CN116901499A - 一种线性棱镜的加工设备及生产工艺 - Google Patents

Abstract

本发明属于线性透镜技术领域，具体涉及一种线性棱镜的加工设备及生产工艺，包括一种线性棱镜的加工设备，包括：驱动装置、转动辊以及雕刻装置，转动辊可动的安装在驱动装置上，驱动装置可以驱动转动辊绕其轴心竖直转动，透镜毛坯固定在转动辊上，雕刻装置固定安装在驱动装置上，驱动装置可以驱动雕刻装置在水平移动，雕刻装置可以在透镜毛坯表面雕刻出所需要的纹路。本发明公开的加工设备，通过在棱镜毛坯的表面使用刻刀雕刻纹路，生产成本较低，并且通过雕刻装置调解刻刀的雕刻角度，能够雕刻出完全符合客户要求纹路，本发明公开的生产工艺，通过使用本发明公开的线性棱镜的加工设备，能快速完成对棱镜毛坯的加工生产效率高。

Description

一种线性棱镜的加工设备及生产工艺

技术领域

本发明属于线性透镜技术领域，具体涉及一种线性棱镜的加工设备及生产工艺。

背景技术

线性棱镜是一种平面“凸透镜”，其表面上具有纹路可以将入射的平行光汇聚成线性焦斑，其在太阳能光伏发电、太阳能光热发电等领域被广泛应用，现有的线性棱镜生产方法包括使用开模具注塑的方法生产或使用印花辊轮的方法生产，开模具注塑的方法前期投入较大、生产成本高，并且其在生产过程中棱镜内部容易产生气泡，影响透镜性能；而印花辊轮的方法需要使用的印花辊轮材料贵，加工难度大，并且加工时在两个纹路之间只能加工成圆弧状，并不能加工成满足光学要求的角度，其应性差、效率较低。

现有的线性棱镜生产设备和工艺大多生产成本较高，并且其加工出的线性棱镜表面的纹路不能完全满足客户的需求，因此很有必要研究一种能低成本加工出满足客户需求的加工设备及生产工艺。

发明内容

针对现有技术中存在的上述不足之处，本发明提供了一种线性棱镜的加工设备及生产工艺，用以解决现有技术生产成本高并且加工出的线性棱镜表面的纹路不能完全满足客户需求的问题。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下技术方案：

一种线性棱镜的加工设备，包括：

驱动装置，包括底座、转动辊驱动装置、转动辊定位装置及雕刻装置驱动装置，转动辊驱动装置和转动辊定位装置对应的设置在底座的左右两侧，雕刻装置驱动装置可动的安装在底座上；

转动辊，转动辊一端安装在驱动装置的转动辊驱动装置上，转动辊驱动装置可以驱动转动辊绕其轴心竖直转动，转动辊的另一端与转动辊定位装置配合；

雕刻装置，雕刻装置固定安装在驱动装置的雕刻装置驱动装置上，驱动装置可以驱动雕刻装置在水平移动，雕刻装置可以在透镜毛坯表面雕刻出纹路。

进一步，转动辊上还设置有第一固定装置和第二固定装置，所述转动辊上设置有一条轴向的凹槽，第一固定装置和第二固定装置安装在凹槽内。

更进一步，第一固定装置包括集气管和吸盘，集气管固定连接在凹槽底部，吸盘安装在集气管上。

再进一步，第二固定装置的结构与第一固定装置相同。

进一步，雕刻装置包括刻度盘、转轴、第一外壳、第二外壳、第一转轴、第二转轴、万向节及电动机，刻度盘固定安装在驱动装置的雕刻装置驱动装置上，转轴可动的安装在刻度盘的圆心位置，第一外壳固定连接在刻度盘上，第一外壳的位置与转轴对应，第二外壳通过固定连接在转轴上，第二外壳的高度与第一外壳对应，第一转轴可动的安装在第一外壳内，第二转轴可动的安装在第二外壳内，第一转轴的一端通过键与键槽与电动机的转轴相连接，另一端通过万向节与第二转轴相连接。

更进一步，刻度盘为半圆刻度盘，其上表面上设置有刻度。

再进一步，雕刻装置还包括刀架和刻刀，第二转轴的远离第一转轴的一段固定连接有刀架，刀架上安装有刻刀。

再进一步，第二外壳的下方还设置有可以与刻度盘配合的固定装置，固定装置的下方设置有固定螺栓。

一种线性棱镜的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、软化弯曲，将棱镜毛坯放入加热箱中加热使其整体软化，之后将棱镜毛坯弯曲成弧形并冷却定型；

