本发明专利技术公开了一种激光双面加工玻璃的装置，该装置包括用于将激光束聚焦到待切割玻璃上的上聚焦系统和用于将透过待切割玻璃的激光反射并重新聚焦在待切割玻璃上的下聚焦系统，所述上聚焦系统设置在待切割玻璃的一侧，所述下聚焦系统设置在待切割玻璃的另一侧。本发明专利技术还公开了一种激光双面加工玻璃的方法。本发明专利技术的装置及方法能够充分的利用激光的能量，提高玻璃的加工效率。
A Device and Processing Method for Laser Double-sided Machining of Glass
【技术实现步骤摘要】
一种激光双面加工玻璃的装置及加工方法
本专利技术属于玻璃加工
，具体是涉及一种激光双面加工玻璃的装置及加工方法。
技术介绍
玻璃制品的应用越来越广泛，目前在多种行业内都有广泛的应用，其中包括电子行业。液晶显示屏作为电子显示行业的关键部件，其制造方法受到广泛关注。目前主流的加工玻璃的方法主要包括机械方法和激光方法。机械方法主要包括刀轮法和CNC加工两种方法。刀轮方法效率极低且质量很差，基本已经被淘汰，不适用于电子行业。CNC法切割玻璃应用广泛，具有切割效果好且良率高的特点，但由于玻璃的易碎特性，CNC法加工玻璃，特别是薄玻璃，效率很低。随着激光应用日渐成熟，激光方法加工玻璃被广泛应用，激光加工由于其能量集中，加工效率好且质量好，高能激光束通过聚焦系统将光束聚焦于玻璃表面或者内部，配合高速扫描系统，快速切割玻璃。目前大部分的激光切割玻璃采用单面单焦点的聚焦系统，由于玻璃是透明的，几乎80％的能量都透过了玻璃，只有20％左右的能量被玻璃吸收，能量利用率极低，导致效率优势无法完全发挥，因此如何提高激光切割玻璃的能量利用率使提升效率的关键。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服上述现有技术中的不足，提供一种激光双面加工玻璃的装置及加工方法，该装置及方法能够充分的利用激光的能量，提高玻璃的加工效率。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案是：一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于，包括用于将激光束聚焦到待切割玻璃上的上聚焦系统和用于将透过待切割玻璃的激光反射并重新聚焦在待切割玻璃上的下聚焦系统，所述上聚焦系统设置在待切割玻璃的一侧，所述下聚焦系统设置在待切割玻璃的另一侧。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述上聚焦系统包括用于对激光束进行聚焦处理并输出第一聚焦焦点的上聚焦镜和用于固定上聚焦镜的上聚焦镜固定支架。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述下聚焦系统包括用于将透过待切割玻璃的激光反射并输出第二聚焦焦点的下聚焦反射镜和用于通过调整下聚焦反射镜使所述的第二聚焦焦点与所述第一聚焦焦点重合的下聚焦镜安装台，所述下聚焦镜安装台包括升降台和旋转台，所述旋转台安装在升降台的上部且所述升降台能够带动旋转台升降，所述下聚焦反射镜安装在旋转台的上部且旋转台用于控制下聚焦反射镜沿其中轴线偏转的方向和用于控制下聚焦反射镜沿其中轴线偏转的角度；所述旋转台包括旋转台本体、水平转动台、角度偏转台、水平转动台驱动机构和角度偏转台驱动机构，所述水平转动台安装在旋转台本体内且水平转动台能够相对于旋转台本体沿着水平面转动，所述水平转动台驱动机构安装在水平转动台内且用于驱动水平转动台相对于旋转台本体转动，所述角度偏转台安装在水平转动台上且角度偏转台能够相对于水平转动台沿着竖直平面转动，所述角度偏转台驱动机构安装在水平转动台上且用于驱动角度偏转台转动。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述的一种激光双面加工玻璃的装置还包括用于监测所述第一聚焦焦点和第二聚焦焦点位置的CCD相机，所述CCD相机固定在上聚焦镜固定支架上且CCD相机与所述第一聚焦焦点位于同水平面上。