CN115351622A

CN115351622A - 一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置及自动化加工方法

Info

Publication number: CN115351622A
Application number: CN202211103222.7A
Authority: CN
Inventors: 张磊; 贾金升; 赵越; 王久旺; 汤晓峰; 张弦; 王云; 付杨; 独雅婕; 黄永刚
Original assignee: China Building Materials Academy CBMA
Current assignee: China Building Materials Academy CBMA
Priority date: 2022-09-09
Filing date: 2022-09-09
Publication date: 2022-11-18

Abstract

本发明公开了一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置及自动化加工方法，该光纤倒像器毛坯自动化加工装置，包括；上下料装置，包括砂轮和靠近砂轮设置的毛坯夹紧装置；抓取装置，包括机械臂、机械夹爪和连接头，机械臂通过转轴连接连接头的一端，连接头的另一端固定连接机械夹爪，机械夹爪用于抓取光纤倒像器毛坯后放置到毛坯夹紧装置上；毛坯夹紧装置和光纤倒像器毛坯同心定位后夹紧；电子控制系统，用于控制毛坯夹紧装置和抓取装置的运行与停止。本发明通过电子控制系统控制抓取装置对光纤倒像器毛坯的自动抓取、加工和自动放置，实现光纤倒像器毛坯进行全自动化扭转成型前的尺寸加工，且加工后尺寸精准，无需后处理。

Description

一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置及自动化加工方法

技术领域

本发明涉及光纤倒像器制造领域，特别涉及一种光纤倒像器毛坯的自动化加工装置及自动化加工方法。

背景技术

众所周知，微光夜视技术对夜间的观察起着非常重要的作用，在夜视领域被广泛应用的微光夜视仪，具有在夜间低照度条件下观察及瞄准的能力，具有分辨力高、体视感好的特点，是士兵夜间作战的主要装备，能够保证士兵在夜间完成探测和瞄准、击中作战目标的任务。在微光夜视技术发展早期，由于受成本约束，对成像分辨率、像质要求、成像范围均比较低，但是随着光纤传像元器件的发展以及各类电子产品性能提升和价格的降低，高性能的微光夜视仪需求逐步实现技术可行，从普通性能到低标准性能，再到目前的高性能，高性能已经成为主流发展趋势。

微光夜视仪的高性能是指高对比度、高分辨力、完善的有效传像区域等，高性能对于传像的清晰度、细节表现等都有很大的帮助。光纤倒像器是一种性能优异的光电成像元器件，具有数值孔径大，传光效率高，分辨率高，传像清晰、真实，在光学上具有零厚度，结构简单，体积小，重量轻，气密性好，畸变小，斑点少，级间耦合损失小，耦合效率高能改善边缘像质等特点。最典型的应用是作为微光像增强器的光学输出窗口，对提高成像器件的品质起着重要的作用，广泛地应用于军事、刑侦、航天、医疗等领域的各种需要传送倒转图像的仪器和设备中，是当今世纪光电子行业的高科技尖端产品。光纤倒像器的传像机理是利用光学纤维的全反射原理实现的，构成光纤倒像器的光学纤维是由低折射率的皮料玻璃管、高折射率的芯料玻璃棒和光吸收料玻璃丝利用棒管结合和真空拉制工艺经热熔压制备而成的。正因如此，光纤倒像器中的每一根光学纤维都是一个独立的传像单元，如果在加工过程中由于光纤倒像器出现扭转成型前和整个毛坯的同心度不同轴的情况，即会在后续的磨削加工过程中出现白边断丝的情况，白边断丝就是光纤倒像器出现了传光不传像的区域，会严重影响光纤倒像器的有效传像范围，随后严重影响微光夜视仪的观察范围，导致微光夜视仪的观察视野和观测性能下降，这在微光夜视仪中是绝对不允许出现的。

现有技术中的光纤倒像器毛坯的加工装置和加工技术多为半人工操作，不仅加工效率低、工人劳动强度大，而且加工的尺寸和同心度偏差较大，严重影响了光纤倒像器的白边断丝性能和成品合格率。

发明内容

本发明的目的是提供了一种提高了光纤倒像器的白边断丝合格率和成品质量的光纤倒像器毛坯自动化加工装置和自动化加工方法。

为了实现上述目的，本发明采取的技术方案是：

一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置，包括电子控制系统、上下料装置和抓取装置；

上下料装置，包括砂轮和靠近砂轮设置的毛坯夹紧装置；

抓取装置，包括机械臂、机械夹爪和连接头，所述机械臂通过转轴连接所述连接头的一端，所述连接头的另一端固定连接所述机械夹爪，所述机械夹爪用于抓取光纤倒像器毛坯后放置到毛坯夹紧装置上；所述毛坯夹紧装置和光纤倒像器毛坯同心定位后夹紧；

