CN108127270A - 玻璃屏体倒角的激光加工系统及其方法 - Google Patents

玻璃屏体倒角的激光加工系统及其方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及玻璃屏体倒角的激光加工系统及方法，皮秒激光器的光路输出端布置有扩束镜，扩束镜的输出光路上布置有反射镜，反射镜反射光路上布置激光切割头，激光切割头的光路输出端正对于用于承载玻璃屏体的运动平台，运动平台的上方布置有CCD对位系统。皮秒激光器发射出激光，由扩束镜对激光进行准直和扩束，改善激光的准直度，使发射的光束直径增大；再通过反射镜将光束反射入射到激光切割头，将激光聚焦成一束光丝，光丝聚焦至运动平台上的玻璃屏体，结合CCD对位系统和运动平台，对玻璃屏体进行指定位置的贯穿式划线。适用于对玻璃屏体进行快速高效切割，通过合适的丝长结构做到一次性贯穿玻璃，划一次就可裂片，切割断面平整无锥度。

Description

玻璃屏体倒角的激光加工系统及其方法
技术领域
本发明涉及一种玻璃屏体倒角的激光加工系统及其方法，属于激光加工技术领域。
背景技术
目前，随着手机“全面屏”概念的普及，要求面板厂或相关模组厂对手机显示屏的四个角进行倒角处理。
传统的加工方式主要有CNC砂轮研磨和激光振镜烧蚀两种加工方案，前者加工方案，加工效率低，研磨过程中需要持续喷水，期间产生的玻璃粉末混于水中污染屏体；后者加工方案，加工过程有严重的热量堆积，切割道有明显的烧灼痕迹，并且存在一定的切割锥度，不利于整个屏体的强度性能。
发明内容
本发明的目的是克服现有技术存在的不足，提供一种玻璃屏体倒角的激光加工系统及其方法。
本发明的目的通过以下技术方案来实现：
玻璃屏体倒角的激光加工系统，特点是：包含皮秒激光器、扩束镜以及激光切割头，皮秒激光器的光路输出端布置有扩束镜，扩束镜的输出光路上布置有反射镜，反射镜反射光路上布置激光切割头，激光切割头的光路输出端正对于用于承载玻璃屏体的运动平台，运动平台的上方布置有CCD对位系统。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述激光切割头内设有用于将激光聚焦为一束光丝的光束整形单元，其光路输出端正对于运动平台上的玻璃屏体。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述皮秒激光器为红外皮秒激光器。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述扩束镜的输出光路上依次布置有三只反射镜，依次为第一反射镜、第二反射镜和第三反射镜。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述运动平台为X-Y轴运动平台。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述X-Y轴运动平台包含X轴运动单元和Y轴运动单元，所述X轴运动单元包含X轴大理石机座、X轴直线导轨、X轴连接板和控制X轴连接板运动的X轴直线电机，X轴直线导轨和X轴直线电机安装于X轴大理石机座上，X轴连接板置于X轴直线导轨上，X轴直线电机与X轴连接板驱动连接，控制X轴连接板沿X轴直线导轨运动；
所述Y轴运动单元包含Y轴大理石机座、Y轴直线导轨、Y轴连接板和控制Y轴连接板运动的Y轴直线电机，Y轴直线导轨和Y轴直线电机安装于Y轴大理石机座上，Y轴连接板置于Y轴直线导轨上，Y轴直线电机与Y轴连接板驱动连接，控制Y轴连接板沿Y轴直线导轨运动；所述Y轴大理石机座连接于X轴连接板上，Y轴直线导轨与X轴直线导轨呈90度夹角。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述X轴大理石机座上安装有X轴光栅尺，Y轴大理石机座上安装有Y轴光栅尺。
进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其中，所述X轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于X轴直线导轨的两端部；Y轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于Y轴直线导轨的两端部。
本发明玻璃屏体倒角的激光加工方法，皮秒激光器发射出激光，由扩束镜对激光进行准直和扩束，改善激光的准直度，使发射的光束直径增大；再通过反射镜将光束反射入射到激光切割头，将激光聚焦成一束光丝，光丝聚焦至运动平台上的玻璃屏体，结合CCD对位系统和运动平台，对玻璃屏体进行指定位置的贯穿式划线。
更进一步地，上述的玻璃屏体倒角的激光加工方法，其中，贯穿式划线成丝切割过程中对划线区形成3～5μm宽的改质层。
本发明与现有技术相比具有显著的优点和有益效果，具体体现在以下方面：
①本发明适用于对玻璃屏体进行快速高效切割，通过合适的丝长结构做到一次性贯穿玻璃，只需要划一次就可以裂片，大大提高了切割效率；
②由于光丝极细，切割断面非常平整，并且无锥度，综合效果和效率都要优于CNC研磨和振镜烧蚀等加工方式；
③切割断面平整无锥度，加工过程清洁环保。
附图说明
图1：本发明的结构示意图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现详细说明具体实施方案。
如图1所示，玻璃屏体倒角的激光加工系统，包含皮秒激光器1、扩束镜2以及激光切割头6，皮秒激光器1为红外皮秒激光器，皮秒激光器1的光路输出端布置有扩束镜2，扩束镜2的输出光路上布置有反射镜，反射镜反射光路上布置激光切割头6，激光切割头6内设有用于将激光聚焦为一束光丝的光束整形单元，激光切割头6的光路输出端正对于用于承载玻璃屏体8的运动平台，运动平台9的上方布置有CCD对位系统7。
其中，扩束镜2的输出光路上依次布置有三只反射镜，依次为第一反射镜3、第二反射镜4和第三反射镜5。
运动平台9为X-Y轴运动平台，X-Y轴运动平台包含X轴运动单元和Y轴运动单元，X轴运动单元包含X轴大理石机座、X轴直线导轨、X轴连接板和控制X轴连接板运动的X轴直线电机，X轴直线导轨和X轴直线电机安装于X轴大理石机座上，X轴连接板置于X轴直线导轨上，X轴直线电机与X轴连接板驱动连接，控制X轴连接板沿X轴直线导轨运动；
Y轴运动单元包含Y轴大理石机座、Y轴直线导轨、Y轴连接板和控制Y轴连接板运动的Y轴直线电机，Y轴直线导轨和Y轴直线电机安装于Y轴大理石机座上，Y轴连接板置于Y轴直线导轨上，Y轴直线电机与Y轴连接板驱动连接，控制Y轴连接板沿Y轴直线导轨运动；所述Y轴大理石机座连接于X轴连接板上，Y轴直线导轨与X轴直线导轨呈90度夹角。
X轴大理石机座上安装有X轴光栅尺，Y轴大理石机座上安装有Y轴光栅尺。X轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于X轴直线导轨的两端部；Y轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于Y轴直线导轨的两端部。
具体应用时，皮秒激光器1发射出激光，由扩束镜2对激光进行准直和扩束，改善激光的准直度，使发射的光束直径增大；再通过第一反射镜3、第二反射镜4和第三反射镜5将光束反射入射到激光切割头6，反射镜折转光路至切割头内，将激光聚焦成一束光丝，光丝汇聚聚焦至运动平台9上的玻璃屏体8，结合CCD对位系统7和运动平台9，对玻璃屏体8进行指定位置的贯穿式划线，成丝切割过程中对划线区形成3～5μm宽的改质层。玻璃并不会自行分离，通常再辅助以人工裂片或者其他机械方式裂片。
综上所述，本发明适用于对玻璃屏体进行快速高效切割，通过合适的丝长结构做到一次性贯穿玻璃，只需要划一次就可以裂片，大大提高了切割效率；同时由于光丝极细，切割断面非常平整，并且无锥度，综合效果和效率都要优于CNC研磨和振镜烧蚀等加工方式。其切割断面平整无锥度，加工过程清洁环保。
需要说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施方式，并非用以限定本发明的权利范围；同时以上的描述，对于相关技术领域的专门人士应可明了及实施，因此其它未脱离本发明所揭示的精神下所完成的等效改变或修饰，均应包含在申请专利范围中。

