū)域。因此，為減少接觸，通常僅在玻璃帶的邊緣處操作，該邊緣以后將會除去。因此，曳拉裝置只是適度地約束玻璃帶。具體來說，玻璃板片從玻璃帶中切下，當(dāng)玻璃帶不被切割裝置嚙合時(shí)，玻璃帶的自由端從上游的支承件中自由地懸掛下來。當(dāng)玻璃板片從玻璃帶的自由端中切下時(shí)，玻璃板片移去時(shí)出現(xiàn)的重量突然減少可造成新形成的自由端而躍出新的形狀。該形狀的突然改變可在上游通過玻璃帶傳播，并擾亂曳拉的過程。例如，上游曳拉輥?zhàn)赢a(chǎn)生的作用在玻璃帶上的拉力可被中斷，當(dāng)玻璃通過玻璃的轉(zhuǎn)變溫度范圍時(shí)，隨著玻璃帶從粘滯液體轉(zhuǎn)變?yōu)楣腆w，會誘發(fā)應(yīng)力進(jìn)入到玻璃帶內(nèi)。補(bǔ)償玻璃帶重量變化的方法和裝置可盡可能地減小或消除該過程不一致性的源頭。

發(fā)明內(nèi)容
作為連續(xù)移動的玻璃帶，例如，由從容器中連續(xù)下拉熔融玻璃形成的玻璃帶，該玻璃帶的形狀隨時(shí)間變化。即，當(dāng)玻璃帶長度變長時(shí)，玻璃帶的重量就增加。因此，玻璃帶趨于隨時(shí)間推移而縱向地弄平，直到從玻璃帶中移去玻璃板片為止。由于一部分的玻璃帶自由地懸掛下來，因此，當(dāng)從玻璃帶中移去玻璃板片時(shí)，玻璃板片的重量也被移去，并且趨于縱向地弄平玻璃帶的力突然地被減小或消除。玻璃帶的合成運(yùn)動可誘發(fā)起進(jìn)入玻璃帶內(nèi)的攝動，該種攝動會中斷玻璃板片從玻璃帶中移去的地方的上游處的玻璃帶部分。例如，這些攝動可在玻璃帶從粘滯液體轉(zhuǎn)變到彈性固體的玻璃帶那部分內(nèi)負(fù)面地影響玻璃帶。一個潛在的效應(yīng)可以是應(yīng)力的凍結(jié)。其它的效應(yīng)包括施加到玻璃帶上的拉力中斷。根據(jù)本文下面描述的實(shí)施例，描述了裝置和方法，其中，在前的玻璃帶重量隨時(shí)間的變化由重量補(bǔ)償裝置進(jìn)行補(bǔ)償。
在一個實(shí)施例中，披露了形成玻璃板片的方法，該方法包括在下拉過程中使熔融玻璃從成形體中流出而形成連續(xù)移動的玻璃帯，該玻璃帶具有長度和自由端，其中，玻璃帶的長度隨時(shí)間變化；使連續(xù)移動的玻璃帶與第一重量補(bǔ)償裝置嚙合；用第一重量補(bǔ)償裝置將向下力施加到連續(xù)移動的玻璃帶上，其中，第一重量補(bǔ)償裝置施加的力的大小反比于玻璃帶的長度，這樣，當(dāng)玻璃帶的長度增加時(shí)，第一重量補(bǔ)償裝置施加的カ減小。然后，刻痕可形成在連續(xù)移動的玻璃帶中，連續(xù)移動的玻璃帶的一部分在刻痕處分離而形成玻璃板片。然后可重復(fù)前面的步驟以形成其后的玻璃板片，其中，重量補(bǔ)償裝置以往復(fù)的方式繼續(xù)，以嚙合玻璃帶和對玻璃帶施加向下的力，脫開與玻璃帶的嚙合，向上移動到原位置，以及重新嚙合玻璃帶以開始另ー循環(huán)。該實(shí)施例還可包括用移動的砧機(jī)來嚙合連續(xù)移動的玻璃帶，其中，移動的砧機(jī)包括刻痕裝置和背襯棒。較佳地，移動的砧機(jī)不對連續(xù)移動的玻璃帶施加向下的力。此外，該方法還可包括玻璃帶與刻痕下面的機(jī)器人嚙合，其中，機(jī)器人橫貫刻痕線彎曲玻璃帶而 形成裂紋，裂紋使玻璃板片與連續(xù)移動的玻璃帶分離。較佳地，第一重量補(bǔ)償裝置與連續(xù)移動的玻璃帶的第一邊緣部分嚙合，由此，避開了玻璃帶的內(nèi)部質(zhì)量區(qū)域。質(zhì)量區(qū)域是繼續(xù)通過玻璃制造過程的玻璃帶的區(qū)域，并在其后的諸如顯示屏、照明板那樣的最終產(chǎn)品中是有用的。玻璃帶的邊緣部分通常被切去和丟棄棹，或在玻璃制造過程中用作碎玻璃。在某些實(shí)施例中，連續(xù)移動的玻璃帶與第二重量補(bǔ)償裝置嚙合。第二重量補(bǔ)償裝置較佳地在第二邊緣部分上嚙合玻璃帯。在某些實(shí)施例中，第二重量補(bǔ)償裝置獨(dú)立于第一重量補(bǔ)償裝置而受控，以使由第二重量補(bǔ)償裝置施加到玻璃帶上的向下力不同于由第一重量補(bǔ)償裝置施加的力。