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一种光学棱镜加工定位装置的制作方法

2023-01-15 07:08:10 来源:中国专利 TAG:


1.本技术涉及光学仪器加工领域,具体涉及一种光学棱镜加工定位装置。


背景技术:

2.棱镜,一种由两两相交的平面围成的透明物体,用以分光或使光束发生色散;在加工光学棱镜的过程中,需要对棱镜进行打磨、切割、胶合等工序,在打磨工序中,需要对光学棱镜进行夹持。光学棱镜具有多个棱边,现有技术中,采用的是单边打磨的形式,需要打磨一边后再手动调整夹持方向,以完成另外一边的打磨,以此类推,直至打磨完毕棱镜所需打磨的棱边。这一工序使得棱镜打磨时间长,效率低,而且手动调整夹持方向将导致棱镜的参考位置被打乱,使得打磨棱边高低不一致,存在较大的打磨误差。


技术实现要素:

3.鉴于上述问题,本发明提供了一种光学棱镜加工定位装置,以解决无法自动调节打磨方向且调节后夹持不够精准的问题。
4.为实现上述目的,本发明提供了一种光学棱镜加工定位装置,包括放置机构、旋转机构以及定位机构。放置机构包括限位部以及置物台,限位部设置在置物台上,置物台用于放置待加工的棱镜;放置机构可拆卸地设置在旋转机构上,旋转机构用于在驱动机构的驱动下带动放置机构旋转;定位机构包括定位组件以及驱动单元,定位组件包括定位端,定位组件可在驱动单元的驱动下置于抵止位或松脱位,当定位组件置于抵止位时,定位端在驱动单元的驱动下与待加工的棱镜的侧面贴合,且棱镜的另一侧抵止在限位部上,当定位组件置于松脱位时,定位端在驱动单元的驱动下脱离待加工的棱镜的侧面。
5.在一些实施例中,定位机构还包括第一驱动单元以及第一定位组件;第一定位组件设置在第一驱动单元上,第一定位组件包括第一定位端,第一驱动机构驱动第一定位端沿第一方向进行伸缩运动;放置机构还包括第一限位部,第一限位部沿第一方向设置在置物台上,第一限位部用于将待加工的棱镜沿第一方向限位在置物台上;
6.第一定位组件可在第一驱动单元的驱动下置于第一抵止位或第一松脱位,当第一定位组件置于第一抵止位时,第一定位端在第一驱动单元的驱动下与待加工的棱镜的侧面贴合,且棱镜的另一侧抵止在第一限位部上,当第一定位组件置于第一松脱位时,第一定位端在第一驱动单元的驱动下脱离待加工的棱镜的侧面。
7.在一些实施例中,第一限位部上开设有第一通孔,当第一定位组件置于第一抵止位时,第一定位端贯穿第一通孔抵止在棱镜上。
8.在一些实施例中,第一限位部的数量为两个,且沿第一方向相对设置。
9.在一些实施例中,定位机构还包括第二驱动单元以及第二定位组件;第二定位组件,设置在第二驱动单元上,第二定位组件包括第二定位端,第二驱动机构驱动第二定位端沿第二方向进行伸缩运动;放置机构还包括第二限位部,第二限位部沿第二方向设置在置物台上,第二限位部用于将待加工的棱镜沿第二方向限位在置物台上;
10.第二定位组件可在第二驱动单元的驱动下置于第二抵止位或第二松脱位,当第二定位组件置于第二抵止位时,第二定位端在第二驱动单元的驱动下与待加工的棱镜的侧面贴合,且棱镜的另一侧抵止在第二限位部上,当第二定位组件置于第二松脱位时,第二定位端在第二驱动单元的驱动下脱离待加工的棱镜的侧面。
11.在一些实施例中,第二限位部上开设有第二通孔,当第二定位组件置于第二抵止位时,第二定位端贯穿第二通孔抵止在棱镜上。
12.在一些实施例中,置物台上还具有第一凸台,第一凸台设置在置物台的两端,用于垫高待加工的棱镜。
13.在一些实施例中,定位机构还包括第三驱动单元以及第三定位组件;第三定位组件设置在第三驱动单元上,第三定位组件包括第三定位端,第三驱动单元驱动第三定位端沿高度方向进行伸缩运动;放置机构还包括第三限位部,第三限位部沿高度方向设置在置物台上,第三限位部用于将待加工的棱镜沿高度方向限位在置物台上;
