CN106323193B - 蓝宝石晶锭外形测定装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了蓝宝石晶锭外形测定装置，其包括：底座；旋转台；龙门架，其中，龙门架包括彼此相对的两个门架，旋转台位于所述两个门架之间，每个门架包括两个支脚、发射端激光扫描传感器和接收端激光扫描传感器，其中，每个支脚可滑动垂直设置在底座上，发射端激光扫描传感器可滑动设置在一个支脚上而接收端激光扫描传感器可滑动设置在另一个支脚上；在发射端激光扫描传感器和接收端激光扫描传感器之间形成扫描激光束；扫描激光束用于对设置在旋转台上的蓝宝石晶锭执行从上到下以及不同旋转角度的边缘轮廓的尺寸扫描以通过插值算法来重建蓝宝石晶锭的三维轮廓图形。本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置能有效、可靠和精确地测定蓝宝石晶锭的外形轮廓。
Description
技术领域
本发明涉及外形测定技术领域，尤其涉及一种蓝宝石晶锭外形测定装置。
背景技术
目前产业上所使用的蓝宝石多为泡生法材料，这种方式生长的蓝宝石晶锭外形不规则，所以在开方的时候很难达到最大化的利用。由于蓝宝石生产成本高昂，所以目前急需一种方法来提高蓝宝石晶锭在开方时候的利用率，而要达到最大的利用率，测定蓝宝石晶锭外形轮廓是一个最基础的条件。然而，因为蓝宝石晶锭形状不规则而且材料是透明的，所以在外形轮廓测定中存在很大的难度。
发明内容
本发明要解决的技术问题在于，针对现有技术的上述蓝宝石晶锭外形轮廓测定中存在很大难度的缺陷，提供一种能有效、可靠和精确地测定蓝宝石晶锭的外形轮廓的蓝宝石晶锭外形测定装置。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种蓝宝石晶锭外形测定装置，其包括：底座；设置在所述底座上的旋转台；垂直设置在所述底座上的龙门架，其中，所述龙门架包括彼此相对的两个门架，所述旋转台位于所述两个门架之间，每个门架包括两个支脚、发射端激光扫描传感器和接 收端激光扫描传感器，其中，每个支脚可滑动垂直设置在所述底座上，所述发射端激光扫描传感器可滑动设置在一个支脚上而所述接收端激光扫描传感器可滑动设置在另一个支脚上；在所述发射端激光扫描传感器和所述接收端激光扫描传感器之间形成扫描激光束；所述扫描激光束用于对设置在所述旋转台上的蓝宝石晶锭执行从上到下以及不同旋转角度的边缘轮廓的尺寸扫描以通过插值算法来重建所述蓝宝石晶锭的三维轮廓图形。
在本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置中，所述扫描激光束的宽度是60mm。
在本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置中，在所述底座上设置有彼此相对的两个横向移动滑轨，所述旋转台位于所述两个横向移动滑轨之间，每个门架的一个支脚通过滑块附连到一个横向移动滑轨而另一个支脚通过滑块附连到另一个横向移动滑轨。
在本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置中，在每个支脚上设置有一个纵向移动滑轨，所述发射端激光扫描传感器通过滑块附连到所述门架的一个支脚的纵向移动滑轨，而所述接收端激光扫描传感器通过滑块附连到所述门架的另一个支脚的纵向移动滑轨。
在本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置中，所述门架还包括固定横梁，所述固定横梁的一端与所述发射端激光扫描传感器附连而另一端与所述接收端激光扫描传感器附连。
在本发明的蓝宝石晶锭外形测定装置中，还包括用于对所述发射端激光扫描传感器和接收端激光扫描传感器进行控制的控制电箱。
实施本发明的技术方案，本发明通过扫描激光束对设置在所述旋转台上的蓝宝石晶锭执行从上到下以及不同旋转角度的边缘轮廓的尺寸扫描以通过插值算法来重建所述蓝宝石晶锭的三维轮廓图形，能有效、可靠和精确地测 定蓝宝石晶锭的外形轮廓。
附图说明
下面将结合附图及实施例对本发明作进一步说明，附图中：
图1是本发明蓝宝石晶锭外形测定装置的示意图；
图2是图1的俯视图。
具体实施方式
本发明的目的、特征和特性以及结构的有关元件的操作方法和功能和部件的组合在参照附图阅读下列描述和以上权利要求时将变得更明显。要明确地理解附图仅仅是为了说明和描述的目的并且不意在作为本发明的限制。
