RU145958U1 - DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS - Google Patents
DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS Download PDFInfo
- Publication number
- RU145958U1 RU145958U1 RU2014123105/03U RU2014123105U RU145958U1 RU 145958 U1 RU145958 U1 RU 145958U1 RU 2014123105/03 U RU2014123105/03 U RU 2014123105/03U RU 2014123105 U RU2014123105 U RU 2014123105U RU 145958 U1 RU145958 U1 RU 145958U1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mirrors
- laser cutting
- sheet
- transparent materials
- lens
- Prior art date
Links
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 19
- 238000003698 laser cutting Methods 0.000 claims abstract description 9
- 239000012780 transparent material Substances 0.000 claims abstract description 7
- 230000005855 radiation Effects 0.000 description 12
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 3
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 description 3
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 2
- 239000011521 glass Substances 0.000 description 2
- 238000003754 machining Methods 0.000 description 2
- 239000002957 persistent organic pollutant Substances 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 1
- 230000001276 controlling effect Effects 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 239000000835 fiber Substances 0.000 description 1
- 239000003507 refrigerant Substances 0.000 description 1
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 1
- 239000004065 semiconductor Substances 0.000 description 1
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 1
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 1
- 238000009966 trimming Methods 0.000 description 1
Landscapes
- Laser Beam Processing (AREA)
- Re-Forming, After-Treatment, Cutting And Transporting Of Glass Products (AREA)
Abstract
1. Устройство для лазерной резки прозрачных материалов, включающее источник лазерного излучения, объектив, платформу, два зеркала, расположенные на противоположных сторонах от листа разрезаемого материала, отличающееся тем, что оно дополнительно включает скобу, состоящую из связанных друг с другом стержней и втулок, к концам которой прикреплены зеркала.2. Устройство по п. 1, отличающееся тем, что зеркала ориентируют относительно друг друга с помощью шарниров, а расположение зеркал относительно объектива устанавливают с помощью втулок и стержней скобы.3. Устройство по любому из пп. 1, 2, отличающееся тем, что зеркала расположены под углом друг к другу в диапазоне от 0,05 до 25°.1. Device for laser cutting of transparent materials, including a laser source, a lens, a platform, two mirrors located on opposite sides of the sheet of material being cut, characterized in that it further includes a bracket consisting of rods and sleeves connected to each other, to the ends of which are attached mirrors. 2. The device according to claim 1, characterized in that the mirrors are oriented relative to each other by means of hinges, and the location of the mirrors relative to the lens is set using bushings and staples of the bracket. The device according to any one of paragraphs. 1, 2, characterized in that the mirrors are located at an angle to each other in the range from 0.05 to 25 °.
Description
Полезная модель относится к устройствам для высокоточной лазерной резки прозрачных материалов, в частности, стекол. Полезная модель может быть использована во многих отраслях промышленности, связанных с обработкой прозрачных материалов, преимущественно в стекольной и полупроводниковой промышленности.The invention relates to devices for high-precision laser cutting of transparent materials, in particular glasses. The utility model can be used in many industries related to the processing of transparent materials, mainly in the glass and semiconductor industries.
Известен способ лазерной резки материалов [Michael Haase, Device for the separative machining of components made from brittle material. Patent US 20090014492 A1, filled 30.06.2008, published 15.01.2009, C03B 33/09].A known method of laser cutting of materials [Michael Haase, Device for the separative machining of components made from brittle material. Patent US 20090014492 A1, filled 30.06.2008, published 15.01.2009, C03B 33/09].
Устройство включает лазер, верхнее зеркало прикрепленное к лазеру, и нижнее зеркало, расположенное с обратной стороны разделяемой пластины. Пластину располагают на двух опорных элементах, между которыми закрепляется нижнее отражающее зеркало. Часть лазерного излучения, падающего на пластину, поглощается в разрезаемом материале. Оставшаяся часть излучения отражается от нижнего зеркала и проходит через разделяемую пластину в области зоны реза. Далее возможно следующее отражение излучения от верхнего зеркала по направлению к нижнему и т.д.The device includes a laser, an upper mirror attached to the laser, and a lower mirror located on the back of the shared plate. The plate is placed on two supporting elements, between which the lower reflecting mirror is fixed. Part of the laser radiation incident on the plate is absorbed in the material being cut. The rest of the radiation is reflected from the lower mirror and passes through a shared plate in the region of the cut zone. Further, the following reflection of radiation from the upper mirror towards the lower one, etc. is possible.
К недостаткам устройства следует отнести то, что устройство не содержит конструктивных элементов, позволяющих управлять распределением интенсивности излучения в зоне разделения пластины. Оно не может быть использовано для резки неплоских листовых материалов.The disadvantages of the device include the fact that the device does not contain structural elements that allow you to control the distribution of radiation intensity in the separation zone of the plate. It cannot be used for cutting non-flat sheet materials.
