專利名稱：無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置，尤其涉及一種通過激光技術(shù)，不接觸石英玻璃管或石英玻璃棒，進(jìn)行石英玻璃管斷管或石英玻璃棒斷棒的方法及其裝置。
背景技術(shù)：
石英玻璃管、石英玻璃棒的材料為一種堅(jiān)硬而又易碎、化學(xué)性能穩(wěn)定的SiO2材料，因?yàn)橛捕雀咔乙姿?，所以很難切斷，目前主要是采用動(dòng)態(tài)玻璃刀或砂輪機(jī)進(jìn)行切斷，由于玻璃刀或砂輪片直接接觸石英玻璃管或石英玻璃棒時(shí)，易造成石英玻璃管損壞，合格率大幅下降，且生產(chǎn)效率低下。因此為提高產(chǎn)量和質(zhì)量，降低能源消耗，降低勞動(dòng)成本以及 降低勞動(dòng)強(qiáng)度，急需一種不需要接觸石英玻璃制品完成自動(dòng)切斷產(chǎn)品的切斷裝置及切斷方法。

發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置。本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，該方法包括以下步驟 步驟A :采用激光發(fā)生器發(fā)射的激光束在石英玻璃制品表面燒制形成一斷管凹槽； 步驟B :采用氣動(dòng)裝置對(duì)燒制有斷管凹槽的石英玻璃制品進(jìn)行切斷。所述的石英玻璃制品為石英玻璃管或石英玻璃棒；
所述的步驟A之前還包括有一步驟AO :采用測徑儀測定連熔爐成型器向外輸出的石英玻璃制品的直徑尺寸，然后采用拉管機(jī)進(jìn)行拉管。所述的步驟AO中測徑儀測定的直徑尺寸輸出至測徑儀外接的儀表中，并根據(jù)儀表顯示的直徑尺寸控制拉管機(jī)的拉制速度。所述的步驟AO中拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器；
所述的步驟A具體包括以下幾個(gè)步驟
步驟Al :光電編碼器將拉管機(jī)的同步拉制速度的脈沖信號(hào)輸出至控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器的第一可編程控制器中，控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器控制同步追蹤控制器實(shí)時(shí)跟蹤掃描移動(dòng)的石英玻璃制品；
步驟A2:控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器根據(jù)實(shí)時(shí)同步拉制速度的脈沖信號(hào)以及同步追蹤控制器實(shí)時(shí)掃描石英玻璃制品的位置信息，獲得石英玻璃制品通過激光發(fā)生器前方的實(shí)際長度尺寸；
步驟A3 :控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器判斷該實(shí)際長度尺寸是否達(dá)到預(yù)定切割長度尺寸，當(dāng)該實(shí)際長度尺寸達(dá)到預(yù)定切割長度尺寸后，控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器控制激光發(fā)生器發(fā)出激光束，通過激光束在石英玻璃制品的表面燒制形成一斷管凹槽；同時(shí)控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器向氣動(dòng)裝置的第二可編程控制器發(fā)出切斷脈沖信號(hào)。所述的步驟B具體包括以下幾個(gè)步驟步驟BI :氣動(dòng)裝置中第二可編程控制器控制氣缸運(yùn)動(dòng)，并通過氣缸控制切斷閥進(jìn)行切
斷；
步驟B2 :經(jīng)氣動(dòng)裝置切斷后的石英玻璃制品自由下落至位于氣缸下方的產(chǎn)品收集架，該產(chǎn)品收集架具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀連接，根據(jù)測徑儀測定的直徑尺寸控制自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂的翻轉(zhuǎn)方向。本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，該裝置包括激光自動(dòng)切割裝置和氣動(dòng)裝置；所述的激光自動(dòng)切割裝置包括激光發(fā)生器、控制計(jì)算機(jī)和同步追蹤控制器，所述的氣動(dòng)裝置包括第二可編程控制器、氣缸和切斷閥；所述的激光發(fā)生器、同步追蹤控制器均與控制計(jì)算機(jī)連接，所述的控制計(jì)算機(jī)與第二可編程控制器連接，所述的第二可編程控制器與氣缸連接，所述的氣缸與切斷閥連接。
