市場應用背景

玻璃加工中，打孔效率直接關乎企業的生產周期與經濟效益。面對消費電子、建筑幕墻及新能源等行業對玻璃需求的快速增長，傳統加工方式效率不足的問題凸顯并推動行業尋找更高效的精密加工方案。激光鉆孔技術憑借其優勢，已在手機蓋板、車載顯示、光伏玻璃等應用領域實現規模生產，并逐漸取代傳統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，通過振鏡系統精準控制焦點路徑。采用自下而上的螺旋式掃描策略，實現精準穿透控制。其核心優勢如下：

● 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。

傳統水刀工藝的局限性

傳統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：壓力調節、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：振鏡系統實現納秒級定位跳轉，數字化控制實現“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/伺服驅動器；
• 2路掃描振鏡接口：接XY2-100協議掃描振鏡；
• 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總線驅動器與IO模塊；
• ETHERNET接口：百兆網口，用于PC電腦連接。

正運動技術玻璃激光鉆孔應用演示案例

采用正運動技術ZLaserMarking激光切割系統 ，用戶可調整激光功率、掃描速度、線間距等關鍵參數，以及完成連續軌跡加工控制，精準控制激光束沿著預設的加工軌跡移動，對指定玻璃加工區域進行鉆孔。

ZLaserMarking激光切割系統核心功能

• 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、二維補償等多種平臺校正。
• 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，進而引發玻璃碎裂或爆裂。為減少碎屑積累，需協同優化以下關鍵要素：

01 切割方向控制：重力與負壓協同排屑

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同作用，將碎渣與粉塵定向導離切割區，避免切割工藝中的干擾，保障加工穩定性。如下圖所示。

02 切割軌跡設計：構建高效排屑通道

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。關鍵控制參數包括：

●  動態線距調節：根據激光功率、玻璃厚度實時優化線圈間距；

●  軌跡優化：采用平行線或螺旋漸開線路徑，確保切割連續性；

●  激光走向策略：由內向外/由外向內的軌跡走向配合多線間距調控，可減少邊緣崩邊尺寸，提升斷面質量。

03 加工參數動態調控

影響切割效果的核心參數包括：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。

參數優化要點：

● 標刻速度：直接影響切割效率。速度過快導致切割深度不足、熱量內部堆積，引發爆裂；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：需根據具體玻璃材料特性、激光器類型及功率進行精細化調整，確保形成有效切割的同時，熱量輸入與碎屑排出達到動態平衡。

方案應用優勢

• 控制集成，穩定可靠：單張板卡集成振鏡與伺服控制，確保多軸協同的實時性與系統穩定性。
• 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，有效降低設備控制成本。
• 高效鉆孔，靈活聯動：支持2.5D振鏡控制，掃描振鏡XYZ聯動加工，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：板卡支持二次開發，提供C++、C#等多種開發方式的專用激光函數庫及應用案例。
• 脫機運行，穩定保障：支持脫機控制運行，可加載多個脫機程序，通過IO或API函數靈活觸發，確保系統加工過程穩定可靠。

02 開放式激光振鏡運動控制器簡介

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，可靈活構建多軸聯動等方式的激光加工系統；

▌  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、參數配置及實際應用案例，聯系電話400-089-8936。

正運動技術專注于運動控制技術研究和通用運動控制軟硬件產品的研發，是國家級高新技術企業。正運動技術匯集了來自華為、中興等公司的優秀人才，在堅持自主創新的同時，積極聯合各大高校協同運動控制基礎技術的研究，是國內工控領域發展最快的企業之一，也是國內少有、完整掌握運動控制核心技術和實時工控軟件平臺技術的企業。主要業務有：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_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。