专利名称：激光切割装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种激光切割装置，尤其涉及一种具有喷头的激光切割装置。
背景技术：
玻璃作为光学元器件的主要制成材料，在现代工业中得到广泛应用。然而采用传统的切 割装置，如钻石刀切割制成的光学元器件的断口粗糙，导致制成的光学元器件的光学性能及 强度较差。因此，为获得较佳质量的光学元器件，激光切割装置得以开发并迅速发展。与传 统切割装置相比，激光切割装置具有加工精度高、产品的切割面光滑且一致性好等优点。
请参见图l，所示为一种现有的激光切割装置IO，其用于对玻璃基板20进行切割。该激 光切割装置10包括一个激光源11、 一个聚焦镜筒12及一个冷却喷头13，该激光源ll与聚焦镜 筒12相对设置，该冷却喷头13固设于镜筒12上。激光源11发出的激光束经聚焦镜筒12聚焦后 ，投射于玻璃基板20上，以形成一个椭圆形光斑lll。切割时，沿着X轴方向移动该玻璃基 板20，以使该椭圆形光斑lll的长轴b的延伸方向始终与预定切割直线^的延伸方向保持一致 ，以使椭圆形光斑l 11的能量对称分布于预定切割直线k的两侧，并且使冷却喷头13同时喷 出冷却液体流l31以对椭圆形光斑l 11经过的区域进行冷却，从而在玻璃基板20上按预定切割 直线k形成裂痕201，然后施加压力于该玻璃基板20的裂痕201两侧，以使其沿裂痕201断裂 ，从而完成对玻璃基板20的切割。
然而，请参阅图2，当玻璃基板20上的预定切割线L2为曲线时，该玻璃基板20虽然可曲 线移动，但由于激光切割装置10的镜筒12通常被固定于加工机台的床身上，而喷水头13固设 于镜筒12，所以当玻璃基板20沿着曲线移动时，该冷却喷头13喷出的冷却液体流131可能偏 离玻璃基板20的预定切割线L2，从而造成对玻璃基板20的预定切割线L2两侧的不均匀冷却， 导致切割精度降低。另外，由于激光切割装置10的镜筒12被固定于加工机台的床身上，所以 由镜筒12射出的激光束不能绕其中心旋转，从而导致椭圆形光斑l 11的长轴b的延伸方向不能 始终与椭圆形光斑l 11中心所在处的预定切割线L2的切线T的方向基本保持一致，而这将导致 激光束能量在预定切割线L2两侧不对称分布，即不能沿预定切割线L2于玻璃基板20上形成裂 痕，从而导致切割精度进一步降低。
发明内容
鉴于上述状况，有必要提供一种具较高切割精度的激光切割装置。一种激光切割装置，其包括一个激光源、 一个镜筒、 一个喷头、 一个回转组件及一个驱 动件；该激光源发出的激光束经镜筒聚焦后出射，该回转组件与镜筒相连并带动镜筒旋转， 以使从镜筒出射的激光束绕其中心旋转；该驱动件固定连接于镜筒上，并可驱动喷头相对镜 筒旋转。
相较现有技术，该激光切割装置中不仅设置有回转组件带动镜筒进行旋转，以带动固设 于该镜筒上的驱动件旋转，且该驱动件可进一步驱动喷头相对镜筒旋转，以使镜筒及喷头存 在一定的旋转速度差，从而使喷头喷出的冷却物质流不仅跟随激光束形成的光斑运动，而且 始终位于待切割物的预定切割曲线上，从而对预定切割曲线两侧的部位均匀冷却。另外，当 该激光束于待切割物上形成一个椭圆形光斑时，由于镜筒可在回转组件带动下旋转，该椭圆 形光斑的长轴的延伸方向可在切割过程中，始终与椭圆形光斑中心所在处的预定切割曲线的 切线方向基本保持一致，所以可使激光束的能量始终在预定切割曲线的两侧对称分布以进行 加热。故通过该激光切割装置获得的裂痕的形状可与预定切割曲线的形状保持一致，沿该裂 痕使待切割物分裂后可制得预定形状的产品，因此，该激光切割装置具有较高的切割精度。
图1是一种现有激光切割装置对玻璃基板进行直线切割的示意图。
图2是图1所示的激光切割装置沿预定切割曲线切割玻璃基板的示意图。
图3是本发明较佳实施例的激光切割装置对玻璃基板进行切割的示意图。
图4是图2所示的旋转头及喷水头的立体分解示意图。
图5是图2所示的旋转头及喷水头的立体剖面图。
图6是图3所示的激光切割装置沿预定切割曲线切割玻璃基板的示意图。
具体实施例方式
下面将结合附图及实施例对本发明的激光切割装置作进一步详细说明。 请参阅图3至图5，本发明较佳实施例提供一种激光切割装置300，其用于对玻璃基板90 进行切割。该激光切割装置300包括一个激光源40、 一个旋转头50及一个喷水头60。该激光 源40与旋转头50相对设置。该旋转头50包括一个镜筒51、 一个回转组件52、 一个固定板53、 一个转动件54、 一个驱动件55及一个套环56。
