一种制备棱镜用棱条激光定位切割装置及方法与流程

本发明属于棱镜激光切割设备，具体涉及一种制备棱镜用棱条激光定位切割装置及方法。

背景技术：

1、棱镜是一种精密光学元件，其核心用途是利用光的折射与反射原理实现光路折叠，使智能手机摄像头模组能以横向排列的方式放入轻薄机身中，从而实现高倍光学变焦和清晰的远距离拍摄。棱镜的成型一般是通过对玻璃板原材料进行切割形成棱条，然后再将棱条切割加工成棱镜。

2、申请号为202410870272.0的中国专利公开了一种棱镜原材加工的激光切割装置，包括加工台、送料机构、激光切割机构、限位机构；通过激光切割组件可发生90°转动的设计，并在激光切割头上分别安装了红外激光器和二氧化碳激光器，先利用红外激光器对棱镜原材进行切割，避免了传统切割方式中因与工件接触而产生磨损，并提高切割速度和切割精度，再利用二氧化碳激光器进行二次扫描，扫描区域吸收激光能量后受热断裂，从而实现裂片，保证裂片口的平整度和光滑度，进而提高了棱镜原材的切割效率，且良品率高，崩边要求能控制在50微米以内，崩角问题消除，切割垂直度控制在5′以内，有效保证后工序品质。

3、在对玻璃板进行切割形成棱条的过程中，通过对玻璃板限位并依次切割的方式会造成累计误差，多个小误差最终形成较大误差；同时，在对玻璃板进行限位切割时，为了保证切割效率，通常是进行密集切割，一次成型多个工件，如此密集切割不仅容易造成切割破碎的问题，同时通过限位夹持的方式也容易对玻璃板造成过多受力，容易产生破碎问题；并且，如何提升切割效率以及兼顾切割质量是研究的重点。

技术实现思路

1、为了解决现有技术存在的不足，本发明提供一种制备棱镜用棱条激光定位切割装置及方法，本发明通过对玻璃板进行激光定位切割，既能够避免传统集中切割导致的累计误差问题，同时还大大降低了将玻璃板切割破碎的概率，并且还能实现不间断进行切割操作，大大提升切割效率；本发明通过夹持居中机构的结构设计，可以使玻璃板居中定位的同时避免夹持过度导致玻璃板破碎的问题；本发明通过夹持居中机构和表面切割机构的配合，既能够使玻璃板表面能成功被切割出定位槽，同时不会阻碍玻璃板的移动，并且能提升切割时的稳定性。

2、为了实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

3、一种制备棱镜用棱条激光定位切割方法，包括如下步骤：

4、s1、将方形玻璃板放置在传送带上，通过传送带进行运输并加工；

5、s2、玻璃板首先被夹持矫正姿态后松开夹持，接着在玻璃板表面等距切割出多个定位槽；

6、s3、设置多组第一激光切割头和第一激光测距头，每组第一激光切割头和第一激光测距头平行设置并且所在平行面与定位槽垂直；通过第一激光测距头定位监测与定位槽的距离，并利用第一激光切割头对相邻定位槽之间的玻璃板进行切割；

7、s4、设置多组第二激光切割头和第二激光测距头，每组第二激光切割头和第二激光测距头之间具有夹角并且所在平行面与对应定位槽重合；通过第二激光测距头定位监测与定位槽的距离，并利用第二激光切割头对定位槽进行二次切割，最终形成多个尺寸一致的棱条。

8、本发明还要求保护一种利用上述方法进行定位切割的装置，包括安装座，所述安装座上安装有传动带，所述安装座的顶部固定安装有夹持居中机构，所述夹持居中机构包括固定在安装座两侧的第一支撑板，两个第一支撑板之间固定连接有导向杆；两个第一支撑板均开设有转动孔，两个转动孔之间共同与双向螺杆两端的转动端转动连接；所述第一支撑板上固定安装有第一驱动电机，所述第一驱动电机的输出端与双向螺杆的一端固定连接。

