CN111393019A - 一种玻璃切割裂片加工方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及激光加工技术领域，且公开了一种玻璃切割裂片加工方法及装置，应用于手表玻璃激光切割裂片，该方法包括:对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；依照设定轨迹对表盖玻璃进行切割划线得到切割线；移栽机械手将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位；依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。本发明提供一种玻璃切割裂片加工方法及装置，将表盖玻璃切割裂片加工整合至一起切圆形加工，生产时，只需要人工上下料，其余切割、裂片、搬运均为全自动化加工，减少人力成本；相比传统刀轮切方块再CNC磨削加工成圆，提高生产效率，减少加工工艺，增加玻璃产品利用率。

Description

一种玻璃切割裂片加工方法及装置

技术领域

本发明涉及激光加工技术领域，特别是涉及一种玻璃切割裂片加工方法及装置。

背景技术

现有手表玻璃的生产工艺生产出来的玻璃为整块方形玻璃。为了在玻璃上切割成多片圆形玻璃，现行下列方案都不是很理想：

机械切割，采用刀轮划片加工方式，刀轮只能进行方形切割并不能圆形切割，刀轮切割方形后需要上CNC进行磨削加工将方形玻璃磨成圆形。机械切割方式存在很多缺点，例如刀轮的磨损导致了成品率下降，并只能加工方形状，其他异形孔不可能加工，且存在换线调试时间过长，日常维护不方便等缺点。

激光切割裂片，虽然在手表玻璃上有成功应用案例，其生产良品率高、换线调整及日常维护都很方便，有取代传统的机械加工方式的趋势。但因切割完成后玻璃无法自动裂开需要人工手动掰开，这种方式效率太低，不适合企业量产生产需求。

基于上述实际情况，提出了一种玻璃切割裂片加工方法及装置。

发明内容

为了解决现有手表玻璃生产工艺中表盖切割完成后玻璃无法自动裂开的上述问题，本发明提供一种玻璃切割裂片加工方法及装置，将表盖玻璃切割裂片加工整合至一起切圆形加工，减少加工工艺，增加玻璃产品利用率。

为了达到上述目的，本发明提供以下的技术方案：

本发明提供一种玻璃切割裂片加工方法，该方法应用于手表玻璃激光切割裂片，包括:

对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

依照设定轨迹对表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

移栽机械手将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位；

依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃进行切割划线采用的方法包括通过外光路扩束调整，以聚焦镜聚焦的方式在表盖玻璃表面切割划线。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃在切割工位五点定位时采用的方法包括设定三个固定点两个移动点，表盖玻璃X方向布置两个固定点，表盖玻璃Y方向布置一个固定，另外两个可移动点在XY方向推移夹紧，使得所述表盖玻璃固定。

另外，本发明还提供一种玻璃切割裂片加工装置，包括：

承载件，用于运载待加工表盖玻璃，并实现对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

切割划线模块，设置于所述承载件传送方向的前端，且在所述表盖玻璃的上方，用于产生激光，并依照设定轨迹对所述表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

裂片模块，设置于所述切割装置的后端，用于产生激光，并依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光。

在一个实施例中，所述切割工具的驱动机构包括电动升降平台。

在一个实施例中，在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

在一个实施例中，所述承载件包括五点点位平台、设置在所述五点定位平台上的切割工位与裂片工位，以及用于将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位的移栽机械手；

所述五点定位平台包括定位轮以及用于驱动所述定位轮运动的气缸；

所述移栽机械手包括真空吸盘以及用于驱动所述真空吸盘移动的电动滑台。

本发明提供的一种玻璃切割裂片加工方法及装置，将表盖玻璃切割裂片加工整合至一起切圆形加工，生产时，只需要人工上下料，其余切割、裂片、搬运均为全自动化加工，减少人力成本；相比传统刀轮切方块再CNC磨削加工成圆，提高生产效率，减少加工工艺，增加玻璃产品利用率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明的一种玻璃切割裂片加工方法的流程示意图；

图2为本发明中五点定位方法示意图；

图3为本发明中激光加工轨迹示意图；

图4为本发明的一种玻璃切割裂片加工装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

如图1所示，本实施例一提供一种玻璃切割裂片加工方法，

S101、对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

S102、依照设定轨迹对表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

S103、移栽机械手将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位；

S104、依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

其中，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光；在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

需要说明的是，切割线12是利红外激光在玻璃材料的表面进行划线，使玻璃受热蒸发出一条小槽；对表盖玻璃切割线扫描裂片是利用激光刻槽时所产生的陡峭的温度分布，在脆性材料中产生激光热应力，使材料沿小槽断开。

需要进一步说明的是，切割线12分为产品外形轮廓线与裂片线，产品轮廓线为最终得到产品的外形，裂片线因产品密集排布而需要增加裂片线方可使产品得到四周释放力使产品顺利裂开。

当然，在该实施例具体实施时，步骤S101具体操作如下，结合参照图2所示，通过人工将表盖玻璃放入五点定位平台，由两个气缸分别带动两个活动点的定位轮11自动对玻璃进行夹紧定位。

此步骤中，五点定位采用圆柱定位轮与玻璃相切，这样保证玻璃侧面与定位轮为点接触精度更高，对于平面物体采用五点定位能够很好得限制物体六个自由度，确保产品定位准确。

步骤S102具体操作如下，结合参照图3所示，按照用户需求，选定表盘玻璃10的待加工部位，使用激光光束聚焦在表盖玻璃10待加工部位表面，按设定轨迹XY方向运动进行切割加工，得到所需的切割线12；