14.第三定位组件可在第三驱动单元的驱动下置于第三抵止位或第三松脱位,当第三定位组件置于第三抵止位时,第三定位端在第三驱动单元的驱动下与待加工的棱镜的上表面贴合,且棱镜的下表面抵止在第三限位部上,当第三定位组件置于第三松脱位时,第三定位端在第三驱动单元的驱动下脱离待加工的棱镜的上表面。
15.在一些实施例中,第三限位部上还设有第三通孔,第三通孔的一端与负压发生器连通,用于通过负压对待加工的棱镜进行吸附。
16.在一些实施例中,棱镜的下表面的四棱边均凸出第三限位部;棱镜的上表面的四棱边均凸出第三定位端。
17.区别于现有技术,上述技术方案通过设置放置机构、旋转机构以及定位机构,将放置机构设置在旋转机构上,棱镜放置在放置机构上,则旋转机构能够带动放置机构上的棱镜进行旋转,实现棱镜的自动调节加工方向的需求,再通过定位机构与放置机构配合,确保棱镜在转向前后均处于同一水平面,实现棱镜在转向前与转向后的精确定位,避免棱镜在加工过程中产生偏移;同时,棱镜的方向调节从手动变成自动调节,缩短了棱镜的加工方向调节时间,从而提高了棱镜的加工效率。
18.上述发明内容相关记载仅是本技术技术方案的概述,为了让本领域普通技术人员能够更清楚地了解本技术的技术方案,进而可以依据说明书的文字及附图记载的内容予以实施,并且为了让本技术的上述目的及其它目的、特征和优点能够更易于理解,以下结合本技术的具体实施方式及附图进行说明。
附图说明
19.附图仅用于示出本技术具体实施方式以及其他相关内容的原理、实现方式、应用、特点以及效果等,并不能认为是对本技术的限制。
20.在说明书附图中:
21.图1为具体实施方式所述光学棱镜加工定位装置示意图;
22.图2为具体实施方式所述定位机构的示意图;
23.图3为具体实施方式所述放置机构的示意图;
24.图4为具体实施方式所述第一定位端定位过程局部示意图;
25.图5为具体实施方式所述第二定位端定位过程局部示意图;
26.图6为具体实施方式所述定位机构的另一示意图;
27.图7为具体实施方式所述放置机构的另一示意图;
28.图8为具体实施方式所述第三定位组件示意图;
29.图9为具体实施方式所述第三限位部的吸附状态剖面图。上述各附图中涉及的附图标记说明如下:
30.1、放置机构;
31.11、置物台;
32.111、第一凸台;
33.12、第一限位部;
34.121、第一通孔;
35.13、第二限位部;
36.131、第二通孔;
37.14、第三限位部;
38.141、第三通孔;
39.15、第四限位部;
40.16、安装部;
41.2、旋转机构;
42.21、旋转台;
43.211、第二凸台;
44.22、旋转驱动单元;
45.3、定位机构;
46.31、第一定位组件;
47.311、第一定位端;
48.32、第二定位组件;
49.321、第二定位端;
50.33、第三定位组件;
51.331、第三定位端;
52.34、第一驱动单元;
53.35、第二驱动单元;
54.36、第三驱动单元;
55.361、第三电机;
56.362、丝杆组件;
57.363、联轴器;
58.364、传感器;
59.365、滑轨;
60.4、棱镜;
61.41、第一棱镜;
62.42、第二棱镜;
63.5、固定座。
具体实施方式
64.为详细说明本技术可能的应用场景,技术原理,可实施的具体方案,能实现目的与效果等,以下结合所列举的具体实施例并配合附图详予说明。本文所记载的实施例仅用于更加清楚地说明本技术的技术方案,因此只作为示例,而不能以此来限制本技术的保护范围。
65.在本文中提及“实施例”意味着,结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本技术的至少一个实施例中。在说明书中各个位置出现的“实施例”一词并不一定指代相同的实施例,亦不特别限定其与其它实施例之间的独立性或关联性。原则上,在本技术中,只要不存在技术矛盾或冲突,各实施例中所提到的各项技术特征均可以以任意方式进行组合,以形成相应的可实施的技术方案。
