CN1646437A - 切割玻璃制品的方法和设备 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种沿一条预定切割线(4)切割玻璃制品(1)的方法。在至少一道划线工序和至少一道加热工序中，由聚焦器(32)聚焦的同一激光束(52)经过预定切割线(4)，聚焦器(32)是一种可调聚焦器，在一道划线工序时，聚焦器(32)使所述激光束(52)基本聚焦在预定切割线(4)上，在一道加热工序时，聚焦器(32)使所述激光束的焦点(53)明显地离开预定切割线(4)。

Description

切割玻璃制品的方法和设备

技术领域

本发明涉及一种切割玻璃制品的方法和设备。

本发明的方法和设备可以用于平板玻璃制造业和中空玻璃制品业，但是对其用于中空玻璃制品的应用将作更为详细的描述。

背景技术

中空玻璃制品例如水杯、玻璃瓶等一般包括一道称为“去除顶帽”的工序。

去除顶帽的工序是，将不构成成品玻璃制品本身的但由于热成型法而形成的玻璃材料从构成成品玻璃制品本身的玻璃材料部分分开；一般来说，这涉及起初在进行压制工序或吹制工序时用于构成玻璃制品的玻璃材料部分，压制工序或吹制工序在玻璃呈糊状时进行，以便使之具有相应于玻璃制品的形状。不构成成品本身的该玻璃制品部分一般称为“顶帽。”

去除顶帽可以采用热加工法，也可以采用冷加工法。

采用热加工法去除顶帽时，玻璃在要去除顶帽的区域附近承受达到重新变得有韧性的软化程度的高温：两个待分离的玻璃部分离开足够远即可分开，当两个玻璃材料部分分开时，表面张力起作用，形成一种厚而圆的边缘。这种方法一般用于较低的制品。

采用冷加工法去除顶帽时，玻璃在要去除顶帽的区域附近承受的温度低于采用热加工法去除顶帽时的温度：玻璃仍处于脆性范围，这种再加热的目的仅仅是引入机械应力，机械应力例如在同冷金属物体接触的作用下或者在冷空气流的作用下释放时，会产生裂纹，这种裂纹在脆性材料中扩展，即可去除顶帽。在采用冷加工法去除顶帽的情况下，使用的方法常常包括一道划线工序，其目的是在比玻璃硬的工具的机械作用下使玻璃制品的表面产生类似于刻痕的表面缺陷，用于裂纹剧烈发生时引导裂纹扩展。采用这种方法的结果是，边缘薄而且锋利，为了具有成品玻璃制品的特性，要借助于磨削工具使薄而且锋利的边缘经过一般称为磨平、倒棱、火法抛光的各种抛光工序，甚至硬化，为了使之具有足够的机械强度。采用冷加工法去除顶帽的工序实施起来比采用热加工法去除顶帽的工序复杂，用于比较高的玻璃制品。

磨平工序尤其在文献BE670504中得到描述。

在尽可能好的条件下实施冷加工法去除顶帽的工序可以获得尽可能接近其最终形状的边缘，具有尽可能少的缺陷，磨平工序易于实施，无需磨削大量材料。

对于具有特殊形状的玻璃制品，例如喇叭口玻璃制品或者基本呈圆柱形但具有多边形截面的玻璃制品，传统的冷加工法去除顶帽的工序始终不能获得良好的结果，或者工艺不够稳定。借助于金刚石尖头、碳化物或陶瓷材料制成的尖头或轮式割刀进行划线的机械器具，必须进行许多调整才能适合于待处理玻璃制品的各种不同的几何形状，在所有情况下，需要专人进行经常的维护保养，每次进行生产变化时都要调整。

近来，有人提出一些属于冷加工法去除顶帽的方法，使用一束或多束激光束加热材料，在材料上产生相当于刀具刻痕的必要缺陷。

文献WO98/56722提出一种去除玻璃制品顶帽的方法，这种方法包括两道连续的工序：

第一道工序，在一束或多束连续的激光束的作用下，使待去除顶帽的制品转动；

第二道工序，在待去除顶帽的制品基本转一转期间，或者在待去除顶帽的制品至少转一转期间，使已经在第一道工序中经受一束或多束连续的激光束作用的区域经受至少一束聚焦输送的激光束的作用，以形成一系列彼此间隔的连续的点，所述一系列的点确定一条基本连续的线，基本沿这条线去除顶帽。结果是去除顶帽的边缘非常整齐，几乎是平面，如果有一点不整齐的地方，采用低成本的易于实施的磨平工艺略加磨平即可使之整齐；这种方法可以以极具再现性的方式获得这种整齐的边缘。此外，对于某些玻璃制品特别是形状简单的玻璃制品例如呈圆柱形或基本呈圆柱形的玻璃制品，对于壁厚一般小于2毫米的玻璃制品来说，这种方法获得的去除顶帽的边缘适于直接在一个再烧工位进行处理，无需预先进行磨平。

文献WO98/56722所述方法的主要缺陷是必须使用至少两束具有不同性质的不同激光束：一束是连续激光束，一束是脉冲激光束，这就使得实施该方法的设备复杂化，增加设备和使用费用。

