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1、 激光划线仪简介及其应用实例 姓名 马静 班级 04115103 1.激光划线仪的产生 研究数控多坐标激光划线仪是“七五”国家重点科技攻关项目和湖北省重点计划项目，由华中理工大学机一系自动化教研室与北京机床研究所、沙市机床工业公司共同承担。它是光机电一体化高技术高难度的复杂设备，它集国内研究激光器、数控机床、数控系统、激光加工工艺等方面处于领先水平的技术为一体，以解决常规工艺无法解决的三维空间曲面不同材料和外形的壳体零件的高质量切割和大型模具划线达标等技术难题，并可大大提高划线速度和精度、切割切口光洁度和工作效率，保证切割质量。这种划线仪可在汽车、飞机和模具制造行业广泛应用。 华中理工大学在
2、1991 年成功研制我国第一台数控五轴联动激光划线切割机，标志着我国在研制数控多坐标激光划线切割机方面已进入国际先进行列。4 月 28 至 29 日这台激光切割机由国家教委和湖北省科委在沙市共同主持通过了鉴定。 2.激光划线仪的工作原理 激光划线仪利用半导体泵浦激光器作为光源，经过一组透镜组合整合后能够发射出高准直度的点状光源，在经过特制棱镜打散后能够形成一条亮度均匀的光线。由于采用特殊设计的棱镜扩散光线，有效避免了采用普通柱镜扩散光线后产生光线两端光强弱中间光强的缺点，棱镜在扩散光线后能够使光线两端和中间的亮度相同(肉眼分辨)，经功率测试结果分析得出两端光强和中间光强误差在 3以内，肉眼无法
3、分辨出亮度差。能够在使用距离40 米的位置清晰分辨出光线，有效的解决了人工划线不直的缺点，并加大了工作强度。 综上所述，激光划线仪包括三个主要部分: 一.半导体泵浦激光器，包含二极管、发光晶体和高温保护装置。 二.激光器电源，为激光器提供稳定的恒流供电。 三.光学透镜组合，把激光点扩散成一条均匀的细线。 3.激光划线的好处与优势 激光划线仪全新的整体式系统设计，提高了照射强度和使用寿命，使之能够更加适应于恶劣环境和工业环境下的视觉及机器视觉应用，全新设计激光及成像系统，能够有效避免工业环境下的震动等产生的影响。光学系统位于密闭的外壳内，并提供对水、气和油污的附加保护。 与人工划线相比其工作的主
4、要的好处有: 1.可以完全替代人工在被切物上划线，有效避免了人工划线不直、不清晰等缺点。 2.真正实现在线实时划线，提 高了生产率。 3.能够24 小时连续在线工作，全密封工业化设计。4.专业设计的光学系统，保证了超强的成线效果。 5.抗震动能力强，自我保护功能齐全。经过不断地更新与发展，新型的 LTA200L-30 激光划线仪采用绿光划线，在使用方面又拥有了以下特点: a.采用半导体泵浦激光器，提高了使用寿命。 b.投射出激光线宽度控制在 8mm 以内。 c.可提供红色、绿色等多种颜色。 d.能够 24 小时连续在线工作，全密封工业化设计。 e.使用、安装方面，只需 220V 电源。 f.可
5、使用于高温环境中，比如热轧钢厂。 总之，随着科技的不断进步，激光划线仪将拥有更高的准确性，更多安装方式，更宽的使用领域，以及更好的自我保护，能充分适应和满足人们的需求，为人们的生活与生产带来更大的便利，提高人们的生活质量与生活水平。 4.激光划线的适用范围 由于新型激光划线仪小巧，方便安装与携带，它可以适用于多种不同的领域，为各个行业带来便利以及不可估量的价值。 a.冶金行业:为钢板切边提供高亮度准直线，对冷 热钢板的单边剪切和双边剪切起到关键作用，避免 人工划线误差，降低人工工作强度。 b.机械加工业:用于精密仪器制造切割，实现高精度切割。 c. 木材、纸张加工行业:在预切木材前提供准直 指