在另ー實(shí)施例中，描述了形成玻璃板片的方法，該方法包括在下拉過程中使熔融玻璃從成形體中流出而形成連續(xù)移動的玻璃帶，該玻璃帶具有自由端，玻璃帶以速度矢量V移動，并包括時(shí)間變化的自由重量，用第一重量補(bǔ)償裝置嚙合玻璃帶，其中，第一重量補(bǔ)償裝置施加第一力到玻璃帶上，該カ的大小反比于玻璃帶的自由重量；對玻璃帶刻痕；以及從玻璃帶中分尚玻璃板片。該分尚步驟例如可包括用與玻璃帶哨合的機(jī)器人將彎曲力施加到玻璃帶上。在某些實(shí)施例中，該方法還可包括玻璃帶與背襯棒嚙合，背襯棒以等于玻璃帶的速度矢量V的速度矢量移動。較佳地，第一重量補(bǔ)償裝置包括嚙合裝置，嚙合步驟包括朝向玻璃帶從嚙合裝置延伸致動器，以及用偶聯(lián)到致動器的抽吸杯來接觸玻璃帯。在某些情形中，由重量補(bǔ)償裝置施加的力可大于給定時(shí)間的自由重量。該方法還可包括用第二重量補(bǔ)償裝置來嚙合玻璃帯。該第二重量補(bǔ)償裝置不需施加幅值與第一重量補(bǔ)償裝置相同的力，而可對玻璃帶施加的力不同于第一重量補(bǔ)償裝置施加的力。在還有另一實(shí)施例中，披露了制造玻璃板片的裝置，該裝置包括用于從熔融玻璃中形成玻璃帶的成形體；用于對玻璃帶施カ的重量補(bǔ)償裝置，該重量補(bǔ)償裝置包括線性驅(qū)動單元；偶聯(lián)到線性驅(qū)動單元的驅(qū)動馬達(dá)；偶聯(lián)到線性驅(qū)動單元的嚙合裝置，該嚙合裝置包括用于接觸玻璃帶的抽吸杯；以及其中，重量補(bǔ)償裝置構(gòu)造成將向下力施加到玻璃帶上，該向下力反比于玻璃帶的長度。嚙合裝置可包括致動器，其構(gòu)造成移動抽吸杯朝向或遠(yuǎn)離玻璃帶。在某些實(shí)施例中，該裝置可包括多個重量補(bǔ)償裝置。成形體較佳地包括形成在成形體的上表面內(nèi)用以接納熔融玻璃的通道，以及連接在根部處的會聚成形表面。溢流出通道壁的熔融玻璃在會聚的成形表面上流動，它們作為在成形體的根部處再聯(lián)合或熔合的單獨(dú)的流動。在下面的詳細(xì)描述中，將闡述本發(fā)明其它的特征和優(yōu)點(diǎn)，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員從該描述中將會部分地容易明白到這些特征和優(yōu)點(diǎn)，或通過實(shí)踐這里所描述的發(fā)明來得以認(rèn)識它們，這里描述的發(fā)明包括下面的詳細(xì)描述、權(quán)利要求書以及附圖。應(yīng)該理解到，以上的一般性描述和下面的詳細(xì)描述給出了本發(fā)明的實(shí)施例，這些實(shí)施例用來提供為理解本發(fā)明所主張的特性和特征之用的概述或框架。附圖的納入旨在提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，附圖構(gòu)成本說明書的一部分。附圖示出了本發(fā)明各種實(shí)施例，連同描述一起用來解釋本發(fā)明的原理和操作。


0018]圖I是示范的玻璃制造系統(tǒng)的正視圖；圖2是圖I的玻璃制造系統(tǒng)的正視圖，示出曳拉輥下游的系統(tǒng)的部件；圖3是根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的移動砧機(jī)和重量補(bǔ)償裝置的前視圖；圖4示出當(dāng)玻璃帶長度增加時(shí)連續(xù)移動的玻璃帶各種縱向形狀的邊緣圖；圖5是圖2裝置的前視圖，示出用來控制運(yùn)動和由圖3的重量補(bǔ)償裝置施加的力的部件；圖6A-6F示出示范的玻璃帶切割循環(huán)的各階段，其從玻璃帶的邊緣進(jìn)行觀看。
