CN110204187B - 激光切割装置 - Google Patents

Abstract

本发明提出一种激光切割装置，其包括机台、传送机构、切割机构及裂片机构，切割机构包括移动平台及激光切割器，移动平台用于放置工件并带动工件按照预设路线进行移动，激光切割器用于发射激光束以对位于移动平台上的工件进行预切割并形成预切割线，激光切割装置还包括静置机构，静置机构包括固定架、承载板及两个夹持组件，每个夹持组件包括夹持件及至少一个夹持驱动件，每个夹持驱动件设置于承载板上且靠近承载板的一侧边缘，夹持件设置于每个夹持驱动件上且在相应的夹持驱动件的驱动下移动以抵持工件而对工件进行夹持固定并使工件静置预设时间，裂片机构对静置后的工件沿预切割线进行加热，从而使工件沿预切割线进行裂片而实现对工件的切割。

Description

激光切割装置

技术领域

本发明涉及一种切割装置，特别是一种用于对玻璃工件的进行切割加工的激光切割装置。

背景技术

现有的玻璃切割设备主要采用传统的玻璃刀对工件进行切割。然而，上述切割的玻璃工件易产生崩边，且玻璃工件的边缘强度弱，后续还需要CNC切割处理，增加了制程，提高了成本。同时，采用激光对玻璃工件进行加工的玻璃切割设备，工艺复杂且裂片的过程中易产生碎片现象，降低了加工的良率。

发明内容

鉴于上述状况，有必要提供一种能够实现自动化且切割良率高的激光切割装置。

一种激光切割装置，用于对工件进行加工，该激光切割装置包括机台、传送机构、切割机构及裂片机构，该传送机构、该切割机构及该裂片机构设置于该机台上，该传送机构用于取放及传送该工件，该切割机构包括设置于该机台上的移动平台及激光切割器，该移动平台用于放置该工件并带动该工件按照预设路线进行移动，该激光切割器用于发射激光束以对位于该移动平台上的该工件进行预切割并形成预切割线，激光切割装置还包括设置于该机台上的静置机构，该静置机构包括固定架、承载板及两个夹持组件，该固定架设置于该机台上，该承载板设置于该固定架上以放置该工件，两个该夹持组件设置于该承载板上且分别靠近该承载板的相对两侧边缘，每个该夹持组件包括夹持件及至少一个夹持驱动件，每个该夹持驱动件设置于该承载板上且靠近该承载板的一侧边缘，该夹持件设置于每个该夹持驱动件上且在相应的该夹持驱动件的驱动下移动以抵持该工件而对该工件进行夹持固定并使该工件静置预设时间，该裂片机构能够对静置后的该工件沿预切割线进行加热，从而使该工件沿预切割线进行裂片而实现对该工件的切割。

上述激光切割装置通过在机台上设置静置机构以对预切割后的工件进行固定及静置预设时间，从而使工件有效释放在预切割过程中产生的热应力，使工件在裂片机构的加热过程中产生的热应力均匀，避免碎裂，提高了切割的良率。

附图说明

图1是本发明一实施方式的激光切割装置的立体示意图。

图2是图1中的激光切割装置的上料机构的立体示意图。

图3是图1中的激光切割装置的静置机构的立体示意图。

图4是图1中的激光切割装置的下料机构的立体示意图。

图5是本发明一实施方式的使用图1中的激光切割装置的激光切割方法的流程示意图。

主要元件符号说明

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，当一个元件或组件被认为是“连接”另一个元件或组件，它可以是直接连接到另一个元件或组件或者可能同时存在居中设置的元件或组件。当一个元件或组件被认为是“设置在”另一个元件或组件，它可以是直接设置在另一个元件或组件上或者可能同时存在居中设置的元件或组件。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，本发明一实施方式提供一种对工件200进行切割加工的激光切割装置100。激光切割装置100包括机台10、上料机构20、传送机构30、切割机构40、静置机构50、裂片机构60及下料机构70。上料机构20、传送机构30、切割机构40、静置机构50、裂片机构60及下料机构70设置于机台10上。上料机构20用于将垛叠的工件200依次进行上料。传送机构30用于对工件200进行传送。切割机构40用于沿预设切割路径对工件200进行预切割。静置机构50用于将经切割机构40加工后的工件200进行静置散热。裂片机构60用于对静置后的工件200进行加热而使上述工件200沿切割路径进行裂片而达到切割的目的。下料机构70用于将切割后的工件200进行下料。本实施例中，工件200为玻璃板。

