一种曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法

摘要

本发明提供的一种曲面玻璃的激光雕刻装置，包括操作台面，所述操作台面上端两侧固定有立柱，两个所述立柱之间连接有x轴驱动机构，所述x轴驱动机构的输出端连接有y轴驱动机构，所述y轴驱动机构的输出端连接有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构的输出端连接有激光头、位移传感器，所述操作台面内设有n个间隔分布的电磁铁，n为大于等于5的整数，所述操作台面上放置有与所述电磁铁上端磁极相同的永磁体，所述永磁体位于所述位移传感器正下方。本发明提供的曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法，能够实现曲面玻璃的自动化雕刻，加工效率高。

权利要求

1.一种曲面玻璃的激光雕刻装置，其特征在于，包括操作台面（1），所述操作台面（1）上端两侧固定有立柱（2），两个所述立柱（2）之间连接有x轴驱动机构（3），所述x轴驱动机构（3）的输出端连接有y轴驱动机构（4），所述y轴驱动机构（4）的输出端连接有z轴驱动机构（5），所述z轴驱动机构（5）的输出端连接有激光头（6）、位移传感器（7），所述操作台面（1）内设有n个间隔分布的电磁铁（8），n为大于等于5的整数，所述操作台面（1）上放置有与所述电磁铁（8）上端磁极相同的永磁体（9），所述永磁体（9）位于所述电磁铁（8）上侧以及位于曲面玻璃（11）下端面下方，所述永磁体（9）位于所述位移传感器（7）正下方，所述永磁体（9）为圆柱体结构，所述永磁体（9）外侧面还覆盖有一层反射涂层（10），所述位移传感器（7）能够接收到所述反射涂层（10）反射出的光线，对n个所述电磁铁（8）依次通电，使永磁体（9）紧贴所述曲面玻璃（11）下端面向右侧移动。

2.一种曲面玻璃的雕刻方法，应用了如权利要求1所述曲面玻璃的激光雕刻装置，其特征在于，包括以下步骤：

S1准备曲面玻璃（11），将曲面玻璃（11）倒扣放置在操作台面（1）上，并使曲面玻璃（11）一侧边位于第1个电磁铁（8）上侧；

S2将永磁体（9）放置在第1个电磁铁（8）上侧，并使曲面玻璃（11）下端面紧贴永磁体（9），通过x轴驱动机构（3）、y轴驱动机构（4）调整位移传感器（7）位于永磁体（9）正上方，根据雕刻深度，利用z轴驱动机构（5）调整激光头（6）与曲面玻璃（11）上端面的距离，并记录位移传感器（7）与永磁体（9）之间的距离为L；

S3第1个电磁铁（8）、第2个电磁铁（8）至第n个电磁铁（8）依次通电，通电间隔为0.5 2s，~

通电后第n个电磁铁（8）产生的磁感应强度B满足以下公式：B=12.4tT（t＜2s，T为单位：特斯拉）；B=24.8T（2s≤t＜6s，T为单位：特斯拉）；

S4电磁铁（8）通电过程中，系统设定位移传感器（7）与永磁体（9）之间的距离为L，距离的检测通过位移传感器（7）测定，当位移传感器（7）与永磁体（9）之间的距离为大于L或小于L时，通过z轴驱动机构（5）调整位移传感器（7）的高度，使位移传感器（7）与永磁体（9）之间符合系统设定的距离L；

S5通电的同时激光头（6）持续射出激光，通过x轴驱动机构（3）的移动，激光在曲面玻璃（11）上端面雕刻出弧形线槽，而x轴驱动机构（3）的移动是通过位移传感器（7）实时捕捉永磁体（9）在x方向上的位置实现。

3.根据权利要求2所述的 一种曲面玻璃的雕刻方法，其特征在于，步骤S3中通电后第n个电磁铁（8）产生的磁感应强度B还满足以下公式：B=0T（t≥6s，T为单位：特斯拉）。

说明书

一种曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法

技术领域

[0001] 本发明涉及玻璃加工技术领域，具体涉及一种曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法。

