玻璃打小孔的加工方法与流程

本发明涉及玻璃打孔技术领域，特别涉及一种加压后玻璃用绿光激光器打小孔的加工方法。

背景技术：

随着玻璃在电子行业应用越来越广，由于玻璃成本低，加压后强度高具有较大的表面张力，因此十分适用于手机、平板电脑或台式电脑等电子领域。

传统的玻璃微加工技术一直以来均采用CNC(数控机床)切割，由于玻璃为脆性材料，加压后玻璃表面应力大，采用CNC等加工极易导致加工区域出现崩边，从而需另加倒角消除崩边。为解决上述问题，现在的玻璃行业大多数采用激光加工，相对于以往的CNC加工技术，由于激光加工采用非接触式，因此激光加工能够有效地解决CNC接触带来的崩边及划伤，进而避免了消除崩边的工序，但是其打孔一次性通过率只有90％，且大多为孔崩不良，玻璃表面异色不良，产出良率相对较低。

因此，如何提供一种能使打孔良率更高，孔表面和孔壁更干净的加工方法，以满足玻璃微加工发展需求，获得无异色、无倒边、更小崩边、更高品质的产品，成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种玻璃打小孔的加工方法，以解决现有的加工方法易导致打孔良率和产出良率低、孔崩不良以及表面异色不良的技术问题。

本发明提供一种玻璃打小孔的加工方法，包括如下步骤：启动加工软件，系统复位后，进入加工界面选择加工程序；将待加工玻璃放到激光器的治具平台上，BM面朝上，AS面朝下；将所述待加工玻璃靠紧所述治具平台的定位边，调节负压至设定值将所述待加工玻璃牢牢的固定在所述治具平台上；开启小孔负压抽尘装置，并通过CCD视觉系统抓边定位，所述激光器出绿光进行小孔加工；所述小孔加工完毕后，先用清水清洗小孔，再用气枪正对所述小孔进行孔壁清洁，并用无尘干布擦拭玻璃上的水。

其中，所述系统复位的步骤具体包括：电机X、Y、Z轴原点复归；所述激光器测试能量。

具体地，所述激光器测试能量包括：测试所述激光器的设定频率的最大输出功率，以及设定程序的设定功率。

进一步地，所述治具平台的表面粘贴有铁弗龙。

实际应用时，所述激光器出绿光进行小孔加工的步骤具体包括：将绿色激光聚焦到玻璃下表面，采用螺旋线上升至设定高度的方式进行加工；继续上升高度至所述设定高度的两倍，通过所述绿色激光上下范围移动，对孔壁内杂质进行清洁。

其中，所述设定高度为大于所述待加工玻璃的厚度。

具体地，所述激光器的环境温度为21－25℃。

进一步地，所述激光器为绿光激光器、且波长为535nm。

实际应用时，所述清水为纯水。

其中，所述待加工玻璃的所述AS面镀有AR膜和AS膜。

相对于现有技术，本发明所述的玻璃打小孔的加工方法具有以下优势：

本发明提供的玻璃打小孔的加工方法中，包括如下步骤：启动加工软件，系统复位后，进入加工界面选择加工程序；将待加工玻璃放到激光器的治具平台上，BM面朝上，AS面朝下；将待加工玻璃靠紧治具平台的定位边，调节负压至设定值将待加工玻璃牢牢的固定在治具平台上；开启小孔负压抽尘装置，并通过CCD视觉系统抓边定位，激光器出绿光进行小孔加工；小孔加工完毕后，先用清水清洗小孔，再用气枪正对小孔进行孔壁清洁，并用无尘干布擦拭玻璃上的水。由此分析可知，使用本发明提供的玻璃打小孔的加工方法进行激光加工时，激光器发出的绿光的焦点依次聚焦到玻璃下表面、玻璃内部、玻璃上表面，从而通过激光振荡镜头扫描，由玻璃下表面依次往上表面逐层进行气化，最后割穿小孔，进而能够获得无异色、无倒边、更小崩边、更高品质的产品。具体实验数据表明，通过本发明提供的激光打小孔工艺加工出的小孔，一次性合格率大于96％，小孔崩边小于0.02mm＊mm，尺寸公差小于±0.03mm，位置度公差小于±0.05mm，小孔锥度小于1度，孔内壁粉尘残留极少，且加工两个小孔的时间仅为24s。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法的流程示意图；

