專利名稱：激光切割裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種激光切割裝置，尤其涉及一種具有噴頭的激光切割裝置。
背景技術(shù)：
玻璃作為光學元器件的主要制成材料，在現(xiàn)代工業(yè)中得到廣泛應(yīng)用。然而采用傳統(tǒng)的切 割裝置，如鉆石刀切割制成的光學元器件的斷口粗糙，導致制成的光學元器件的光學性能及 強度較差。因此，為獲得較佳質(zhì)量的光學元器件，激光切割裝置得以開發(fā)并迅速發(fā)展。與傳 統(tǒng)切割裝置相比，激光切割裝置具有加工精度高、產(chǎn)品的切割面光滑且一致性好等優(yōu)點。
請參見圖l，所示為一種現(xiàn)有的激光切割裝置IO，其用于對玻璃基板20進行切割。該激 光切割裝置10包括一個激光源11、 一個聚焦鏡筒12及一個冷卻噴頭13，該激光源ll與聚焦鏡 筒12相對設(shè)置，該冷卻噴頭13固設(shè)于鏡筒12上。激光源11發(fā)出的激光束經(jīng)聚焦鏡筒12聚焦后 ，投射于玻璃基板20上，以形成一個橢圓形光斑lll。切割時，沿著X軸方向移動該玻璃基 板20，以使該橢圓形光斑lll的長軸b的延伸方向始終與預定切割直線^的延伸方向保持一致 ，以使橢圓形光斑l 11的能量對稱分布于預定切割直線k的兩側(cè)，并且使冷卻噴頭13同時噴 出冷卻液體流l31以對橢圓形光斑l 11經(jīng)過的區(qū)域進行冷卻，從而在玻璃基板20上按預定切割 直線k形成裂痕201，然后施加壓力于該玻璃基板20的裂痕201兩側(cè)，以使其沿裂痕201斷裂 ，從而完成對玻璃基板20的切割。
然而，請參閱圖2，當玻璃基板20上的預定切割線L2為曲線時，該玻璃基板20雖然可曲 線移動，但由于激光切割裝置10的鏡筒12通常被固定于加工機臺的床身上，而噴水頭13固設(shè) 于鏡筒12，所以當玻璃基板20沿著曲線移動時，該冷卻噴頭13噴出的冷卻液體流131可能偏 離玻璃基板20的預定切割線L2，從而造成對玻璃基板20的預定切割線L2兩側(cè)的不均勻冷卻， 導致切割精度降低。另外，由于激光切割裝置10的鏡筒12被固定于加工機臺的床身上，所以 由鏡筒12射出的激光束不能繞其中心旋轉(zhuǎn)，從而導致橢圓形光斑l 11的長軸b的延伸方向不能 始終與橢圓形光斑l 11中心所在處的預定切割線L2的切線T的方向基本保持一致，而這將導致 激光束能量在預定切割線L2兩側(cè)不對稱分布，即不能沿預定切割線L2于玻璃基板20上形成裂 痕，從而導致切割精度進一步降低。

發(fā)明內(nèi)容
鑒于上述狀況，有必要提供一種具較高切割精度的激光切割裝置。一種激光切割裝置，其包括一個激光源、 一個鏡筒、 一個噴頭及一個回轉(zhuǎn)組件，該激光 源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后投射于待切割物上進行加熱，該噴頭用于噴出冷卻物質(zhì)流對待 切割物進行冷卻，該噴頭連接于該回轉(zhuǎn)組件上并可隨該回轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動，從而使噴頭噴出的冷 卻物質(zhì)流始終位于待切割物的預定切割曲線上。
另一種激光切割裝置，其包括一個激光源、 一個鏡筒、 一個噴頭、 一個第一回轉(zhuǎn)組件及 一個第二回轉(zhuǎn)組件，該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后出射，該第一回轉(zhuǎn)組件與第二回轉(zhuǎn) 組件相對激光源分別轉(zhuǎn)動；該第一回轉(zhuǎn)組件與鏡筒相連并帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)，以使從鏡筒出射的 激光束繞其中心旋轉(zhuǎn)；該噴頭連接于該第二回轉(zhuǎn)組件并可隨第二回轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動。