具體實(shí)施例方式在以下的詳細(xì)描述中，為了解釋的目的且不予限制，闡述了披露具體細(xì)節(jié)的示例的實(shí)施例，以提供對本發(fā)明的透徹理解。然而，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員從對本發(fā)明的披露中獲益后將會明白，本發(fā)明也可應(yīng)用在其它與這里所披露的具體細(xì)節(jié)相偏離的實(shí)施例中。此外，對眾所周知的裝置、方法和材料的描述可予以省略，以使對本發(fā)明的描述更加清晰。最后，任何適用的情況下，相同的附圖標(biāo)記表示相同的元件。圖I示出用于形成玻璃板片的熔融玻璃制造系統(tǒng)10的示范實(shí)施例，該系統(tǒng)包括熔化爐12、精煉容器14、攪拌容器16、接納容器18、下流管20、入口 22以及成形體24，熔融的玻璃形成材料的薄的連續(xù)移動玻璃帶26從該成形體24中下降。玻璃制造系統(tǒng)10還包括各種其它的容器或用來傳輸熔融玻璃形成材料的導(dǎo)管，包括熔化爐到精煉容器之間的連接管28、精煉容器到攪拌容器之間的連接管30、以及攪拌容器到接納容器之間的連接管32。當(dāng)熔化爐和成形體典型地由諸如包括氧化鋁或或氧化鋯的陶瓷磚那樣的陶瓷材料形成時(shí)，各種容器和其間的管道常包括鉬或鉬合金。盡管以下的描述涉及到示范的熔融下拉系統(tǒng)和過程，諸如是圖I所示的系統(tǒng)，但本發(fā)明同樣適用于諸如單側(cè)溢流過程的下拉玻璃制造過程或狹槽曳拉過程的其它的變體，這些過程為本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)技術(shù)人員所公知。根據(jù)圖I的示范熔融過程，將配合料36提供給熔化爐12，如箭頭38所示，配合料36裝到爐子12內(nèi)，并在爐子內(nèi)熔化而產(chǎn)生玻璃形成材料(以下稱其為熔融玻璃40)。熔融玻璃40通過熔化爐到精煉容器之間的連接管28從熔化爐12傳輸?shù)骄珶捜萜?4。在精煉容器14中將熔融玻璃加熱到超過爐溫的溫度，于是，容納在熔融玻璃內(nèi)的多價(jià)氧化物材料釋放出氧氣，氧氣通過熔融玻璃上升。該氧氣的高溫釋放有助于除去配合料熔化所產(chǎn)生的熔融玻璃內(nèi)的小氣泡。然后，熔融玻璃通過精煉容器到攪拌容器之間的連接管30從精煉容器14流入攪拌容器16內(nèi)，那里，轉(zhuǎn)動的攪拌器混合和均質(zhì)化該熔融玻璃，以確保均勻的一致性。從攪拌容器16流出的均質(zhì)化的熔融玻璃然后流過攪拌容器到接納容器之間的連接管32，其被收集在接納容器18內(nèi)，并通過下流管20和入ロ 22流到成形體24，那里，熔融玻璃形成為玻璃
帶?！こ尚误w24包括定位在成形體上表面上的敞開通道42以及ー對會聚的成形表面44 (清楚地顯示在圖2中)，成形表面44會聚在成形體的底部或根部46。供應(yīng)到成形體的熔融玻璃流入敞開的通道，并從其壁上溢出，分開為熔融玻璃的兩個個別流動，它們流過會聚的成形表面。當(dāng)分開的熔融玻璃流到達(dá)根部時(shí)，它們重新組合或熔融而形成単一的粘滯熔融玻璃的玻璃帶26，単一玻璃帶從成形體的根部下降。玻璃帶下降和通過玻璃轉(zhuǎn)變溫度范圍吋，玻璃帶26就冷卻，此時(shí)，玻璃帶經(jīng)受從粘滯液體到弾性固體的轉(zhuǎn)變。布置成相対的相向轉(zhuǎn)動對的曳拉輥?zhàn)?8沿著帶的邊緣接觸和捏壓粘滯的玻璃帶，有助于沿向下方向曳拉玻璃帶。當(dāng)曳拉棍48被合適的馬達(dá)驅(qū)動時(shí)，附加的從動或非驅(qū)動的的親子也可接觸帶的邊緣，以幫助導(dǎo)向玻璃帶和對抗自然發(fā)生的表面張カ效應(yīng)來保持帶的寬度，否則的話，表面張カ效應(yīng)會減小帶的寬度。為了使玻璃板片從玻璃帶中分離，可采用如圖2所示的移動的砧機(jī)(TAM)50。在典型的結(jié)構(gòu)布置中，如借助于圖3清楚地所示，該TAM50包括砧或背襯棒52以及刻痕裝置54。例如，刻痕裝置54可包括諸如圖3所示的刻痕輪56，其接觸玻璃帶26，并橫貫玻璃帶的寬度或一部分的寬度，對玻璃帶的第一主表面58施加カ而形成刻痕線60。正如名字所指，砧或背襯棒52對玻璃帶的第二主表面62 (與刻有刻痕線的那側(cè)相対的玻璃帶的ー側(cè))提供反力，由此，當(dāng)刻痕輪沿寬度或側(cè)向地橫過玻璃帶移動時(shí)，使得玻璃帶的移動為最小。因此，在操作中，在與刻痕線形成的玻璃帶那側(cè)相對的玻璃帶的表面或側(cè)面上，背襯棒接觸玻璃帯。在切割操作不發(fā)生的時(shí)間過程中，刻痕裝置54和背襯棒52可遠(yuǎn)離玻璃帶撤回。