专利名称：无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置，尤其涉及一种通过激光技术，不接触石英玻璃管或石英玻璃棒，进行石英玻璃管断管或石英玻璃棒断棒的方法及其装置。
背景技术：
石英玻璃管、石英玻璃棒的材料为一种坚硬而又易碎、化学性能稳定的SiO2材料，因为硬度高且易碎，所以很难切断，目前主要是采用动态玻璃刀或砂轮机进行切断，由于玻璃刀或砂轮片直接接触石英玻璃管或石英玻璃棒时，易造成石英玻璃管损坏，合格率大幅下降，且生产效率低下。因此为提高产量和质量，降低能源消耗，降低劳动成本以及 降低劳动强度，急需一种不需要接触石英玻璃制品完成自动切断产品的切断装置及切断方法。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置。本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法，该方法包括以下步骤 步骤A :采用激光发生器发射的激光束在石英玻璃制品表面烧制形成一断管凹槽； 步骤B :采用气动装置对烧制有断管凹槽的石英玻璃制品进行切断。所述的石英玻璃制品为石英玻璃管或石英玻璃棒；
所述的步骤A之前还包括有一步骤AO :采用测径仪测定连熔炉成型器向外输出的石英玻璃制品的直径尺寸，然后采用拉管机进行拉管。所述的步骤AO中测径仪测定的直径尺寸输出至测径仪外接的仪表中，并根据仪表显示的直径尺寸控制拉管机的拉制速度。所述的步骤AO中拉管机中设置有光电编码器；
所述的步骤A具体包括以下几个步骤
步骤Al :光电编码器将拉管机的同步拉制速度的脉冲信号输出至控制计算机或激光发生器的第一可编程控制器中，控制计算机或第一可编程控制器控制同步追踪控制器实时跟踪扫描移动的石英玻璃制品；
步骤A2:控制计算机或第一可编程控制器根据实时同步拉制速度的脉冲信号以及同步追踪控制器实时扫描石英玻璃制品的位置信息，获得石英玻璃制品通过激光发生器前方的实际长度尺寸；
步骤A3 :控制计算机或第一可编程控制器判断该实际长度尺寸是否达到预定切割长度尺寸，当该实际长度尺寸达到预定切割长度尺寸后，控制计算机或第一可编程控制器控制激光发生器发出激光束，通过激光束在石英玻璃制品的表面烧制形成一断管凹槽；同时控制计算机或第一可编程控制器向气动装置的第二可编程控制器发出切断脉冲信号。所述的步骤B具体包括以下几个步骤步骤BI :气动装置中第二可编程控制器控制气缸运动，并通过气缸控制切断阀进行切
断；
步骤B2 :经气动装置切断后的石英玻璃制品自由下落至位于气缸下方的产品收集架，该产品收集架具有自动分选翻转臂，并且该自动分选翻转臂与测径仪连接，根据测径仪测定的直径尺寸控制自动分选翻转臂的翻转方向。本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，该装置包括激光自动切割装置和气动装置；所述的激光自动切割装置包括激光发生器、控制计算机和同步追踪控制器，所述的气动装置包括第二可编程控制器、气缸和切断阀；所述的激光发生器、同步追踪控制器均与控制计算机连接，所述的控制计算机与第二可编程控制器连接，所述的第二可编程控制器与气缸连接，所述的气缸与切断阀连接。
本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，还包括拉管机，该拉管机中设置有光电编码器，该光电编码器与控制计算机连接，所述的拉管机与连熔炉的成型器之间设置有测径仪，并且该测径仪外接有仪表。本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，该装置包括激光自动切割装置和气动装置；所述的激光自动切割装置包括激光发生器和同步追踪控制器，所述的气动装置包括第二可编程控制器、气缸和切断阀；所述的同步追踪控制器与激光发生器的第一可编程控制器连接，所述的第一可编程控制器与第二可编程控制器连接，所述的第二可编程控制器与气缸连接，所述的气缸与切断阀连接。