CN112007908A - 光学成像非球面透镜模仁清洗方法及其装置 - Google Patents
光学成像非球面透镜模仁清洗方法及其装置 Download PDFInfo
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Abstract
本发明提供一种清洗洁净度高的光学成像非球面透镜模仁清洗方法,该方法包括以下步骤：将待清洗的模仁表面预清洁；控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第一槽配制的洗剂里、第二槽的软水里、第三槽的纯水里、第四槽的IPA试剂里和第五槽烘干。本发明将待清洗的模仁直接装填在固定清洗盘上，通过超声波清洗机各槽不同洗剂及工艺对模仁表面进行清洗，通过自动走位逐级清洗，提高了清洗洁净度及效率，解决了模仁在清洗过程中微小颗粒杂质、白点、水斑纹等粘黏物附着在模仁表面的问题。
Description
技术领域
本发明涉及一种非球面透镜模仁清洗方法及其装置，尤其是涉及一种用于非球面高精度面形透镜模仁的清洗方法及其装置。
背景技术
随着非球面光学玻璃成像领域日益广泛应用，对高性能非球面透镜的需求越来越迫切，因此对非球面透镜的外观品质要求也越来越高。超精密模压成型是制造非球面透镜的最佳方法，能够高效、高品质地批量制造玻璃非球面透镜，该方法在成形过程中可修复玻璃预形体表面的微波划痕和斑点，也可完美复制模仁表面存在的斑点、微小颗粒、脏污等影响非球面透镜外观质量，因此对非球面模仁表面质量要求也相应提高，特别是镜面和高光高亮的模仁表面更不能存在斑点、微小颗粒、脏污等介质的出现，因而对模仁清洗质量提出更高要求。
非球面模仁在加工制作完成后或者精密模压达到一定次数后，需要对模仁进行清洁处理才能保证此后的运用，现有的模仁清洗一般是用酒精对其表面进行擦拭处理，然后将模仁直接浸没到单槽超声波机里清洗，这样将导致水资源浪费比较严重，清洁完成后需要花费较长时间用压缩空气吹干，且清洗的洁净度和清洗效率不够高，往往因为有微小颗粒杂质、白点、水斑等粘黏物附着在模仁表面，影响模压质量，因此需要对清洗装置和清洗工艺进行优化改造。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种清洗洁净度高的光学成像非球面透镜模仁清洗方法。
本发明还要提供一种用于上述清洗方法的装置。
本发明解决技术问题所采用的技术方案是：光学成像非球面透镜模仁清洗方法，该方法包括以下步骤：
1)将待清洗的模仁表面预清洁，然后将模仁依次放入模仁装夹盘上的模仁孔内，再通过滑槽将模仁装夹盘导入固定在支架上，然后将整个装夹装置通过定位槽固定在清洗上料架上，放置在多槽超声波自动清洗机入口；
2)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第一槽配制的洗剂里，将其温度设置为25-40℃，最佳温度设置为31±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.0A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第一槽的清洗，将模仁表面较大颗粒杂质、白点、异物，腐蚀溶解掉；
3)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第二槽的软水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第二槽的清洗，将模仁表面溶解物、脏污、化学试剂清洗掉；
4)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第三槽的纯水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第三槽的清洗，将模仁表面电解性物质清洗掉；
5)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第四槽的IPA试剂里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置25±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为2.0A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第四槽的清洗，将模仁表面水分子稀释掉，达到脱水效果；
6)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第五槽烘干，将其温度设置为60-100℃，最佳温度设置80±5℃，超声波电流设置为1-5A，最佳设置电流为2.5A±0.1，烘干时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第五槽的烘干，将模仁表面IPA试剂快速烘干，无水斑纹，达到干燥效果。
进一步的，步骤1)所述预清洁是采用无尘线或棉签配合酒精和丙酮，酒精和丙酮的重量配比为1：(20-50)，最佳比例为1：(30-40)。
光学成像非球面透镜模仁清洗装置，包括装夹装置、清洗上料架、多槽超声波自动清洗机和控制系统，所述装夹装置包括模仁装夹盘、支架和滑槽，在所述模仁装夹盘上设置有若干模仁孔，所述滑槽设置在支架上，所述模仁装夹盘设置在滑槽上，所述支架上设置有定位槽，通过所述定位槽将装夹装置固定在清洗上料架上，所述控制系统控制清洗上料架在多槽超声波自动清洗机的每个槽中自动走位，且所述控制系统控制每个槽的温度、电流和清洗时间。
进一步的，所述定位槽为U形槽，所述模仁装夹盘的长、宽尺寸根据多槽超声波自动清洗机的内槽尺寸而定。
