一种圆形光学元件的倒边装置的制作方法

1.本实用新型涉及光学精密零件加工领域，具体涉及一种圆形光学元件的倒边装置。


背景技术：

2.光学元件是光学系统的基本组成单元。大部分光学零件需要抛光后使用，起到成像、分光、传像、滤波等作用。光学元件在抛光前需要对棱角进行倒边处理，以防止光学元件在搬运、使用、装配等环节造成手或其他部位伤害；防止外力敲击、碰撞、抛光和装配过程中崩角掉渣；也可以改善制作时可能存在的崩角缺陷，保证产品美观。
3.对于氟化钙、氟化钡、氟化镁等材料软而脆的圆形元件，加工容易产生崩角和划痕，所以现有技术倒边通常采用手工方式进行控制。现有技术利用旋转的金属材料碗状工装，用手按压元件，同时配合水砂在碗里进行研磨，以控制崩角。完成一面倒边后，需将元件翻面进行二次倒边。
4.该技术双面倒边大小和研磨时间靠手工控制，元件两面倒边一致性和均匀性不能保证，加工效率和精度低。由于材料软脆，碗里的水砂容易沾染在材料表面，当表面砂子清理不干净时，容易划伤元件表面，成品率低，造成加工成本增加，不利于批量生产。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决上述技术问题并提供一种圆形光学元件的倒边装置，能够快速进行倒边，效率高，无需手工控制，成品率高，加工成本大大降低。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种圆形光学元件的倒边装置，包括真空吸盘、直角定位板和倒边砂轮，所述真空吸盘中部设置有通气孔，所述通气孔通过真空管和电磁阀与真空泵连接，所述真空吸盘表面还设置有防滑膜，所述真空吸盘与伺服旋转台连接，所述伺服旋转台安装在移动安装臂上，所述移动安装臂与三轴移动机构连接，所述三轴移动机构带动真空吸盘在直角定位板和倒边砂轮之间移动，所述倒边砂轮与倒边电机连接，所述三轴移动机构、倒边电机和直角定位板均固定设置在倒边平台上。
7.进一步的，所述真空吸盘表面还设置有通气凹槽，所述通气凹槽与通气孔在真空吸盘的径向上贯通。
8.进一步的，所述通气凹槽包括至少一个环形的凹槽，当凹槽数量大于等于2时，相邻两个凹槽之间设置有连通腔。
9.进一步的，所述防滑膜为硅胶材质，且厚为度0.02-0.05mm。
10.进一步的，所述倒边砂轮的研磨壁上设置有v型环槽。
11.进一步的，所述v型环槽内电镀有400-2000目的金刚砂。
12.进一步的，所述伺服旋转台与真空吸盘之间设置有延长避让管，所述延长避让管与真空吸盘底部密封连接，所述延长避让管内设置有抽气管，所述延长避让管与抽气管之间设置有密封轴承，所述抽气管与真空管连接。
13.进一步的，所述直角定位板为高分子聚乙烯材质。
14.本实用新型的有益效果：
15.1、利用真空吸盘来固定元件，配合直角定位板，可实现元件自转倒边，尺寸加工一致性可控；
16.2、真空吸盘上设有防滑膜，可以有效固定元件，防止元件因为真空吸盘表面刀纹漏气以及撞击砂轮导致的偏离和掉料；防滑膜还可以有效避免对元件表面造成的硬物划伤，从而提高成品率；
17.3、由于是吸附固定，元件与颗粒物之间不存在挤压问题，从而避免颗粒物划伤表面。
附图说明
18.图1是本实用新型的整体结构示意图；
19.图2是本实用新型的真空吸盘结构示意图；
20.图3是本实用新型的真空吸盘截面结构示意图；
21.图4是本实用新型定位时的部分结构示意图；
22.图5是本实用新型图5中真空吸盘和直角定位板的配合定位示意图；
23.图6是本实用新型倒角时的部分结构示意图；
24.图7是本实用新型图6中倒边砂轮与真空吸盘的配合倒边示意图。
具体实施方式
25.下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步说明，以使本领域的技术人员可以更好地理解本实用新型并能予以实施，但所举实施例不作为对本实用新型的限定。
26.参照图1至图3所示，本实用新型的圆形光学元件的倒边装置的一实施例，包括真空吸盘1、直角定位板2和倒边砂轮3，真空吸盘整体为圆形结构，直径15～100mm，厚度10～15mm，中间设有通气孔5～10mm，上端面设有通气孔4，为了提高吸附效果，还可以在上端面上设置通气凹槽10，通气凹槽与通气孔相连接，通气凹槽深度2～5mm，宽度2～5mm，通气凹槽包括两个环形的凹槽，两个凹槽之间设置有连通腔11，通气孔通过真空管和电磁阀与真空泵连接，电磁阀控制抽真空和破真空，从而实现真空吸盘对元件111的吸附固定和释放，真空吸盘表面还设置有防滑膜5，膜层采用有弹性的硅胶材质，厚度0.02-0.05mm，有效避免对元件表面造成的硬物划伤，真空吸盘与伺服旋转台6连接，伺服旋转台安装在移动安装臂7上，移动安装臂与三轴移动机构8连接，三轴移动机构带动真空吸盘在直角定位板和倒边砂轮之间移动，伺服旋转台带动真空吸盘转动，以配合倒边，倒边砂轮与倒边电机连接，三轴移动机构、倒边电机和直角定位板均固定设置在倒边平台9上，倒边平台上还可以设置水循环装置，水循环装置在倒角过程中供给液体，以保证倒角效果，因此可以在倒边平台上设置围挡结构，将供给的液体进行集中收集，从而实现循环利用的目的。