CN107309743A - 一种光学镜片加工固定装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种光学镜片加工固定装置，包括刚性材料制成的盘体，所述盘体的作业表面设置有用于嵌装光学镜片的加工槽,所述加工槽的槽底设置有避空槽，所述避空槽的槽口面积小于所述加工槽的槽底面积；本发明通过液态金属状态的改变来固定光学镜片，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动，保证加工的精度，利于对高精度要求的光学镜片的加工。

Description

一种光学镜片加工固定装置

技术领域

本发明涉及光学镜片冷加工模具技术领域，具体涉及一种光学镜片加工固定装置。

背景技术

在国际光电产业结构调整、产业转移趋势下，世界范围内的光学冷加工产能均大规模向中国转移，我国已逐渐成为全世界光学冷加工的制造中心，光学制造能力已超过了每年五亿件。光学镜片需要经过铣磨、精磨等几步冷加工工艺制成。光学镜片冷加工工艺需要精度较高的工装，使得光学镜片能够达到所需的精度。光学镜片冷加工工艺有如下几步：

第1道：铣磨，是去除镜片表面凹凸不平的气泡和杂质 (约0.05-0.08)，起到成型作用;

第2道：精磨工序，是将铣磨出来的镜片，将其破坏层给消除掉，固定 R 值;

第3道：抛光工序，是将精磨镜片在一次抛光，这道工序主要是把外观做的更好;

第4道：清洗工序，是将抛光过后的镜片将起表面的抛光粉清洗干净，防止磨损镜片;

第5道：磨边，是将原有镜片外径将其磨削到指定外径;

第6道：镀膜 , 是将有需要镀膜镜片表面镀上一层或多层的有色膜或其他膜;

第7道：涂墨，是将有镜片需要防止反光在其外缘涂上一层黑墨;

第8道：胶合，是将有 2 个 R 值相反大小和外径材质一样的镜片用胶将其联合;

特殊工序:多片加工 ( 成盘加工 ) 和小球面加工线切割，根据不同的生产工艺，工序也会稍有出入，如涂墨和胶合的先后次序。

铣磨、精磨和抛光等工序需要加工盘等工装，为避免加工盘在加工时对镜片产生振动磨损，目前一直沿用采用弹性材质制成的弹性盘，但是，在加工光学镜片的过程中，由于弹性盘的弹性晃动，光学镜片的定位差，容易被加工损坏，报废率高。所以传统的弹性盘在加工过程中容易产生产品品质不稳定，镜片报废率过高问题，满足不了用户的技术要求。

申请号为201120121950.1的实用新型涉及光学加工模具，具体为一种光学冷加工多片夹具。光学冷加工多片夹具，由夹具基板、夹具缘、夹具定位面、泡棉组成，其特征在于夹具定位面与镜片定位面之间的间隙设置泡棉，泡棉厚度 0.75mm，泡棉距夹具定位面0.02mm，夹具缘设置在夹具基板缘。本实用新型可简化生产工艺，不用返修印子，降低生产成本。该专利就是采用弹性的固定盘，不利于镜片的打磨，产品质量不稳定。

发明内容

本发明所要解决的问题是提供一种光学镜片加工固定装置，通过液态金属状态的改变来固定光学镜片，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种光学镜片加工固定装置，包括刚性材料制成的盘体，所述盘体的作业表面设置有用于嵌装光学镜片的加工槽,所述加工槽的槽底设置有避空槽，所述避空槽的槽口面积小于所述加工槽的槽底面积；

所述避空槽处设置用于调节温度的调节管，且所述调节管通过管道与设置在所述盘体内的调节机构相连通；

所述避空槽底部设置设置导通管，所述导通管下部设置液态金属收放机构；

所述加工槽的槽底为环形平台，所述环形平台内侧设置一圈固定槽，并在所述固定槽内设置密封气囊，所述密封气囊通过进气管与加压气泵连接，所述进气管上设置电磁阀；

所述避空槽侧面设置溢流孔道；所述加压气泵、电磁阀、调节机构和液态金属收放机构均与控制器信号互联。

所述液态金属收放机构包括与所述导通管相连通的空腔，设置在空腔上部的加热丝，设置在空腔下部的活塞以及设置在所述活塞下部的伸缩杆。

所述调节机构包括与所述调节管相连通的进水管与出水管，所述进水管与调节仓下部相连通，所述出水管与所述调节仓上部相连通，所述调节仓内设置导热媒介，且所述调节仓内设置用于温度调节的半导体制冷片。