进一步的，所述模仁孔采用等间距排列，所述模仁孔内孔径尺寸根据非球面模仁柱面大小尺寸而定，常规尺寸为φ3-50mm。
进一步的，所述支架的横截面为直角三角形，斜面倾角α为30-60°，最佳倾角α为40-50°。
进一步的，所述多槽超声波自动清洗机中每槽配入不同的洗剂。
本发明的有益效果是：将待清洗的模仁直接装填在固定清洗盘上，通过超声波清洗机各槽不同洗剂及工艺对模仁表面进行清洗，通过自动走位逐级清洗，提高了清洗洁净度及效率，解决了模仁在清洗过程中微小颗粒杂质、白点、水斑纹等粘黏物附着在模仁表面的问题；实现了单次多件模仁清洗，结构简单，操作灵活方便，清洗质量和效率高，可用于非球面高精度面形模仁的清洗。
附图说明
图1是本发明的装夹装置的主视图。
图2是图1的侧视图。
图3是本发明装夹装置的立体图。
具有实施方式
如图1-3所示，本发明的光学玻璃非球面透镜模仁清洗装置包括装夹装置、清洗上料架、多槽超声波自动清洗机和控制系统。其中，装夹装置包括模仁装夹盘1、支架2和滑槽3，模仁装夹盘1的长、宽尺寸可以根据多槽超声波自动清洗机的内槽尺寸而定；在模仁装夹盘1上设置有若干模仁孔11，用于放置模仁，模仁孔11可采用等间距排列，模仁孔11内孔径尺寸根据非球面模仁柱面大小尺寸而定，常规尺寸为φ3-50mm；支架2的横截面为直角三角形，斜面21保持一定倾角，通过多次试验验证，斜面倾角α为30-60°，最佳倾角α为40-50°，可以防止在清洗过程中清洗液中微小颗粒杂质或水斑集结附着在模仁表面；滑槽3设置在支架2上，模仁装夹盘1设置在滑槽3上，便于模仁快装快取，也可以更好地对模仁装夹盘1进行固定限位，保证模仁在清洗过程中不会抖动掉落；支架2上设置有定位槽4，定位槽4为U形槽，通过定位槽4将装夹装置固定在清洗上料架上。
上述多槽超声波自动清洗机包括多个槽，每个槽配入不同的洗剂，并通过控制系统控制清洗上料架在每个槽中自动走位，且控制系统控制每个槽的温度、电流(频率)和清洗时间。
本发明的光学玻璃非球面透镜模仁清洗方法，包括以下步骤：
1)经过超精密加工后的模仁或者精密模压后达到一定次数或时间的模仁，首先采用无尘线或棉签配合酒精和丙酮，酒精和丙酮的重量配比为1：(20-50)，最佳比例为1：(30-40)，将待清洗的模仁表面预清洁，然后将模仁依次放入模仁装夹盘1上的模仁孔11内，再通过滑槽3将模仁装夹盘1导入固定在支架2上，然后将整个装夹装置通过定位槽4固定在清洗上料架上，放置在多槽超声波自动清洗机入口；
2)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第一槽(洗剂槽)配制的洗剂里，将其温度设置为25-40℃，最佳温度设置为31±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.0A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第一槽的清洗，将模仁表面较大颗粒杂质、白点、异物，腐蚀溶解掉，在50倍显微镜下观察无明显异物或杂质、白点；
3)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第二槽(软水槽)的软水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第二槽的清洗，将模仁表面溶解物、脏污、化学试剂清洗掉；
4)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第三槽(纯水槽)的纯水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第三槽的清洗，将模仁表面电解性物质清洗掉；
5)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第四槽(IPA槽)的IPA(异丙醇溶液)试剂里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置25±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为2.0A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第四槽的清洗，将模仁表面水分子稀释掉，达到脱水效果；
6)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第五槽(烘干槽)烘干，将其温度设置为60-100℃，最佳温度设置80±5℃，超声波电流设置为1-5A，最佳设置电流为2.5A±0.1，烘干时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第五槽的烘干，将模仁表面IPA试剂快速烘干，无水斑纹，达到干燥效果。在50倍显微镜下观察模仁表面无任何异物或杂质、白点，表面质量达到美军标20-10。
本发明的整个清洗过程必须在百万级的绝对洁净的空间进行，任何的灰尘、头皮屑、口水沫都有可能粘黏在模仁表面，影响清洗质量，因此在清洗过程中，操作者必须做好洁净防护，穿清净服、戴口罩和手套。
现有技术采用的是单槽装置清洗，而且只能设置单一频率，没有清洗变频效果，本发明由于采用多槽超声波自动清洗机，每槽可以单独设置温度和频率，对工艺的优化设置，不同温度和频率段的情况下，对模仁表面清洗的质量更好，清洗效率有较大的提高，清洗槽内的清洗液里时时保持循环过滤，可以节约水资源及保持洗剂的纯度。本发明特别适用于非球面高精度面形模仁的清洗，特别是PV＜0.1μm的非球面高精度面形模仁的清洗。
实施例：以某Φ33㎜模仁为例，由于模仁是平凸面，在两个面中间会形成一道很小的连接R(约0.001mm)，残留有抛光膏及少量油污、高温玻璃粘接物质，如果只用沾有丙酮的棉签擦拭表面，仍会有脏污残留在连接R里面。镀膜后，脏污就会夹在模仁和膜层之间，经过压型的高压高温后容易形成脱膜，减小膜层使用寿命。