66.除非另有定义,本文所使用的技术术语的含义与本技术所属技术领域的技术人员通常理解的含义相同;本文中对相关术语的使用只是为了描述具体的实施例,而不是旨在限制本技术。
67.在本技术的描述中,用语“和/或”是一种用于描述对象之间逻辑关系的表述,表示可以存在三种关系,例如a和/或b,表示:存在a,存在b,以及同时存在a和b这三种情况。另外,本文中字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的逻辑关系。
68.在本技术中,诸如“第一”和“第二”之类的用语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来,而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何实际的数量、主次或顺序等关系。
69.在没有更多限制的情况下,在本技术中,语句中所使用的“包括”、“包含”、“具有”或者其他类似的表述,意在涵盖非排他性的包含,这些表述并不排除在包括所述要素的过程、方法或者产品中还可以存在另外的要素,从而使得包括一系列要素的过程、方法或者产品中不仅可以包括那些限定的要素,而且还可以包括没有明确列出的其他要素,或者还包括为这种过程、方法或者产品所固有的要素。
70.与《审查指南》中的理解相同,在本技术中,“大于”、“小于”、“超过”等表述理解为不包括本数;“以上”、“以下”、“以内”等表述理解为包括本数。此外,在本技术实施例的描述中“多个”的含义是两个以上(包括两个),与之类似的与“多”相关的表述亦做此类理解,例如“多组”、“多次”等,除非另有明确具体的限定。
71.在本技术实施例的描述中,所使用的与空间相关的表述,诸如“中心”“纵向”“横向”“长度”“宽度”“厚度”“上”“下”“前”“后”“左”“右”“竖直”“水平”“垂直”“顶”“底”“内”“外”“顺时针”“逆时针”“轴向”“径向”“周向”等,所指示的方位或位置关系是基于具体实施例或附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本技术的具体实施例或便于读者理解,而不是指示或暗示所指的装置或部件必须具有特定的位置、特定的方位、或以特定的方位构造或操作,因此不能理解为对本技术实施例的限制。
72.除非另有明确的规定或限定,在本技术实施例的描述中,所使用的“安装”“相连”“连接”“固定”“设置”等用语应做广义理解。例如,所述“连接”可以是固定连接,也可以是可拆卸连接,或成一体设置;其可以是机械连接,也可以是电连接,也可以是通信连接;其可以
是直接相连,也可以通过中间媒介间接相连;其可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本技术所属技术领域的技术人员而言,可以根据具体情况理解上述用语在本技术实施例中的具体含义。
73.请参考图1,本实施例提供了一种光学棱镜4加工定位装置,包括放置机构1、旋转机构2以及定位机构3。放置机构1包括限位部以及置物台11,限位部设置在置物台11上,置物台11用于放置待加工的棱镜4;放置机构1可拆卸地设置在旋转机构2上,旋转机构2用于在驱动机构的驱动下带动放置机构1旋转;定位机构3包括定位组件以及驱动单元,定位组件包括定位端,定位组件可在驱动单元的驱动下置于抵止位或松脱位,当定位组件置于抵止位时,定位端在驱动单元的驱动下与待加工的棱镜4的侧面贴合,且棱镜4的另一侧抵止在限位部上,当定位组件置于松脱位时,定位端在驱动单元的驱动下脱离待加工的棱镜4的侧面。
