CN116748703A - 雾面基材的加工方法及其加工系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及一种雾面基材的加工方法及其加工系统，涉及激光加工技术领域，该雾面基材的加工方法包括第一激光、第二激光及第三激光的选用与设定，该加工系统基于该加工方法实施。与传统技术相比，本申请的技术方案通过第一激光和第二激光对雾面基材进行非接触式切割、开裂作业，提高了雾面基材的成品率和良品率，规避了传统雾面基材加工工艺中需通过硬质刀具对雾面玻璃进行切割而造成加工设备损耗大、加工成本高昂、加工难度大及雾面基材成品率低的问题；并且，第一激光、第二激光以及第三激光的选用需要经过特殊设计与实际验证，以符合要求的激光参数投入生产能够满足切割需求和提高切割效率。

Description

雾面基材的加工方法及其加工系统

技术领域

本申请涉及激光加工技术领域，尤其涉及一种雾面基材的加工方法及其加工系统。

背景技术

玻璃、宝石等是工业和生活中常见的材料，其中，对玻璃、宝石等材料进行切割打码是最常见的加工工序。相关技术中，对表面有花纹、凹坑等微结构的雾面基材切割打码采用激光加工会因激光照射在表面时发生散射、衍射、或不同方向的折射后，光束在材料内的传播出现弥散现象，有效能量密度将严重下降，以致无法实现加工。因此通常情况下对雾面基材的切割打码主要加工制程为：先通过硬质合金砂轮刀或金刚石刀尖，在基材表面产生裂纹；然后，通过撞击、碰撞等机械手段使玻璃沿着裂纹线裂开；再后，通过CNC（Computernumber control，数控加工中心）钻孔设备对基材进行钻孔、粗磨成型；最后，通过CNC抛光设备对基材进行精磨抛光，在平磨后的基材上进行激光打码。但是，由于基材自身硬度大，采用硬质合金砂轮刀或金刚石刀尖切割硬质基材报损率高，切割难度大，基材成品率低；同时，硬质基材会对切割用的硬质合金砂轮刀或金刚石刀尖等构件产生不可逆性磨损，设备零部件报废率高，成本高。

发明内容

本申请提供了一种雾面基材的加工方法及其加工系统，以解决传统雾面基材加工成品率低、加工成本高的技术问题。

为此，第一方面，本申请实施例提供了一种雾面基材的加工方法，包括：

提供雾面基材；

提供第一激光，第一激光的波长为530nm~1100nm，第一激光的功率为30W~100W，第一激光对雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

提供第二激光，第二激光的波长为5μm~11μm，第二激光的功率为40W~80W，第二激光对初级基材进行裂片，获得多个中间基材；

提供第三激光，第三激光的波长为350nm~1100nm，第三激光的功率为0.1W~1W，第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

在一种可能的实施方式中，第三激光对中间基材进行打码的步骤包括：

在中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；

提供第三激光，第三激光对喷油基材进行打码。

在一种可能的实施方式中，油层的厚度为10μm~70μm。

在一种可能的实施方式中，在利用第二激光对初级基材进行裂片前，对初级基材先浸液冷却设定时间后并吹干表面水渍。

在一种可能的实施方式中，在第二激光对初级基材进行裂片的过程中，支撑初级基材的支撑面预设有多个支撑位，多个支撑位的数量至少与多个中间基材的数量一一对应，且相邻两个支撑位之间预留有高度差。

在一种可能的实施方式中，第二激光在进行裂片时的光斑直径为2mm~6mm。

在一种可能的实施方式中，第一激光对雾面基材进行痕道切割的步骤包括：

锚定第一焦点，第一焦点位于雾面基材的下方，根据第一焦点控制第一激光对雾面基材进行第一次切割，获得一级基材；

锚定第二焦点，第二焦点位于第一焦点的上方，根据第二焦点控制第一激光对一级基材进行第二次切割，获得二级基材；

锚定第三焦点，第三焦点位于第二焦点的上方，根据第三焦点控制第一激光对二级基材进行第三次切割，获得具有切割痕道的初级基材。

在一种可能的实施方式中，第二激光对初级基材进行裂片的步骤包括：

获取初级基材的标准焦点；

锚定第四焦点，第四焦点位于标准焦点的上方，第四焦点与标准焦点之间的距离为1mm~3mm；

根据第四焦点控制第二激光对初级基材进行裂片。

第二方面，本申请还提供了一种雾面基材的加工系统，包括：

切割装置，配置为提供第一激光，第一激光的波长为530nm~1100nm，第一激光的功率为30W~100W，第一激光对雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

裂片装置，配置为提供第二激光，第二激光的波长为5μm~11μm，第二激光的功率为40W~80W，第二激光对初级基材进行裂片，获得多个中间基材；以及

打码装置，配置为提供第三激光，第三激光的波长为350nm~1100nm，第三激光的功率为0.1W~1W，第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

在一种可能的实施方式中，打码装置包括喷油组件和打码组件，喷油组件用于在中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；打码组件用于提供第三激光，第三激光对喷油基材进行打码。