机台10包括第一机架11、第一支撑板12、第二机架13、第二支撑板14、第三机架15及第三支撑板16。第一机架11大致为矩形框架。第一支撑板12设置于第一机架11上。第二机架13大致为矩形框架。第二机架13设置于第一机架11的一侧且靠近第一机架11的一端。第二机架13与第一机架11组成L型。第二支撑板14设置于第二机架13上。第三机架15大致为矩形框架。第三机架15靠近第二机架13与第一机架11。第三支撑板16设置于第三机架15上。上料机构20、传送机构30及静置机构50设置于第一支撑板12上。下料机构70设置于第二支撑板14。切割机构40和裂片机构60设置于第三支撑板16上。本实施例中，第二支撑板14贯穿开设有通孔141。

请同时参阅图1和图2，上料机构20包括固定板21、丝杠螺母22、丝杠23、至少一个导杆24、安装板25、上料驱动件26、托板27及防护架28。固定板21设置于机台10的第一支撑板12朝向第一机架11的一侧上。丝杠螺母22穿设于固定板21上且位于固定板21的大致中央位置。丝杠23穿设于丝杠螺母22上且与丝杠螺母22螺合。每个导杆24滑动地穿设于固定板21上。安装板25设置于每个导杆24的一端上且位于第一机架11内。上料驱动件26设置于安装板25上且与丝杠23的一端相连接以驱动丝杠23转动。托板27设置于每个导杆24的另一端上且与丝杠23远离安装板25的一端相连接。托板27用于放置多个工件200。防护架28设置于托板27上以对垛叠的多个工件200进行保护。转动的丝杠23在丝杠螺母22的作用下带动托板27移动从而带动位于托板27上的多个工件200进行移动。本实施例中，导杆24的数量为两个，上料驱动件26为伺服电机。

请再次参阅图1，传送机构30包括第一传送机械手31和第二传送机械手32。第一传送机械手31和第二传送机械手32依次设置于第一支撑板12上且靠近第一支撑板12的一边缘(未标示)。第一传送机械手31用于将位于托板27上的多个工件200依次取放至切割机构40并将预切割后的工件200取放至静置机构50上。第二传送机械手32能够将位于静置机构50上的工件200取放至裂片机构60上及将位于裂片机构60上的工件200取放至下料机构70上。

切割机构40包括移动平台41及激光切割器42。移动平台41设置于第一支撑板12上且靠近上料机构20。移动平台41用于固定第一传送机械手31传送的工件200并能够带动工件200按照预设路线在二维方向上移动。激光切割器42设置于第三支撑板16上。激光切割器42用于发射皮秒激光束以对位于移动平台41上的工件200进行预切割并形成预切割线。本实施例中，激光切割器42能够沿预设切割路径对工件200加工多个等间距的小孔(图未示)，且上述多个等间距的小孔形成预切割线。

请同时参阅图1和图3，静置机构50包括固定架51、承载板52、多个定位件53及两个夹持组件54。固定架51设置于机台10的第一支撑板12上。承载板52设置于固定架51上。承载板52上开设有收容槽521。收容槽521开设于承载板52远离固定架51的一侧上且位于承载板52大致中央位置。收容槽521用于收容放置预切割后的工件200。多个定位件53设置承载板52上且靠近承载板52的相对两侧边缘(未标示)以对位于收容槽521内的工件200进行定位。两个夹持组件54设置于承载板52上且分别靠近承载板52的另外相对两侧边缘(未标示)。每个夹持组件54包括至少一个夹持驱动件541及夹持件542。每个夹持驱动件541设置于承载板52上且靠近收容槽521的一侧边缘(未标示)。夹持件542设置于每个夹持驱动件541上且在每个夹持驱动件541的驱动下移动以抵持位于收容槽521内的工件200，从而对工件200进行夹持固定。本实施例中，每个夹持组件54的夹持驱动件541的数量为三个，夹持驱动件541为直线气缸。

