CN103482860B - 激光切割装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种激光切割装置，包括支架及可滑动的设置于支架上的两个透镜。透镜的入射面为向外突出的柱面，故激光光束从入射面入射时，透镜会在沿入射面准线的方向对激光光束起到汇集作用。由于激光光束需依次通过两个平行设置的透镜，且两个透镜的入射面的直母线垂直。因此，通过两个透镜的激光光束在两个垂直的方向被压缩。改变两个透镜的位置可分别调节激光光束在两个垂直方向的压缩程度，从而对切割点的光斑大小实现调节。在上述激光切割装置中，通过滑动透镜便可改变两个透镜的高度，进而实现光斑大小的调节，而且，透镜滑动所改变的距离是连续变化的，可精确实现极小的位移，从而使得调节的精准度也大大提高。
Description
技术领域
本发明涉及激光应用技术，特别是涉及一种激光切割装置。
背景技术
传统的玻璃切割采用机械方法，随着市场需求的不断增加，制造业对产能、成品率和玻璃质量的要求越来越高，机械方法已经越来越不适合目前的工艺要求。激光切割玻璃不会产生微裂纹，大大提高了良率，而且省去了后续的打磨工艺。激光切割不但提高产能，而且增加了出产效率。因此，激光玻璃切割技术已经成为未来的发展方向，在不久的未来将全面取代现有的机械切割工艺。
随着行业的不断发展，对玻璃切割的质量也在不断的提高。其中，影响切割质量的一个重要因素是激光光斑的形状和尺寸。然而，在传统的激光切割装置中，固定功率的激光光束的光斑大小是固定的，若需要改变激光的光斑大小及形状，则需要移动激光器或者调节激光器的功率。因此，传统的激光切割装置改变光斑尺寸极不方便，且对于光斑尺寸的调节不够精准。
发明内容
基于此，有必要提供一种可方便调节光斑尺寸，且可提高调节精准度的激光切割装置。
一种激光切割装置，包括：
支架，起支撑作用；及
透镜，为两个，所述透镜包括：
入射面，所述入射面为向外凸出的柱面，所述柱面以一直线为直母线，并以一段圆弧为准线；
出射面，所述出射面为平面，并与所述入射面相对设置；
连接所述入射面与所述出射面的侧面；
其中，两个所述透镜可滑动地设于所述支架上且相互间隔设置，两个所述透镜沿其光轴滑动，两个所述透镜相互平行，且其中一个所述透镜入射面的直母线与另一个所述透镜入射面的直母线垂直。
在其中一个实施例中，所述支架上设有第一导轨及相对于所述第一导轨平行设置的第二导轨，两个所述透镜分别设于所述第一导轨及所述第二导轨上，且沿所述第一导轨及所述第二导轨可滑动。
在其中一个实施例中，还包括两个连接板，两个所述透镜分别可转动地设于所述两个连接板上，两个所述连接板分别设于所述第一导轨及所述第二导轨。
在其中一个实施例中，还包括两个皮带轮，所述两个皮带轮分别与两个所述透镜传动连接，用于驱动两个所述透镜分别沿所述第一导轨及所述第二导轨滑动。
在其中一个实施例中，所述透镜由玻璃或树脂制成。
在其中一个实施例中，所述透镜的形状为圆形或矩形。
上述激光切割装置，透镜的入射面为向外突出的柱面，故激光光束从入射面入射时，透镜会在沿入射面准线的方向对激光光束起到汇集作用。由于激光光束需依次通过两个平行设置的透镜，且两个透镜的入射面的直母线垂直。因此，通过两个透镜的激光光束在两个垂直的方向被压缩。改变两个透镜的位置可分别调节激光光束在两个垂直方向的压缩程度，从而对切割点的光斑大小实现调节。在上述激光切割装置中，通过滑动透镜便可改变两个透镜的高度，进而实现光斑大小的调节，而且，透镜滑动所改变的距离是连续变化的，可精确实现极小的位移，从而使得调节的精准度也大大提高。
附图说明
图1为本发明较佳实施例中激光切割装置的结构示意图；
图2为图1所示激光切割装置中透镜的结构示意图；
图3为图2所示透镜沿入射面的准线方向的截面图；
图4为图2所示透镜沿入射面的直母线方向的截面图。
具体实施方式
为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的较佳实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容的理解更加透彻全面。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
请参阅图1，本发明较佳实施例中的激光切割装置100包括支架110、透镜120、连接板130及皮带轮140。
支架110可由不锈钢、铜、铝合金等金属制成，也可由木材制成。支架110起支撑作用。此外，支架110还可用于固定产生激光光束的激光器。
请一并参阅图2，透镜120为两个，透镜120包括入射面121、出射面123及侧面125。
入射面121为向外突出的柱面，柱面以一直线为直母线，并以一段圆弧为准线。出射面123为平面，并与入射面121相对设置。侧面125用于连接入射面121与出射面123。侧面125的形状根据透镜120的整体形状不同而变化，可为多个平面的组合、多个曲面的组合已经平面与曲面的组合。
在本实施例中，透镜120由玻璃或树脂制成。玻璃和树脂具有良好的光学性质，且不易被损坏。可以理解，在其他实施例中，塑料以及其他一切透明的光学材料均可用于制作透镜120。
在本实施例中，透镜120的形状为圆形或矩形。圆形和矩形属于规则形状，便于透镜120的安装和制备。可以理解，在其他实施例中，透镜120还可为三角形、多边形或者不规则的形状，透镜120只需满足其入射面121为柱面，出射面123为平面即可。