根据本申请实施例提供的雾面基材的加工方法及其加工系统，该雾面基材的加工方法包括：提供雾面基材；提供第一激光，第一激光的波长为530nm~1100nm，第一激光的功率为30W~100W，第一激光对雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；提供第二激光，第二激光的波长为5μm~11μm，第二激光的功率为40W~80W，第二激光对初级基材进行裂片，获得多个中间基材；提供第三激光，第三激光的波长为350nm~1100nm，第三激光的功率为0.1W~1W，第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材。在本申请的技术方案中，通过第一激光和第二激光对雾面基材进行非接触式切割、开裂作业，提高了雾面基材的成品率和良品率，规避了传统雾面基材加工工艺中需通过硬质刀具对雾面玻璃进行切割而造成加工设备损耗大、加工成本高昂、加工难度大及雾面基材成品率低的问题；并且，第一激光、第二激光以及第三激光的选用需要经过特殊设计与实际验证，以符合要求的激光参数投入生产能够满足切割需求和提高切割效率。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。一个或多个实施例通过与之对应的附图中的图片进行示例性说明，这些示例性说明并不构成对实施例的限定，附图中具有相同参考数字标号的元件表示为类似的元件，除非有特别申明，附图中的图不构成比例限制。

图1至4为本申请实施例提供的雾面基材的加工方法的流程示意图；

图5为本申请实施例提供的雾面基材的加工系统的结构示意图；

图6为本申请实施例1中提供的打码效果图；

图7为本申请对比例2提供的打码效果图；

图8为本申请对比例3提供的打码效果图；

图9至图12为本申请实施例1或3任一者中提供的目标尺寸雾面玻璃的裂片电镜图。

附图标记说明：

100、切割装置；

200、裂片装置；

300、打码装置；310、喷油组件；320、打码组件；330料盘；331、装料位；

400、传送装置；

500、转移装置。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

下文的公开提供了许多不同的实施例或例子用来实现本发明的不同结构。为了简化本发明的公开，下文中对特定例子的部件和设置进行描述。当然，它们仅仅为示例，并且目的不在于限制本发明。此外，本发明可以在不同例子中重复参考数字和/或字母。这种重复是为了简化和清楚的目的，其本身不指示所讨论各种实施例和/或设置之间的关系。此外，本发明提供了的各种特定的工艺和材料的例子，但是本领域普通技术人员可以意识到其他工艺的可应用于性和/或其他材料的使用。

为了便于描述，可以在文中使用空间相对关系术语来描述如图中示出的一个元件或者特征相对于另一元件或者特征的相对位置关系或运动情况，这些相对关系术语例如为“内部”、“外部”、“内侧”、“外侧”、“下面”、“下方”、“上面”、“上方”、“前”、“后”等。这种空间相对关系术语意于包括除图中描绘的方位之外的在使用或者操作中装置的不同方位。例如，如果在图中的装置发生了位置翻转或者姿态变化或者运动状态变化，那么这些方向性的指示也相应的随着变化，例如：描述为“在其它元件或者特征下面”或者“在其它元件或者特征下方”的元件将随后定向为“在其它元件或者特征上面”或者“在其它元件或者特征上方”。因此，示例术语“在……下方”可以包括在上和在下的方位。装置可以另外定向(旋转90度或者在其它方向)并且文中使用的空间相对关系描述符相应地进行解释。

参见图1，本申请实施例提供了一种雾面基材的加工方法，包括：

步骤S1，提供雾面基材；

步骤S2，提供第一激光，第一激光的波长为530nm~1100nm，第一激光的功率为30W~100W，第一激光对雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

步骤S3，提供第二激光，第二激光的波长为5μm~11μm，第二激光的功率为40W~80W，第二激光对初级基材进行裂片，获得多个中间基材；

步骤S4，提供第三激光，第三激光的波长为350nm~1100nm，第三激光的功率为0.1W~1W，第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

根据本申请实施例的加工方法，为了达到理想的加工状态，将第一激光配置为超快激光，将第二激光配置为热激光，将第三激光配置为超快激光；同时，对第一激光、第二激光及第三激光的波长与功率进行配置，以优化不同激光在不同工序中对雾面基材的加工效果。相对传统技术而言，第一激光和第二激光用于对雾面基材进行非接触式切割、开裂作业，提高雾面基材的成品率和良品率，规避了传统雾面基材加工工艺中需通过硬质刀具对雾面玻璃进行切割而造成加工设备损耗大、加工成本高昂、加工难度大及雾面基材成品率低的问题；并且，经过上述设计、实际验证且符合要求的激光参数投入生产，能够充分满足实际的切割需求并提高切割效率。

