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相對設置，該冷卻噴頭13固設于鏡筒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 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、 一個回轉(zhuǎn)組件及一個驅(qū) 動件；該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后出射，該回轉(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)；該驅(qū)動件固定連接于鏡筒上，并可驅(qū)動噴頭相對鏡 筒旋轉(zhuǎn)。
相較現(xiàn)有技術(shù)，該激光切割裝置中不僅設置有回轉(zhuǎn)組件帶動鏡筒進行旋轉(zhuǎn)，以帶動固設 于該鏡筒上的驅(qū)動件旋轉(zhuǎn)，且該驅(qū)動件可進一步驅(qū)動噴頭相對鏡筒旋轉(zhuǎn)，以使鏡筒及噴頭存 在一定的旋轉(zhuǎn)速度差，從而使噴頭噴出的冷卻物質(zhì)流不僅跟隨激光束形成的光斑運動，而且 始終位于待切割物的預定切割曲線上，從而對預定切割曲線兩側(cè)的部位均勻冷卻。另外，當 該激光束于待切割物上形成一個橢圓形光斑時，由于鏡筒可在回轉(zhuǎn)組件帶動下旋轉(zhuǎn)，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至圖5，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相對設置。該旋轉(zhuǎn)頭50包括一個鏡筒51、 一個回轉(zhuǎn)組件52、 一個固定板53、 一個轉(zhuǎn)動件54、 一個驅(qū)動件55及一個套環(huán)56。
該鏡筒51包括一個為中空圓柱狀的主體部511，該主體部511的一端部延伸有圓盤狀凸緣 512，該凸緣512上開設有多個貫穿該凸緣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。鏡片組 515設置于該鏡片安裝部513內(nèi)。該鏡片安裝部513的外壁上還開設有一個凹坑5131。該回轉(zhuǎn)組件52包括一個轉(zhuǎn)子521及一個套筒523。該轉(zhuǎn)子521為圓環(huán)形，其套設于鏡筒51 的主體部511上且與主體部511固定連接。本實施例中，轉(zhuǎn)子521與主體部511的固定連接方式 為該轉(zhuǎn)子521的一端面上開設有多個與凸緣512上安裝孔5121相對應的螺孔5211，多個螺釘 525穿過凸緣512的安裝孔5121并與轉(zhuǎn)子521上的螺孔5211配合，將轉(zhuǎn)子521與鏡筒51固定在一 起。該轉(zhuǎn)子521由導電材料制成，較佳由硅鋼制成。該套筒523套設于轉(zhuǎn)子521上，且轉(zhuǎn)子 521可于套筒523內(nèi)轉(zhuǎn)動。該套筒523的側(cè)壁上開設有一個環(huán)形凹槽5231。該環(huán)形凹槽5231內(nèi) 繞設有多匝線圈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) 生電磁力使轉(zhuǎn)子521轉(zhuǎn)動。
該固定板53為長方體狀，其中心開設有一個定位孔531以供鏡筒51穿設，四個邊角處分 別開設有一個固定孔532，用于將該固定板53固定至加工機臺上。
該轉(zhuǎn)動件54為圓環(huán)形，其套設于鏡片安裝部513上并可相對鏡片安裝部513轉(zhuǎn)動。該轉(zhuǎn)動 件54的內(nèi)壁設有一個齒紋部541，外壁上開設有三個相互平行的環(huán)形槽543。兩個0形環(huán)545分 別套設于該轉(zhuǎn)動件54兩端的環(huán)形槽543。該轉(zhuǎn)動件54上還開設有一個通道547，其兩端分別連 通轉(zhuǎn)動件54中部的環(huán)形槽543及噴頭60。
該驅(qū)動件55包括一個驅(qū)動電機551及一個齒輪552。該驅(qū)動電機551包括一個轉(zhuǎn)軸5511， 其可部分容納于鏡片安裝部513的凹坑5131中并與鏡片安裝部513固定連接。該齒輪552套設 于該驅(qū)動電機55的轉(zhuǎn)軸551上并與轉(zhuǎn)動件54的齒紋部541相嚙合，以驅(qū)動轉(zhuǎn)動件54相對鏡筒 51旋轉(zhuǎn)。
該套環(huán)56套設于該轉(zhuǎn)動件54，且該套環(huán)56上還開設有一個與轉(zhuǎn)動件54中部的環(huán)形槽543 相通的通孔561，外界的冷卻液體可通過導管流入該通孔561中。
該噴水頭60連接于該轉(zhuǎn)動件54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)部開設有通 道63，該通道63的一端與轉(zhuǎn)動件54上的通道547相通，另一端連接有一個噴嘴64，用于使液 體均勻地噴出。
組裝時，將鏡筒51的主體部511穿過轉(zhuǎn)子521及固定板53后，與鏡片安裝部513焊接至一 起，接著將轉(zhuǎn)動件54套設于鏡片安裝部513上，然后將驅(qū)動件55部分置入鏡片安裝部513的凹 坑5131且與鏡片安裝部513焊接至一起，并使其齒輪552與轉(zhuǎn)動件54的齒紋部541相嚙合。將 兩個0形環(huán)545分別套設于該轉(zhuǎn)動件54兩端的環(huán)形槽543處，再將套環(huán)56套設于該轉(zhuǎn)動件54上 ，并使該套環(huán)56上的通孔561與轉(zhuǎn)動件54中部的環(huán)形槽543相通，然后將套筒523及套環(huán)56分 別焊接至固定板53，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套