如图1所示，裂片机构60包括固定治具61及至少一个加热激光器62。固定治具61设置于机台10的第一支撑板12上。固定治具61用于固定放置静置后的工件200。至少一个加热激光器62设置于机台10的第三支撑板16上且朝向固定治具61。每个加热激光器62能够发射激光束以对位于固定治具61上的工件200沿预切割线进行加热，从而使工件200沿预切割线进行裂片而实现对工件200的切割。本实施例中，加热激光器62为二氧化碳激光器。

请同时参阅图1和图4，下料机构70包括中转台71、下料机械手72、下料组件73及料盘台74。中转台71设置于机台10的第一支撑板12上以放置裂片后的工件200。下料机械手72设置于机台10的第二支撑板14上。下料机械手72能够将位于中转台71上裂片后的工件200取放至下料组件73上。下料组件73包括第一固定件731、至少一个导向杆732、第二固定件733、丝杠734、丝杠螺母735、下料驱动件736及托架737。第一固定件731大致呈长条板状。第一固定件731设置于第二支撑板14朝向第二机架13的一侧。每个导向杆732的一端设置于第一固定件731上。第二固定件733大致呈长条板状。第二固定件733设置于每个导向杆732的另一端。丝杠734的两端分别转动地设置于第一固定件731和第二固定件733上。丝杠螺母735套设于丝杠734上且与丝杠734螺合。下料驱动件736设置于第二固定件733上且与丝杠734的一端相连接。下料驱动件736能够驱动丝杠734转动，从而使丝杠螺母735移动。托架737设置于丝杠螺母735上并在丝杠螺母735的带动下移动并穿过通孔141。托架737用于放置料盘300。料盘台74设置于机台10的第二支撑板14上且靠近通孔141。料盘台74用于放置垛叠的多个料盘300。本实施例中，下料驱动件736为伺服电机。

请同时参阅图1至图5，本发明使用上述激光切割装置100对工件200进行切割的激光切割方法的较佳实施方式包括以下步骤：

步骤S101：将多个工件200垛叠于上料机构20的托板27上。

具体地，上料驱动件26驱动丝杠23转动以带动托板27靠近第一传送机械手31。

步骤S102：第一传送机械手31将位于托板27上的工件200取放至切割机构40的移动平台41上。

步骤S103：激光切割器42发射激光束以对位于移动平台41上的工件200进行预切割并形成预切割线。

具体地，激光切割器42发射激光束聚焦于位于移动平台41上的工件200上，移动平台41带动工件200按照预设的轨迹在二维方向上移动，从而使激光切割器42能够沿预设切割路径对工件200加工等间距的小孔(图未示)，且上述多个等间距的小孔形成预切割线。

步骤S104：传送机构30的第一传送机械手31将预切割后的工件200从移动平台41上取放至静置机构50上并进行静置预设时间。

具体地，第一传送机械手31将预切割后的工件200从移动平台41上取放至静置机构50的收容槽521内且位于多个定位件53之间，每个夹持组件54的夹持驱动件541驱动夹持件542抵持位于收容槽521内的工件200，从而对工件200进行夹持固定并进行静置预设时间。

本实施例中，位于静置机构50上的工件200静置预设时间的范围为300秒至350秒。

步骤S105：传送机构30的第二传送机械手32将静置后的工件200从静置机构50取放至裂片机构60的固定治具61上。

步骤S106：每个加热激光器62发射激光束以对位于固定治具61上的工件200沿预切割线进行加热，从而使工件200沿预切割线在热应力的冲击下进行裂片而实现对工件200的切割。