相較現(xiàn)有技術(shù)，該激光切割裝置中設(shè)置有回轉(zhuǎn)組件帶動噴頭進行旋轉(zhuǎn)，可使待切割物上 的冷卻物質(zhì)流跟隨激光束形成的光斑運動，且始終位于待切割物的預定切割曲線上，所以可 對預定切割曲線兩側(cè)的部位均勻冷卻。進一步地，當該激光束于待切割物上形成一個橢圓形 光斑時，該激光切割裝置中還設(shè)有另一個回轉(zhuǎn)組件帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)，以使該橢圓形光斑的長軸 的延伸方向可在切割過程中，始終與橢圓形光斑中心所在處的預定切割曲線的切線方向基本 保持一致，所以可使激光束的能量始終在預定切割曲線的兩側(cè)對稱分布以進行加熱。故通過 該激光切割裝置獲得的裂痕的形狀可與預定切割曲線的形狀保持一致，沿該裂痕使待切割物 分裂后可制得預定形狀的產(chǎn)品，因此，該激光切割裝置具有較高的切割精度。


圖1是一種現(xiàn)有激光切割裝置對玻璃基板進行直線切割的示意圖。
圖2是圖1所示的激光切割裝置沿預定切割曲線切割玻璃基板的示意圖。
圖3是本發(fā)明較佳實施例的激光切割裝置對玻璃基板進行切割的示意圖。
圖4是圖2所示的旋轉(zhuǎn)頭及噴水頭的立體分解示意圖。
圖5是圖2所示的旋轉(zhuǎn)頭及噴水頭的立體剖面圖。
圖6是圖3所示的激光切割裝置沿預定切割曲線切割玻璃基板的示意圖。
具體實施例方式
下面將結(jié)合附圖及實施例對本發(fā)明的激光切割裝置作進一步詳細說明。 請參閱圖3，本發(fā)明較佳實施例提供一種激光切割裝置300，其用于對玻璃基板90進行切 割。該激光切割裝置300包括一個激光源40、 一個旋轉(zhuǎn)頭50及一個噴水頭60。該激光源40與 旋轉(zhuǎn)頭50相對設(shè)置。該旋轉(zhuǎn)頭50包括一個鏡筒51、 一個第一回轉(zhuǎn)組件52及一個第二回轉(zhuǎn)組件 53及一個固定板54。
請同時參閱圖3至圖5，該鏡筒51包括一個為中空圓柱狀的主體部511，該主體部511的一
5端部延伸有圓盤狀凸緣512，該凸緣512上開設(shè)有多個貫穿該凸緣512的安裝孔5121，另一端 部固定連接有一個大致為中空圓柱狀的鏡片安裝部513，且該鏡片安裝部513的直徑大于主體 部511的直徑。聚焦鏡片組515設(shè)置于該鏡片安裝部513內(nèi)。
該第一回轉(zhuǎn)組件52包括一個第一轉(zhuǎn)子521及一個第一套筒523。該第一轉(zhuǎn)子521為圓環(huán)形 ，其套設(shè)于鏡筒51的主體部511上且與主體部511固定連接。本實施例中，第一轉(zhuǎn)子521與主 體部511的固定連接方式為該第一轉(zhuǎn)子521的一端面上開設(shè)有多個與凸緣512上安裝孔5121 相對應(yīng)的螺孔5211，多個螺釘525穿過凸緣512的安裝孔5121并與第一轉(zhuǎn)子521上的螺孔5211 配合，將第一轉(zhuǎn)子521與鏡筒51固定在一起。該第一轉(zhuǎn)子521由導電材料制成，較佳由硅鋼制 成。該第一套筒523套設(shè)于第一轉(zhuǎn)子521上，且第一轉(zhuǎn)子521可于第一套筒523內(nèi)轉(zhuǎn)動。該第一 套筒523的側(cè)壁上開設(shè)有一個環(huán)形凹槽5231。該環(huán)形凹槽5231內(nèi)繞設(shè)有多匝線圈527，該多匝 線圈527與電源(圖未示)連接。當多匝線圈527通電后，可產(chǎn)生電磁力使第一轉(zhuǎn)子521轉(zhuǎn)動
