一种滤光片激光切割设备的制作方法

1.本实用新型涉及滤光片加工领域，更具体地，涉及一种滤光片激光切割设备。


背景技术：

2.滤光片作为一种可实现特定波长通过或截至的光学元件，是航空航天精密遥感、光通信、高性能相机等领域的关键功能部件，借助它可以实现更高精度与灵敏度的探测与高质量信息传输。由于现在摄像设备的性能越来越高，对滤光片的尺寸精度也越来越高。在滤光片的加工过程中，需要先将作为原材料的滤光片中片切割成小尺寸的小颗粒镜片，目前常用的方式为刀轮切割，再通过人为使用硅胶滚轴裂片，裂片后形成成品。这种人工裂片的方式不良率高，容易出现较多的崩边、划伤等问题；并且效率较低，对操作人员的手法也要求很高。


技术实现要素：

3.本实用新型为克服上述背景技术中所述的这种人工裂片的方式不良率高，容易出现较多的崩边、划伤等问题；并且效率较低，对操作人员的手法也要求很高的问题，提供一种滤光片激光切割设备。本实用新型能够实现对滤光片的自动切割加工，生产效率高。
4.为解决上述技术问题，本实用新型采用的技术方案是：一种滤光片激光切割设备，包括机座、控制系统以及在所述机座上沿工序方向依次设置的：
5.上料机构，用于将待切割的滤光片中片输送至下一工位；
6.激光切割机构，用于对到位后的滤光片中片进行切割；
7.翻面机构，用于将到位后的滤光片中片进行翻转；
8.裂边缘机构，用于将到位后且经过激光切割的滤光片中片边缘多余的角料去除；
9.移片机械手，用于将滤光片中片在所述激光切割机构、翻面机构和裂边缘机构之间依次转移；
10.裂片机构，用于将到位后的滤光片中片断裂成大小相等的镜片；
11.裂片转移机构，用于将裂边缘后形成的滤光片中片进行装载输送并将镜片进行收集；
12.所述控制系统分别与所述上料机构、激光切割机构、翻面机构、裂边缘机构、移片机械手、裂片机构和裂片转移机构独立控制连接。
13.进一步的，所述裂片机构包括横向裂片组件和纵向裂片组件，所述裂片转移机构包括平移传送装置、治具上料传送带、治具下料传送带以及用于将治具上料传送带上的治具转移至平移转送带上或将平移转送带上装有镜片的治具转移到下料传送带上的治具转移机械手，所述平移传送装置一端与所述裂边缘机构以及翻面机构平齐，所述治具上料传送带和治具下料传送带分别位于所述平移传送装置另一端的相对两侧，所述治具转移机械手位于所述平移传送装置另一端的上方，所述横向裂片组件和纵向裂片组件分别设于所述平移传送装置两端的上方，所述横向裂片组件的裂片方向与纵向裂片组件的裂片方向相互
垂直。
14.进一步的，所述横向裂片组件包括纵向步进气缸、第一连接座、第一裂片气缸和第一裂片刀头，所述纵向步进气缸的缸筒固定在机座上方设有的第一悬架上，所述纵向步进气缸的伸缩杆与所述第一连接座的顶部连接且与所述平移传送装置所在平面相互平行，所述纵向步进气缸的伸缩杆的伸缩方向与所述平移传送装置的输送方向相互垂直，所述第一裂片气缸的缸筒贴合固定在所述第一连接部的侧壁上，所述第一裂片气缸的伸缩杆与所述第一裂片刀头的顶部连接且与所述平移传送装置所在平面垂直，所述第一裂片刀头与所述平移传送装置的输送方向相互平行。
15.进一步的，所述纵向裂片组件包括横向步进气缸、第二连接座、第二裂片气缸和第二裂片刀头，所述横向步进气缸的缸筒连接在所述机座上方设有的第二悬架上，所述横向步进气缸的伸缩杆与所述第二连接座的顶部连接且与所述平移传送装置所在平面相互平行，所述纵向步进气缸的伸缩方向与所述纵向步进气缸的伸缩方向相互垂直，所述第二裂片气缸的缸筒贴合固定在所述第二连接部的侧壁上，所述第二裂片气缸的伸缩杆与所述第二裂片刀头的顶部连接且与所述平移传送装置所在平面垂直，所述第二裂片刀头与第一裂片刀头相互垂直。
16.进一步的，所述裂边缘机构包括支架、裂边缘框架以及转动电机，所述裂边缘框架的设有所述支架的顶部，所述转动电机安装在所述支架上并位于裂边缘框架一侧中部，所述裂边缘框架靠近电机的一侧通过转动轴与所述电机的输出轴连接、所述裂边缘框架与所述电机相对的一侧通过转动轴与所述支架转动连接。
17.进一步的，所述翻面机构包括翻面电机、转动吸盘和升降中转架，所述翻面电机的机座连接平移换位机构上，所述第一悬架上还设有能够带动所述翻面电机在所述悬架上平移的平移换位机构，所述翻面电机的输出轴与所述转动吸盘的一侧连接，所述升降中转架位于所述转动吸盘的正下方。