发明内容

本发明旨在提出一种方法和设备，具有文献WO98/56722所述的技术优点，弥补上述缺陷，还具有其它的优点和应用可能性。

本发明旨在提出一种玻璃制品的加工处理方法，用于沿着玻璃制品上的一条预定切割线对所述玻璃制品进行切割，所述方法包括：

—至少一道称为划线工序的工序，在该工序中，通过一个聚焦器聚焦的一束激光束经过预定切割线，所述激光束基本聚焦在预定切割线上，以及

—至少另一道称为加热工序的工序，在该工序中，一束激光束经过预定切割线而不聚焦在这条切割线上，激光束照射的表面部分与所述预定的切割线重叠。

根据本发明方法，在一道划线工序和一道加热工序中，同一激光束经过预定切割线，聚焦器是一种可调聚焦器，在一道划线工序时，聚焦器使所述激光束基本聚焦在预定切割线上，在一道加热工序时，聚焦器使所述激光束的焦点明显地离开预定切割线。

重要的是要注意到，根据本发明方法，如果激光束经过预定切割线，这意味着在待加工处理的玻璃制品和激光束之间进行相对运动，这可以通过待加工处理的玻璃制品的运动和/或通过激光束的运动而获得。

根据一个实施例，本发明方法是，在一道划线工序中，由于玻璃制品以任何时候预定切割线都基本与激光束的焦点相重叠的方式进行移动，因此，聚焦的激光束经过预定切割线，在一道加热工序中，由于玻璃制品以任何时候使激光束照射的表面部分都与所述预定的切割线重叠的方式进行移动，因此，聚焦的激光束经过预定切割线。

所述激光束聚焦器尤其可以包括一个聚光透镜。在这种情况下，尤其可以通过沿着激光束的轴线移动所述透镜来调节激光束的聚焦。

根据一个最佳实施例，通过一个线性电动机的轴的移动使所述透镜沿激光束的轴线进行移动并加以控制。

在一道划线工序中，射到玻璃制品表面上的激光束可以是一种脉冲激光束。

如上所述，在一道划线工序时，激光束基本聚焦在所述制品表面上的预定切割线上。这意味着在划线工序时，相当于激光束实际上最狭窄的部位或激光束的功率最集中的部位的激光束焦点位于制品的表面上或者与制品表面相距一段很小的距离(例如几毫米)。这意味着在聚焦激光束与玻璃制品表面碰撞的部位，受照射的表面非常小(例如直径小于500微米，甚至小于100微米)。

在一道划线工序中，射到玻璃制品表面上的激光束可以是一种脉冲激光束。

在这种情况下，脉冲激光束在玻璃制品表面上产生一系列撞击区域，撞击区域的直径小于500微米，彼此间隔小于2毫米。

这些撞击区域的直径例如小于100微米，甚至小于50微米。

所述撞击区域最好彼此间隔小于1毫米。该间隔例如在100微米和800微米之间。

脉冲激光束的物理特性最好使得所述撞击区域经受所述激光束的作用，辐射密度大得足以使基本与所述预定切割线重合的点状缺陷出现在玻璃制品的表面上。

显然，“点状”这个词这里不是严格几何意义上的点，所述点状缺陷一般是小坑，小坑的直径一般小于500微米，甚至小于50微米。

但是，在一道划线工序中，射到玻璃制品表面上的激光束也可以是一种连续的激光束。

在这种情况下，在划线工序中，射到玻璃制品表面上的连续激光束在玻璃制品表面上产生一条宽度小于500微米的连续撞击线。例如，这条连续线的宽度小于100微米，甚至小于50微米。

特别是，在一道划线工序中，射到玻璃制品表面上的连续激光束的物理特性使得所述连续撞击线被照射的辐射密度大得足以使基本与所述预定切割线相重合的一条裂纹出现在玻璃制品的表面上。

在一道加热工序中，射到玻璃制品表面上的激光束可以是一种脉冲的或连续的激光束。

这种激光束在玻璃制品表面上产生一条宽度为2毫米至10毫米的撞击线。例如，这条线的宽度约为3毫米或4毫米。

在一道加热工序中，激光束的物理特性和辐射条件使得受照射的表面部分经受的辐射密度使该表面的几何形状不改变，但是受照射区域的加热在该区域的玻璃材料上产生机械应力。

本发明方法包括至少一道划线工序和至少一道加热工序。

但是，可以应用各种各样的加工处理循环。

因此，一个加工处理循环尤其可以包括：

—一道划线工序，接着是一道加热工序，或者

—按顺序是一道划线工序、一道加热工序和一道划线工序，或者

—一道加热工序，接着是一道划线工序，或者

—按顺序是一道加热工序、一道划线工序和一道加热工序。

本发明方法便于切割成分和形状大不相同的各种玻璃制品。

这些制品尤其可以是用“普通”玻璃(例如纳钙玻璃)或富含铅的玻璃(结晶玻璃)制成的制品。

制品可以是平板玻璃制品或中空玻璃制品。

如果是中空玻璃制品，例如水杯(有脚或无脚)、玻璃瓶等，预定的切割线一般形成一条闭合曲线。

该闭合曲线一般位于一个平面上。在这种情况下，在至少一道加热工序和至少一道划线工序中，中空玻璃制品围绕一条与该平面相垂直的轴线进行转动。

本发明方法尤其非常有利于中空玻璃制品去除顶帽，不仅适用于圆柱形玻璃制品，而且也适用于喇叭口玻璃制品或凹形玻璃制品。玻璃制品在去除顶帽部位的厚度可以小于1毫米，但是，该厚度也可以明显大一些，例如可达5毫米，甚至5毫米以上。