該第二回轉(zhuǎn)組件53包括一個第二轉(zhuǎn)子531、 一個連接件533、兩個0形環(huán)535及一個第二套 筒537。該第二轉(zhuǎn)子531為圓環(huán)形，其套設(shè)于鏡筒51的主體部511上且可相對主體部511轉(zhuǎn)動。 該第二轉(zhuǎn)子531由導電材料制成，較佳由硅鋼制成。該連接件533為圓環(huán)形，其套設(shè)于鏡片安 裝部513上并可相對鏡片安裝部513轉(zhuǎn)動。該連接件533的側(cè)壁上開設(shè)有三個相互平行的環(huán)形 槽5331 ，該兩個0形環(huán)535分別套設(shè)于該連接件533兩端的環(huán)形槽5331 。該連接件533上還開設(shè) 有一個通道5332，其兩端分別連通連接件533中部的環(huán)形槽5331及噴頭60。該連接件533及第 二轉(zhuǎn)子531可通過螺釘固定連接或焊接在一起。該第二套筒537套設(shè)于第二轉(zhuǎn)子531及連接件 533上，且該第二轉(zhuǎn)子531及連接件533可在第二套筒537內(nèi)轉(zhuǎn)動。該第二套筒537的側(cè)壁上對 應(yīng)第二轉(zhuǎn)子531開設(shè)有環(huán)形凹槽5371。該環(huán)形凹槽5371內(nèi)繞設(shè)有多匝線圈539，該多匝線圈 539與電源連接。當多匝線圈539通電后，可產(chǎn)生電磁力使第二轉(zhuǎn)子531轉(zhuǎn)動。該第二套筒 537上還開設(shè)有一個與連接件533中部的環(huán)形槽5331相通的通孔5372，外界的冷卻液體可通過 導管流入該通孔5372中。
該固定板54為長方體狀，其中心開設(shè)有一個定位孔541以供鏡筒51穿設(shè)，四個邊角處分 別開設(shè)有一個固定孔542，用于將該固定板54固定至加工機臺上。
該噴水頭60連接于該連接件533的底端，其包括一個與鏡筒51軸向平行的桿狀部61及由 該桿狀部61的末端垂直該桿狀部61朝向鏡筒51延伸形成的延伸部62。該噴水頭60內(nèi)部開設(shè)有 通道63，該通道63的一端與連接件533上的通道5332相通，另一端連接有一個噴嘴64，用于 使液體均勻地噴出。
6組裝時，將鏡筒51的主體部511穿過第一轉(zhuǎn)子521、固定板54、第二轉(zhuǎn)子531及連接件 533后，與鏡片安裝部513焊接至一起，接著將兩個0形環(huán)535分別套設(shè)于該連接件533兩端的 環(huán)形槽5331處，再將第一套筒523套設(shè)于第一轉(zhuǎn)子521上，將第二套筒537套設(shè)于第二轉(zhuǎn)子531 及連接件533上，并使該第二套筒537上的通孔5372與連接件533中部的環(huán)形槽5331相通，然 后將第一套筒523及第二套筒537分別焊接至固定板54，即完成對該旋轉(zhuǎn)頭50的組裝。此時， 外界的冷卻液體可通過導管流入第二套筒537上的通孔5372，接著依次經(jīng)過連接件533上的環(huán) 形槽5331、通道5332及噴水頭60內(nèi)的通道63后，由噴嘴64噴出；該兩個0形環(huán)535套設(shè)于連接 件533上，可防止冷卻液體溢出。
請同時參閱圖6，采用該激光切割裝置300對玻璃基板90沿預定切割曲線P進行切割時， 包括以下步驟
(1) 用鉆石刀在玻璃基板90的表面刻出一個初始劃痕901，該初始劃痕901位于玻璃基 板90的預定切割曲線P上；
(2) 使激光源40發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒51內(nèi)的聚焦鏡片組515聚焦后，投射于玻璃基板 90上形成一個橢圓形光斑402;
(3) 按照預定切割曲線P移動該玻璃基板90，并同時將線圈527通電使第一轉(zhuǎn)子521旋轉(zhuǎn) ，該第一轉(zhuǎn)子521帶動鏡筒51旋轉(zhuǎn)以使橢圓形光斑402繞其中心旋轉(zhuǎn)，從而使橢圓形光斑402 在玻璃基板90表面移動的過程中，該橢圓形光斑402的長軸B的延伸方向與橢圓形光斑402中 心所在處的預定切割曲線P的切線方向基本保持一致；同時將線圈539通電使第二轉(zhuǎn)子531旋 轉(zhuǎn)，該第二轉(zhuǎn)子531帶動噴水頭60旋轉(zhuǎn)，以使該噴水頭60噴出的液體流602跟隨該橢圓形光斑 402運動且始終位于該預定切割曲線P上，從而于玻璃基板90上按預定切割曲線P形成一條裂 痕；