进一步地，第一激光优选为红外激光，以利用红外激光穿透率强、能在雾面基材内部聚集更高能量的特点，在大片雾面基材上快速切割出痕道，获得初级基材，此时，初级基材的内部有无数个贯穿基材的激光圆点，相邻两个激光圆点之间有细微裂纹，初级基材上的痕道由这无数个激光圆点构成；第二激光优选为热激光，利用材料热胀冷缩的原理，对初级基材的相邻两个激光圆点之间的细微裂纹进行热激光处理，以放大上述细微裂纹、并使初级基材沿前述痕道分离，形成多个中间基材；第三激光优选为紫外或绿激光，以保证中间基材的强度的同时，实现对中间基材的内部雕刻。如此，本实施例通过至少三种不同激光分别对雾面基材的切割过程、裂片过程及打码过程进行处理，以提高雾面基材的成品率和良品率，提高目的雾面基材的裂片效果和打码效果。

具体而言，本申请实施例提供的雾面基材的主要加工工序包括：先通过第一激光对雾面基材进行非接触式的痕道切割，以形成表面具有切割痕道的初级基材，此加工过程，由于不存在切割刀具直接接触雾面基材表面，可有效避免雾面基材被刮伤，避免碎屑、碎块及雾面基材微裂痕的产生；然后，通过第二激光对初级基材进行裂片，使成品与废料分开，并获得多个中间基材，此加工过程，获得的中间基材的切割边缘更干净、质量更高；最后，通过第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材，此加工过程，无需对雾面基材表面进行打磨，直接通过激光进行隐形码雕刻，整个打码过程简洁易作业，内雕二维码的效果优良。

由上，本申请实施例通过第一激光和第二激光实现了雾面基材的非接触切割开料；同时，通过第三激光实现了雾面基材的非接触打码。简化了雾面基材的加工工序，大幅提高了雾面基材的良品率和成品质量，降低了雾面基材的加工成本。

在一示例中，第一激光为超快激光，第一激光的波长可以为530nm、550nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1030nm、1100nm或530-1100nm之间的任一值，第一激光的脉宽范围可以为15ps~100fs之间的任一值，第一激光的功率范围可以为30W~100W之间的任一值。例如但不限于，第一激光的波长为1064nm，功率为70W，基频为30KHz，第一激光的脉宽为15ps。

在一示例中，第二激光为热激光，第二激光的波长可以为5μm、5.3μm、9.3μm、9.6μm、10.6μm、11μm或5μm~11μm中的任一值，第二激光的功率可以为40W、50W、60W、70W、80W或40W~80W中的任一值。例如但不限于，第二激光的波长为10.6μm，功率为60W。

在一示例中，第三激光为超快激光，第三激光的波长可以为350nm、400nm、500nm、600nm、700nm、800nm、900nm、1000nm、1100nm或350nm~1100nm中的任一值，第三激光的功率可以为0.1W、0.2W、0.3W、0.4W、0.5W、0.6W、0.7W、0.8W、0.9W、1W或0.1W~1W中的任一值。

在一示例中，雾面基材可以是雾面玻璃基材，也可以是雾面宝石基材等，在此并不局限。例如但不限于，雾面基材为雾面非强化玻璃。

在一示例中，雾面基材的厚度为0.1mm~8mm，例如但不限于，雾面基材的厚度可以为0.1mm、0.3nm、0.5mm、0.8nm、1.2mm、2mm、2.75mm、3mm、5mm、6mm、8mm或0.1mm~8mm中的任一值。

在一示例中，第一激光对雾面基材按照预设切割轨迹进行痕道切割，该切割痕道可以是直线，也可以是曲线。

参见图2，在一种可能的实施方式中，第三激光对中间基材进行打码的步骤包括：

步骤S41，在中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；

步骤S42，提供第三激光，第三激光对喷油基材进行打码。

本实施例中，对中间基材的打码制程进行优化。由于雾面基材对激光发射的脉冲能量的折射和反射具有方向离散性，对中间基材打码加工时，需先对中间基材的上下表面进行喷油，使中间基材的表面光滑透光，然后再通过第三激光对喷油基材进行打码作业。如此，通过对中间基材的雾面表面喷油，降低因雾面对激光发射的脉冲能量的折射和反射，增加中间基材对激光能量的吸收率，提高内雕打码效果。

在一示例中，对中间基材喷油形成的喷油面为近圆区域，该近圆区域的直径为8mm~10mm；喷油时间为200ms~500ms，喷油后的喷油基材的表面呈镜面状效果最佳。

本实施例提出的近圆区域并非对喷油面进行限定，而是提出一种符合加工需求的喷油效果。因为常见的喷油嘴为圆型结构，中间有气密顶针，故而喷出油面多为圆形或者近似圆形的喷油区域。按照实际的验证结果来看，这里只要近圆区域的中间1/3区域内油层均匀且厚度满足要求即可。也就是说，在结合液体特性与喷油压力的作用特性的基础上，为保证该中间1/3区域内的油层厚度及均匀性，常规喷油状态下的喷油压力会由中间向四周扩散而带动油液扩散，将喷油面的直径将扩散至8mm~10mm。

在一示例中，油层中的油只需满足无色透明即可，包括但不限于矿物油、植物油等。

在一种可能的实施方式中，油层的厚度为10μm~70μm，例如但不限于10μm、10.5μm、20μm、30μm、40μm、50μm、60μm、70μm或10μm~70μm中的任一值。