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述的一种激光双面加工玻璃的装置还包括用于控制第一聚焦焦点和第二聚焦焦点在待切割玻璃上沿预定轨迹移动的平移台，所述平移台包括X轴运动系统、Y轴运动系统、转接板和平移台支架，所述转接板安装在所述X轴运动系统上且所述X轴运动系统用于控制转接板沿设备的X轴方向运动，所述X轴运动系统安装在所述Y轴运动系统上且所述Y轴运动系统用于控制所述X轴运动系统和安装在所述X轴运动系统的转接板沿设备的Y轴方向运动，所述设备的X轴方向和设备的Y轴方向均沿水平方向设置且相互垂直，所述Y轴运动系统安装在平移台支架上，所述上聚焦镜固定支架和所述下聚焦镜安装台均固定安装在转接板上。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述的一种激光双面加工玻璃的装置还包括用于固定待切割玻璃的玻璃支架，所述玻璃支架设置在靠近下聚焦系统的一侧。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述上聚焦镜是由一个或多个光学镜片组合的聚焦光学系统，所述下聚焦反射镜是一个或多个光学镜片组合的聚焦反射光学系统。上述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述激光束的波长为300nm-1500nm，所述待切割玻璃为钠钙硅酸盐玻璃、铝硅酸盐玻璃或硼硅酸盐玻璃，所述待切割玻璃的厚度为0.1mm-1mm。本专利技术还提供了一种激光双面加工玻璃的装置其加工玻璃的方法，其特征在于包括以下步骤：步骤一、将待切割玻璃固定在玻璃支架上；步骤二、设置激光参数，打开激光束，激光束通过上聚焦镜形成第一聚焦焦点，调整待切割玻璃使第一聚焦焦点落在待切割玻璃的预设位置上，未被待切割玻璃吸收的激光透过待切割玻璃射到下聚焦反射镜上，下聚焦反射镜将透过待切割玻璃的激光再次聚焦形成第二聚焦焦点；步骤三、调整下聚焦镜安装台使第二聚焦焦点和第一聚焦焦点重合；步骤四、设置平移台参数，使平移台控制第一聚焦焦点和第二聚焦焦点在待切割玻璃上沿预定轨迹移动对待切割玻璃进行切割加工，在切割加工的过程中，设置CCD相机的参数，CCD相机拍第一聚焦焦点的位置和第二聚焦焦点的位置，并对第一聚焦焦点的位置和第二聚焦焦点的位置是否重合进行判断，如果第一聚焦焦点的位置和第二聚焦焦点的位置不重合，则将第一聚焦焦点和第二聚焦焦点的位置信息反馈给下聚焦镜安装台，下聚焦镜安装台通过调整下聚焦反射镜的位置和角度改变第二聚焦焦点的位置，使第一聚焦焦点的位置和第二聚焦焦点的位置重合。上述的一种激光双面加工玻璃的装置其加工玻璃的方法，其特征在于：步骤二中所述设置激光参数包括设置激光功率、激光频率以及激光发散角；步骤四中所述第一聚焦焦点和第二聚焦焦点在待切割玻璃上沿预定轨迹移动的速度为0.1mm/s-100mm/s，移动的加速度为0.1mm/s2-10000mm/s2，移动的进给速度为0.1mm/s-100mm/s；步骤四中所述设置CCD相机的参数包括设置CCD相机的焦量、光圈和帧频；步骤四中所述在切割加工的过程中待切割玻璃固定不动。本专利技术与现有技术相比具有以下优点：1、本专利技术采用双面切割的方式进行玻璃，使激光的能量得到充分的利用，降低激光能量，提升切割效率。2、本专利技术采用CCD相机监测焦点位置，采用升降台和旋转台实时改变焦点位置，保证在加工的过程中的上下焦点位置重合，适应性强。3、本专利技术的整套方法简单易操作，适合工业应用。下面通过附图和实施例，对本专利技术做进一步的详细描述。附图说明图1为本专利技术装置的结构示意图。图2为本专利技术下聚焦系统的结构示意图。图3为图2的A-A剖视图。附图标记说明:1—上聚焦镜；2—上聚焦镜固定支架；3—下聚焦反射镜；4—升降台；5—旋转台；5-1—旋转台本体；5-2—水平转动台；5-3—角度偏转台；5-4—水平转动台驱动机构；5-5—角度偏转台驱动机构；6—平移台；6-1—转接板；6-2—平移台支架；7—玻璃支架；8—CCD相机；9—待切割玻璃。