本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，还包括拉管机，该拉管机中设置有光电编码器，光电编码器与第一可编程控制器连接，所述的拉管机与连熔炉的成型器之间设置有测径仪，且该测径仪外接有仪表。所述的气动装置的下方设置有产品收集架，该产品收集架具有自动分选翻转臂，并且该自动分选翻转臂与测径仪连接。本发明具有的优点在于
本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置，可以保证产品质量，减少破口，保证切割管口、棒口截面的一致性，大大减少浪费，使操作更加安全，因激光切割对石英玻璃管或石英玻璃棒无接触，所以对整个拉管系统没有一点影响因此能提高拉管、拉棒速度，降低生产成本，减轻工人劳动强度，提高产量。
图I是本发明提供的无接触激光切割石英玻璃制品的装置的结构示意图。图中1_连熔炉；2_测径仪；3_拉管机；4_激光发生器；5-气缸；6_石英玻璃管或石英玻璃棒产品收集架；8_导向轮。
具体实施例方式下面结合附图对本发明作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好的理解本发明并能予以实施，但不作为对本发明的限定。本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其切割装置，尤其适用于石英玻璃管或石英玻璃棒制品的切割，在本实施例中提供一种适用于石英玻璃管或石英玻璃棒的无接触激光切割方法及其切割装置，其中的无接触激光切割方法主要包括以下几个步骤
步骤一连熔炉I中连续生产的石英玻璃管、石英玻璃棒经成型器成型后向外输出，在导向轮8作用下不断传送至向水平拉管机3中，经拉管机3的拉出规定直径尺寸的石英玻璃管或石英玻璃棒6 ;并且从成型器输出后，在进入水平拉管机3进行拉管或拉棒之前，还要经过测径仪2测定石英玻璃管或石英玻璃棒6的直径尺寸，提前发现石英玻璃管或石英玻璃棒6的直径变化情况，并将测定的石英玻璃管、石英玻璃棒的直径尺寸输出至仪表中进行显示，再由人工根据石英玻璃管或石英玻璃棒6的直径尺寸来控制拉管机3的拉制速度。步骤二 所述的拉管机3上设置有光电编码器，光电编码器将水平拉管机3的同步拉制速度的脉冲信号实时输出至控制计算机或激光发生器4的第一可编程控制器(PLC)中，控制计算机或激光发生器4的第一可编程控制器控制同步追踪控制器实时跟踪扫描向前移动的石英玻璃管或石英玻璃棒6，控制计算机或激光发生器4的第一可编程控制器根据收到的实时同步拉制速度的脉冲信号以及同步追踪控制器实时扫描石英玻璃管或石英·玻璃棒6的位置信息，获得石英玻璃管或石英玻璃棒6通过激光发生器4前方的实际长度尺寸，当该实际长度尺寸达到预定切割长度尺寸后，控制计算机或激光发生器4的第一可编程控制器控制激光发生器4启动，发出激光束，通过该激光束在石英玻璃管或石英玻璃棒6的表面烧制出所需的断管凹槽，该断管凹槽的深度(通过调节激光发生器4的功率来实现的)需要满足气动装置进行断管或断棒的深度要求。步骤三完成激光束烧制断管凹槽后，控制计算机或激光发生器4的第一可编程控制器向气动装置发出一切断脉冲信号，气动装置中第二可编程控制器(PLC)接收到该断管或断棒脉冲信号后，根据该断管或断脉冲信号驱动气动装置中的气缸5工作，推动切断阀进行断管或断棒。步骤四切断阀进行断管或断棒后，断落的石英玻璃管或石英玻璃棒6自由下落到具有自动分选翻转臂的产品收集架7上，并且该自动分选翻转臂与测径仪2连接，测径仪2中测定的石英玻璃管或石英玻璃棒6的直径尺寸信息用于控制自动分选翻转臂的翻转，当该直径尺寸符合规定的直径尺寸要求时，通过自动分选翻转臂将合格的产品翻转至产品收集架7 —侧的成品收集台方向，当该直径尺寸不符合规定的直径尺寸要求时，则通过自动分选翻转臂将不合格的产品翻转至不合格品收集台方向。