因?yàn)椴Ａ?6在刻痕過程中移動，所以，TAM50隨玻璃帶移動，以便于形成垂直于玻璃帶邊緣64的刻痕線60。即，玻璃帶以某個速度矢量V移動，速度矢量V包括標(biāo)量值(速度)和方向，標(biāo)量值部分地由曳拉輥的轉(zhuǎn)動速度確定。為了進(jìn)一步的討論起見，假定V的方向垂直向下，但在某些實(shí)施例中，該方向也可不同，例如，偏離ー組或多組輥?zhàn)?。為了確?？毯圻^程中TAM50和玻璃帶26沒有相對運(yùn)動，TAM50構(gòu)造成以速度矢量S代表的速度和方向移動，該速度矢量S與玻璃帶的速度矢量V相同或基本相同。因此，刻痕裝置54橫貫帶的寬度移動，在玻璃帶的移動方向上，帶的向下運(yùn)動和TAM(以及由此的刻痕輪，或其它的刻痕部件)的向下運(yùn)動之間基本上沒有速度差。即，刻痕裝置54能夠產(chǎn)生橫向于帶移動方向的刻痕線。當(dāng)刻痕線完成時(shí)，機(jī)器人66用多個抽吸杯68嚙合相對于帶移動方向的刻痕線下游的玻璃帶的部分，并沿垂直于帶主表面的方向?qū)ΣＡ┘訌澗?。較佳地，機(jī)器人66在與被背襯棒52接觸的同樣主表面(S卩，第二主表面62)上接觸玻璃帯。機(jī)器人66引起的彎矩在刻痕線60上產(chǎn)生拉應(yīng)力，其導(dǎo)致在刻痕線處形成裂紋。該裂紋傳播通過玻璃帶的厚度，由此，使玻璃板片從玻璃帶分離。背襯棒52和可采用的任何附加接觸的凸棒，然后與玻璃帶脫開嚙合，TAM50向上游移動到其起始位置，準(zhǔn)備另一切割循環(huán)。除背襯棒之外，TAM50可包括一個或多個穩(wěn)定棒(凸棒)，穩(wěn)定棒在背襯棒的上游或下游接觸玻璃帶，既可在玻璃板片與背襯棒相同的那側(cè)(第一主表面58)上，也可在玻璃板片與背襯棒相対的那側(cè)(第二主表面62)上，接觸玻璃帶，以進(jìn)一歩使背襯棒或凸棒下方的運(yùn)動與向上朝向玻璃帶的粘滯弾性區(qū)域的傳播隔離開來。為進(jìn)ー步討論起見，TAM在切割循環(huán)期間沿帶移動方向的運(yùn)動范圍將被稱之為TAM行程。因此，如這里任意地選擇的，切割循環(huán)就在玻璃板片從玻璃帶26移去之后且TAM50已移至其行程的頂上才開始。應(yīng)該指出的是，TAM行程不需要等于要從玻璃帶分尚的玻璃板片長度，而可以小于玻璃板片的長度。在切割循環(huán)開始時(shí)，相對于成形體24的根部46，玻璃帶為最短或接近最小長度，移去預(yù)定長度的玻璃板片70 (見圖6D和6E)的操作剛剛發(fā)生。此外，相對于給定參考點(diǎn)的玻璃帶的重量也是最小。例如，如果曳拉輥48位于玻璃帶26的自由端72和該接觸點(diǎn)之間的最低接觸點(diǎn)，則在該帶的長度上的玻璃帶重量為最小?？纱嬖谟懈郊拥妮?zhàn)?，它們定位得比可支承玻璃帶的重量的曳拉輥低，于是，使用作為參考點(diǎn)的曳拉輥是任意的，這里所用是 為了說明而不是加以限制。的確，玻璃帶的長度可以是相對于任何任意的參考點(diǎn)，例如，成形體的根部?？梢猿浞值卣f，在沿著玻璃帶26的長度的、位于成形體24的根部46和連續(xù)移動的玻璃帶的自由端72之間并包括該根部的的某一點(diǎn)處，存在有接觸玻璃帶的結(jié)構(gòu)，該結(jié)構(gòu)可支承玻璃帶的重量或一部分的重量，該結(jié)構(gòu)和玻璃帶自由端之間的距離代表著重量，該重量基于形成玻璃帶的玻璃密度以及玻璃帶的尺寸。因?yàn)椴ＡнB續(xù)地從成形體中更新并因此連續(xù)地向下移動，所以，選定參考點(diǎn)下方并終止在玻璃帶自由端處的玻璃帶的長度，在切割間隔期間連續(xù)地在増加，該長度在下文中被稱之為玻璃帶的“自由長度”(FL)。由于有不斷増加的自由長度，所以就有與自由長度相關(guān)的連續(xù)增加的重量，下文中稱其為“自由重量” (Fff)0即，切割循環(huán)開始之時(shí)的自由長度和自由重量都是最小的，并基本上穩(wěn)定地增カロ，直到玻璃板片從玻璃帶分離為止，此時(shí)，自由長度和自由重量返回到每個的最小值。