18.进一步的，所述移片机械手为吸盘式机械手。
19.优选的，所述裂边缘框架为“田”字形结构。
20.进一步的，所述治具上料传送带和治具下料传送带相互平行设置。
21.与现有技术相比，有益效果是：
22.本实用新型中的整套设备通过各个机构的合理配合衔接，集滤光片的自动切割、翻面、裂边缘以及裂片于一体，减少周转过程中所造成的划伤，并减少人为因素对产品良率的影响，提高产品生产的合格率以及生产效率。
附图说明
23.图1是本实用新型顶面的结构示意图。
24.图2是本实用新型的整体结构示意图。
具体实施方式
25.附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性
说明，不能理解为对本专利的限制。
26.本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
27.下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：
28.如图1和图2所示，为一种滤光片激光切割设备，包括机座1、控制系统以及在机座1上沿工序方向依次设置的：
29.上料机构70，用于将待切割的滤光片中片输送至下一工位；
30.激光切割机构10，用于对到位后的滤光片中片进行切割；
31.翻面机构20，用于将到位后的滤光片中片进行翻转；
32.裂边缘机构30，用于将到位后且经过激光切割的滤光片中片边缘多余的角料去除；
33.移片机械手60，用于将滤光片中片在激光切割机构10、翻面机构20和裂边缘机构30之间依次转移；
34.裂片机构，用于将到位后的滤光片中片断裂成大小相等的镜片；
35.裂片转移机构，用于将裂边缘后形成的滤光片中片进行装载输送并将镜片进行收集；
36.控制系统分别与上料机构70、激光切割机构10、翻面机构20、裂边缘机构30、移片机械手60、裂片机构和裂片转移机构独立控制连接。
37.裂片机构包括横向裂片组件41和纵向裂片组件42，裂片转移机构包括平移传送装置51、治具上料传送带52、治具下料传送带54以及用于将治具上料传送带52上的治具转移至平移转送带上或将平移转送带上装有镜片的治具转移到下料传送带54上的治具转移机械手53，平移传送装置51一端与裂边缘机构30以及翻面机构20平齐，治具上料传送带52和治具下料传送带54分别位于平移传送装置51另一端的相对两侧，治具上料传送带52和治具下料传送带54相互平行设置；治具转移机械手53位于平移传送装置51另一端的上方，横向裂片组件41和纵向裂片组件42分别设于平移传送装置51两端的上方，横向裂片组件41的裂片方向与纵向裂片组件42的裂片方向相互垂直。这样，激光切割机构10为常用的激光切割装置，主要包括激光器11和切割头12；滤光片中片经过激光切割机构10在切割平台101上切割之后，中间形成若干个正方形的小方格，边缘还有部分用不到的废料；这时候滤光片中片被切出了区域，但还未断裂，然后为了裂片方便，需要将滤光片翻一个面，即通过翻面机构20翻面，翻面之后，移片机械手60将滤光片中片吸附柱，在裂边缘机构30中向下压，配合裂边缘机构30的作用，使得边缘被去除，留下的部分为有效区域；首先，治具上料传送带52上会上料一个用于装载滤光片有效区域的治具，治具一般为待料吸晶盒；上料到位后，由治具转移机械手53转移至平移传送装置51的末端，平移传送装置51可以是丝杆滑块传送装置、也可以是平移传送带或者其他能够带动治具平移传输的装置，本实施例中为丝杆滑块转输
结构，将治具落在滑块上，滑块的表面平整且坚硬，能够在裂片机构下压时，不会产生上下浮动；平移传送装置51反向传送，将治具传送到首端，停在那里等待装载滤光片有效区域；另一边，在滤光片中片经过裂边缘之后，移片机械手60将滤光片中片裂完边缘后剩下的有效区域吸附转移到平移传送装置51上并放落在到位的治具中，之后平移传送装置51正向传送，使得装载在治具中的有效区域，依次经过横向裂片组件41和纵向裂片组件42的裂片作用，使得在激光切割时形成的切割线位置全部断裂，形成最终若干的小镜片；但所有的小镜片也还是规则的摆放在治具中，装载有小镜片的治具到达平移传送装置51的末端之后，被治具转移机械手53夹持住四侧，转移到治具下料输送线上，成品传输后被收集。
