Установка для резки листовых материалов, преимущественно стеклянных пластин Советский патент 1991 года по МПК C03B33/04 

Изобретение относится к промыгален- ости строительства и стройматериалов, устройствам для резки хрупких лисовых материалов, преимущественно стеклянных пластин, и может быть использовано в электронной, радиотех- нияеской, приборостроительной и других отраслях народного хозяйства для прецизионной резки ряда материалов методом лазерного управляемого термо- { аскалывания например, стеклянных И ситалловых подложек с нанесенными схемами на отдельные модули.

Целью изобретения является обеспечение резки по криволинейному контуру, повьпмеиие надежности процесса резки стекла, упрощение конструкции и уменьшение потерь мощности лазерного излучения в оптической фокусиру - щей системе.

На фиг. 1 схематически изображена установка, вид спереди; на фиг. 2 - то же, вид сбоку; на фиг. 3 - разрез А-А на фиг. 2; на фиг, А - разрез Б-Б на фиг. 3; на фиг. 5 - вид В на .фиг.3;на фиг. 6- схема совмещения линии реза с перекрестьем канала визуального наблюдения и резки пластины с рисунками прямоугольнойфо-рмы; нафиг.7 -то же, для рисунков криволинейного контура.

Установка для резки листовых материалов, преимущественно стеклянных пластин, состоит из следующих ос-, новных узлов и механизмов. На, каркасе 1 установки размещены координатный стол 2, выполненный на базе линейного шагового двигателя с пово- ротньм сто лом 3, выполненным на базе углового шагового двигателя, перемещающих предметный столик 4 с вакуумной фиксацией разрезаемой пластины .по координатам Х, У, и f; лазер 5 ИК диапазона с оптической фокусирующей системой 6; визуальный канал 7 системы совмещения (бипольный микроскоп) блок 8 управления системы совмещения. 6 нишах каркаса размещены блок питания 9 лазера и блоки устройства 10 . управления установки. На корпусе 6п- тической фокусирующей системы с возможностью перемещения по координатам X и У расположен механизм подачи хладагента 11 и устройство 12 контроля наличия разделяющей трещины. Излу- . чатель 13 лазера ИК диапазона расположен горизонтально на основании 14 под защитно-декоративным кожухом 15, ггод котррьм также расположена ёмкость 16 для воды, являющейся ос

s

0

5

новиым компонентом хладагента. Для регулировки диаметра выходного пучка лазерного излучения имеется диафрагма 17 с рукояткой 18. Отклонение лазерного излучения в оптическую фокусирующую систему осуществляется с помощью поворотного зеркала 19, которое настраивается с помощью винтов 20. Пучок лазерного излучения прерывается в промежутках между рабочими циклами с помощью заслонки 21, Приводимой в действие с помощью электромагнита 22. Измерение мощности лазерного излучения осуществляется путем отклонения и направления пучка с помощью зеркала 23 и злект- ромагнита 24 в измеритель 25 мощности. Фокусирующей объектив 26 расположен под ограждающим кожухом 27 и содержит канал 28 для охлаждения водой фокусирующей линзы 29 и защитную коническую оправку 30 для исключения попадания воздушно-водяной смеси, используемой в качестве хладагента, на поверхность фокусирукяцей линзы.

Механизм подачи хладагента в зону резки содержит две форсунки 31., расположенные на рычагах 32. Их прецизионная настройка относительно линий рези осуществляется с помощью микрометрических винтов 33 и 34. Поочередное включение и отключение каждой форсунки осуществляется, с помощью электропневматических клапанов 35.