74.放置机构1用于放置棱镜4,放置机构1与旋转机构2为可拆卸连接,在一些实施例中,可以根据不同的棱镜4规格设置多个放置机构1,根据实际需求对放置机构1进行更换。放置机构1上设有置物台11以及限位部,置物台11用于承载待加工的棱镜4,因此,置物台11是供棱镜4置放的一个台面,置物台11的形状可以是多样的,例如正方形、长方形、圆形等,还可以是由几个平面拼接形成,例如,置物台11包括多个支撑凸起,多个支撑凸起的凸起端在同一水平面上,凸起端组成了一个支撑面,棱镜4可以放置在该多个支撑面上。限位部用于限位棱镜4在置物台11上的位置,限位部与置物台11之间具有一定的高度差,使得棱镜4侧面在偏移较小角度即可抵止在限位部或置物台11的侧面,从而实现限制棱镜4在置物台11上过度翻转的目的。例如,限位部为凹槽,凹槽设置在置物台11上,则该凹槽与置物台11之间具有一定的高度差,使得置物台11的内侧壁能够与偏移的棱镜4侧面抵止;又例如,限位部为凸起,凸起设置在置物台11的四周,则凸起与置物台11之间具有一定的高度差,使得凸起的侧壁能够与偏移的棱镜4侧面抵止,达到限位棱镜4的目的。限位部的数量可以是一个也可以是多个,可选地,可以根据棱镜4的形状设置限位部在棱镜4四周的分布数量,例如,棱镜4为六边形,那么可以在棱镜4的六个侧边处设置限位部,限制棱镜4转动。
75.旋转机构2具体包括旋转台21以及旋转驱动单元22,旋转驱动单元22是旋转机构2的驱动机构,可以是电机或者旋转气缸等。在本实施例中,旋转驱动单元22可以是dd马达,dd马达是一种高精度、高速度、高转矩的外转子型可以直接驱动电机,具有低速高扭矩的特点,能够减少能量输出,同时实现精准控制角度的效果。旋转台21是用于放置待旋转物件的平台,旋转台21设置在旋转驱动单元22的上方,放置机构1设置在旋转台21上方,在旋转驱动单元22的驱动下,实现放置机构1上的棱镜4的自动旋转。
76.定位机构3包括定位组件以及驱动单元,驱动单元可以是电机、气缸等元件,定位组件具体包括与驱动单元连接的连接板以及定位端,定位端与限位部配合以实现待加工的棱镜4的定位。例如,棱镜4为六面体方形棱镜4,棱镜4的四个侧面均设有限位部,定位端为两个,分别设置在棱镜4相邻的两个侧面所在的一侧,需要定位棱镜4的某一侧时,该侧的定位端将在驱动单元的驱动下抵止在该棱镜4的侧面,该棱镜4的另一侧将抵止在限位部上,由限位部与定位端实现棱镜4在该侧所在方向上的夹紧动作。因此,定位端的形状优选根据限位部、棱镜4的形状进行改变。例如,当棱镜4为多边形时,定位端与棱镜4抵止一端可以根据棱镜4侧面的形状做仿形处理,确保定位端与棱镜4侧面更为贴合,夹紧更为稳固。在一些
实施例中,定位机构、放置机构以及旋转机构均可固定设置在同一固定座5上,
77.定位端在驱动单元的驱动下,能够沿驱动方向靠近棱镜4并抵止在棱镜4的侧面,或者远离棱镜4的侧面。在本实施例中,棱镜4是方形六面体结构,因此,定位机构3的驱动方向可以设置为棱镜4的长度方向、棱镜4的宽度方向以及棱镜4的高度方向。定位组件在驱动单元的驱动下置于抵止位或松脱位,当定位组件置于抵止位时,定位端在驱动单元的驱动下靠近棱镜4并抵止在棱镜4的侧面,由于棱镜4与定位端相对应的一侧设有限位部,因此,此处抵止动作具体指的是定位端将推动棱镜4至棱镜4抵止在该限位部的侧面为止。当定位组件置于松脱位时,定位端在驱动单元的驱动下远离棱镜4的侧面,棱镜4处于可供操作者取出或可旋转状态。
78.在一些实施例中,还包括视觉传感组件,视觉传感组件设置在放置机构的上方,包括光源以及摄像头,摄像头对棱镜4进行拍摄,光源用于提升棱镜4的亮度,便于摄像头拍摄出来的图片更加清晰。摄像头将拍出的照片与控制器中事先储存的棱镜4照片进行比对,比对内容包括:确认棱镜4的有无,确认棱镜4的摆放方向是否符合标准,以及确认棱镜4所要进行加工的加工面的具体位置(对加工面进行精定位,以便于控制加工刀具的走向)。当存在棱镜4的摆放方向不符合标准(即定位端无法根据当前棱镜4的摆放方向进行定位时),驱动棱镜4的夹持设备对棱镜4进行重新摆放,以满足定位需求。