具体实施方式本专利技术一种激光双面加工玻璃的装置，包括用于将激光束聚焦到待切割玻璃9上的上聚焦系统和用于将透过待切割玻璃9的激光反射并重新聚焦在待切割玻璃9上的下聚焦系统，所述上聚焦本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：包括用于将激光束聚焦到待切割玻璃(9)上的上聚焦系统和用于将透过待切割玻璃(9)的激光反射并重新聚焦在待切割玻璃(9)上的下聚焦系统，所述上聚焦系统设置在待切割玻璃(9)的一侧，所述下聚焦系统设置在待切割玻璃(9)的另一侧。
【技术特征摘要】
1.一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：包括用于将激光束聚焦到待切割玻璃(9)上的上聚焦系统和用于将透过待切割玻璃(9)的激光反射并重新聚焦在待切割玻璃(9)上的下聚焦系统，所述上聚焦系统设置在待切割玻璃(9)的一侧，所述下聚焦系统设置在待切割玻璃(9)的另一侧。2.按照权利要求1所述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述上聚焦系统包括用于对激光束进行聚焦处理并输出第一聚焦焦点的上聚焦镜(1)和用于固定上聚焦镜(1)的上聚焦镜固定支架(2)。3.按照权利要求1所述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述下聚焦系统包括用于将透过待切割玻璃(9)的激光反射并输出第二聚焦焦点的下聚焦反射镜(3)和用于通过调整下聚焦反射镜(3)使所述的第二聚焦焦点与所述第一聚焦焦点重合的下聚焦镜安装台，所述下聚焦镜安装台包括升降台(4)和旋转台(5)，所述旋转台(5)安装在升降台(4)的上部且所述升降台(4)能够带动旋转台(5)升降，所述下聚焦反射镜(3)安装在旋转台(5)的上部且旋转台(5)用于控制下聚焦反射镜(3)沿其中轴线偏转的方向和用于控制下聚焦反射镜(3)沿其中轴线偏转的角度；所述旋转台(5)包括旋转台本体(5-1)、水平转动台(5-2)、角度偏转台(5-3)、水平转动台驱动机构(5-4)和角度偏转台驱动机构(5-5)，所述水平转动台(5-2)安装在旋转台本体(5-1)内且水平转动台(5-2)能够相对于旋转台本体(5-1)沿着水平面转动，所述水平转动台驱动机构(5-4)安装在水平转动台(5-2)内且用于驱动水平转动台(5-2)相对于旋转台本体(5-1)转动，所述角度偏转台(5-3)安装在水平转动台(5-2)上且角度偏转台(5-3)能够相对于水平转动台(5-2)沿着竖直平面转动，所述角度偏转台驱动机构(5-5)安装在水平转动台(5-2)上且用于驱动角度偏转台(5-3)转动。4.按照权利要求2所述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述的一种激光双面加工玻璃的装置还包括用于监测所述第一聚焦焦点和第二聚焦焦点位置的CCD相机(8)，所述CCD相机(8)固定在上聚焦镜固定支架(2)上且CCD相机(8)与所述第一聚焦焦点位于同一水平面上。5.按照权利要求1所述的一种激光双面加工玻璃的装置，其特征在于：所述的一种激光双面加工玻璃的装置还包括用于控制第一聚焦焦点和第二聚焦焦点在待切割玻璃(9)上沿预定轨迹移动的平移台(6)，所述平移台(6)包括X轴运动系统、Y轴运动系统、转接板(6-1)和平移台支架(6-2)，所述转接板(6-1)安装在所述X轴运动系统上且所述X轴运动系统用于控制转接板(6-1)沿设备的X轴方向运动，所述X轴运动系统安装在所述Y轴运动系统上且所述Y轴运动系统用于控制所述X轴运动系统和安装在...
【专利技术属性】
技术研发人员：韩蕊，
申请(专利权)人：中国人民武装警察部队工程大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61
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