图2为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法的验证数据图；

图3为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法中玻璃AS面的示意图；

图4为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法中玻璃BM面的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电气连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连， 可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

图1为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法的流程示意图；图2为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法的验证数据图。

如图1所示，本发明实施例提供一种玻璃打小孔的加工方法，包括如下步骤：步骤S1、启动加工软件，系统复位后，进入加工界面选择加工程序；步骤S2、将待加工玻璃放到激光器的治具平台上，BM面朝上，AS面朝下；步骤S3、将待加工玻璃靠紧治具平台的定位边，调节负压至设定值将待加工玻璃牢牢的固定在治具平台上；步骤S4、开启小孔负压抽尘装置，并通过CCD视觉系统抓边定位，激光器出绿光进行小孔加工；步骤S5、小孔加工完毕后，先用清水清洗小孔，再用气枪正对小孔进行孔壁清洁，并用无尘干布擦拭玻璃上的水。

相对于现有技术，本发明实施例所述的玻璃打小孔的加工方法具有以下优势：

本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法中，如图1所示，包括如下步骤：步骤S1、启动加工软件，系统复位后，进入加工界面选择加工程序；步骤S2、将待加工玻璃放到激光器的治具平台上，BM面朝上，AS面朝下；步骤S3、将待加工玻璃靠紧治具平台的定位边，调节负压至设定值将待加工玻璃牢牢的固定在治具平台上；步骤S4、开启小孔负压抽尘装置，并通过CCD视觉系统抓边定位，激光器出绿光进行小孔加工；步骤S5、小孔加工完毕后，先用清水清洗小孔，再用气枪正对小孔进行孔壁清洁，并用无尘干布擦拭玻璃上的水。由此分析可知，使用本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法进行激光加工时，激光器发出的绿光的焦点依次聚焦到玻璃下表面、玻璃内部、玻璃上表面，从而通过激光振荡镜头扫描，由玻璃下表面依次往上表面逐层进行气化，最后割穿小孔，进而能够获得无异色、无倒 边、更小崩边、更高品质的产品。如图2所示，具体实验数据表明，通过本发明实施例提供的激光打小孔工艺加工出的小孔，一次性合格率大于96％，小孔崩边小于0.02mm＊mm，尺寸公差小于±0.03mm，位置度公差小于±0.05mm，小孔锥度小于1度，孔内壁粉尘残留极少，且加工两个小孔的时间仅为24s。

此处需要补充说明的是，绿色激光加工时，由于玻璃是透明材质对绿光透射率高，因此加工区域下方必须镂空，且不能为深色材质，从而能够有效防止激光因直接透过玻璃被底座吸收而影响加工的效果。

其中，上述系统复位的步骤具体包括：步骤S11、电机X、Y、Z轴原点复归；步骤S12、激光器测试能量。具体地，该激光器测试能量包括：测试激光器的设定频率的最大输出功率，以及设定程序的设定功率。测试能量是为了测试激光器是否出绿光及激光器的出绿光稳定性，即进行一个激光器的防呆动作。

进一步地，上述治具平台的表面可以粘贴有铁弗龙，从而通过铁弗龙对玻璃表面进行有效地保护，防止划伤现象的发生。

实际应用时，上述激光器出绿光进行小孔加工的步骤具体包括：步骤S41、将绿色激光聚焦到玻璃下表面，采用螺旋线上升至设定高度的方式进行加工；步骤S42、继续上升高度至设定高度的两倍，通过绿色激光上下范围移动，对孔壁内杂质进行清洁。其中，上述设定高度为大于所述待加工玻璃的厚度。具体地，当待加工玻璃为正达131E料、厚度为1.3mm、小孔直径为0.5mm时，上述步骤S41中的螺旋线旋进密度可以为150圈/1500um，螺旋线的内径为50um，外径为0.5mm(即外径为待加工小孔的孔径尺寸)；上述步骤S42中的螺旋线旋进密度可以为150圈/1500um，螺旋线的内径为0.4mm(即内径为待 加工小孔的孔径尺寸减0.1mm)，外径为0.5mm(即外径为待加工小孔的孔径尺寸)。