该镜筒51包括一个为中空圆柱状的主体部511，该主体部511的一端部延伸有圆盘状凸缘 512，该凸缘512上开设有多个贯穿该凸缘512的安装孔5121，另一端部固定连接有一个大致 为中空圆柱状的镜片安装部513，且该镜片安装部513的直径大于主体部511的直径。镜片组 515设置于该镜片安装部513内。该镜片安装部513的外壁上还开设有一个凹坑5131。该回转组件52包括一个转子521及一个套筒523。该转子521为圆环形，其套设于镜筒51 的主体部511上且与主体部511固定连接。本实施例中，转子521与主体部511的固定连接方式 为该转子521的一端面上开设有多个与凸缘512上安装孔5121相对应的螺孔5211，多个螺钉 525穿过凸缘512的安装孔5121并与转子521上的螺孔5211配合，将转子521与镜筒51固定在一 起。该转子521由导电材料制成，较佳由硅钢制成。该套筒523套设于转子521上，且转子 521可于套筒523内转动。该套筒523的侧壁上开设有一个环形凹槽5231。该环形凹槽5231内 绕设有多匝线圈527，该多匝线圈527与电源(图未示)连接。当多匝线圈527通电后，可产 生电磁力使转子521转动。
该固定板53为长方体状，其中心开设有一个定位孔531以供镜筒51穿设，四个边角处分 别开设有一个固定孔532，用于将该固定板53固定至加工机台上。
该转动件54为圆环形，其套设于镜片安装部513上并可相对镜片安装部513转动。该转动 件54的内壁设有一个齿纹部541，外壁上开设有三个相互平行的环形槽543。两个0形环545分 别套设于该转动件54两端的环形槽543。该转动件54上还开设有一个通道547，其两端分别连 通转动件54中部的环形槽543及喷头60。
该驱动件55包括一个驱动电机551及一个齿轮552。该驱动电机551包括一个转轴5511， 其可部分容纳于镜片安装部513的凹坑5131中并与镜片安装部513固定连接。该齿轮552套设 于该驱动电机55的转轴551上并与转动件54的齿纹部541相啮合，以驱动转动件54相对镜筒 51旋转。
该套环56套设于该转动件54，且该套环56上还开设有一个与转动件54中部的环形槽543 相通的通孔561，外界的冷却液体可通过导管流入该通孔561中。
该喷水头60连接于该转动件54的底端，其包括一个与镜筒51轴向平行的杆状部61及由该 杆状部61的末端垂直该杆状部61朝向镜筒51延伸形成的延伸部62。该喷水头60内部开设有通 道63，该通道63的一端与转动件54上的通道547相通，另一端连接有一个喷嘴64，用于使液 体均匀地喷出。
组装时，将镜筒51的主体部511穿过转子521及固定板53后，与镜片安装部513焊接至一 起，接着将转动件54套设于镜片安装部513上，然后将驱动件55部分置入镜片安装部513的凹 坑5131且与镜片安装部513焊接至一起，并使其齿轮552与转动件54的齿纹部541相啮合。将 两个0形环545分别套设于该转动件54两端的环形槽543处，再将套环56套设于该转动件54上 ，并使该套环56上的通孔561与转动件54中部的环形槽543相通，然后将套筒523及套环56分 别焊接至固定板53，即完成对该旋转头50的组装。此时，外界的冷却液体可通过导管流入套
6环56上的通孔561，接着依次经过转动件54上的环形槽543、通道547及喷水头60内的通道63 后，由喷嘴64喷出；该两个0形环545分设于转动件54的通道547的两侧，可防止通道547内的 冷却液体溢出。
请同时参阅图6，采用该激光切割装置300对玻璃基板90沿预定切割曲线P进行切割时， 包括以下步骤
(1) 用钻石刀在玻璃基板90的表面刻出一个初始划痕901，该初始划痕901位于玻璃基 板90的预定切割曲线P上；
(2) 使激光源40发出的激光束经镜筒51内的镜片组515聚焦后，投射于玻璃基板90上形 成一个椭圆形光斑402;
(3) 按照预定切割曲线P移动该玻璃基板90，并同时将线圈527通电使转子521旋转，该 转子521带动镜筒51旋转以使椭圆形光斑402绕其中心旋转，从而使椭圆形光斑402在玻璃基 板90表面移动的过程中，该椭圆形光斑402的长轴B的延伸方向与椭圆形光斑402中心所在处 的预定切割曲线P的切线方向基本保持一致；镜筒51旋转将带动转动件54旋转，即可使得连 接于转动件54上的喷水头60旋转，同时开启驱动电机551使齿轮552旋转，从而推动该转动件 54相对镜筒51旋转，以使喷水头60喷出的冷却液体流602跟随该椭圆形光斑402运动且始终位 于该预定切割曲线P上，从而于玻璃基板90上按预定切割曲线P形成一条裂痕；
(4) 施加压力于该玻璃基板30的裂痕两侧，以使其沿裂痕断裂，从而完成对玻璃基板 90的切割。