通过成品收集台、不合格品收集台分别收集生产出的成品、不合格品。本发明还提供一种无接触激光切割石英玻璃管或石英玻璃棒6的装置，如图I所示，该装置包括激光自动切割装置、气动装置、产品收集架7、拉管机3以及测径仪2。所述的激光自动切割装置包括控制计算机、激光发生器4以及同步追踪控制器，或者激光自动切割装置为具有第二可编程控制器的激光发生器4以及同步追踪控制器。连熔炉I生产出的石英玻璃管或石英玻璃棒6经成型器中输出至拉管机3中，并且在拉管机3与成型器之间还设置有测径仪2，拉管机3中设置有光电编码器，该光电编码器连接有控制计算机或第二可编程控制器，当光电编码器连接控制计算机时，控制计算机连接有激光发生器4、同步追踪控制器；当光电编码器连接第一可编程控制器时，第一可编程控制器连接同步追踪控制器。通过控制计算机或第一可编程控制器接收光电编码器发出的同步拉制速度脉冲信号。控制计算机或第一可编程控制器将该信号换算为石英玻璃管或石英玻璃棒6的长度尺寸，并判断该长度尺寸是否达到预定切割的长度尺寸要求，当满足要求时，控制计算机或第一可编程控制器控制激光发生器4启动，同时控制同步追踪控制器扫描石英玻璃管或石英玻璃棒6，激光发生器4通过激光束在石英玻璃管或石英玻璃棒6上烧制凹槽。该凹槽的深度满足断管需求。控制计算机或第一可编程控制器还与气动装置连接，具体为控制计算机或第一可编程控制器与气动装置中的第二可编程控制器连接，该第二可编程控制器与气缸5连接，通过气缸5推动切断阀进行断管或断棒。并且在气动装置的下方设置有接收断管或断棒后的产品收集架7，该产品收集架7具有自动分选翻转臂，并且该自动分选翻转臂与测径仪2连接，通过测径仪2测定的石英玻璃管或石英玻璃棒6的直径尺寸来分选合格与不合格产品，当该直径尺寸符合规定的直径尺寸要求时，通过自动分选翻转臂将合格的产品翻转至7 —侧的成品收集台方向，当该直径尺寸不等于规定的直径尺寸要求时，则通过自动分选翻转臂将不合格的产品翻转至不合格品收集台方向。通过成品收集台、不合格品收集台分别收集生产出的成品、不合格品。 本发明提供一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置，可以适用于各种拉管方法下生产的石英玻璃制品的切割，尤其适用于水平及竖直拉管方向下的石英玻璃制品的切割。本技术领域的技术人员在本发明基础上所作的等同替代或变换，均在本发明的保护范围之内。本发明的保护范围以权利要求书为准。
权利要求
1.一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤 步骤A :采用激光发生器发射的激光束在石英玻璃制品表面烧制形成一断管凹槽； 步骤B :采用气动装置对烧制 有断管凹槽的石英玻璃制品进行切断。
2.根据权利要求I所述的无接触激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的石英玻璃制品为石英玻璃管或石英玻璃棒； 所述的步骤A之前还包括有一步骤AO :采用测径仪测定连熔炉成型器向外输出的石英玻璃制品的直径尺寸，然后采用拉管机进行拉管。
3.根据权利要求2所述的无接触激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步骤AO中测径仪测定的直径尺寸输出至测径仪外接的仪表中，并根据仪表显示的直径尺寸控制拉管机的拉制速度。