所述进水管上设置水泵。

所述控制器采用可编程逻辑控制器。

所述加工槽的深度小于待加工光学镜片的厚度。

所述密封气囊表面设置橡胶层。

所述溢流孔内设置用于监测液态金属液位的红外探测传感器。

所述调节管为铜材质制成的螺旋管。

所述液态金属采用镓铟锡合金，材料制备简单，价格低廉，且挥发性较差对人体无毒，保持液态的温度可以通过不同配比来改变，较为适合在此使用。

本发明提供了一种光学镜片加工固定装置，采用的固定盘为刚性材料，因而加工时镜片不会因盘体的晃动而被加工坏，废品率低。同时避空槽由于避开了光学镜片的工作部分，光学镜片的工作部分不会被磨损，因此镜片的损坏率很低；而在加工槽的底部为环形平台，光学镜片放置在加工槽内后向气囊内充气，使其膨胀对光学镜片的边缘上方向内挤压，进行固定，在固定后通过加热丝的加热，使得液态金属由固态变为液态，并通过活塞下部为伸缩杆推动活塞向上推动液态金属进入避空槽内，在溢流孔处检测到其内有液态金属溢出时停止液态金属的推进与加热，而为了避免避空槽内的液态金属快速冷却，在其内设置调节机构进行补充温度，避免快速凝结，然后通过调节管进行降温使得液态金属凝结并与镜片沾黏在一起，从而形成稳定的固定。

另外，在关闭加热机构并开启制冷机构，从而将液态金属凝固，便将光学镜片固定在加工槽内，该固定方式通过液态金属状态的改变来固定，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动，保证加工的精度。在镜片加工完成后，启动调节机构将液态金属从固态变为液态，且活塞向下收缩，使得液态金属收回至腔体内，进而使得光学镜片取消固定，镜片边可以被取下，完成对光学镜片的加工，采用的导热媒介为导热油或水。

另外，密封气囊的充放气依靠进气管、电磁阀和加压气泵实现，打开相应进气管的电磁阀，并打开加压气泵便可以对对应的气囊进行充气，充气之后关闭电磁阀便可将气体保留在气囊内，实现其膨胀。

而所述加压气泵、电磁阀、调节机构和液态金属收放机构均与控制器信号互联。控制器对各个设备进行控制，实现镜片加工的自动化作业，且控制器与各个设备无线连接，避免了复杂的线路对镜片加工设备的运行造成影响。无线连接可以依靠无线收发模块或蓝牙来实现，结构小巧。

本发明通过液态金属状态的改变来固定光学镜片，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动，保证加工的精度，利于对高精度要求的光学镜片的加工。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步描述：

图1是本发明光学镜片冷加工固定盘的结构示意图；

图2是本发明橡胶层的结构示意图；

图3是本发明调节机构的结构示意图；

图4是本发明A处的放大结构示意图。

具体实施方式

下面结合图1至图4对本发明技术方案进一步展示，具体实施方式如下：

实施例一

一种光学镜片加工固定装置，包括刚性材料制成的盘体7，所述盘体7的作业表面设置有用于嵌装光学镜片的加工槽5,所述加工槽5的槽底设置有避空槽4，所述避空槽4的槽口面积小于所述加工槽5的槽底面积；

所述避空槽4处设置用于调节温度的调节管61，且所述调节管61通过管道与设置在所述盘体7内的调节机构6相连通；

所述避空槽4底部设置设置导通管8，所述导通管8下部设置液态金属收放机构；

所述加工槽5的槽底为环形平台，所述环形平台内侧设置一圈固定槽，并在所述固定槽内设置密封气囊2，所述密封气囊2通过进气管与加压气泵14连接，所述进气管15上设置电磁阀；

所述避空槽4侧面设置溢流孔道1；所述加压气泵14、电磁阀15、调节机构和液态金属收放机构均与控制器16信号互联。

所述液态金属收放机构包括与所述导通管8相连通的空腔13，设置在空腔13上部的加热丝10，设置在空腔13下部的活塞11以及设置在所述活塞11下部的伸缩杆12，所述空腔13内设置液态金属9。

所述调节机构包括与所述调节管相连通的进水管63与出水管62，所述进水管63与调节仓65下部相连通，所述出水管62与所述调节仓65上部相连通，所述调节仓65内设置导热媒介，且所述调节仓65内设置用于温度调节的半导体制冷片66。

