一种高效激光并行加工导光板的装置和方法制造方法及图纸

本发明专利技术提出了一种高效激光并行加工导光板的装置及方法，包括：机架以及分别设置在机架上的第一加工臂、第二加工臂、激光系统、吸附系统和激光头传动系统；激光系统包括激光器，所述激光器发出的激光经过分束镜后分成两部分，一部分通过镜面反射最终经第一加工臂上的激光头聚焦；另一部分通过镜面反射最终经第二加工臂上的激光头聚焦；本发明专利技术有益效果：激光系统中通过凸透镜使激光分束，提高激光的利用率，两个加工臂同时对导光板进行加工，提高了导光板的加工效率，加工效率是普通导光板加工装置的两倍。

Device and method for parallel processing of light guide plate with high efficiency laser

The invention provides a parallel device and method for processing a laser light guide plate, and a first frame processing arm, respectively arranged on the frame of the second processing arm, laser system, laser head adsorption system and transmission system; the system comprises a laser laser laser, the laser emitted by the beam splitter after is divided into two parts, one part of the specular reflection by focusing the laser head first processing arm; another part of the specular reflection by laser focusing head second processing arm; the invention has the advantages that the laser system through the lens of the laser beam, improve the utilization rate of laser processing, two arm the processing of the light guide plate at the same time, improve the processing efficiency of the light guide plate, the processing efficiency is two times that of ordinary light guide plate processing device.

