CN208391272U - 一种玻璃打孔机调焦装置及玻璃打孔机 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供一种玻璃打孔机调焦装置及玻璃打孔机，属于玻璃加工设备领域。本实用新型玻璃打孔机调焦装置包括控制模块、3D振镜、聚焦场镜、用于测量加工面与焦平面的距离的传感器，其中，所述控制模块分别与3D振镜和传感器相连，所述聚焦场镜设置在3D振镜的下方，所述传感器设置在所述聚焦场镜下方靠近加工面打孔的位置。本实用新型的有益效果为：根据测得的位移，调整加工面离焦平面的距离，保证加工面在场镜的焦平面上，从而有效降低了产品实际加工的距离，提高了加工效率。
Description
技术领域
本实用新型涉及玻璃加工设备领域，尤其涉及一种玻璃打孔机调焦装置，还涉及一种含所述玻璃打孔机调焦装置的玻璃打孔机。
背景技术
现有玻璃打孔机的调焦方式有以下几种：
(1)机械调焦：针对不同的产品，手动调节产品的焦点；
(2)电动Z轴调焦：针对不同的产品，通过软件调节产品的焦点；
(3)3D振镜调焦：目前的主流方式，采用音圈电机+2D振镜方式，加工效率高，焦点易于调节。
但是，已有技术存在如下缺点：
(1)机械调焦：手动作业，调焦工作量大，而且不方便，工作强度大；
(2)电动Z轴调焦：这种方式加工出的产品，不良率高；
(3)3D振镜调焦：不能解决同批次产品高度差导致的切割不良；
同时，以上三种调焦方式，都不能解决客户产品高度不一致导致的加工不良，为了保证产品能够正常生产，需要通过软件方式增大加工范围来保证加工良率。此外，这三种方式对机械结构的水平度要求增高，必须保证加工平面的水平度在+-0.05mm之内。
实用新型内容
为解决现有技术中的问题，本实用新型提供一种玻璃打孔机调焦装置及玻璃打孔机，用于解决产品厚度不均匀导致的加工时间的浪费，以及加工面不水平导致的加工效率低下的问题。
本实用新型玻璃打孔机调焦装置包括控制模块、3D振镜、聚焦场镜、用于测量加工面与焦平面的距离的传感器，其中，所述控制模块分别与3D振镜和传感器相连，所述聚焦场镜设置在3D振镜的下方，所述传感器设置在所述聚焦场镜下方靠近加工面打孔的位置。
本实用新型作进一步改进，所述3D振镜内设有用于调整聚焦场镜位置的Z轴调节模块，使加工面在聚焦场镜的焦平面上。
本实用新型作进一步改进，所述传感器为激光位移传感器。
本实用新型还提供一种含所述玻璃打孔机调焦装置的玻璃打孔机，包括工作台、设置在工作台上的激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统，及控制激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统的电气控制系统，其中，所述玻璃打孔机调焦装置设置在激光加工系统中，用于调整激光的焦平面，从而使激光加工系统完成对玻璃的打孔加工；所述CCD定位系统用于对待打孔的玻璃及打孔位置进行定位；所述物料传输系统用于实现物料的来料及出料传送、产品X方向的粗定位。
本实用新型作进一步改进，所述电气控制系统包括用于控制物料传输系统动作的物料传输控制模块，用于控制激光加工系统运动的直线平台控制模块，用于控制CCD定位系统的相机定位控制模块。
本实用新型作进一步改进，所述激光加工系统还包括激光器、外光路，所述激光器用于提供提供需要的激光光源，所述外光路包括扩束镜和反射镜组，所述扩束镜实现光斑的放大，经过放大后的激光光斑，经过聚焦场镜的聚焦，提供打孔加工用的聚焦光斑，所述反射镜组用于改变光路的传输方向。
本实用新型作进一步改进，所述CCD定位系统包括相机、镜头、光源和控制光源的光源控制器，所述相机、镜头、光源的数量分别为2个，分别设置在待加工的玻璃相连两个垂直边的上方。
