阅读说明：本技术 一种玻璃激光切割系统 (Glass laser cutting system ) 是由 唐国平 聂昆深 迟彦龙 高云峰 于 2020-06-12 设计创作，主要内容包括：本发明属于激光切割技术领域,涉及一种玻璃激光切割系统,该一种玻璃激光切割系统包括上料机构、切割机构、中转移载机构、裂片机构和下料机构,上料机构用于承载待切割的产品,切割机构用于切割上料机构上的产品,中转移载机构用于将经所述切割机构切割的产品移动至所述裂片机构,裂片机构用于对经所述切割机构切割的产品进行裂片,下料机构用于下料。通过本发明,产品切割后,不易影响产品结构强度、切割精度较高、切割成功率较高、不容易出现漏液、可以满足加工需求、自动化程度较高。(The invention belongs to the technical field of laser cutting, and relates to a glass laser cutting system which comprises a feeding mechanism, a cutting mechanism, a transfer mechanism, a splitting mechanism and a blanking mechanism, wherein the feeding mechanism is used for bearing a product to be cut, the cutting mechanism is used for cutting the product on the feeding mechanism, the transfer mechanism is used for moving the product cut by the cutting mechanism to the splitting mechanism, the splitting mechanism is used for splitting the product cut by the cutting mechanism, and the blanking mechanism is used for blanking. By the aid of the automatic cutting machine, after products are cut, structural strength of the products is not easily affected, cutting accuracy is high, cutting success rate is high, liquid leakage is not easily caused, machining requirements can be met, and automation degree is high.)

一种玻璃激光切割系统

技术领域

本发明涉及激光切割技术领域，尤其涉及一种玻璃激光切割系统。

背景技术

薄膜晶体管液晶显示器(Thin film transistor liquid crystal display，简称为TFT-LCD)是多数液晶显示器的一种，它使用薄膜晶体管技术改善影象品质。TFT-LCD面板可视为两片玻璃基板中间夹着一层液晶，上层的玻璃基板是彩色滤光片、而下层的玻璃则有晶体管镶嵌于上。当电流通过晶体管产生电场变化，造成液晶分子偏转，藉以改变光线的偏极性，再利用偏光片决定像素的明暗状态。

在TFT-LCD制程过程中，根据生产加工的需求，需要同时对双层玻璃进行切割，刀轮切割由于技术成熟稳定、工艺简单、效率高、刀轮设备成本较低得到广泛运用。但是随着技术革新和市场变化，大尺寸液晶显示器玻璃厚度要求越来越薄，边框要求越来越窄，传统的刀轮切割工艺难以满足要求，刀轮切割还存在如下缺点：

(1)、刀轮切割属于机械切割，切割后在玻璃边缘部分留下了显著的机械应力，边缘强度变差，为了提高玻璃边缘强度，防止玻璃在初次切割后发生进一步的破碎，必须在切割面进行磨削或抛光，然后再进行后道清理工序，加工工序繁多；

(2)、刀轮切割存在切割面和玻璃表面不垂直，影响切割精度；

(3)、刀轮切割对于超薄基底材料来说缺陷明显，实际上刀轮切割加工厚度小于1mm的基底材料非常困难，切割时容易造成基底材料破碎，成功率较低；

(4)、刀轮切割难以在TFT-LCD双层玻璃封胶处切割，在封胶处刀轮切割容易导致漏液(由于LCD双层玻璃四周的封胶被破坏，空气进入液晶显示区，导致显示区产生气泡，称为漏液)；

(5)、为了避免刀轮切割产生漏液现象，刀轮切割线必须在封胶以外，切割后玻璃边缘距离显示区距离在2mm以上，因此无法满足超窄拼缝LCD拼接屏和超窄边框LCD液晶显示屏的超窄边框要求；

(6)、刀轮切割自动化程度较低，影响加工效率。

因此，急需一种新的切割方式改善上述刀轮切割的缺陷。

发明内容

本发明实施例的目的在于提供一种玻璃激光切割系统，用于解决刀轮切割TFT-LCD双层玻璃存在的切割后影响产品结构强度、切割精度低、切割成功率较低、容易出现漏液、无法满足加工需求、自动化程度较低的技术问题。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供一种玻璃激光切割系统，采用了如下所述的技术方案：