9、进一步地，所述夹持居中机构还包括两个传动板，所述传动板上开设有滑动孔和螺纹孔，所述滑动孔与导向杆滑动连接，所述螺纹孔与双向螺杆螺纹连接；两个传动板的相对面固定连接有多个滑杆，滑杆上滑动连接有弯折板；所述滑杆的一端固定设有限位块，所述滑杆上套设有压缩弹簧，所述压缩弹簧的两端分别与弯折板、限位块抵接。

10、更进一步地，所述安装座的顶部固定安装有表面切割机构，所述表面切割机构包括固定在安装座两侧的第二支撑板，两个第二支撑板的顶部共同固定连接有第二顶板，所述第二顶板的顶部对称式固定连接有安装板，所述安装板的下方两边均贯穿开设有安装槽；所述安装槽的底部均匀开设有多个通孔，所述通孔上固定安装有第二驱动电机，所述第二驱动电机的输出端穿过通孔并且端部固定连接有轴轮。

11、更进一步地，所述安装板的下方中部贯穿开设有第二转动孔，所述第二转动孔与驱动轴的两端转动连接；所述安装板上固定安装有第三驱动电机，所述第三驱动电机的输出端与驱动轴的一端固定连接；所述驱动轴上等距固定安装有多个切割片。

12、更进一步地，当玻璃板经过两个安装板之间时，玻璃板的两端被轴轮抵接传动；当玻璃板位于两个安装板之间的中部时，同一个安装板的两个安装槽上的轴轮均抵接玻璃板。

13、更进一步地，所述安装座的顶部固定安装有第一激光切割机构，所述第一激光切割机构包括固定在安装座两侧的第三支撑板，两个第三支撑板的顶部共同固定连接有第三顶板，所述第三顶板上等距固定安装有多组第一激光安装架，每组第一激光安装架上均固定安装有第一激光切割头和第一激光测距头，每组第一激光切割头和第一激光测距头平行设置并且所在平行面与定位槽垂直。

14、更进一步地，所述安装座的顶部固定安装有第二激光切割机构，所述第二激光切割机构包括固定在安装座两侧的第四支撑板，两个第四支撑板的顶部共同固定连接有第四顶板，所述第四顶板上等距固定安装有多组第二激光安装架，每组第二激光安装架上均固定安装有第二激光切割头和第二激光测距头；每组第二激光切割头和第二激光测距头之间具有夹角并且所在平行面与对应定位槽重合。

15、更进一步地，所述夹持居中机构、表面切割机构、第一激光切割机构、第二激光切割机构沿传送带的传输方向依次布设。

16、进一步地，所述传动带包括主动辊和从动辊，所述安装座上贯穿开设有两组第三转动孔，主动辊和从动辊的辊轴分别转动安装在每组第三转动孔上；所述主动辊和从动辊共同传动设置有传送带本体，传动带本体的表面均匀固定设有多个防滑耐磨层；所述安装座上固定安装有第四驱动电机，所述第四驱动电机的输出端与主动辊的辊轴固定连接；所述安装座的底部四周固定设有支撑脚。

17、与现有技术相比，本发明具有如下有益效果：

18、（1）本发明通过对玻璃板进行激光定位切割，既能够避免传统集中切割导致的累计误差问题，同时还大大降低了将玻璃板切割破碎的概率，并且还能实现不间断进行切割操作，大大提升切割效率；具体地，首先将形玻璃板放置在传送带上，通过传送带进行运输并加工，此时无需人工定位玻璃板，当玻璃板被传动带移动至夹持矫正区域后，通过传送带两侧的夹持定位部件对玻璃板的两端进行夹持矫正姿态然后松开，使定位准确的玻璃板继续被传动带运输；然后通过在玻璃板表面等距切割出多个定位槽，通过机械切割的方式既能将定位槽的形状切割成型，又由于仅需在玻璃板表面切割出一个浅槽即可，因此无需担心玻璃板被夹持切割破碎的问题；接着，玻璃板继续被运输至第一激光切割头和第一激光测距头下方，由于此时定位槽已经被切割成型，因此无需夹持定位；此时通过第一激光测距头对定位槽进行定位监测，通过玻璃板的移动以及第一激光测距头检测的距离变化就能快速得知玻璃板的位置是否发生改变；因此通过多组第一激光切割头和第一激光测距头同时进行的方式可以实现玻璃板移动的同时被激光切割，每个切割点都能被相邻的定位槽进行监控；一旦某一个定位槽上方的第一激光测距头检测到距离变化明显，就停止切割，并通过后续检查是否需要调整或者报废；如此大大避免集中切割导致的累计误差问题；此次切割完后玻璃板被切割成了半成品，然后继续被传送带传送至第二激光切割头和第二激光测距头下方，通过第二激光测距头的监控以及第二激光切割头直接对定位槽进行切割，如此方式二次切割的每个切割点都能被本身的定位槽进行监控，既能够保证切割的精准性避免传统集中切割导致的累计误差问题，同时通过如此方式大大降低了密集切割导致的玻璃板被切割破碎的问题；并且，全流程传送带在正常情况下无需停机，可以连续不间断进行切割操作，大大提升切割效率。