【技术实现步骤摘要】
一种高效激光并行加工导光板的装置和方法
本专利技术涉及高端激光制造装备及先进加工
，尤其涉及一种高效的激光并行加工导光板的装置和方法。
技术介绍
液晶显示器(LCD)目前已成为平板显示中的主流，作为一种绿色照明方式，LED背光源正逐渐成为液晶显示器的标准配置，随着向轻薄方向的发展，如何利用导光板将LED这种点光源转换成表面的均匀出光以及快速高效的进行导光板的设计制作是十分重要的问题。背光模组的亮度和均匀性等性能参数直接影响液晶显示器(LCD)的显像质量。液晶显示器在亮度、色度方面要求越来越苛刻，因此对背光模组的要求也越来越高。发光二极管(LED)是一种固态冷光源，是继白炽灯、荧光灯和高强度放电(LED)灯(如高压钠灯和金卤灯)之后的第四代新光源，有效率高、光色纯、功耗低、寿命长、可靠耐用和无污染等优点，目前LED作为背光源在市场中扮演着重要的角色。导光板的作用是引导光的散射方向，用来提高亮度和控制亮度的均匀性，因此，导光板的设计与制造是背光模组的关键技术之一。导光板中散射网点的大小和密度决定着输出光的亮度和均匀度。目前，导光板散射网点的制造方法有模具成型法、油墨印刷法和激光加工法等。激光加工是一种非接触加工方式，具有能量高、方向性好、高相干性、热影响区小等优点，在工业加工领域中备受青睐。传统的激光加工主要利用单束激光聚焦后进行材料加工，由于激光器出射的光束能量过大，常需要利用衰减器件对激光功率进行衰减，因此加工过程中能量利用率并不高。现有的激光加工设备主要是将设计好的网点分布图转入导光板激光打点机，按照分布图控制激光照射位置或单位输出能量，通过被照射位置的瞬间气化在雕刻面雕刻出符合设计图的网点分布，从而完成导光板的制作。这种方法能够避免加工过程中与材料的接触，有效减少加工过程对基板的影响，但是加工效率低，激光能量利用率不高，并且在单板加工时，加工成本高，因此难以在批量生产中应用。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决现有技术中存在的激光加工效率不高的缺点，提出了一种高效激光并行加工导光板的装置和方法，利用电动机提供动力，滚珠丝杠传动，两个激光头同时加工同一块导光板，提高加工质量和加工效率，缩短加工时间，大大节省加工成本。为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：本专利技术公开了一种高效激光并行加工导光板的装置，包括：机架以及分别设置在机架上的第一加工臂、第二加工臂、激光系统、吸附系统和激光头传动系统；所述激光系统包括激光器，所述激光器发出的激光经过分束镜后分成两部分，一部分通过镜面反射最终经第一加工臂上的激光头聚焦；另一部分通过镜面反射最终经第二加工臂上的激光头聚焦；所述激光头传动系统为分别设置在第一加工臂和第二加工臂上的带动激光头沿设定轨道往复运动的动力装置；所述吸附系统包括能够在机架上沿与激光头运动方向相垂直的方向往复运动的吸附平台；激光束分别通过第一加工臂和第二加工臂的激光头聚焦在吸附平台上。进一步地，所述激光器固定在机架上，所述分束镜和用于镜面反射的反射镜均置于中空腔体内，并且激光束经过的路径均通过中空柱体屏蔽。进一步地，所述吸附平台上设有均布的小孔，放置导光板实现真空吸附。进一步地，所述机架上并行设有两排燕尾键，所述吸附平台两侧分别设有与所述燕尾键匹配的燕尾槽；所述吸附平台在电动机和滚动丝杠的作用下，沿所述燕尾键方向往复运动。进一步地，所述吸附平台底部设有与滚动丝杠配合的螺纹孔，滚动丝杠与电动机连接，电动机通过滚动丝杠传动，实现吸附平台高精度的进给运动。进一步地，所述激光头传动系统包括：直线电机，所述直线电机有两个介于金属板之间且都对着线圈动子的平行磁轨。进一步地，所述第二加工臂与第一加工臂之间的距离可调。进一步地，所述第一加工臂和第二加工臂上靠近吸附平台的位置分别设有除尘装置；所述除尘装置为沿与激光头传动系统运动方向平行的方向设置的带有吸尘孔的挡板。进一步地，所述吸附平台与机架之间设有伸缩保护套。本专利技术还公开了一种高效激光并行加工导光板装置的工作方法，包括：步骤1：调整激光的反射路径以及激光头的位置，使得激光束分别准确聚焦到设定位置；步骤2：控制吸附平台运行至导光板上料的位置；步骤3：将导光板放置在吸附平台上并固定；步骤4：激光束通过第一加工臂和第二加工臂上的激光头分别聚焦到同一块导光板上进行加工；步骤5：第二加工臂从导光板的一端开始加工，第一加工臂从导光板的中间位置开始加工；吸附平台移动，直至整个导光板加工完毕；加工过程中产生的杂质及微小颗粒被吸附收集；步骤6：加工完成，吸附平台自动退出运行，取下导光板。本专利技术有益效果：1.激光系统中通过凸透镜使激光分束，提高激光的利用率，两个加工臂同时对导光板进行加工，提高了导光板的加工效率，加工效率是普通导光板加工装置的两倍。2.吸附系统中采用滚动丝杠传动，电动机提供动力，吸附平台的运动精度高，从而加工质量高。3.吸附平台中采用真空吸附，对导光板零损耗，加工成品率高。4.激光头传动为直线电机传动，有高加速度、高精度及几乎无维修特点，降低加工成本。5.本装置主体材料采用铝合金，总重量相对小，便于搬运及安装。附图说明图1是装置总体外观图；图2是去壳整体图；图3是激光系统图；图4是激光路径原理图；图5是吸附系统图；图6是吸附系统细节图；图7是直线电机外观图；图中，2-1.机架，2-2.激光系统，2-3.除尘装置，2-4.第二加工臂，2-5.第一加工臂，2-6.激光头传动系统，2-7.吸附系统；3-1.激光器，3-2.激光保护筒，3-3.分束凸透镜腔体，3-4.聚焦镜，3-5.平面反射镜腔体；5-1.吸附平台6-2.燕尾键，6-3.燕尾槽垫块，6-4.传动垫块，6-5.滚动丝杠，6-6.电动机。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步介绍。本专利技术公开了一种高效激光并行加工导光板的装置，如图1和图2所示，具体包括：机架2-1以及分别设置在机架2-1上的第一加工臂2-5、第二加工臂2-4、激光系统2-2、吸附系统2-7和激光头传动系统2-6；激光系统2-2主要包括激光器3-1、反射镜及激光头组成。吸附系统2-7主要包括吸附平台5-1、滚动丝杠6-5、电动机6-6，电动机6-6提供动力通过滚动丝杠6-5传动，带动吸附平台5-1运动，吸附平台5-1通过燕尾槽精确固定在装置机架2-1上。激光系统2-2中，通过直线电机提供动力，直线电机运动摩擦阻力小，运动速度快。机架2-1采用铝合金材质，为中空长方体，底侧设有四根圆形立柱，起到支撑作用，吸附系统2-7、激光系统2-2及激光传动均设立在机架2-1上，第一加工臂2-5和二加工臂通过焊接固定在机架2-1上，为了实现加工不同尺寸的导光板，第一加工臂2-5为可移动加工臂，可以调节第一加工臂2-5和二加工臂之间的距离。激光系统2-2主要包括激光器3-1、反射镜及激光头组成。如图3所示，激光系统2-2中最重要的激光器3-1设立在机架2-1上侧一角，激光器3-1发出的激光射过凸透镜，一部分光反射后通过平面反射镜反射最终经第一加工臂2-5上的聚焦镜3-4(即激光头)聚焦，实现导光板的加工；另一部分激光透过凸透镜经过三次平面反射镜反射最终经第二加工臂2-4上的聚焦镜3-4(即激光头)聚焦，实现导光板的加工，激光分束及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，包括：机架以及分别设置在机架上的第一加工臂、第二加工臂、激光系统、吸附系统和激光头传动系统；所述激光系统包括激光器，所述激光器发出的激光经过分束镜后分成两部分，一部分通过镜面反射最终经第一加工臂上的激光头聚焦；另一部分通过镜面反射最终经第二加工臂上的激光头聚焦；所述激光头传动系统为分别设置在第一加工臂和第二加工臂上的带动激光头沿设定轨道往复运动的动力装置；所述吸附系统包括能够在机架上沿与激光头运动方向相垂直的方向往复运动的吸附平台；激光束分别通过第一加工臂和第二加工臂的激光头聚焦在吸附平台上。