步骤S107：第二传送机械手32及下料机构70对裂片后的工件200进行下料。

具体地，第二传送机械手32将裂片后的工件从固定治具61上取放至下料机构70的中转台71上，下料机械手72依次将位于中转台71上的工件200取放至位于托架737上的料盘300内，下料驱动件736驱动丝杠734转动以带动托架737及料盘300移动，从而完成下料及收料。

可以理解地，步骤S107可以去除，由人工将切割后的工件200进行收料，并不影响工件200的切割。

激光切割装置100包括机台10、上料机构20、传送机构30、切割机构40、静置机构50、裂片机构60及下料机构70，但不限于此，在其它实施例中，上料机构20及下料机构70可以去除，工件200直接经传送机构30放置于切割机构40上，并不影响工件200的切割。

静置机构50包括固定架51、承载板52、多个定位件53及两个夹持组件54，但不限于此，在其它实施例中，多个定位件53可以去除，工件200直接放置于承载板52上，并不影响夹持组件54对工件200的进行夹持固定。

上料机构20包括固定板21、丝杠螺母22、丝杠23、至少一个导杆24、安装板25、上料驱动件26、托板27及防护架28，但不限于此，在其它实施例中，至少一个导杆24和防护架28可以去除，安装板25设置于丝杠23上且靠近丝杠23的一端，且丝杠23能够相对安装板25转动，并不影响丝杠23带动托板27移动。

下料机构70包括中转台71、下料机械手72、下料组件73及料盘台74，但不限于此，在其它实施例中，料盘台74可以去除，料盘300由人工直接放置于下料组件73的托板27上，并不影响料盘300放置于下料组件73的托板27上。

上述激光切割装置100及激光切割方法通过在机台10上设置静置机构50以对预切割后的工件200进行固定及静置预设时间，从而使工件200有效释放在预切割过程中产生的热应力，使工件200在裂片机构60的加热过程中产生的热应力均匀，避免碎裂，提高了切割的良率。

另外，本领域技术人员还可在本发明精神内做其它变化，当然，这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围。

Claims (11)

1.一种激光切割装置，用于对工件进行加工，该激光切割装置包括机台、传送机构、切割机构及裂片机构，该传送机构、该切割机构及该裂片机构设置于该机台上，该传送机构用于取放及传送该工件，其特征在于：该切割机构包括设置于该机台上的移动平台及激光切割器，该移动平台用于放置该工件并带动该工件按照预设路线进行移动，该激光切割器用于发射激光束以对位于该移动平台上的该工件进行预切割并形成预切割线，激光切割装置还包括设置于该机台上的静置机构，该静置机构包括固定架、承载板及两个夹持组件，该固定架设置于该机台上，该承载板设置于该固定架上以放置该工件，两个该夹持组件设置于该承载板上且分别靠近该承载板的相对两侧边缘，每个该夹持组件包括夹持件及至少一个夹持驱动件，每个该夹持驱动件设置于该承载板上且靠近该承载板的一侧边缘，该夹持件设置于每个该夹持驱动件上且在相应的该夹持驱动件的驱动下移动以抵持该工件而对该工件进行夹持固定并使该工件静置预设时间，该裂片机构能够对静置后的该工件沿预切割线进行加热，从而使该工件沿预切割线进行裂片而实现对该工件的切割。

2.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：该承载板上开设有收容槽，该收容槽开设于该承载板远离该固定架的一侧上且位于该承载板中央位置，该收容槽用于收容放置预切割后的该工件。

3.如权利要求2所述的激光切割装置，其特征在于：该静置机构还包括多个定位件，多个该定位件设置该承载板上且靠近该承载板的另外相对两侧边缘以对位于该收容槽内的工件进行定位。