S2、安装棱镜毛坯，将弯曲弧形的棱镜毛坯安装到转动辊上，并将棱镜毛坯的两端使用转动辊上的吸盘吸附固定；

S3、刻刀调节，根据棱镜上要雕刻的纹路形状选择所需要使用的刻刀，松开固定装置的固定螺栓将刀架调节至所需要的角度，之后紧固固定螺栓；

S4、对刀，启动驱动装置，通过雕刻装置驱动装置驱动转动辊转动，将棱镜毛坯的一端转动至水平位置，之后通过雕刻装置驱动装置驱动雕刻装置移动，使刻刀与转动辊轴线高度相同并与毛坯边缘的表面接触；

S5、雕刻棱镜纹路，启动电动机，驱动装置驱动刻刀在棱镜毛坯的表面雕刻出纹路，纹路的每个面需要刻刀雕刻2-6次，以保证棱镜纹路表面的光滑；

S6、镀层，将雕刻之后的棱镜从转动辊上取下，在棱镜表面附着一层防腐防氧化膜；

S7、展平，将完成镀膜的棱镜放加热箱中加热使其整体软化，之后将软化后的棱镜放入轿平机中，棱镜在展平机中展平并冷却定形。

进一步，步骤S6中的防腐防氧化膜的材料为氧化铈。

本发明与现有技术相比，具有如下有益效果：

1、本发明公开的一种线性棱镜的加工设备，通过在棱镜毛坯的表面使用刻刀雕刻纹路从而制作线性棱镜，其不需要制作模具或者印花辊轮，生产成本较低，并且通过雕刻装置调解刻刀的雕刻角度可以雕刻出符合光学要求的纹路，生产出的棱镜符合客户的要求。

2、本发明公开的一种线性棱镜的生产工艺，通过使用本发明公开的线性棱镜的加工设备，能快速完成对棱镜毛坯的加工，生产效率高。

附图说明

图1为本发明的结构示意图；

图2为转动辊的结构示意图；

图3为转动辊的截面图；

图4为雕刻装置的结构示意图；

图5为雕刻装置的结构示意图；

图6为透镜入射面为平面时，刻刀雕刻纹路的示意图；

图7为透镜入射面为弧面时，刻刀雕刻纹路的示意图；

图8为透镜两个相邻入射面与水平面夹角不同时，刻刀雕刻纹路的示意图；

图9为生产工艺的流程图。

附图中涉及到的附图标记有：

1、驱动装置；1-1、底座；1-2、转动辊驱动装置；1-3、转动辊定位装置；1-4、雕刻装置驱动装置；2、转动辊；2-1、第一固定装置；2-2、集气管；2-3、吸盘；2-4、第二固定装置；3、雕刻装置；3-1、刻度盘；3-2、转轴；3-3、第一外壳；3-4、第二外壳；3-5、固定装置；3-6、第一转轴；3-7、第二转轴；3-8、万向节；3-9、刀架；3-10、刻刀；3-11、电动机。

具体实施方式

为了使本领域的技术人员可以更好地理解本发明，下面结合附图和实施例对本发明技术方案进一步说明。

在本申请的描述中，需要说明的是，对于方位词，如有术语“中心”、“横向”、“纵向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”等指示方位和位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于叙述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定方位构造和操作，不能理解为限制本申请的具体保护范围。

需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。

实施例1：

请参阅图1所示，一种线性棱镜的加工设备，包括：驱动装置1、转动辊2以及雕刻装置3，转动辊2可动的安装在驱动装置1上，驱动装置1可以驱动转动辊2绕其轴心竖直转动，透镜毛坯固定在转动辊2上，雕刻装置3固定安装在驱动装置1上，驱动装置1可以驱动雕刻装置3在水平移动，雕刻装置3可以在透镜毛坯表面雕刻出所需要的纹路。

驱动装置1包括一个底座1-1，转动辊驱动装置1-2和转动辊定位装置1-3对应的设置在的左右两侧，转动辊驱动装置1-2可以驱动转动辊2转动，转动辊定位装置1-3与转动辊2的另一端配合，雕刻装置驱动装置1-4可动的安装在底座1-1的一侧，雕刻装置驱动装置1-4可以沿着底座1-1左右水平移动。