本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，還包括拉管機(jī)，該拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器，該光電編碼器與控制計(jì)算機(jī)連接，所述的拉管機(jī)與連熔爐的成型器之間設(shè)置有測徑儀，并且該測徑儀外接有儀表。本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，該裝置包括激光自動(dòng)切割裝置和氣動(dòng)裝置；所述的激光自動(dòng)切割裝置包括激光發(fā)生器和同步追蹤控制器，所述的氣動(dòng)裝置包括第二可編程控制器、氣缸和切斷閥；所述的同步追蹤控制器與激光發(fā)生器的第一可編程控制器連接，所述的第一可編程控制器與第二可編程控制器連接，所述的第二可編程控制器與氣缸連接，所述的氣缸與切斷閥連接。本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，還包括拉管機(jī)，該拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器，光電編碼器與第一可編程控制器連接，所述的拉管機(jī)與連熔爐的成型器之間設(shè)置有測徑儀，且該測徑儀外接有儀表。所述的氣動(dòng)裝置的下方設(shè)置有產(chǎn)品收集架，該產(chǎn)品收集架具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀連接。本發(fā)明具有的優(yōu)點(diǎn)在于
本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置，可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少破口，保證切割管口、棒口截面的一致性，大大減少浪費(fèi)，使操作更加安全，因激光切割對(duì)石英玻璃管或石英玻璃棒無接觸，所以對(duì)整個(gè)拉管系統(tǒng)沒有一點(diǎn)影響因此能提高拉管、拉棒速度，降低生產(chǎn)成本，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)量。


圖I是本發(fā)明提供的無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置的結(jié)構(gòu)示意圖。圖中1_連熔爐；2_測徑儀；3_拉管機(jī)；4_激光發(fā)生器；5-氣缸；6_石英玻璃管或石英玻璃棒產(chǎn)品收集架；8_導(dǎo)向輪。
具體實(shí)施例方式下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明，以使本領(lǐng)域的技術(shù)人員可以更好的理解本發(fā)明并能予以實(shí)施，但不作為對(duì)本發(fā)明的限定。本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其切割裝置，尤其適用于石英玻璃管或石英玻璃棒制品的切割，在本實(shí)施例中提供一種適用于石英玻璃管或石英玻璃棒的無接觸激光切割方法及其切割裝置，其中的無接觸激光切割方法主要包括以下幾個(gè)步驟
步驟一連熔爐I中連續(xù)生產(chǎn)的石英玻璃管、石英玻璃棒經(jīng)成型器成型后向外輸出，在導(dǎo)向輪8作用下不斷傳送至向水平拉管機(jī)3中，經(jīng)拉管機(jī)3的拉出規(guī)定直徑尺寸的石英玻璃管或石英玻璃棒6 ;并且從成型器輸出后，在進(jìn)入水平拉管機(jī)3進(jìn)行拉管或拉棒之前，還要經(jīng)過測徑儀2測定石英玻璃管或石英玻璃棒6的直徑尺寸，提前發(fā)現(xiàn)石英玻璃管或石英玻璃棒6的直徑變化情況，并將測定的石英玻璃管、石英玻璃棒的直徑尺寸輸出至儀表中進(jìn)行顯示，再由人工根據(jù)石英玻璃管或石英玻璃棒6的直徑尺寸來控制拉管機(jī)3的拉制速度。