CN114163118B - 一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，包括主机体和控制系统，在主机体的顶面安装有传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件，传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件均与控制系统电连接；传送组件安装于主机体与加液组件之间且传送组件的顶面与加液组件间隔设置，传送组件用于移动光学玻璃，加液组件能够与光学玻璃的顶面接触；加热切割组件位于传送组件上方且与传送组件分离，加热切割组件用于对光学玻璃进行加热；定位组件位于传送组件与加热切割组件之间，定位组件能够将光学玻璃固定在加热切割组件的下方。本装置既可以提高光学玻璃的切割效率，同时还能保证切割后的光学玻璃粗胚符合要求，质量均匀。

Description

一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置

技术领域

本发明涉及激光切割设备技术领域，具体涉及一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置。

背景技术

光学玻璃是能改变光的传播方向，并能改变紫外、可见或红外光的相对光谱分布的玻璃。狭义的光学玻璃是指无色光学玻璃；广义的光学玻璃还包括有色光学玻璃、激光玻璃、石英光学玻璃、抗辐射玻璃、紫外红外光学玻璃、纤维光学玻璃、声光玻璃、磁光玻璃和光变色玻璃。光学玻璃可用于制造光学仪器中的透镜、棱镜、反射镜及窗口等。

光学玻璃一般用于制造光学仪器的部件，因此将光学玻璃制成光学元件的要求非常高。将光学玻璃制作成光学元件需要将整块的光学玻璃进行切割，打磨等工序，传统工艺中普遍为人工切割，人工切割得到的光学玻璃粗胚的尺寸会存在很大的差异，甚至在切割的过程中造成镜面磨损或碎裂，使光学玻璃粗胚报废不能使用，造成原料浪费，成本增加。当光学玻璃的厚度较厚时，激光切割不能一次性将光学玻璃切割完成，需要进行二次切割。二次切割需要移动玻璃的位置，会出现激光射线与原切割线不符的情况，造成光学玻璃报废。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，包括主机体和控制系统，在主机体的顶面安装有传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件，传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件均与控制系统电连接；传送组件安装于主机体与加液组件之间且传送组件的顶面与加液组件间隔设置，传送组件用于移动光学玻璃，加液组件能够与光学玻璃的顶面接触；加热切割组件位于传送组件上方且与传送组件分离，加热切割组件用于对光学玻璃进行加热；定位组件位于传送组件与加热切割组件之间，定位组件能够将光学玻璃固定在加热切割组件的下方。将带有切割线的光学玻璃放置在传送组件上，传送组件移动光学玻璃使其与加液组件接触，使切割线中的浸满液体，当光学玻璃与定位组件接触时，定位组件能够限制光学玻璃移动并调整光学玻璃的位置，使光学玻璃位于加热切割组件下，加热切割组件能够快速升温，使光学玻璃处于高温下，切割线内的液体急剧升温膨胀，作用力作用在切割线的槽壁上，实现光学玻璃的碎裂。本装置既可以提高光学玻璃的切割效率，同时还能保证切割后的光学玻璃粗胚符合要求，光学玻璃粗胚的外形没有损伤，质量均匀。

本发明的目的是通过以下技术方案来实现的：

一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，包括主机体和控制系统，在主机体的顶面安装有传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件，传送组件、加液组件、加热切割组件和定位组件均与控制系统电连接；