电子控制系统，用于控制毛坯夹紧装置和抓取装置的运行与停止。

所述上下料装置还包括；

加工箱，内设有加工平台，所述加工平台上设有砂轮和毛坯夹紧装置；

所述加工箱上设有开口，所述机械夹爪能够伸入加工箱内。

所述上下料装置还包括；

毛坯放置盘，用于放置光纤倒像器毛坯；

所述光纤倒像器毛坯为圆柱形毛坯，端面为圆形。

所述砂轮为凹形倒角砂轮，所述砂轮宽度比光纤倒像器毛坯的高度大0.3-0.5mm。

本发明还提供一种光纤倒像器毛坯自动化加工方法，包括以下步骤：

步骤(1)：设定电子控制系统控制机械臂的运行周期时间；

步骤(2)：电子控制系统控制机械臂运转至毛坯放置盘处；机械夹爪夹取待加工的光纤倒像器毛坯，夹取光纤倒像器毛坯后电子控制系统控制连接头翻转操作，使光纤倒像器毛坯端面与砂轮进给方向垂直；

步骤(3)：电子控制系统控制机械臂将夹取的光纤倒像器毛坯运送至加工箱内的加工平台处，电子控制系统控制打开毛坯夹紧装置夹紧待加工的光纤倒像器毛坯，待机械臂移开后，电子控制系统开启砂轮并进刀进行尺寸加工；

步骤(4)：待光纤倒像器毛坯尺寸加工完成后，电子控制系统控制砂轮退刀，然后控制机械臂运转至加工箱内夹取尺寸加工好的光纤倒像器毛坯，并松开毛坯夹紧装置，然后机械臂夹取加工好的光纤倒像器毛坯返回至毛坯放置盘处，控制连接头翻转，下料放置加工好的光纤倒像器毛坯；

步骤(5)：电子控制系统控制机械臂运转至下一个待加工的光纤倒像器毛坯处重复上述加工步骤，即完成了一个周期的光纤倒像器毛坯的自动化加工过程。

所述机械夹爪能够夹取的光纤倒像器毛坯的直径不大于Φ30mm。

所述光纤倒像器毛坯的直径为Φ25-Φ30mm。

与现有技术相比，本发明具有的有益效果是：基于本发明的光纤倒像器毛坯自动化加工装置，并利用本发明的自动化加工方法，通过电子控制系统控制抓取装置对光纤倒像器毛坯的自动抓取、尺寸加工、自动下料放置，从而周期性的实现全自动从毛坯放置盘上抓取光纤倒像器毛坯进行扭转成型前的尺寸加工和自动化上下料，加工后毛坯尺寸精准，加工误差小，无需后处理，且能进行连续化生产作业，生产效率高，不仅降低了操作工人的生产劳动强度，还提高了光纤倒像器的白边断丝合格率和成品质量。

附图说明

下面结合附图和实施方式对本发明做进一步说明。

图1为本发明实施例提供的整体结构示意图；

图2为本发明实施例提供的抓取装置结构示意图。

其中，101为电子控制系统，102为毛坯放置盘，103为光纤倒像器毛坯，104为毛坯夹紧装置，201为抓取装置，202为机械臂，203为连接头，204为机械夹爪，205为转轴。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施方式作进一步地详细描述。下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步详细的说明，但不作为对本发明的限定。

如图1和图2所示，一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置，包括电子控制系统101、上下料装置、抓取装置201；电子控制系统101与抓取光纤倒像器毛坯103的抓取装置201连接；

上下料装置，包括砂轮和靠近砂轮设置的毛坯夹紧装置104；

抓取装置201，包括机械臂202、机械夹爪204、连接头203，机械臂202通过转轴205连接连接头203的一端，连接头203的另一端固定连接机械夹爪204，连接头203通过转轴205带动能够进行翻转；机械夹爪204用于抓取光纤倒像器毛坯103后放置到毛坯夹紧装置104上；毛坯夹紧装置104和光纤倒像器毛坯103同心定位后夹紧；

电子控制系统101，用于控制毛坯夹紧装置104和抓取装置201的运行与停止。

本发明机械臂末端的连接头能够进行翻转且与机械夹爪相连。使用本发明的毛坯自动化加工装置对光纤倒像器进行扭转成型前的毛坯加工，能够实现光纤倒像器毛坯扭转成型前的全自动化加工，且加工后的毛坯尺寸加工精准，误差小，无需后处理，降低了操作工人的生产劳动强度，提高了光纤倒像器的白边断丝合格率和成品质量。

