[發(fā)明專(zhuān)利]用于透明脆性材料的斜向切割補(bǔ)償方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011626223.0
• 申請(qǐng)日: 2020-12-31
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112828474B
• 公開(kāi)（公告）日: 2022-07-05
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王雪輝;成迎虹;溫彬;李曾卓
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 武漢華工激光工程有限責(zé)任公司
• 主分類(lèi)號(hào): B23K26/38
• 分類(lèi)號(hào): B23K26/38;B23K26/402;B23K26/064
• 代理公司: 北京集智東方知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11578
• 代理人: 吳倩;龔建蓉

1.一種用于透明脆性材料的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，包括如下步驟：

設(shè)置加工治具，且所述加工治具具有治具斜面，并傾斜透明脆性材料，使所述透明脆性材料的下表面與治具斜面貼合；

設(shè)置光路補(bǔ)償單元，其與傾斜的透明脆性材料的上表面之間存在空隙，用于補(bǔ)償激光光束射入傾斜的透明脆性材料時(shí)帶來(lái)的像差，使得聚焦于透明脆性材料內(nèi)的激光能量足以沿斜向切割軌跡對(duì)傾斜的透明脆性材料進(jìn)行斜向切割；

激光光束依次經(jīng)過(guò)光路補(bǔ)償單元、光路補(bǔ)償單元和透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣，折射聚焦于傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，并沿斜向切割軌跡完成對(duì)傾斜的透明脆性材料的斜向切割。

2.如權(quán)利要求1所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述透明脆性材料具有相互平行的下表面和上表面。

3.如權(quán)利要求1所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述透明脆性材料包括玻璃或藍(lán)寶石。

4.如權(quán)利要求2所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述治具斜面與水平面的夾角為α，所述斜向切割軌跡與傾斜的透明脆性材料的上表面之間的夾角為β，且α與β互為余角。

5.如權(quán)利要求2所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述光路補(bǔ)償單元的折射率與透明脆性材料相同。

6.如權(quán)利要求1所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，“激光光束依次經(jīng)過(guò)光路補(bǔ)償單元以及光路補(bǔ)償單元、透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣折射聚焦于傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，并沿斜向切割軌跡完成對(duì)傾斜的透明脆性材料的斜向切割”的過(guò)程包括如下步驟：

控制加工治具、傾斜的透明脆性材料同步沿Z向移動(dòng)至預(yù)定位置；

產(chǎn)生并輸出激光光束，且所述激光光束經(jīng)過(guò)擴(kuò)束后從激光切割頭射出，再依次經(jīng)過(guò)光路補(bǔ)償單元、光路補(bǔ)償單元和透明脆性材料之間的空隙內(nèi)的空氣折射到傾斜的透明脆性材料內(nèi)部，且聚焦在斜向切割軌跡上；同時(shí)控制傾斜的透明脆性材料沿垂直于斜向切割軌跡所在平面的方向移動(dòng)，以在傾斜的透明脆性材料的上表面上形成表面切割軌跡，并最終沿斜向切割軌跡完成對(duì)傾斜的透明脆性材料的斜向切割。

7.如權(quán)利要求2所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述光路補(bǔ)償單元為三棱鏡，其具有與傾斜的透明脆性材料的上表面平行的第一斜面、與水平面平行的第二斜面以及分別與第一斜面、第二斜面連接的第三斜面。

8.如權(quán)利要求7所述的斜向切割補(bǔ)償方法，其特征在于，所述第一斜面與傾斜的透明脆性材料的上表面之間形成空隙，且空隙的寬度為1-2mm。

9.一種用于實(shí)現(xiàn)權(quán)利要求1-8任一項(xiàng)所述斜向切割補(bǔ)償方法的斜向切割補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，包括：

加工治具，其具有治具斜面，且所述治具斜面與水平面的夾角為α，所述傾斜透明脆性材料的下表面與治具斜面貼合；

激光器，其用于產(chǎn)生并輸出激光光束；

擴(kuò)束鏡，其用于調(diào)整激光光斑尺寸及發(fā)散角；

激光切割頭，其用于對(duì)經(jīng)擴(kuò)束鏡輸出的激光光束進(jìn)行光束整形；

光路補(bǔ)償單元，其與傾斜的透明脆性材料的上表面之間存在空隙，用于補(bǔ)償經(jīng)過(guò)激光切割頭射出的激光光束射入傾斜的透明脆性材料時(shí)帶來(lái)的像差，使得聚焦于透明脆性材料內(nèi)的激光能量足以沿斜向切割軌跡對(duì)傾斜的透明脆性材料進(jìn)行斜向切割；

移動(dòng)平臺(tái)，其用于在激光器出光前帶動(dòng)所述加工治具、傾斜的透明脆性材料同步沿Z向移動(dòng)至預(yù)定位置，以及在激光器出光后帶動(dòng)所述加工治具、傾斜的透明脆性材料同步沿垂直于斜向切割軌跡所在平面的方向移動(dòng)；

以及控制系統(tǒng)，其連接所述激光器以及移動(dòng)平臺(tái)，其用于控制激光器出光；以及控制移動(dòng)平臺(tái)運(yùn)動(dòng)。

10.如權(quán)利要求9所述的斜向切割補(bǔ)償系統(tǒng)，其特征在于，所述激光切割頭為貝塞爾切割頭。