利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及激光加工技術(shù)領(lǐng)域，提供了一種利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，包括通過調(diào)整升降臺(tái)使激光設(shè)備發(fā)射的聚焦激光束入射到玻璃工件表面，再利用CCD定位系統(tǒng)抓取玻璃外邊框，其中升降臺(tái)為Z軸升降臺(tái)；激光設(shè)備包括采用脈沖寬度范圍在皮秒至飛秒的激光器、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、振鏡及透鏡，激光器產(chǎn)生的聚焦激光束入射到待倒邊的玻璃工件的上表面或下表面；激光束通過振鏡和Z軸升降臺(tái)在玻璃工件上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行逐層加工，加工前通過設(shè)置振鏡掃描速度、激光能量大小來控制每層加工深度，同時(shí)配合不同的加工層數(shù)使之形成相應(yīng)角度的斜邊或弧形邊，藉由前述構(gòu)造，解決了利用激光進(jìn)行玻璃倒邊的技術(shù)問題，達(dá)成了批量生產(chǎn)且提高產(chǎn)能及產(chǎn)品良率的良好效果。
【專利說明】
利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001]本發(fā)明屬于激光加工技術(shù)領(lǐng)域，尤指提供一種利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著電子技術(shù)的發(fā)展，尤其是智能手機(jī)、平板電腦等都在朝著體積薄、重量輕的方向發(fā)展。這些電子產(chǎn)品的“薄”、“輕”都與玻璃薄板關(guān)聯(lián)，如實(shí)用電子產(chǎn)品上的玻璃薄板厚度已經(jīng)由原來的1.1mm降低至0.6-0.7mm，手機(jī)屏幕的玻璃薄板已經(jīng)降低至0.3mm降至更薄。
[0003]大家都知道，厚度越薄的玻璃薄板對(duì)作用力越敏感，越容易受沖擊后發(fā)生脆斷，無疑增加了加工的難度。
[0004]然而，在現(xiàn)有技術(shù)中，玻璃倒邊一般采用機(jī)械倒邊法，機(jī)械倒邊法是利用硬質(zhì)合金和金剛石刀具在玻璃邊緣磨削加工。這種機(jī)械倒邊法存在諸多問題，例如對(duì)玻璃材料的去除會(huì)導(dǎo)致碎肩及微裂紋，并需要增加清洗工序，最大問題是玻璃產(chǎn)品穩(wěn)定性不好，良品率不尚O

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的主要目的在于提供一種利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法。
[0006]為達(dá)成上述目的，本發(fā)明應(yīng)用的技術(shù)方案是:提供的一種利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，包括通過調(diào)整升降臺(tái)使激光設(shè)備發(fā)射的聚焦激光束入射到玻璃工件表面，再利用CCD定位系統(tǒng)畫出玻璃外邊框，其中:升降臺(tái)為Z軸升降臺(tái)；激光設(shè)備包括采用脈沖寬度范圍在皮秒至飛秒的激光器、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、振鏡及透鏡，激光器產(chǎn)生的聚焦激光束入射到待倒邊的玻璃工件的上表面或下表面;激光束通過振鏡和Z軸升降臺(tái)在玻璃工件上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行逐層加工，加工前通過設(shè)置激光掃面速度、能量大小來控制每層加工深度，同時(shí)配合不同的加工層數(shù)使之形成相應(yīng)角度的斜邊或弧形邊。
[0007]在本實(shí)施例中優(yōu)選，玻璃工件的加工包括:
[0008]步驟一，調(diào)整Z軸升降臺(tái)使聚焦激光束入射到玻璃工件上表面或下表面；
[0009]步驟二，利用(XD6定位系統(tǒng)，抓取玻璃外邊框；
[0010]步驟三，設(shè)置激光設(shè)備參數(shù)為低加工速度、能量以及加工層數(shù)，還設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層通過Z軸升降臺(tái)使聚焦激光束向上移動(dòng)相應(yīng)距離，使之完成下倒邊工藝；
[0011]步驟四，利用Z軸升降臺(tái)使激光束聚焦到玻璃工件上表面，以及
[0012]步驟五，設(shè)置激光設(shè)備參數(shù)為高加工速度、能量以及加工層數(shù)，還設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層通過Z軸升降臺(tái)使聚焦激光束向下移動(dòng)相應(yīng)距離，使之完成上倒邊工藝。
