專利名稱：超薄玻璃基板激光切割機(jī)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及一種激光切割系統(tǒng)，具體涉及到一種應(yīng)用于超薄玻璃基板(厚度〈l.lmm)切割的激光大幅面高速切割機(jī)。
背景技術(shù)：
目前應(yīng)用于液晶顯示器和多種平面顯示裝置的超薄玻璃基板切 割大多采用金剛刀或硬質(zhì)合金輪的傳統(tǒng)機(jī)械切割裝置，往往會(huì)在玻璃 邊緣產(chǎn)生不規(guī)則的微裂紋，并且不可避免的產(chǎn)生碎屑，影響產(chǎn)品的良 品率，并需要添加清洗，打磨等附加設(shè)備，增加加工環(huán)節(jié)。若是厚度 小于0.7ram的玻璃基片，傳統(tǒng)切割則很難切割，成品率極低。 發(fā)明內(nèi)容本實(shí)用新型的目的是為了克服現(xiàn)有在切割超薄玻璃基板所用切 斷裝置的缺點(diǎn)，提供一種能將超薄玻璃基板按要求切割成小矩形尺寸 并具有良好斷面效果和邊緣應(yīng)力的高速激光切割機(jī)。本實(shí)用新型的技術(shù)方案是 一種超薄玻璃基板激光切割機(jī)，包括 機(jī)體、激光器，其特點(diǎn)是，它還包括光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)、由X 軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置組成的龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)、 玻璃預(yù)切裝置、冷卻氣體噴嘴、氣瓶、90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)、負(fù)壓吸附平臺(tái)；激光器與光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)相連接，置于于龍門式兩維氣 浮高速平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置上；玻璃預(yù)切裝置位于光束整形和伺 服調(diào)焦系統(tǒng)前方；冷卻氣體噴嘴通過氣路與氣瓶連接位于光束整形和 伺服調(diào)焦系統(tǒng)后方；90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)裝載于兩維氣浮高速平臺(tái)的Y軸 運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置上，負(fù)壓吸附平臺(tái)固定在90。氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)上。所述的光學(xué)整形和調(diào)焦伺服系統(tǒng)由擴(kuò)束鏡、準(zhǔn)直鏡、全反鏡、整 形透鏡組、調(diào)焦鏡筒組架構(gòu)成，激光束從擴(kuò)束鏡射入經(jīng)過準(zhǔn)直鏡、全 反鏡到達(dá)Z軸方向的整形透鏡組，最終產(chǎn)生橢圓光斑，作為切割機(jī)的 熱源。所述的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置包括X軸電機(jī)，X軸氣浮滑塊，X軸氣 浮氣路，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)，X軸絲杠，X軸電機(jī)輸出軸與X軸絲杠連接， X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)固定在X軸氣浮滑塊上，X軸氣浮滑塊與X軸絲杠嚙合。所述的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置包括Y軸電機(jī)，Y軸氣浮滑塊，Y軸氣 浮氣路，90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)，負(fù)壓吸附平臺(tái)，Y軸絲杠，Y軸電機(jī)輸出軸 與Y軸絲杠連接，負(fù)壓吸附平臺(tái)固定在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)上，90°氣浮 轉(zhuǎn)臺(tái)固定在Y軸氣浮滑塊上，Y軸氣浮滑塊與Y軸絲杠嚙合。本實(shí)用新型的有益效果在于通過光學(xué)整形和調(diào)焦系統(tǒng)生成非聚 焦的橢圓光斑照射于超薄玻璃基板表面，配以強(qiáng)制冷卻氣體，產(chǎn)生恰 當(dāng)?shù)臒釕?yīng)力差，從而達(dá)到超薄玻璃基板的可控?cái)嗔??？纱蠓忍岣卟?璃基板的成品率，可在液晶顯示產(chǎn)業(yè)和玻璃加工行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng) 用 .圖l為本實(shí)用新型結(jié)構(gòu)示意圖；圖2為本實(shí)用新型光學(xué)整形和調(diào)焦伺服系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖； 圖3為本實(shí)用新型X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)示意圖； 圖4為本實(shí)用新型Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置結(jié)構(gòu)示意圖。 其中機(jī)體l，激光器2，光學(xué)整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)3， X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái) 裝置4，玻璃預(yù)切裝置5，冷卻氣體噴嘴6，氣瓶7， 90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8， Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置9、負(fù)壓吸附平臺(tái)10，擴(kuò)束鏡ll,準(zhǔn)直鏡12，全反 鏡13,整形透鏡組14，調(diào)焦鏡筒組架15， X軸電機(jī)16， X軸氣浮滑塊 17， X軸氣浮氣路18， X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)19， X軸絲杠20， Y軸電機(jī)21， Y軸氣浮滑塊22， Y軸氣浮氣路23， Y軸絲杠24。
