RU2003115458A - Способ и установка для резки стеклянных изделий - Google Patents

Claims (59)

1. Способ обработки стеклянного изделия (1) с целью разрезания упомянутого изделия вдоль заранее заданной линии разреза (4) на его поверхности, указанный способ включает, по крайней мере, один этап, представляющий собой этап формирования насечки, в течение которого пучок лазерных лучей (52), сфокусированный посредством устройства фокусировки (32), передвигается вдоль заранее заданной линии разреза (4), при этом указанный пучок (52) в основном сфокусирован на упомянутую линию разреза, и, по крайней мере, один другой этап, представляющий собой этап разогрева, в течение которого пучок лазерных лучей передвигается вдоль заранее заданной линии разреза (4), при этом он не сфокусирован на данной линии (4), участок (61) поверхности, облучаемый лазерным лучом, покрывает упомянутую заранее заданную линию разреза (4), отличающийся тем, что один и тот же пучок лазерных лучей (52) передвигается вдоль заранее заданной линии разреза и в течение этапа формирования насечки и в течение этапа разогрева, устройство фокусировки (32) является регулируемым устройством фокусировки, которое в течение этапа формирования насечки фокусирует указанный пучок лазерных лучей (52) в основном на заранее заданной линии разреза (4), и которое в течение этапа разогрева обеспечивает то, что фокальная точка (53) указанного пучка (52) находится на существенном расстоянии от заранее заданной линии разреза (4).

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что в течение этапа формирования насечки сфокусированный пучок лазерных лучей (52) перемещается вдоль заранее заданной линии разреза (4) благодаря тому, что стеклянное изделие передвигается таким образом, что в каждый момент, заранее заданная линия разреза (4) совпадает в основном с фокальной точкой (53) лазерного пучка (52), и тем, что в течение этапа разогрева пучок лазерных лучей (52) перемещается вдоль заранее заданной линии разреза (4) благодаря тому, что стеклянное изделие (1) передвигается таким образом, что в любой момент участок (61) поверхности, облучаемый пучком (52), покрывает упомянутую заданную заранее линию разреза.

3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что указанное устройство (32) фокусировки пучка состоит из одной собирающей линзы для лазеров.

4. Способ по п.3, отличающийся тем, что регулировка фокусировки пучка выполняется путем передвижения указанной линзы (32) вдоль оси пучка.

5. Способ по п.4, отличающийся тем, что движение указанной линзы (32) вызывается и управляется путем движения вала линейного электродвигателя (37).

6. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия в течение этапа формирования насечки, представляет собой пульсирующий пучок лазерных лучей.

7. Способ по п.6, отличающийся тем, что пульсирующий пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа формирования насечки, вызывает появление на этой поверхности ряда зон воздействия (60), диаметр которых составляет менее 500 мкм, а расстояние между ними составляет менее 2 мм.

8. Способ по п.7, отличающийся тем, что диаметр указанных зон воздействия (60) составляет менее 100 мкм.

9. Способ по п.7, отличающийся тем, что диаметр указанных зон воздействия (60) составляет менее 50 мкм.

10. Способ по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что указанные зоны воздействия (60) находятся на расстоянии менее 1 мм друг от друга.

11. Способ по любому из пп.7-9, отличающийся тем, что указанные зоны воздействия (60) отдалены друг от друга на расстояние от 100 до 800 мкм.

12. Способ по любому из пп.7-11, отличающийся тем, что физические характеристики пульсирующего пучка лазерных лучей таковы, что указанные зоны воздействия (60) подвергаются воздействию указанного пучка с интенсивностью облучения достаточно высокой для получения на поверхности стеклянного изделия (1) точечных дефектов, совпадающих в основном с упомянутой заданной заранее линией разреза (4).

13. Способ по любому из пп.1-5, отличающийся тем, что пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа формирования насечки, является непрерывным пучком лазерных лучей.

14. Способ по п.13, отличающийся тем, что непрерывный пучок лазерных лучей, попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа формирования насечки, вызывает появление на поверхности непрерывной линии воздействия, ширина которой составляет менее 500 мкм.

15. Способ по п.14, отличающийся тем, что ширина указанной непрерывной линии воздействия составляет менее 100 мкм.

16. Способ по п.14, отличающийся тем, что ширина указанной непрерывной линии воздействия составляет менее 50 мкм.

17. Способ по любому из пп.14-16, отличающийся тем, что физические характеристики непрерывного пучка лазерных лучей, попадающего на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа формирования насечки, таковы, что указанная непрерывная линия воздействия облучается с интенсивностью облучения достаточно высокой для появления на поверхности стеклянного изделия (1) трещины, совпадающей в основном с указанной заранее заданной линией разреза.

18. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа разогрева, является непрерывным пучком лазерных лучей.

19. Способ по любому из пп.1-17, отличающийся тем, что пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа разогрева, является пульсирующим пучком лазерных лучей.

20. Способ по любому из пп.18 и 19, отличающийся тем, что пучок лазерных лучей (52), попадающий на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа разогрева, вызывает появление на поверхности линии воздействия, ширина которой составляет от 2 и 10 мм.

21. Способ по любому из пп.18-20, отличающийся тем, что физические характеристики пучка лазерных лучей (52), попадающего на поверхность стеклянного изделия (1) в течение этапа разогрева, и условия облучения в течение этапа разогрева таковы, что участок облучаемой поверхности (61) подвергается облучению такой интенсивности, что геометрия поверхности не изменяется, а разогрев облучаемой зоны создает механические напряжения в стеклянной массе в этой зоне.

22. Способ по любому из пп.1-21, отличающийся тем, что он включает в себя этап формирования насечки, за которым следует этап разогрева.

23. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что он содержит последовательно выполняемые следующие этапы: этап формирования насечки, этап разогрева, этап формирования насечки.

24. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что он включает в себя этап разогрева, за которым следует этап формирования насечки.

25. Способ по любому из пп.1-9, отличающийся тем, что последовательно выполняется этап разогрева, этап формирования насечки и этап разогрева.

26. Способ по любому из пп.1-25, отличающийся тем, что стеклянное изделие (1) является пустотелым стеклянным изделием, а заранее заданная линия разреза (4) является замкнутой кривой.

27. Способ по п.26, отличающийся тем, что указанная замкнутая кривая расположена в одной плоскости, указанное пустотелое стеклянное изделие в течение этапа формирования насечки и этапа разогрева вращается вокруг оси, перпендикулярной данной плоскости.

28. Способ по любому из пп.1-27, отличающийся тем, что стеклянной изделие (1) является изделием из плоского стекла.

29. Установка для обработки стеклянного изделия с целью разрезания указанного изделия вдоль заранее заданной линии разреза (4) на поверхности указанного изделия (1), установка включает генератор (20) пучка лазерных лучей, систему (30) для наведения указанного пучка, включающую в себя устройство фокусировки (32), и устройство управления, указанная установка способна направлять на поверхность указанного изделия (I) во время, по крайней мере, одного этапа, представляющего собой этап формирования насечки, пучок лазерных лучей (52), перемещающийся вдоль заранее заданной линии разреза (4), указанный пучок лазерных лучей (52) в основном сфокусирован на заранее заданной линии разреза (4), фокусировка производится посредством устройства фокусировки, во время, по крайней мере, одного этапа, представляющего собой этап разогрева, пучок лазерных лучей, перемещающийся вдоль заранее заданной линии разреза (4), указанный пучок лазерных лучей не сфокусирован на указанной линии разреза (4), участок (61) поверхности, облучаемый пучком лазерных лучей, покрывает указанную линию разреза (4), отличающаяся тем, что устройство фокусировки является регулируемым устройством фокусировки, способным в течение этапа формирования насечки фокусировать пучок лазерных лучей (52), испускаемый указанным генератором лазерных лучей (2), на заранее заданную линию разреза (4), и способного, в течение этапа разогрева, обеспечить то, что фокальная точка (54) того же самого пучка лазерных лучей (52), попадающего на заранее заданную линию разреза (4), находится на существенном расстоянии от данной линии (4).

30. Установка по п.29, отличающаяся тем, что устройство фокусировки (32) представляет собой одну собирающую линзу для лазеров.

31. Установка по п.29 или 30, отличающаяся тем, что устройство фокусировки (32) является подвижным устройством фокусировки, которое в течение этапа формирования насечки занимает такое положение, что пучок лазерных лучей (52) сфокусирован на заранее заданной линии разреза (4), и которое в течение этапа разогрева занимает такое положение, что фокальная точка (53) пучка лазерных лучей (52) существенно удалена от заранее заданной линии разреза (4).

32. Установка по п.31, отличающаяся тем, что система наведения (30) включает в себя каретку (33), на которую крепится устройство фокусировки (32).

33. Установка по п.32, отличающаяся тем, что каретка (33) способна передвигать устройство фокусировки (32) вдоль оси пучка лазерных лучей (52).

34. Установка по п.33, отличающаяся тем, что она содержит линейный электродвигатель (37), способный перемещать указанную каретку (33).

35. Установка по любому из пп.29-34, отличающаяся тем, что положение устройства фокусировки (32) регулируется устройством управления.