Наиболее близким к заявленному является устройство для лазерной резки прозрачных неметаллических материалов [В.Ф. Солинов, В.С. Чадин, Т.А. Алиев, Е.Ф. Солинов, А.К. Алиев, Способ лазерной резки хрупких прозрачных неметаллических материалов, Евразийский патент №012311, СОЗВ 33/09, публ. 28.08.2009 - прототип]Closest to the claimed is a device for laser cutting of transparent non-metallic materials [V.F. Solinov, V.S. Chadin, T.A. Aliev, E.F. Solinov, A.K. Aliev, Method for laser cutting of brittle transparent non-metallic materials, Eurasian patent No. 012311, POPs 33/09, publ. 08/28/2009 - prototype]
Устройство содержит источник лазерного излучения, два вогнутых зеркала, расположенных соосно на противоположных сторонах материала. Нижнее и верхнее зеркала соединяют друг с другом в единую систему посредством использования магнита или электромагнита. Кроме этого, нижнее зеркало снабжено скользящей системой или роликами, позволяющими нижнему зеркалу при движении верхнего зеркала перемещаться соосно. Расстояние между фокусами изменяют в зависимости от толщины разрезаемого листа материала. Верхнее зеркало и объектив расположены на платформе, положением которой управляет робот.The device contains a laser radiation source, two concave mirrors located coaxially on opposite sides of the material. The lower and upper mirrors are connected to each other in a single system by using a magnet or an electromagnet. In addition, the lower mirror is equipped with a sliding system or rollers that allow the lower mirror to move coaxially with the movement of the upper mirror. The distance between the foci varies depending on the thickness of the cut sheet of material. The upper mirror and the lens are located on the platform, the position of which is controlled by the robot.
Недостатком предлагаемого устройства является то, что нижнее и верхнее зеркала связаны между собой посредством сложной электромагнитной системы, снабженной скользящей системой или роликами. В результате, становится практически невозможной резка листовых материалов с большой кривизной поверхности и обрезка краев листа.The disadvantage of the proposed device is that the lower and upper mirrors are interconnected by means of a complex electromagnetic system equipped with a sliding system or rollers. As a result, it becomes practically impossible to cut sheet materials with a large curvature of the surface and to trim the edges of the sheet.
Задачей данного изобретения является повышение эффективности и качества лазерной резки листовых прозрачных материалов сложной формы, которая решается путем увеличения мощности поглощенного излучения в листе разделяемого материала и управлении распределением плотностью мощности излучения в материале.The objective of the invention is to increase the efficiency and quality of laser cutting of sheet transparent materials of complex shape, which is solved by increasing the absorbed radiation power in the sheet of material to be separated and controlling the distribution of the radiation power density in the material.
Поставленная задача решается с помощью устройства, обеспечивающего многократное прохождение луча лазера через область резки. Устройство для лазерной резки прозрачных материалов включает источник лазерного излучения, два зеркала, которые располагают на противоположных сторонах от листа материала. Зеркала закреплены на скобе состоящей из подвижных стержней и втулок, регулирующих вертикальное и горизонтальное положение зеркал, которые ориентируют относительно друг друга с помощью шарового шарнира или другого устройства для двухосной юстировки зеркал. Объектив и скоба жестко соединены с платформой, движение которой обеспечивает робот-манипулятор. Платформа может быть соединена как с оконечной секцией робота так и расположена на каретке двухкоординатного стола. В данном устройстве могут быть использованы зеркала разных профилей и размеров.The problem is solved using a device that provides multiple passage of the laser beam through the cutting area. A device for laser cutting of transparent materials includes a laser source, two mirrors, which are located on opposite sides of the sheet of material. Mirrors are mounted on a bracket consisting of movable rods and bushings that regulate the vertical and horizontal position of the mirrors, which are oriented relative to each other using a ball joint or other device for biaxial alignment of mirrors. The lens and the bracket are rigidly connected to the platform, the movement of which is provided by the robotic arm. The platform can be connected both to the terminal section of the robot and located on the carriage of the two-coordinate table. In this device, mirrors of different profiles and sizes can be used.
На фиг. 1 представлена общая схема устройства, на фиг. 2 - схема прохождения лучей в устройстве, а на фиг. 3 приведен пример хода лучей в системе из двух зеркал.In FIG. 1 shows a general diagram of a device; FIG. 2 is a diagram of the passage of rays in the device, and in FIG. Figure 3 shows an example of a ray path in a system of two mirrors.