就在玻璃板片從連續(xù)移動的玻璃帶分離之前的時(shí)刻，自由長度和自由重量為最大(為討論起見，與玻璃帶的自由長度相接觸的機(jī)器人所呈現(xiàn)出的載荷或重量均不予考慮)。自由長度在玻璃板片從玻璃帶分離的時(shí)刻為最小，而在玻璃板片從玻璃帶分離之前的時(shí)刻為最大。因此，自由長度FL可用Lmin+A L來表示，其中，Lmin是自由長度的最小長度，A L代表自由長度中的變化，其也是要從玻璃帶分離的玻璃板片的長度。同樣地，自由重量FW可用Wmin+A W來表示，其中，Wmin是自由長度的最小重量，A W代表自由重量中的變化，其也是要從玻璃帶分離的玻璃板片的重量。因此，A Wmax和A Lmax分別表示自由重量變化AW的最大值和自由長度變化AL的最大值。當(dāng)自由長度和自由重量増加吋，玻璃帶的形狀不斷地變化。例如，玻璃帶可呈現(xiàn)出彎曲或卷曲。當(dāng)自由重量增加時(shí)，由于自由重量的増加，至少縱向地沿著玻璃帶的長度，玻璃帶有弄平的趨勢。即，當(dāng)玻璃帶從成形體中下降吋，它可呈現(xiàn)出許多復(fù)雜形狀，復(fù)雜形狀沿著帶的長度，橫貫帶的寬度，或是這兩種情況的組合，使得玻璃帶有非平面的總體形狀。穩(wěn)定增加的自由重量具有減小玻璃帶沿著帯的至少長度的非平面形狀的趨勢。然而，帶的自由長度處于帶的弾性部分內(nèi)，由于自由重量的緣故，玻璃帶保持特別的縱向形狀。當(dāng)自由重量突然移去時(shí)，玻璃帶將會呈現(xiàn)沒有自由長度時(shí)已經(jīng)有的形狀。這借助于圖4可以更容易地看清，圖4示出單個切割循環(huán)的各個階段期間的玻璃帶的縱向形狀，該圖是從玻璃帶的邊緣觀看的。根據(jù)圖4，曲線74代表切割循環(huán)開始時(shí)的玻璃帶形狀自由長度FL和自由重量FW為最小值(AL和AW等于零)。虛線代表刻痕線60的位置。當(dāng)自由長度FL和自由重量FW增加時(shí)，玻璃帶開始弄平，分別如曲線78和80所示。最后，就在玻璃板片在刻痕線60處分離之前，自由長度和自由重量是曲線82代表的最大值，此時(shí)玻璃帶最平整。然而，因?yàn)樽杂砷L度的至少一部分在玻璃帶的彈性區(qū)域之內(nèi)，所以，當(dāng)自由長度為最大值且因自由重量而下墜時(shí)，有很多的能量儲存在自由長度內(nèi)。當(dāng)玻璃帶在刻痕線60和玻璃帶(玻璃板片70)自由端72之間的那部分被移去時(shí)，玻璃帶中的勢能被釋放，玻璃帶躍回到曲線74的位置。如上所指出的，該形狀的突然改變可在上游造成曳拉過程的中斷。因此，圖3還示出用來補(bǔ)償變化的自由重量的重量補(bǔ)償裝置84，由此，穩(wěn)定連續(xù)移動的玻璃帶的形狀。重量補(bǔ)償裝置84包括接觸和嚙合玻璃帶26的嚙合裝置86和傳輸器88，嚙合裝置86沿著傳輸器以速度矢量U移動，該速度矢量U與連續(xù)移動的玻璃帶的速度矢量V相同或基本相同。應(yīng)該指出的是，速度矢量U僅顯示為向下的方向。當(dāng)嚙合裝置86的方向反過來而使嚙合裝置向上移動時(shí)，出現(xiàn)向上運(yùn)動時(shí)的速度可以比組成速度矢量U的 標(biāo)量速度快很多。還有，如下文中所指出的，嚙合裝置86可以稍許不同于速度矢量V的速度分量的速度移動，就像與玻璃帶嚙合時(shí)在玻璃帶26上形成向下力的情形一樣。該速度的差異將隨玻璃帶自由重量的變化而變化。盡管以下的描述針對單一的重量補(bǔ)償裝置，但也可采用多個重量補(bǔ)償裝置。例如，可采用兩個重量補(bǔ)償裝置來對玻璃帶的每側(cè)邊緣部分施加載荷。例如，嚙合裝置86可包括抽吸杯90，抽吸杯由遠(yuǎn)比玻璃帶的玻璃軟的彈性材料形成，這樣，由抽吸杯和玻璃帶之間的接觸招致的損壞可以是最小。抽吸杯90可偶聯(lián)到致動器92上，致動器構(gòu)造成使抽吸杯分別朝向或遠(yuǎn)離玻璃帶的主表面延伸或縮回。例如，致動器92可包括與壓力空氣源(未示出)流體地連通的氣缸?；蛘?，致動器92可包括液壓缸或電磁螺線管。抽吸杯90與真空源(未示出)相連，以使真空供應(yīng)到抽吸杯，當(dāng)抽吸杯與玻璃帶接觸時(shí)，抽吸杯就抓住玻璃帶。