Установка для резки листовьпс материалов, преимущественно стеклян- Йых пластин, работает следующим образом. .Обрабатываемая пластина 36 (фиг. 6) устанавливается на предметный стйлик 4 по упорам 37 и закрепляется вакуумом в зоне загрузки и совмещения под каналом Визуального наблюдения. Перекрестье 38 канала визуального наблюдения, находящееся на одной оси с эллиптическим лазерным пучком 39 оптической фокусирукяцей .системы,с учетом погрещности установки- обрабатываемой пластины на предметный столик,погрешности геометрии самой пластины и положения предметного столика в зоне загрузки, как правило, }1ё совпадает с. топографичес- кимн ликийми 40 обрабатываемой пластины (положение 1). Путем.микропереме- щёний преда етного столика с пласти- яой по координатам Х,У с помощью координатиога столд 2 (фиг. 3} и по соординате Y с помощью поворотного .

0

5

0

5

0

стола 3, осуществляемых от рукоятки- манипулятора блока 8 управления, производится совмещение топографической линии обрабатываемой.пластины с перекрестьем канала визуального наблго- дения (положение II). Для облегчения процесса совмещения, как правило, используют реперные знаки А1, дополнительно нанесенные на пластине. После совмещения производится запуск установки в автоматическом режиме.

Разрезаемая пластина с сохранением ориентации по Y и V перемещается координатным столом 2 по координате X в рабочую.зону (положение Ш). В соответствии с заданной устройством 10 управления программой предметный столик с обрабатываемой плас- тиной с. .заданной скоростью перемещается справа -налево под неподвижным лазерным пучком 39. При этом в момент подхода предметного столика в рабочую зону включаются электропневматиче.ские клапаны 35 (фиг. 3), подающие через левую форсунку 31 воздушно-водяную смесь в зону нагрева вслед за лазерным пучком. При выходе пластины из- под лазерного пучка левая форсунка отключается. Произведено термораскалывание пластины.по первой горизонтальной топографической линии. Далее предметный столик с пластиной перемещается координатным столом.по координате У на шаг, равный iifary между топографическими линиями. Включается правая форсунка, и предметный столик перемещается слева направо. Произведено термораскалывание пластины по второй горизонтальной топографической линии. Подобным образом производится термораскалыванне пластины по остальным горизонтальным линиям, после чего в соответствии с программой поворотный стол 3 поворачивает

j ю

f , 5

0

0

предметный столик с пластиной на 90, а координатный стол 2 перемещает его по координатам X,У таким образом, чтобы край обрабатывае.мой пластины с первой вертикальной топографической линией оказался перед эллиптическим лазерным Т1учком, причем большая ось лазерного пучка совпала с топографической линией. ТТроиэводится термораскалывание пластины по вертикальным топографическим линиям. Устройство 1.2 контроля наличия.трещины, состоящее из источника света и фоточувствительного элемента яап- равленного в зону резки, контролирует зарождение раэделяющей трещины на краю обрабатываемой пластины. В случае отсутствия последней подеется сигнал с фоточувствительного элемента в устройство 10 управления на остановку координатного ст:ола 2, возврат его в исходное положение и повторение реза по заданной линии.После окончания передвижения пластины в рабочей зоне по заданной программе предметный столик с пластиной возвращается в зону совмеще.ния. Пластину снимают с предметного столика я устанавливают другую пластину. После этого цикл полностью повторяется.

При резке пластин с рисунками криволинейного контура (фиг. 7) отличие в алгоритме работы установки состоит в том, что в рабочей зоне устройство управления путем сложения движений по координатам Х,У и tf обеспечивает такую траекторию перемещения предметного столика с o6pa6aiTtt- ваемой пластиной под эллиптическим лазерным пучком, при которой большая часть эллиптического пучк;а на всей траектории остается касательной К криволинейному контуру рисунка.

ff ff

br

фи93

(рие.

фи9.5

2 39 36 1 У8

Л

фи.6

Э9 4 3d 38

/

т

Редактор И. Мозжечкова

Составитель Т. Парамонова

Техред И.Верес Корректор А. Обручар

Заказ 1898Тираж 307 : Подписное

ВНИИПИ Государственного комитета СССР

по делам изобретений и открытий 113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Лроизводственнр--полиграфическое предприятие, г. Ужгород, ул. Проектная, 4

фаг. 7