本发明方法获得的去除顶帽的边缘非常整齐，几乎是平面，如果有一点不整齐的地方，采用低成本的易于实施的磨平工艺略加磨平即可使之整齐；这种方法可以以极具再现性的方式获得这种整齐的边缘。此外，对于某些玻璃制品特别是形状简单的玻璃制品例如呈圆柱形或基本呈圆柱形的玻璃制品，对于壁厚一般小于2毫米的玻璃制品来说，这种方法获得的去除顶帽的边缘适于直接在一个再烧工位进行处理，无需预先进行磨平。

如上所述，在一道划线工序中，射到玻璃制品表面上的激光束可以是一种脉冲的或连续的激光束。在一道加热工序中，射到所述表面上的激光束也可以是一种脉冲的或连续的激光束。

用于加热的激光束的类型可以不同于用于划线的激光束的类型：例如，一种连续的激光束用于加热，一种脉冲激光束用于划线。

但是，用于加热和用于划线的激光束的类型可以相同。据观察，对于多数应用情况来说，将以同一频率脉冲的相同的激光束用于一道划线工序和用于一道加热工序，结果非常良好，只是激光束的焦点位置在进入下一道工序时要加以改变。

显然，这里问题在于射到待加工处理的玻璃制品表面上的激光束的类型，而不是激光源的类型。

实际上，使用一种连续类型的激光源，肯定可以使一种连续的激光束射到待加工处理的制品上。

但是，使用一种连续类型的激光源，也可以通过电子斩波获得一种射到待加工处理制品上的脉冲激光束。

同样，使用一种脉冲类型的激光源，肯定可以使一种脉冲激光束射到待加工处理的制品上。

但是，使用一种脉冲类型的激光源时，增大脉冲频率以及循环比即一个循环中的高能辐射时间和整个循环时间之间的比率，即可获得一种“伪连续”激光束。这种辐射能围绕一个能级小幅震荡的“伪连续”激光束可看作是一种本发明范围中的连续激光束。

本发明还旨在提出一种玻璃制品的加工处理设备，用于沿着玻璃制品表面上的一条预定切割线对所述制品进行切割，这种设备包括：

—一个激光束源，

—一个对所述激光束进行导向的包括一个聚焦器的导向系统，以及

—一个控制站，

所述设备适于使激光束射到所述制品的表面上：

在至少一道称为划线工序的工序中，一束激光束经过预定的切割线，所述激光束通过聚焦器基本聚焦在所述预定切割线上，

在至少一道称为加热工序的工序中，一束激光束经过预定的切割线，所述激光束不聚焦在所述预定切割线上，受激光束辐射的表面部分与所述切割线重叠。

在本发明设备中，聚焦器是一个可调聚焦器，适于在一道划线工序中将一束由所述激光源辐射的激光束聚焦到预定切割线上，并且适于在一道加热工序中使射到预定切割线上的同一激光束的焦点明显地离开这条线。

在本发明设备中，聚焦器尤其可以是一个用于激光的聚光透镜。

聚焦器尤其可以是一个活动聚焦器，在一道划线工序中，所处的位置使激光束聚焦在预定的切割线上，在一道加热工序中，所处的位置使激光束的焦点明显地离开所述切割线。

所述激光束导向系统可以包括一个滑架，聚焦器安装在该滑架上。根据本发明设备的一个实施例，滑架适于沿着激光束的轴线移动聚焦器。

根据一个实施例，本发明设备包括一个适于移动所述滑架的线性电动机。

聚焦器最好由一个自动化控制站加以调节。

根据本发明设备的一个最佳实施例，聚焦器是一个活动聚焦器，在一道划线工序中，所处的位置是激光束聚焦在预定的切割线上，在一道加热工序中，所处的位置使激光束的焦点明显地离开预定切割线，控制站调节聚焦器的位置。