该一种玻璃激光切割系统包括：

上料机构，包括底座、滑动设置于所述底座且用于承载待切割产品的切割平台和用于驱动所述切割平台沿所述底座移动的上料驱动组件，所述切割平台设置有用于对待切割产品进行定位的粗定位组件和用于固定待切割产品的固定组件；

切割机构，包括设置于所述底座的切割座、设置于所述切割座的激光切割器、设置于所述切割座用于驱动激光切割器沿切割座移动的切割驱动组件和设置于所述激光切割器用于对切割平台上的待切割产品进行定位的精定位组件，所述上料机构用于承载固定待切割的产品并将待切割的产品移动至所述切割机构进行切割；

裂片机构，用于对经所述切割机构切割的产品进行裂片；

中转移载机构，设置于所述切割机构和裂片机构之间，所述中转移载机构用于将经所述切割机构切割的产品移动至所述裂片机构；

下料机构，设置于所述裂片机构的一侧且用于移动经所述裂片机构裂片的产品。

与现有技术相比，本发明实施例提供的一种玻璃激光切割系统主要有以下有益效果：

具体工作时，将待切割的产品放置到切割平台上，粗定位组件对待切割的产品进行机械定位，固定组件固定住待切割的产品；接着精定位组件对待切割的产品进行进一步定位，定位后激光切割器根据预先设置的程序对产品进行切割，切割完成后，中转移载机构将切割后的产品搬运至裂片机构，裂片后产品传输到下料机构，最后通过人工或机械手下料。通过本发明，产品切割后，不易影响产品结构强度、切割精度较高、切割成功率较高、不容易出现漏液、可以满足加工需求、自动化程度较高。

附图说明

为了更清楚地说明本发明中的方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一个简单介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本发明一个实施例中玻璃激光切割系统的立体结构示意图；

图2是图1中玻璃激光切割系统的内部的立体结构示意图；

图3是图2中玻璃激光切割系统的上料机构和切割机构的立体结构示意图；

图4是图3中A处的局部放大图；

图5是图2中玻璃激光切割系统的中转移载机构的立体结构示意图；

图6是图5中移载组件的立体结构示意图；

图7是图2中玻璃激光切割系统的裂片机构的立体结构示意图；

图8是图7中裂片机构的俯视图；

图9是图8中B处的局部放大图；

图10是图8中裂片组件的结构示意图；

图11是图8中推进组件结构示意图；

图12是图2中玻璃激光切割系统的下料机构的立体结构示意图。

附图中的标号如下：

100、上料机构；101、机箱；110、底座；120、切割平台；121、切割滚轮；130、上料驱动组件；140、粗定位组件；150、固定组件；151、上料吸盘；200、切割机构；210、切割座；220、激光切割器；230、切割驱动组件；240、精定位组件；300、中转移载机构；310、中转支架；320、中转座；330、中转驱动组件；340、移载组件；341、移载板；342、导向杆；343、移载支架；344、旋转驱动件；345、移载吸盘；350、移载驱动组件；400、裂片机构；410、裂片底架；411、人工踏板；420、裂片载台；421、放置台；422、裂片吸嘴；423、调节件；430、裂片组件；431、裂刀机架；432、裂刀驱动模组；433、裂片刀；440、推进组件；441、推进吸盘驱动模组；442、推进吸盘升降气缸；443、推进顶板；444、推进吸嘴；450、废料收集箱；451、废料导向组件；500、下料机构；510、下料底架；520、下料传输组件；530、下料顶升组件；540、限位件。

具体实施方式

除非另有定义，本文所使用的所有技术和科学术语与属于本发明技术领域的技术人员通常理解的含义相同；本文在说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明，例如，术语“长度”、“宽度”、“上”、“下”、“左”、“右”、“前”、“后”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置为基于附图所示的方位或位置，仅是便于描述，不能理解为对本技术方案的限制。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中的术语“包括”和“具有”以及它们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含；本发明的说明书和权利要求书或上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