传送组件安装于主机体与加液组件之间且传送组件的顶面与加液组件间隔设置，传送组件用于移动光学玻璃，加液组件能够与光学玻璃的顶面接触；

加热切割组件位于传送组件上方且与传送组件分离，加热切割组件用于对光学玻璃进行加热；

定位组件位于传送组件与加热切割组件之间，定位组件能够将光学玻璃固定在加热切割组件的下方。

进一步的，传送组件包括传送架和第一驱动装置，传送架安装在主机体的顶面上，传送架上安装有至少两个滚筒，多个滚筒均通过传送带连接，第一驱动装置与滚筒连接。

进一步的，加液组件包括第一导轨和第二导轨，第一导轨和第二导轨均安装在主机体上且传送架位于第一导轨和第二导轨之间。第一导轨和第二导轨平行安装；

第一导轨安装有第一固定块，第二导轨上安装有第二固定块，第一固定块能够沿第一导轨的长度方向运动，第二固定块能够沿第二导轨的长度方向运动；

第一固定块与第二固定块之间安装有加液滚筒，加液滚筒的两端分别与第一固定块和第二固定块连接。

进一步的，加液滚筒的一端安装有注液机构，注液机构能够将液体输送到加液滚筒的表面。

进一步的，主机体上还安装有固定架，加热切割组件安装在固定架上。

进一步的，定位组件包括定位架、限位件和推送件，定位架安装在主机体上，推送件安装在第一导轨或第二导轨上且推送件能够沿第一导轨或第二导轨的长度方向移动；

推送件与定位架相对且间隔设置，推送件能够朝定位架所在的方向移动；

主机体上还安装有第三导轨，第三导轨上安装有第四导轨，第四导轨能够沿第三导轨的长度方向移动，限位件与第四导轨连接且能够沿第四导轨的高度方向移动；

定位架上安装有第一检测装置，限位件上安装有第二检测装置，推送件上安装有第三检测装置，第一检测装置、第二检测装置和第三检测装置均与控制系统电连接。

进一步的，定位架侧面上安装有至少两个滑轮，滑轮的周壁能够与光学玻璃的侧壁抵接。

进一步的，主机体上还安装有下料装置，下料装置的一端位于传送组件远离加液组件一端的下方。

进一步的，主机体上安装有上盖，上盖的下端与主机体的顶面连接，上盖设有侧门，侧门用于打开或关闭上盖。

本发明的有益效果是：本发明所提供的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，将带有切割线的光学玻璃放置在传送组件上，传送组件移动光学玻璃使其与加液滚筒接触，加液滚筒表面的液体能够渗透入光学玻璃表面的切割线内。光学玻璃在传送组件的作用下持续运动直至与与定位组件接触，定位组件能够限制光学玻璃移动，通过第一检测装置、第二检测装置和第三检测装置对光学玻璃进行定位，推送件将光学玻璃推动到定位架侧面却与定位架抵接，光学玻璃的另一端与限位件抵接，从而将其限位在加热切割组件下方。定位架上的两个滑轮能够减小定位架与光学玻璃之间的摩擦力，避免光学玻璃边缘出现裂痕。然后控制系统操控加热切割组件工作，加热切割组件升温，使光学玻璃处于高温下，切割线内的液体急剧升温膨胀，作用力作用在切割线的槽壁上，实现光学玻璃的碎裂。本装置既可以提高光学玻璃的切割效率，同时还能保证切割后的光学玻璃粗胚符合要求，光学玻璃粗胚的外形没有损伤，质量均匀。

附图说明

图1是本发明提供的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置的内部结构示意图；

图2是本发明提供的传送组件的结构示意图；

图3是本发明提供的第一固定块的结构示意图；

图4是本发明提供的加液滚筒的结构示意图；

图5是图1中I处的放大结构示意图；

图6是本发明提供的下料装置和上盖安装在主机体上的部分结构示意图。

图标：100、主机体；101、下料装置；103、上盖；110、传送组件；111、传送架；113、第一驱动装置；115、滚筒；117、传送带；130、加液组件；131、第一导轨；133、第二导轨；135、第一固定块；137、滑槽；139、滑块；141、第二固定块；143、加液滚筒；145、连接轴；147、固定孔；149、限位杆；150、加热切割组件；151、固定架；170、定位组件；171、定位架；173、限位件；175、推送件；177、第三导轨；179、第四导轨；181、滑轮；183、第一检测装置；185、第二检测装置；187、第三检测装置；190、注液机构；191、输送管道；193、导流管道。

具体实施方式

下面结合附图进一步详细描述本发明的技术方案，但本发明的保护范围不局限于以下所述。

请参考图1所示，一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，包括主机体100和控制系统，在主机体100的顶面安装有传送组件110、加液组件130、加热切割组件150和定位组件170。传送组件110、加液组件130、加热切割组件150和定位组件170均与控制系统电连接，控制系统能够根据预设定的程序自动操控传送组件110、加液组件130、加热切割组件150和定位组件170进行工作。第二传送组件110用于将光学玻璃输送到二次切割加热切割组件150下方，所述加液组件130用于对第二传送组件110上的光学玻璃，在输送到位前，对光学玻璃进行润湿，所述定位组件170用于对输送到二次切割加热切割组件150下方的光学玻璃进行定位，让光学玻璃处于二次切割加热切割组件150的加工位置，所述二次切割加热切割组件150用于对处于加工位置的光学玻璃在加热环境下对其进行二次激光切割。

请参考图1和图2所示，传送组件110安装于主机体100与加液组件130之间且传送组件110的顶面与加液组件130间隔设置，传送组件110用于移动光学玻璃，使光学玻璃依次经过加液组件130、定位组件170和加热切割组件150。

