[发明专利]一种激光玻璃焊接控制系统及方法

说明书

本发明公开一种激光玻璃焊接控制系统，包括主控装置、运动控制装置、运动平台、拍摄装置、测距装置、激光焊接装置和外光路系统，所述主控装置与运动控制装置、拍摄装置和测距装置连接，所述运动控制装置与激光焊接装置和运动平台连接，所述运动控制装置用于调节运动平台与激光焊接装置之间的相对距离，所述外光路系统用于将激光入射到待焊接件上，所述待焊接件置于运动平台上。本发明还公开一种激光玻璃焊接控制方法。本发明能够降低焦面位置变化对焊接效果的影响，解决玻璃焊接过程中激光功率突然变化带来的重点问题及平台移动速度不均匀带来的焊接效果不均匀问题，保证激光玻璃焊接效果的一致性和稳定性。

技术领域

本发明涉及激光焊接加工技术领域，尤其涉及一种激光玻璃焊接控制系统及方法。

背景技术

玻璃作为一种非晶无机非金属材料,凭借化学特性稳定、透明、硬度高、美观等优势,在医疗、航天、建筑、日用、艺术、医疗、化学、电子、仪表、核工程等领域具有广泛的应用。

玻璃的广泛应用带动了玻璃加工方法、工艺、设备的快速发展。市场对玻璃焊接的需求快速增加，传统的玻璃成型、切割工艺无法满足复杂的应用需求。

传统的激光玻璃焊接工艺是在焊接界面处出添加焊接辅料，然后使激光聚焦到辅料上。辅料先融化再凝固，这样两块玻璃就连接在了一起。由于焊接处添加的焊料通常不具备玻璃“中性”、化学性质稳定的特点，易腐蚀、老化，通过这种方式焊接出来的玻璃产品的应用场景具有很大的局限性。

目前不添加辅料、采用超快激光器对玻璃直接焊接，成为热门的研究方向。相较于传统焊接中的金属材料，由于玻璃材料具有平整度差、硬度高、脆性大、内部应力大等特点，且超快激光器具有焦深较短等特点，因此在直接玻璃焊接中会遇到以下难题：

(1)玻璃材料平整度差、硬度高，焊接面贴合难度大，焊接焦面位置变化较大导致焊接效果不一致；

(2)玻璃内部应力大，在焊接过程中(特别是激光器出光关光时)激光能量变化较快时焊接效果差异大，甚至会出现裂纹；

(3)玻璃材料加工一致性较差，尺寸波动大，同一种产品也难以采用固定的加工模板进行加工；

上述问题导致激光焊接中，焊接效果不稳定，难以批量生产。因此，有必要提出一种激光玻璃焊接控制系统及方法，以解决现有技术中存在的至少一个问题。

发明内容

本发明的目的是针对现有技术存在的问题，提供一种激光玻璃焊接控制系统及方法，保证激光玻璃焊接效果的一致性和稳定性。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：

一种激光玻璃焊接控制系统，包括主控装置、运动控制装置、运动平台、拍摄装置、测距装置、激光焊接装置和外光路系统，所述主控装置与运动控制装置、拍摄装置和测距装置连接，所述运动控制装置与激光焊接装置和运动平台连接，所述运动控制装置用于调节运动平台与激光焊接装置之间的相对距离，所述外光路系统用于将激光入射到待焊接件上，所述待焊接件置于运动平台上。

优选地，所述运动控制装置与激光焊接装置连接，通过移动激光焊接装置来控制焊接头与待焊接件之间的相对距离。

优选地，所述运动控制装置与运动平台连接，通过移动运动平台来控制激光焊接装置的焊接头与待焊接件之间的相对距离。

一种激光玻璃焊接控制方法，包括：

抓取焊接区域的轮廓，生成加工模板；

测量焊接路径不同位置的焦面高度，保存到加工模板中；

设置焊接路径不同位置的激光功率，使相邻位置之间的激光功率在预定范围内线性变化，并保存到加工模板中；