19、（2）本发明通过夹持居中机构的结构设计，可以使玻璃板居中定位的同时避免夹持过度导致玻璃板破碎的问题；具体地，当玻璃板移动至两个传动板之间时，通过启动第一驱动电机，利用滑杆的限位导向以及双向螺杆的驱动，使两个传动板相互靠近；通过两个弯折板对玻璃板的两端进行夹持；当玻璃板被夹持居中后，由于压缩弹簧的弹性连接，因此弯折板可以沿着滑杆被动滑动，从而不会对玻璃板进行刚性挤压，避免夹持过度导致玻璃板破碎的问题。

20、（3）本发明通过夹持居中机构和表面切割机构的配合，既能够使玻璃板表面能成功被切割出定位槽，同时不会阻碍玻璃板的移动，并且能提升切割时的稳定性；具体地，玻璃板首先被夹持居中机构进行调整居中后，才能够进入表面切割机构的两个安装板之间；然后通过前方的安装槽上的轴轮进行驱动，使玻璃板能够被稳定驱动向后方移动；然后通过多个切割片对玻璃板的表面进行切割；由于仅需切割出一个浅槽即可，因此仅需通过轴轮进行定位传动即可实现切割，无需刚性固定的同时降低玻璃板切割破碎的概率；在切割的同时，前方安装槽上的轴轮通过接力的方式将玻璃板传送至后方安装槽上的轴轮进行驱动，如此方式既能够使玻璃板表面能成功被切割出定位槽，同时不会阻碍玻璃板的移动，并且能提升切割时的稳定性。

21、（4）本发明通过第一激光切割机构和第二激光切割机构的配合，无需对玻璃板夹持定位既能够使玻璃板切割出多个尺寸一致的棱条，保证切割的精准性避免传统集中切割导致的累计误差问题，同时，无需对玻璃板进行夹持限位，大大降低了玻璃板破碎的概率；具体地，当玻璃板继续被运输至第一激光切割头和第一激光测距头下方时，此时通过多组第一激光切割头和第一激光测距头同时进行的方式可以实现玻璃板移动的同时被激光切割，每个切割点都能被相邻的定位槽进行监控；一旦某一个定位槽上方的第一激光测距头检测到距离变化明显，就停止切割，并通过后续检查是否需要调整或者报废；此次切割完后玻璃板被切割成了半成品，此时第一激光切割头和第一激光测距头是并列摆放；然后半成品继续被传送带传送至第二激光切割头和第二激光测距头下方，通过第二激光测距头的监控以及第二激光切割头直接对定位槽进行切割，利用第二激光切割头和第二激光测距头之间具有夹角的结构设计，使在同一个定位槽内第二激光测距头与第二激光切割头的切割能同步进行，即当第二激光测距头监测到的距离没问题时，倾斜的第二激光切割头就对监测点下方的定位槽底部开始切割，此时第二激光测距头与第二激光切割头是先后摆放；如此方式二次切割的每个切割点都能被本身的定位槽进行监控，综合保证切割的精准性避免传统集中切割导致的累计误差问题；同时，无需对玻璃板进行夹持限位，大大降低了玻璃板破碎的概率，并配合分散的二次切割方式进一步降低了密集切割导致的玻璃板被切割破碎的概率。