进一步的，传送组件110包括传送架111和第一驱动装置113。传送架111安装在主机体100的顶面上，传送架111上安装有至少两个滚筒115，滚筒115与传送架111转动连接。多个滚筒115均通过传送带117连接，第一驱动装置113与滚筒115连接。第一驱动装置113与控制系统电连接。第一驱动装置113转动时能够带动滚筒115转动，传送带117与滚筒115的侧壁贴合，滚筒115转动时，在摩擦力的作用下传送带117随之一起运动，其他滚筒115在传送带117的带动下同步运动。需要说明的是，传送带117的上端面应处于水平状态，如果最外侧的两个滚筒115之间的距离较远，应在两个滚筒115之间增加若干个滚筒115用于支撑传送带117以防止传送带117的端面下坠造成放置在传送带117上的光学玻璃发生倾斜。

请参考图1、图3和图4所示，传送组件110带动光学玻璃到加液组件130的下方时，加液组件130能够与光学玻璃的顶面接触。加液组件130包括第一导轨131和第二导轨133，第一导轨131和第二导轨133均安装在主机体100上且传送架111位于第一导轨131和第二导轨133之间。第一导轨131和第二导轨133平行安装。第一导轨131安装有第一固定块135，第一导轨131的侧面上开设有滑槽137，第一固定块135上设有与滑槽137相适配的滑块139，安装第一固定块135时，需要将第一固定块135移到第一导轨131的一端，然后使滑块139与滑槽137对齐，推动第一固定块135使滑块139嵌设到滑槽137内即可完成第一固定块135的安装，第一固定块135能够沿第一导轨131的长度方向运动。第二导轨133上安装有第二固定块141，第二固定块141能够沿第二导轨133的长度方向运动。第二导轨133的结构与第一导轨131的结构相同，第二固定块141与第一固定块135的结构相同，此处不在赘述。第一固定块135与第二固定块141之间安装有加液滚筒143，加液滚筒143的两端分别与第一固定块135和第二固定块141连接。加液滚筒143的两端均安装有连接轴145，第一固定块135和第二固定块141上均开设有固定孔147，加液滚筒143的两端的连接轴145分别伸入到第一固定块135和第二固定块141的固定孔147内，固定孔147对连接轴145进行限位，且连接轴145能够在固定孔147内转动。

进一步的，第一固定块135和第二固定块141的顶面上均安装有限位杆149，限位杆149伸入到固定孔147内，限位杆149的下端安装有圆弧型的限位板，限位杆149套设有弹簧，固定孔147的内壁和限位板共同对弹簧进行挤压，使弹簧处于蓄力状态，限位板抵接在连接轴145的周壁上，从而限制连接轴145的移动。加液滚筒143能够沿固定孔147的高度方向上下移动，从而改变加液滚筒143与传送带117之间的距离，不同规格厚度的光学玻璃均可从加液滚筒143下方经过且与加液滚筒143的侧壁抵接，使加液滚筒143表面的液体浸入到光学玻璃的切割槽内。

请参考图4所示，加液滚筒143的一端安装有注液机构190，注液机构190能够将液体输送到加液滚筒143的表面。加液滚筒143沿轴线开设有输送管道191，输送管道191的一端密封设置，另一端与注液机构190连接。加液滚筒143内部开设有多个导流管道193，导流管道193的一端贯穿加液滚筒143的周壁，另一端与输送管道191连通，注液机构190能够将液体通过输送管道191和导流管道193输送到加液滚筒143的表面，为了能够使液体均匀分布在加液滚筒143表面且不形成水滴滴落在传送带117上，在加液滚筒143的周壁上还安装有集水泡沫套，液体集中在集水泡沫套内，在受到光学玻璃挤压时，集水泡沫套内的液体便能够流入切割槽内；在没有压力时，液体储存在集水泡沫套内。

请参考图5所示，定位组件170位于传送组件110与加热切割组件150之间，定位组件170能够将光学玻璃固定在加热切割组件150的下方。定位组件170包括定位架171、限位件173和推送件175。定位架171安装在主机体100上，推送件175安装在第一导轨131或第二导轨133上且推送件175能够沿第一导轨131或第二导轨133的长度方向移动。推送件175与定位架171相对设置，即定位架171与第一导轨131同侧安装，则推送件175安装在第二导轨133上；定位架171与第二导轨133同侧安装，则推送件175安装在第一导轨131上。推送件175靠近定位架171的一端与定位架171之间间隔有一定距离，推送件175能够朝定位架171所在的方向移动从而缩小推送件175与定位架171之间的距离。在本实施方式中，推送件175为气缸。推送件175与第一导轨131或第二导轨133通过第二驱动装置连接，第二驱动装置与控制系统电连接。第二驱动装置也为气缸，第二驱动装置通过伸缩控制推送件175在第一导轨131或第二导轨133上移动。