在这种情况下，导向系统可以包括一个滑架，聚焦器安装在该滑架上，控制站适于通过控制滑架的移动来调节聚焦器的位置。

控制站尤其适于控制滑架沿着平行于激光束的方向进行移动。

本发明设备可以包括一个检测预定切割线在玻璃制品表面上的位置的位置检测系统，控制站适于根据预定切割线的检测位置来调节聚焦器的位置。

本发明设备最好包括一个适于调节激光束的频率和脉冲方式的调制装置。

该调制装置可以由所述控制站加以控制。

所述调制装置可以在一道划线工序中以及在一道加热工序中，调节射到待加工处理的玻璃制品上的激光束的频率和脉冲方式(尤其是循环比)。

在本发明设备中，所述导向系统可以包括至少一个适于改变激光束方向的激光反射镜。该导向系统可以包括至少一个位置和/或方位可调的激光反射镜。

在这种情况下，控制站适于通过控制至少一个激光反射镜的位置和/或方位的变化来调节激光束的方向。

在这种情况下，当本发明设备还包括一个检测预定切割线位置的位置检测系统时，控制站适于根据预定切割线的检测位置来调节至少一个激光反射镜的位置和/或方位。

本发明设备还包括一个适于夹持待加工处理的玻璃制品的装置，该夹持装置可以是一个适于移动玻璃制品的活动装置，尤其是，它适于在一个同激光束的轴线相垂直的平面上移动玻璃制品。

特别是，所述夹持装置适于使玻璃制品转动(尤其是围绕一条与射到所述制品上的激光束的轴线相垂直的轴线转动)。

本发明设备可以包括适于夹持、移动待加工处理的玻璃制品并使它们转动的装置。

在这种情况下，本发明设备可以包括一个使适于夹持玻璃制品的装置逐步平移的装置。

本发明设备尤其可以包括适于夹持中空玻璃制品、使它们转动并进行逐步驱动的装置。

适于夹持、移动待加工处理的玻璃制品并使它们转动的装置可以由所述控制站进行控制。

本发明设备配有的激光束源可以是功率可调的激光源。该激光束源也可以是位置和/或方位可调的激光源。

在这种情况下，所述控制站适于调节激光源的功率和/或位置和/或方位。

根据本发明设备的一个实施例，所述导向系统包括至少一个使一束激光束分成两束或多束分流激光束的变向装置。每一束分流激光束可以用于按照本发明方法和借助于如上所述的本发明设备加工处理一个玻璃制品。