该实施例中采用的固定盘为刚性材料，因而加工时镜片不会因盘体的晃动而被加工坏，废品率低。同时避空槽由于避开了光学镜片的工作部分，光学镜片的工作部分不会被磨损，因此镜片的损坏率很低；而在加工槽的底部为环形平台，光学镜片放置在加工槽内后向气囊内充气，使其膨胀对光学镜片的边缘上方向内挤压，进行固定，在固定后通过加热丝的加热，使得液态金属由固态变为液态，并通过活塞下部为伸缩杆推动活塞向上推动液态金属进入避空槽内，在溢流孔处检测到其内有液态金属溢出时停止液态金属的推进与加热，而为了避免避空槽内的液态金属快速冷却，在其内设置调节机构进行补充温度，避免快速凝结，然后通过调节管进行降温使得液态金属凝结并与镜片沾黏在一起，从而形成稳定的固定。

另外，在关闭加热机构并开启制冷机构，从而将液态金属凝固，便将光学镜片固定在加工槽内，该固定方式通过液态金属状态的改变来固定，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动，保证加工的精度。在镜片加工完成后，启动调节机构将液态金属从固态变为液态，且活塞向下收缩，使得液态金属收回至腔体内，进而使得光学镜片取消固定，镜片边可以被取下，完成对光学镜片的加工。

实施例二，其与实施例一的区别在于：

所述进水管63上设置水泵64。

所述控制器16采用可编程逻辑控制器。

实施例三，其与实施例一的区别在于：所述加工槽5的深度小于待加工光学镜片的厚度。

所述密封气囊2表面设置橡胶层21。

该实施例中密封气囊的充放气依靠进气管、电磁阀和加压气泵实现，打开相应进气管的电磁阀，并打开加压气泵便可以对对应的气囊进行充气，充气之后关闭电磁阀便可将气体保留在气囊内，实现其膨胀。

实施例四，其与实施例一的区别在于：所述溢流孔道1内设置用于监测液态金属液位的红外探测传感器17。

该实施例中的加压气泵、电磁阀、调节机构和液态金属收放机构均与控制器信号互联；控制器对各个设备进行控制，实现镜片加工的自动化作业，且控制器与各个设备无线连接，避免了复杂的线路对镜片加工设备的运行造成影响。无线连接可以依靠无线收发模块或蓝牙来实现，结构小巧。且通过红外探测传感器能够通过红外探测传感器检测到液位的变化，从而确保本装置在工作时能够实现稳定的粘接。

本发明通过液态金属状态的改变来固定光学镜片，对光学镜片的固定效果非常好，在打磨加工时能够保证镜片不会发生一点点移动，保证加工的精度，利于对高精度要求的光学镜片的加工。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，本领域普通技术人员对本发明的技术方案所做的其他修改或者等同替换，只要不脱离本发明技术方案的精神和范围，均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (9)

1.一种光学镜片加工固定装置，其特征在于：包括刚性材料制成的盘体，所述盘体的作业表面设置有用于嵌装光学镜片的加工槽,所述加工槽的槽底设置有避空槽，所述避空槽的槽口面积小于所述加工槽的槽底面积；

所述避空槽处设置用于调节温度的调节管，且所述调节管通过管道与设置在所述盘体内的调节机构相连通；

所述避空槽底部设置设置导通管，所述导通管下部设置液态金属收放机构；

所述加工槽的槽底为环形平台，所述环形平台内侧设置一圈固定槽，并在所述固定槽内设置密封气囊，所述密封气囊通过进气管与加压气泵连接，所述进气管上设置电磁阀；

所述避空槽侧面设置溢流孔道；所述加压气泵、电磁阀、调节机构和液态金属收放机构均与控制器信号互联。

2.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述液态金属收放机构包括与所述导通管相连通的空腔，设置在空腔上部的加热丝，设置在空腔下部的活塞以及设置在所述活塞下部的伸缩杆。

3.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述调节机构包括与所述调节管相连通的进水管与出水管，所述进水管与调节仓下部相连通，所述出水管与所述调节仓上部相连通，所述调节仓内设置导热媒介，且所述调节仓内设置用于温度调节的半导体制冷片。

4.如权利要求3所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述进水管上设置水泵。

5.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述控制器采用可编程逻辑控制器。

6.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述加工槽的深度小于待加工光学镜片的厚度。

7.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述密封气囊表面设置橡胶层。

8.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述溢流孔道内设置用于监测液态金属液位的红外探测传感器。

9.如权利要求1所述的光学镜片加工固定装置，其特征在于：所述调节管为铜材质制成的螺旋管。