背景技术

[0002] 随着建筑行业不断发展，普通的平面玻璃以及不能满足市场需求，因此出现了曲面玻璃。曲面玻璃同样要进行雕刻、切割、打磨、抛光、清洗、烘干等工序，由于曲面玻璃的结
构与平面玻璃差别较大，普通的平面玻璃加工设备不能对曲面玻璃进行加工，需要特制的
设备。如图4所示的曲面玻璃11，对于曲面玻,11雕刻工序，一般需要严格控制激光头与雕刻
面的间距，这样雕刻出来的弧形线槽才符合要求，由于其表面具有一定的弧度，因此，进行
雕刻前，需要提前根据曲面玻璃11的形状建模并设定雕刻机的运动轨迹等参数，操作繁琐，
加工效率低。

发明内容

[0003] 针对以上问题，本发明提供一种曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法，能够实现曲面玻璃的自动化雕刻，加工效率高。

[0004] 为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：

[0005] 一种曲面玻璃的激光雕刻装置，包括操作台面，所述操作台面上端两侧固定有立柱，两个所述立柱之间连接有x轴驱动机构，所述x轴驱动机构的输出端连接有y轴驱动机
构，所述y轴驱动机构的输出端连接有z轴驱动机构，所述z轴驱动机构的输出端连接有激光
头、位移传感器，所述操作台面内设有n个间隔分布的电磁铁，n为大于等于5的整数，所述操
作台面上放置有与所述电磁铁上端磁极相同的永磁体，所述永磁体位于所述位移传感器正
下方。

[0006] 具体的，所述永磁体为圆柱体结构。

[0007] 具体的，所述永磁体外侧面还覆盖有一层反射涂层。

[0008] 一种曲面玻璃的雕刻方法，包括以下步骤：

[0009] S1准备曲面玻璃，将曲面玻璃倒扣放置在操作台面上，并使曲面玻璃一侧边位于第1个电磁铁上侧；

[0010] S2将永磁体放置在第1个电磁铁上侧，并使曲面玻璃下端面紧贴永磁体，通过x轴驱动机构、y轴驱动机构调整位移传感器位于永磁体正上方，根据雕刻深度，利用y轴驱动机
构调整激光头与曲面玻璃上端面的距离，并记录位移传感器与永磁体之间的距离为L；

[0011] S3第1个电磁铁、第2个电磁铁···第n个电磁铁依次通电，通电间隔为0.5～2s，通电后第n个电磁铁产生的磁感应强度B满足以下公式：B＝12.4tT(t＜2s，T为单位：特斯
拉)；B＝24.8T(t≥2s，T为单位：特斯拉)；

[0012] S4电磁铁通电过程中，系统设定位移传感器与永磁体之间的距离为L，距离的检测通过位移传感器测定，当位移传感器与永磁体之间的距离为大于L或小于L时，通过z轴驱动
机构调整位移传感器的高度，使定位移传感器与永磁体符合系统设定的距离L；

[0013] S5通电的同时激光头持续射出激光，通过x轴驱动机构的移动，激光在曲面玻璃上端面雕刻出弧形线槽，而x轴驱动机构的移动是通过定位移传感器实时捕捉永磁体在x方向
上的位置实现。

[0014] 具体的，所述步骤S3中通电后第n个电磁铁产生的磁感应强度B还满足以下公式：B＝0T(t≥6s，T为单位：特斯拉)。

[0015] 本发明的有益效果是：

[0016] 本发明提供的一种曲面玻璃的激光雕刻装置及其雕刻方法，利用了电磁铁与永磁体同名磁性相斥的原理，电磁铁通电后永磁体在其斥力下始终保持在曲面玻璃下端面活
动，并且严格控制每个电磁铁产生的磁感应强度大小，使左侧磁感应强度始终大于右侧磁
感应强度，从而使永磁体始终靠向右侧移动，同时通过位移传感器判断永磁铁的水平位置
和垂直高度，能够精准控制激光头的运动轨迹，并在曲面玻璃上端面雕刻出弧形线槽，从而
实现曲面玻璃的自动化雕刻，加工效率高。

附图说明

[0017] 图1为本发明的一种曲面玻璃的激光雕刻装置的结构示意图一。

[0018] 图2为本发明的一种曲面玻璃的激光雕刻装置的结构示意图一。

[0019] 图3为本发明中永磁体的结构示意图。

[0020] 图4为曲面玻璃的结构示意图。

[0021] 附图标记为：操作台面1、立柱2、x轴驱动机构3、y轴驱动机构4、z轴驱动机构5、激光头6、位移传感器7、电磁铁8、永磁体9、反射涂层10、曲面玻璃11。