附图说明

参照附图以及本发明方法的三个非限制性实施例和本发明设备的一个非限制性实施例，本发明的其它特征和优点将得到更好地理解。

附图如下：

图1和2是按照两个不同方式调制的一束脉冲激光束的两个图表(随时间而变化的辐射功率)；

图3和4分别是本发明设备的一部分和一个在一道划线工序中由该设备加工处理的玻璃制品的正视图和平面图；

图5和6类似于图3和4，但涉及加热工序；

图7是一个待加工处理玻璃制品的沿图4和6中箭头C-C方向的视图；

图8是图7中一个细部的放大示意图；

图9是一个本发明设备的平面示意图。

具体实施方式

图1所示图表示出一束脉冲激光束的随时间而变化的辐射功率。由图可见，采用这种激光束调制方式，峰值辐射功率明显地被辐射功率为零的时间间隔分开。

辐射循环的频率、循环比即高能辐射时间与整个辐射循环时间之间的比率、高能辐射期间激光的功率都是可以根据使用情况加以控制和调整的参数。

增大一束脉冲激光束的频率和循环比，可以获得一束伪连续激光束，如图2的图表所示。在这种情况下，辐射功率围绕一个确定的值震荡(小幅度)。

根据图3至6所示的本发明实施例，待加工处理的玻璃制品1是具有一个脚2和一个喇叭口部分3的中空旋转体。

预定切割线4在玻璃制品1的外表面上形成一条闭合曲线。预定切割线4位于一个同玻璃制品1的对称轴线A-A相垂直的平面上。

玻璃制品1通过其脚2夹持在一个旋转夹头10中。玻璃制品1的脚2朝上，喇叭口部分3朝下。

旋转夹头10是一个未示出的驱动装置的一部分。

玻璃制品1围绕其对称轴线A-A转动。

玻璃制品1由包括一个激光束源20和用于一束激光束50的一个导向系统30的一个设备进行加工处理。

导向系统30包括一个激光反射镜31和一个激光聚焦器32。

激光束源20辐射一束朝下的激光束50。

激光束50照射在反射镜31上。反射镜31的方位确定成反射的激光束51朝向待加工处理的玻璃制品1。

反射的激光束51的轴线位于切割线4的平面上，并通过玻璃制品1的对称旋转轴线A-A。因此，反射的激光束51的轴线垂直于所述对称旋转轴线A-A。

反射的激光束51在射到玻璃制品1上之前，穿过聚焦器32。

聚焦器32是一个用于激光的聚光透镜。

透镜32的方位确定成它不改变激光束的轴线的方位。

因此，来自聚焦器32的聚焦激光束52的轴线与反射镜31反射的激光束51的轴线重合。

聚焦器32通过一个支承件34安装在一个滑架33上。

滑架33在一个导轨35上滑动。

由于滑架33和透镜32的移动可以调整聚焦激光束52的焦点53位置，因此，聚焦器32是一个可调聚焦器。

滑架33通过一个安装在滑架33中的滚珠的再循环预应力系统无间隙地在导轨35上滑动。

聚焦器32的支承件34通过一个弹性连接件36与安装在一个支承件38上的一个线性电动机37的轴39相连接。

反射镜31、聚焦器32、滑架33和支承件34、导轨35、弹性连接件36、电动机37及其轴39都属于导向系统30。

线性电动机37的轴39的移动方向平行于导轨35的轴线，导轨35的轴线平行于反射的激光束51的轴线和聚焦激光束52的轴线。

弹性连接件36可以使聚焦器32的支承件34通过滑架33无侧向干扰地在导轨35上滑动。

滑架33、支承件34和聚焦器32在导轨35上的位置由线性电动机37的轴39的位置加以确定。

线性电动机的轴39的位置由线性电动机37的未示出的电子调整系统加以调整。

所述电子调整系统由本发明设备的未示出的控制站加以控制。

所述控制站确定线性电动机37的轴39的位置、移动速度和移动加速度。

本发明方法包括至少一道划线工序和至少一道加热工序。

图3和4示出本发明设备在一道划线工序时的工作情况。

在一道划线工序时，线性电动机37的电子调整系统从控制站接收指令，使线性电动机37的轴39和聚焦器32定位成聚焦激光束52的焦点53基本与玻璃制品1表面上的预定切割线4相重叠。

图7和8示出在一道划线工序中的一定时间受辐射的玻璃制品1的表面部分60。该部分60相当于预定切割线4上的一个点，其直径小于0.5毫米，通常约为0.1毫米。

由于旋转夹头10保持玻璃制品1围绕其对称轴线A-A进行转动，聚焦在预定切割线4上的激光束52在玻璃制品1转动时经过整条预定切割线4。

玻璃制品1的转速通常约为100至500转/分钟。

图5和6示出本发明设备在一道加热工序时的工作情况。

在一道加热工序时，线性电动机37的电子调整系统从控制站接收指令，使线性电动机37的轴39和聚焦器32定位成聚焦激光束52的焦点53明显地离开玻璃制品1表面上的预定切割线4。聚焦激光束52与切割线4的交点和聚焦激光束52的焦点53之间的距离约为20至150毫米。

图7和8还示出在一道加热工序中的一定时间受辐射的玻璃制品1的表面部分61。在一道加热工序时受辐射的该部分61明显地大于在一道划线工序时受辐射的部分60。

在一道加热工序时受辐射的部分61相当于一个与预定切割线重合的直径通常约为2至8毫米的区域。

由于旋转夹头10保持玻璃制品1围绕其对称轴线A-A进行转动，聚焦激光束52在玻璃制品1转动时经过整条预定切割线4，其焦点53明显地离开所述切割线4。

在一道或多道划线工序和一道或多道加热工序之后，各个不同工序的作用联合起来使玻璃制品1的部分5基本沿着预定切割线4分开。

位于预定切割线4之下的玻璃制品的部分5(当玻璃制品由旋转夹头10夹持时)，术语称为“顶帽”。

因此，图3至6所示的加工处理方法是一种去除玻璃制品顶帽的方法。

图9所示的用于加工处理玻璃制品的设备是一个本发明设备，这种设备包括：

—两个划线和加热站100、100’，

—一个冷却站200，

—一个磨平站300，

—一个倒棱站400，

—一个清洗和脱水站500，以及

—一个再烧站600。

图9所示的设备适于采用权利要求1所确定的方法同时加工处理四个玻璃制品。

玻璃制品1是中空旋转体。每个玻璃制品1由一个旋转夹头加以夹持，所述旋转夹头保持所述玻璃制品1围绕其对称轴线进行转动。

所述玻璃制品1的预定切割线位于一个同所述对称轴线相垂直的平面上。

所述旋转夹头属于逐步驱动系统。

旋转夹头与一条沿方向D逐步移动的闭合传送带相连接。传送带按照与包括四个旋转夹头的一段传送带相对应的一段距离逐步移动。

因此，驱动系统依次将四个玻璃制品1输送到两个划线和加热站100、100’之前。两个划线和加热站100、100’中每个都同时加工处理两个玻璃制品1。

划线和加热站100、100’与图3至6所示的划线和加热站的区别在于，前者包括一个使激光反射镜131、131’反射的激光束151、151’分成两束分流激光束154、154’和155、155’的变向装置140、140’。

因此，两个划线和加热站的导向系统包括变向装置140、140’和141、141’，这些变向装置都适于将两束激光束154、154’和155、155’引向一个玻璃制品1，这两束激光束的轴线位于预定切割线的平面上，并通过相应的玻璃制品1的对称旋转轴线。

在一道划线工序和一道加热工序时，激光束154、154’和155、155’的聚焦调整按上述图3至6所示的方式进行。

在位于两个划线和加热站之前的四个玻璃制品1去除顶帽之后，逐步驱动系统使所述四个已去除顶帽的玻璃制品朝冷却站200移动，同时将四个新的待去除顶帽的玻璃制品置于两个去除顶帽工作站100、100’之前。