較佳地，抽吸杯90在玻璃帶的邊緣處(質(zhì)量區(qū)域之外)接觸玻璃帶，因?yàn)椴ＡУ倪吘壱院髸ァШ涎b置86最好還包括測力元件(未示出)，用來測量玻璃帶和嚙合裝置之間的扭矩Tq。嚙合裝置86偶聯(lián)到傳輸器88。傳輸器88包括軌道或線性的驅(qū)動單元94和驅(qū)動馬達(dá)96。驅(qū)動馬達(dá)96例如可以是伺服電機(jī)。驅(qū)動馬達(dá)96偶聯(lián)到線性的驅(qū)動單元94，它們按照控制單元98的指令(見圖5)—起對嚙合裝置86提供運(yùn)動和扭矩的控制。控制單元98可以是計(jì)算裝置，諸如是通用計(jì)算機(jī)或其它信息處理裝置，其從曳拉設(shè)備中接收過程輸入并送出控制信號，控制信號通過驅(qū)動馬達(dá)96改變線性驅(qū)動單元94的驅(qū)動速度。如圖5所示，控制單元98可構(gòu)造成接收曳拉輥的轉(zhuǎn)動速度(或替代地是，與連續(xù)移動的玻璃帶接觸的一個或多個其它輥?zhàn)拥霓D(zhuǎn)動速度)，轉(zhuǎn)動速度例如可從納入到曳拉輥內(nèi)的編碼器中獲得，并通過控制線100將其提供到控制單元98?？刂茊卧?8然后可從曳拉輥的轉(zhuǎn)動速度中計(jì)算出連續(xù)移動的玻璃帶的線性速度。然而，也可采用行內(nèi)公知的獲得玻璃帶線性速度的其它方法。
控制單元98可構(gòu)造成根據(jù)玻璃帶的線性速度來確定自由重量増加的速率。例如，這可根據(jù)玻璃密度(對于已知的玻璃成分密度是已知的)，以及玻璃帶的尺寸寬度和自由長度來確定。因此，控制單元98可計(jì)算自由重量的改變速率，并因此計(jì)算施加到線性驅(qū)動單元94上的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩，以及因此由重量補(bǔ)償裝置施加到玻璃帶上的向下力F，以仿效最大的自由重量。S卩，控制単元98可構(gòu)造成通過過程輸入和內(nèi)部軟件用控制線102對重量補(bǔ)償裝置84提供信號，以對玻璃帶施加向下的力，該カ仿效從最大自由重量得出的力。該向下力F例如可通過移動偶聯(lián)到傳輸器88上的嚙合裝置86以一定的速度來施加，所述速度稍大于玻璃帶速度V的速度分量。當(dāng)自由重量為最小值時(shí)，重量補(bǔ)償裝置84根據(jù)玻璃板片的預(yù)定長度在玻璃帶上施加向下的力，于是，玻璃帶的特性行為(即，呈現(xiàn)的形狀)就如曾存在過最大自由長度(和自由重量)時(shí)的行為。當(dāng)連續(xù)移動的玻璃帶的自由長度增加吋，重量補(bǔ)償裝置84施加到玻璃帶上的向下力成比例地減小。當(dāng)自由重量為最大值時(shí)，重量補(bǔ)償裝置施加的カ為最小值。因此，瞬時(shí)的自由重量和力F的瞬時(shí)值的組合，可使玻璃帶的形狀保持基本上恒定不變地通過切割循環(huán)。 在某些實(shí)施例中，曳拉輥(或與玻璃帶接觸的其它輥?zhàn)?可構(gòu)造成提供扭矩值到控制単元98。例如，曳拉輥處形成的扭矩Tq可用來確定實(shí)際存在的(瞬時(shí)的)玻璃帶重量，而不是基于計(jì)算的長度(本身基于玻璃帶的速度)來確定的重量。此外，控制單元98可用來通過控制線104來控制TAM 50的操作，通過控制線106來控制機(jī)器人66。參照圖6A-6F，現(xiàn)將通過ー個完整的切割循環(huán)來描述重量補(bǔ)償裝置84的操作，該切割循環(huán)任意地開始于某ー時(shí)間點(diǎn)，此時(shí)，玻璃帶剛從連續(xù)移動的玻璃帶中移去，且TAM和重量補(bǔ)償裝置都處于它們相應(yīng)的初始位置。為了描述TAM和重量補(bǔ)償裝置的操作，將TAM50在切割循環(huán)開始時(shí)的位置叫作起始位置108，該位置是TAM50在TAM行程頂點(diǎn)處的最上的上游位置；嚙合裝置86的位置將被叫作原位置110，其是嚙合裝置的最上的上游位置。就時(shí)間來說，切割循環(huán)開始時(shí)的時(shí)間任意指定為tl。為了便于討論，TAM50和嚙合裝置86的回程時(shí)間可考慮忽略。