专利名称：超薄玻璃基板激光切割机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及一种激光切割系统，具体涉及到一种应用于超薄玻璃基板(厚度〈l.lmm)切割的激光大幅面高速切割机。
背景技术：
目前应用于液晶显示器和多种平面显示装置的超薄玻璃基板切 割大多采用金刚刀或硬质合金轮的传统机械切割装置，往往会在玻璃 边缘产生不规则的微裂纹，并且不可避免的产生碎屑，影响产品的良 品率，并需要添加清洗，打磨等附加设备，增加加工环节。若是厚度 小于0.7ram的玻璃基片，传统切割则很难切割，成品率极低。 发明内容本实用新型的目的是为了克服现有在切割超薄玻璃基板所用切 断装置的缺点，提供一种能将超薄玻璃基板按要求切割成小矩形尺寸 并具有良好断面效果和边缘应力的高速激光切割机。本实用新型的技术方案是 一种超薄玻璃基板激光切割机，包括 机体、激光器，其特点是，它还包括光束整形和伺服调焦系统、由X 轴运动平台装置、Y轴运动平台装置组成的龙门式两维气浮高速平台、 玻璃预切装置、冷却气体喷嘴、气瓶、90°气浮转台、负压吸附平台；激光器与光束整形和伺服调焦系统相连接，置于于龙门式两维气 浮高速平台的X轴运动平台装置上；玻璃预切装置位于光束整形和伺 服调焦系统前方；冷却气体喷嘴通过气路与气瓶连接位于光束整形和 伺服调焦系统后方；90°气浮转台装载于两维气浮高速平台的Y轴 运动平台装置上，负压吸附平台固定在90。气浮转台上。所述的光学整形和调焦伺服系统由扩束镜、准直镜、全反镜、整 形透镜组、调焦镜筒组架构成，激光束从扩束镜射入经过准直镜、全 反镜到达Z轴方向的整形透镜组，最终产生椭圆光斑，作为切割机的 热源。所述的X轴运动平台装置包括X轴电机，X轴气浮滑块，X轴气 浮气路，X轴运动平台，X轴丝杠，X轴电机输出轴与X轴丝杠连接， X轴运动平台固定在X轴气浮滑块上，X轴气浮滑块与X轴丝杠啮合。所述的Y轴运动平台装置包括Y轴电机，Y轴气浮滑块，Y轴气 浮气路，90°气浮转台，负压吸附平台，Y轴丝杠，Y轴电机输出轴 与Y轴丝杠连接，负压吸附平台固定在90°气浮转台上，90°气浮 转台固定在Y轴气浮滑块上，Y轴气浮滑块与Y轴丝杠啮合。本实用新型的有益效果在于通过光学整形和调焦系统生成非聚 焦的椭圆光斑照射于超薄玻璃基板表面，配以强制冷却气体，产生恰 当的热应力差，从而达到超薄玻璃基板的可控断裂。可大幅度提高玻 璃基板的成品率，可在液晶显示产业和玻璃加工行业中获得广泛的应 用 .图l为本实用新型结构示意图；图2为本实用新型光学整形和调焦伺服系统结构示意图； 图3为本实用新型X轴运动平台装置结构示意图； 图4为本实用新型Y轴运动平台装置结构示意图。 其中机体l，激光器2，光学整形和伺服调焦系统3， X轴运动平台 装置4，玻璃预切装置5，冷却气体喷嘴6，气瓶7， 90°气浮转台8， Y轴运动平台装置9、负压吸附平台10，扩束镜ll,准直镜12，全反 镜13,整形透镜组14，调焦镜筒组架15， X轴电机16， X轴气浮滑块 17， X轴气浮气路18， X轴运动平台19， X轴丝杠20， Y轴电机21， Y轴气浮滑块22， Y轴气浮气路23， Y轴丝杠24。
具体实施方式
如
图1、图2、图3、图4所示，超薄玻璃基板激光切割机，包括.-机体l;激光器2;其特点是，它还包括光束整形和伺服调焦系统3、 由X轴运动平台装置4、 Y轴运动平台装置9组成的龙门式两维气浮 高速平台、玻璃预切装置5、冷却气体喷嘴6、气瓶7 、 90°气浮转 台8、负压吸附平台10;，激光器2与光束整形和伺服调焦系统3相 连接，装载于龙门式两维气浮高速平台的X轴运动平台装置4上；玻 璃预切装置5位于光束整形和伺服调焦系统3前方；冷却气体喷嘴6 通过气路与气瓶7连接位于光束整形和伺服调焦系统3后方；90° 气浮转台8装载于两维气浮高速平台的Y轴运动平台装置9上，负压吸附平台10固定在90°气浮转台8上。本实用新型的机体有工控机接口和操作面板。气浮气路、冷却气 路以及激光器电源和控制信号线通过拖链与机体内的外设连接。本实 用新型通过工控机设置切割起始原点，输入切割路径后，由工控机设 定好预切动作和激光器功率参数。横梁方向激光器到达切割路径后开 光，通过光束整形系统后产生加热源，配合相应压力流速的冷却气综 合作用于超薄玻璃表面产生可控裂纹，负压吸附平台作为超薄玻璃的 承载装置在垂直于横梁方向高速运动将玻璃基板在一维方向上切断， 90°气浮转台将负压吸附台旋转90° ，再重复切割动作即可形成两 维的矩形小片切割。由图2所示，所述的光学整形和调焦伺服系统3由扩束镜11、准 直镜12、全反镜13、整形透镜组14、调焦镜筒组架15构成，激光 束从扩束镜11射入经过准直镜12、全反镜13到达Z轴方向的整形 透镜组14，最终产生椭圆光斑，作为切割机的热源。如图3所示，X轴运动平台装置包括X轴电机16， X轴气浮滑块 17， X轴气浮气路18， X轴运动平台19， X轴丝杠20'。 