步驟二 所述的拉管機(jī)3上設(shè)置有光電編碼器，光電編碼器將水平拉管機(jī)3的同步拉制速度的脈沖信號(hào)實(shí)時(shí)輸出至控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器4的第一可編程控制器(PLC)中，控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器4的第一可編程控制器控制同步追蹤控制器實(shí)時(shí)跟蹤掃描向前移動(dòng)的石英玻璃管或石英玻璃棒6，控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器4的第一可編程控制器根據(jù)收到的實(shí)時(shí)同步拉制速度的脈沖信號(hào)以及同步追蹤控制器實(shí)時(shí)掃描石英玻璃管或石英·玻璃棒6的位置信息，獲得石英玻璃管或石英玻璃棒6通過激光發(fā)生器4前方的實(shí)際長度尺寸，當(dāng)該實(shí)際長度尺寸達(dá)到預(yù)定切割長度尺寸后，控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器4的第一可編程控制器控制激光發(fā)生器4啟動(dòng)，發(fā)出激光束，通過該激光束在石英玻璃管或石英玻璃棒6的表面燒制出所需的斷管凹槽，該斷管凹槽的深度(通過調(diào)節(jié)激光發(fā)生器4的功率來實(shí)現(xiàn)的)需要滿足氣動(dòng)裝置進(jìn)行斷管或斷棒的深度要求。步驟三完成激光束燒制斷管凹槽后，控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器4的第一可編程控制器向氣動(dòng)裝置發(fā)出一切斷脈沖信號(hào)，氣動(dòng)裝置中第二可編程控制器(PLC)接收到該斷管或斷棒脈沖信號(hào)后，根據(jù)該斷管或斷脈沖信號(hào)驅(qū)動(dòng)氣動(dòng)裝置中的氣缸5工作，推動(dòng)切斷閥進(jìn)行斷管或斷棒。步驟四切斷閥進(jìn)行斷管或斷棒后，斷落的石英玻璃管或石英玻璃棒6自由下落到具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂的產(chǎn)品收集架7上，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀2連接，測徑儀2中測定的石英玻璃管或石英玻璃棒6的直徑尺寸信息用于控制自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂的翻轉(zhuǎn)，當(dāng)該直徑尺寸符合規(guī)定的直徑尺寸要求時(shí)，通過自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂將合格的產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)至產(chǎn)品收集架7 —側(cè)的成品收集臺(tái)方向，當(dāng)該直徑尺寸不符合規(guī)定的直徑尺寸要求時(shí)，則通過自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂將不合格的產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)至不合格品收集臺(tái)方向。通過成品收集臺(tái)、不合格品收集臺(tái)分別收集生產(chǎn)出的成品、不合格品。本發(fā)明還提供一種無接觸激光切割石英玻璃管或石英玻璃棒6的裝置，如圖I所示，該裝置包括激光自動(dòng)切割裝置、氣動(dòng)裝置、產(chǎn)品收集架7、拉管機(jī)3以及測徑儀2。所述的激光自動(dòng)切割裝置包括控制計(jì)算機(jī)、激光發(fā)生器4以及同步追蹤控制器，或者激光自動(dòng)切割裝置為具有第二可編程控制器的激光發(fā)生器4以及同步追蹤控制器。連熔爐I生產(chǎn)出的石英玻璃管或石英玻璃棒6經(jīng)成型器中輸出至拉管機(jī)3中，并且在拉管機(jī)3與成型器之間還設(shè)置有測徑儀2，拉管機(jī)3中設(shè)置有光電編碼器，該光電編碼器連接有控制計(jì)算機(jī)或第二可編程控制器，當(dāng)光電編碼器連接控制計(jì)算機(jī)時(shí)，控制計(jì)算機(jī)連接有激光發(fā)生器4、同步追蹤控制器；當(dāng)光電編碼器連接第一可編程控制器時(shí)，第一可編程控制器連接同步追蹤控制器。通過控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器接收光電編碼器發(fā)出的同步拉制速度脈沖信號(hào)。控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器將該信號(hào)換算為石英玻璃管或石英玻璃棒6的長度尺寸，并判斷該長度尺寸是否達(dá)到預(yù)定切割的長度尺寸要求，當(dāng)滿足要求時(shí)，控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器控制激光發(fā)生器4啟動(dòng)，同時(shí)控制同步追蹤控制器掃描石英玻璃管或石英玻璃棒6，激光發(fā)生器4通過激光束在石英玻璃管或石英玻璃棒6上燒制凹槽。