實(shí)踐中，允許回程時(shí)間是有限的。即，例如，盡管在回程時(shí)間期間，TAM在裝置的全部行程上移動花費(fèi)有限的時(shí)間量，但為討論起見，該回程時(shí)間和慣性(達(dá)到全速的影響時(shí)間)將考慮忽略它。在時(shí)間、開始，并參照圖5和6A，重量補(bǔ)償裝置84的嚙合裝置86與玻璃帶26嚙合，并以基本上等于玻璃帶26的速度矢量V的速度矢量U向下移動。即，啟動致動器92，伸出抽吸杯90朝向玻璃帶26。將真空施加到抽吸杯90。當(dāng)抽吸杯90接觸玻璃帶26吋，抽吸杯90與玻璃帶26嚙合，以將向下力F施加到玻璃帶上，不使抽吸杯90丟失接觸或改變位置(滑動)。受控制単元98控制的驅(qū)動馬達(dá)96通過線性的驅(qū)動單元94移動嚙合裝置86。同吋，納入嚙合裝置86內(nèi)的測カ單元檢測到嚙合裝置所受到的扭矩T,，并通過控制線102將扭矩幅值提供給控制単元98?？刂茊卧?8將扭矩Tq轉(zhuǎn)化為等價(jià)的向下力F，此后，控制単元控制驅(qū)動馬達(dá)96，以使嚙合裝置施加的向下力F等于預(yù)定值，例如，Aff0較佳地，在自由長度為最小值的も時(shí)的向下力F與AWmax相同或幾乎相同。換句話說，重量補(bǔ)償裝置84的用途是補(bǔ)償自由重量中的變化(即，A W)，當(dāng)A L=O吋，重量補(bǔ)償裝置施加最大力，而在ALmax時(shí)施加最小力。在優(yōu)選實(shí)施例中，AWmax是從玻璃帶中移去的玻璃板片的重量。即，由于玻璃帶的長度是由過程(例如，客戶的技術(shù)規(guī)格書)確定的，所以，玻璃板片的重量是預(yù)定的和已知的，或至少可很好地估計(jì)出來。然而，AWmax可以大于或在某些情況下小于要被移去的玻璃板片的預(yù)定重量。例如，這可在過程改變到生產(chǎn)不同于先前玻璃板片的長度的玻璃板片時(shí)發(fā)生，但由重量補(bǔ)償裝置施加的載荷沒有變化。當(dāng)連續(xù)移動的玻璃帶向下移動時(shí)，自由長度和由此的Λ W增加，控制單元98控制驅(qū)動馬達(dá)96，以使由嚙合裝置86施加的載荷成比例地減小。此外，盡管TAM 50圖示為布置成與玻璃帶26的單一側(cè)相對，但在實(shí)踐中，TAM 50或其部分也可布置在玻璃帶的兩側(cè)上。這可以不言自明，因?yàn)榭毯郯l(fā)生在玻璃帶的一側(cè)上，而背襯棒布置在刻痕裝置的對面。如圖6Β所示，在t2處開始，并還參照圖5，玻璃帶的自由長度繼續(xù)增加Λ L，而刻痕線位置114靠近TAM 50的位置。當(dāng)玻璃帶的足夠長度通過TAM 50時(shí)，該TAM 50就鄰近于所要的刻痕線位置114，TAM 50與玻璃帶26嚙合。位置116代表生產(chǎn)下一玻璃板片的其后的(將來的)刻痕位置。如圖6C所示,在時(shí)間t3處開始，并還參照圖5,當(dāng)自由端72到達(dá)預(yù)定的位置時(shí)，此時(shí)，自由長度和由此的自由重量達(dá)到最大值(AL=ALmax, Λ W= Λ Wmax),且由重量補(bǔ)償裝置·84施加的載荷達(dá)到最小值(F為最小)，嚙合裝置86與玻璃帶26脫開嚙合，并返回到原位置110。機(jī)器人66與玻璃帶26嚙合，刻痕裝置54橫貫玻璃帶的寬度開始刻痕，產(chǎn)生刻痕線60。機(jī)器人66與刻痕線60下面的玻璃帶26嚙合。如圖6D所示，在時(shí)間t4處開始，機(jī)器人66橫貫刻痕線60施加彎曲力。該彎曲力表現(xiàn)為拉應(yīng)力，拉應(yīng)力在刻痕線處形成裂紋，裂紋橫貫玻璃帶傳播通過玻璃帶?，F(xiàn)參照圖6E，在時(shí)間t5處開始，嚙合裝置86與玻璃帶26嚙合，并以速度矢量U移動，該速度矢量U與玻璃帶26的速度矢量V相同或大致相同。其時(shí)，機(jī)器人66移去分離開的玻璃板片70。最后，如圖6F所示，在時(shí)間t6處，TAM 50脫開與玻璃帶26的嚙合，并移回到起始位置108，嚙合裝置86提供最大向下力F。