【技术特征摘要】
1.一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，包括：机架以及分别设置在机架上的第一加工臂、第二加工臂、激光系统、吸附系统和激光头传动系统；所述激光系统包括激光器，所述激光器发出的激光经过分束镜后分成两部分，一部分通过镜面反射最终经第一加工臂上的激光头聚焦；另一部分通过镜面反射最终经第二加工臂上的激光头聚焦；所述激光头传动系统为分别设置在第一加工臂和第二加工臂上的带动激光头沿设定轨道往复运动的动力装置；所述吸附系统包括能够在机架上沿与激光头运动方向相垂直的方向往复运动的吸附平台；激光束分别通过第一加工臂和第二加工臂的激光头聚焦在吸附平台上。2.如权利要求1所述的一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，所述激光器固定在机架上，所述分束镜和用于镜面反射的反射镜均置于中空腔体内，并且激光束经过的路径均通过中空柱体屏蔽。3.如权利要求1所述的一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，所述吸附平台上设有均布的小孔，放置导光板实现真空吸附。4.如权利要求1所述的一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，所述机架上并行设有两排燕尾键，所述吸附平台两侧分别设有与所述燕尾键匹配的燕尾槽；所述吸附平台在电动机和滚动丝杠的作用下，沿所述燕尾键方向往复运动。5.如权利要求4所述的一种高效激光并行加工导光板的装置，其特征在于，所述吸附平台底部设有与滚动丝杠配合的螺纹孔，滚动丝杠与电...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙树峰，王永武，早崎芳夫，王晓，周建功，王津，刘方祥，王铭禹，王萍萍，孙术彬，
申请(专利权)人：青岛理工大学，
类型：发明
国别省市：山东,37