Claims (10)

1.玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：包含皮秒激光器(1)、扩束镜(2)以及激光切割头(6)，皮秒激光器(1)的光路输出端布置有扩束镜(2)，扩束镜(2)的输出光路上布置有反射镜，反射镜反射光路上布置激光切割头(6)，激光切割头(6)的光路输出端正对于用于承载玻璃屏体(8)的运动平台(9)，运动平台(9)的上方布置有CCD对位系统(7)。
2.根据权利要求1所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述激光切割头(6)内设有用于将激光聚焦为一束光丝的光束整形单元，其光路输出端正对于运动平台(9)上的玻璃屏体(8)。
3.根据权利要求1所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述皮秒激光器(1)为红外皮秒激光器。
4.根据权利要求1所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述扩束镜(2)的输出光路上依次布置有三只反射镜，依次为第一反射镜(3)、第二反射镜(4)和第三反射镜(5)。
5.根据权利要求1所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述运动平台(9)为X-Y轴运动平台。
6.根据权利要求1或5所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述X-Y轴运动平台包含X轴运动单元和Y轴运动单元，所述X轴运动单元包含X轴大理石机座、X轴直线导轨、X轴连接板和控制X轴连接板运动的X轴直线电机，X轴直线导轨和X轴直线电机安装于X轴大理石机座上，X轴连接板置于X轴直线导轨上，X轴直线电机与X轴连接板驱动连接，控制X轴连接板沿X轴直线导轨运动；
所述Y轴运动单元包含Y轴大理石机座、Y轴直线导轨、Y轴连接板和控制Y轴连接板运动的Y轴直线电机，Y轴直线导轨和Y轴直线电机安装于Y轴大理石机座上，Y轴连接板置于Y轴直线导轨上，Y轴直线电机与Y轴连接板驱动连接，控制Y轴连接板沿Y轴直线导轨运动；所述Y轴大理石机座连接于X轴连接板上，Y轴直线导轨与X轴直线导轨呈90度夹角。
7.根据权利要求6所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述X轴大理石机座上安装有X轴光栅尺，Y轴大理石机座上安装有Y轴光栅尺。
8.根据权利要求6所述的玻璃屏体倒角的激光加工系统，其特征在于：所述X轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于X轴直线导轨的两端部；Y轴大理石机座上安装有两限位缓冲器，分别位于Y轴直线导轨的两端部。
9.权利要求1所述的装置实现玻璃屏体倒角的激光加工方法，其特征在于：皮秒激光器(1)发射出激光，由扩束镜(2)对激光进行准直和扩束，改善激光的准直度，使发射的光束直径增大；再通过反射镜将光束反射入射到激光切割头(6)，将激光聚焦成一束光丝，光丝聚焦至运动平台(9)上的玻璃屏体(8)，结合CCD对位系统(7)和运动平台(9)，对玻璃屏体(8)进行指定位置的贯穿式划线。
10.根据权利要求9所述的玻璃屏体倒角的激光加工方法，其特征在于：贯穿式划线成丝切割过程中对划线区形成3～5μm宽的改质层。
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