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(jì)效益。面對消費(fèi)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(jī)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。

激光鉆孔原理

聚焦高能脈沖激光逐點(diǎn)蝕除玻璃材料，通過振鏡系統(tǒng)精準(zhǔn)控制焦點(diǎn)路徑。采用自下而上的螺旋式掃描策略，實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)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(jī)械侵蝕的漸進(jìn)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(dá)40%。

● 微加工精度低：最小孔徑通?！?.8mm，難以滿足電子器件等精細(xì)加工要求。

● 工序繁瑣：壓力調(diào)節(jié)、磨料更換等輔助操作進(jìn)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(jī)械慣性限制，理論加工速度可達(dá)水刀切割的10-100倍。

● 卓越精度與靈活性：振鏡系統(tǒng)實(shí)現(xiàn)納秒級定位跳轉(zhuǎn)，數(shù)字化控制實(shí)現(xiàn)“零”輔助時間，同一平臺無縫集成打標(biāo)、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。

01 激光振鏡運(yùn)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(diǎn)擊→“激光振鏡運(yùn)動控制器在玻璃激光鉆孔應(yīng)用”查看。

正運(yùn)動技術(shù)玻璃激光鉆孔應(yīng)用硬件方案

24DI：接原點(diǎn)、限位等光電開關(guān)；

20DO：相機(jī)飛拍接口、繼電器輸出；

4路脈沖輸出：接步進(jìn)/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(yùn)動技術(shù)玻璃激光鉆孔應(yīng)用演示案例

采用正運(yùn)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(zhǔn)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(jìn)行鉆孔。

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(biāo)系矩陣變換實(shí)現(xiàn)多振鏡組高精度拼接。

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

高精度控制：支持高精度視覺多點(diǎn)振鏡校正，伺服軸反向間距、螺距補(bǔ)償、二維補(bǔ)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

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(xì)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(jìn)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(fù)壓協(xié)同排屑

利用玻璃對激光的高透過率，將聚焦點(diǎn)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，通過重力與負(fù)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。

02 切割軌跡設(shè)計(jì)：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(kuò)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(shí)時優(yōu)化線圈間距；

● 軌跡優(yōu)化：采用平行線或螺旋漸開線路徑，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。

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(biāo)刻速度、開/關(guān)光延時、拐點(diǎn)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(diǎn)：

● 標(biāo)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(jìn)行精細(xì)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(dá)到動態(tài)平衡。

方案應(yīng)用優(yōu)勢

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(shí)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(bǔ)：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(jī)運(yùn)行，穩(wěn)定保障：支持脫機(jī)控制運(yùn)行，可加載多個脫機(jī)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(yùn)動控制器簡介

獨(dú)立式激光振鏡運(yùn)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(shí)現(xiàn)高效精確的EtherCAT總線運(yùn)動控制+激光振鏡解決方案。

▌ 16軸運(yùn)動控制，支持點(diǎn)到點(diǎn)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(diǎn)膠和激光能量控制；

▌ 激光振鏡控制與運(yùn)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(biāo)鎖存，4路PSO和8路PWM輸出。

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(zhǔn)備了詳細(xì)的說明文檔。進(jìn)一步了解其使用方法、參數(shù)配置及實(shí)際應(yīng)用案例，聯(lián)系電話400-089-8936。

審核編輯 黃宇