滚轮微沟槽的加工装置与加工方法 【技术领域】
本发明涉及一种滚轮的加工装置与加工方法，且特别是涉及一种滚轮微沟槽的加工装置与加工方法。
背景技术
在平面显示器的发展中，显示器的尺寸大型化为重要的趋势之一。因此，为因应平面显示器的大型化发展，提供显示面板背光源的大型背光模块的制作技术也成为研究开发的重心。
在液晶显示器的背光模块中，俗称棱镜片的光学增亮膜(BrightnessEnhancement Film；BEF)是现今背光模块中相当重要的零组件。然，光学增亮膜相当昂贵，在一背光模块中，光学增亮膜的成本约占整个背光模块的成本的40％左右。目前，在光学增亮膜的制作技术中，通常是利用滚轮来进行光学增亮膜的表面微结构的制作。
请参照图1，其是绘示一般制作光学增亮片时的装置示意图。制作光学增亮膜114时，先提供滚轮100，其中滚轮100的圆柱的侧表面102上凸设有数个整齐排列的锯齿结构104，且相邻二锯齿结构104之间设有沟槽106。接着，将滚轮100水平压置于高分子材料层108的表面116上，并使滚轮100的表面102与高分子材料层108的表面116紧密接合。然后，滚动滚轮100，以将滚轮100的表面102上的锯齿结构106转印至高分子材料层108的表面116上，其中滚轮100上的锯齿结构106在高分子材料层108的表面116上制造出沟槽112，而滚轮100上的沟槽106则在高分子材料层108的表面116上制造出锯齿结构110。
目前，在制作滚轮100时，通常是利用钻石刀具来切削滚轮100的表面102，以在滚轮100的表面102制作出沟槽106，进而在滚轮100的表面102上限定出锯齿结构104。然而，随着平面显示器的尺寸的大型化，背光模块的尺寸及其内的光学增亮膜的尺寸也日益增加，因此滚轮100的尺寸也随之朝大型化的趋势发展。如此一来，滚轮100的表面102的微沟槽106的加工量势必大幅增加，且加工时间也越来越长。再加上，滚轮100的表面102上的结构特征相当细微。
由于在传统制造技术中，是采用单把刀具来进行滚轮表面的微沟槽切削，然面对越来越大量的微细沟槽加工，不仅加工时间无法缩减，钻石刀具的磨耗速度也大增。因此，不仅不利于量产，更导致滚轮的制作成本提高。而且，由于钻石刀具的快速磨耗，更会影响滚轮表面的微沟槽结构的均匀度，进而影响光学增亮膜的制作。
【发明内容】
因此，本发明的目的在于提供一种滚轮微沟槽的加工装置，其刀座上同时设有粗车刀具与精车刀具，以先后执行同一道沟槽的加工，故可降低精车刀具的损耗。
本发明的另一目地在于提供一种滚轮微沟槽的加工装置，其精车刀具的使用寿命增加，因此可减少滚轮微沟槽的加工成本。
本发明的又一目的在于提供一种滚轮微沟槽的加工方法，其先利用粗车刀具去除大量材料以在滚轮表面上粗略形成一微沟槽，再利用精车刀具来精修此一微沟槽的表面，因此可减缓精车刀具的磨耗，而可大幅提升滚轮微沟槽的加工可靠度，并可提高微沟槽的结构精确度。
本发明的再一目的在于提供一种滚轮微沟槽的加工方法，其可在同一切削道次下，同时完成去除大量材料以形成微沟槽、以及微沟槽表面的精修，因此可大大地减少切削道次，而可缩减滚轮加工的切削时间，进而可提升滚轮微沟槽的加工效率。
根据本发明的上述目的，提出一种滚轮微沟槽的加工装置，至少包括：一刀座，其中此刀座的一侧至少设有第一刀具固定口以及第二刀具固定口；一粗车刀具固设于第一刀具固定口中；以及一精车刀具固设于第二刀具固定口中，其中粗车刀具与精车刀具可同时对一滚轮的表面进行切削。
依照本发明一较佳实施例，上述的粗车刀具的材料与精车刀具的材料不同。依照本发明另一较佳实施例，前述的精车刀具是一钻石刀具。
