市場應用背景
玻璃加工中，打孔效率直接關乎企業(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、光伏玻璃等應用領域?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 激光振鏡運動控制器在玻璃激光鉆孔應用解決方案
正運動技術(shù)玻璃激光鉆孔應用硬件方案
- 24DI：接原點、限位等光電開關；
- 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、線間距等關鍵參數(shù)，以及完成連續(xù)軌跡加工控制，精準控制激光束沿著預設的加工軌跡移動，對指定玻璃加工區(qū)域進行鉆孔。
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)設備工作效率最大化。支持主流的設計文件格式（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)生細小粉塵與碎渣。這些碎屑易堆積于切割縫隙，阻礙能量傳導與散熱，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裝置，通過重力與負壓的協(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。
02 切割軌跡設計：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：標刻速度、開/關光延時、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雜軌跡協(xié)同（直線、螺旋線、漸開線等），滿足高精度、復雜路徑加工需求。
- 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。
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。
為了幫助您更好地、更快速的開發(fā)和應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)配置及實際應用案例，聯(lián)系電話400-089-8936。
正運動技術(shù)專注于運動控制技術(shù)研究和通用運動控制軟硬件產(chǎn)品的研發(fā)，是國家級高新技術(shù)企業(yè)。正運動技術(shù)匯集了來自華為、中興等公司的優(yōu)秀人才，在堅持自主創(chuàng)新的同時，積極聯(lián)合各大高校協(xié)同運動控制基礎技術(shù)的研究，是國內(nèi)工控領域發(fā)展最快的企業(yè)之一，也是國內(nèi)少有、完整掌握運動控制核心技術(shù)和實時工控軟件平臺技術(shù)的企業(yè)。主要業(yè)務有：運動控制卡_運動控制器_EtherCAT運動控制卡_EtherCAT控制器_運動控制系統(tǒng)_視覺控制器__運動控制PLC_運動控制_機器人控制器_視覺定位_XPCIe/XPCI系列運動控制卡等。
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