(4) 施加壓力于該玻璃基板30的裂痕兩側(cè)，以使其沿裂痕斷裂，從而完成對玻璃基板 90的切割。
由于在激光切割裝置300中設(shè)置有第二回轉(zhuǎn)組件53帶動噴水頭60進行旋轉(zhuǎn)，可使冷卻液 體流602跟隨橢圓形光斑402運動，且始終位于預定切割曲線P上，所以可對預定切割曲線P兩 側(cè)的部位均勻冷卻。進一步地，該激光切割裝置300中還設(shè)置有第一回轉(zhuǎn)組件52帶動鏡筒51 進行旋轉(zhuǎn)，該橢圓形光斑402的長軸B的延伸方向可在切割過程中，始終與橢圓形光斑402中 心所在處的預定切割曲線P的切線方向H基本保持一致，所以可使激光束的能量始終在預定切 割曲線P的兩側(cè)對稱分布以進行加熱。因此，通過該激光切割裝置300獲得的裂痕的形狀可與 預定切割曲線P的形狀保持一致，再通過機械力使玻璃基板90沿裂痕分裂后可制得預定形狀的玻璃制品。因此，該種激光切割裝置300具有較高的切割精度。
可以理解，該鏡筒51也可在結(jié)構(gòu)不同于第一回轉(zhuǎn)組件52的回轉(zhuǎn)組件帶動下旋轉(zhuǎn)，如由驅(qū) 動電機及傳動帶組成的回轉(zhuǎn)組件，該傳動帶兩端分別套設(shè)于驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸及鏡筒51，從而 可通過電機帶動鏡筒51旋轉(zhuǎn)。該第二轉(zhuǎn)子531同樣可通過傳動帶與驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸相連，從 而在驅(qū)動電機帶動下旋轉(zhuǎn)。當然，上述結(jié)構(gòu)中的傳動帶也可由多個傳動齒輪代替。另外，當 鏡筒51由硅鋼等導電材料制成時，該第一回轉(zhuǎn)組件52中也可不包括第一轉(zhuǎn)子521，當多匝線 圈527通電后，可產(chǎn)生電磁力直接使鏡筒51發(fā)生轉(zhuǎn)動。此外，該噴水頭60也可由噴出冷卻氣 體的噴氣頭取代。
另外，本領(lǐng)域技術(shù)人員還可在本發(fā)明精神內(nèi)做其它變化，當然，這些依據(jù)本發(fā)明精神所 做的變化，都應(yīng)包含在本發(fā)明所要求保護的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
權(quán)利要求1一種激光切割裝置，其包括一個激光源、一個鏡筒及一個噴頭，該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后出射，其特征在于該激光切割裝置還包括一個第一回轉(zhuǎn)組件及一個第二回轉(zhuǎn)組件，該第一回轉(zhuǎn)組件與第二回轉(zhuǎn)組件相對激光源分別轉(zhuǎn)動；該第一回轉(zhuǎn)組件與鏡筒相連并帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)，以使從鏡筒出射的激光束繞其中心旋轉(zhuǎn)；該噴頭連接于該第二回轉(zhuǎn)組件上并可隨第二回轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動。
2.如權(quán)利要求l所述的激光切割裝置，其特征在于該第一回轉(zhuǎn)組件 包括一個第一套筒，其套設(shè)于該鏡筒上，且該第一套筒上繞設(shè)有多匝線圈，該鏡筒由導電材 料制成，該多匝線圈通電后可使鏡筒旋轉(zhuǎn)。
