[实用新型]切割玻璃用的非对称激光聚焦切割头及激光切割装置

说明书

本实用新型提供了一种切割玻璃用的非对称激光聚焦切割头，包括沿激光束传输方向依次设置的柱面镜和聚焦镜组，所述柱面镜的轴线与激光束传输方向垂直，且柱面镜的平面与激光束传输方向垂直，所述聚焦镜组位于所述柱面镜的聚焦范围内。另外，本实用新型还提供了采用此切割玻璃用的非对称激光聚焦切割头的激光切割装置。该实用新型通过柱面镜的设置可将圆形光束整形为椭圆形光斑，从而使热应力产生的诱导裂纹沿椭圆形光斑的长轴方向发展，并通过同轴旋转非对称激光聚焦切割头，调节聚焦光斑椭圆长轴方向，使玻璃中热应力裂纹的发展方向与激光光斑移动方向一致，大大提高了激光切割玻璃的效率。

技术领域

本实用新型属于激光切割技术领域，具体涉及一种切割玻璃用的非对称激光聚焦切割头及激光切割装置。

背景技术

玻璃作为一种脆性材料，具有透明度好，机械强度高，质地均匀，表面光滑，耐腐蚀等优点，在工农业生产和科学研究中有着广泛的应用。尤其是近年来, 随着 IT 产业的迅速发展，液晶显示器（LCD）和等离子体显示器（PDP）等高科技电子产品的应运而生，并且广泛运用于高清挂壁电视、笔记本电脑、监视器以及通讯设备。而对玻璃进行切割、分离是制成这些玻璃相关器件的关键的一道工序，现有的玻璃切割方法有刀轮切割和激光切割。

采用刀轮切割玻璃片时，会产生玻璃屑且玻璃基板切割后边缘较为锋利，分割精度较差，切割边缘强度变弱（脆），切割工序后面还需要有磨边、抛光、清洗等流程。经过这些处理后，玻璃的边缘强也只能恢复大概30%，并且，采用刀轮切割工艺时，人工手取或手放玻璃基板易对操作员产生身体伤害。

采用激光切割玻璃片时，每一个打在玻璃上的激光点会在激光的焦点处产生热应力裂纹，当打在玻璃上的斑点距离足够近，每个斑点产生的裂纹相互贯通或者靠近时，只要再施加一定的外力，就可以使玻璃板沿着所产生的裂纹，实现分离，激光切割出来的玻璃片边缘自然成磨沙效果，强度高，同时免去了后续的磨边和清洗的工艺流程，是一种先进的玻璃切割、分离的解决方案。然而，如图1所示，现有圆形激光束经过激光切割头后产生圆形的聚焦光斑，而对于此种圆形聚焦光斑，当移动的聚焦光斑作用在玻璃片上时，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，必须减小光斑的移动速度，才能使每个斑点产生的裂纹相互贯通或靠近，完成对玻璃切割，这样使得激光切割速度大大降低。

实用新型内容

本实用新型的目的是克服现有激光切割玻璃片的热应力诱导裂纹与光斑移动方向不一致而降低激光切割速度，影响切割效率的问题。

为此，本实用新型提供了一种切割玻璃用的非对称激光聚焦切割头，包括沿激光束传输方向依次设置的柱面镜和聚焦镜组，所述柱面镜的轴线与激光束传输方向垂直，且柱面镜的平面与激光束传输方向垂直，所述聚焦镜组位于所述柱面镜的聚焦范围内。

进一步的，所述柱面镜为平凸柱面镜。

进一步的，所述聚焦镜组包括一个或多个聚焦透镜，且多个聚焦透镜依次间隔设置。

本实用新型还提供了一种切割玻璃用的激光切割装置，包括步进电机、中空旋转平台以及上述非对称激光聚焦切割头，所述步进电机通过中空旋转平台与非对称激光聚焦切割头连接，且中空旋转平台的轴线与非对称激光聚焦切割头的轴线同轴布置。

进一步的，上述切割玻璃用的激光切割装置还包括用于调节非对称激光聚焦切割头高度的Z轴模组。

进一步的，所述中空旋转平台上设有光电开关，所述非对称激光聚焦切割头上设有遮光片，所述遮光片与光电开关对应配合布置。

与现有技术相比，本实用新型的有益效果：