[发明专利]用于对片状玻璃基材进行基于激光的机械加工的基材处理工位

说明书

一种玻璃片处理设备包括第一台架组件，其在横向机器方向上在玻璃片上延伸。所述第一台架组件包括沿着第一台架组件的长度移动的处理头，以及包括激光器，所述激光器包括定位在激光器的光束路径中的光学装备，从而提供在光学装备的光束输出侧上形成的激光束焦线。第二台架组件在横向机器方向上在玻璃片上延伸。第二台架组件包括沿着第二台架组件的长度移动的处理头。

本申请依据35U.S.C.§119要求于2016年10月24日提交的系列号为 62/411,938的美国临时申请的优先权权益，本文以该申请的内容为基础并将其通过 引用全文纳入本文。

技术领域

本公开涉及对片状基材进行机械加工的方法和设备，更具体地，涉及对片状 玻璃基材进行基于激光的机械加工的基材处理工位。

背景技术

用于断开玻璃片的各种方法和设备是已知的。一种示例性的方法采用激光， 其借助于被玻璃材料强烈吸收的波长和功率，或者在第一次相互作用后使材料具有 强的吸收，可接着烧蚀材料。另一种方法是特定定向的激光诱导裂纹形成，其中激 光首先强烈加热表面上的迹线，随后立即迅速冷却该迹线(例如通过水射流)，使 得由此获得的热应力造成裂纹形成，该裂纹可以扩展通过材料的厚度(受机械应 力)，以断开材料。

在一些已知的切割工艺中，可以使用包含X/Y(有时也被称为2D)定位台的 玻璃切割设备。例如，托架可以用于在各处理位置之间运输玻璃片。玻璃切割设备 的X/Y定位台上可以装有托架以及玻璃片。托架随后通过线性致动器在水平面中 以X和Y方向移动，同时静止的处理头(包括激光器)将激光束引导到玻璃片上 以进行切割操作。

虽然上述工艺可以适于切割玻璃片，但是在托架上处理各个玻璃片可能是耗 时的，并且不那么适合用于较大产量的操作。来自切割操作的废料通常保留在托架 上，从而要引入需从托架移除废料的另一步骤。

发明内容

因此，本发明的一个目的是提供一种方法(及对应的装置)，可利用其对片 状基材(尤其是脆性材料)进行机械加工(尤其是完全断开)而不会有显著的颗粒 形成，不会有显著的熔化边缘，使边缘处的裂纹形成最小化，没有显著的切割缺口 (即材料损失)，具有尽可能最直的切割边缘以及具有高的工艺速度。

在一个实施方式中，玻璃片处理设备包括第一台架组件，其在横向机器方向 上在玻璃片上延伸。所述第一台架组件包括沿着第一台架组件的长度移动的处理 头，以及包括激光器，所述激光器包括定位在激光器的光束路径中的光学配置，从 而提供在光学配置的光束输出侧上形成的激光束焦线。第二台架组件在横向机器方 向上在玻璃片上延伸。第二台架组件包括沿着第二台架组件的长度移动的处理头。

在另一个实施方式中，提供了一种用于对片状基材进行基于激光的机械加工 的方法，其中用于对基材进行机械加工的激光器的激光束被引导到基材上，从而将 基材分成多个部分。所述方法包括：使用第一台架组件来处理片状基材，所述第一 台架组件在横向机器方向上在片状基材上延伸。所述第一台架组件包括沿着第一台 架组件的长度移动的处理头，以及包括激光器，所述激光器包括定位在激光器的光 束路径中的光学配置，从而提供在光学配置的光束输出侧上形成的激光束焦线。使 用第二台架组件来处理片状基材，所述第二台架组件在横向机器方向上在片状基材 上延伸。第二台架组件包括沿着第二台架组件的长度移动的处理头。

在另一个实施方式中，玻璃片处理设备包括在横向机器方向上在玻璃片上延 伸的台架组件。台架组件包括多个处理头，它们在横向机器方向上沿着台架组件的 长度移动。第一处理头包括将玻璃片分离成多个部分的激光器，该激光器包括定位 在激光器的光束路径中的光学配置，从而提供在光学配置的光束输出侧上形成的激 光束焦线。

在以下的详细描述中给出了其他特征和优点，其中的部分特征和优点对本领 域的技术人员而言是容易理解的，或通过实施书面说明书和其权利要求书以及附图 中所述实施方式而被认识。