冷却站200配有四个顶帽检测器201。

每个顶帽检测器201检测定位于顶帽检测器201之前的玻璃制品是否还具有顶帽。如果顶帽没有从玻璃制品去除，那么，具有顶帽的玻璃制品被自动挑出来。

玻璃制品冷却后，逐步驱动系统将它们送到磨平站300，在那里磨平已去除顶帽的玻璃制品的已去除顶帽的边缘。

在已去除顶帽的玻璃制品的边缘磨平之后，逐步驱动系统将已去除顶帽的玻璃制品送到玻璃制品边缘倒棱站400。

已去除顶帽的玻璃制品的边缘倒棱之后，逐步驱动系统将已去除顶帽的玻璃制品送到清洗和脱水站500。

在已去除顶帽的玻璃制品清洗和脱水之后，逐步驱动系统将它们送到干燥站600，然后送到再烧站700，再烧台700最好包括一个用于已去除顶帽的玻璃制品边缘的淬火系统。

实施例1

使用上述类型的如图3、4、5、6和8所示的具有一个250W激光源的一种设备去除中空玻璃制品的顶帽。

待制纳钙玻璃制品是图3所示的类型，即一种有脚的呈喇叭口形(相对于对称轴线约呈45°)的玻璃制品，这种玻璃制品在去除顶帽线的部位，直径为105毫米，厚度为1.2毫米。待去除顶帽的制品通过脚的底部固定在一个夹头中，夹头的旋转轴线与玻璃制品的对称轴线重合，并以250转/分钟的转速进行转动。

应用于该旋转制品的加工处理循环如下：

—使用10kHz(30％的循环比)的脉冲激光束聚焦在制品的表面上(在预定切割线的部位)对制品进行划线3秒钟；

—移动聚焦器(小于0.1秒)使同一束激光束在其接触制品的部位具有4毫米的直径；

—使用该激光束对环形区域(该区域同预定切割线重合)加热2秒钟；

—去除顶帽。

由于预定轨迹的裂纹的导向，完全沿着一个平行于制品脚的平面去除顶帽。

实施例2

使用一种类似于实施例1中所用的但配有一个200W激光源的设备，去除一种结晶玻璃制品的顶帽。

这种结晶玻璃制品的侧壁呈直径为80毫米的转筒的形状，在去除顶帽部位厚度为2毫米，由于成型结束时的火焰抛光，这种结晶玻璃制品覆盖有一层氧化铅反射层。

这种结晶玻璃制品以200转/分钟的转速进行转动，经受的加工处理循环如下：

—使用5kHz(50％的循环比)的脉冲激光束聚焦在制品的表面上(在预定切割线的部位)对制品进行划线1.5秒钟；

—移动聚焦透镜(小于0.1秒)使同一束激光束在其接触结晶玻璃制品的部位具有3毫米的直径；

—使用该激光束对环形区域(该区域同预定切割线重合)加热3.5秒钟；

—重新移动透镜(小于0.1秒)使激光束重新聚焦在制品的表面上；

—使用5kHz(50％的循环比)的脉冲激光束聚焦在切割线上对制品进行划线；

—去除顶帽。

去除顶帽的质量良好。在应用于制品的加工处理循环中，第一道划线工序可以贯穿氧化铅反射层，提高深入加热的效果。最后一道划线工序产生一条形成裂纹的微小缺陷线，从而去除顶帽。

实施例3

使用实施例1中所用的配有一个250W激光源的相同设备，去除中空玻璃制品的顶帽。

待制制品(纳钙玻璃制品)具有一个基本呈圆柱形的侧壁和一个平底，其横向截面为圆角方形。平均直径为60毫米，玻璃制品在去除顶帽部位的厚度为2毫米。

玻璃制品以350转/分钟的转速围绕其纵向轴线转动，经受的加工处理循环如下：

—使用10kHz(30％的循环比)的脉冲激光束对同预定切割线重合的环形区域加热3.5秒钟。该激光束不聚焦在制品的表面上，但聚焦在一点上，激光束的直径在其同制品接触的部位约为4毫米；

—移动聚焦透镜(小于0.1秒)使同一束激光束基本与制品的表面重合；

—使用10kHz(5％的循环比)的脉冲激光束聚焦在制品的表面上对制品进行划线0.5秒钟；

—去除顶帽。

完全沿着一个平行于制品底部的平面去除顶帽。划线工序(最后的)可以通过在预定切割线上形成微小缺陷而使顶帽断开。

聚焦器的场深可以在制品的表面上进行相当好的聚焦，尽管它不是一个旋转表面。

要注意的是，制品的激光束(在去除顶帽线部位)仅仅围绕激光束的平均值震荡±3毫米。

为了对不是旋转体的、其预定切割线与轴线之间的距离同平均值相差较大(例如超过5毫米)的制品进行加工处理，最好或者必须根据制品的形状控制聚焦器的位置，以便在一道划线工序中使激光束的焦点保持在旋转制品的表面上。

Claims (59)