具體實(shí)施方式
如

圖1、圖2、圖3、圖4所示，超薄玻璃基板激光切割機(jī)，包括.-機(jī)體l;激光器2;其特點(diǎn)是，它還包括光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)3、 由X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置4、 Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置9組成的龍門式兩維氣浮 高速平臺(tái)、玻璃預(yù)切裝置5、冷卻氣體噴嘴6、氣瓶7 、 90°氣浮轉(zhuǎn) 臺(tái)8、負(fù)壓吸附平臺(tái)10;，激光器2與光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)3相 連接，裝載于龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置4上；玻 璃預(yù)切裝置5位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)3前方；冷卻氣體噴嘴6 通過氣路與氣瓶7連接位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)3后方；90° 氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8裝載于兩維氣浮高速平臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置9上，負(fù)壓吸附平臺(tái)10固定在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8上。本實(shí)用新型的機(jī)體有工控機(jī)接口和操作面板。氣浮氣路、冷卻氣 路以及激光器電源和控制信號(hào)線通過拖鏈與機(jī)體內(nèi)的外設(shè)連接。本實(shí) 用新型通過工控機(jī)設(shè)置切割起始原點(diǎn)，輸入切割路徑后，由工控機(jī)設(shè) 定好預(yù)切動(dòng)作和激光器功率參數(shù)。橫梁方向激光器到達(dá)切割路徑后開 光，通過光束整形系統(tǒng)后產(chǎn)生加熱源，配合相應(yīng)壓力流速的冷卻氣綜 合作用于超薄玻璃表面產(chǎn)生可控裂紋，負(fù)壓吸附平臺(tái)作為超薄玻璃的 承載裝置在垂直于橫梁方向高速運(yùn)動(dòng)將玻璃基板在一維方向上切斷， 90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)將負(fù)壓吸附臺(tái)旋轉(zhuǎn)90° ，再重復(fù)切割動(dòng)作即可形成兩 維的矩形小片切割。由圖2所示，所述的光學(xué)整形和調(diào)焦伺服系統(tǒng)3由擴(kuò)束鏡11、準(zhǔn) 直鏡12、全反鏡13、整形透鏡組14、調(diào)焦鏡筒組架15構(gòu)成，激光 束從擴(kuò)束鏡11射入經(jīng)過準(zhǔn)直鏡12、全反鏡13到達(dá)Z軸方向的整形 透鏡組14，最終產(chǎn)生橢圓光斑，作為切割機(jī)的熱源。如圖3所示，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置包括X軸電機(jī)16， X軸氣浮滑塊 17， X軸氣浮氣路18， X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)19， X軸絲杠20'。 X軸電機(jī)16 輸出軸與X軸絲杠20連接，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)19固定在X軸氣浮滑塊17 上，X軸氣浮滑塊17與X軸絲杠20嚙合。如圖4所示，Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置包括Y軸電機(jī)21， Y軸氣浮滑塊 22， Y軸氣浮氣路23， 90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8，負(fù)壓吸附平臺(tái)10， Y軸絲杠 24。 Y軸電機(jī)21輸出軸與Y軸絲杠24連接，負(fù)壓吸附平臺(tái)10固定在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8上，90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)8固定在Y軸氣浮滑塊22上， Y軸氣浮滑塊22與Y軸絲杠24嚙合。本賣用新型激光器采用射頻C02激光器，頻率范圍SK 20K，占 空比調(diào)制，輸出為超薄玻璃基板高吸收率的10.6微米紅外光，經(jīng)過 調(diào)焦整形后與相應(yīng)流量的冷卻氣配合，在超薄玻璃體內(nèi)產(chǎn)生穩(wěn)定的可 控裂紋，按照程序設(shè)定的切割路徑將裂紋延伸從而形成斷面整齊無碎 屑的切割效果，同時(shí)玻璃斷面邊緣應(yīng)力因冷淬而得到加強(qiáng)，利于玻璃 基板的后道利用。本實(shí)用新型切割精度高，斷面質(zhì)量好，可大幅提高 玻璃基板的成品率，并且減少后續(xù)環(huán)節(jié)，在液晶顯示產(chǎn)業(yè)和玻璃加工 行業(yè)可獲得廣泛的應(yīng)用。