6、示线。d.石材加工行业:石材强度高，在切割过程中如划线不明确会切割不齐，且在切割过程中刀具冷却液会覆盖人工标示线，从而导致切割误差。激光划线仪可有效避免了这一缺点。 d.家具制作; e.机器视觉; f.制药行业的调整与定位。 随着激光技术的不断发展，激光划线仪也将适用于更多的领域，并将增添新的功能，给人们的生产制造带来更大的便利。 5.如下为激光划线机的两种简单应用 一字线划线激光器 是一种方便实用的标线定位装置仪器。可作为标准部件广泛应用于各类工业加工机械，能起标线与定位作用，增加设备的使用方便性提高设备的工作效率减少材料浪费绣花机专用激光定位灯。如:纺织印染激光对齐、成衣激光定位、绣花机专
7、用激光定位灯服装钉钮点光源定位、开袋机定位、裁布机裁布辅助标线、服装折边激光标线定位，制衣业面料剪裁、对格与对条放线，标线、成衣加工等。简要说明:一字线划线激光器是一种方便实用的标线定位装置仪器。可作为标准部件广泛应用于各类工业加工机械，能起标线与定位作用，增加设备的使用方便性提高设备的工作效率减少材料浪费。 十字线激光划线仪 十字线激光划线仪打出一个扇形面，然后在目标上形成一条肉眼看不到的直线，需要用专门的设备观察，主要应用于触摸桌面类、互动投影类产品中我们是一家专业从事半导体激光产品研发、设请打零贰玖捌捌柒贰陆柒柒叁计和生产的高新技术企业。重点在实验室教学，激光指示等领域开发了种类繁多的半
8、导体激光器。(scf)。 6.薄玻璃切割中的激光划线和分割应用 对于玻璃制品的加工技术除了要考虑不同的材料特性之外还必须实现更为精密、细致和纯粹的加工结果，而创新的激光切割技术已经成为很多行业玻璃切割的标准。在电子等需求日益增长的市场迫切需要玻璃切割的创新技术。传统的玻璃切割手段采用硬质合金或金刚石刀具被广泛地用于很多应用当中其切割流程分为两个步骤。首先玻璃被用金刚石刀尖或硬质合金砂轮在玻璃的表面产生一条裂纹之后第二步就是采用机械手段将玻璃沿着裂纹线分割开。然而采用该方法进行划刻和切割存在着一些缺陷。材料的往除会导致碎屑、碎块和微裂缝的产生使切割边沿的强度降低从而需要再进行一道清理工序。由此工
9、艺带来的深裂纹通常不会垂直于玻璃表面原因在于机械力所天生的分割线一般是非垂直的。而且机械力作用于薄玻璃带来的产量损失也是一个负面因素。以上这些缺陷能通过采用无应力玻璃以及进一步优化用于分割的工装得到改善。然而对于垂直切割线和防止边沿碎屑/裂纹之间的系统性矛盾来说要想完全避免仍不可能。激光技术的发展为这些质量题目带来了解决方案。 激光划线和分割与传统的机械切割工具不同。激光束的能量以一种非接触的方式对玻璃进行切割。该能量对工件的指定部分进行加热使其达到预先定义的温度。该快速加热的过程之后紧接着进行快速冷却使玻璃内部产生垂直向的应力带在该方向出现一条无碎屑或裂纹的裂缝。由于裂缝只因受热而产生而非机