Устройство включает два зеркала (1, 2), которые располагают на противоположных сторонах от листа материала (3). Зеркала, закрепляют на скобе (4), которую присоединяют к платформе (5), присоединенной к оконечной секции робота или каретке координатного стола. Скоба (4) состоит из подвижных стержней (6) и втулок (7). С их помощью регулируют вертикальное и горизонтальное положение зеркал (1 и 2). Ориентируют зеркала относительно друг друга с помощью шарового шарнира или другого устройства для двухосной юстировки зеркал (на рисунке не обозначены). Объектив (8), к которому подводится лазерное излучение, монтируют на платформе (5). Сам лазер (на рисунке не показан) может располагаться непосредственно на платформе или в другом удобном месте. В последнем случае лазерное излучение подается на объектив (8) через оптоволоконный кабель. Устройство может быть оснащено приспособлением для подачи хладагента (на рисунке не показано). С помощью втулок (7) и подвижных стержней (6) зеркала могут перемещаться на расстояние до 300 мм в горизонтальной плоскости и до 200 мм по вертикали. Положение стержней фиксируется с помощью зажимных винтов (12).The device includes two mirrors (1, 2), which are located on opposite sides of the material sheet (3). Mirrors are fixed on a bracket (4), which is attached to a platform (5) attached to the terminal section of the robot or the carriage of the coordinate table. The bracket (4) consists of movable rods (6) and bushings (7). With their help, the vertical and horizontal position of the mirrors are regulated (1 and 2). The mirrors are oriented relative to each other using a ball joint or other device for biaxial alignment of mirrors (not shown in the figure). The lens (8), to which laser radiation is supplied, is mounted on a platform (5). The laser itself (not shown in the figure) can be located directly on the platform or in another convenient place. In the latter case, laser radiation is supplied to the lens (8) through a fiber optic cable. The device may be equipped with a device for supplying refrigerant (not shown in the figure). Using bushings (7) and movable rods (6), the mirrors can be moved up to 300 mm in the horizontal plane and up to 200 mm vertically. The position of the rods is fixed with clamping screws (12).
Лазерный луч (9) направляют из объектива (8) к системе из двух зеркал (1, 2). Луч проходит мимо верхнего зеркала (1), как показано на фиг. 2, и попадает на нижнее зеркало (2). Отраженный под определенным углом луч (10) попадает на верхнее зеркало (1), затем вновь отражается и попадает на нижнее зеркало (2) и т.д. Угол между плоскостями зеркал выбирают в пределах от 0,05 до 25 градусов.The laser beam (9) is directed from the lens (8) to a system of two mirrors (1, 2). The beam passes by the upper mirror (1), as shown in FIG. 2, and falls on the lower mirror (2). The beam (10) reflected at a certain angle hits the upper mirror (1), then is reflected again and hits the lower mirror (2), etc. The angle between the planes of the mirrors is chosen in the range from 0.05 to 25 degrees.
Ниже полезная модель иллюстрируется конкретным примером его осуществления.The utility model is illustrated below with a specific example of its implementation.
В устройстве используют систему из двух плоских зеркал, наклоненных по отношению друг к другу под углом α=2,17° (фиг. 3). Луч (9) проходит рядом с зеркалом (1) и падает под углом β=24° по отношению к нормали плоскости нижнего зеркала (2). Как показано на фиг.3 луч отражается от зеркала (2) и распространяется в плоскости (X, Z). Вначале луч распространяется в направлении увеличения координаты X (сплошные стрелки на фиг. 2, 3). После отражения от зеркала (2) в точке с координатой X=47 мм направление распространения луча меняется на противоположное, т.е. в сторону уменьшения координаты X (пунктирные стрелки на фиг. 2, 3).The device uses a system of two flat mirrors, inclined relative to each other at an angle α = 2.17 ° (Fig. 3). Beam (9) passes near mirror (1) and falls at an angle β = 24 ° with respect to the normal to the plane of the lower mirror (2). As shown in figure 3, the beam is reflected from the mirror (2) and propagates in the plane (X, Z). At first, the beam propagates in the direction of increasing the X coordinate (solid arrows in Figs. 2, 3). After reflection from the mirror (2) at a point with the coordinate X = 47 mm, the direction of beam propagation changes to the opposite, i.e. in the direction of decreasing the X coordinate (dashed arrows in Figs. 2, 3).
В данном примере луч пересекает лист материала 12 раз, ослабляется по интенсивности вследствие поглощения и рассеяния и, в конечном счете, покидает систему зеркал. Таким образом, эффективность использования излучения значительно возрастает по сравнению с устройствами с одним проходом излучения через лист прозрачного материала.In this example, the beam crosses a sheet of material 12 times, attenuates in intensity due to absorption and scattering, and ultimately leaves the mirror system. Thus, the efficiency of the use of radiation increases significantly compared to devices with a single pass of radiation through a sheet of transparent material.