3.如權(quán)利要求l所述的激光切割裝置，其特征在于該第一回轉(zhuǎn)組件 包括一個第一轉(zhuǎn)子及一個第一套筒，該第一轉(zhuǎn)子由導電材料制成，其套設(shè)于鏡筒上并與鏡筒 固定連接，該第一套筒套設(shè)于該第一轉(zhuǎn)子上；該第一套筒上繞設(shè)有多匝線圈，該多匝線圈通 電后可使第一轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，從而帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)。
4.如權(quán)利要求l所述的激光切割裝置，其特征在于該第二回轉(zhuǎn)組件 包括一個第二轉(zhuǎn)子及一個第二套筒，該第二套筒套設(shè)于第二轉(zhuǎn)子上；該第二轉(zhuǎn)子由導電材料 制成，該第二套筒上繞設(shè)有多匝線圈，該多匝線圈通電后可使第二轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)，以帶動噴頭旋 轉(zhuǎn)。
5.如權(quán)利要求4所述的激光切割裝置，其特征在于該第二轉(zhuǎn)子為圓 環(huán)形，其套設(shè)于鏡筒上并可相對鏡筒轉(zhuǎn)動。
6.如權(quán)利要求5所述的激光切割裝置，其特征在于該第二回轉(zhuǎn)組件 還包括一個圓環(huán)形的連接件，其與第二轉(zhuǎn)子固定連接，該噴頭固設(shè)于該連接件上。
7.如權(quán)利要求6所述的激光切割裝置，其特征在于該連接件的側(cè)壁 上開設(shè)有三個環(huán)形槽，該第二回轉(zhuǎn)組件還包括兩個O形環(huán)；該兩個O形環(huán)分別套設(shè)于兩端的環(huán)形槽中；該連接件上還開設(shè)有一個通道，其兩端分別與中間的環(huán)形槽及噴頭相連通。
8.如權(quán)利要求7所述的激光切割裝置，其特征在于該第二套筒上開設(shè)有與連接件上的中間的環(huán)形槽相連通的通孔。
9.如權(quán)利要求8所述的激光切割裝置，其特征在于該噴頭連接于該連接件的底端，其包括一個與鏡筒軸向平行的桿狀部及由該桿狀部的末端垂直該桿狀部朝向鏡筒延伸形成的延伸部；該噴頭內(nèi)開設(shè)有通道，該通道的一端與連接件上的通道相通，另一 端連接有一個噴嘴。
10.一種激光切割裝置，其包括一個激光源、 一個鏡筒、 一個噴頭及 一個回轉(zhuǎn)組件，該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后投射于待切割物上進行加熱，該噴頭用 于噴出冷卻物質(zhì)流對待切割物進行冷卻，其特征在于該噴頭連接于該回轉(zhuǎn)組件上并可隨該回轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動，從而使噴頭噴出的冷卻物質(zhì)流始終位于待切割物的預定切割曲線上。
全文摘要
一種激光切割裝置，其包括一個激光源、一個鏡筒、一個噴頭、一個第一回轉(zhuǎn)組件及一個第二回轉(zhuǎn)組件，該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后出射，該第一回轉(zhuǎn)組件與第二回轉(zhuǎn)組件相對激光源分別轉(zhuǎn)動；該第一回轉(zhuǎn)組件與鏡筒相連并帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)，以使從鏡筒出射的激光束繞其中心旋轉(zhuǎn)；該噴頭連接于該第二回轉(zhuǎn)組件并可隨第二回轉(zhuǎn)組件轉(zhuǎn)動。該激光切割裝置具有切割精度高的優(yōu)點。
文檔編號B23K26/42GK101497150SQ20081030031
公開日2009年8月5日 申請日期2008年2月1日 優(yōu)先權(quán)日2008年2月1日
發(fā)明者岳國漢 申請人:鴻富錦精密工業(yè)(深圳)有限公司;鴻海精密工業(yè)股份有限公司