該凹槽的深度滿足斷管需求?？刂朴?jì)算機(jī)或第一可編程控制器還與氣動(dòng)裝置連接，具體為控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器與氣動(dòng)裝置中的第二可編程控制器連接，該第二可編程控制器與氣缸5連接，通過氣缸5推動(dòng)切斷閥進(jìn)行斷管或斷棒。并且在氣動(dòng)裝置的下方設(shè)置有接收斷管或斷棒后的產(chǎn)品收集架7，該產(chǎn)品收集架7具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀2連接，通過測徑儀2測定的石英玻璃管或石英玻璃棒6的直徑尺寸來分選合格與不合格產(chǎn)品，當(dāng)該直徑尺寸符合規(guī)定的直徑尺寸要求時(shí)，通過自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂將合格的產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)至7 —側(cè)的成品收集臺(tái)方向，當(dāng)該直徑尺寸不等于規(guī)定的直徑尺寸要求時(shí)，則通過自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂將不合格的產(chǎn)品翻轉(zhuǎn)至不合格品收集臺(tái)方向。通過成品收集臺(tái)、不合格品收集臺(tái)分別收集生產(chǎn)出的成品、不合格品。 本發(fā)明提供一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置，可以適用于各種拉管方法下生產(chǎn)的石英玻璃制品的切割，尤其適用于水平及豎直拉管方向下的石英玻璃制品的切割。本技術(shù)領(lǐng)域的技術(shù)人員在本發(fā)明基礎(chǔ)上所作的等同替代或變換，均在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。本發(fā)明的保護(hù)范圍以權(quán)利要求書為準(zhǔn)。
權(quán)利要求
1.一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，該方法包括以下步驟 步驟A :采用激光發(fā)生器發(fā)射的激光束在石英玻璃制品表面燒制形成一斷管凹槽； 步驟B :采用氣動(dòng)裝置對(duì)燒制 有斷管凹槽的石英玻璃制品進(jìn)行切斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的石英玻璃制品為石英玻璃管或石英玻璃棒； 所述的步驟A之前還包括有一步驟AO :采用測徑儀測定連熔爐成型器向外輸出的石英玻璃制品的直徑尺寸，然后采用拉管機(jī)進(jìn)行拉管。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步驟AO中測徑儀測定的直徑尺寸輸出至測徑儀外接的儀表中，并根據(jù)儀表顯示的直徑尺寸控制拉管機(jī)的拉制速度。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步驟AO中拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器； 所述的步驟A具體包括以下幾個(gè)步驟 步驟Al :光電編碼器將拉管機(jī)的同步拉制速度的脈沖信號(hào)輸出至控制計(jì)算機(jī)或激光發(fā)生器的第一可編程控制器中，控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器控制同步追蹤控制器實(shí)時(shí)跟蹤掃描移動(dòng)的石英玻璃制品； 步驟A2:控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器根據(jù)實(shí)時(shí)同步拉制速度的脈沖信號(hào)以及同步追蹤控制器實(shí)時(shí)掃描石英玻璃制品的位置信息，獲得石英玻璃制品通過激光發(fā)生器前方的實(shí)際長度尺寸； 步驟A3 :控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器判斷該實(shí)際長度尺寸是否達(dá)到預(yù)定切割長度尺寸，當(dāng)該實(shí)際長度尺寸達(dá)到預(yù)定切割長度尺寸后，控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器控制激光發(fā)生器發(fā)出激光束，通過激光束在石英玻璃制品的表面燒制形成一斷管凹槽；同時(shí)控制計(jì)算機(jī)或第一可編程控制器向氣動(dòng)裝置的第二可編程控制器發(fā)出切斷脈沖信號(hào)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的方法，其特征在于，所述的步驟B具體包括以下幾個(gè)步驟 步驟BI :氣動(dòng)裝置中第二可編程控制器控制氣缸運(yùn)動(dòng)，并通過氣缸控制切斷閥進(jìn)行切斷； 步驟B2 :經(jīng)氣動(dòng)裝置切斷后的石英玻璃制品自由下落至位于氣缸下方的產(chǎn)品收集架，該產(chǎn)品收集架具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀連接，根據(jù)測徑儀測定的直徑尺寸控制自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂的翻轉(zhuǎn)方向。
6.一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，其特征在于，該裝置包括激光自動(dòng)切割裝置和氣動(dòng)裝置；所述的激光自動(dòng)切割裝置包括激光發(fā)生器、控制計(jì)算機(jī)和同步追蹤控制器，所述的氣動(dòng)裝置包括第二可編程控制器、氣缸和切斷閥；所述的激光發(fā)生器、同步追蹤控制器均與控制計(jì)算機(jī)連接，所述的控制計(jì)算機(jī)與第二可編程控制器連接，所述的第二可編程控制器與氣缸連接，所述的氣缸與切斷閥連接。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，其特征在于，還包括拉管機(jī)，該拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器，該光電編碼器與控制計(jì)算機(jī)連接，所述的拉管機(jī)與連熔爐的成型器之間設(shè)置有測徑儀，并且該測徑儀外接有儀表。
8.一種無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，其特征在于，該裝置包括激光自動(dòng)切割裝置和氣動(dòng)裝置；所述的激光自動(dòng)切割裝置包括激光發(fā)生器和同步追蹤控制器，所述的氣動(dòng)裝置包括第二可編程控制器、氣缸和切斷閥；所述的同步追蹤控制器與激光發(fā)生器的第一可編程控制器連接，所述的第一可編程控制器與第二可編程控制器連接，所述的第二可編程控制器與氣缸連接，所述的氣缸與切斷閥連接。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，其特征在于，還包括拉管機(jī)，該拉管機(jī)中設(shè)置有光電編碼器，光電編碼器與第一可編程控制器連接，所述的拉管機(jī)與連熔爐的成型器之間設(shè)置有測徑儀，且該測徑儀外接有儀表。
10.根據(jù)權(quán)利要求7或9所述的無接觸激光切割石英玻璃制品的裝置，其特征在于，所述的氣動(dòng)裝置的下方設(shè)置有產(chǎn)品收集架，該產(chǎn)品收集架具有自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂，并且該自動(dòng)分選翻轉(zhuǎn)臂與測徑儀連接。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種無接觸激光切割石英玻璃制品的方法及其裝置，該方法具體為石英玻璃制品首先經(jīng)激光發(fā)生器發(fā)射的激光束燒制形成一斷管凹槽，然后再經(jīng)過氣動(dòng)裝置進(jìn)行切斷。本發(fā)明提供的切割石英玻璃制品裝置包括激光自動(dòng)切割裝置和氣動(dòng)裝置。本發(fā)明提供的激光切割方法及其裝置可以保證產(chǎn)品質(zhì)量，減少破口，保證切割管口、棒口截面的一致性，減少浪費(fèi)，使操作更加安全，因激光切割對(duì)石英玻璃管或石英玻璃棒無接觸，所以能提高拉管、拉棒速度，降低生產(chǎn)成本，減輕工人勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)量。
文檔編號(hào)C03B33/085GK102898014SQ201210372279
公開日2013年1月30日 申請(qǐng)日期2012年9月29日 優(yōu)先權(quán)日2012年9月29日
發(fā)明者陳士斌, 周明強(qiáng), 馬傳和, 徐同根, 許志仁 申請(qǐng)人:江蘇太平洋石英股份有限公司