[发明专利]一种分束激光多工位分时切割机及加工方法

说明书

技术领域

本发明涉及激光加工设备领域，特别是一种分束激光多工位分时切割机。本发明还涉及物料的分束激光多工位分时加工方法。

背景技术

显示行业玻璃基片是一种超薄、大幅面的特种玻璃材料，它是构成显示面板的关键元件。显示玻璃基片的质量好坏，直接决定了其后相关应用产品(如液晶电视、液晶显示器、手机屏)的生产成本和市场价值。常规的切割玻璃基片加工方法是采用金刚石砂轮片或硬质合金轮划线切割的机械切割方式；用该方法切割，不可避免的会在玻璃表面产生碎屑，需要增加清洗、打磨等后续流程；同时，在基片表面清洗工序中，微小碎粒屑还可能造成对玻璃表面的损伤；另外，传统的机械切割方法由于惯性大，切割小圆弧时效率低下。随着对加工精度的要求越来越高，提高效率、降低生产成本是每个生产厂家必须考虑的问题，机械加工越来越难以适应现代工业的要求，为了提高玻璃基片的成品率，节约原材料成本，方便扩大产能，一种快速、高效、洁净的玻璃基片切割技术是十分必要的。

目前，激光加工已逐步取代机械加工成为常用的显示玻璃等材料的加工方式，但当前工业单头激光切割机仍然效率较低，特别是在精细切割小圆弧时存在速度慢、效果差的问题。激光加工需要一种切割更灵活、速度更快、精度更高的高效激光切割机。

发明内容

为克服现有技术的不足，针对现有激光单头加工效率较低的特点，本发明提供了一种分时分能量的多头激光加工装置和加工方法，采用任务控制系统协调控制加工和上料工序，并利用分光分时原理，充分利用激光的能量，同时控制多个加工头，极大的提高了加工效率。

根据本发明的一方面，提供了一种分束激光多工位分时切割机，包括平台、激光光源、入射机构和加工头，所述平台上固定有平台支架；该分时切割机还包括激光振镜、分束机构、十字移动平台和任务控制系统，其中，所述激光光源的出射激光通过所述入射机构导入所述激光振镜中；所述激光振镜安装在所述平台支架上，激光振镜内包括X轴扫描头、Y轴扫描头和扫描驱动控制器；所述十字移动平台安装在所述平台上，其上固定有若干工位，每个所述工位中安装有所述分束机构和若干所述加工头，所述加工头与分束机构的出射分束激光一一对应，出射分束激光导入相应的加工头中；所述激光光源和扫描驱动控制器的控制端连接所述任务控制系统。

优选的，所述入射机构由偏转反射镜和光束整形器组成，所述偏转反射镜固定在所述平台上，激光光源的出射激光经偏转反射镜偏转后射入光束整形器，光束经整形后导入所述激光振镜。

优选的，所述分时切割机还包括与所述激光振镜固定连接的多个CCD摄像头，所述CCD摄像头位于所述激光振镜下方并随激光振镜整体移动。

优选的，所述分时切割机还包括连接每个所述工位的自动加料机构，所述自动加料机构控制端连接任务控制系统。

优选的，所述分束机构包括分光镜和分束反射镜，每束入射分光镜的激光出射为两束分束激光，使用所述分束反射镜偏转所述分束激光光路至所需方向。

更优选的，所述分束激光光路中还设置有衰减器。

优选的，所述任务控制系统由设定器、数字控制器、位置检测机构和执行机构组成，其中所述设定器连接数字控制器，向所述数字控制器传输加工目标数据；所述位置检测机构采集所述工位上的物料位置信号，其信号端连接所述数字控制器；所述数字控制器连接执行机构，数字控制器根据控制算法进行数据处理并将结果传输给所述执行机构，所述任务控制系统由执行机构发出控制指令。

更优选的，所述位置检测机构为光栅尺。

根据本发明的另一方面，提供了一种分束激光多工位分时加工的方法，包括以下步骤：

步骤1：将加工目标数据输入任务控制系统，任务控制系统进行数据处理后输出控制指令；

步骤2：根据任务控制系统控制指令，通过扫描驱动控制器控制激光振镜出射方向，再将出射激光分束后，控制各分束激光使其焦点均定位在一个工位中各待加工物料的加工初始位置；

步骤3：通过任务控制系统控制激光光源发出激光并入射至所述激光振镜，同时扫描驱动控制器驱动激光振镜进行扫描动作，按照任务控制系统给出的加工数据完成物料加工；

步骤4：一个工位的物料加工完成后，任务控制系统发出控制指令，通过扫描驱动控制器控制改变激光振镜出射方向，使分束激光焦点定位在另一工位中待加工物料的加工初始位置，重复步骤3完成该工位的物料加工；

步骤5：重复步骤4直至全部物料加工完毕。