根据本发明的目的，提出一种滚轮微沟槽的加工方法，提供一滚轮微沟槽的加工装置，其中此滚轮微沟槽的加工装置至少包括一刀座，且刀座的一侧至少设有一粗车刀具以及一精车刀具；提供一滚轮，设置在刀座的前述侧之前，以使粗车刀具与精车刀具正对滚轮；利用粗车刀具对滚轮进行至少一第一切削步骤，以在滚轮的一表面形成至少一第一微沟槽；以及对滚轮进行至少一第二切削步骤，以利用粗车刀具在滚轮的表面形成至少一第二微沟槽，同时利用精车刀具精修至少一第一微沟槽的表面。
依照本发明一较佳实施例，上述粗车刀具的切深大于精车刀具的切深。
【附图说明】
图1是一般制作光学增亮片时的装置示意图图1；
图2是依照本发明一较佳实施例的一种滚轮微沟槽的加工装置的立体示意图；
图3是依照本发明一较佳实施例的一种滚轮微沟槽的加工装置的操作示意图；
图4是依照本发明一较佳实施例的一种滚轮微沟槽的加工方法的实施示意图。
主要元件符号说明
100：滚轮 102：表面
104：锯齿结构 106：沟槽
108：高分子材料层 110：锯齿结构
112：沟槽 114：光学增亮膜
116：表面 200：加工装置
202：刀座 204：粗车刀具
206：精车刀具 208：刀具固定口
210：刀具固定口 212：基座
214：滑槽 216：基座
218：滑动件 220：滑轨
222：方向 224：方向
226：滚轮 228：间距
230：距离 232：微沟槽
234：微沟槽
【具体实施方式】
本发明揭露一种滚轮微沟槽的加工装置与加工方法。为了使本发明的叙述更加详尽与完备，可参照下列描述并配合图2至图4的附图。
请参照图2，其是绘示依照本发明一较佳实施例的一种滚轮微沟槽的加工装置的立体示意图。在一示范实施例中，滚轮微沟槽的加工装置200可用以在一滚轮226(请先参照图3)的表面上进行切削加工而限定出微沟槽结构，其中此滚轮226可为制作光学膜片，例如光学增亮膜，的光学膜片加工滚轮。滚轮微沟槽的加工装置200主要包括刀座202以及至少二刀具，例如粗车刀具204与精车刀具206，其中这些刀具的刀鼻半径均不相同。举例而言，粗车刀具204的刀鼻半径比精车刀具206的刀鼻半径大。刀座202的同一侧上设有数个刀具固定口，例如刀具固定口208与210，其中这些刀具固定口的数量是对应于滚轮微沟槽的加工装置200的刀具数量，因此这些刀具可分别对应固设在刀座202的同一侧上的刀具固定口中，因而这些刀具是以并排方式设置在刀座上202。举例而言，粗车刀具204与精车刀具206分别插入并固定在刀具固定口208与210之中，且呈并排排列状。操作滚轮微沟槽的加工装置200来对滚轮226进行表面微沟槽加工时，是将此滚轮226设置在这些刀具，例如粗车刀具204与精车刀具206的正前方，因此这些刀具可同时对滚轮的表面进行切削处理，而可缩短加工时间。
在一实施例中，这些刀具的材料相同，例如粗车刀具204与精车刀具206的材料相同，其中粗车刀具204与精车刀具206均可为钻石刀具。在另一些实施例中，滚轮微沟槽的加工装置200的所有刀具的材料彼此均不相同，例如粗车刀具204采用碳钢刀具，而精车刀具206则采用钻石刀具，以确保所切削的滚轮微沟槽结构的精确度。由于钻石刀具相当昂贵，但具有高硬度，因此粗车刀具204采用非钻石刀具，且精车刀具206采用钻石刀具的情况下，可兼顾成本与滚轮微沟槽结构的精确度。在其他实施例中，当滚轮微沟槽的加工装置包括三把以上的刀具时，可一部分的刀具采用相同的材料，而另一部分的刀具则采用不同材料。