79.通过设置放置机构1,将待加工的棱镜4预先放置在置物台11上,置物台11上设有限位部,限位部能够对待加工的棱镜4进行限位,避免待加工的棱镜4过度偏离加工所在的位置。放置机构1设置在旋转机构2上,旋转机构2能够带动放置机构1旋转,以满足待加工的棱镜4调节加工方向的需求。定位机构3用于将棱镜4固定在置物台11上,避免棱镜4在打磨等加工工序中产生微小偏移,从而减小棱镜4的加工误差。
80.请参考图2至图4,在一些实施例中,定位机构3还包括第一驱动单元34以及第一定位组件31;第一定位组件31设置在第一驱动单元34上,第一定位组件31包括第一定位端311,第一驱动机构驱动第一定位端311沿第一方向进行伸缩运动;放置机构1还包括第一限位部12,第一限位部12沿第一方向设置在置物台11上,第一限位部12用于将待加工的棱镜4沿第一方向限位在置物台11上;第一定位组件31可在第一驱动单元34的驱动下置于第一抵止位或第一松脱位,当第一定位组件31置于第一抵止位时,第一定位端311在第一驱动单元34的驱动下与待加工的棱镜4的侧面贴合,且棱镜4的另一侧抵止在第一限位部12上,当第一定位组件31置于第一松脱位时,第一定位端311在第一驱动单元34的驱动下脱离待加工的棱镜4的侧面。
81.棱镜4包括第一棱镜41,第一棱镜41为长条状棱镜4,即棱柱状棱镜4。例如,本实施例中,选用的第一棱镜41为径向截面是长方形的条状六面体棱镜4。
82.第一驱动单元34设置在放置机构1的一侧,第一定位组件31包括第一定位端311,第一定位端311可以制成l型,第一定位端311的一侧与第一驱动单元34的输出端连接,第一驱动单元34可以是气缸;第一定位端311的另一端与放置在置物台11上的第一棱镜41处于同一水平面。在一些优选的实施例中,第一定位端311抵止在第一棱镜41上时,第一定位端311的高度低于第一棱镜41的高度,避免在加工过程中与加工刀具产生干涉。可选地,第一定位组件31还包括第一连接件,第一连接件的一侧与第一驱动单元34的输出端连接,第一连接件的另一侧与第一定位端311可拆卸连接,便于第一定位端311出现磨损时进行拆卸更
换。
83.请参考图3,放置机构1包括置物台11与安装部16,放置机构1与旋转机构2通过安装部16连接,置物台11垂直设置在安装部16上,置物台11距离安装部16的高度可以根据实际需求进行设置,例如,在打磨工序中,置物台11距离安装部16的高度具有垫高棱镜4的意义,考虑打磨的磨刀的大小,可以预先设置不同高度的放置机构1,垫高棱镜4,避免磨刀干涉到定位机构3上其他的零件。本实施例中,置物台11用于放置长条状棱镜4,因此置物台11的形状优选设计成长方形,尺寸大小需恰好容纳第一棱镜41。在置物台11上设有第一限位部12,第一限位部12沿第一方向设置在置物台11上,此处第一方向表示的是与置物台11上较长的侧边平行的方向,即与第一棱镜41的长度方向平行的方向,第一限位部12用于限制第一方向上第一棱镜41的偏移方向。
84.在一些实施例中,第一限位部12的数量为一个,则第一限位部12与第一定位端311应相对设置,使得第一定位端311与第一限位部12之间能够形成用于夹持第一棱镜41的夹持空间。在打磨工序中,用于放置第一棱镜41的放置机构1需避免与磨刀产生干涉,第一限位部12与第一定位端311优选不高于第一棱镜41的高度,避免在打磨过程中造成磨损,同时损坏磨刀。
85.第一驱动单元34能够驱动第一定位端311沿第一方向进行伸缩运动,通过驱动第一定位端311靠近棱镜4并抵止在棱镜4上,实现棱镜4的定位。请参考图4,图中箭头表示箭头所在部件的运动方向。在第一方向上进行第一棱镜41的定位时,第一驱动单元34驱动第一定位端311前进,与该侧面相平行的另一侧在第一定位端311的推动下抵止在另一侧的第一限位部12上,此时第一定位端311抵止在第一棱镜41的侧面,第一定位端311与第一限位部12之间形成了夹持空间,将第一棱镜41固定在该夹持空间内,此时第一定位组件31置于第一抵止位。以打磨工序为例,当第一棱镜41处于第一抵止位时,磨刀可以打磨第一棱镜41长度方向上的棱边,优选地,可以采用双侧磨刀共同打磨第一棱镜41长度方向上的两条边,提高打磨效率。在加工工序结束后,第一驱动单元34驱动第一定位端311远离第一棱镜41的侧面,此时第一定位组件31处于第一松脱位。当实际需求中还需要打磨另外一侧的两棱边时,旋转台21可沿箭头方向带动第一棱镜41旋转至另一方向进行后续打磨工序。