如图3及图4所示，沿透镜120的直母线方向进行截面，截得入射面121为直线。因此，在沿入射面121的直母线方向，透镜120相当于平面镜。当激光光束从入射面121入射时，不会在入射面121的直母线方向上发生汇集或发散。沿透镜120的准线方向进行截面，截得入射面121为向外突出的弧线。因此，在沿入射面121的准线方向，透镜120相当于凸透镜，对光线有汇集作用。当激光光束从入射面121入射，会在沿入射面121的准线方向发生汇集。
请继续参阅图1及图2，两个透镜120可滑动地设于支架110上且相互间隔设置。两个透镜120沿其光轴的方向滑动。两个透镜120相互平行，且其中一个透镜120的入射面121的直母线与另一个透镜120的入射面121的直母线垂直。当激光切割装置100用于切割时，激光器发出的激光光束依次穿过两个平行设置的透镜120。
激光光束通过第一个透镜120时，沿该透镜120入射面的准线方向分布的光线相当于穿过凸透镜，故激光光束在沿该透镜120的入射面的准线方向上被压缩。接着，从出射面123出射的激光光束从第二个透镜120的入射面121入射。同理，激光光束通过第二个透镜120时，激光光束在沿该透镜120入射面的准线方向上被压缩。由于两个透镜120的入射面的直母线垂直，故沿两个透镜120的准线方向也垂直。因此，通过两个透镜120的激光光束在两个垂直的方向被压缩，从而使得激光光束的光斑尺寸发生改变。
进一步的，根据光线折射的原理，透镜120距离切割点的位置不同，则到导致切割点处光斑的尺寸不同。具体的，在透镜120的焦距范围内，透镜120距离切割点的距离越小，则光斑尺寸越大；透镜120距离切割点的距离越大，则光斑尺寸越小。因此，沿支架110滑动透镜120，可实现对光斑尺寸的调节。
使用激光切割装置100进行切割，当需要调节光斑尺寸时，通过滑动透镜120即可实现。而且，透镜120沿支架110滑动所改变的距离是连续变化的，可精确实现极小的位移，从而使得调节的精准度也大大提高。
在本实施例中，支架110上设有第一导轨112及相对于第一导轨112平行设置的第二导轨114。两个透镜120分别设于第一导轨112及第二导轨114上，且沿第一导轨112及第二导轨114可滑动。导轨可对于透镜120的滑动起到限定作用，从而防止透镜120在滑动过程中偏离预设位置而需要重新校正。
两个连接板130为两个。两个透镜120分别可转动地设于两个连接板130上，两个连接板130分别设于第一导轨112及所述第二导轨114。具体在本实施例中，两个透镜120分别通过两个连接板130设于第一导轨112及第二导轨114上。由于透镜120可在连接板130上转动。因此，通过连接板130可调节透镜120的倾斜角度，从而便于激光光束与透镜120对准。
可以理解，在其他实施例中，连接板130可省略，而直接将透镜120设于第一导轨112及第二导轨114上。
进一步的，皮带轮140为两个，两个皮带轮140分别与两个透镜120传动连接，用于驱动两个透镜120分别沿第一导轨112及第二导轨114滑动。具体的，皮带轮140可以电机传动连接，电机转动，从而带动透镜120沿支架110升降。
可以理解，在其他实施例中，皮带轮140可省略，而可采用手动的防止驱动透镜120沿支架110升降。
激光切割装置100，透镜120的入射面121为向外突出的柱面，故激光光束从入射面121入射时，透镜120会在沿入射面121准线的方向对激光光束起到汇集作用。由于激光光束需依次通过两个平行设置的透镜120，且两个透镜120的入射面的直母线垂直。因此，通过两个透镜120的激光光束在两个垂直的方向被压缩。改变两个透镜120的位置可分别调节激光光束在两个垂直方向的压缩程度，从而对切割点的光斑大小实现调节。在激光切割装置100中，通过滑动透镜120便可改变两个透镜120的高度，进而实现光斑大小的调节，而且，透镜120滑动所改变的距离是连续变化的，可精确实现极小的位移，从而使得调节的精准度也大大提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (3)
1.一种激光切割装置，其特征在于，包括：
支架，起支撑作用；及
透镜，为两个，所述透镜包括：
入射面，所述入射面为向外凸出的柱面，所述柱面以一直线为直母线，并以一段圆弧为准线；
出射面，所述出射面为平面，并与所述入射面相对设置；
连接所述入射面与所述出射面的侧面；
其中，两个所述透镜可滑动地设于所述支架上且相互间隔设置，两个所述透镜沿其光轴滑动，两个所述透镜相互平行，且其中一个所述透镜入射面的直母线与另一个所述透镜入射面的直母线垂直；
所述支架上设有第一导轨及相对于所述第一导轨平行设置的第二导轨，两个所述透镜分别设于所述第一导轨及所述第二导轨上，且沿所述第一导轨及所述第二导轨可滑动；
所述激光切割装置还包括两个连接板，两个所述透镜分别可转动地设于所述两个连接板上，两个所述连接板分别设于所述第一导轨及所述第二导轨；
所述激光切割装置还包括两个皮带轮，所述两个皮带轮分别与两个所述透镜传动连接，用于驱动两个所述透镜分别沿所述第一导轨及所述第二导轨滑动。
2.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述透镜由玻璃或树脂制成。
3.根据权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于，所述透镜的形状为圆形或矩形。
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