4.如权利要求1所述的激光切割装置，其特征在于：该机台包括第一机架、第一支撑板、第二机架、第二支撑板、第三机架及第三支撑板，该第一机架、该第二机架及该第三机架都为矩形框架，该第一支撑板设置于该第一机架上，该第二机架设置于该第一机架的一侧且靠近该第一机架的一端，该第二机架与该第一机架组成L型，该第二支撑板设置于该第二机架上，该第三机架靠近该第二机架与该第一机架，该第三支撑板设置于该第三机架上，该传送机构、该移动平台及该固定架设置于该第一支撑板上，该激光切割器和该裂片机构设置于该第三支撑板上。

5.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于：该裂片机构包括固定治具及至少一个加热激光器，该固定治具设置于该第一支撑板上，该固定治具用于固定放置静置后的该工件，至少一个该加热激光器设置于该第三支撑板上且朝向该固定治具，每个该加热激光器能够发射激光束以对位于该固定治具上的工件沿预切割线进行加热。

6.如权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于：该加热激光器为二氧化碳激光器。

7.如权利要求4所述的激光切割装置，其特征在于：该激光切割装置还包括上料机构，该上料机构包括固定板、丝杠螺母、丝杠、安装板、上料驱动件及托板，该固定板设置于该第一支撑板朝向该第一机架的一侧上，该丝杠螺母穿设于该固定板上且位于该固定板的中央位置，该丝杠穿设于该丝杠螺母上且与该丝杠螺母螺合，该安装板设置于该丝杠上且靠近该丝杠的一端，该上料驱动件设置于该安装板上且与该丝杠的一端相连接以驱动该丝杠转动，该托板与该丝杠远离该安装板的一端相连接，该托板用于放置多个该工件，转动的该丝杠在该丝杠螺母的作用下带动该托板移动从而带动位于该托板上的多个工件进行移动。

8.如权利要求7所述的激光切割装置，其特征在于：该上料机构还包括至少一个导杆及防护架，每个该导杆滑动地穿设于该固定板上，该安装板设置于每个该导杆的一端上，该托板设置于每个该导杆的另一端上，该防护架设置于该托板上以对垛叠的多个该工件进行保护。

9.如权利要求7所述的激光切割装置，其特征在于：该第二支撑板贯穿开设有通孔，该激光切割装置还包括下料机构，该下料机构包括中转台、下料机械手及下料组件，该中转台设置于该第一支撑板上以放置裂片后的该工件，该下料机械手设置于该第二支撑板上，该下料机械手能够将位于该中转台上裂片后的该工件取放至该下料组件上，该下料组件包括第一固定件、至少一个导向杆、第二固定件、丝杠、丝杠螺母、下料驱动件及托架，该第一固定件设置于该第二支撑板朝向该第二机架的一侧，每个该导向杆的一端设置于该第一固定件上，该第二固定件设置于每个该导向杆的另一端，该丝杠的两端分别转动地设置于该第一固定件和该第二固定件上，该丝杠螺母套设于该丝杠上且与该丝杠螺合，该下料驱动件设置于该第二固定件上且与该丝杠的一端相连接，该下料驱动件能够驱动该丝杠转动，该托架设置于该丝杠螺母上并在该丝杠螺母的带动下移动并穿过该通孔，该托架用于放置料盘。

10.如权利要求9所述的激光切割装置，其特征在于：该下料机构还包括料盘台，该料盘台设置于该第二支撑板上且靠近该通孔，该料盘台用于放置垛叠的多个该料盘。

11.如权利要求9所述的激光切割装置，其特征在于：该传送机构包括第一传送机械手和第二传送机械手，该第一传送机械手和该第二传送机械手依次设置于该第一支撑板上且靠近该第一支撑板的一边缘，该第一传送机械手用于将位于该托板上的多个该工件依次取放至该切割机构的移动平台上并将预切割后的该工件取放至该静置机构的承载板上，该第二传送机械手能够将位于该承载板上的工件取放至该裂片机构的固定治具上及将位于该固定治具上的工件取放至该中转台上。

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