86.通过设置第一定位组件31以及第一驱动机构,利用第一限位部12与第一定位组件31之间的配合,实现第一棱镜41在第一方向上的限位,便于第一棱镜41进行加工操作;同时,只需要设置单侧的驱动单元即可满足第一棱镜41的固定,降低了棱镜4定位装置的设计成本。
87.请参考图4,在一些实施例中,第一限位部12上开设有第一通孔121,当第一定位组件31置于第一抵止位时,第一定位端311贯穿第一通孔121抵止在棱镜4上。
88.当第一限位部12的数量为一个时,第一限位部12可以为u型,环形设置在置物台11上,第一限位部12的开口方向设置在第一棱镜41的长边所在一侧,第一棱镜41置于第一限位部12内。在该种情况下,第一限位部12能够限制第一棱镜41在与第一方向垂直的两端的运动,则设置在第一定位端311所在一侧的第一限位部12末端将阻挡第一定位端311抵止在第一棱镜41的侧面上,此时第一限位部12上开设第一通孔121,即第一通孔121所开设的位置应为与第一定位端311相同的一侧,同时,第一定位端311应小于第一通孔121的尺寸,这样第一定位端311能够贯穿第一通孔121并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11
上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第一定位端311与第一限位部12配合以夹持第一棱镜41的需求。
89.请参考图4,当第一限位部12的数量为两个时,第一限位部12优选设置在第一方向上,用于限制第一棱镜41在沿第一方向上的位移,则设置在第一定位端311所在一侧的第一限位部12将阻挡第一定位端311抵止在第一棱镜41的侧面上。此时第一限位部12上开设第一通孔121,即第一通孔121所开设的位置应为与第一定位端311相同的一侧,同时,第一定位端311应小于第一通孔121的尺寸,这样第一定位端311能够贯穿第一通孔121并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第一定位端311与第一限位部12配合以夹持第一棱镜41的需求。
90.当第一限位部12为多个时,第一限位部12可分为两组,两组沿第一方向相对设置,每一组内的多个第一限位部12等距排布,则设置在第一定位端311所在一侧的第一限位部12将阻挡第一定位端311抵止在第一棱镜41的侧面上,此时在该组内的第一限位部12上均开设第一通孔121,即第一通孔121所开设的位置应为与第一定位端311相同的一侧,同时,第一定位端311应设计成与该组第一通孔121相对应的形状,这样第一定位端311能够贯穿第一通孔121并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第一定位端311与第一限位部12配合以夹持第一棱镜41的需求。
91.请参考图4,在一些优选的实施例中,为扩大第一定位端311与第一棱镜41的侧面所接触的面积,从而产生较大的抵止力,能够更好的固定第一棱镜41,第一定位端311可以设置成图4所示的u型,在第一定位端311贯穿第一通孔121并抵止在第一棱镜41的侧面上时,将产生两个抵止支点,抵止力的分布也从第一棱镜41的侧面靠下方所在位置变成分布在第一棱镜41的侧面从下至上三分之二的位置,这样便于使第一棱镜41受力均衡,避免抵止力过度集中于第一棱镜41的下部而使得抵止过程中第一棱镜41产生倾斜,从而影响加工精度。
