本發(fā)明公開了一種導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置及方法，屬于高端激光制造裝備及先進加工技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)：

背光模組的亮度和均勻性等性能參數(shù)直接影響液晶顯示器(LCD)的顯像質(zhì)量。液晶顯示器在亮度、色度方面要求越來越苛刻，因此對背光模組的要求也越來越高。導(dǎo)光板的作用是引導(dǎo)光的散射方向，用來提高亮度和控制亮度的均勻性，因此，導(dǎo)光板的設(shè)計與制造是背光模組的關(guān)鍵技術(shù)之一。在導(dǎo)光板開發(fā)的過程中，導(dǎo)光板的性能仍然決定于導(dǎo)光散射網(wǎng)點的分布，而在目前的設(shè)計方法中，均存在網(wǎng)點設(shè)計效率低、效果無法得到保證的問題。

發(fā)光二極管(LED)是一種固態(tài)冷光源，是繼白熾燈、熒光燈和高強度放電燈(如高壓鈉燈和金鹵燈)之后的第四代新光源，有效率高、光色純、功耗低、壽命長、可靠耐用和無污染等優(yōu)點，目前LED作為背光源在市場中扮演著重要的角色。導(dǎo)光板中散射網(wǎng)點的大小和密度決定著輸出光的亮度和均勻度。

目前，導(dǎo)光板散射網(wǎng)點的制造方法有模具成型法、油墨印刷法和激光加工法等，現(xiàn)有的激光加工設(shè)備存在激光光源品質(zhì)不一，容易導(dǎo)致導(dǎo)光板散射網(wǎng)點加工不良率高和加工效率低的問題。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明在于解決上述所出現(xiàn)的問題，本發(fā)明的目的在于提供一種導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置及方法，不需要人工在傳送帶上對導(dǎo)光板進行整齊排列，可提高加工效率。利用多級冷卻裝置，保證激光光源的穩(wěn)定性，提高導(dǎo)光板加工的精度以及加工的品質(zhì)。利用超聲波厚度感應(yīng)裝置，實現(xiàn)精確定位。通過多個單元協(xié)調(diào)工作，實現(xiàn)導(dǎo)光板散射網(wǎng)點加工的自動化生產(chǎn)。

本發(fā)明為解決上述問題而采用的技術(shù)是：

一種導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置是一種利用激光進行導(dǎo)光板散射網(wǎng)點加工的裝置，包括：

傳送單元：用于傳送導(dǎo)光板到設(shè)定位置，以便激光發(fā)生單元和加工單元對導(dǎo)光板進行散射網(wǎng)點加工；

自動對齊單元：用于對導(dǎo)光板位置調(diào)整；

激光發(fā)生單元，是用于對導(dǎo)光板散射網(wǎng)點進行加工的激光源；

加工單元：用于改變激光發(fā)生單元發(fā)生的激光傳遞方向，實現(xiàn)對所述導(dǎo)光板進行加工的元器件；

感應(yīng)單元：其安裝在所述的加工單元的激光加工頭處，用于對導(dǎo)光板位置進行定位的元器件；

移動單元：其驅(qū)動加工單元和激光發(fā)生單元移動；

控制單元：對所述的激光發(fā)生單元、加工單元、傳送單元、自動對齊單元、感應(yīng)單元和移動單元進行控制。

進一步的，所述激光發(fā)生單元包括：激光器、冷卻裝置和快門裝置，所述的快門裝置安裝于激光器的正前方，其作用為使激光器輸出的激光由連續(xù)激光變?yōu)槊}沖激光，并且根據(jù)需要調(diào)節(jié)脈沖寬度；所述冷卻裝置是保證所述激光器具有恒定的溫度。

所述冷卻裝置是利用冷卻水進行冷卻的裝置，通過冷卻水的循環(huán)流動帶走熱量，保證激光源的溫度穩(wěn)定。為保持所述冷卻水的溫度恒定，采用2個步驟來調(diào)節(jié)溫度，經(jīng)過2個步驟的調(diào)節(jié)，將激光源的溫度變化幅度控制在一個較小的范圍內(nèi)。

進一步的，所述冷卻裝置包括主冷卻部和輔助冷卻部，所述的輔助冷卻部串聯(lián)于所述主冷卻部的出水口，且在兩者之間安裝有流量計和第一溫度傳感器，第一溫度傳感器測得的激光器的溫度來控制電磁流量計，進而控制冷卻水流量的大??；輔助冷卻部的出水口安裝第二溫度傳感器，通過第二溫度傳感器測得的激光器的溫度，進而控制輔助冷卻部對冷卻水進行加熱或者冷卻。

進一步的，所述自動對齊單元包括一個長軸，在所述的長軸上設(shè)有兩個能沿其滑動的滑塊，每個所述的滑塊的底部安裝一個倒T形的空心支架，在所述的倒T形空心支架的兩端各插裝一個撥桿支架，所述的撥桿支架插入到空心支架的位置可調(diào)，且通過固定裝置進行固定。