请参阅图2-图3所示，转动辊2上还设置有用于固定透镜毛坯的第一固定装置2-1和第二固定装置2-4，转动辊2侧面上设置有一条轴向的凹槽，第一固定装置2-1和第二固定装置2-4安装在凹槽内，第一固定装置2-1包括集气管2-2和若干吸盘2-3，集气管2-2通过螺栓、焊接、卡合等方式固定连接在凹槽底部，吸盘2-3均匀的安装在集气管2-2上，吸盘2-3上端与凹槽的上端齐平，可以理解为，吸盘2-3上端可以与透镜毛坯的下表面接触并将其吸附固定，并且吸盘2-3吸附透镜毛坯后吸附部位的高度不会高于未吸附部位，第二固定装置2-4的结构与第一固定装置2-1相同，当透镜毛坯放置到转动辊2上后，第一固定装置2-1、第二固定装置2-4分别将透镜毛坯的两端吸附固定，使透镜毛坯整体固定在转动辊2的侧面上。

请参阅图4-图5所示，雕刻装置3包括刻度盘3-1、转轴3-2、第一外壳3-3、第二外壳3-4、固定装置3-5、第一转轴3-6、第二转轴3-7、万向节3-8、刀架3-9、刻刀3-10及电动机3-11，其中刻度盘3-1通过螺栓、焊接、铆接、卡扣等固定安装在驱动装置1的雕刻装置驱动装置1-4上，具体的，刻度盘3-1为半圆刻度盘，其上表面上设置有用于标注角度的刻度，转轴3-2可动的安装在刻度盘3-1的圆心位置，转轴3-2可以在水平方向上转动。

第一外壳3-3通过焊接、螺栓等固定连接在刻度盘3-1上，具体的，第一外壳3-3的位置与转轴3-2对应，第二外壳3-4通过固定连接在转轴3-2上，具体的，第二外壳3-4的高度与第一外壳3-3对应，第二外壳3-4的下方还设置有与刻度盘3-1配合的固定装置3-5，固定装置3-5的下方设置有固定螺栓，可以理解为，固定装置3-5与刻度盘3-1的圆弧边配合，可以与通过固定装置3-5确定当前第二外壳3-4的角度，确定角度后通过固定螺栓使固定装置3-5与刻度盘3-1固定；第一转轴3-6安装在第一外壳3-3内，第一转轴3-6可以在第一外壳3-3内转动，第一转轴3-6的一端通过键与键槽与电动机3-11的转轴相连接，第二转轴3-7可动的安装在第二外壳3-4内，第二转轴3-7可以在第二外壳3-4内转动，第一转轴3-6与第二转轴3-7通过万向节3-8相连接，具体的，万向节3-8的位置与转轴3-2对应，可以理解为，电动机3-11可以驱动第一转轴3-6转动，第一转轴3-6通过万向节3-8带动第二转轴3-7转动，当调节第二外壳3-4的角度时候，第一转轴3-6依旧可以通过万向节3-8带动第二转轴3-7转动。

第二转轴3-7的另一端通过焊接、螺纹连接等方式固定连接有刀架3-9，刀架3-9上安装有用于雕刻纹路的刻刀3-10。

请参阅图6-图7所示，可以理解为，第二转轴3-7可以带动刀架3-9及刻刀3-10转动，并在驱动装置1和转动辊2的配合下刻刀3-10在棱镜毛坯上雕刻纹路，棱镜的入射面为平面、弧面，均可以通过更换不同的刻刀3-10实现对纹路的雕刻。

工作原理，将棱镜毛坯安装到转动辊2上，并通过吸盘2-3将毛坯的两端固定，根据需要雕刻纹路的类型选择对应的刻刀3-10安装到刀架3-9上，启动电动机3-11，电动机3-11通过第一转轴3-6、万向节3-8、第二转轴3-7、刀架3-9驱动刻刀3-10转动，驱动装置1通过雕刻装置驱动装置1-4驱动雕刻装置3向转动辊2移动，直至刻刀3-10与透镜毛坯接触，之后在转动辊驱动装置1-2和雕刻装置驱动装置1-4的配合下，刻刀3-10在毛坯的表面上雕刻纹路。