进一步的，主机体100上还安装有第三导轨177，第三导轨177上安装有第四导轨179，第四导轨179能够沿第三导轨177的长度方向移动，限位件173与第四导轨179连接且能够沿第四导轨179的高度方向移动，从而实现限位件173能在X轴和Y轴上的移动。限位件173安装于定位架171远离加液滚筒143的一端，限位件173与定位架171呈90°夹角设置，光学玻璃普遍为长方形，限位件173与定位架171之间的夹角为90°能够使光学玻璃与限位件173与定位架171完全贴合，使光学玻璃处于最佳预处理位置。限位件173沿第三导轨177的长度方向位移保证光学玻璃的侧面完全能够与限位件173接触，便于推送件175对光学玻璃进行位置调整。光学玻璃的位置调整完成后，加热切割组件150对光学玻璃进行加热，光学玻璃在高温环境下碎裂成质量均匀的小块。碎裂完成后，限位件173沿第四导轨179向上移动一定距离且与光学玻璃分离，限位件173不再对光学玻璃进行限位，碎裂后的光学玻璃继续随传送带117运动。

定位架171上安装有第一检测装置183，限位件173上安装有第二检测装置185，推送件175上安装有第三检测装置187，第一检测装置183、第二检测装置185和第三检测装置187均与控制系统电连接。第一检测装置183检测用于检测光学玻璃的一端是否与限位件173完全贴合，如未与限位件173完全贴合，控制系统将控制推送件175接触光学玻璃后沿第一导轨131或第二导轨133的长度方向移动，使光学玻璃与限位件173完全贴合。第二检测装置185用于检测光学玻璃是否进入到定位架171与推送件175之间的区域和推送件175是否与光学玻璃接触，当第二检测装置185检测到光学玻璃进入到定位架171与推送件175之间的区域时，推送件175朝光学玻璃缓慢移动直至第二检测装置185检测到推送件175与光学玻璃接触时，推送件175停止移动并保持该状态。光学玻璃继续移动，如第一检测装置183和第三检测装置187均检测到光学玻璃的位置则推送件175保持不动状态；如第一检测装置183未检测光学玻璃位置，第三检测装置187检测到光学玻璃位置时，推送件175先沿沿第一导轨131或第二导轨133的长度方向移动再缓慢推动光学玻璃靠近定位架171，直至第一检测装置183检测到光学玻璃位置，光学玻璃定位工作完成。

此外，定位架171的侧面上安装有至少两个滑轮181，光学玻璃移动到定位架171与推送件175之间时，推送件175推动光学玻璃向定位架171移动，光学玻璃的侧面与滑轮181抵接时滑轮181转动，避免了光学玻璃与定位架171直接接触，减小了光学玻璃的摩擦力，避免光学玻璃的侧面和底面摩擦力过大出现划痕。

请再次参考图1所示，主机体100上还安装有固定架151，加热切割组件150安装在固定架151上。加热切割组件150位于定位组件170上方且与定位组件170间隔设置，加热切割组件150用于对光学玻璃进行加热，本实施方式中，加热切割组件150为激光加热切割器，加热切割组件150能够通过自动变焦射出激光对原切割槽进行二次切割，而且还能够将光能转化成热能，提供高温环境，光学玻璃处于加热切割组件150下方时，切割槽内的液体急剧升温，瞬间加热汽化，液体的表面张力减小，体积剧增从而作用到光学玻璃上，而切割槽的底部为受力集中点，液体瞬间蒸发时，切割线的底部受力最大，从而将光学玻璃沿切割槽分开形成质量均匀且外形完整的若干个玻璃碎碎块。

请参考图6所示，主机体100上还安装有下料装置101，下料装置101的一端位于传送带117远离加液组件130一端的下方，光学玻璃碎裂后继续随传送带117移动，移到到传送带117的边缘时，玻璃碎块掉落在下料装置101内并沿下料装置101的斜面滑落进收集玻璃碎块的收集装置内。