X轴电机16 输出轴与X轴丝杠20连接，X轴运动平台19固定在X轴气浮滑块17 上，X轴气浮滑块17与X轴丝杠20啮合。如图4所示，Y轴运动平台装置包括Y轴电机21， Y轴气浮滑块 22， Y轴气浮气路23， 90°气浮转台8，负压吸附平台10， Y轴丝杠 24。 Y轴电机21输出轴与Y轴丝杠24连接，负压吸附平台10固定在90°气浮转台8上，90°气浮转台8固定在Y轴气浮滑块22上， Y轴气浮滑块22与Y轴丝杠24啮合。本卖用新型激光器采用射频C02激光器，频率范围SK 20K，占 空比调制，输出为超薄玻璃基板高吸收率的10.6微米红外光，经过 调焦整形后与相应流量的冷却气配合，在超薄玻璃体内产生稳定的可 控裂纹，按照程序设定的切割路径将裂纹延伸从而形成断面整齐无碎 屑的切割效果，同时玻璃断面边缘应力因冷淬而得到加强，利于玻璃 基板的后道利用。本实用新型切割精度高，断面质量好，可大幅提高 玻璃基板的成品率，并且减少后续环节，在液晶显示产业和玻璃加工 行业可获得广泛的应用。
权利要求1. 一种超薄玻璃基板激光切割机，包括机体(1)；激光器(2)；其特征在于，它还包括光束整形和伺服调焦系统(3)、由X轴运动平台装置(4)、Y轴运动平台装置(9)组成的龙门式两维气浮高速平台、玻璃预切装置(5)、冷却气体喷嘴(6)、气瓶(7)、90°气浮转台(8)、负压吸附平台(10)；，激光器(2)与光束整形和伺服调焦系统(3)相连接，装载于龙门式两维气浮高速平台的X轴运动平台装置(4)上；玻璃预切装置(5)位于光束整形和伺服调焦系统(3)前方；冷却气体喷嘴(6)通过气路与气瓶(7)连接位于光束整形和伺服调焦系统(3)后方；90°气浮转台(8)装载于两维气浮高速平台的Y轴运动平台装置(9)上，负压吸附平台(10)固定在90°气浮转台(8)上。
2. 根据权利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割机，其特征 在于，所述的光学整形和调焦伺服系统(3)由扩束镜(11)、 准直镜(12)、全反镜(13)、整形透镜组(14)、调焦镜 筒组架(15)构成，激光束从扩束镜(11)射入经过准直 镜(12)、全反镜(13)到达Z轴方向的整形透镜组(14)， 最终产生椭圆光斑，作为切割机的热源。
3. 根据权利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割机，其特征在于，所述的X轴运动平台装置(4)包括X轴电机(16)， X轴气浮滑块(17)，X轴气浮气路(18)，X轴运动平台(19)， X轴丝杠(20)， X轴电机(16)输出轴与X轴丝杠(20) 连接，X轴运动平台(19)固定在X轴气浮滑块(17)上， X轴气浮滑块(17)与X轴丝杠(20)啮合。
4. 根据权利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割机，其特征 在于所述的Y轴运动平台装置(9)包括Y轴电机(21)， Y轴气浮滑块(22)， Y轴气浮气路(23)， 90°气浮转台(8)，负压吸附平台(10)， Y轴丝杠(24)， Y轴电机(21) 输出轴与Y轴丝杠(24)连接，负压吸附平台(10)固定 在90°气浮转台(8)上，90°气浮转台(8)固定在Y轴 气浮滑块(22)上，Y轴气浮滑块(22)与Y轴丝杠(24) 啮合。
5. 根据权利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割机，其特征 在于所述的激光器(2)采用射频C02激光器，频率范围 5K 20K，占空比调制，输出为超薄玻璃基板高吸收率的 10.6微米红外光。
6. 根据权利要求1所述的超薄玻璃基板激光切割机，其特征 在于所述的机体(1)置有工控机接口和操作面板,气浮 气路、冷却气路以及激光器电源和控制信号线通过拖链与 机体内的外设相连接。
专利摘要本实用新型公开了一种超薄玻璃基板激光切割机，包括机体、激光器，特点是，它还包括光束整形和伺服调焦系统、龙门式两维气浮高速平台、玻璃预切装置、冷却气体喷嘴、气瓶、90°气浮转台、负压吸附平台；激光器与光束整形和伺服调焦系统相连接，置于龙门式两维气浮高速平台的X轴运动平台装置上；玻璃预切装置位于光束整形和伺服调焦系统前方；冷却气体喷嘴通过气路与气瓶连接位于光束整形和伺服调焦系统后方；90°气浮转台装载于两维气浮高速平台的Y轴运动平台装置上，负压吸附平台固定在90°气浮转台上。本实用新型可大幅度提高玻璃基板的成品率，可在液晶显示产业和玻璃加工行业中获得广泛的应用。
文档编号C03B33/08GK201087172SQ200620049688
公开日2008年7月16日 申请日期2006年12月28日 优先权日2006年12月28日
发明者叶圣麟, 武 唐, 鑫 黄 申请人:上海市激光技术研究所