本发明专利技术提供一种划线装置及划线方法，其可在工件表面形成如计划好的曲线那样的划线。该划线装置具备：刀轮（１１），其在工件（１７）的表面刻设划线；支架（３１），其保持刀轮（１１），使刀轮（１１）能够绕其回转中心线回转；移动机构，其使刀轮（１１）能够在工件（１７）的表面滚动，从而使刀轮（１１）相对于工件（１７）相对移动；回转机构，其使刀轮（１１）以及支架（３１）绕与工件（１７）的表面正交的垂直线（Ｌ２）回转；控制装置，其控制刀轮（１１）绕垂直线（Ｌ２）的回转角度。刀轮（１１）和工件（１７）的接触点位于垂直线（Ｌ２）上。
Scribing device and scribing method
The present invention provides a scribing device and scribing method for forming lines such as a planned curve on a workpiece surface. The marking device includes a cutter wheel (11), (17) in the workpiece surface with crossed moment; bracket (31), the cutter wheel (11), (11) the cutter wheel can rotate around the rotary center line; the moving mechanism, the cutter wheel (11) to the workpiece (17) the rolling surface, so that the cutter wheel (11) relative to the workpiece (17) relative movement; rotating mechanism, the cutter wheel (11) and a bracket (31) and the workpiece (17) around the vertical line of the surface (L2) orthogonal rotary control device, its control; the cutter wheel (11) around the vertical line (L2) of the rotary angle. The contact point of the cutter wheel (11) and the workpiece (17) is located on the vertical line (L2).
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及在由玻璃、半导体等脆性材料构成的薄板状的工件上刻设 划线的。
技术介绍
在切断由脆性材料构成的薄板状的工件时，在工件表面预先刻设成为 标记的划线。当将工件沿划线折曲时，表面的裂纹到达背面，将工件切断。作为在工件上刻设划线的划线方法，已知如下方法将圆盘状的刀轮 按压在工件表面，边加压边使刀轮在工件表面滚动的方法；在刀轮滚动时， 进一步使刀轮振动的方法。当使刀轮振动时，可在工件表面形成深的垂直 裂纹，因此可进行全切断。刀轮是否朝向刀轮的行进方向对切断品质有重大的影响。若假设刀轮 相对于刀轮的行进方向倾斜，则会向画线中的刀轮作用不合理的力，而导 致工件的划线品质劣化。为使刀轮的倾斜和刀轮的行进方向一致，如图13所示，已知有装入 了使刀轮1在水平面内回转的回转机构(头振机构)4的划线头(例如参 照专利文献1)。保持刀轮1的支架2由轴承3支承为可绕垂直轴2a回转。 在支架2上保持有刀轮1，使之能够在工件5的表面上滚动运动。在工件 5的表面形成划线时，刀轮l绕支架2的垂直轴2a可自由回转。因此，刀 轮1的倾斜如椅子的脚轮那样被动地仿效刀轮1的行进方向。专利文献l:日本特开2007-U8355号公报。在使用了现有的头振机构的划线装置中，在沿圆弧等描绘好的曲线使 刀轮1移动时，刀轮1的头振角度任意变化，因此，不能控制刀轮1的位 置。因此，使支架2的回转轴2a的位置沿描绘好的曲线移动。但是，如图14所示，即使使支架2的回转轴2a沿描绘好的曲线6移 动，刀轮1也会通过曲线的内侧。§卩，在工件表面形成从描绘好的曲线6错位的划线7。
技术实现思路
因此，本专利技术的目的在于提供一种，其可在工件 表面形成如描绘好的曲线那样的划线。 下面，对本专利技术进行说明。为解决上述课题，本专利技术第一方面提供一种划线装置，其具备刀轮， 其在工件的表面刻设划线；支架，其保持所述刀轮，使所述刀轮能够绕其 回转中心线回转；移动机构，其使所述刀轮能够在所述工件的表面滚动， 从而使所述刀轮相对于所述工件相对移动，；回转机构，其使所述刀轮绕 与所述工件的表面正交的垂直线回转；控制装置，其控制所述刀轮绕所述 垂直线的回转角度，其中，所述刀轮和所述工件的接触点位于所述垂直线 上。本方面第二方面在第一方面的基础上，提供划线装置，其特征在于， 所述控制装置控制所述刀轮绕所述垂直线的回转角度，使所述刀轮朝向形 成在所述工件的表面上的划线的切线方向。本专利技术第三方面在第二方面的基础上，提供划线装置，其特征在于， 所述控制装置使用由曲线长度的二次式给出切线方向角的克罗梭曲线来 设计轨迹，并算出所述轨迹的切线方向角，基于所述轨迹操作所述移动机 构，控制所述工件表面上的所述刀轮的位置，同时基于所述切线方向角操 作所述回转机构，并控制所述刀轮绕所述垂直线的回转角度。