36. Установка по п.35, отличающаяся тем, что устройство фокусировки (32) является подвижным устройством фокусировки, которое в течение этапа формирования насечки занимает такое положение, что пучок лазерных лучей (52) сфокусирован на заранее заданной линии разреза (4), и которое в течение этапа разогрева занимает такое положение, что фокальная точка (53) пучка лазерных лучей (52) находится на значительном расстоянии от заранее заданной линии разреза (4), устройство управления регулирует положение устройства фокусировки (32).

37. Установка по п.36, отличающаяся тем, что система наведения (30) содержит каретку (33), на которой закреплено устройство фокусировки, устройство управления способно регулировать положение устройства фокусировки (32) путем управления движением каретки (33).

38. Установка по п.37, отличающаяся тем, что устройство управления способно управлять движением каретки (33) в направлении, параллельном пучку лазерных лучей (52).

39. Установка по любому из пп.31-38, отличающаяся тем, что она включает в себя систему определения положения заранее заданной линии разреза (4) и тем, что устройство управления способно регулировать положение устройства фокусировки (32), в зависимости от определенного положения заранее заданной линии разреза (4).

40. Установка по любому из пп.29-39, отличающаяся тем, что она содержит модуляционный прибор, способный регулировать частоту и режим пульсации пучка лазерных лучей.

41. Установка по п.40, отличающаяся тем, что модуляционный прибор управляется устройством управления.

42. Установка по любому из пп.1-41, отличающаяся тем, что система наведения (30) включает в себя, по крайней мере, одно зеркало для лазеров (31), способное изменять направление пучка лазерных лучей.

43. Установка по п.42, отличающаяся тем, что система наведения (30) содержит, по крайней мере, одно зеркало для лазеров (31), положение и/или ориентацию которого можно регулировать.

44. Установка по п.43, отличающаяся тем, что устройство управления способно регулировать направление пучка лазерных лучей путем управления изменением положения и/или ориентации, по крайней мере, одного зеркала для лазеров (31).

45. Установка по п.44, отличающаяся тем, что она включает систему определения положения заранее заданной линии разреза (4) и тем, что устройство управления способно регулировать положение и/или ориентацию, по крайней мере, одного зеркала для лазеров (31) в зависимости от определенного положения заранее заданной линии разреза (4).

46. Установка по любому из пп.29-45, отличающаяся тем, что она содержит механизм (10), способный поддерживать обрабатываемое стеклянное изделие (1).

47. Установка по п.46, отличающаяся тем, что механизм (10), способный поддерживать стеклянное изделие (1), является подвижным механизмом, который способен передвигать стеклянное изделие (1).

48. Установка по п.46 или 47, отличающаяся тем, что механизм (10), способный поддерживать стеклянное изделие (1), способен перемещать стеклянное изделие (1) в плоскости, перпендикулярной оси пучка лазерных лучей (52).

49. Установка по любому из пп.46-48, отличающаяся тем, что механизм (10), способный поддерживать стеклянное изделие (1), способен вращать стеклянное изделие (1).

50. Установка по п.49, отличающаяся тем, что механизм (10), способный поддерживать стеклянное изделие (1), способен вращать стеклянное изделие (1) вокруг оси (А-А), перпендикулярной оси пучка лазерных лучей (52).

51. Установка по любому из пп.46-50, отличающаяся тем, что существует несколько механизмов (10), способных поддерживать стеклянные изделия (1) так, чтобы они составляли автоматическую линию, способную поддерживать несколько стеклянных изделий.

52. Установка по п.51, отличающаяся тем, что автоматическая линия является устройством пошагового перемещения.

53. Установка по любому из пп.46-52, отличающаяся тем, что автоматическая линия предназначена для того, чтобы вращать пустотелые стеклянные изделия.

54. Установка по любому из пп.46-53, отличающаяся тем, что механизм (10), способный поддерживать стеклянное изделие (1), управляется устройством управления.

55. Установка по любому из пп.29-54, отличающаяся тем, что генератор (20) пучка лазерных лучей является генератором с регулируемой мощностью.

56. Установка по п.55, отличающаяся тем, что устройство управления способно регулировать мощность генератора (20) пучка лазерных лучей.

57. Установка по любому из пп.29-56, отличающаяся тем, что генератор (20) пучка лазерных лучей является генератором с регулируемым положением и/или ориентацией.

58. Установка по п.57, отличающаяся тем, что устройство управления способно регулировать положение и/или ориентацию генератора (20) пучка лазерных лучей.

59. Установка по любому из пп.29-58, отличающаяся тем, что система наведения включает в себя отклоняющее устройство, способное разделять один пучок лазерных лучей на два и более отраженных пучков лазерных лучей.