[0013]在本實(shí)施例中優(yōu)選，聚焦激光束在玻璃工件的上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行移動(dòng)，使所述焦點(diǎn)從玻璃下表面往上、玻璃上表面往下去除玻璃，使之形成設(shè)定形狀的玻璃倒邊。
[0014]在本實(shí)施例中優(yōu)選，聚焦激光束波長(zhǎng)范圍為532nm-1064nm以及平均功率的范圍為10w-25wo
[0015]在本實(shí)施例中優(yōu)選，所述激光束的脈沖寬度范圍為100飛秒-1O皮秒以及單點(diǎn)能量范圍為 20uj_50uj。
[0016]在本實(shí)施例中優(yōu)選，聚焦激光束在玻璃工件上表面或下表面的聚焦光斑的直徑范圍為10微米-20微米。
[0017]在本實(shí)施例中優(yōu)選，聚焦激光束對(duì)玻璃工件表面進(jìn)行逐層去除，每層的去除軌跡根據(jù)倒邊形狀需求進(jìn)行自由編輯，從而形成所需的倒邊形狀。
[0018]在本實(shí)施例中優(yōu)選，玻璃工件的厚度范圍為0.2mm-l.1mm。
[0019]在本實(shí)施例中優(yōu)選，玻璃工件包括鈉鈣硅玻璃、硼酸鹽玻璃。
[0020]在本實(shí)施例中優(yōu)選，聚焦激光束的形成過程包括:
[0021 ]步驟一，激光束經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡擴(kuò)束；
[0022]步驟二，擴(kuò)束后，激光束會(huì)通過振鏡至透鏡，透鏡入射范圍至少在150_X150mm。
[0023]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，其有益的效果是:通過激光束聚焦于玻璃工件上表面和下表面，利用超短脈沖寬度實(shí)現(xiàn)對(duì)玻璃工件的去除，以獲得無裂紋無損傷的玻璃工件，避免了細(xì)小碎肩的產(chǎn)生，從而提升了產(chǎn)品良率。
【附圖說明】
[0024]圖1是本發(fā)明實(shí)施例提供的激光玻璃倒邊方法的系統(tǒng)框圖。
[0025]圖2是本發(fā)明實(shí)施例提供的激光玻璃倒邊(上、下倒邊)的加工軌跡示意圖。
【具體實(shí)施方式】
[0026]下面詳細(xì)描述本發(fā)明的實(shí)施例，所述實(shí)施例的示例在附圖中示出，其中自始至終相同或類似的標(biāo)號(hào)表示相同或類似的元件或具有相同或類似功能的元件。下面通過參考附圖描述的實(shí)施例是示例性的，僅用于解釋本發(fā)明的技術(shù)方案，而不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0027]在本發(fā)明的描述中，術(shù)語(yǔ)“內(nèi)”、“外”、“縱向”、“橫向”、“上”、“下”、“頂”、“底”等指示的方位或位置關(guān)系為基于附圖所示的方位或位置關(guān)系，僅是為了便于描述本發(fā)明而不是要求本發(fā)明必須以特定的方位構(gòu)造和操作，因此不應(yīng)當(dāng)理解為對(duì)本發(fā)明的限制。
[0028]請(qǐng)參閱圖1并結(jié)合參閱圖2所示，本發(fā)明提供的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，包括通過調(diào)整升降臺(tái)10使激光設(shè)備20發(fā)射的激光束5聚焦到玻璃工件30表面，再利用CCD定位系統(tǒng)40畫出玻璃外邊框，其中:升降臺(tái)10為Z軸升降臺(tái)；激光設(shè)備20包括采用脈沖寬度范圍在皮秒至飛秒的激光器21、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡22、振鏡23及透鏡24，在本發(fā)明實(shí)施例中，激光器21產(chǎn)生的聚焦激光束25入射到待倒邊的玻璃工件30上表面或下表面;激光束25通過振鏡23和Z軸升降臺(tái)在玻璃工件30上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行逐層加工。加工前，通過設(shè)置激光掃面速度、能量大小來控制每層加工深度，同時(shí)配合不同的加工層數(shù)使之形成相應(yīng)角度的斜邊或弧形邊。
[0029]請(qǐng)?jiān)賲㈤唸D2所示，玻璃工件30(材料)為鈉鈣硅玻璃、厚度0.9mm，加工的方法包括:
[0030]步驟一，調(diào)整Z軸升降臺(tái)10使聚焦激光束25聚焦到玻璃工件30上表面或下表面；[0031 ]步驟二，利用(XD6定位系統(tǒng)，抓取玻璃外邊框；
[0032]步驟三，設(shè)定激光設(shè)備20參數(shù)，采用低加工速度2000mm/s、能量20u j、，加工層數(shù)20，設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層，通過Z軸升降臺(tái)10使透鏡移動(dòng)符合的距離，并使之形成圖2所示下倒邊(斜邊)；
