[發明專利]一種快速精確激光切割三維弧面玻璃的裝置與方法

有效

• 申請號: 201810369320.2
• 申請日: 2018-04-23
• 公開（公告）號: CN108395089B
• 公開（公告）日: 2020-04-10
• 發明（設計）人: 郭幫勛;盧巍;江成平
• 申請（專利權）人: 浙江圣石激光科技股份有限公司
• 主分類號: C03B33/04
• 分類號: C03B33/04;C03B33/08
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種快速精確激光切割三維弧面玻璃的裝置，其特征是：包括支架，用于放置三維弧面玻璃的擱放平臺，移動定位機構、高速激光系統及控制系統，其中，所述的擱放平臺設置在移動定位機構上并在移動定位機構作用下沿X軸或Y軸方向移動，高速激光系統設置在支架上且高速激光系統位于擱放平臺上方；所述的高速激光系統包括接觸頭及聚焦鏡，聚焦鏡接收激光并將激光的聚焦點聚焦在三維弧形玻璃整個厚度內外，所述的聚焦鏡與接觸頭始終保持位置相對固定，所述的接觸頭具有一向下延伸的且始終與三維弧面玻璃表面接觸的頂點，在頂點處設有供激光射出的通孔，接觸頭始終與三維弧面玻璃表面保持90度垂直；擱放平臺移動時，接觸頭在自身重力作用下跟隨三維弧形玻璃表面輪廓上下移動，并使頂點始終與三維弧形玻璃表面保持接觸。

2.根據權利要求1所述的裝置，其特征是：所述的高速激光系統還包括縱向設置的直線軸承與中空光軸，中空光軸與直線軸承套接在一起，直線軸承通過一固定座固定設置在支架上，接觸頭遮罩于聚焦鏡外，聚焦鏡設置于中空光軸下端，接觸頭也連接于中空光軸下端，所述中空光軸上端透過固定座連接有防墜環。

3.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：中空光軸與防墜環螺紋連接，防墜環卡接于固定座上端面。

4.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：所述的支架包括水平支架與Z向支架，所述的高速激光系統還包括高速激光器，反射鏡與波片，高速激光器、反射鏡設置在水平支架上，波片通過波片支架固定連接于固定座上，波片中心正對中空光軸；Z向支架連接于水平支架，固定座設置在Z向支架上。

5.根據權利要求4所述的裝置，其特征是：在Z向支架上設有Z向直線電機，所述的固定座受Z向直線電機驅動在Z向方向上下移動。

6.根據權利要求2所述的裝置，其特征是：所述的接觸頭包括座體及一倒錐形體，所述的頂點為倒錐形體的尖端，座體與中空光軸下端螺紋連接，聚焦鏡承托于倒錐形體內。

7.根據權利要求1所述的裝置，其特征是：移動定位機構包括至少兩個X向移動臺和一個Y向移動臺，所述的X向移動臺均同時與Y向移動臺相連，擱放平臺設置在X向移動臺上。

8.根據權利要求7所述的裝置，其特征是：所述的X向移動臺連接有一X向直線電機，擱放平臺在X向直線電機作用下沿X軸方向移動；Y向移動臺連接有一Y向直線電機，X向移動臺在Y向直線電機作用下沿Y軸方向移動。

9.根據權利要求1所述的裝置，其特征是：還包括有用于取放料的三維機械手，所述的三維機械手與擱放平臺相配合。

10.根據權利要求1所述的裝置，其特征是：擱放平臺上設有多個用于夾緊玻璃的定位柱，所述定位柱設置在擱放平臺上表面的滑槽內，定位柱在擱放平臺內部設置的氣缸的作用來回移動，在放置玻璃后，對玻璃進行夾緊。

11.一種基于權利要求1-9任一項所述裝置的加工方法，其特征是：在控制系統中根據要切割的玻璃形狀、大小預設擱放平臺的運動軌跡，在擱放平臺上放置并固定好三維弧形玻璃后，開啟移動定位機構及高速激光系統，使擱放平臺在移動定位機構的作用下沿預定軌跡在X軸、Y軸方向移動，而高速激光系統發出激光的聚焦點恰好位于接觸頭的頂點處，擱放平臺移動時，接觸頭在自身重力作用下跟隨三維弧形玻璃表面輪廓上下移動，并使頂點始終與三維弧形玻璃表面保持接觸，從而使激光聚焦點沿運動軌跡一周，達到切割之目的。

12.根據權利要求11所述的加工方法，其特征是：移動定位機構包括至少兩個工位，每個工位上都設置有一個擱放平臺，一個擱放平臺的玻璃在加工時，另一個工位可以預備好放料；當前一個工位切割好后，可以進行下料，而準備好的工位則馬上就可以開始切割加工，周而復始。