根據(jù)所披露的發(fā)明，本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會理解到，對于特殊的玻璃曳拉設(shè)備和操作，上述的各種事件的順序和時(shí)間可以修改，上述順序僅是對示范順序的一種描述。本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的技術(shù)人員將會明白，對本發(fā)明還可作出各種修改和變化，而不會脫離本發(fā)明的精神和范圍。因此，本發(fā)明意欲涵蓋這些對本發(fā)明的修改和變化，只要它們落入附后權(quán)利要求書和其等價(jià)物的范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.ー種形成玻璃板片的方法，該方法包括 a)在下拉過程中使熔融玻璃從成形體中流出而形成連續(xù)移動的玻璃帶，該玻璃帶具有長度和自由端，其中，玻璃帶的長度隨時(shí)間變化； b)使連續(xù)移動的玻璃帶與第一重量補(bǔ)償裝置嚙合； c)用第一重量補(bǔ)償裝置將第一向下力施加到連續(xù)移動的玻璃帶上，其中，第一重量補(bǔ)償裝置施加的第一力的大小反比于玻璃帶的長度，這樣，當(dāng)連續(xù)移動的玻璃帶的長度増加時(shí)，第一重量補(bǔ)償裝置施加的カ減?。? d)在連續(xù)移動的玻璃帶中形成刻痕；以及 e)使連續(xù)移動的玻璃帶的一部分在刻痕處分離而形成玻璃板片。
2.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括重復(fù)步驟b)至e)以形成其后的玻璃板片。
3.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括用移動的砧機(jī)來嚙合連續(xù)移動的玻璃帶，所述砧機(jī)構(gòu)造成以與玻璃帶相同的速度和方向移動。
4.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括用刻痕下方的機(jī)器人來嚙合連續(xù)移動的玻璃帯。
5.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，第一重量補(bǔ)償裝置與連續(xù)移動的玻璃帶的第一邊緣部分哨合。
6.如權(quán)利要求I所述的方法，其特征在于，還包括使連續(xù)移動的玻璃帶的第二邊緣部分與第二重量補(bǔ)償裝置嚙合。
7.—種制造玻璃板片的裝置，該裝置包括 用于從熔融玻璃中形成玻璃帶的成形體； 用于對玻璃帶施カ的重量補(bǔ)償裝置，該重量補(bǔ)償裝置包括 線性驅(qū)動單元； 偶聯(lián)到線性驅(qū)動單元的驅(qū)動馬達(dá)； 偶聯(lián)到線性驅(qū)動單元的嚙合裝置，該嚙合裝置包括用于接觸玻璃帶的抽吸杯；以及 其中，重量補(bǔ)償裝置構(gòu)造成將向下力施加到玻璃帶上，該向下力反比于玻璃帶的長度。
8.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述嚙合裝置包括致動器，所述致動器構(gòu)造成移動抽吸杯朝向或遠(yuǎn)離玻璃帯。
9.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，該裝置包括多個重量補(bǔ)償裝置。
10.如權(quán)利要求7所述的裝置，其特征在于，所述成形體包括形成在成形體的上表面內(nèi)用以接納熔融玻璃的通道，以及連接在根部處的會聚的成形表面。
全文摘要
本發(fā)明披露了在玻璃帶從熔融的玻璃形成材料中拉出時(shí)用來補(bǔ)償玻璃帶變化的重量的方法及其裝置。該重量補(bǔ)償裝置構(gòu)造成將力施加到玻璃帶上，該力反比于玻璃帶的重量，這樣，當(dāng)玻璃帶重量增加時(shí)，由重量補(bǔ)償裝置施加到玻璃帶上的力就減小。
文檔編號C03B15/06GK102951783SQ201210300859
公開日2013年3月6日 申請日期2012年8月22日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月23日
發(fā)明者S·R·馬卡姆, J·H·于 申請人:康寧股份有限公司