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激光振鏡運動控制器在玻璃激光鉆孔上的應(yīng)用

正運動技術(shù) ? 來源:正運動技術(shù) ? 作者:正運動技術(shù) ? 2025-06-17 10:45 ? 次閱讀
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市場應(yīng)用背景

玻璃加工中,打孔效率直接關(guān)乎企業(yè)的生產(chǎn)周期與經(jīng)濟效益。面對消費電子、建筑幕墻及新能源等行業(yè)對玻璃需求的快速增長,傳統(tǒng)加工方式效率不足的問題凸顯并推動行業(yè)尋找更高效的精密加工方案。激光鉆孔技術(shù)憑借其優(yōu)勢,已在手機蓋板、車載顯示、光伏玻璃等應(yīng)用領(lǐng)域?qū)崿F(xiàn)規(guī)模生產(chǎn),并逐漸取代傳統(tǒng)工藝成為高精度玻璃加工的主流選擇。

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激光鉆孔原理

聚焦高能脈沖激光逐點蝕除玻璃材料,通過振鏡系統(tǒng)精準控制焦點路徑。采用自下而上的螺旋式掃描策略,實現(xiàn)精準穿透控制。其核心優(yōu)勢如下:

● 最大孔徑能力:60mm。

● 崩邊控制:≤250μm(肉眼不可見級)。

● 場景覆蓋:微孔陣列、錐度孔、玻璃管鉆孔等全場景適配。


傳統(tǒng)水刀工藝的局限性

傳統(tǒng)高壓水射流玻璃切割工藝面臨多重效率瓶頸:

● 加工速度慢:依賴高壓水混合磨料機械侵蝕的漸進式切削限制了加工速率。

輔助時間長:噴頭動態(tài)響應(yīng)遲緩,在多孔加工中輔助時間占比高達40%。

微加工精度低:最小孔徑通常≥0.8mm,難以滿足電子器件等精細加工要求。

工序繁瑣:壓力調(diào)節(jié)、磨料更換等輔助操作進一步降低了整體效率。

激光切割方案的核心優(yōu)勢

極致效率:微秒級光能汽化材料,非接觸加工消除機械慣性限制,理論加工速度可達水刀切割的10-100倍。

卓越精度與靈活性:振鏡系統(tǒng)實現(xiàn)納秒級定位跳轉(zhuǎn),數(shù)字化控制實現(xiàn)“零”輔助時間,同一平臺無縫集成打標、鉆孔、切割等多功能。

廣泛應(yīng)用價值:

(1)建筑玻璃:安裝孔加工效率提升4-6倍。

(2)電子玻璃:精密切割0.1mm級微孔陣列。

(3)異形加工:復(fù)雜圖案一次成型,無需換型,大幅縮短交貨周期。

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01 激光振鏡運動控制器在玻璃激光鉆孔應(yīng)用解決方案

玻璃激光鉆孔應(yīng)用視頻可點擊→“激光振鏡運動控制器在玻璃激光鉆孔應(yīng)用”查看。

正運動技術(shù)玻璃激光鉆孔應(yīng)用硬件方案

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24DI:接原點、限位等光電開關(guān);

20DO:相機飛拍接口、繼電器輸出;

4路脈沖輸出:接步進/伺服驅(qū)動器;

2路掃描振鏡接口:接XY2-100協(xié)議掃描振鏡;

Fiber激光器接口:可接光纖、CO2、YAG激光器;

Laser激光器接口:支持IPG-YLR以及24V控制信號激光器;

EtherCAT接口:接EtherCAT總線驅(qū)動器與IO模塊;

ETHERNET接口:百兆網(wǎng)口,用于PC電腦連接。

正運動技術(shù)玻璃激光鉆孔應(yīng)用演示案例

采用正運動技術(shù)ZLaserMarking激光切割系統(tǒng),用戶可調(diào)整激光功率、掃描速度、線間距等關(guān)鍵參數(shù),以及連續(xù)軌跡加工控制,精準控制激光束沿著預(yù)設(shè)的加工軌跡移動,對指定玻璃加工區(qū)域進行鉆孔。

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ZLaserMarking激光切割系統(tǒng)核心功能

高精度的振鏡校正:提供高精度視覺校正接口,與振鏡坐標系矩陣變換實現(xiàn)多振鏡組高精度拼接。

智能排版功能:自動計算最短的切割路徑,減少不必要的移動,實現(xiàn)設(shè)備工作效率最大化。支持主流的設(shè)計文件格式(如DXF、AI、SVG等)。