移动安装臂与三轴移动机构之间通过竖向设置的连接柱连接固定，三轴移动机构可以设置在围挡外部，通过连接柱将真空吸盘等组件伸入围挡内，避免液体对三轴移动机构的影响。其中通过连接柱还可以调节移动安装臂的朝向，以减少在移动过程中的干涉问题，灵活组装调节。
27.倒边砂轮直径150mm～200mm，厚度15～30mm，顺时针转动，转速40～100rpm。砂轮
研磨壁呈现“＜”形，电镀400-2000#金刚砂，角度60～120
°
，角平分线平行于砂轮基准面，便于中心定位，高度大于元件厚度2mm以上。
28.还可以在上述的伺服旋转台与真空吸盘之间设置有延长避让管，延长避让管与真空吸盘底部密封连接，通过延长避让管的设置，可以将真空吸盘架设在空间内，减少设备组件的干涉，移动和使用更为灵活，还可以在延长避让管内设置有抽气管，延长避让管与抽气管之间设置有密封轴承，抽气管与真空管连接，从而对伺服旋转台的选型更为简单，使用成本大大降低。直角定位板为高分子聚乙烯材质，具有较高的硬度，且与元件碰触时，不会对元件表面造成伤害。
29.以下以氟化钙φ80*5mm倒边为例说明：
30.铝制的真空吸盘，直径35mm，厚度10mm，中间设有的通气孔10mm，上端面设有通气凹槽与通气孔相连接，通气凹槽深度2mm，宽度3mm，并形成由1条外圈和2圈间断的内圈组成的吸附平台，吸附平台最外的外圈是封闭的凸起圆环，宽度2mm，内圈是与其完全平行等厚的间断平台，宽度2mm，吸附平台上端面设有防滑膜，膜层采用有弹性的硅胶材质，厚度0.03mm，真空吸盘转速12rpm，研磨圈数设定为2圈。
31.直角定位板为高分子聚乙烯材质，长度60mm，宽度为10mm，厚度10mm，在元件抵靠时，不会造成元件损伤，具有保护效果。2片定位片呈垂直结构，并设置有测距装置辅助测量直角定位板和真空吸盘的相对位置，测距装置为激光测量仪。
32.倒边砂轮直径160mm，厚度15mm，顺时针转动，转速60rpm。倒边砂轮研磨壁电镀800#金刚砂，角度90
°
，角平分线平行于砂轮基准面，高度10mm。
33.参照图4和图5所示，真空吸盘设有自动通气开关，将元件居中放置在吸盘上，开启真空，通过三轴移动机构带动真空吸盘移动，真空吸盘带动元件沿着x轴向右移动，元件触碰到右定位点113时停止移动，测距装置记录真空吸盘的旋转轴心x轴坐标。真空吸盘带动元件沿着y轴向前移动，元件触碰到到上定位点112时停止移动，测距装置记录真空吸盘旋转轴心y轴坐标。真空自动关闭，元件与真空吸盘脱离，真空吸盘的旋转轴心自动寻找xy轴坐标，此时上定位点和右定位点到真空吸盘旋转轴心距离等于40+/-0.01mm，则水平xy轴定位完成。将真空吸盘沿z轴复位，使其吸附平台上端面与砂轮角平分线重合，以此为基准位置，将真空吸盘下行2.5mm，使得元件厚度1/2截面与砂轮研磨壁角平分线重合，z轴定位完成。设定此时xyz轴坐标为定位零点。根据需求倒边大小，调节真空吸盘y轴坐标设定加工零点。
34.参照图6和图7所示，开启倒边砂轮，将元件置于真空吸盘的吸附平台上，并平推靠向上定位点和右定位点后，真空自动开启，水循环启动。真空负压能够将元件固定在吸附平台上，同时顺时针旋转并带动元件缓慢靠向倒边砂轮开始倒边。倒边完成后，真空关闭，真空吸盘自动退回至定位零点，取下元件，倒边结束。如此往复，可实现批量加工生产。
35.上述的定位方式并不局限于本技术公开的方法。
36.本实用新型中，膜层防滑作用增加了元件与吸附平台的摩擦力，防止元件与砂轮接触瞬间，由于撞击导致的元件偏离和滑落，也防止元件与铝制工装接触摩擦产生划伤，提高成品率。膜层弹性吸附解决了元件因表面粗糙度过低导致的真空漏气掉片状况。砂轮双面倒边同时完成，极大提高加工效率。还可以配合自动上下料装置，可实现自动化生产，极大的提高了生产效率，降低成本。
37.以上实施方式仅用以说明本实用新型的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施方式对本实用新型进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施方式所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本实用新型各实施方式技术方案的精神和范围。