本实施例中，为提高隐形码清晰度，对油层的厚度进行优化。由于中间基材的上下表面为雾面，其最高点和最低点之间存在一定高度差，该高度差会影响中间基材对激光能量的吸收，因此，对中间基材喷油时，需保证其油层厚度在10μm~70μm之间，以保证中间基材的打码效果。

应当理解，当油层厚度过小时，此时，中间基材上的油层较薄，油层不足以补偿雾面最高点和最低点之间的高度差，使得喷油基材对第三激光能量的吸收率差，打码效果差。当油层厚度过大时，此时，中间基材上的油层较厚，由于油层折射率与中间基材的折射率不同，影响第三激光进入喷油基材中；同时，过厚的油层会吸收激光能量，大幅降低第三激光的有效使用能量；此外，油层具有流动性，过厚会影响其在中间基材表面的分布均匀性。

在一种可能的实施方式中，在利用第二激光对初级基材进行裂片前，对初级基材先浸液冷却设定时间后并吹干表面水渍。

优选的，上述浸液冷却的设定时间为1分钟及以上。

本实施例中，浸液冷却使用的冷却液可以是纯水或者乙二醇的水基型防冻液，以确保冷却效果。冷却的设定时间可以是1分钟、2分钟、3分钟及以上等。这里实施冷却的目的在于，加速第一激光在初级基材上切割形成的切割痕道的内部应力释放。同时，也可以为后续第二激光的加热裂片提供更好的温差效果，以利用热胀冷缩的特性来加速切割痕道内部的裂点、裂纹以及裂缝等开裂进程，进而达到保证和加速裂片效果的目的。

可以理解的是，在利用第二激光对初级基材进行裂片前，还可以通过风冷、静置等方式进行冷却，能够达到冷却目的即可。

在一种可能的实施方式中，在第二激光对初级基材进行裂片的过程中，支撑初级基材的支撑面预设有多个支撑位，多个支撑位的数量至少与多个中间基材的数量一一对应，且相邻两个支撑位之间预留有高度差。

优选的，上述预留的高度差为0.05-0.3mm，例如但不限于0.05mm、0.1mm、0.2mm、0.3mm或0.05-0.3mm中的任一值。

本实施例中，支撑位与中间基材适配。相邻两个支撑位之间的高度差有利于相邻两块中间基材之间在自重及裂片应力的作用下快速裂离，故而有利于进一步提高裂片效果。

可以理解地是，高度差不宜过大，以免中间基材的裂离时发生坠落碰撞损伤；当然，也不宜过小，以免达不到促进开裂的目的。基于上述高度差范围并保证多个支撑位之间呈错落有致的均匀分布形式来实施，即可有效促进裂离效果。

在一种可能的实施方式中，第二激光在进行裂片时的光斑直径为2mm~6mm，例如但不限于2mm、3mm、4mm、5mm以及6mm等，以充分保证裂片效果。

参见图3，在一种可能的实施方式中，第一激光对雾面基材进行痕道切割的步骤包括：

步骤S21，锚定第一焦点，第一焦点位于雾面基材的下方，根据第一焦点控制第一激光对雾面基材进行第一次切割，获得一级基材；

步骤S22，锚定第二焦点，第二焦点位于第一焦点的上方，根据第二焦点控制第一激光对一级基材进行第二次切割，获得二级基材；

步骤S23，锚定第三焦点，第三焦点位于第二焦点的上方，根据第三焦点控制第一激光对二级基材进行第三次切割，获得具有切割痕道的初级基材。

本实施例中，对雾面基材的痕道切割制程进行优化。具体而言，采用分层切割的方式对雾面基材由下而上进行痕道切割处理，以使雾面基材的上下表面均产生应力线，方便后续裂片开料作业。如此，避免了一次激光切割在雾面基材在其内部形成的切割应力过大而造成雾面基材报损的情况的发生，提高了雾面基材痕道切割的受力均匀性和可靠性，有利于提高雾面基材的成品率。

参见图4，在一种可能的实施方式中，第二激光对初级基材进行裂片的步骤包括：

步骤S31，获取初级基材的标准焦点；

步骤S32，锚定第四焦点，第四焦点位于标准焦点的上方，第四焦点与标准焦点之间的距离为1mm~3mm；

步骤S33，根据第四焦点控制第二激光对初级基材进行裂片。

本实施例中，对初级基材的开料裂片制程进行优化。具体而言，采用离焦的方式对初级基材进行裂片开料处理，使第二激光的实际光斑到达初级基材的1mm~3mm深即可，避免第二激光在标准焦点处打伤初级基材而造成初级基材报损的发生。

参见图5，第二方面，本申请还提供了一种雾面基材的加工系统，其包括：切割装置100、裂片装置200及打码装置300。

切割装置100，配置为提供第一激光，第一激光的波长为530nm~1100nm，第一激光的功率为30W~100W，第一激光对雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