高精度控制:支持高精度視覺多點振鏡校正,伺服軸反向間距、螺距補償、二維補償?shù)榷喾N平臺校正。

圖形編輯功能:支持矢量化、圖片、文本、條碼處理、圖形編輯?,提供豐富的功能,支持多種文件格式的導(dǎo)入和處理。

豐富的工藝:支持單向、雙向、環(huán)形、放射等多種軌跡填充方式,正弦、螺旋、8字形等異化曲線工藝。

薄膜激光切割操作流程

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玻璃加工中粉塵碎渣的控制策略

在激光切割玻璃過程中,微裂紋的生成會伴隨產(chǎn)生細小粉塵與碎渣。這些碎屑易堆積于切割縫隙,阻礙能量傳導(dǎo)與散熱,進而引發(fā)玻璃碎裂或爆裂。為減少碎屑積累,需協(xié)同優(yōu)化以下關(guān)鍵要素:

01 切割方向控制:重力與負壓協(xié)同排屑

利用玻璃對激光的高透過率,將聚焦點定位在玻璃下表面,采用自下而上的分層切割方式。同時,在切割位置下方配置抽風(fēng)裝置,通過重力負壓的協(xié)同作用,將碎渣與粉塵定向?qū)щx切割區(qū),避免切割工藝中的干擾,保障加工穩(wěn)定性。如下圖所示。

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02 切割軌跡設(shè)計:構(gòu)建高效排屑通道

單一自下而上切割仍不足以完全清除碎屑。由于激光單線切割縫寬通常<100μm,需通過多線切割擴縫形成排屑通道。關(guān)鍵控制參數(shù)包括:

動態(tài)線距調(diào)節(jié):根據(jù)激光功率、玻璃厚度實時優(yōu)化線圈間距;

軌跡優(yōu)化:采用平行線螺旋漸開線路徑,確保切割連續(xù)性;

激光走向策略:由內(nèi)向外/由外向內(nèi)的軌跡走向配合多線間距調(diào)控,可減少邊緣崩邊尺寸,提升斷面質(zhì)量。

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03 加工參數(shù)動態(tài)調(diào)控

影響切割效果的核心參數(shù)包括:標刻速度、開/關(guān)光延時、拐點延時、激光頻率、激光脈寬、激光能量占空比、螺旋線半徑、螺旋線間距、深雕層高等。

參數(shù)優(yōu)化要點:

標刻速度:直接影響切割效率。速度過快導(dǎo)致切割深度不足、熱量內(nèi)部堆積,引發(fā)爆裂;速度過慢則使過量熱能在碎屑排出前將其重熔,同樣易導(dǎo)致爆裂。

其他參數(shù):需根據(jù)具體玻璃材料特性、激光器類型及功率進行精細化調(diào)整,確保形成有效切割的同時,熱量輸入與碎屑排出達到動態(tài)平衡。


方案應(yīng)用優(yōu)勢

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控制集成,穩(wěn)定可靠:單張板卡集成振鏡與伺服控制,確保多軸協(xié)同的實時性與系統(tǒng)穩(wěn)定性。

接口豐富,降低成本:集成EtherCAT總線、脈沖、模擬量、高速IO等主流接口,簡化硬件架構(gòu),有效降低設(shè)備控制成本。

高效鉆孔,靈活聯(lián)動:支持2.5D振鏡控制,掃描振鏡XYZ聯(lián)動加工,顯著提升鉆孔效率與精度。

多軸精密插補:支持伺服軸與掃描振鏡的復(fù)雜軌跡協(xié)同(直線、螺旋線、漸開線等),滿足高精度、復(fù)雜路徑加工需求。

靈活二次開發(fā):板卡支持二次開發(fā),提供C++、C#等多種開發(fā)方式的專用激光函數(shù)庫及應(yīng)用案例。

脫機運行,穩(wěn)定保障:支持脫機控制運行,可加載多個脫機程序,通過IO或API函數(shù)靈活觸發(fā),確保系統(tǒng)加工過程穩(wěn)定可靠。

02 開放式激光振鏡運動控制器簡介

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獨立式激光振鏡運動控制器ZMC408SCAN-V22,集成激光控制、振鏡控制和總線軸/脈沖軸控制,助您實現(xiàn)高效精確的EtherCAT總線運動控制+激光振鏡解決方案。

▌ 16軸運動控制,支持點到點到多軸同步控制;

▌ 2路帶反饋激光振鏡接口、1路LASER和1路FIBER激光電源專用接口;

▌ 支持一維/二維/三維PSO功能,可做視覺飛拍、精密點膠和激光能量控制;

▌ 激光振鏡控制與運動控制相互融合,可靈活構(gòu)建多軸聯(lián)動等方式的激光加工系統(tǒng);

▌ 多維位置同步輸出PSO,板載24路通用輸入和20路通用輸出,其中4路高速色標鎖存,4路PSO和8路PWM輸出。

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為了幫助您更好地、更快速的開發(fā)和應(yīng)用玻璃激光鉆孔解決方案,我們準備了詳細的說明文檔。進一步了解其使用方法、參數(shù)配置及實際應(yīng)用案例,聯(lián)系電話400-089-8936。

審核編輯 黃宇

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