选择性地，如图2的示范实施例所示，刀座202可进一步包括基座212与216、以及滑动件218，其中刀具固定口208设置在基座212中，且刀具固定口210则设置在另一基座216中，这些刀具固定口208与210均位于刀座202的同一侧。因而，位于刀具固定口208中的粗车刀具204是设置在基座212上，而位于刀具固定口210中的精车刀具206则是设置在另一基座216上。基座212至少设有滑槽214，且滑动件218嵌设于基座212的滑槽214中，其中滑动件218可相对于基座212进行方向222的滑动。滑动件218则包括有滑轨220，且此滑轨220嵌设于基座216的底部中而与基座216结合，其中基座216可沿着滑轨220而滑动，如此一来，使得基座216可相对于另一基座212进行另一方向224的滑动。而由于滑轨220嵌设于基座216的底部，因此当滑动件218相对于基座212进行方向222的滑动，意味着与滑轨220结合的基座216也会随着滑动件218的滑动而相对于基座212进行方向222的滑动。在此示范实施例中，方向222不同于方向224，且方向222较佳地是与方向224垂直。因此，在此实施例中，粗车刀具204在刀座202上的位置固定不动，而精车刀具206在此刀座202上的位置可调整而非固定不动，因此可对精车刀具206进行位置的微调。然，在其他实施例中，所有的刀具在刀座上的位置均可调整变动。
如图3所示，在此示范实施例中，滚轮226设置在粗车刀具204与精车刀具206的正前方，以利粗车刀具204与精车刀具206同时对滚轮226进行表面加工，因而方向222所指较佳地是为精车刀具206朝滚轮226垂直前进或垂直后退的方向。此外，粗车刀具204与精车刀具206在刀座202上呈并排排列，因而方向224所指较佳地是为精车刀具206朝粗车刀具204侧向垂直前进或侧向垂直后退的方向。
在一些实施例中，当滚轮微沟槽的加工装置包括三把以上的刀具时，刀座202可包括一基座212、数个滑动件218以及数量与滑动件218相同的数个基座216，其中基座212设有数量与基座216及滑动件218相同的滑槽214，滑动件218分别对应嵌设在这些滑槽214中。每个滑动件218均包括一滑轨220，而这些滑轨220则分别对应嵌设在基座216的底部中，且每个基座216可沿着滑轨220而滑动，如同上述示范实施例的刀座配置。相同地，每个滑动件218可相对于基座212进行方向222的滑动，而使每个基座216相对于基座212进行方向222的滑动，且每个基座216可相对于另一基座212进行另一方向224的滑动。其中，方向222不同于方向224，且方向222较佳地是与方向224垂直。同样地，基座212与每个基座216均设有一刀具固定口，这些刀具固定口均位于刀座202的同一例，而每个刀具分别对应设置且固定在这些刀具固定口中。通过可滑动的滑动件218与基座216的设计，使得设在基座216上的每把刀具可单独调整定位，且可提供不同切削目的，更可缩短切削时间。
然而，值得注意的一点是，在本发明的其他实施例中，滚轮微沟槽的加工装置的刀座可为单一基座结构，而并不配备有数个位置可相对移动的基座。
请再次参照图2与图3，在此示范实施例中，分别固定在刀座202的刀具固定口208与210中的粗车刀具204与精车刀具206对于欲进行加工的物件，例如滚轮226，分别具有一切深，其中粗车刀具204的切深大于精车刀具206的切深。在一实施例中，每个刀具均具有切深，且每个刀具的切深均不相同。在一较佳实施例中，具有较大切深的刀具，其刀鼻半径较大；而具有较小切深的刀具，其刀鼻半径较小。
在一较佳实施例中，滚轮微沟槽的加工装置的所有刀具是依照每个刀具所具有的切深的大小，而依顺序排列。一般而言，在一刀座中，第一个对滚轮进行切削加工的刀具是设置在所有刀具固定口的第一个，且设于此第一个刀具固定口的刀具的切深是所有刀具中最大的；而设置在紧接于第一个刀具固定口的第二个刀具固定口中的刀具的切深则是所有刀具中次大的；其余刀具按照上述规则依序设置。举例而言，如图2与图3所示，在粗车刀具204与精车刀具206中，粗车刀具204的刀鼻半径较大且切深较大，因此粗车刀具204设置在刀座202的第一个刀具固定口208中；另一方面，精车刀具206的刀鼻半径较小且切深较小，因此精车刀具206设置在刀座202的第一个刀具固定口208的下一个刀具固定口210中。在一较佳实施例中，这些刀具中具有最小切深的刀具较佳地是采用钻石刀具，以利精确修整已形成的微沟槽的表面。