由于在激光切割装置300中设置有回转组件52带动镜筒51进行旋转，而镜筒51旋转可带 动固设于其上的驱动电机551旋转，且同时该驱动电机551可带动齿轮552旋转，以使转动件 相对镜筒51转动，即使得镜筒51及喷水头60存在一定的旋转速度差，从而使该冷却液体流 602不仅跟随椭圆形光斑402运动，而且始终位于预定切割曲线P上，所以可对预定切割曲线 P两侧的部位均匀冷却。进一步地，由于镜筒51可在回转组件52带动下旋转，该椭圆形光斑 402的长轴B的延伸方向可在切割过程中，始终与椭圆形光斑402中心所在处的预定切割曲线 P的切线方向H基本保持一致，所以可使激光束的能量始终在预定切割曲线P的两侧对称分布 以进行加热。因此，通过该激光切割装置300获得的裂痕的形状可与预定切割曲线P的形状保 持一致，再通过机械力使玻璃基板90沿裂痕分裂后可制得预定形状的玻璃制品。
可以理解，该镜筒51也可在结构不同于回转组件52的回转组件带动下旋转，如由驱动电 机及传动带组成的回转组件，该传动带两端分别套设于驱动电机的转轴及镜筒51 ，从而可通 过电机带动镜筒51旋转。当然，上述结构中的传动带也可由多个传动齿轮代替。另外，当镜
7筒51由硅钢等导电材料制成时，该回转组件52中也可不包括转子521，当多匝线圈527通电后 ，可产生电磁力直接使镜筒51发生转动。此外，该喷水头60也可由喷出冷却气体的喷气头取 代。
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内。
权利要求
权利要求1一种激光切割装置，其包括一个激光源、一个镜筒及一个喷头，该激光源发出的激光束经镜筒聚焦后出射，其特征在于该激光切割装置还包括一个回转组件和一个驱动件，该回转组件与镜筒相连并带动镜筒旋转，以使从镜筒出射的激光束绕其中心旋转；该驱动件固定连接于镜筒上，并可驱动喷头相对镜筒旋转。
2. 如权利要求l所述的激光切割装置，其特征在于该回转组件包括 一个套筒，其套设于该镜筒上，且该套筒上绕设有多匝线圈，该镜筒由导电材料制成，该多 匝线圈通电后可使镜筒旋转。
3. 如权利要求l所述的激光切割装置，其特征在于该回转组件包括 一个转子及一个套筒，该转子由导电材料制成，其套设于镜筒上并与镜筒固定连接，该套筒 套设于该转子上；该套筒上绕设有多匝线圈，该多匝线圈通电后可使转子旋转，从而带动镜筒旋转。
4. 如权利要求l所述的激光切割装置，其特征在于该回转组件包括驱动电机及传动带，该驱动电机包括一个转轴，该传动带两端分别套设于驱动电机的转轴及 镜筒上，以使驱动电机可带动镜筒旋转。
5. 如权利要求l所述的激光切割装置，其特征在于该激光切割装置 还包括一个环形转动件，其套设于镜筒上并可相对镜筒旋转，该喷头固定连接于该转动件上 ;该驱动件与转动件相配合以驱动转动件相对镜筒旋转。
6. 如权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于该转动件与镜筒 相对的内壁上设有一个齿纹部；该驱动件包括一个驱动电机及一个齿轮，该驱动电机包括一 个转轴；该齿轮套设于该驱动电机的转轴上并与转动件的齿纹部相啮合，以驱动转动件相对 镜筒旋转。
7. 如权利要求6所述的激光切割装置，其特征在于该镜筒上开设有 一个凹坑，该驱动电机部分容纳于该凹坑中，且与镜筒固定连接。
8. 如权利要求5所述的激光切割装置，其特征在于该转动件的外壁2上开设有三个环形槽，该第二回转组件还包括两个O形环；该两个O形环分别套设于两端的环形槽中；该转动件上还开设有一个通道，其两端分别与中间的环形槽及喷头相连通。
9.如权利要求8所述的激光切割装置，其特征在于该激光切割装置还包括一个套环，其套设于转动件上，且该套环上开设有与转动件上的中间的环形槽相连通 的通孔。
10.如权利要求9所述的激光切割装置，其特征在于该喷头内开设有通道，该通道的一端与转动件上的通道相通，另一端连接有一个喷嘴。
全文摘要
一种激光切割装置，其包括一个激光源、一个镜筒、一个喷头、一个回转组件及一个驱动件；该激光源发出的激光束经镜筒聚焦后出射，该回转组件与镜筒相连并带动镜筒旋转，以使从镜筒出射的激光束绕其中心旋转；该驱动件固定连接于镜筒上，并可驱动喷头相对镜筒旋转。该激光切割装置具有切割精度高的优点。
文档编号C03B33/08GK101497493SQ20081030031
公开日2009年8月5日 申请日期2008年2月1日 优先权日2008年2月1日
发明者岳国汉 申请人:鸿富锦精密工业(深圳)有限公司;鸿海精密工业股份有限公司