图1是本发明实施例的蓝宝石晶锭外形测定装置的示意图。如图1所示，在底座1上固定设置有两个横向移动滑轨2和一个旋转台3。其中，两个横向移动滑轨2设置在旋转台3相对的两侧，以及将被测量的蓝宝石晶锭4固定在旋转台3上。龙门架垂直设置在底座1上，其中，龙门架包括彼此相对的两个门架51，旋转台3位于两个门架5之间，每个门架5包括两个支脚54，每个支脚54可滑动垂直设置在底座1上。然后，在每个横向移动滑轨2上装有两个滑块21，每个滑块21通过门架5和另一侧的横向移动滑轨2上的滑块21耦接，即，每个滑块21与一个支脚54连接，由此每个门架5可在底座1上进行横向滑动。然后在门架5的两侧固定两个纵向移动滑轨51，即每个支脚54上固定安装一个纵向移动滑轨51。每个纵向移动滑轨51上安装一个滑块52，滑块52通过固定横梁53连接在一起，然后两个滑块52可以同时上下运动，其中一个滑块52上固定发射端激光扫描传感器61，相对的另一个和它 同时做上下运动的滑块52上固定接收端激光扫描传感器62，然后通过发射端激光扫描传感器61的发射一定宽度的扫描激光束7，然后在接收端激光扫描传感器62计算所接收到的扫描激光束7的宽度，和发射端激光扫描传感器61发射的扫描激光束7的宽度执行差值计算，就可以得出遮挡在发射端激光扫描传感器61和接收端激光扫描传感器62的蓝宝石晶锭4的尺寸。在一实施例中，发射端激光扫描传感器61发出的扫描激光束的宽度为60mm。另外，不同的型号的发射端激光扫描传感器61发出不同宽度的扫描激光束。针对不同大小的蓝宝石晶锭，可以通过滑动调节彼此相对的两个门架51的距离来适应不同大小的蓝宝石晶锭。然后通过滑块52带动发射端扫描传感器61和接收端扫描传感器62之间的扫描激光束7由上至下移动，就可以测出蓝宝石晶锭4一侧的轮廓曲线，然后另外一组滑块带动另一对发射端扫描传感器61和接收端扫描传感器62之间的扫描激光束7执行相同的动作，就可以测量出蓝宝石晶锭4另外一侧的轮廓曲线，将两侧的曲线合在一起，就是当前角度和位置的蓝宝石晶锭4的轮廓投影。接着再通过旋转台3，旋转一个角度，再次重复以上的步骤，就可以测定出不同角度的蓝宝石晶锭4的投影轮廓。在一实施例中，具体的流程是这样的：第一步，将多个透明的薄蓝宝石片(每片0.3MM)叠加在一起。然后用发射端激光传感器照射叠加的薄蓝宝石片，当接收端激光传感器还可以接收到信号时，说明叠加的薄蓝宝石片的厚度还不够，就增加薄蓝宝石片，直到接收端激光传感器无法接收到信号为止。这时记录下叠加的薄蓝宝石片的厚度，即发射端激光传感器发出的扫描激光束不能够穿透的透明蓝宝石的厚度；第二步，蓝宝石晶锭的纵向轮廓线是不规则，凹凸不平的，但是横向截面都是近似的圆形。然后发射端激光传感器发出扫描激光束对蓝宝石晶锭进行扫描，如图2所示，当扫描激光束扫描到一个截 面的时候，两侧的发射端激光传感器发出的扫描激光束的间距大于两侧的接收端激光传感器接收的扫描激光束的间距时，就可以认为蓝宝石晶锭已经对扫描激光束形成了遮挡，那么遮挡的临界值就是刚刚测定出来的扫描激光束能够穿透的最大值，也就是这个圆(即，蓝宝石晶锭的投影轮廓)的两条对称的弦长已知，那么接收端激光传感器的距离已知(两侧的发射端激光传感器发出的扫描激光束的间距和两侧的接收端激光传感器接收的扫描激光束的间距的差值可以被测出，只要知道两侧的发射端激光传感器发出的扫描激光束的间距，就可以测出两侧的接收端激光传感器接收的扫描激光束的间距，而两侧的发射端激光传感器发出的扫描激光束的间距可以根据滑轨上安装的光栅尺测出)，根据勾股定理，可以算出圆的半径，进而绘制出蓝宝石晶锭投影轮廓的圆形。当从上到下对蓝宝石晶锭进行扫描，获得蓝宝石晶锭的多个横向截面的投影轮廓后，将多个横向截面叠加起来以后，就相当于与一个完整的由横向截面组成的投影轮廓，那么就可以通过插值算法将多个横向截面边缘连接起来，然后就形成一个整体的蓝宝石晶锭的三维轮廓，即绘制出整个蓝宝石晶锭4的三维模型。具体操作中，该蓝宝石晶锭外形测定装置使用控制电箱8对发射端激光扫描传感器61和接收端激光扫描传感器62进行控制。
以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的权利要求范围之内。
Claims (5)
1.一种蓝宝石晶锭外形测定装置，其特征在于，包括：底座；设置在所述底座上的旋转台；垂直设置在所述底座上的龙门架，其中，所述龙门架包括彼此相对的两个门架，所述旋转台位于所述两个门架之间，每个门架包括两个支脚、发射端激光扫描传感器和接收端激光扫描传感器，其中，每个支脚可滑动垂直设置在所述底座上，所述发射端激光扫描传感器可滑动设置在一个支脚上而所述接收端激光扫描传感器可滑动设置在同一门架的另一个支脚上；在所述发射端激光扫描传感器和所述接收端激光扫描传感器之间形成扫描激光束，所述扫描激光束宽度为60mm；所述扫描激光束用于对设置在所述旋转台上的蓝宝石晶锭执行从上到下以及不同旋转角度的边缘轮廓的尺寸扫描以通过插值算法来重建所述蓝宝石晶锭的三位轮廓图形。
2.根据权利要求1所述的蓝宝石晶锭外形测定装置，其特征在于，在所述底座上设置有彼此相对的两个横向移动滑轨，所述旋转台位于所述两个横向移动滑轨之间，每个门架的一个支脚通过滑块附连到一个横向移动滑轨，而另一个支脚通过滑块附连到另一个横向移动滑轨。
3.根据权利要求1所述的蓝宝石晶锭外形测定装置，其特征在于，在每个支脚上设置有一个纵向移动滑轨，所述发射端激光扫描传感器通过滑块附连到所述门架的一个支脚的纵向移动滑轨，而所述接收端激光扫描传感器通过滑块附连到所述门架的另一个支脚的纵向移动滑轨。
4.根据权利要求1所述的蓝宝石晶锭外形测定装置，其特征在于，所述门架还包括固定横梁，所述固定横梁的一端与所述发射端激光扫描传感器附连而另一端与所述接收端激光扫描传感器附连。
5.根据权利要求1所述的蓝宝石晶锭外形测定装置，其特征在于，还包括用于对所述发射端激光扫描传感器和接收端激光扫描传感器进行控制的控制电箱。
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