具体地，上述激光器的环境温度为21－25℃，且环境震荡不大。

进一步地，上述激光器为绿光激光器、且波长为535nm。该绿光激光器属于激光冷加工，通过高频振荡瞬间高峰值功率直接破环玻璃分子间结构，使之气化，达到切割钻孔的目的。并且，该绿光激光器可以采用低功率、高频率、高速度的方式进行加工。

此处需要补充说明的是，由于绿光激光为可见光，启动绿光激光加工后一定要关紧机台防护罩，从而有效防止激光辐射。

实际应用时，上述步骤S3中，加工区域镂空，且距离小孔下表面0.1mm区域安装有一个单独的负压装置，激光器加工时该负压装置启动，并调节负压至设定值，起到抽走粉尘的作用。并且，上述步骤S4中，CCD视觉系统设置有一个镜头抓边，能够用于抓取AR孔及玻璃上边缘进行定位。

其中，上述清水需为纯水，且不可用酒精或玻璃水。由于酒精或玻璃水会导致玻璃AS面的表面存在难以清除的杂质圈，从而导致玻璃的异色异常，因此不可用酒精或玻璃水，而选用纯水对小孔进行清洗。

具体地，产品加工完毕后先用清水清洗小孔，并且清洗小孔周围玻璃表面的玻璃粉，从而防止干布擦拭划伤玻璃，然后用气枪正对小孔清洁孔壁，清洗小孔后小孔孔内的水及打孔后小孔内壁杂质残留，最后用无尘干布擦拭玻璃上的水，防止玻璃表面脏污。

进一步地，上述待加工玻璃的所述AS面镀有AR膜和AS膜，由于对绿光透过率不同，因此将待加工玻璃反向放置会导致玻璃无法被打穿的情况发生。

实施例一：

图3为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法中玻璃AS面的示意图；图4为本发明实施例提供的玻璃打小孔的加工方法中玻璃BM面的示意图。

本发明实施例提供一种加压后玻璃用绿光激光器打小孔的加工方法，包括如下步骤：第一步、启动加工软件，系统复位后，进入加工界面选择加工0.5mm孔程序；第二步、将1.3mm厚玻璃放到激光器的治具平台上，BM面朝上(如图4所示)，AS面朝下(如图3所示)；第三步、将待加工玻璃靠紧治具平台的定位边，启动底座吸气按钮，调节负压至－20kpa将玻璃牢牢的固定在治具平台上；第四步、启动加工模式，按下启动按钮，启动加工按钮后机台先开启小孔负压抽尘装置，后通过CCD视觉系统抓边定位，然后激光出绿光加工；第五步、产品加工完毕后先清水清洗小孔，然后用气枪正对小孔清洁孔壁，最后用无尘干布擦拭玻璃上的水。

进一步地，所述第一步加工程序，分为两小步，第一小步打孔：采用绿色激光聚焦到玻璃下表面，然后采用螺旋线上升方式，升至1500um，此高度大于待加工玻璃的厚度，螺旋线旋进密度为150圈/1500um，螺旋线内径为50um，外径500um；第二小步清洁：激光聚焦，z轴移动到设定的1500um高度，然后采用螺旋线下降方式，从1500mm至－1500mm高度，通过激光上下较大范围移动，清洁孔内壁杂质，螺旋线旋进密度为150圈/1500um，螺旋线内径为400um，外径为500mm。

进一步地，所述第一步中激光器测试能量，测试激光器100Khz的最大输出功率及0.55W和0.5W功率，测试能量是为了测试激光器是否出绿光及激光器的出绿光的稳定性，进行一个激光器的防呆动作。

进一步地，所述第二步中激光器的环境温度为22℃，环境震荡不大。

进一步地，所述第三步中激光加工治具，加工区域镂空，且距离小孔下表面0.1mm区域安装有一个单独负压装置，激光器加工时该负压装置启动，并调节负压至－20kpa，起到抽走粉尘作用。

进一步地，所述第四步中CCD视觉系统设置有一个镜头抓边，抓取AR孔及玻璃上边缘进行定位。

进一步地，所述第四步激光器采用打孔功率1.55W，清洁功率1.5W、频率100Khz、速度500mm/s参数加工。

进一步地，所述第五步中气枪的气压为0.6Mpa。

本发明实施例提供一种玻璃打小孔的加工方法，不仅能够满足小孔崩边、外观、位置度、无倒边、无异色等要求，而且加工周期短、产品产出良率高达96％以上，能大大地提高生产效率，节约生产成本。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。