38.横向裂片组件41包括纵向步进气缸、第一连接座、第一裂片气缸和第一裂片刀头，纵向步进气缸的缸筒固定在机座1上方设有的第一悬架102上，纵向步进气缸的伸缩杆与第一连接座的顶部连接且与平移传送装置51所在平面相互平行，纵向步进气缸的伸缩杆的伸缩方向与平移传送装置51的输送方向相互垂直，第一裂片气缸的缸筒贴合固定在第一连接部的侧壁上，第一裂片气缸的伸缩杆与第一裂片刀头的顶部连接且与平移传送装置51所在平面垂直，第一裂片刀头与平移传送装置51的输送方向相互平行；纵向裂片组件42包括横向步进气缸、第二连接座、第二裂片气缸和第二裂片刀头，横向步进气缸的缸筒连接在机座1上方设有的第二悬架103上，横向步进气缸的伸缩杆与第二连接座的顶部连接且与平移传送装置51所在平面相互平行，纵向步进气缸的伸缩方向与纵向步进气缸的伸缩方向相互垂直，第二裂片气缸的缸筒贴合固定在第二连接部的侧壁上，第二裂片气缸的伸缩杆与第二裂片刀头的顶部连接且与平移传送装置51所在平面垂直，第二裂片刀头与第一裂片刀头相互垂直。这样，横向裂片组件41和纵向裂片组件42的结构相同，只是刀头的方向不一样；以横向裂片组件41为例，平移传送装置51的传送方向为横向，纵向步进气缸带动第一裂片刀头在纵向按切割间距一步一步平移，每平移一步，第一裂片气缸带动第一裂片刀头向下压一下，刚好将对应位置的切割线压断，实现裂片；滤光片有效区域，经过横向一轮裂片加上纵向一轮裂片之后，就裂成了等规格的小镜片
39.裂边缘机构30包括支架31、裂边缘框架32以及转动电机33，裂边缘框架32的设有支架31的顶部，转动电机33安装在支架31上并位于裂边缘框架32一侧中部，裂边缘框架32靠近电机的一侧通过转动轴与电机的输出轴连接、裂边缘框架32与电机相对的一侧通过转动轴与支架31转动连接；其中裂边缘框架32为“田”字形结构。移片机械手60为吸盘式机械手；裂边缘框架32有四个镂空方向区域，均与滤光片有效区域对应，在移片机械手60的下压之下，边缘废料受到裂边缘框架32结构的限制，没办法下行，而有效区域在镂空区域能够下行，这样便能够去除边缘，移片机械手60留下有效区域；而裂边缘框架32上留下的边缘废料，在转动电机33的转动带动下，裂边缘框架32倾斜，将边缘废料倒落。
40.翻面机构20包括翻面电机23、转动吸盘21和升降中转架，翻面电机23的机座1连接平移换位机构22上，第一悬架102上还设有能够带动翻面电机23在悬架上平移的平移换位机构22，翻面电机23的输出轴与转动吸盘21的一侧连接，升降中转架设于机座1上并位于转动吸盘21的正下方。翻面机构20作用是将滤光片中片翻一个面，因为滤光片中片有两个面，一个ar面，一个ir面，在激光切割时，切割的ar面，但是在裂片时，因工艺要求，需要从ir面裂片，故需要将滤光片中片先翻面之后再裂边缘和裂片。移片机械手60将滤光片中片转移到转动吸盘21上时，转动吸盘21将滤光片吸住，移片机械手60松开后移走，翻面电机23动
作，带动转动吸盘21和滤光片同时转动180
°
，接着升降中转架上行到转动吸盘21下方，接触到滤光片中片之后，转动吸盘21解除对滤光片中片的吸附，之后滤光片中片落到升降中转架上，升降中转架下落到初始位置，平移换位机构22带动翻面电机23以及转动吸盘21一起移走，移片机械手60重新到位，将平移换位机构22上的滤光片中片吸起后转移到裂边缘机构30上进行裂边缘工序。
41.本实施例的滤光片加工流程为：首先作为原材料的滤光片中片经过激光切割机构10切割之后，中间形成若干个正方形的小方割，边缘还有部分用不到的废料；这时候滤光片中片被切出了区域，但还未断裂，然后为了裂片方便，需要将滤光片翻一个面，即通过翻面机构20翻面，翻面之后，移片机械手60将滤光片中片吸附柱，在裂边缘机构30中向下压，配合裂边缘机构30的作用，使得边缘废边被去除，留下的部分为有效区域；接着移片机械手60将有效区域转移至平移输送线首端到位的治具上，治具将有效区域装载好，在平移机构的输送下，依次经过横向裂片组件41和纵向裂片组件42进行横向、纵向裂片，最终形成符合尺寸规格要求的小镜片，到治具下料输送线进行下料收集；本实施例的整套设备通过各个机构的合理配合衔接，集滤光片的自动切割、翻面、裂边缘以及裂片于一体，减少周转过程中所造成的划伤，并减少人为因素对产品良率的影响，提高产品生产的合格率以及生产效率。
42.显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。