進一步的，所述加工單元包括反射鏡部，其用于改變激光發(fā)生單元發(fā)生激光的傳遞方向；輪框，其用于所述激光頭部固定安裝以及超聲波厚度傳感器安裝，輪框與移動單元相連接。

進一步的，所述反射鏡部包括：反射鏡，其安裝于所述輪框的最上部，改變所述激光發(fā)生單元發(fā)生激光的傳遞方向，使其方向改變90^°，向下傳遞；聚焦透鏡，其安裝于所述輪框的最下部，聚焦所述反射鏡傳遞的激光。

進一步的，所述感應(yīng)單元包括超聲波厚度傳感器，超聲波厚度傳感器，安裝于激光加工頭處的輪框上，其作用為通過對導(dǎo)光板的厚度感應(yīng)進行導(dǎo)光板定位，并將導(dǎo)光板的位置反饋給控制單元?？刂茊卧鶕?jù)反饋的導(dǎo)光板的位置控制移動平臺運動。

進一步的，所述移動單元包括移動平臺，所述的移動平臺，其上安裝所述激光發(fā)生單元以及加工單元，移動平臺的底部由兩個絲杠驅(qū)動其沿著與傳送帶運動方向垂直的方向運動。

利用上述裝置對導(dǎo)光板進行加工的方法如下：

操作人員將導(dǎo)光板放置于傳送單元，傳送單元通過傳送帶將導(dǎo)光板輸送到自動對齊單元位置處，自動對齊單元將擺放不規(guī)則的導(dǎo)光板進行居中對齊擺放；

導(dǎo)光板在傳送單元的驅(qū)動下繼續(xù)向前傳送，當導(dǎo)光板傳送到一定位置時，感應(yīng)單元對導(dǎo)光板進行定位，并將導(dǎo)光板的位置反饋給控制單元，控制單元發(fā)出信號給移動單元，移動單元帶動加工單元移動，使加工單元的激光頭移動到導(dǎo)光板的最邊緣開始加工；

當導(dǎo)光板加工完一排網(wǎng)點時，控制單元通過感應(yīng)單元接受的反饋信號控制傳送帶將導(dǎo)光板傳送一定距離；然后控制單元控制移動單元進行反向運動，從而使得進行第二排網(wǎng)點的加工；此加工過程如此反復(fù)進行直至導(dǎo)向板加工完成。

本發(fā)明的優(yōu)點在于：

1、所述自動對齊裝置可以減少人工成本，提高效率，實現(xiàn)流水線作業(yè)。

2、所述冷卻裝置通過多級冷卻，可以有效保持溫度穩(wěn)定，提高激光光源品質(zhì)。

3、所述超聲波厚度感應(yīng)裝置，可以精準對導(dǎo)光板進行定位，減少加工誤差。

4、所述快門裝置，可以控制激光脈沖時間，從而控制導(dǎo)光板網(wǎng)點的密度。

5、各個步驟之間協(xié)調(diào)進行，節(jié)省時間，自動化程度高。

附圖說明

圖1傳送單元、自動對齊單元以及控制單元之間的關(guān)系框圖；

圖2移動單元、激光單元以及加工單元傳感單元與控制單元之間的關(guān)系框圖；

圖3系統(tǒng)主視圖；

圖4系統(tǒng)俯視圖；

圖5自動對齊裝置主視圖；

圖6自動對齊裝置俯視圖；

圖7冷卻裝置結(jié)構(gòu)圖；

圖中：1是工作臺；2、3是滾輪；4是傳送帶；5是撥桿支架；6是支撐架；7是超聲波厚度感應(yīng)器；8是聚焦透鏡；9是激光；10是反射鏡；11是輪框；12是快門裝置；13是激光器；14是移動平臺；15是軸承支架；16是支撐架；17、18、19、22是軸承；20、21是傳動絲杠；23是滑塊；24是頂緊螺釘；25是長軸；26是空心支架；27是螺旋孔；28是主冷卻部；29是電磁流量計；30是第一溫度傳感器；31是副冷卻部；32是第二溫度傳感器；33是冷卻腔；34是導(dǎo)光板。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖對本發(fā)明導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置及其加工的方法進行詳細描述。

如圖1所示，是本發(fā)明的導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置的傳送單元、自動對齊單元以及控制單元之間的關(guān)系圖；

包括：傳送單元202：其用于傳送導(dǎo)光板以便進行散射網(wǎng)點加工的機構(gòu)；自動對齊單元201：是用于對被加工導(dǎo)光板位置調(diào)整的機構(gòu)；控制單元200：其用于控制各個單元；

