阅读说明：本技术 一种激光切割制作圆形玻璃的方法 (Method for manufacturing round glass by laser cutting ) 是由 汤占刚 于 2020-03-31 设计创作，主要内容包括：本发明提供的一种激光切割制作圆形玻璃的方法,包括以下步骤：在加工台面上设定一个正方形的标准加工区域,建立标准平面坐标系,标准加工轨迹为x<Sup>2</Sup>+y<Sup>2</Sup>＝R<Sup>2</Sup>；将待加工的正方形玻璃板放置在加工台面上,利用摄像模块拍摄正方形玻璃板在加工台面上的图像,将图像反馈至控制系统中与标准平面坐标系比对,确定正方形玻璃板的中心坐标0<Sub>2</Sub>；将激光头固定在驱动装置的输出端,利用驱动装置驱动激光头沿(x+△x)<Sup>2</Sup>+(y+△y)<Sup>2</Sup>＝R<Sup>2</Sup>的实际运动轨迹移动,从而激光头向下发出的激光束对正方形玻璃板进行切割,得到圆形玻璃产品。本发明提供的激光切割制作圆形玻璃的方法,能够自动对玻璃进行定位切割,切割效率高,产品精准度高。(The invention provides a method for manufacturing round glass by laser cutting, which comprises the following steps: setting a square standard processing area on a processing table surface, establishing a standard plane coordinate system, and setting a standard processing track as x 2 +y 2 ＝R 2 (ii) a Placing a square glass plate to be processed on a processing table board, shooting an image of the square glass plate on the processing table board by using a camera module, feeding the image back to a control system to be compared with a standard plane coordinate system, and determining a central coordinate 0 of the square glass plate 2 Fixing the laser head at the output end of the driving device, and driving the laser head edge (x + △ x) by the driving device 2 +(y+△y) 2 ＝R 2 So that the laser beam emitted downwards by the laser head cuts the square glass plate to obtain the round glassAnd (5) producing the product. The method for manufacturing the round glass by laser cutting can automatically position and cut the glass, and has high cutting efficiency and high product precision.)

一种激光切割制作圆形玻璃的方法

技术领域

本发明涉及玻璃加工技术领域，具体涉及一种激光切割制作圆形玻璃的方法。

背景技术

玻璃是非晶无机非金属材料，一般是用多种无机矿物(如石英砂、硼砂、硼酸、重晶石、碳酸钡、石灰石、长石、纯碱等)为主要原料，另外加入少量辅助原料制成的。它的主要成分为二氧化硅和其他氧化物。普通玻璃的化学组成是Na₂SiO₃、CaSiO₃、SiO₂或Na₂O·CaO·6SiO₂等，主要成分是硅酸盐复盐，是一种无规则结构的非晶态固体。

随着建筑行业的快速发展，对玻璃的需求也越来越大。通常为了适应于某些领域的使用，需要将玻璃切割成圆形的结构，常规的切割方式是利用切割机将成批量生产而成的矩形玻璃进行切割，这种切割方式容易产生粉尘，严重污染加工区域，另外，切割机切割的边缘凹凸不平，后期还需要磨边，效率极低。

为了改善以上问题，出现了利用激光切割的技术手段，在控制系统中预设定激光头的运动轨迹，利用激光束对玻璃进行切割，在切割前，需要严格控制待切割玻璃的位置，否则极易出现偏位的现象，对玻璃的精准度造成严重的影响。

发明内容

针对以上问题，本发明提供一种激光切割制作圆形玻璃的方法，能够自动对玻璃进行定位切割，切割效率高，产品精准度高。

为实现上述目的，本发明通过以下技术方案来解决：

一种激光切割制作圆形玻璃的方法，包括以下步骤：

S1在加工台面上设定一个正方形的标准加工区域，建立标准平面坐标系，标准平面坐标系的中心设定为O₁(0，0)，设定圆形玻璃产品的半径为R，标准加工区域的四个角的坐标点为A₁(-R，-R)、B₁(R，-R)、C₁(R，R)、D₁(-R，R)，标准加工轨迹为x²+y²＝R²，x、y为变量，将各坐标信息记录在控制系统中；

S2将待加工的正方形玻璃板放置在加工台面上，利用摄像模块拍摄正方形玻璃板在加工台面上的图像，将图像反馈至控制系统中与标准平面坐标系比对，并抓取正方形玻璃板的四个角在标准平面坐标系上的坐标A₂(x₁，y₁)、B₂(x₂，y₂)、C₂(x₃，y₃)、D₂(x₄，y₄)，确定正方形玻璃板的中心坐标0₂(△x，△y)；

S3在加工台面正上方设置具有XY双轴传动的驱动装置，将激光头固定在驱动装置的输出端，利用驱动装置驱动激光头沿(x+△x)²+(y+△y)²＝R²的实际运动轨迹移动，x、y为变量，从而激光头向下发出的激光束对正方形玻璃板进行切割，得到圆形玻璃产品。

具体的，可根据公式△x＝x₁+R、△x＝x₂-R、△x＝x₃-R、△x＝x₄+R中的一个求出△x，可根据公式△y＝y₁+R、△y＝y₂+R、△y＝y₃-R、△y＝y₄-R中的一个求出△y。