实施例2：

请参阅图8所示，本实施例一种线性棱镜的加工设备，本实施例与实施例一的区别在于当需要雕刻的纹路无法使用刻刀3-10以垂直与棱镜的角度直接雕刻时，通过调节固定装置3-5改变刻刀3-10与棱镜之间的角度，从而完成对这类棱镜纹路的雕刻。

工作原理，将棱镜毛坯安装到转动辊2上，并通过吸盘2-3将毛坯的两端固定，根据需要雕刻纹路的类型选择不同的刻刀3-10安装到刀架3-9上，通过调节第二外壳3-4上的固定装置3-5调节刻刀3-10到合适的角度之后固定，启动电动机3-11，电动机3-11通过第一转轴3-6、万向节3-8、第二转轴3-7、刀架3-9驱动刻刀3-10转动，驱动装置1通过雕刻装置驱动装置1-4驱动雕刻装置3向转动辊2移动，直至刻刀3-10与透镜毛坯接触，之后在转动辊驱动装置1-2和雕刻装置驱动装置1-4的配合下，刻刀3-10在毛坯的表面上雕刻纹路。

实施例3：

请参阅图9所示，本实施例一种线性棱镜的生产工艺，利用上述实施例中的一种线性棱镜的加工设备。

一种线性棱镜的生产工艺，包括以下步骤：

S1、软化弯曲，将棱镜毛坯放入加热箱中加热使其整体软化，之后将棱镜毛坯弯曲成弧形并冷却定型；

S2、安装棱镜毛佩，将弯曲弧形的棱镜毛坯安装到转动辊2上，并将棱镜毛坯的两端使用转动辊2上的吸盘2-3吸附固定；

S3、刻刀3-10调节，根据棱镜上要雕刻的纹路形状选择所需要使用的刻刀3-10，松开固定装置3-5的固定螺栓将刀架3-9调节至所需要的角度，之后紧固固定螺栓；

S4、对刀，启动驱动装置1，通过雕刻装置驱动装置1-4驱动转动辊2转动，将棱镜毛坯的一端转动至水平位置，并通过雕刻装置驱动装置1-4驱动雕刻装置3移动，使刻刀3-10与转动辊2轴线高度相同并与毛坯边缘的表面接触；

S5、雕刻棱镜纹路，启动电动机3-11，通过转动辊驱动装置1-2和雕刻装置驱动装置1-4，驱动刻刀3-10在棱镜毛坯的表面雕刻出纹路，纹路的每个面需要刻刀3-10雕刻2-6次，以保证纹路表面光滑；

S6、镀层，将雕刻之后的棱镜从转动辊2上取下，在棱镜表面附着一层防腐防氧化膜，防腐防氧化膜的材料为氧化铈；

S7、展平，将完成镀膜的棱镜放加热箱中加热使其整体软化，之后将软化后的棱镜放入轿平机中，棱镜在展平机中展平并冷却定形。

以上所述的仅是本发明的实施例，方案中公知的具体结构及特性等常识在此未作过多描述，所属领域普通技术人员知晓申请日或者优先权日之前发明所属技术领域所有的普通技术知识，能够获知该领域中所有的现有技术，并且具有应用该日期之前常规实验手段的能力，所属领域普通技术人员可以在本申请给出的启示下，结合自身能力完善并实施本方案，一些典型的公知结构或者公知方法不应当成为所属领域普通技术人员实施本申请的障碍。应当指出，对于本领域的技术人员来说，在不脱离本发明结构的前提下，还可以作出若干变形和改进，这些也应该视为本发明的保护范围，这些都不会影响本发明实施的效果和专利的实用性。

Claims (10)

1.一种线性棱镜的加工设备，其特征在于，包括：

驱动装置（1），包括底座（1-1）、转动辊驱动装置（1-2）、转动辊定位装置（1-3）及雕刻装置驱动装置（1-4），转动辊驱动装置（1-2）和转动辊定位装置（1-3）对应的设置在底座（1-1）的左右两侧，雕刻装置驱动装置（1-4）可动的安装在底座（1-1）上；

转动辊（2），转动辊（2）一端安装在驱动装置（1）的转动辊驱动装置（1-2）上，转动辊驱动装置（1-2）可以驱动转动辊（2）绕其轴心竖直转动，转动辊（2）的另一端与转动辊定位装置（1-3）配合；