所述傳送單元202包括：參照圖3，滾輪2、3，傳送帶4，其用于輸送整個加工過程中加工用導(dǎo)光板34。

所述自動對齊單元201包括：參照圖5，圖6，頂緊螺釘24、空心支架26、撥桿支架5、滑塊23，長軸25，螺旋孔27。

所述對齊單元201由相同的兩組機構(gòu)構(gòu)成。其中機構(gòu)連接方式為：空心支架26為倒T形，2個撥桿支架5分別嵌套進空心支架26的兩端，在空心支架26上，有兩個螺旋孔27，當撥桿支架5嵌套進空心支架26之后，通過頂緊螺釘24將撥桿支架5進行夾緊，撥桿支架5的長度可以通過嵌套進空心支架26的距離來調(diào)整，這樣可以適應(yīng)于加工不同尺寸大小的導(dǎo)光板。頂緊螺釘?shù)捻敳坑幸粋€圓柱形把手，這樣可以更加方便的通過手動進行操作?？招闹Ъ?6的另一端與滑塊23相連接，滑塊23與長軸25相連接，構(gòu)成直線滑塊機構(gòu)。長軸安裝于支撐架6上。25兩組機構(gòu)對稱分布。兩個滑塊23與同一長軸25相連接構(gòu)成直線滑塊機構(gòu)。直線滑塊機構(gòu)在驅(qū)動力的作用下進行來回往復(fù)運動，從而帶動對齊單元201的兩組機構(gòu)的運動。

圖1中具體工作流程：參照圖1，操作人員將導(dǎo)光板34放置于傳送帶4，傳送單元202通過傳送帶4將導(dǎo)光板34輸送到自動對齊單元201位置處，自動對齊單元201的兩組機構(gòu)在直線滑塊的運動下，將擺放不規(guī)則的導(dǎo)光板34進行居中對齊擺放，所述兩組機構(gòu)，由于撥桿支架5嵌套在空心支架26的長度可以調(diào)整，因此可以適合不同尺寸的導(dǎo)光板34?？刂茊卧?00控制各單元協(xié)調(diào)進行。

圖2是本發(fā)明的導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置的移動單元、激光單元以及加工單元傳感單元與控制單元之間的關(guān)系框圖，其包括：

移動單元203：控制加工單元和激光發(fā)生單元的運動；激光發(fā)生單元204，其產(chǎn)生用于導(dǎo)光板進行網(wǎng)點加工所需要的激光；加工單元205：其用于所述導(dǎo)光板網(wǎng)點進行加工；感應(yīng)單元206：其用于所述加工用導(dǎo)光板位置定位；控制單元200：其用于對所述激光加工過程中控制各單元。

激光發(fā)生單元204包括：參照圖3，圖4，快門裝置12；激光器13。

快門裝置12安裝于激光器13的正前方，其作用為使激光器13輸出激光由連續(xù)性激光變?yōu)槊}沖型激光。

激光器13發(fā)生用于導(dǎo)光板34進行加工的激光光源，激光器13發(fā)出的激光光源通過快門裝置12對激光進行脈沖調(diào)節(jié)，使連續(xù)激光改變?yōu)槊}沖激光，并且可以根據(jù)產(chǎn)品要求調(diào)節(jié)其脈寬寬度，使在導(dǎo)光板34上形成密度不等的點。

本發(fā)明控制使得激光器13產(chǎn)生連續(xù)的激光，但是為了在導(dǎo)光板34產(chǎn)生密度不等的點，所以通過快門裝置12，使輸出的激光根據(jù)產(chǎn)品要求控制調(diào)節(jié)脈沖寬度，以滿足生產(chǎn)不同需求的導(dǎo)光板。

由于快門裝置12使得激光持續(xù)長時間的脈沖改變，此過程中必定產(chǎn)生大量的熱，并且激光器13對溫度感應(yīng)敏感，為了保證激光器輸出激光的高品質(zhì)，因此本發(fā)明采取冷卻裝置S。

冷卻裝置S包括：參照圖7，主冷卻部28；電磁流量計29；第一溫度傳感器30；副冷卻部31；第二溫度傳感器32；激光器13；冷卻腔33。

為了保證恒定的溫度，本發(fā)明的冷卻裝置主要通過冷卻水流量來控制溫度。本發(fā)明采用2個步驟進行冷卻。第一溫度傳感器30感應(yīng)激光器13的實時溫度，并將溫度反饋給控制單元，通過控制電磁流量計29控制通過管道冷卻水的流量大小，電磁流量計29對流量的控制精度可以達到0.5％，通過此步驟可以將溫度調(diào)節(jié)范圍誤差可達到±0.3℃,第二步驟通過第二溫度傳感器32對既定目標溫度進行比較，通過輔助冷卻部31對管道中冷卻水進行加熱或者冷卻，在此過程中可以調(diào)節(jié)±0.1℃左右的溫度，因此通過兩個步驟可以實現(xiàn)溫差范圍在±0.2℃左右。

