CN110614446A - 一种切割设备及切割方法 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供了一种切割设备及方法，一种切割设备包括：激光器、转盘以及载台；激光器用于发射激光光束；载台用于承载待切割器件；其中，转盘中集成有至少两种不同的光学器件，所述光学器件用于对所述激光光束的属性进行调整；在进行切割时，通过旋转转盘，可使集成在转盘中的特定光学器件位于激光光束在激光器和载台的光学路径上。本发明实施例提供的切割设备及方法，实现激光光束属性的随时切换，提高对被切割器件的适用性；设备结构简单，减少了拆装的工作量，节省设备空间。

Description

一种切割设备及切割方法

技术领域

本发明实施例涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种切割设备及切割方法。

背景技术

由于激光切割具有切缝狭窄，器件变形小；可实现精密加工、无接触加工；超短脉冲激光热影响较小等优点，被广泛应用于器件切割行业中。

在实际中，由于待切割的器件不同，往往需要的切割激光的属性不同。在进行器件切割前，需要对激光器发出的激光进行调光处理，形成满足特定属性的切割激光。但是现有的激光切割设备因设计不合理，在进行调光处理时，对要对调光器件进行多次拆装，费事费力，导致用户体验差。

发明内容

本发明实施例的目的在于提出一种切割设备及方法，解决了切割设备对不同器件切割适用性差的问题，并且减少了拆装的工作量，节省设备空间。

为达此目的，第一方面，本发明实施例提供了一种切割设备，包括：

激光器、转盘以及载台；

所述激光器用于发射激光光束；

所述载台用于承载待切割器件；

其中，所述转盘中集成有至少两种不同的光学器件，所述光学器件用于对所述激光光束的属性进行调整；在进行切割时，通过旋转所述转盘，可使集成在所述转盘中的特定光学器件位于所述激光光束在激光器和所述载台的光学路径上。

可选地，所述转盘中集成有下述光学器件中的至少两个：

偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记。

可选地，所述转盘中同时集成偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记；

所述转盘上设置有四个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域；

所述第一区域内设置有所述偏振光调节器；

所述第二区域内设置有所述通光孔；

所述第三区域内设置有所述光闸；

所述第四区域内设置有所述对准标记。

可选地，所述光闸为激光吸收阱。

可选地，所述光闸为激光反射模块。；

可选地，当所述光闸为激光反射模块时，所述光闸还包括激光吸收阱，当从所述激光器发射的激光光束经过所述转盘中的所述反射模块时，所述激光吸收阱位于经所述反射模块反射后的激光光束的光学路径上。

可选地，切割设备还包括电机，所述电机与所述转盘相连，用于旋转所述转盘，切换使用所述转盘中的不同光学器件。

可选地，切割设备还包括扩束镜，

所述扩束镜位于所述激光光束在所述激光器和所述转盘之间的光学路径上；或者，所述扩束镜位于所述激光光束在所述转盘和所述载台之间的光学路径上；

所述扩束镜用于放大激光管光束光斑直径。

可选地，切割设备还包括振镜；

所述振镜位于所述激光光束在所述转盘与所述载台之间的光学路径上；

所述振镜用于改变激光光束的偏转方向。

第二方面，本发明实施例还提供了一种切割方法，采用如上述第一方面所述的切割设备，包括：

开启激光器；

旋转转盘，使得集成在转盘中的特定光学器件位于激光光束在激光器和载台之间的光学路径上；对待切割器件进行切割。

本发明实施例提供的切割设备及方法，通过转盘集成多种光学器件，在进行切割时可以随时调用转盘上的各种光学器件，简单方便的切换激光光束的属性，提高对不同被切割器件的适用性，并且结构简单，不同的光学器件切换方便，减少了拆装的工作量，节省了设备的空间。

附图说明

图1是现有的一种切割设备的结构示意图。

图2是本发明实施例提供的一种切割设备的结构示意图。

图3是本发明实施例提供的一种转盘结构示意图。

图4是本发明实施例提供的一种吸收模块示的结构意图。

图5是本发明实施例提供的另一种切割设备的结构示意图。

图6是本发明实施例提供的一种切割方法流程图。

具体实施方式

为使本发明实施例解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部内容。

如背景技术所述，现有的激光切割设备因设计不合理，在进行调光处理时，对要对调光器件进行多次拆装，费事费力，导致用户体验差。示例地，图1是现有的一种切割设备的结构示意图，如图1所示，激光器1发出的激光经过扩束镜2后照射到载台9上。