雕刻装置（3），雕刻装置（3）固定安装在驱动装置（1）的雕刻装置驱动装置（1-4）上，驱动装置（1）可以驱动雕刻装置（3）在水平移动，雕刻装置（3）可以在透镜毛坯表面雕刻出纹路。

2.根据权利要求1所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述转动辊（2）上还设置有第一固定装置（2-1）和第二固定装置（2-4），所述转动辊（2）上设置有一条轴向的凹槽，第一固定装置（2-1）和第二固定装置（2-4）安装在凹槽内。

3.根据权利要求2所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述第一固定装置（2-1）包括集气管（2-2）和吸盘（2-3），集气管（2-2）固定连接在凹槽底部，吸盘（2-3）安装在集气管（2-2）上。

4.根据权利要求3所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述第二固定装置（2-4）的结构与第一固定装置（2-1）相同。

5.根据权利要求1所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述雕刻装置（3）包括刻度盘（3-1）、转轴（3-2）、第一外壳（3-3）、第二外壳（3-4）、第一转轴（3-6）、第二转轴（3-7）、万向节（3-8）及电动机（3-11），刻度盘（3-1）固定安装在驱动装置（1）的雕刻装置驱动装置（1-4）上，转轴（3-2）可动的安装在刻度盘（3-1）的圆心位置，第一外壳（3-3）固定连接在刻度盘（3-1）上，第一外壳（3-3）的位置与转轴（3-2）对应，第二外壳（3-4）通过固定连接在转轴（3-2）上，第二外壳（3-4）的位置与第一外壳（3-3）对应，第一转轴（3-6）可动的安装在第一外壳（3-3）内，第二转轴（3-7）可动的安装在第二外壳（3-4）内，第一转轴（3-6）的一端通过键与键槽与电动机（3-11）的转轴相连接，另一端通过万向节（3-8）与第二转轴（3-7）相连接。

6.根据权利要求5所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述刻度盘（3-1）为半圆刻度盘，其上表面上设置有刻度。

7.根据权利要求6所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述雕刻装置（3）还包括刀架（3-9）和刻刀（3-10），第二转轴（3-7）的远离第一转轴（3-6）的一段固定连接有刀架（3-9），刀架（3-9）上安装有刻刀（3-10）。

8.根据权利要求7所述的一种线性棱镜的加工设备，其特征在于：所述第二外壳（3-4）的下方还设置有可以与刻度盘（3-1）配合的固定装置（3-5），固定装置（3-5）的下方设置有固定螺栓。

9.一种线性棱镜的生产工艺，其特征在于，包括以下步骤：

S1、软化弯曲，将棱镜毛坯放入加热箱中加热使其整体软化，之后将棱镜毛坯弯曲成弧形并冷却定型；

S2、安装棱镜毛坯，将弯曲弧形的棱镜毛坯安装到转动辊（2）上，并将棱镜毛坯的两端使用转动辊（2）上的吸盘（2-3）吸附固定；

S3、刻刀（3-10）调节，根据棱镜上要雕刻的纹路形状选择所需要使用的刻刀（3-10），松开固定装置（3-5）的固定螺栓将刻刀（3-10）调节至所需要的角度，之后紧固固定螺栓；

S4、对刀，启动驱动装置（1），通过雕刻装置驱动装置（1-4）驱动转动辊（2）转动，将棱镜毛坯的一端转动至水平位置，之后通过雕刻装置驱动装置（1-4）驱动雕刻装置（3）移动，使刻刀（3-10）与转动辊（2）轴线高度相同并与毛坯边缘的表面接触；

S5、雕刻棱镜纹路，启动电动机（3-11），驱动装置（1）驱动刻刀（3-10）在棱镜毛坯的表面雕刻出纹路，纹路的每个面需要刻刀（3-10）雕刻2-6次，以保证棱镜纹路表面的光滑；

S6、镀层，将雕刻之后的棱镜从转动辊（2）上取下，在棱镜表面附着一层防腐防氧化膜；

S7、展平，将完成镀膜的棱镜放加热箱中加热使其整体软化，之后将软化后的棱镜放入轿平机中，棱镜在展平机中展平并冷却定形。

10.根据权利要求9所述的一种线性棱镜的生产工艺，其特征在于：所述步骤S6中的防腐防氧化膜的材料为氧化铈。