裂片装置200，配置为提供第二激光，第二激光的波长为5μm~11μm，第二激光的功率为40W~80W，第二激光对初级基材进行裂片，获得多个中间基材；以及

打码装置300，配置为提供第三激光，第三激光的波长为350nm~1100nm，第三激光的功率为0.1W~1W，第三激光对中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

本实施例中，对雾面基材加工系统的具体配置进行优化。具体而言，将雾面基材的加工系统配置为至少包括切割装置100、裂片装置200及打码装置300的组合构件，该切割装置100配置在裂片装置200的前方，用于对大面积的雾面基材进行痕道切割；该裂片装置200用于对具有切割痕道的大面积初级基材进行裂片，并形成多个小面积中间基材；该打码装置300用于对每一中间基材进行隐形码雕刻，并得到小尺寸的具有雾面的目的基材。本加工系统整合了雾面基材的切割开料工序和内雕打码工序，简化了客户端工艺流程，提高了雾面基材的加工良品率和成品品质。

在一示例中，切割装置100包括第一激光器、第一光束传输系统、切割治具、第一控制系统及第一视觉检测系统，该第一激光器为超快激光器，能给雾面基材提供波长为530nm~1100nm、功率为30W~100W的第一激光。该第一光束传输系统用于将第一激光器发射出的第一激光传递给放置于切割治具上的雾面基材；该第一控制系统用于控制切割治具的位置，以调整雾面基材与第一光束传输系统的光束输出端的相对位置；该第一视觉检测系统用于检测切割治具是否与第一光束传输系统相对齐。

在一示例中，裂片装置200包括第二激光器、第二光束传输系统、裂片治具、第二控制系统及第二视觉检测系统，该第二激光器为热激光器，能给初级基材提供波长为5μm~11μm、功率为40W~80W的第二激光。该第二光束传输系统用于将第二激光器发射出的第二激光传递给放置于裂片治具上的初级基材；该第二控制系统用于控制切割治具的位置，以调整初级基材与第二光束传输系统的光束输出端的相对位置；该第二视觉检测系统用于检测裂片治具是否与第二光束传输系统相对齐。例如但不限于，第二激光器为二氧化碳激光器，第二激光的光斑大小为1mm~3mm，以防止光斑过大而无法裂开初级基材、或光斑过小易导致初级基材沿切割痕道烧伤基材。

可以理解地是，结合上述加工方法，这里的裂片治具应该分布有多个支撑位，多个支撑位的数量至少与裂片得到的中间基材的数量适配。进一步地，该治具上的多个支撑位也可以采取上述高度差的设定，也可以结合不同的冷却方式而不设定高度差。例如在采用浸泡冷却、风冷或静置冷却等冷却方式时，若不采用高度差的设定，则需要的实际静置时间会相对长一些。

在一种可能的实施方式中，打码装置300包括喷油组件310和打码组件320，喷油组件310用于在中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；打码组件320用于提供第三激光，第三激光对喷油基材进行打码。

本实施例中，对打码装置300的具体配置进行优化。具体而言，将打码装置300配置为至少包括喷油组件310和打码组件320的组合构件，该喷油组件310用于对中间基材的上下表面同时喷油，以通过在雾面的中间基材上喷覆油层改变中间基材的透光率，降低因中间基材的雾面对第三激光发射的脉冲能量的折射和反射，提高喷油基材对第三激光的能量的吸收，提高内雕二维码的成码清晰度和成码效果。

在一示例中，打码组件320包括第三激光器、第三光束传输系统、第三控制系统及第三视觉检测系统，该第三激光器为超快激光器，能给喷油基材提供350nm~1100nm、功率为0.1W~1W的第三激光。该第三光束传输系统用于将第三激光器发射出的第三激光传递给喷油基材；该第三控制系统用于控制喷油基材和第三光束传输系统的光束输出端的相对位置；该第三视觉检测系统用于检测目的基材中的内雕二维码是否符合打码需求。

在一种可能的实施方式中，打码装置300还包括料盘330，料盘330上设有多个装料位331，多个装料位331沿料盘330的周向间隔布置，喷油组件310和打码组件320沿料盘330的周向布置。

本实施例中，进一步对打码装置300的具体配置进行优化。具体而言，将打码装置300配置为至少包括喷油组件310、打码组件320及料盘330的组合构件，该料盘330用于承载并固定中间基材、并可将中间基材送至喷油组件310和打码组件320对应位置处，进行相应作业。该料盘330的周向上布置有多个装料位331，每一装料位331对应装夹一个中间基材，如此，转动料盘330，即可将上料位置处的中间基材带动至喷油组件310处进行喷油作业、然后再带动喷完油后的喷油基材运动至打码组件320处进行打码作业，实现多个中间基材的连续打码加工，有效提高了中间基材的打码作业效率。

在一示例中，料盘330包括底座和圆形转盘，该圆形转盘转动设置在底座上，该圆形转盘的上表面设置有多个用于装夹中间基材的工位，每一工位可容置固定一个中间基材，如此，可通过一个圆形转盘实现多个中间基材的同时加工，提高中间基材的加工效率。