由于从激光器1之间出射的激光是线偏振光，通过偏振光调节器3后可将其转换成圆偏振光。在实际中，不同材料适合不同的切割工艺，有些器件(如液晶显示器面板)需要线偏振光切割加工，有些器件(如钢板)需要圆偏振光进行切割加工。利用图1中提供的切割设备切割不同器件时，需要根据待切割器件属性，安装或拆卸偏振光调节器3。对偏振光调节器3的多次拆装费事费力，降低操作员的使用体验。

又如，在进行切割之前，需要利用对准标记6对光路进行校准。在校准完成后需要将对准标记6移除。但多次使用后，光束会发生漂移，此时需要再次对光路进行校准。因此，利用图1中提供的切割设备切割不同器件时，需要对对准标记6进行多次拆装，费事费力，影响工作效率。并且在实际切割的过程中，由于对准标记6未接入光路中，激光光束是否发生漂移，不能及时检测。同时，为了安装偏振光调节器3以及对准标记6，还要预留下安装位置，造成设备冗长。

图2是本发明实施例提供的一种切割设备的结构示意图，如图2所示，一种切割设备包括：激光器21、转盘25以及载台20；激光器21用于发射激光光束；载台20用于承载待切割器件；其中，转盘25中集成有至少两种不同的光学器件，所述光学器件用于对所述激光光束的属性进行调整；在进行切割时，通过旋转转盘25，可使集成在转盘25中的特定光学器件位于激光光束在激光器21和载台20的光学路径上。

“激光光束属性”是指激光光束的本征特性(例如偏振状态)以及传输方向等。

这里“特定光学器”是指根据当前作用目的需要，所选择的光学器件。

通过转盘25集成多种光学器件，在进行切割时可以根据当前作用需要，旋转转盘25，随时调整切换使得集成在转盘25中的所需要的光学器件接入到光路中。这样可以简单方便并快捷的切换不同光学器件，来完成不同的功能，提高对不同被切割器件的适用性，并且结构简单，不同的光学器件切换方便，减少了拆装的工作量，省时省力，可以提高操作者体验。

需要说明的是，在上述技术方案中，位于同一转盘25的各光学器件不能同时使用。

可选地，转盘中集成有下述光学器件中的至少两个：偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记。

由于激光器发出的激光为线偏振光，可以利用偏振光调节器将激光器发出的线偏振光转换成圆偏振光，以适用不同器件的加工需求，提高了切割设备对被切割器件的适用性。示例性的，偏振光调节器可以为四分之一波片。

通光孔为一个能够完全通过激光的通孔，不改变激光的本征特性，可以保持激光光束沿原方向传输。

光闸用于对激光器发射的激光光路进行控制，在不需要切割时，采用光闸阻挡激光的光路，使得切割步骤停止，示例性的，光闸可以为激光吸收阱，这样在不需要切割时，利用激光吸收阱吸收激光光束，以达到使得切割步骤停止的目的。

对准标记用于在激光切割前对光路进行校准，或者在设备使用一段时间后，防止光路发生漂移，再次对光路进行校准，通过将对准标记集成在转盘上可以随时切换，对光路进行校准，不必在校准后将对准标记拆除。

由于偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记并非同时工作，本发明实施例将多个光学器件集成在转盘上，节省了设备的空间，使得设备更加小巧便捷，节约了对各个光学器件的人工安装和拆卸，节省了人力成本，提高效率。

示例性地，图3是本发明实施例提供的一种转盘结构示意图，如图3所示，可选地，转盘25中同时集成偏振光调节器251、通光孔252、光闸253和对准标记254；转盘25上设置有四个区域，分别为第一区域31、第二区域32、第三区域33以及第四区域34；第一区域31内设置有偏振光调节器251；第二区域32内设置有通光孔252；第三区域33内设置有光闸253；第四区域34内设置有对准标记254。

将转盘25划分为四个区域，方便控制每个区域中的不同光学器件，充分发挥每个光学器件的性能，节省了设备空间，节约了各个光学器件的人工安装和拆卸，提高效率。

图4是本发明实施例提供的一种吸收模块的结构示意图，如图4所示，鉴于激光吸收阱体积较大，直接设置于光学路径中会占据较大空间，所以光闸可以设置为反射模块，当不需要使用激光光束时，通过反射模块将激光光束反射至非载台位置的其余空间。可选地，切割设备还包括激光吸收阱23；当从激光器发射的激光光束经过转盘中的光闸253时，激光吸收阱23位于经光闸253反射后的激光光束的光学路径上。

当不需要进行激光切割时，可以利用光闸253将激光反射至激光吸收阱23，这样可以利用激光吸收阱23将被光闸253反射的激光吸收，防止了激光反射后对设备的损害，减小安全隐患的可能性。在实际使用时，示例性的，参见图4，将光闸253调整成为与激光光路夹角为45度，当光路不工作时，可以将转盘调整到光闸253处，光闸253将激光垂直于入射方向反射至吸收阱23中。