进一步的，表盖玻璃10放置在XY直线电机平台上可进行快速精确的XY方向运动，而切割头位于XY直线电机上部有Z轴带动可调节焦点使光聚焦在玻璃表面，通过XYZ各个平台运动可划出客户所需求大小形状不同的产品。

此步骤中，待加工部位通孔形状可以为圆孔、方孔、腰形孔或任意曲线形状，因此，切割划线以及对切割划线后的表盖玻璃进行裂片时，激光行走的设定路径由通孔形状决定，可预设在计算机程序中。

激光束为纳秒激光束或皮秒激光束，在本发明一优选实施方式中，选择1064nm红外皮秒激光器，可以获得满足用户需要的加工质量，而且相比1064nm纳秒激光器效率更高，切割质量更好。

步骤S103具体操作如下，移栽机械手包括真空吸盘，采用真空吸盘将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位；真空吸盘使用滑台气缸带动可上下运动吸取玻璃，同样吸盘带有导轨时吸盘上下运动时精度保证；

此步骤中，移栽机械手采用电动滑台，电动滑台精度可到0.02mm,故而整个搬运精度在0.03mm以内，这样表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位后就不需要再次进行五点定位；

步骤S104具体操作如下，采用四个CO2裂片激光器，四套光路扫描系统对手表玻璃全面覆盖扫描裂片，可大幅提高裂片效率，满足客户加工效率要求；

此步骤中，因为搬运精度高，四套光路扫描轨迹提前输入系统，激光振镜可依据固定轨迹对切割线进行精确扫描裂片。

本发明提供的一种玻璃切割裂片加工方法，将表盖玻璃切割裂片加工整合至一起切圆形加工，生产时，只需要人工上下料，其余切割、裂片、搬运均为全自动化加工，减少人力成本；相比传统刀轮切方块再CNC磨削加工成圆，提高生产效率，减少加工工艺，增加玻璃产品利用率。

实施例二

如图4所示，本发明实施例二提供一种玻璃切割裂片加工装置，该装置具体包含如下模块：

承载件20，用于运载待加工表盖玻璃，并实现对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

切割划线模块21，设置于所述承载件传送方向的前端，且在所述表盖玻璃的上方，用于产生激光，并依照设定轨迹对所述表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

裂片模块22，设置于所述切割装置的后端，用于产生激光，并依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

优选的，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光。

优选的，所述切割工具的驱动机构包括电动升降平台。

优选的，在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

优选的，所述承载件包括五点点位平台、设置在所述五点定位平台上的切割工位与裂片工位，以及用于将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位的移栽机械手；

所述五点定位平台包括定位轮以及用于驱动所述定位轮运动的气缸；

所述移栽机械手包括真空吸盘以及用于驱动所述真空吸盘移动的电动滑台。

本发明提供的一种玻璃切割裂片加工装置，将表盖玻璃切割裂片加工整合至一起切圆形加工，生产时，只需要人工上下料，其余切割、裂片、搬运均为全自动化加工，减少人力成本；相比传统刀轮切方块再CNC磨削加工成圆，提高生产效率，减少加工工艺，增加玻璃产品利用率。

上述装置可执行本发明任意实施例所提供的方法，具备执行方法相应的功能模块和有益效果。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个引用结构”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种玻璃切割裂片加工方法，应用于手表玻璃激光切割裂片，其特征在于，包括:

对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

依照设定轨迹对表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

移栽机械手将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位；

依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

2.根据权利要求1所述的玻璃切割裂片加工方法，其特征在于，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光。

3.根据权利要求1所述的玻璃切割裂片加工方法，其特征在于，在对所述表盖玻璃进行切割划线采用的方法包括通过外光路扩束调整，以聚焦镜聚焦的方式在表盖玻璃表面切割划线。

4.根据权利要求1所述的玻璃切割裂片加工方法，其特征在于，在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

5.根据权利要求1所述的玻璃切割裂片加工方法，其特征在于，在对所述表盖玻璃在切割工位五点定位时采用的方法包括设定三个固定点两个移动点，表盖玻璃X方向布置两个固定点，表盖玻璃Y方向布置一个固定，另外两个可移动点在XY方向推移夹紧，使得所述表盖玻璃固定。

6.一种玻璃切割裂片加工装置，其特征在于，包括：

承载件，用于运载待加工表盖玻璃，并实现对表盖玻璃在切割工位进行五点定位；

切割划线模块，设置于所述承载件传送方向的前端，且在所述表盖玻璃的上方，用于产生激光，并依照设定轨迹对所述表盖玻璃进行切割划线得到切割线；

裂片模块，设置于所述切割装置的后端，用于产生激光，并依照设定轨迹在表盖玻璃切割线处产生激光热应力，使切割后的表盖玻璃在激光热应力的作用下裂片。

7.根据权利要求6所述的玻璃切割裂片加工装置，其特征在于，在对所述表盖玻璃进行切割划线时采用的切割工具包括红外激光。

8.根据权利要求7所述的玻璃切割裂片加工装置，其特征在于，所述切割工具的驱动机构包括电动升降平台。

9.根据权利要求6所述的玻璃切割裂片加工装置，其特征在于，在对所述表盖玻璃切割线处产生激光热应力时采用的激光为二氧化碳激光。

10.根据权利要求6所述的一种玻璃切割裂片加工方法及装置，其特征在于，所述承载件包括五点点位平台、设置在所述五点定位平台上的切割工位与裂片工位，以及用于将表盖玻璃从切割工位移栽至裂片工位的移栽机械手；

所述五点定位平台包括定位轮以及用于驱动所述定位轮运动的气缸；

所述移栽机械手包括真空吸盘以及用于驱动所述真空吸盘移动的电动滑台。

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