[0033]步驟四，利用Z軸升降臺(tái)10使聚焦激光束25入射到玻璃工件30上表面，以及
[0034]步驟五，設(shè)定激光設(shè)備20參數(shù)，采用高加工速度6000mm/s、能量50u j，加工層數(shù)100設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層，通過Z軸升降臺(tái)10使聚焦激光束25向下移動(dòng)相應(yīng)距離，并使之形成圖2所示上倒邊(弧形邊)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，包括通過調(diào)整升降臺(tái)使激光設(shè)備發(fā)射的聚焦激光束入射到玻璃工件表面，再利用CCD定位系統(tǒng)抓取玻璃外邊框，其特征在于:升降臺(tái)為Z軸升降臺(tái)；激光設(shè)備包括采用脈沖寬度范圍在皮秒至飛秒的激光器、擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡、振鏡及透鏡，激光器產(chǎn)生的聚焦激光束入射到待倒邊的玻璃工件的上表面或下表面;激光束通過振鏡和Z軸升降臺(tái)在玻璃工件上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行逐層加工，加工前通過設(shè)置振鏡掃面速度、激光能量大小來控制每層加工深度，同時(shí)配合不同的加工層數(shù)使之形成相應(yīng)角度的斜邊或弧形邊。2.如權(quán)利要求1所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:玻璃工件的加工包括: 步驟一，調(diào)整Z軸升降臺(tái)使激光束聚焦到玻璃工件上表面或下表面； 步驟二，利用CCD6定位系統(tǒng)，抓取玻璃外邊框； 步驟三，設(shè)置激光設(shè)備參數(shù)為低加工速度、能量以及加工層數(shù)，還設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層通過Z軸升降臺(tái)使聚焦激光束向上移動(dòng)相應(yīng)距離，使之完成下倒邊工藝； 步驟四，利用Z軸升降臺(tái)使激光束聚焦到玻璃工件上表面，以及 步驟五，設(shè)置激光設(shè)備參數(shù)為高加工速度、能量以及加工層數(shù)，還設(shè)置每層加工軌跡，每加工一層通過Z軸升降臺(tái)使聚焦激光束向下移動(dòng)相應(yīng)距離，使之完成上倒邊工藝。3.如權(quán)利要求2所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:聚焦激光束在玻璃工件的上表面或下表面按預(yù)先設(shè)定的路徑進(jìn)行移動(dòng)，使所述焦點(diǎn)從玻璃下表面往上、玻璃上表面往下去除玻璃，使之形成設(shè)定形狀的玻璃倒邊。4.如權(quán)利要求3所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:聚焦激光束波長(zhǎng)范圍為532nm-1064nm以及平均功率的范圍為10w-25wo5.如權(quán)利要求4所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:所述激光束的脈沖寬度范圍為100飛秒-10皮秒以及單點(diǎn)能量范圍為20uj-50uj。6.如權(quán)利要求5所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:聚焦激光束在玻璃工件上表面或下表面的聚焦光斑的直徑范圍為10微米-20微米。7.如權(quán)利要求6所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:聚焦激光束對(duì)玻璃工件表面進(jìn)行逐層去除，每層的去除軌跡根據(jù)倒邊形狀需求進(jìn)行自由編輯，從而形成所需的倒邊形狀。8.如權(quán)利要求7所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:玻璃工件的厚度范圍為0.2mm-1.1mnin9.如權(quán)利要求8所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:玻璃工件包括鈉鈣硅玻璃、硼酸鹽玻璃。10.如權(quán)利要求1至9任一項(xiàng)所述的利用激光實(shí)現(xiàn)玻璃倒邊的方法，其特征在于:聚焦激光束的形成過程包括: 步驟一，激光束經(jīng)擴(kuò)束準(zhǔn)直鏡擴(kuò)束； 步驟二，擴(kuò)束后，激光束會(huì)通過振鏡至透鏡，透鏡入射范圍至少在150_X150mm。
【文檔編號(hào)】C03B33/08GK105948476SQ201610270451
【公開日】2016年9月21日
【申請(qǐng)日】2016年4月27日
【發(fā)明人】王建剛, 孫威, 劉柱, 程偉
【申請(qǐng)人】武漢華工激光工程有限責(zé)任公司