具体实施方式

[0022] 下面结合实施例和附图对本发明作进一步详细的描述，但本发明的实施方式不限于此。

[0023] 参照图1～4所示：

[0024] 一种曲面玻璃的激光雕刻装置，包括操作台面1，操作台面1上端两侧固定有立柱2，两个立柱2之间连接有x轴驱动机构3，x轴驱动机构3的输出端连接有y轴驱动机构4，y轴
驱动机构4的输出端连接有z轴驱动机构5，z轴驱动机构5的输出端连接有激光头6、位移传
感器7，操作台面1内设有n个间隔分布的电磁铁8，n为大于等于5的整数，操作台面1上放置
有与电磁铁8上端磁极相同的永磁体9，永磁体9位于位移传感器7正下方，x轴驱动机构3、y
轴驱动机构4可采用常规的电机、丝杆、滑块实现x轴、y轴的驱动功能，z轴驱动机构5可采用
气缸实现z轴的驱动功能。

[0025] 优选地，为了使永磁体9能够在曲面玻璃11下端面滑动，且避免其在滑动过程中偏位，永磁体9为圆柱体结构。

[0026] 优选地，为了使位移传感器7能够接收到其反射出的光线，永磁体9外侧面还覆盖有一层反射涂层10。

[0027] 一种曲面玻璃的雕刻方法，包括以下步骤：

[0028] S1准备曲面玻璃11，将曲面玻璃11倒扣放置在操作台面1上，并使曲面玻璃11一侧边位于第1个电磁铁8上侧；

[0029] S2将永磁体9放置在第1个电磁铁8上侧，并使曲面玻璃11下端面紧贴永磁体9，通过x轴驱动机构3、y轴驱动机构4调整位移传感器7位于永磁体9正上方，根据雕刻深度，利用
y轴驱动机构4调整激光头6与曲面玻璃11上端面的距离，并记录位移传感器7与永磁体9之
间的距离为L；

[0030] S3第1个电磁铁8、第2个电磁铁8···第n个电磁铁8依次通电，通电间隔为0.5～2s，通电后第n个电磁铁8产生的磁感应强度B满足以下公式：B＝12.4tT(t＜2s，T为单位：特
斯拉)；B＝24.8T(t≥2s，T为单位：特斯拉)，使得第1个电磁铁8产生的磁感应强度B＞第2个
电磁铁8产生的磁感应强度B、第2个电磁铁8产生的磁感应强度B＞第3个电磁铁8产生的磁
感应强度B···第n‑1个电磁铁8产生的磁感应强度B＞第n个电磁铁8产生的磁感应强度
B，由于电磁铁8通电能够产生磁性，而且电磁铁8上端与永磁体9的磁极相同，永磁体9产生
向上的斥力，且左侧的磁性大于右侧的磁性，在斥力作用下，永磁体9能够始终靠向右侧移
动；

[0031] S4电磁铁8通电过程中，系统设定位移传感器7与永磁体9之间的距离为L，距离的检测通过位移传感器7测定，当位移传感器7与永磁体9之间的距离为大于L或小于L时，通过
z轴驱动机构5调整位移传感器7的高度，使定位移传感器7与永磁体9符合系统设定的距离
L；

[0032] S5通电的同时激光头6持续射出激光，通过x轴驱动机构3的移动，激光在曲面玻璃11上端面雕刻出弧形线槽，而x轴驱动机构3的移动是通过定位移传感器7实时捕捉永磁体9
在x轴方向上的位置实现，利用了电磁铁8与永磁体9同名磁性相斥的原理，电磁铁8通电后
永磁体9在其斥力下始终保持在曲面玻璃11下端面活动，并且严格控制每个电磁铁8产生的
磁感应强度大小，使左侧磁感应强度始终大于右侧磁感应强度，从而使永磁体9始终靠向右
侧移动，同时通过位移传感器7判断永磁铁9的水平位置和垂直高度，能够精准控制激光头9
的运动轨迹，并在曲面玻璃11上端面雕刻出弧形线槽。

[0033] 优选地，为了降低电磁铁8消耗的电能，步骤S3中通电后第n个电磁铁8产生的磁感应强度B还满足以下公式：B＝0T(t≥6s，T为单位：特斯拉)，也就是说，当第n个电磁铁8通电
6s后，立刻断电，从而达到节能效果。

[0034] 以上实施例仅表达了本发明的1种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在
不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。
因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。