本发明的说明书和权利要求书及上述附图说明中，当元件被称为“固定于”或“安装于”或“设置于”或“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接位于该另一个元件上。例如，当一个元件被称为“连接于”另一个元件上，它可以是直接或间接连接到该另一个元件上。

此外，在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

需说明的是，为了方便描述，定义空间上相互垂直的三个坐标轴分别为X轴、Y轴和Z轴，其中X轴与Y轴为同一水平面相互垂直的两个坐标轴，Z轴为竖直方向的坐标轴；X轴、Y轴和Z轴位于空间相互垂直有三个平面分别为XY面、YZ面和XZ面，其中，XY面为水平面，XZ面和YZ面均为竖直面，且XZ面与YZ面垂直。

本发明实施例提供一种玻璃激光切割系统，如图1和图2所示，该一种玻璃激光切割系统包括有一个机箱101，机箱101内依次设置有上料机构100、切割机构200、中转移载机构300、裂片机构400和下料机构500，机箱101的设置可以减小加工噪音，同时进行无尘化加工，在加工过程中避免产品受到污染。本实施例中的产品可以为TFT-LCD双层玻璃。

具体地，参照图2和图3上料机构100包括底座110、滑动设置于底座110且用于承载待切割产品的切割平台120和用于驱动切割平台120沿底座110移动的上料驱动组件130，切割平台120设置有用于对待切割产品进行定位的粗定位组件140和用于固定待切割产品的固定组件150；切割机构200包括设置于底座110的切割座210、设置于切割座210的的激光切割器220、设置于切割座210用于驱动激光切割器220沿切割座210移动的切割驱动组件230和设置于激光切割器220用于对切割平台120上的待切割产品进行定位的精定位组件240，上料机构100用于承载固定待切割的产品并将待切割的产品移动至切割机构200进行切割；中转移载机构300，设置于切割机构200和裂片机构400之间，中转移载机构300用于将经切割机构200切割的产品移动至裂片机构400；下料机构500，设置于裂片机构400的一侧且用于移动经裂片机构400裂片的产品。具体工作时，将待切割的产品放置到切割平台120上，粗定位组件140对待切割的产品进行机械定位，固定组件150固定住待切割的产品；接着精定位组件240对待切割的产品进行进一步定位，定位后激光切割器220根据预先设置的程序对产品进行切割，切割完成后，中转移载机构300将切割后的产品搬运至裂片机构400，裂片后产品传输到下料机构500，最后通过人工或机械手下料。通过本发明，产品切割后，不易影响产品结构强度、切割精度较高、切割成功率较高、不容易出现漏液、可以满足加工需求、自动化程度较高。

如图3和图4所示，在本实施例中，上料机构100包括申请号为CN201910630751.4公开的一种玻璃切割载台，此处不在赘述。底座110采用大理石，稳定性较好，底座110包括有上料工位、切割工位和转移工位，上料驱动组件130包括Y轴直线电机，通过直线电机，可以将上料平台运送至底座110上料工位上料，然后移动至切割工位进行切割，最后移动至转移工位转移，粗定位组件140包括设置于切割平台120外侧的推板，固定组件150包括设置在切割平台120上面的上料吸盘151，切割平台120上上转动承载有用于移动产品的切割滚轮121，切割平台120兼容了滚轮传送、机械初定位、产品承载吸附、产品气浮等多重功能；滚轮传送确保设备上游可以直接对接滚轮输送线，可对应自动上料；机械初定位采用四边定位的方式，定位准确，定位后能确保精定位CCD准确抓取Mark,而且初定位机构对不同尺寸(32寸-75寸)的产品均可机械初定位；切割平台120采用拼接结构，单板水平度可调，整板水平度可达±30um以内，保证激光加工精度；切割平台120气路做合理分区，确保可以对应不同产品尺寸的吸附。