在一种可能的实施方式中，加工系统还包括传送装置400和转移装置500，转移装置500设于传送装置400的出料端，切割装置100和裂片装置200沿传送装置400的送料方向依次布置，转移装置500的夹持端逐一夹取传送装置400的出料端上的中间基材，并将中间基材放置于对应的装料位331上。

本实施例中，进一步对雾面基材加工系统的具体配置进行优化。具体而言，将加工系统配置为至少包括切割装置100、裂片装置200、打码装置300、传送装置400及转移装置500的组合构件，该传送装置400用于将来料平台上的大尺寸雾面基材运送至切割装置100处进行切割作业，然后将切割好的初级基材运送至裂片装置200处进行裂片作业，最后将裂片好的中间基材运送至转移装置500作业位置处，以便转移装置500抓取、移走该中间基材。该转移装置500用于将传送装置400出料端处的中间基材转移至料盘330的装料位331上。

在一示例中，传送装置400为传送皮带，转移装置500为机器人，该机器人上设置有可转动的机械手，该机械手用于抓取中间基材。

为进一步对解释本公开中提供的雾面基材的加工方法的有益效果，下面结合具体实施组进行阐述。应当理解，该具体实施例组为对本公开的进一步详细说明，并不限制本公开的保护范围。

实施例1

首先，选择厚度为2.75mm的大片雾面玻璃为基材，并清洗大片雾面玻璃的表面；然后，通过机械手将清洁完的大片雾面玻璃放置在切割治具上，再控制第一激光器给大片雾面基材提供波长为1064nm、功率为70W、基频为30KHz、脉宽为15ps的超快激光，多次切割大片雾面玻璃，以在大片雾面玻璃表面上形成具有工图档切割痕道的初加工雾面玻璃；然后，对初加工雾面玻璃冷却一定时间，再通过机械手将切割好痕道后的初级加工雾面玻璃移送至裂片治具上，并控制第二激光器（二氧化碳激光器）给初级加工雾面玻璃提供波长为10.6um、功率为60W、脉宽为连续的热激光，形成直径为3mm的光斑对初级加工雾面玻璃进行裂片，使成品与废料分离，得到多个小的目标尺寸雾面玻璃；再后，通过机械手将分离后的目标尺寸雾面玻璃移送至打码装置的装料位上，然后，控制打码装置的打码组件中的第三激光器给喷油雾面玻璃提供波长为1030nm、功率为0.5W、脉宽为10ps的超快激光，以对喷油雾面玻璃的指定位置进行内雕打码，获得带有标识的目的雾面玻璃。

对比例1

选择厚度为2.75mm的大片雾面玻璃为基材，按传统方法加工，即先通过硬质合金砂轮刀或金刚石刀尖，在基材表面产生裂纹；然后，通过撞击、碰撞等机械手段使玻璃沿着裂纹线裂开；再后，通过CNC（Computer number control，数控加工中心）钻孔设备对基材进行钻孔、粗磨成型；最后，通过CNC抛光设备对基材进行精磨抛光，在平磨后的基材上进行激光打码。

按实施例1与对比例1的方法分别加工100块同样厚度的雾面玻璃，其良率、加工成本、加工时间对比见表1。

表1 对雾面玻璃不同方法切割打码的效果

由表1所示，可知，通过采用本申请的激光加工方法对雾面玻璃切割打码，相对传统的切割打码方法，良率提高了6.5%，成本降低了28%，加工时间缩短了16%。

实施例2

首先，选择厚度为3mm的大片雾面玻璃为基材，并清洗大片雾面玻璃的表面；然后，通过机械手将清洁完的大片雾面玻璃放置在切割治具上，再控制第一激光器给大片雾面基材提供波长为532nm、功率为70W、基频为30KHz、脉宽为15ps的超快激光，多次切割大片雾面玻璃，以在大片雾面玻璃表面上形成具有工图档切割痕道的初加工雾面玻璃；然后，对初加工雾面玻璃冷却一定时间，再通过机械手将切割好痕道后的初级加工雾面玻璃移送至裂片治具上，并控制第二激光器（二氧化碳激光器）给初级加工雾面玻璃提供波长为5.3um、功率为60W、脉宽为连续的热激光，形成直径为4mm的光斑对初级加工雾面玻璃进行裂片，使成品与废料分离，得到多个小的目标尺寸雾面玻璃；再后，通过机械手将分离后的目标尺寸雾面玻璃移送至打码装置的装料位上，然后，先通过打码装置的喷油组件对目标尺寸雾面玻璃的上下表面喷覆油层，喷油时间为300ms，油层直径为9mm，油层厚度70um，获得喷油雾面玻璃，再控制打码装置的打码组件中的第三激光器给喷油雾面玻璃提供波长为360nm、功率为0.5W、脉宽为900fs的超快激光，以对喷油雾面玻璃的指定位置进行内雕打码，获得带有标识的目的雾面玻璃。