本专利技术第四方面提供一种划线方法，使刀轮抵接于工件的表面，在所 述工件的表面上滚动所述刀轮，同时在所述工件上刻设划线，其中，使所 述刀轮围绕与所述工件的表面正交并同时通过所述刀轮和所述工件的接 触点的垂直线回转，同时使所述刀轮沿所述工件的表面相对移动。根据本专利技术第一方面，即使使刀轮绕垂直线回转，刀轮和工件的接触 点的位置也不会变化。因此，可在工件表面形成如描绘好的曲线那样的划 线。根据本专利技术第二方面，由于刀轮朝向划线的切线方向，故可使作用于 刀轮上的阻力最小。因此，可在工件上形成缺陷等损伤少的划线。根据本专利技术第三方面，由于使用通过曲线长度的二次式给出切线方向 角的克罗梭曲线设计轨迹，故容易算出轨迹的切线方向。根据本专利技术第四方面，即使使刀轮绕垂直线回转，刀轮和工件的接触 点的位置也不会变化。因此，可在工件表面形成如描绘好的曲线那样的划 线。附图说明图1是本专利技术一实施方式的划线装置的垂直方向剖面图； 图2是刀轮的详细图(图中的(a)表示主视图，图中的(b)表示侧 视图)；图3是表示垂直线和刀轮的位置关系的侧视图4是在设计好的轨迹上移动的刀轮的概念图5是控制装置的方框构成图6是表示表形式的动作表的图7是动作制表器执行的流程图8是动作执行机构执行的流程图9是表示基本克罗梭曲线的图IO是采用了克罗梭曲线的插值方法执行的程序的流程图11是用于对得到切线方向角的初始值时的方法进行说明的简图12是用于对三点圆弧法进行说明的简图13是表示现有划线装置的侧视图(包含一部分垂直面剖面图)；图14是表示描绘好的曲线和实际形成的划线的偏差的图(现有例)。符号说明11 刀轮13移动机构17 工件28 e轴伺服电动机(回转机构) 29滑动轴承(回转 往复轴承) 30 回转机构 31支架34轨迹35切线方向角55控制装置Ll刀轮的回转中心线L2 垂直线P刀轮和工件的接触点具体实施例方式下面，根据附图说明本专利技术一实施方式的划线装置。图1表示划线装 置的垂直方向剖面图。划线装置在由玻璃、半导体等脆性材料构成的薄板状的工件17上刻 设划线。划线是垂直裂纹传播的划线，作为分断工件17时的标记使用。 将工件17吸附、保持于划线装置的工作台16。刀轮11以按压在工件17 的表面的状态在工件17的表面滚动。刀轮11通过在工件17的表面滚动 运动，在工件17的表面刻设划线。刀轮ll按照可绕其回转轴回转的方式 保持于支架31上。图2表示刀轮11的详细图。刀轮ll形成为圆盘状，并且在其外周部 具有尖的棱线lla。刀轮11的棱线lla成为侵入工件17的刃。在刀轮11 的中心部开设插入支架31的轮轴31a的贯通孔llb。刀轮11绕支架31的 轮轴31a回转。刀轮ll的回转中心线L与工件17的表面平行，朝向水平 方向。该实施方式中，为在工件17上形成深的垂直裂纹，使刀轮ll在垂直 方向振动。如图1所示，支架31安装于划线头12上。划线头12使刀轮 11在垂直方向振动。在划线头12的筒状的壳体18上设置当施加例如外部 电压时产生变形的压电元件(压电促动器)作为振荡器19。将电线20与 压电元件连接。当使施加于压电元件上的电压以规定的频率变化时，压电 元件周期性伸縮。通过该压电元件的周期性的伸缩产生振动。也可以使用 当施加磁场时在磁性体上产生变形的磁变形元件等磁性材料。在振荡器19的上侧密接设置支承部21，在下端部密接设置振动传递 轴22。振荡器19的振动传递给振动传递轴22。碟形弹簧27使振动传递轴22的振动追随振荡器19的振动。振动传递轴22的振动被引导向滑动 轴承29。支承部21被收容于壳体18内，承受振动的反作用。支承部21可回转地支承于在壳体上设置的回转轴承23。振动传递轴 22可回转地支承于在壳体上设置的回转轴承26。支承部21及振动传递轴 22的回转中心线相对于工件17垂直。因此，刀轮11及支架31可绕垂直 线L2回转。回转机构30使刀轮11及支架31绕垂直线L2回转。在支承部21的 上端部加工齿轮。在0轴伺服电动机28的输出轴安装对齿轮进行加工的 带轮等。在支承部21的齿轮和9轴伺服电动机28的输出轴之间挂设皮带 25。通过使e轴伺服电动机28的输出轴回转，可使支承部21回转，进而 可使刀轮11回转。e轴伺服电动机28的驱动器与生成角度指令的上位的 个人计算机等计算机一起控制e轴伺服电动机28的回转角度。另外，除 皮带25等巻挂传动机构之外，也本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种划线装置，其具备： 刀轮，其在工件的表面刻设划线； 支架，其保持所述刀轮，使所述刀轮能够绕其回转中心线回转； 移动机构，其使所述刀轮能够在所述工件的表面滚动，从而使所述刀轮相对于所述工件相对移动； 回转机构，其使 所述刀轮绕与所述工件的表面正交的垂直线回转； 控制装置，其控制所述刀轮绕所述垂直线的回转角度， 其中，所述刀轮和所述工件的接触点位于所述垂直线上。
【技术特征摘要】
...
【专利技术属性】
技术研发人员：功刀隆弘，萩原淳，古川润，星野京延，三户雅德，女柳信义，羽生明夫，中村雅彦，河野贵哉，宍户善明，
申请(专利权)人：THK株式会社，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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