1.一种玻璃制品的加工处理方法，用于沿着玻璃制品(1)表面上的一条预定切割线(4)对所述制品进行切割，所述方法包括：

—至少一道称为划线工序的工序，在该工序中，通过一个聚焦器(32)聚焦的一束激光束(52)经过预定切割线(4)，所述激光束(52)基本聚焦在预定切割线上，以及

—至少另一道称为加热工序的工序，在该工序中，一束激光束经过预定切割线(4)而不聚焦在这条切割线(4)上，受激光束照射的表面部分(61)与所述预定切割线(4)重叠，

其特征在于，在一道划线工序和一道加热工序中，同一激光束(52)经过预定切割线，聚焦器(32)是一种可调聚焦器，在一道划线工序时，聚焦器(32)使所述激光束(52)基本聚焦在预定切割线(4)上，在一道加热工序时，聚焦器(32)使所述激光束(52)的焦点(53)明显地离开预定切割线(4)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，由于玻璃制品以任何时候使预定切割线(4)都基本与激光束(52)的焦点(53)相重叠的方式进行移动，因此，聚焦的激光束(52)经过预定切割线(4)，在一道加热工序中，由于玻璃制品(1)以任何时候使受激光束(52)照射的表面部分(61)都与所述预定切割线重叠的方式进行移动，因此，激光束(52)经过预定切割线(4)。

3.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，所述激光束聚焦器(32)包括一个用于激光的聚光透镜。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过沿着激光束的轴线移动所述透镜(32)来调节激光束的聚焦。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，通过一个线性电动机(37)的轴的移动使所述透镜(32)进行移动并加以控制。

6.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)是一种脉冲激光束。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，射到玻璃制品(1)表面上的脉冲激光束(52)在该表面上形成一系列撞击区域(60)，撞击区域(60)的直径小于500微米，彼此间隔小于2毫米。

8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述撞击区域(60)的直径小于100微米。

9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于，所述撞击区域(60)的直径小于50微米。

10.根据权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，所述撞击区域(60)彼此间隔小于1毫米。

11.根据权利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，所述撞击区域(60)彼此间隔为100微米至800微米。

12.根据权利要求7至11之一所述的方法，其特征在于，脉冲激光束的物理特性使得所述撞击区域(60)经受所述激光束的作用，辐射密度大得足以使基本与所述预定切割线(4)重合的点状缺陷出现在玻璃制品(1)的表面上。

13.根据权利要求1至5之一所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)是一种连续的激光束。

14.根据权利要求13所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，射到玻璃制品(1)表面上的连续激光束在所述表面上产生一条宽度小于500微米的连续撞击线。

15.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述连续撞击线的宽度小于100微米。

16.根据权利要求14所述的方法，其特征在于，所述连续撞击线的宽度小于50微米。

17.根据权利要求14至16之一所述的方法，其特征在于，在一道划线工序中，射到玻璃制品(1)表面上的连续激光束的物理特性使得所述连续撞击线被照射的辐射密度大得足以使基本与所述预定切割线相重合的一条裂纹出现在玻璃制品(1)的表面上。

18.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，在一道加热工序中，射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)是一种连续的激光束。

19.根据权利要求1至17之一所述的方法，其特征在于，在一道加热工序中，射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)是一种脉冲激光束。

20.根据权利要求18或19所述的方法，其特征在于，在一道加热工序中，射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)是一种脉冲激光束在所述表面上产生一条宽度为2毫米至10毫米的撞击线。

21.根据权利要求18至20之一所述的方法，其特征在于，在一道加热工序中射到玻璃制品(1)表面上的激光束(52)的物理特性以及这道加热工序中的辐射条件使得受照射的表面部分(61)经受的辐射密度使该表面的几何形状不改变，但是受照射区域的加热在该区域的玻璃材料上产生机械应力。

22.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，这种方法包括一道划线工序，接着是一道加热工序。

23.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，这种方法按顺序包括一道划线工序、一道加热工序和一道划线工序。

24.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，这种方法包括一道加热工序，接着是一道划线工序。

25.根据权利要求1至9之一所述的方法，其特征在于，这种方法按顺序包括一道加热工序、一道划线工序和一道加热工序。

26.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，玻璃制品(1)是一种中空玻璃制品，预定切割线(4)形成一条闭合曲线。

27.根据权利要求26所述的方法，其特征在于，所述闭合曲线位于一个平面上，在一道划线工序和一道加热工序中，所述中空玻璃制品围绕一条与该平面相垂直的轴线进行转动。

28.根据前述权利要求之一所述的方法，其特征在于，玻璃制品(1)是一种平板玻璃制品

29.一种玻璃制品的加工处理设备，用于沿着玻璃制品(1)表面上的一条预定切割线(4)对所述制品进行切割，这种设备包括：

—一个激光束源(20)，

—一个对所述激光束进行导向的具有一个聚焦器(32)的导向系统(30)，以及

—一个控制站，

所述设备适于使激光束射到所述制品(1)的表面上：

在至少一道称为划线工序的工序中，一束激光束(52)经过预定切割线(4)，所述激光束(52)通过聚焦器基本聚焦在所述预定切割线(4)上，

在至少一道称为加热工序的工序中，一束激光束经过预定切割线(4)，所述激光束不聚焦在所述预定切割线(4)上，受激光束辐射的表面部分(61)与所述切割线(4)重叠，

其特征在于，聚焦器(32)是一个可调聚焦器，适于在一道划线工序中将一束由所述激光源(2)辐射的激光束(52)聚焦到预定切割线(4)上，并且适于在一道加热工序中使射到预定切割线(4)上的同一激光束(52)的焦点(53)明显地离开这条线(4)。