В отличие от прототипа [2] предлагаемое устройство бесконтактное, т.е. ни одна из его частей не имеет непосредственного контакта с поверхностью материала и может быть использовано для резки листовых материалов сложной 3D-формы и обрезки кромок листа.Unlike the prototype [2], the proposed device is contactless, i.e. none of its parts has direct contact with the surface of the material and can be used for cutting sheet materials of complex 3D shape and trimming the edges of the sheet.
Возможно управление пространственным распределением плотности поглощенной энергии в материале за счет двухосной ориентации зеркал. Кроме того, подбором профиля зеркал можно получить желаемое распределение интенсивности излучения на поверхности обрабатываемого материала.It is possible to control the spatial distribution of the density of absorbed energy in the material due to the biaxial orientation of the mirrors. In addition, by selecting the profile of the mirrors you can get the desired distribution of the radiation intensity on the surface of the processed material.
ИСТОЧНИКИ ИНФОРМАЦИИ.INFORMATION SOURCES.
1. Michael Haase, Device for the separative machining of components made from brittle material. Patent US 20090014492 A1, filled 30.06.2008, published 15.01.2009, C03B 33/091. Michael Haase, Device for the separative machining of components made from brittle material. Patent US 20090014492 A1, filled 06/30/2008, published 01/15/2009, C03B 33/09
2. В.Ф. Солинов, В.С. Чадин, Т.А. Алиев, Е.Ф. Солинов, А.К. Алиев. Способ лазерной резки хрупких прозрачных неметаллических материалов. Евразийский патент №200601429, заявл. от 16.08.2006, СОЗВ 33/09 - прототип2. V.F. Solinov, V.S. Chadin, T.A. Aliev, E.F. Solinov, A.K. Aliev Method for laser cutting of brittle transparent non-metallic materials. Eurasian patent No. 200601429, declared from 08.16.2006, POPs 33/09 - prototype
Claims (3)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123105/03U RU145958U1 (en) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2014123105/03U RU145958U1 (en) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU145958U1 true RU145958U1 (en) | 2014-09-27 |
Family
ID=51657144
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2014123105/03U RU145958U1 (en) | 2014-06-06 | 2014-06-06 | DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU145958U1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209801U1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-03-23 | Валерий Иванович Ревенко | Device for laser cutting a sample of brittle non-metallic material |
-
2014
- 2014-06-06 RU RU2014123105/03U patent/RU145958U1/en not_active IP Right Cessation
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU209801U1 (en) * | 2021-11-29 | 2022-03-23 | Валерий Иванович Ревенко | Device for laser cutting a sample of brittle non-metallic material |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2528287C2 (en) | Method of fragile non-metallic material laser cutting and device to this end | |
| CN102653032B (en) | Laser multipoint focusing processing system | |
| TWI519369B (en) | Laser machining systems,laser machining mathod, and optical head | |
| KR101798172B1 (en) | Laser beam working machine | |
| CN202539812U (en) | Laser multipoint focusing processing system | |
| KR101547806B1 (en) | Device for processing brittle substrate using aspherical lens having multi focus | |
| CN108890138A (en) | A kind of ultrafast laser polishing processing method for ceramic matric composite | |
| CN108436310B (en) | Method for rapidly processing automobile rearview mirror by using laser | |
| CN107065155B (en) | Variable-focus optical unit for laser cleaning and laser cleaning device | |
| RU2013136304A (en) | BEAM TREATMENT DEVICE | |
| TWI607818B (en) | Chamfering device and chamfering method | |
| RU145958U1 (en) | DEVICE FOR LASER CUTTING OF SHEET TRANSPARENT MATERIALS | |
| CN107379528B (en) | 3D printing device | |
| CN107807451A (en) | A kind of portable variable-focus length optical system | |
| KR20140121927A (en) | Appraratus for manufacturing pattern on a light guide plate | |
| US10029940B1 (en) | Laser-separated edges with controlled roughness | |
| WO2011026412A1 (en) | Parabolic mirror light-converging system having partially displaceable reflective surface | |
| CN104406543A (en) | Optical axis parallelity device of double optical axis system and method | |
| CN103231166B (en) | Pneumatic servo focus adjusting mechanism | |
| CN102176085B (en) | Mechanism for achieving large-range movement and scanning of laser beam | |
| JP2021138599A (en) | Interpolation mechanism for laser scribe device and scribe device applied with interpolation mechanism | |
| RU209801U1 (en) | Device for laser cutting a sample of brittle non-metallic material | |
| CN116038105A (en) | A kind of equipment for diamond processing with double vibrating mirrors | |
| CN206140208U (en) | Optical localization aims at appearance | |
| CN110116267A (en) | A kind of laser scanning device and laser scanning optical system |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM9K | Utility model has become invalid (non-payment of fees) |
Effective date: 20190607 |