在本实施例中，结合图3切割机构200设置在底座110的切割工位上，切割座210为龙门架，切割驱动组件230为X轴直线电机，精定位组件240采用CCD视觉检测装置，采用激光切割，可以保证切割的稳定性和切割精度。激光工艺应用在对TFT-LCD双层玻璃的切割上，解决了传统刀轮切割的一系列缺点，最重要的是：激光切割解决了超窄边框显示屏的难题，在全面屏和超窄边框显示器热度不断上涨的今天，激光切割工艺对超窄边框显示屏的贡献，极大的满足了市场和消费者的需求，目前超窄显示屏边框已经可以做到三边0.6mm，下部端子侧2mm左右的极限水平，接近真正意义上的全面屏。

如图5和图6所示，中转移载机构300包括设置于上料机构100和裂片机构400之间的中转支架310、滑动设置于中转支架310的中转座320以及用于驱动中转座320沿中转支架310移动的中转驱动组件330、滑动设置于中转座320且用于搬运切割产品的移载组件340以及用于驱动移载组件340沿中转座320上下移动的移载驱动组件350。具体地，中转支架310的一端位移底座110的中转工位上方，另一端位于裂片机构400上方，中转驱动组件330包括Y轴移动齿轮齿条模组，由于中转移动距离大，因此采用齿轮齿条传动，齿轮齿条传动承载力大，传动精度较高，可较大长度对接延续；齿轮齿条对加工和安装精度要求较高；在其他实施例中，中转驱动组件330可以采用同步带替换。移载驱动组件350包括Z轴移动丝杆模组，移载组件340设置有四个导向杆342与中转座320滑动连接，可以提高整个结构的稳定性。

在本实施例中，由于切割机构200是长边进料，下料需要短边出料，移载组件340包括与中转座320滑动连接的移载板341、转动设置于移载板341底部的移载支架343、用于驱动移载支架343转动的旋转驱动件344以及设置于移载支架343的底部且用于吸附切割产品的移载吸盘345。具体地，导向杆342固定在移载板341上，旋转驱动件344包括伺服电机，在其他实施例中，旋转驱动件344可以采用DD马达，精度较高，移载吸盘345在移载支架343上呈回字型设置，划分为多个区域，保证移载吸盘345可以兼容不同产品尺寸的吸附搬运。具体工作时，当切割机构200产品切割后，中转驱动组件330驱动中转座320移动至中转工位上方，然后移载驱动组件350驱动移载组件340向下运动以使移载吸盘345接触切割后的产品，接着移载驱动组件350驱动移载组件340向上运动，然后旋转驱动件344驱动移载组件340旋转90°，最后中转驱动组件330将中转座320移动至裂片机构400上方，移载驱动组件350驱动移载组件340向下运动，移载吸盘345破真空将产品放置到裂片机构400上。

如图7所示，裂片机构400包括裂片底架410、裂片载台420、裂片组件430和推进组件440。

在本实施例中，裂片底架410设置有用于供工人踩踏的人工踏板411，具体地，裂片底架410两侧做了人工踏板411，可以为后续的维修提供操作空间。

在本实施例中，参照图7至图9，裂片载台420裂片载台420包括设置于裂片底架410的至少一个放置台421，放置台421设置有用于吸附和气浮切割产品的裂片吸嘴422，放置台421上还设置有用于调节放置台421水平度的调节件423，调节件423与底架活动连接。具体地，可以根据产品大小以及加工数量设置放置台421的数量，此处放置台421设置有八个，放置台421整体做“回”字形合理分区，用以兼容不同尺寸的玻璃产品吸附；调节件423为螺栓，在每个放置台421的四个角落螺纹连接由于螺栓，螺栓再与裂片底架410螺纹连接，通过转动螺栓以调节放置台421的水平度，每个放置台421水平度可调，保证整板水平度在±50um以内。裂片吸嘴422可以对产品吸附以及气浮，方便固定待裂片的产品以及方便下料。