本实用新型作进一步改进，所述物料传输系统包括伺服系统及与伺服系统相连的滚轮，待加工的玻璃通过滚轮传送。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：适应不同产品厚度，通过测量产品的距离，自动调焦，缩短加工时间；降低了对玻璃打孔机水平度的要求，减少了组装，装配调试时间。
附图说明
图1为本实用新型调焦装置结构示意图；
图2为传感器电路框图；
图3和图4为激光加工系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步详细说明。
如图1和图2所示，本实用新型玻璃打孔机调焦装置包括工控机(图1未示出)、3D振镜4、聚焦场镜5、用于测量加工面与焦平面的距离的传感器6，其中，所述工控机分别与3D振镜4和传感器6相连，所述聚焦场镜5设置在3D振镜4的下方，所述传感器6设置在所述聚焦场镜5下方靠近加工面打孔的位置。
本实用新型通过该种调焦方式，实现精准对焦，有效调节加工的Z向距离，实现加工效率的最大化。
优选地，本例3D振镜1内设有用于调整聚焦场镜位置的Z轴调节模块，调节聚焦场镜2的高度使加工面在聚焦场镜2的焦平面上。
本实用新型采用精密的激光位移传感器(测量精度可达到+-2um)，配合高精度的3D振镜，对来料的玻璃产品进行精准测量。
本例的工作原理为：
将激光位移传感器通过机加件固定到聚焦场镜2下方靠近打孔的位置，传感器3测量加工面与焦平面的距离差，由此计算3D振镜1的Z轴需要移动的距离，调节加工面和聚焦场镜2之间的距离，保证加工面在聚焦场镜2的焦平面上。从而保证了来料的每一片产品，不管高度是如何变化，都可以通过传感器3测量得到的距离值，动态调整Z轴焦距，保证加工面始终在聚焦场镜2的焦平面上。从而有效降低了产品实际加工的距离，提高了加工效率。
本实用新型还提供一种含所述玻璃打孔机调焦装置的玻璃打孔机，作为本实用新型的一个实施例，本例玻璃打孔机包括工作台、设置在工作台上的激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统，及控制激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统的电气控制系统，以下对各个组成部分分别说明。
1)激光加工系统
如图3和图4所示，激光加工系统有绿光激光器1及其控制系统(也就是本例的工控机)、3D振镜4、聚焦场镜5、传感器6、外光路各三套组成。是整个玻璃打孔机的核心部分，实现玻璃的打孔加工动作。具体到各个组成部分的功能，简述如下：
①绿光激光器1及其控制系统：提供加工系统需要的绿光光源；
②3D振镜4：改变光束的运动方向和焦点的位置，实现三维立体加工，其中的2D场镜实现振镜在一个加工面的XY方向的运动。Z轴电机改变激光的焦平面，实现三维加工；
③聚焦场镜5：主要实现激光光束的聚焦并保证在加工面的激光能量的均匀性；
④外光路：由扩束镜3和反射镜2组组成。其中，扩束镜3实现光斑的放大，经过放大后的激光光斑，经过后面聚焦场镜5的聚焦，光斑直径小，聚焦能量大，可以提供更高质量的聚焦光斑；反射镜2组改变光路的传输方向；
2)CCD(电荷耦合器件)定位系统
包括定位系统包含相机，镜头，光源各2套，光源控制器一个，用来控制光源。CCD定位系统通过抓取产品的两个直角，获取产品的X，Y，θ的偏移量，然后通过约定的通讯方式，传输给工控机，工控机调整加工对象的坐标值，实现精准打标。
3)物料传输系统
物料传输系统由伺服系统及由伺服系统驱动的滚轮组成。主要实现物料的来料及出料传送，以及产品X方向的粗定位。
4)电气控制系统
电气控制系统主要有物料传输控制模块，直线平台控制模块，相机定位控制模块等几部分组成。
物料传输电气控制模块：通过工控机的PLC(可编程逻辑控制器)控制传送滚轮X向运动，以及与上下料系统的信号对接；
直线平台控制模块：通过固高卡(一种运动控制卡)控制直线伺服，直线伺服驱动工作台上的三个动子的Y向运动，实现加工产品在Y方向的精确定位，绿光激光器的数量为三个，分别固定在三个动子上，实现Y方向移动打孔；