4.根据权利要求3所述的无接触激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步骤AO中拉管机中设置有光电编码器； 所述的步骤A具体包括以下几个步骤 步骤Al :光电编码器将拉管机的同步拉制速度的脉冲信号输出至控制计算机或激光发生器的第一可编程控制器中，控制计算机或第一可编程控制器控制同步追踪控制器实时跟踪扫描移动的石英玻璃制品； 步骤A2:控制计算机或第一可编程控制器根据实时同步拉制速度的脉冲信号以及同步追踪控制器实时扫描石英玻璃制品的位置信息，获得石英玻璃制品通过激光发生器前方的实际长度尺寸； 步骤A3 :控制计算机或第一可编程控制器判断该实际长度尺寸是否达到预定切割长度尺寸，当该实际长度尺寸达到预定切割长度尺寸后，控制计算机或第一可编程控制器控制激光发生器发出激光束，通过激光束在石英玻璃制品的表面烧制形成一断管凹槽；同时控制计算机或第一可编程控制器向气动装置的第二可编程控制器发出切断脉冲信号。
5.根据权利要求4所述的无接触激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步骤B具体包括以下几个步骤 步骤BI :气动装置中第二可编程控制器控制气缸运动，并通过气缸控制切断阀进行切断； 步骤B2 :经气动装置切断后的石英玻璃制品自由下落至位于气缸下方的产品收集架，该产品收集架具有自动分选翻转臂，并且该自动分选翻转臂与测径仪连接，根据测径仪测定的直径尺寸控制自动分选翻转臂的翻转方向。
6.一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，其特征在于，该装置包括激光自动切割装置和气动装置；所述的激光自动切割装置包括激光发生器、控制计算机和同步追踪控制器，所述的气动装置包括第二可编程控制器、气缸和切断阀；所述的激光发生器、同步追踪控制器均与控制计算机连接，所述的控制计算机与第二可编程控制器连接，所述的第二可编程控制器与气缸连接，所述的气缸与切断阀连接。
7.根据权利要求6所述的无接触激光切割石英玻璃制品的装置，其特征在于，还包括拉管机，该拉管机中设置有光电编码器，该光电编码器与控制计算机连接，所述的拉管机与连熔炉的成型器之间设置有测径仪，并且该测径仪外接有仪表。
8.一种无接触激光切割石英玻璃制品的装置，其特征在于，该装置包括激光自动切割装置和气动装置；所述的激光自动切割装置包括激光发生器和同步追踪控制器，所述的气动装置包括第二可编程控制器、气缸和切断阀；所述的同步追踪控制器与激光发生器的第一可编程控制器连接，所述的第一可编程控制器与第二可编程控制器连接，所述的第二可编程控制器与气缸连接，所述的气缸与切断阀连接。
9.根据权利要求8所述的无接触激光切割石英玻璃制品的装置，其特征在于，还包括拉管机，该拉管机中设置有光电编码器，光电编码器与第一可编程控制器连接，所述的拉管机与连熔炉的成型器之间设置有测径仪，且该测径仪外接有仪表。
10.根据权利要求7或9所述的无接触激光切割石英玻璃制品的装置，其特征在于，所述的气动装置的下方设置有产品收集架，该产品收集架具有自动分选翻转臂，并且该自动分选翻转臂与测径仪连接。
全文摘要
本发明公开了一种无接触激光切割石英玻璃制品的方法及其装置，该方法具体为石英玻璃制品首先经激光发生器发射的激光束烧制形成一断管凹槽，然后再经过气动装置进行切断。本发明提供的切割石英玻璃制品装置包括激光自动切割装置和气动装置。本发明提供的激光切割方法及其装置可以保证产品质量，减少破口，保证切割管口、棒口截面的一致性，减少浪费，使操作更加安全，因激光切割对石英玻璃管或石英玻璃棒无接触，所以能提高拉管、拉棒速度，降低生产成本，减轻工人劳动强度，提高产量。
文档编号C03B33/085GK102898014SQ201210372279
公开日2013年1月30日 申请日期2012年9月29日 优先权日2012年9月29日
发明者陈士斌, 周明强, 马传和, 徐同根, 许志仁 申请人:江苏太平洋石英股份有限公司