实施例3

首先，选择厚度为0.2mm的大片雾面玻璃为基材，并清洗大片雾面玻璃的表面；然后，通过机械手将清洁完的大片雾面玻璃放置在切割治具上，再控制第一激光器给大片雾面基材提供波长为1030nm、功率为50W、基频为30KHz、脉宽为80ps的超快激光，多次切割大片雾面玻璃，以在大片雾面玻璃表面上形成具有工图档切割痕道的初加工雾面玻璃；然后，对初加工雾面玻璃冷却一定时间，再通过机械手将切割好痕道后的初级加工雾面玻璃移送至裂片治具上，并控制第二激光器（二氧化碳激光器）给初级加工雾面玻璃提供波长为9.6um、功率为70W、脉宽为连续的热激光，形成直径为2.5mm的光斑对初级加工雾面玻璃进行裂片，使成品与废料分离，得到多个小的目标尺寸雾面玻璃；再后，通过机械手将分离后的目标尺寸雾面玻璃移送至打码装置的装料位上，然后，先通过打码装置的喷油组件对目标尺寸雾面玻璃的上下表面喷覆油层，喷油时间为300ms，油层直径为9mm，油层厚度10um，获得喷油雾面玻璃，再控制打码装置的打码组件中的第三激光器给喷油雾面玻璃提供波长为532nm、功率为1.5W、脉宽为15ps的超快激光，以对喷油雾面玻璃的指定位置进行内雕打码，获得带有标识的目的雾面玻璃。

对比例2

与实施例1的过程相同，仅仅不同的是第二激光与第一激光相同。

对比例3

与实施例1的过程相同，仅仅不同的是第一激光与第三激光相同。

按实施例1、实施例2、实施例3、对比例2及对比例3中的方法分别加工相同的雾面玻璃，并对得到的带有标识的目的雾面玻璃进行打码效果检测，获得如表2和图6至图8所示的打码结果；其中，图6示出实施例1-3中获得的带有标识的目的雾面玻璃的内雕二维码效果图，图7示出对比例2中获得的带有标识的目的雾面玻璃的内雕二维码效果图，图8示出对比例3中获得的带有标识的目的雾面玻璃的内雕二维码效果图。同时，对实施例1至3中获得的目标尺寸雾面玻璃的裂片面和裂片边缘进行检测，获得如图9至图12所示的裂片结果图；其中，图9示出目标尺寸雾面玻璃的裂片面的电镜图，图10示出目标尺寸雾面玻璃的下边缘的电镜图，图11示出目标尺寸雾面玻璃的上边缘的电镜图，图12示出目标尺寸雾面玻璃的裂变长度的电镜图。

表2 实施例1-3及对比例2-3的打码效果

由表2和图6至图8所示，可知，当采用本申请特定的三种激光切割裂片打码雾面玻璃时，打码作业后呈现的内雕二维码码点适中，二维码深度均匀性优异，二维码码点均匀性优异，二维码效果优（如图6）；而采用第一激光与第二激光相同、第三激光不同（实际上采用两种不同激光）加工雾面玻璃时，打码作业后呈现的内雕二维码码点偏大，二维码深度均匀性差，二维码码点均匀性差，二维码效果差（如图7）；当采用第一激光与第三激光相同、第二激光不同（实际上采用两种不同激光）加工雾面玻璃时，打码作业后呈现的内雕二维码码点偏小，二维码深度均匀性一般，二维码码点均匀性一般，二维码效果一般（如图8）。

参见图9至图12，示出了上述实施例1至3中的目标尺寸雾面玻璃的裂片效果。其中，图9示出了目标尺寸雾面玻璃的直身位裂面无损伤痕迹与毛裂口；图10示出了目标尺寸雾面玻璃的裂面下边缘无崩边；图11示出了目标尺寸雾面玻璃的裂面上边缘无崩边；图12示出了目标尺寸雾面玻璃的裂边长度微小，基本小于0.05mm，可以忽略不计。

可见，本实施例中通过采用两种不同波长、不同功率的激光分别对雾面玻璃的切割过程和裂片过程进行处理，使获得的目标尺寸雾面玻璃的裂片面无损伤、无毛裂口，裂片周缘无崩边，裂边长度及其小，整体裂片效果良好；并且，在获得上述目标尺寸雾面玻璃的基础上，选择区别于上述两种激光的第三种波长和功率的激光对目标尺寸雾面玻璃的打码过程进行处理，使获得的带有标识的目的雾面玻璃的内雕二维码的码点适中，深度均匀性优异，码点均匀性优异，打码效果良好。也即是说，本申请实施例通过至少设置三种不同波长、不同功率的激光分别对雾面玻璃的切割过程、裂片过程及打码过程进行处理，以使获得的带有标识的目的雾面玻璃的表面无损伤、无毛裂口，周缘无崩边，内部二维码的码点大小适宜、码点深度均匀性高、码点均匀性高。

此外，在上述实施例1或2或3的基础上，对裂片光斑的直径选择、冷却与否以及支撑位有无高度差分别进行多组平行实验验证（应当理解，本组平行实验组的其余参数均满足正常加工要求），获得如表3所示的结果数据。