具体的，所述摄像模块为CCD摄像头。

具体的，所述加工台面上还设有若干个独立的且呈阵列分布的升降模块，设定一个升降模块对应于标准平面坐标系中的一个单元格，在实际运动轨迹上抓取四个坐标A₃(x₅，y₅)、B₃(x₆，y₆)、C₃(x₇，y₇)、D3(x₈，y₈)，设定A₃(x₅，y₅)、B₃(x₆，y₆)、C₃(x₇，y₇)、D₃(x₈，y₈)四个坐标点所形成的正方形区域为支撑区，开启激光头前，控制系统控制支撑区内的升降模块处于上升状态，支撑区外的升降模块处于下降状态，其中x₅＝△x-Rcos45°、y₅＝△y-Rsin45°、x₆＝△x+Rcos45°、y₆＝△y-Rsin45°、x₇＝△x+Rcos45°、y₇＝△y+Rsin45°、x₈＝△x-Rcos45°、y₈＝△y+Rsin45°。

具体的，每个所述升降模块上端还设有连接真空装置的真空吸盘。

本发明的有益效果是：

第一、本发明提供的激光切割制作圆形玻璃的方法，能够自动对玻璃进行定位切割，切割效率高，产品精准度高；

第二、加工台面上设有若干个独立的且呈阵列分布的升降模块，切割前根据产品的位置控制升降模块的状态，使得升降模块自动上升形成支撑区，而非支撑区的升降模块自动下降，能够防止高能量的激光束对加工台面造成的损坏。

附图说明

图1为正方形玻璃板加工成圆形玻璃产品的结构示意图。

图2为本发明中步骤S1在加工台面设定正方形的标准加工区域，并建立标准平面坐标系的结构示意图。

图3为本发明的加工台面的结构示意图，加工台面上设有若干个独立的且呈阵列分布的升降模块，此时全部升降模块均处于上升状态。

图4为理想状态下升降模块的状态图。

图5为正方形玻璃板偏位时根据步骤S2、S3建立实际运动轨迹的结构示意图。

图6为根据实际运动轨迹建立支撑区的结构示意图。

图7为实际加工过程中升降模块的状态图。

附图标记为：加工台面1、标准加工区域2、圆形玻璃产品3、标准加工轨迹4、正方形玻璃板5、升降模块6。

具体实施方式

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。

实施例1

参照图1-7所示：一种激光切割制作圆形玻璃的方法，包括以下步骤：

S1在加工台面1上设定一个正方形的标准加工区域2，建立标准平面坐标系，标准平面坐标系的中心设定为O₁(0，0)，设定圆形玻璃产品3的半径为R，标准加工区域2的四个角的坐标点为A₁(-R，-R)、B₁(R，-R)、C₁(R，R)、D₁(-R，R)，标准加工轨迹4为x²+y²＝R²，x、y为变量，将各坐标信息记录在控制系统中；

S2将待加工的正方形玻璃板5放置在加工台面1上，利用摄像模块拍摄正方形玻璃板5在加工台面1上的图像，将图像反馈至控制系统中与标准平面坐标系比对，并抓取正方形玻璃板5的四个角在标准平面坐标系上的坐标A₂(x₁，y₁)、B₂(x₂，y₂)、C₂(x₃，y₃)、D₂(x₄，y₄)，可根据公式△x＝x₁+R、△x＝x₂-R、△x＝x₃-R、△x＝x₄+R中的一个求出△x，可根据公式△y＝y₁+R、△y＝y₂+R、△y＝y₃-R、△y＝y₄-R中的一个求出△y，从而确定正方形玻璃板5的中心坐标0₂(△x，△y)；

S3在加工台面1正上方设置具有XY双轴传动的驱动装置，驱动装置可为丝杆组件等具有高精度、行程可控的装置，将激光头固定在驱动装置的输出端，利用驱动装置驱动激光头沿(x+△x)²+(y+△y)²＝R²的实际运动轨迹移动，x、y为变量，从而激光头向下发出的激光束对正方形玻璃板5进行切割，得到圆形玻璃产品3。

优选的，摄像模块为CCD摄像头，CCD摄像头位于加工台面1的正上方，可向下拍摄，并将拍摄的图像反馈至控制系统中，从而检测正方形玻璃板5在加工台面1上的位置。

优选的，由于激光束为高能光束，加工过程中容易对加工台面1造成损坏，为此，本实施例在加工台面1上还设有若干个独立的且呈阵列分布的升降模块6，设定一个升降模块(6)对应于标准平面坐标系中的一个单元格，在实际运动轨迹上抓取四个坐标A₃(x₅，y₅)、B₃(x₆，y₆)、C₃(x₇，y₇)、D3(x₈，y₈)，设定A₃(x₅，y₅)、B₃(x₆，y₆)、C₃(x₇，y₇)、D₃(x₈，y₈)四个坐标点所形成的正方形区域为支撑区，开启激光头前，控制系统控制支撑区内的升降模块6处于上升状态，支撑区外的升降模块6处于下降状态，因此，在实际切割过程中，由于非支撑区的升降模块6的位置较低，激光束无法接触到非支撑区的升降模块6，从而达到保护的效果，其中x₅＝△x-Rcos45°、y₅＝△y-Rsin45°、x₆＝△x+Rcos45°、y₆＝△y-Rsin45°、x₇＝△x+Rcos45°、y₇＝△y+Rsin45°、x₈＝△x-Rcos45°、y₈＝△y+Rsin45°。

优选的，为了使正方形玻璃板5能够更贴近台面，每个升降模块6上端还设有连接真空装置的真空吸盘，在正方形玻璃板5放置后，非支撑区的升降模块6上的真空吸盘启动，对正方形玻璃板5进行吸附，从而防止了正方形玻璃板5的松动风险，进一步提高了加工精度。

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。