[发明专利]一种激光切割设备及其切割方法在审
申请号: | 201810782536.1 | 申请日: | 2018-07-17 |
公开(公告)号: | CN108751686A | 公开(公告)日: | 2018-11-06 |
发明(设计)人: | 段光前;黄树平;童杰;程峰 | 申请(专利权)人: | 江苏先河激光技术有限公司 |
主分类号: | C03B33/02 | 分类号: | C03B33/02 |
代理公司: | 广州市红荔专利代理有限公司 44214 | 代理人: | 吴伟文 |
地址: | 223800 江苏省宿*** | 国省代码: | 江苏;32 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 旋转平台 中空 反射镜 龙门架 切割头 工作台 激光切割设备 光电开关 光路 在机 切割 激光器控制 步进电机 激光切割 加工工件 切割效率 吸附平台 轴向旋转 激光器 扩束镜 输出端 遮光片 触发 机座 壳体 正对 转盘 并列 配置 | ||
本发明公开了一种激光切割设备,包括机座、设置在机座内的激光器控制箱、以及设置在机座上的XY轴工作台与龙门架,所述XY轴工作台位于龙门架的下方,在XY轴工作台上设有用于放置加工工件的吸附平台,在龙门架上沿光路依次设有激光器、第一反射镜、扩束镜、第二反射镜及切割头,并装有与XY轴工作台相对的Z轴工作台,所述Z轴工作台上并列设有CCD相机和中空旋转平台,在中空旋转平台侧部连接有步进电机,在中空旋转平台壳体上装有光电开关,所述切割头安装在中空旋转平台的转盘上正对着第二反射镜的光路输出端,在切割头上装有随之旋转并触发光电开关的遮光片。本发明通过配置可轴向旋转的切割头,达到提高激光切割速度和切割效率的目的。
技术领域
本发明涉及激光切割技术领域,更具体地说,尤其涉及一种用于切割玻璃等脆性材料的激光切割设备及其切割方法。
背景技术
激光切割是利用经聚焦的高功率密度激光束照射工件,使被照射的材料迅速熔化、汽化、烧蚀或达到燃点,同时借助与光束同轴的高速气流吹除熔融物质,从而实现将工件割开。
激光切割可分为激光汽化切割、激光熔化切割、激光氧气切割和激光划片与控制断裂四类:1)激光汽化切割多用于极薄金属材料和非金属材料(如纸、布、木材、塑料和橡皮等)的切割;2)激光熔化切割主要用于一些不易氧化的材料或活性金属的切割,如不锈钢、钛、铝及其合金等;3)激光氧气切割主要用于碳钢、钛钢以及热处理钢等易氧化的金属材料;4)激光划片是利用高能量密度的激光在脆性材料的表面进行扫描,使材料受热蒸发出一条小槽,然后施加一定的压力,脆性材料就会沿小槽处裂开;控制断裂是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布,在脆性材料中产生局部热应力,使材料沿小槽断开。
激光切割玻璃是利用激光划片的原理进行切割,但切割效率却比刀轮切割要低。其原因在于:当移动的聚焦光斑作用在玻璃片上的时候,其产生的热应力诱导裂纹并不一定是沿着激光束的前进轨迹,在大部分情况下,裂纹的方向会与光斑前进方向形成一个较大的夹角。这样,当提高光斑移动的速度,斑点之间的距离较大时,连续的激光脉冲打在玻璃上所产生的热应力裂纹不易贯通或靠近,就会使玻璃不易分离。而要想使玻璃能够被分离,必须降低光斑的移动速度,才能使每个斑点产生的裂纹相互贯通或者靠近,完成对玻璃的切割。这样一来,就降低了切割速度。
发明内容
本发明的目的在于针对上述现有技术的不足,提供一种用于切割玻璃等脆性材料的激光切割设备,其切割速度快、精度高,切割出来的玻璃片边缘自然成磨沙效果,强度高,免去了后续的磨边和清洗的工艺流程。
为实现上述目的,本发明采用的技术方案是:一种激光切割设备,包括机座、设置在机座内的激光器控制箱、以及设置在机座上的XY轴工作台与龙门架,所述XY轴工作台位于龙门架的下方,在XY轴工作台上设有用于放置加工工件的吸附平台,在龙门架上沿光路依次设有激光器、第一反射镜、扩束镜、第二反射镜及切割头,并装有与XY轴工作台相对的Z轴工作台,所述Z轴工作台上并列设有CCD相机和中空旋转平台,在中空旋转平台侧部连接有步进电机,在中空旋转平台壳体上装有光电开关,所述切割头安装在中空旋转平台的转盘上正对着第二反射镜的光路输出端,在切割头上装有随之旋转并触发光电开关的遮光片。
本发明激光切割设备的切割方法,包括如下步骤:
(1)将待切割的工件放在抽真空的吸附平台上;
(2)通过激光器控制箱控制开启激光器,激光束经反射、扩束、聚焦后导入切割头;
(3)步进电机工作,经中空旋转平台带动切割头旋转,当旋转到与XY轴工作台中Y轴方向贴合的角度时,步进电机停止,工作台沿Y轴方向前后移动进行切割;
(4)Y轴方向切割完毕后,步进电机再次工作带动切割头旋转,当旋转到与XY轴工作台中X轴方向贴合的角度时,步进电机停止,工作台沿X轴方向左右移动进行切割;
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