30.根据权利要求29所述的设备，其特征在于，聚焦器(32)是一个用于激光的聚光透镜。

31.根据权利要求29或30所述的设备，其特征在于，聚焦器(32)是一个活动聚焦器，在一道划线工序中，所处的位置使激光束(52)聚焦在预定切割线(4)上，在一道加热工序中，所处的位置使激光束(52)的焦点(53)明显地离开预定切割线(4)。

32.根据权利要求31所述的设备，其特征在于，导向系统(30)包括一个滑架(33)，聚焦器(32)安装在该滑架上。

33.根据权利要求32所述的设备，其特征在于，滑架(33)适于沿着激光束(52)的轴线移动聚焦器(32)。

34.根据权利要求33所述的设备，其特征在于，这种设备包括一个适于移动所述滑架(33)的线性电动机(37)。

35.根据权利要求29至34之一所述的设备，其特征在于，聚焦器(32)由一个控制站加以调节。

36.根据权利要求35所述的设备，其特征在于，聚焦器(32)是一个活动聚焦器，在一道划线工序中，所处的位置使激光束(52)聚焦在预定切割线(4)上，在一道加热工序中，所处的位置使激光束(52)的焦点(53)明显地离开预定切割线(4)，控制站调节聚焦器(32)的位置。

37.根据权利要求36所述的设备，其特征在于，导向系统(30)包括一个滑架(33)，聚焦器(32)安装在该滑架上，控制站适于通过控制滑架(33)的移动来调节聚焦器(32)的位置。

38.根据权利要求37所述的设备，其特征在于，控制站适于控制滑架(33)沿着平行于激光束(52)的方向进行移动。

39.根据权利要求31至38之一所述的设备，其特征在于，这种设备包括一个检测预定切割线(4)的位置的系统，控制站适于根据预定切割线(4)的检测位置来调节聚焦器(32)的位置。

40.根据权利要求29至39之一所述的设备，其特征在于，这种设备包括一个适于调节激光束的频率和脉冲方式的调制装置。

41.根据权利要求40所述的设备，其特征在于，调制装置由控制站加以控制。

42.根据前述权利要求之一所述的设备，其特征在于，导向系统(30)包括至少一个适于改变激光束方向的激光反射镜(31)。

43.根据权利要求42所述的设备，其特征在于，导向系统(30)包括至少一个位置和/或方位可调的激光反射镜(31)。

44.根据权利要求43所述的设备，其特征在于，控制站适于通过控制至少一个激光反射镜(31)的位置和/或方位的变化来调节激光束的方向。

45.根据权利要求44所述的设备，其特征在于，这种设备包括一个检测预定切割线(4)的位置的系统，控制站适于根据预定切割线(4)的检测位置来调节至少一个激光反射镜(31)的位置和/或方位。

46.根据权利要求29至45之一所述的设备，其特征在于，这种设备包括一个适于夹持待加工处理玻璃制品(1)的装置(10)，

47.根据权利要求46所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品(1)的装置(10)是一个适于移动玻璃制品(1)的活动装置。

48.根据权利要求46或47所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品的装置(10)适于在一个同激光束(52)的轴线相垂直的平面上移动玻璃制品(1)。

49.根据权利要求46至48之一所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品(1)的装置(10)适于使玻璃制品(1)转动。

50.根据权利要求49所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品(1)的装置(10)适于使玻璃制品(1)围绕一条与激光束(52)的轴线相垂直的轴线(A-A)转动。

51.根据权利要求46至50之一所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品(1)的装置(10)配有多个，以便构成一条适于夹持玻璃制品的传送带。

52.根据权利要求51所述的设备，其特征在于，传送带是一个逐步驱动装置。

53.根据权利要求46至52之一所述的设备，其特征在于，传送带适于使中空玻璃制品转动。

54.根据权利要求46至53之一所述的设备，其特征在于，适于夹持玻璃制品(1)的装置(10)由控制站加以控制。

55.根据权利要求29至54之一所述的设备，其特征在于，激光束源(20)是一种功率可调的激光源。

56.根据权利要求55所述的设备，其特征在于，控制站适于调节激光源(20)的功率。

57.根据权利要求29至56之一所述的设备，其特征在于，激光束源(20)是一种位置和/或方位可调的激光源。

58.根据权利要求57所述的设备，其特征在于，控制站适于调节激光源(20)的位置和/或方位。

59.根据权利要求29至58之一所述的设备，其特征在于，导向系统包括至少一个使一束激光束分成两束或多束分流激光束的变向装置。

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