相机定位控制模块：通过固高卡控制交流伺服驱动器，驱动器驱动电机带动平台运动，相机及其相关组件通过固定机构固定在平台上，从而实现相机在X方向的定位。
当然，本实用新型不局限于上述具有三个激光加工系统的玻璃打孔机，也可以采用单头或者多头的玻璃打孔机。
本实用新型能够适应不同产品厚度，通过测量产品的距离，自动调焦，缩短加工时间；降低了对玻璃打孔机水平度的要求，减少了组装，装配调试时间。
以上所述之具体实施方式为本实用新型的较佳实施方式，并非以此限定本实用新型的具体实施范围，本实用新型的范围包括并不限于本具体实施方式，凡依照本实用新型所作的等效变化均在本实用新型的保护范围内。
Claims (8)
1.一种玻璃打孔机调焦装置，其特征在于：包括控制模块、3D振镜、聚焦场镜、用于测量加工面与焦平面的距离的传感器，其中，所述控制模块分别与3D振镜和传感器相连，所述聚焦场镜设置在3D振镜的下方，所述传感器设置在所述聚焦场镜下方靠近加工面打孔的位置。
2.根据权利要求1所述的玻璃打孔机调焦装置，其特征在于：所述3D振镜内设有用于调整聚焦场镜位置的Z轴调节模块，使加工面在聚焦场镜的焦平面上。
3.根据权利要求1所述的玻璃打孔机调焦装置，其特征在于：所述传感器为激光位移传感器。
4.一种包含权利要求1-3任一项所述玻璃打孔机调焦装置的玻璃打孔机，其特征在于：包括工作台、设置在工作台上的激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统，及控制激光加工系统、CCD定位系统、物料传输系统的电气控制系统，其中，所述玻璃打孔机调焦装置设置在激光加工系统中，用于调整激光的焦平面，从而使激光加工系统完成对玻璃的打孔加工；所述CCD定位系统用于对待打孔的玻璃及打孔位置进行定位；所述物料传输系统用于实现物料的来料及出料传送、产品X方向的粗定位。
5.根据权利要求4所述的玻璃打孔机，其特征在于：所述电气控制系统包括用于控制物料传输系统动作的物料传输控制模块，用于控制激光加工系统运动的直线平台控制模块，用于控制CCD定位系统的相机定位控制模块。
6.根据权利要求5所述的玻璃打孔机，其特征在于：所述激光加工系统还包括激光器、外光路，所述激光器用于提供提供需要的激光光源，所述外光路包括扩束镜和反射镜组，所述扩束镜实现光斑的放大，经过放大后的激光光斑，经过聚焦场镜的聚焦，提供打孔加工用的聚焦光斑，所述反射镜组用于改变光路的传输方向。
7.根据权利要求5所述的玻璃打孔机，其特征在于：所述CCD定位系统包括相机、镜头、光源和控制光源的光源控制器，所述相机、镜头、光源的数量分别为2个，分别设置在待加工的玻璃相连两个垂直边的上方。
8.根据权利要求5所述的玻璃打孔机，其特征在于：所述物料传输系统包括伺服系统及与伺服系统相连的滚轮，待加工的玻璃通过滚轮传送。
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Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN112452953A (zh) * | 2020-11-19 | 2021-03-09 | 哈尔滨工大焊接科技有限公司 | 智能激光清洗工作头 |
| CN112475637A (zh) * | 2020-09-23 | 2021-03-12 | 浙江圣石激光科技股份有限公司 | 一种光伏玻璃激光打孔装置及其工作方法 |
| CN115771203A (zh) * | 2022-12-13 | 2023-03-10 | 蚌埠凯盛工程技术有限公司 | 一种玻璃加工时的定位打孔装置和打孔方法 |
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