在本实施例中，结合图8和图10所示，裂片组件430设置于裂片底架410且分别位于裂片载台420四周，裂片组件430用于对产品的外侧进行裂片，裂片组件430包括设置于裂片底架410的裂刀机架431、设置于裂刀机架431靠近裂片载台420一侧的裂刀驱动模组432和设置于裂刀驱动模组432靠近裂片载台420的一侧的裂片刀433，裂刀驱动模组432用于驱动裂片刀433上下移动。具体地，裂刀驱动模组432采用Z轴高精度丝杆模组，精确控制裂刀下降深度，在其他实施例中，裂刀驱动模组432可以采用大负载滑台气缸；搭配4根滑轨，保证结构的稳定性。裂片刀433末端和玻璃接触的部分与裂刀主体分离，采用不锈钢材质；上下前后可调，保证裂片时裂刀下表面同时接触产品，保证裂片均匀性。裂片机构400将四边裂片集中在同一工位，缩减了设备空间和成本，裂片效果良好，该方案也适用于玻璃盖板或其他脆性材料的裂片。

在本实施例中，结合图8和图11所示，裂片机构400还包括用于移动产品的推进组件440，推进组件440设置于底架且位于两个放置台421之间，推进组件440包括沿放置台421水平方向移动的推进吸盘驱动模组441、设置于推进吸盘驱动模组441的推进吸盘升降气缸442以及设置于推进吸盘升降气缸442的推进吸盘组件，推进吸盘升降气缸442用于驱动推进吸盘组件上下运动。具体地，推进吸盘组件包括固定于推进吸盘升降气缸442伸缩杆的推进顶板443和设置于推进顶板443的推进吸嘴444，推进吸嘴444包括弹性吸嘴，防止吸附时破坏产品，推进吸嘴444用于吸附裂片后的产品。

在本实施例中，结合图8和图11，推进组件440设置有三组推进组件440，其中第一组推进组件440沿裂片载台420的长度方向，另外两组沿裂片载台420的宽度方向分布且位于第一组两侧，推进吸盘驱动模组441采用高精度丝杠模组，保证推进定位精度。具体工作时，常位时，推进吸盘升降气缸442在下降低位，推进吸嘴444上表面低于裂片载台420，当需要推进组件440动作时，推进吸盘升降气缸442上升，推进吸嘴444与玻璃产品下表面接触并完成吸附；推进吸盘驱动模组441运动配合裂片载台420气浮将玻璃搬运至目标位置；到位后，裂片吸嘴422吸附玻璃，推进吸嘴444断真空，推进吸盘升降气缸442下降到低位。

在本实施例中，结合图7所示，为了方便收集裂片后的废料，裂片底架410可拆卸连接有用于收集废料的废料收集箱450，裂片底架410还设置有用于将裂片下的废料导向废料收集箱450的废料导向组件451，废料导向组件451位于废料收集箱450和裂片载台420之间。具体地，废料收集箱450设置有至少一个且与裂片底架410滑动连接，类似于抽屉，废料导向组件451包括导斗和设置于导斗底端的废料捣碎机(图中没有显示)，废料捣碎机用于捣碎废料。

如图2和图12所示，下料机构500包括：下料底架510、下料传输组件520、下料顶升组件530、限位件540，下料底架510设置于裂片机构400远离中转移载机构300的一侧；下料传输组件520，设置于下料底架510且用于移动裂片后的产品以使裂片后的产品远离裂片机构400；下料顶升组件530，设置于下料底架510且用于顶起下料传输组件520上的产品以使产品脱离下料传输组件520；限位件540，设置于下料底架510且位于下料传输组件520远离裂片机构400的一端，限位件540的顶端高于下料传输组件520的顶端，限位件540作为玻璃产品的最终硬限位，避免玻璃从下料传输组件520上跌落。具体地，下料传输组件520包括转动承载于下料底架510的至少两个下料辊以及用于驱动下料辊转动的下料驱动件，下料驱动件可以为电机，下料传输组件520与裂片载台420对接，裂片完成后，裂片推进组件440配合裂片载台420气浮，将玻璃推送到传输下料传输组件520上，下料传输组件520的线速度要与推进模组的速度保持一致，避免玻璃产品与下料传输组件520间存在滑动摩擦，造成玻璃下表面损伤；当玻璃产品有一半进入下料传输组件520后，推进组件440推进吸嘴444破真空，推进吸嘴444下降，完全由下料传输组件520做原动力将玻璃传输到目标位置。下料顶升组件530包括位于两个下料辊之间的下料气缸，当切割裂片完成后的玻璃产品被传送到下料传输组件520目标位置后，下料顶升组件530将玻璃产品顶起，方便人工或者机械手下料；