冷卻裝置具體工作流程：參照圖7，主冷卻部28冷卻水通過管道注入冷卻腔33，激光器13置于冷卻腔33中，激光器13被冷卻水包圍，通過冷卻水循壞流動帶走熱量。當激光器13溫度升高時，第一溫度傳感器30將激光器13的實時溫度反饋給控制單元，進而控制電磁流量計29加大冷卻水的流量，相反，當激光器13溫度降低時，電磁流量計29減少冷卻水的流量。由于主冷卻部28調(diào)節(jié)的溫度范圍相對較大一些，因此通過輔助冷卻部31進一步進行精密調(diào)節(jié)，第二溫度感應(yīng)器32將溫度反饋給控制單元，然后與既定目標溫度進行比較，控制單元通過控制輔助冷卻部對通過管道的冷卻水進行加熱或者冷卻，從而實現(xiàn)精準控制溫度。

加工單元205包括：參照圖3，圖4，聚焦透鏡8；激光9；反射鏡10；輪框11。

反射鏡10，其安裝于所述輪框的最上部，改變所述激光發(fā)生單元發(fā)生的激光9的傳遞方向；聚焦透鏡8，其安裝于所述輪框11的最下部，聚焦所述反射鏡傳遞的激光9。

反射鏡10和聚焦透鏡8安裝在輪框11上，通過快門裝置的激光在反射鏡10的作用下使激光傳遞方向改變90度，聚焦透鏡8將傳遞的激光進行聚焦后傳遞到導(dǎo)光板34用于進行網(wǎng)點的產(chǎn)生。

感應(yīng)單元206包括：參照圖3，超聲波厚度感應(yīng)器7。

超聲波厚度感應(yīng)器7安裝在輪框11的最下部。

移動單元203包括：參照圖3，圖4，移動平臺14；軸承支架15；軸承座17、18、19、22；傳動絲杠20、21。

移動平臺14，其用于所述激光發(fā)射單元以及所述加工單元的安裝，并用于帶動所述激光發(fā)生單元及其加工單元的運動。絲杠20、21與安裝于加工臺支撐架16的軸承座上，移動平臺14與絲杠20、21相連接，構(gòu)成絲杠傳動。

激光發(fā)生單元安置于移動平臺14，加工單元與移動平臺14相連接。移動平臺14在兩個傳動絲杠20、21的作用下進行移動，由于激光發(fā)生單元與加工單元安置于移動平臺14，因此傳動絲桿可以同時帶動激光發(fā)生單元和加工單元運動。

圖2部分的工作過程如下：、

當導(dǎo)光板34傳送到一定位置時，超聲波厚度傳感器7對導(dǎo)光板34進行定位，并將導(dǎo)光板34的位置反饋給控制單元200，控制單元200發(fā)出信號通過移動單元203，控制傳動絲杠運動，帶動加工單元205移動，使加工單元205的激光頭移動到導(dǎo)光板33的最邊緣開始加工，當導(dǎo)光板34加工完一排網(wǎng)點時，控制單元200通過感應(yīng)單元206接受的反饋信號控制傳送帶4將導(dǎo)光板34傳送一定距離，此距離是根據(jù)所要求導(dǎo)光板網(wǎng)點的密度要求所提前設(shè)定的。然后控制加工單元205通過絲杠傳動，進行反向運動，從而使得進行第二排網(wǎng)點的加工。此加工過程如此反復(fù)進行。

本發(fā)明的導(dǎo)光板激光精密微細加工裝置具體的操作方法如下：

1、由操作人員將導(dǎo)光板放入傳送帶上。

2、傳送帶將導(dǎo)光板傳送一定位置時，自動對齊單元將導(dǎo)光板擺正，使其處于傳送帶中心位置。

3、傳送帶繼續(xù)將導(dǎo)光板傳送至加工位置，超聲波厚度感應(yīng)器將導(dǎo)光板的位置反饋給控制中心，控制中心控制移動單元，加工單元，激光發(fā)生單元，從而對導(dǎo)光板進行加工。

根據(jù)本發(fā)明的利用激光進行導(dǎo)光板打點裝置，通過全自動化系統(tǒng)不僅適合加工大小不一的導(dǎo)光板，而且極大提高了導(dǎo)光板加工的精度和加工效率，有效地減少加工件的次品率。

上述雖然結(jié)合附圖對本發(fā)明的具體實施方式進行了描述，但并非對本發(fā)明保護范圍的限制，所屬領(lǐng)域技術(shù)人員應(yīng)該明白，在本發(fā)明的技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本領(lǐng)域技術(shù)人員不需要付出創(chuàng)造性勞動即可做出的各種修改或變形仍在本發(fā)明的保護范圍以內(nèi)。