进一步地，所述上下料装置还包括；

加工箱，内设有加工平台，所述加工平台上设有砂轮和毛坯夹紧装置104；所述加工箱上设有开口，机械夹爪204能够伸入加工箱内。

本发明抓取装置201周围设有开口的加工箱且机械夹爪204能够伸入加工箱内；加工箱内设有加工平台且加工平台内设有砂轮；砂轮与电子控制系统101通过电控装置相连并由电子控制系统101控制其开关、通过控制加工时间来控制加工尺寸和砂轮进退操作。

进一步地，所述上下料装置还包括；

毛坯放置盘102，用于放置光纤倒像器毛坯103。

进一步地，所述砂轮为凹形倒角砂轮，所述砂轮宽度比光纤倒像器毛坯的高度大0.3-0.5mm，这样能对光纤倒像器毛坯的边缘加工倒角，省略了人工倒角操作，节省了人工，提高了加工效率。

本发明还提供使用上述的光纤倒像器毛坯自动化加工装置进行光纤倒像器毛坯的自动化加工方法，包括以下步骤：

步骤(1)：设定电子控制系统101控制机械臂202的运行周期时间；

步骤(2)：电子控制系统101控制机械臂202运转至毛坯放置盘102处，机械夹爪204夹取待加工的光纤倒像器毛坯103，夹取光纤倒像器毛坯103后电子控制系统101控制连接头203翻转操作，使光纤倒像器毛坯103端面与砂轮进给方向垂直；

步骤(3)：电子控制系统101控制机械臂202将夹取的光纤倒像器毛坯103运送至加工箱内的加工平台处，电子控制系统101控制打开毛坯夹紧装置104夹紧待加工的光纤倒像器毛坯104；待机械臂202移开后，电子控制系统101开启砂轮并进刀进行尺寸加工，预先设定尺寸加工的时间为1分钟-2分钟；

步骤(4)：待光纤倒像器毛坯103的尺寸加工的时间完成后，即尺寸加工工作完成，电子控制系统101接收加工完成的信号，此时控制砂轮退刀，再控制机械臂202运转至加工箱内夹取尺寸加工好的光纤倒像器毛坯103，并松开毛坯夹紧装置104，然后机械夹爪204夹取加工好的光纤倒像器毛坯103返回至毛坯放置盘102处，启动转轴205控制连接头203翻转，下料放置加工好的光纤倒像器毛坯103到毛坯放置盘102上；

步骤(5)：电子控制系统101控制机械臂202运转至下一个待加工的光纤倒像器毛坯103处重复上述加工步骤，即完成了一个周期的光纤倒像器毛坯103的自动化加工过程。

进一步地，机械夹爪204能够夹取直径不大于Φ30mm的光纤倒像器毛坯103。优选地，光纤倒像器毛坯103的直径为Φ25mm-Φ30mm。

砂轮与电子控制系统相连并由电子控制系统控制其开关、尺寸加工和进退刀操作。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，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保护范围之内。

Claims

1.一种光纤倒像器毛坯自动化加工装置，其特征在于，包括电子控制系统、上下料装置和抓取装置；

上下料装置，包括砂轮和靠近砂轮设置的毛坯夹紧装置；

2.根据权利要求1所述的光纤倒像器毛坯自动化加工装置，其特征在于，所述上下料装置还包括；

所述加工箱上设有开口，所述机械夹爪能够伸入加工箱内。

3.根据权利要求1所述的光纤倒像器毛坯自动化加工装置，其特征在于，所述上下料装置还包括；

毛坯放置盘，用于放置光纤倒像器毛坯；

所述光纤倒像器毛坯为圆柱形毛坯，端面为圆形。

4.根据权利要求1-3任一项所述的光纤倒像器毛坯自动化加工装置，其特征在于，所述砂轮为凹形倒角砂轮，所述砂轮宽度比光纤倒像器毛坯的高度大0.3-0.5mm。

5.根据权利要求1-4任一项所述的光纤倒像器毛坯自动化加工装置进行光纤倒像器毛坯的自动化加工方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤(1)：设定电子控制系统控制机械臂的运行周期时间；

步骤(2)：电子控制系统控制机械臂运转至毛坯放置盘处，机械夹爪夹取待加工的光纤倒像器毛坯，夹取光纤倒像器毛坯后电子控制系统控制连接头翻转操作，使光纤倒像器毛坯端面与砂轮进给方向垂直；

6.根据权利要求5所述的自动化加工方法，其特征在于，所述机械夹爪能够夹取的光纤倒像器毛坯的直径不大于Φ30mm。

7.根据权利要求6所述的自动化加工方法，其特征在于，所述光纤倒像器毛坯的直径为Φ25-Φ30mm。