10、械原因而产生所以不会有碎屑和微裂纹出现。因此激光切割边沿的强度同传统划刻和分割方式相比是要更强的。精加工的需要也得到降低或根本不需要。另外对出现玻璃碎块的状况也可完全避免。 对于激光划刻来说在激光束的加热及随后的冷却过程作用下玻璃表面被划出一条深度大约为100m（玻璃厚度的约10%）。玻璃随后能沿着划刻的方向被分割开来。由于该技术不产生任何玻璃碎块切割边沿常见的毛边和低强度也得到了避免后续的抛光和打磨的工序也不再需要了。更重要的是相对传统方法分割的玻璃来说经该手段加工的玻璃其耐碎度高达三倍。 对于厚度在50m至1mm之间的玻璃即使是只用一步完成整体的切割也是可能的。分割以及后续的抛光、打磨、冲
11、洗等步骤不再需要。切割边的强度能通过来自DIN-EN 843-1的标准化四点弯曲测试得到丈量。一块玻璃被固定在两只滚轮上，在玻璃上表面通过另两个滚轮被用来产生所需的折弯力在该作用力下玻璃能被分裂为两部分。该测试被重复大约100次从而得到合适的关于分割可能性的可靠统计值。 在大多数情况下激光划线和切割是大批量加工的选择。其上风在于很高的加工速度、高精度以及简单的参数设置。然而在切割很多不同的线条和加工时间足够的情况下整体切割是一种更有吸引力的方法因其具有干式冷却方式并且没有附加的切割步骤。在这两种情况下都会产生高质量的切割边沿。可见假如采用激光切割玻璃完全能够在节省时间的同时带来加工质量的进步。
12、生产中的激光切割 将一项全新且成熟的技术移植到大批量生产线中用于加工高科技产品并非易事。从客户的角度来说，在实施之前该技术必须是一项自动化的、可靠的解决方案不仅得到了充分证实而且考虑到了经济性。实际操纵中创新技术的应用只在两种情况下有效：新产品的推出需要新的生产手段来实现创新特征或通过减少加工步骤来降低生产本钱或者是现有的生产碰到经济压力需要巨大的生产方式改良来缓解。在平板显示器行业激光切割技术的推广花费了五年时间才在生产线中找到了自己的位置，条件是经历了数千小时在很多加工线上的应用验证。现在通常考虑用于存在玻璃破碎危险的新产品的生产或者在电子行业中用于装有玻璃的通讯移动产品的制造或者其他存在
13、包含薄玻璃易碎部件的产品如传感器、触控板或玻璃外壳。加工通常在洁净室中进行，正如生化行业一样，由于这些都是对传统切割或磨削步骤产生的微粒非常敏感的。例如覆盖了DNA代码生化条码的基底材料或被激光切割成片的材料用于产品测试。对于激光切割技术来说下一个最具有潜力的应用行业将是太阳能产业和汽车行业。 正如激光技术在金属加工行业多年来的发展情况一样，用于玻璃加工的激光切割技术也将继续发展。该技术将被广泛应用在不同产品的加工中替换传统的手段。然而传统的玻璃加工方法在今后还将保持其在大多数玻璃制品加工中的重要地位，一般来说在这些应用中对切割边沿的加工质量要求不很高。激光外形切割是一项创新技术，将会在电子、
14、汽车或建筑行业找到一席之地。除了激光切割玻璃之外还有其他很多激光加工玻璃的手段都处在进一步开发和试验阶段，如钻孔、倒角以及涂层往除等。这些工艺要求不同种类的激光如绿激光 已经成熟的CO2 激光切割技术被用在加工其他易碎材料如制造电子行业晶元的陶瓷材料。其他半导体行业常见的材料也都有看成为被激光加工的对象只要其能通过测试并投进实际的生产当中。 6.结论 激光划线仪的刻线功能代替人工划线。它不仅能在小的器件上划线切割还可以可满足大平面、高精度要求的机架尺寸定位，并能降低该类加工件的制造成本。它结构先进合理，工作稳定可靠，切割精度高，联锁保护、故障诊断和示教功能齐全，使用方便，其技术性能与主要参数达到了国际先进水平。 并且我们在不断的使用中进行改进与调校，使其一直能适应社会的变化。