进一步的，主机体100上安装有上盖103，上盖103的下端与主机体100的顶面连接，上盖103设有侧门，侧门用于打开或关闭上盖103。光学玻璃在加热碎裂的过程中会有少许的碎屑产生，上盖103可防止碎屑飞溅。而且加热切割组件150在加热过程中，加热切割组件150下方的温度能够达到200-300℃，在加热切割组件150运行过程中，关闭侧门使上盖103内部成为一个接近完全封闭的环境，能够避免工作人员误触，发生危险，上盖103也能对内部进行保温，使上盖103内的环境达到理想状态。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文所述构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。

Claims (6)

1.一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：包括主机体(100)和控制系统，在主机体(100)的顶面安装有传送组件(110)、加液组件(130)、加热切割组件(150)和定位组件(170)，传送组件(110)、加液组件(130)、加热切割组件(150)和定位组件(170)均与控制系统电连接；

传送组件(110)安装于主机体(100)与加液组件(130)之间且传送组件(110)的顶面与加液组件(130)间隔设置，传送组件(110)用于移动光学玻璃，加液组件(130)能够与光学玻璃的顶面接触，加液组件(130)用于对传送组件(110)上的光学玻璃，在输送到位前，利用液体对光学玻璃进行润湿，以使得液体能够渗透入光学玻璃的切割槽内；

传送组件(110)包括传送架(111)和第一驱动装置(113)，传送架(111)安装在主机体(100)的顶面上，传送架(111)上安装有至少两个滚筒(115)，多个滚筒(115)均通过传送带(117)连接，第一驱动装置(113)与滚筒(115)连接；

加液组件(130)包括第一导轨(131)和第二导轨(133)，第一导轨(131)和第二导轨(133)均安装在主机体(100)上且传送架(111)位于第一导轨(131)和第二导轨(133)之间；第一导轨(131)和第二导轨(133)平行安装；

第一导轨(131)安装有第一固定块(135)，第二导轨(133)上安装有第二固定块(141)，第一固定块(135)能够沿第一导轨(131)的长度方向运动，第二固定块(141)能够沿第二导轨(133)的长度方向运动；

第一固定块(135)与第二固定块(141)之间安装有加液滚筒(143)，加液滚筒(143)的两端分别与第一固定块(135)和第二固定块(141)连接；

加液滚筒(143)的一端安装有注液机构(190)，注液机构(190)能够将液体输送到加液滚筒(143)的表面，所述加液滚筒(143)的周壁上安装有集水泡沫套；

加热切割组件(150)位于传送组件(110)上方且与传送组件(110)分离，加热切割组件(150)用于对光学玻璃进行加热；

定位组件(170)位于传送组件(110)与加热切割组件(150)之间，定位组件(170)能够将光学玻璃固定在加热切割组件(150)的下方。

2.根据权利要求1所述的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：主机体(100)上还安装有固定架(151)，加热切割组件(150)安装在固定架(151)上。

3.根据权利要求1所述的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：定位组件(170)包括定位架(171)、限位件(173)和推送件(175)，定位架(171)安装在主机体(100)上，推送件(175)安装在第一导轨(131)或第二导轨(133)上且推送件(175)能够沿第一导轨(131)或第二导轨(133)的长度方向移动；

推送件(175)与定位架(171)相对且间隔设置，推送件(175)能够朝定位架(171)所在的方向移动；

主机体(100)上还安装有第三导轨(177)，第三导轨(177)上安装有第四导轨(179)，第四导轨(179)能够沿第三导轨(177)的长度方向移动，限位件(173)与第四导轨(179)连接且能够沿第四导轨(179)的高度方向移动；

定位架(171)上安装有第一检测装置(183)，限位件(173)上安装有第二检测装置(185)，推送件(175)上安装有第三检测装置(187)，第一检测装置(183)、第二检测装置(185)和第三检测装置(187)均与控制系统电连接。

4.根据权利要求3所述的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：定位架(171)侧面上安装有至少两个滑轮(181)，滑轮(181)的周壁能够与光学玻璃的侧壁抵接。

5.根据权利要求1所述的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：主机体(100)上还安装有下料装置(101)，下料装置(101)的一端位于传送组件(110)远离加液组件(130)一端的下方。

6.根据权利要求1-5任一项所述的一种用于切割光学玻璃的二次激光裂片装置，其特征在于：主机体(100)上安装有上盖(103)，上盖(103)的下端与主机体(100)的顶面连接，上盖(103)设有侧门，侧门用于打开或关闭上盖(103)。