图5是本发明实施例提供的另一种切割设备的结构示意图，可选地切割设备还包括电机26，电机26与转盘25相连，用于旋转转盘25，切换使用转盘25中的不同光学器件。通过电机26来控制转盘25，满足在切割不同器件时，随时将转盘25调整到对应的区域，这样可以使得该切割费设备更加智能化。

可选地，切割设备还包括扩束镜24，扩束镜24位于激光光束在激光器21和转盘25之间的光学路径上；或者，扩束镜24位于激光光束在转盘25和载台20之间的光学路径上；扩束镜24用于放大激光管光束光斑直径。

可选地，切割设备还包括振镜27；振镜27位于激光光束在转盘25与载台20之间的光学路径上；振镜27用于改变激光光束的偏转方向。将振镜27设置于转盘25与载台20之间，方便对载台20上的被切割器件进行切割加工，可以采用软件设置切割的工艺走线，调整角度，完成不同方式的切割加工工艺，示例性的，可以扫描切割圆形或者矩形。

继续参考图5，可选地，切割设备还包括分光镜22以及场镜28。

通过场镜28将激光聚焦，提高了光斑的能量密度，增强了激光的切割性能，当达到材料的损伤阈值时，即可对材料进行切割加工，通过改变激光功率改变光斑的能量密度，适应不同材料的切割。

可选地，该切割设备还包括分光镜。示例性的，继续参见图5，利用分光镜22将激光分为第一子光束40和第二子光束50。再利用反射镜29改变第二子光束50的方向，使得第二子光束50的传输路径平行于第一子光束40的传输路径。在第一子光束40的传输路径和第二子光束50的传输路径中均设置有扩束镜24，转盘25、振镜27、场镜28。这样可以同时对两个不同工件进行切割加工，可以提高工件切割的效率。

本发明还提供一种切割方法。图6是本发明实施例提供的一种切割方法的流程图，如图6所示，一种切割方法，采用如上任意一项切割设备实施，包括：

S1、开启激光器。

S2、旋转转盘，使得集成在转盘中的特定光学器件位于激光光束在激光器和载台之间的光学路径上。

S3、对待切割器件进行切割。

由于本发明实施例提供的切割方法适于与本发明实施例提供的任意一种切割设备，所以其具有其所适用的切割设备相同或相应的有益效果。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整、相互结合和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (10)

1.一种切割设备，其特征在于，包括：激光器、转盘以及载台；

所述激光器用于发射激光光束；

所述载台用于承载待切割器件；

其中，所述转盘中集成有至少两种不同的光学器件，所述光学器件用于对所述激光光束的属性进行调整；在进行切割时，通过旋转所述转盘，可使集成在所述转盘中的特定光学器件位于所述激光光束在激光器和所述载台的光学路径上。

2.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，所述转盘中集成有下述光学器件中的至少两个：

偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记。

3.根据权利要求2所述的切割设备，其特征在于，所述转盘中同时集成偏振光调节器、通光孔、光闸和对准标记；

所述转盘上设置有四个区域，分别为第一区域、第二区域、第三区域以及第四区域；

所述第一区域内设置有所述偏振光调节器；

所述第二区域内设置有所述通光孔；

所述第三区域内设置有所述光闸；

所述第四区域内设置有所述对准标记。

4.根据权利要求3所述的切割设备，其特征在于，所述光闸为激光吸收阱。

5.根据权利要求3所述的切割设备，其特征在于，所述光闸为激光反射模块。

6.根据权利要求5所述的切割设备，其特征在于，还包括激光吸收阱，当从所述激光器发射的激光光束经过所述转盘中的所述反射模块时，所述激光吸收阱位于经所述反射模块反射后的激光光束的光学路径上。

7.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，还包括电机，所述电机与所述转盘相连，用于旋转所述转盘，切换使用所述转盘中的不同光学器件。

8.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，还包括扩束镜，

所述扩束镜位于所述激光光束在所述激光器和所述转盘之间的光学路径上；或者，所述扩束镜位于所述激光光束在所述转盘和所述载台之间的光学路径上；

所述扩束镜用于放大激光管光束光斑直径。

9.根据权利要求1所述的切割设备，其特征在于，还包括振镜；

所述振镜位于所述激光光束在所述转盘与所述载台之间的光学路径上；

所述振镜用于改变激光光束的偏转方向。

10.一种切割方法，其特征在于，适用于如权利要求1-9任意一项所述的切割设备，其特征在于，所述切割方法包括：

开启激光器；

旋转转盘，使得集成在所述转盘中的特定光学器件位于激光光束在激光器和载台之间的光学路径上；

对待切割器件进行切割。