请参照图4，其是绘示依照本发明一较佳实施例的一种滚轮微沟槽的加工方法的实施示意图，且请一并参照图2与图3。在一示范实施例中，可先提供滚轮微沟槽的加工装置200。同时，提供滚轮226，并使滚轮226的侧表面正对滚轮微沟槽的加工装置200的粗车刀具204与精车刀具206，其中精车刀具206与滚轮226的侧表面之间的距离略小于粗车刀具204与滚轮226的侧表面之间的距离。由于欲限定在滚轮226表面上的相邻二沟槽232与234之间的间距228通常远小于粗车刀具204与精车刀具206之间的距离230，因此在一实施例中，粗车刀具204对快速滚动的滚轮226进行数次切削，而在滚轮226侧表面上形成数个粗具雏形的微沟槽232后，设在粗车刀具204之后的精车刀具206才开始对第一个形成的微沟槽232的表面进行切削，而精修此微沟槽232的表面，进而完成结构完备的微沟槽234。由于粗车刀具204的切深大于精车刀具206，且粗车刀具204的刀鼻半径大于精车刀具206的刀鼻半径，因此先利用粗车刀具204移除滚轮226的一表面局部区域上的大量材料，而在滚轮226表面上形成仅具雏形的微沟槽232，随后再利用精车刀具206精雕此仅具雏形的微沟槽232，而将此仅具雏形的微沟槽232修成符合所需结构的微沟槽234。如此一来，可降低精车刀具206的耗损，而可延长精车刀具206的使用寿命，更可缩减制作工艺成本。此外，由于滚轮226的微沟槽234制作中，大多数的制作工艺时间中是同时利用粗车刀具204来去除形成微沟槽234时所需移除的滚轮材料中的大部分材料，与利用精车刀具206来精修仅具雏形的微沟槽232的表面，因此可大大地缩短制作工艺时间。
在另一实施例中，若所需的滚轮微沟槽的间距等于粗车刀具204与精车刀具206之间的距离230时，则在利用粗车刀具204进行一切削步骤而在滚轮226表面形成仅具雏形的微沟槽232后，紧接着的下一道切削步骤即可同时利用精车刀具206来精修此微沟槽232而完成微沟槽234，并利用粗车刀具204在滚轮226表面形成另一仅具雏形的微沟槽232。
最后，当粗车刀具204完成整个滚轮226的切削程序后，后续即单独利用精车刀具206来进行切削，以完成前方尚未修整的微沟槽232的表面精修，而完成滚轮226上的所有微沟槽234。因此，从上述实施例可知，每个符合所需结构的微沟槽需经至少二不同刀具所进行的至少二道切削。
由上述示范实施例可知，本发明的实施例的一优点就是因为滚轮微沟槽的加工装置的刀座上同时设有粗车刀具与精车刀具，以先后执行同一道沟槽的加工，故可降低精车刀具的损耗。
由上述示范实施例可知，本发明的实施例的另一优点就是因为滚轮微沟槽的加工装置的精车刀具的使用寿命增加，因此可减少滚轮微沟槽的加工成本。
由上述示范实施例可知，本发明的实施例的又一优点就是因为滚轮微沟槽的加工方法是先利用粗车刀具去除大量材料以在滚轮表面上粗略形成一微沟槽，再利用精车刀具来精修此一微沟槽的表面，因此可减缓精车刀具的磨耗，而可大幅提升滚轮微沟槽的加工可靠度，并可提高微沟槽的结构精确度。
由上述示范实施例可知，本发明的实施例的再一优点就是因为滚轮微沟槽的加工方法可在同一切削道次下，同时完成去除大量材料以形成微沟槽、以及微沟槽表面的精修，因此可大大地减少切削道次，而可缩减滚轮加工的切削时间，进而可提升滚轮微沟槽的加工效率。
虽然结合以上一较佳实施例揭露了本发明，然而其并非用以限定本发明，任何在此技术领域中熟悉此技术者，在不脱离本发明的精神和范围内，可作各种的更动与润饰，因此本发明的保护范围应以附上的权利要求所界定的为准。