可以理解地，该一种玻璃激光切割系统的工作原理大致如下：

上料过程：上料驱动组件130将上料平台运送至底座110上料工位上料，将待切割的产品放置到切割平台120上，粗定位组件140对待切割的产品进行机械定位，固定组件150固定待切割的产品；

切割过程：上料驱动组件130将上料平台运送至底座110上的切割工位，精定位组件240对待切割的产品进行进一步定位，定位后激光切割器220根据预先设置的程序对产品进行切割；

中转过程：上料驱动组件130将上料平台运送至底座110上的转移工位，切割平台120破真空，中转驱动组件330驱动中转座320移动至中转工位上方，然后移载驱动组件350驱动移载组件340向下运动以使移载吸盘345接触切割后的产品，接着移载驱动组件350驱动移载组件340向上运动，然后旋转驱动件344驱动移载组件340旋转90°，最后中转驱动组件330将中转座320移动至裂片机构400上方，移载驱动组件350驱动移载组件340向下运动，移载吸盘345破真空将产品放置到裂片机构400上；

裂片过程；待裂片的产品放置到裂片载台420上后，首先，推进吸盘升降气缸442上升，推进吸嘴444与玻璃产品下表面接触并完成吸附；然后，推进吸盘驱动模组441运动配合裂片载台420气浮将玻璃搬运至待裂片的目标位置，到位后，裂片吸嘴422吸附玻璃，推进吸嘴444断真空，推进吸盘升降气缸442下降到低位；接着，裂刀驱动模组432驱动裂片刀433靠近待裂片的产品进行裂片；最后，推进吸盘升降气缸442上升，推进吸嘴444与玻璃产品下表面接触并完成吸附，推进吸盘驱动模组441运动配合裂片载台420气浮将玻璃搬运至下料的目标位置；

下料过程；裂片推进组件440配合裂片载台420气浮，将玻璃推送到传输下料传输组件520上，下料传输组件520的线速度要与推进模组的速度保持一致，避免玻璃产品与下料传输组件520间存在滑动摩擦，造成玻璃下表面损伤；当玻璃产品有一半进入下料传输组件520后，推进组件440推进吸嘴444破真空，推进吸嘴444下降，完全由下料传输组件520做原动力将玻璃传输到下料的目标位置，下料顶升组件530将玻璃产品顶起，方便人工或者机械手下料。

相比现有技术，该一种玻璃激光切割系统至少具有以下有益效果：

第一，切割平台120兼容了滚轮传送、机械初定位、产品承载吸附、产品气浮等多重功能；滚轮传送确保设备上游可以直接对接滚轮输送线，可对应自动上料；机械初定位采用四边定位的方式，定位准确，定位后能确保精定位CCD准确抓取Mark,而且初定位机构对不同尺寸的产品均可机械初定位；切割平台120采用拼接结构，单板水平度可调，保证激光加工精度；

第二，采用激光切割，可以保证切割的稳定性和切割精度。激光工艺应用在对TFT-LCD双层玻璃的切割上，激光切割解决了超窄边框显示屏的难题，极大的满足了市场和消费者的需求；

第三，裂片机构400将四边裂片集中在同一工位，同时集中了废料自动收集，缩减了设备空间和成本，裂片效果良好，该方案也适用于玻璃盖板或其他脆性材料的裂片；

第四，本发明不仅适用于TFT-LCD双层玻璃的带胶切割，同样适用于面板玻璃基板、触控玻璃盖板等玻璃的切割，在面板行业里适用范围广泛

综上，通过本发明，产品切割后，不易影响产品结构强度、切割精度较高、切割成功率较高、不容易出现漏液、可以满足加工需求、自动化程度较高。

以上仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明。对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。