6環(huán)56上的通孔561，接著依次經(jīng)過轉(zhuǎn)動件54上的環(huán)形槽543、通道547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)545分設于轉(zhuǎn)動件54的通道547的兩側(cè)，可防止通道547內(nèi)的 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通電使轉(zhuǎn)子521旋轉(zhuǎn)，該 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；鏡筒51旋轉(zhuǎn)將帶動轉(zhuǎn)動件54旋轉(zhuǎn)，即可使得連 接于轉(zhuǎn)動件54上的噴水頭60旋轉(zhuǎn)，同時開啟驅(qū)動電機551使齒輪552旋轉(zhuǎn)，從而推動該轉(zhuǎn)動件 54相對鏡筒51旋轉(zhuǎn)，以使噴水頭60噴出的冷卻液體流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中設置有回轉(zhuǎn)組件52帶動鏡筒51進行旋轉(zhuǎn)，而鏡筒51旋轉(zhuǎn)可帶 動固設于其上的驅(qū)動電機551旋轉(zhuǎn)，且同時該驅(qū)動電機551可帶動齒輪552旋轉(zhuǎn)，以使轉(zhuǎn)動件 相對鏡筒51轉(zhuǎn)動，即使得鏡筒51及噴水頭60存在一定的旋轉(zhuǎn)速度差，從而使該冷卻液體流 602不僅跟隨橢圓形光斑402運動，而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，由于鏡筒51可在回轉(zhuǎn)組件52帶動下旋轉(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。
可以理解，該鏡筒51也可在結(jié)構(gòu)不同于回轉(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)。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
7筒51由硅鋼等導電材料制成時，該回轉(zhuǎn)組件52中也可不包括轉(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回轉(zhuǎn)組件和一個驅(qū)動件，該回轉(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)；該驅(qū)動件固定連接于鏡筒上，并可驅(qū)動噴頭相對鏡筒旋轉(zhuǎn)。
2. 如權(quán)利要求l所述的激光切割裝置，其特征在于該回轉(zhuǎn)組件包括 一個套筒，其套設于該鏡筒上，且該套筒上繞設有多匝線圈，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，其特征在于該回轉(zhuǎn)組件包括 一個轉(zhuǎn)子及一個套筒，該轉(zhuǎn)子由導電材料制成，其套設于鏡筒上并與鏡筒固定連接，該套筒 套設于該轉(zhuǎn)子上；該套筒上繞設有多匝線圈，該多匝線圈通電后可使轉(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，其特征在于該回轉(zhuǎn)組件包括驅(qū)動電機及傳動帶，該驅(qū)動電機包括一個轉(zhuǎn)軸，該傳動帶兩端分別套設于驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸及 鏡筒上，以使驅(qū)動電機可帶動鏡筒旋轉(zhuǎn)。
5. 如權(quán)利要求l所述的激光切割裝置，其特征在于該激光切割裝置 還包括一個環(huán)形轉(zhuǎn)動件，其套設于鏡筒上并可相對鏡筒旋轉(zhuǎn)，該噴頭固定連接于該轉(zhuǎn)動件上 ;該驅(qū)動件與轉(zhuǎn)動件相配合以驅(qū)動轉(zhuǎn)動件相對鏡筒旋轉(zhuǎn)。
6. 如權(quán)利要求5所述的激光切割裝置，其特征在于該轉(zhuǎn)動件與鏡筒 相對的內(nèi)壁上設有一個齒紋部；該驅(qū)動件包括一個驅(qū)動電機及一個齒輪，該驅(qū)動電機包括一 個轉(zhuǎn)軸；該齒輪套設于該驅(qū)動電機的轉(zhuǎn)軸上并與轉(zhuǎn)動件的齒紋部相嚙合，以驅(qū)動轉(zhuǎn)動件相對 鏡筒旋轉(zhuǎn)。
7. 如權(quán)利要求6所述的激光切割裝置，其特征在于該鏡筒上開設有 一個凹坑，該驅(qū)動電機部分容納于該凹坑中，且與鏡筒固定連接。
8. 如權(quán)利要求5所述的激光切割裝置，其特征在于該轉(zhuǎn)動件的外壁2上開設有三個環(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)分別套設于兩端的環(huán)形槽中；該轉(zhuǎn)動件上還開設有一個通道，其兩端分別與中間的環(huán)形槽及噴頭相連通。
9.如權(quán)利要求8所述的激光切割裝置，其特征在于該激光切割裝置還包括一個套環(huán)，其套設于轉(zhuǎn)動件上，且該套環(huán)上開設有與轉(zhuǎn)動件上的中間的環(huán)形槽相連通 的通孔。
10.如權(quán)利要求9所述的激光切割裝置，其特征在于該噴頭內(nèi)開設有通道，該通道的一端與轉(zhuǎn)動件上的通道相通，另一端連接有一個噴嘴。
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、一個回轉(zhuǎn)組件及一個驅(qū)動件；該激光源發(fā)出的激光束經(jīng)鏡筒聚焦后出射，該回轉(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)；該驅(qū)動件固定連接于鏡筒上，并可驅(qū)動噴頭相對鏡筒旋轉(zhuǎn)。該激光切割裝置具有切割精度高的優(yōu)點。
文檔編號C03B33/08GK101497493SQ20081030031
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