技术特征：
1.一种圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，包括真空吸盘、直角定位板和倒边砂轮，所述真空吸盘中部设置有通气孔，所述通气孔通过真空管和电磁阀与真空泵连接，所述真空吸盘表面还设置有防滑膜，所述真空吸盘与伺服旋转台连接，所述伺服旋转台安装在移动安装臂上，所述移动安装臂与三轴移动机构连接，所述三轴移动机构带动真空吸盘在直角定位板和倒边砂轮之间移动，所述倒边砂轮与倒边电机连接，所述三轴移动机构、倒边电机和直角定位板均固定设置在倒边平台上。2.如权利要求1所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述真空吸盘表面还设置有通气凹槽，所述通气凹槽与通气孔在真空吸盘的径向上贯通。3.如权利要求2所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述通气凹槽包括至少一个环形的凹槽，当凹槽数量大于等于2时，相邻两个凹槽之间设置有连通腔。4.如权利要求1所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述防滑膜为硅胶材质，且厚为度0.02-0.05mm。5.如权利要求1所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述倒边砂轮的研磨壁上设置有v型环槽。6.如权利要求5所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述v型环槽内电镀有400-2000目的金刚砂。7.如权利要求1所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述伺服旋转台与真空吸盘之间设置有延长避让管，所述延长避让管与真空吸盘底部密封连接，所述延长避让管内设置有抽气管，所述延长避让管与抽气管之间设置有密封轴承，所述抽气管与真空管连接。8.如权利要求1所述的圆形光学元件的倒边装置，其特征在于，所述直角定位板为高分子聚乙烯材质。

技术总结
本实用新型公开了一种圆形光学元件的倒边装置，包括真空吸盘、直角定位板和倒边砂轮，所述真空吸盘中部设置有通气孔，所述通气孔通过真空管和电磁阀与真空泵连接，所述真空吸盘表面还设置有防滑膜，所述真空吸盘通过旋转传动组件与伺服电机连接，所述旋转传动组件和伺服电机均安装在移动安装臂上，所述移动安装臂与三轴移动机构连接，所述三轴移动机构带动真空吸盘在直角定位板和倒边砂轮之间移动，所述倒边砂轮与倒边电机连接，所述三轴移动机构、倒边电机和直角定位板均固定设置在倒边平台上。本实用新型能够快速进行倒边，效率高，无需手工控制，成品率高，加工成本大大降低。加工成本大大降低。加工成本大大降低。


技术研发人员：赵玲 王玉洁 朱逢旭
受保护的技术使用者：秦皇岛市和易科技有限公司
技术研发日：2023.02.08
技术公布日：2023/7/19