表3 验证分析表

可见，本实施例提供的雾面基材的加工方法中的对裂片光斑直径的选择、裂片过程中初级基材有无冷却及裂片治具的支撑位有无高度差等选择，均对雾面基材的裂片过程产生影响。只有在裂片光斑直径为2mm~6mm、初级基材经过冷却、裂片治具上的支撑位存在高度差时，才能获得较为稳定的裂片结果，获得裂片效果良好、裂片表面无损伤、无毛裂口、裂片周缘无崩边的目标尺寸雾面基材。

应理解的是，文中使用的术语仅出于描述特定示例实施方式的目的，而无意于进行限制。除非上下文另外明确地指出，否则如文中使用的单数形式“一”、“一个”以及“所述”也可以表示包括复数形式。术语“包括”、“包含”、“含有”以及“具有”是包含性的，并且因此指明所陈述的特征、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但并不排除存在或者添加一个或多个其它特征、步骤、操作、元件、部件、和/或它们的组合。文中描述的方法步骤、过程、以及操作不解释为必须要求它们以所描述或说明的特定顺序执行，除非明确指出执行顺序。还应当理解，可以使用另外或者替代的步骤。

尽管可以在文中使用术语第一、第二、第三等来描述多个元件、部件、区域、层和/或部段，但是，这些元件、部件、区域、层和/或部段不应被这些术语所限制。这些术语可以仅用来将一个元件、部件、区域、层或部段与另一区域、层或部段区分开。除非上下文明确地指出，否则诸如“第一”、“第二”之类的术语以及其它数字术语在文中使用时并不暗示顺序或者次序。因此，以下讨论的第一元件、部件、区域、层或部段在不脱离示例实施方式的教导的情况下可以被称作第二元件、部件、区域、层或部段。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种雾面基材的加工方法，其特征在于，包括：

提供雾面基材；

提供第一激光，所述第一激光的波长为530nm~1100nm，所述第一激光的功率为30W~100W，所述第一激光对所述雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

提供第二激光，所述第二激光的波长为5μm~11μm，所述第二激光的功率为40W~80W，所述第二激光对所述初级基材进行裂片，获得多个中间基材；

提供第三激光，所述第三激光的波长为350nm~1100nm，所述第三激光的功率为0.1W~1W，所述第三激光对所述中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

2.根据权利要求1所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，所述第三激光对所述中间基材进行打码的步骤包括：

在所述中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；

提供第三激光，所述第三激光对所述喷油基材进行打码。

3.根据权利要求2所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，所述油层的厚度为10μm~70μm。

4.根据权利要求1所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，在利用所述第二激光对所述初级基材进行裂片前，对所述初级基材先浸液冷却设定时间后并吹干表面水渍。

5.根据权利要求1或4所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，在所述第二激光对所述初级基材进行裂片的过程中，支撑所述初级基材的支撑面预设有多个支撑位，多个所述支撑位的数量至少与多个所述中间基材的数量一一对应，且相邻两个所述支撑位之间预留有高度差。

6.根据权利要求1或4所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，所述第二激光在进行裂片时的光斑直径为2mm~6mm。

7.根据权利要求1所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，所述第一激光对所述雾面基材进行痕道切割的步骤包括：

锚定第一焦点，所述第一焦点位于所述雾面基材的下方，根据所述第一焦点控制所述第一激光对所述雾面基材进行第一次切割，获得一级基材；

锚定第二焦点，所述第二焦点位于所述第一焦点的上方，根据所述第二焦点控制所述第一激光对所述一级基材进行第二次切割，获得二级基材；

锚定第三焦点，所述第三焦点位于所述第二焦点的上方，根据所述第三焦点控制所述第一激光对所述二级基材进行第三次切割，获得具有切割痕道的初级基材。

8.根据权利要求1所述的雾面基材的加工方法，其特征在于，所述第二激光对所述初级基材进行裂片的步骤包括：

获取初级基材的标准焦点；

锚定第四焦点，所述第四焦点位于所述标准焦点的上方，所述第四焦点与所述标准焦点之间的距离为1mm~3mm；

根据所述第四焦点控制所述第二激光对所述初级基材进行裂片。

9.一种雾面基材的加工系统，其特征在于，包括：

切割装置，配置为提供第一激光，所述第一激光的波长为530nm~1100nm，所述第一激光的功率为30W~100W，所述第一激光对所述雾面基材进行痕道切割，获得具有切割痕道的初级基材；

裂片装置，配置为提供第二激光，所述第二激光的波长为5μm~11μm，所述第二激光的功率为40W~80W，所述第二激光对所述初级基材进行裂片，获得多个中间基材；以及

打码装置，配置为提供第三激光，所述第三激光的波长为350nm~1100nm，所述第三激光的功率为0.1W~1W，所述第三激光对所述中间基材进行打码，获得目的雾面基材。

10.根据权利要求9所述的加工系统，其特征在于，所述打码装置包括喷油组件和打码组件，所述喷油组件用于在所述中间基材的上表面和下表面上喷覆油层，获得喷油基材；所述打码组件用于提供第三激光，所述第三激光对所述喷油基材进行打码。