權(quán)利要求1. 一種超薄玻璃基板激光切割機(jī)，包括機(jī)體(1)；激光器(2)；其特征在于，它還包括光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)(3)、由X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(4)、Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(9)組成的龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)、玻璃預(yù)切裝置(5)、冷卻氣體噴嘴(6)、氣瓶(7)、90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)、負(fù)壓吸附平臺(tái)(10)；，激光器(2)與光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)(3)相連接，裝載于龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(4)上；玻璃預(yù)切裝置(5)位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)(3)前方；冷卻氣體噴嘴(6)通過氣路與氣瓶(7)連接位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)(3)后方；90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)裝載于兩維氣浮高速平臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(9)上，負(fù)壓吸附平臺(tái)(10)固定在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)上。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割機(jī)，其特征 在于，所述的光學(xué)整形和調(diào)焦伺服系統(tǒng)(3)由擴(kuò)束鏡(11)、 準(zhǔn)直鏡(12)、全反鏡(13)、整形透鏡組(14)、調(diào)焦鏡 筒組架(15)構(gòu)成，激光束從擴(kuò)束鏡(11)射入經(jīng)過準(zhǔn)直 鏡(12)、全反鏡(13)到達(dá)Z軸方向的整形透鏡組(14)， 最終產(chǎn)生橢圓光斑，作為切割機(jī)的熱源。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割機(jī)，其特征在于，所述的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(4)包括X軸電機(jī)(16)， X軸氣浮滑塊(17)，X軸氣浮氣路(18)，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(19)， X軸絲杠(20)， X軸電機(jī)(16)輸出軸與X軸絲杠(20) 連接，X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)(19)固定在X軸氣浮滑塊(17)上， X軸氣浮滑塊(17)與X軸絲杠(20)嚙合。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割機(jī)，其特征 在于所述的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置(9)包括Y軸電機(jī)(21)， Y軸氣浮滑塊(22)， Y軸氣浮氣路(23)， 90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)，負(fù)壓吸附平臺(tái)(10)， Y軸絲杠(24)， Y軸電機(jī)(21) 輸出軸與Y軸絲杠(24)連接，負(fù)壓吸附平臺(tái)(10)固定 在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)上，90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)(8)固定在Y軸 氣浮滑塊(22)上，Y軸氣浮滑塊(22)與Y軸絲杠(24) 嚙合。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割機(jī)，其特征 在于所述的激光器(2)采用射頻C02激光器，頻率范圍 5K 20K，占空比調(diào)制，輸出為超薄玻璃基板高吸收率的 10.6微米紅外光。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割機(jī)，其特征 在于所述的機(jī)體(1)置有工控機(jī)接口和操作面板,氣浮 氣路、冷卻氣路以及激光器電源和控制信號(hào)線通過拖鏈與 機(jī)體內(nèi)的外設(shè)相連接。
專利摘要本實(shí)用新型公開了一種超薄玻璃基板激光切割機(jī)，包括機(jī)體、激光器，特點(diǎn)是，它還包括光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)、龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)、玻璃預(yù)切裝置、冷卻氣體噴嘴、氣瓶、90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)、負(fù)壓吸附平臺(tái)；激光器與光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)相連接，置于龍門式兩維氣浮高速平臺(tái)的X軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置上；玻璃預(yù)切裝置位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)前方；冷卻氣體噴嘴通過氣路與氣瓶連接位于光束整形和伺服調(diào)焦系統(tǒng)后方；90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)裝載于兩維氣浮高速平臺(tái)的Y軸運(yùn)動(dòng)平臺(tái)裝置上，負(fù)壓吸附平臺(tái)固定在90°氣浮轉(zhuǎn)臺(tái)上。本實(shí)用新型可大幅度提高玻璃基板的成品率，可在液晶顯示產(chǎn)業(yè)和玻璃加工行業(yè)中獲得廣泛的應(yīng)用。
文檔編號(hào)C03B33/08GK201087172SQ200620049688
公開日2008年7月16日 申請(qǐng)日期2006年12月28日 優(yōu)先權(quán)日2006年12月28日
發(fā)明者葉圣麟, 武 唐, 鑫 黃 申請(qǐng)人:上海市激光技術(shù)研究所