首先对模仁表面用棉签采用重量配比为1：35的酒精和丙酮预清洁，把模仁放入模仁装夹盘1内，再通过滑槽3导入固定在支架2上，然后将整个装夹装置通过定位槽4固定在清洗上料架上，控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架按照本发明清洗方法依次自动放置在第一槽内4min温度31℃、电流3A；第二槽内6min、温度20℃、电流3.5A；第三槽内6min、温度20℃、电流3.5A；第四槽内6min、温度25℃、电流2A；第五槽内4min、温度80℃、电流2.5A，然后取出装夹装置，在50倍显微镜下观察无任何抛光膏残留或油质、水斑纹及高温粘接物。
Claims (8)
1.光学成像非球面透镜模仁清洗方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：
1)将待清洗的模仁表面预清洁，然后将模仁依次放入模仁装夹盘(1)上的模仁孔(11)内，再通过滑槽(3)将模仁装夹盘(1)导入固定在支架(2)上，然后将整个装夹装置通过定位槽(4)固定在清洗上料架上，放置在多槽超声波自动清洗机入口；
2)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第一槽配制的洗剂里，将其温度设置为25-40℃，最佳温度设置为31±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.0A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第一槽的清洗，将模仁表面较大颗粒杂质、白点、异物，腐蚀溶解掉；
3)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第二槽的软水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，清洗时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第二槽的清洗，将模仁表面溶解物、脏污、化学试剂清洗掉；
4)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第三槽的纯水里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置20±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为3.5A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第三槽的清洗，将模仁表面电解性物质清洗掉；
5)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第四槽的IPA试剂里，将其温度设置为15-35℃，最佳温度设置25±2℃，超声波电流设置为1-5A，最佳电流设置为2.0A±0.1，时间设置为2-10min，最佳时间设置为5-8min，通过第四槽的清洗，将模仁表面水分子稀释掉，达到脱水效果；
6)控制系统控制固定有装夹装置的清洗上料架自动进入第五槽烘干，将其温度设置为60-100℃，最佳温度设置80±5℃，超声波电流设置为1-5A，最佳设置电流为2.5A±0.1，烘干时间设置为2-10min，最佳时间设置为3-5min，通过第五槽的烘干，将模仁表面IPA试剂快速烘干，无水斑纹，达到干燥效果。
2.如权利要求1所述的光学成像非球面透镜模仁清洗方法，其特征在于，步骤1)所述预清洁是采用无尘线或棉签配合酒精和丙酮，酒精和丙酮的重量配比为1：(20-50)，最佳比例为1：(30-40)。
3.光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，包括装夹装置、清洗上料架、多槽超声波自动清洗机和控制系统，所述装夹装置包括模仁装夹盘(1)、支架(2)和滑槽(3)，在所述模仁装夹盘(1)上设置有若干模仁孔(11)，所述滑槽(3)设置在支架(2)上，所述模仁装夹盘(1)设置在滑槽(3)上，所述支架(2)上设置有定位槽(4)，通过所述定位槽(4)将装夹装置固定在清洗上料架上，所述控制系统控制清洗上料架在多槽超声波自动清洗机的每个槽中自动走位，且所述控制系统控制每个槽的温度、电流和清洗时间。
4.如权利要求3所述的光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，所述定位槽(4)为U形槽。
5.如权利要求3所述的光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，所述模仁装夹盘(1)的长、宽尺寸根据多槽超声波自动清洗机的内槽尺寸而定。
6.如权利要求3所述的光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，所述模仁孔(11)采用等间距排列，所述模仁孔(11)内孔径尺寸根据非球面模仁柱面大小尺寸而定，常规尺寸为φ3-50mm。
7.如权利要求3所述的光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，所述支架(2)的横截面为直角三角形，斜面(21)倾角α为30-60°，最佳倾角α为40-50°。
8.如权利要求3所述的光学成像非球面透镜模仁清洗装置，其特征在于，所述多槽超声波自动清洗机中每槽配入不同的洗剂。
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