92.请参考图4,在一些实施例中,第一限位部12的数量为两个,且沿第一方向相对设置。第一限位部12的数量为两个时,沿第一方向设置在置物台11上。两个第一限位部12之间的间距应略大于第一棱镜41的长度,便于第一棱镜41的放入。可选地,第一限位部12靠近第一棱镜41的一侧进行倒角,便于导入第一棱镜41。
93.请参考图2、图3以及图5,在一些实施例中,定位机构3还包括第二驱动单元35以及第二定位组件32;第二定位组件32设置在第二驱动单元35上,第二定位组件32包括第二定位端321,第二驱动机构驱动第二定位端321沿第二方向进行伸缩运动;放置机构1还包括第二限位部13,第二限位部13沿第二方向设置在置物台11上,第二限位部13用于将待加工的棱镜4沿第二方向限位在置物台11上;第二定位组件32可在第二驱动单元35的驱动下置于第二抵止位或第二松脱位,当第二定位组件32置于第二抵止位时,第二定位端321在第二驱动单元35的驱动下与待加工的棱镜4的侧面贴合,且棱镜4的另一侧抵止在第二限位部13上,当第二定位组件32置于第二松脱位时,第二定位端321在第二驱动单元35的驱动下脱离待加工的棱镜4的侧面。
94.棱镜4包括第一棱镜41,第一棱镜41为长条状棱镜4,即棱柱状棱镜4。例如,本实施例中,选用的第一棱镜41为径向截面是长方形的条状六面体棱镜4。
95.请参考图2,第二驱动单元35设置在放置机构1的一侧,在一些实施例中,第二驱动
单元35与第一驱动单元34相对设置,便于节省占用空间,更加简约且美观。第二定位组件32包括第二定位端321,第二定位端321可以制成l型,第二定位端321的一侧与第二驱动单元35的输出端连接,第二驱动单元35可以是气缸;第二定位端321的另一端与放置在置物台11上的第一棱镜41处于同一水平面。在一些优选的实施例中,第二定位端321抵止在第一棱镜41上时,第二定位端321的高度低于第一棱镜41的高度,避免在加工过程中与加工刀具产生干涉。可选地,第二定位组件32还包括第二连接件,第二连接件的一侧与第二驱动单元35的输出端连接,第二连接件的另一侧与第二定位端321可拆卸连接,便于第二定位端321出现磨损时进行拆卸更换。
96.请参考图2与图5所示,在一些实施例中,第二定位端321可以设置成u型,第二定位端321的两端恰好与第一棱镜41的侧面的两端处贴合,即可实现沿第二方向抵止第一棱镜41的效果,同时减轻了第二驱动单元35的输出端的负重,也更为美观大方。
97.请参考图3,本实施例中,置物台11用于放置长条状棱镜4,因此置物台11的形状优选设计成长方形,尺寸大小需恰好容纳第一棱镜41。在置物台11上设有第二限位部13,第二限位部13沿第二方向设置在置物台11上,此处第二方向表示的是与置物台11上较短的侧边平行的方向,即与第一棱镜41的宽度方向平行的方向,第二限位部13用于限制第二方向上第一棱镜41的偏移方向。
98.请参考图5,在一些实施例中,第二限位部13的数量为一个,则第二限位部13与第二定位端321应相对设置,使得第二定位端321与第二限位部13之间能够形成用于夹持第一棱镜41的夹持空间。在打磨工序中,用于放置第一棱镜41的放置机构1需避免与磨刀产生干涉,第二限位部13与第二定位端321优选不高于第一棱镜41的高度,避免在打磨过程中造成磨损,同时损坏磨刀。
99.请参考图3,在一些实施例中,第二限位部13与第一限位部12均设置在置物台11上,第二限位部13与第一限位部12相邻设置,且第二限位部13与第一限位部12呈一定夹角,该夹角的大小与第一棱镜41上长棱边与侧棱边的夹角相对应,例如,当第一棱镜41为规则的六边形棱柱时,第一限位部12与第二限位部13之间的夹角应为120
°
。本实施例中,第一棱镜41为方形棱柱,因此第一限位部12与第二限位部13相邻设置时,第一限位部12与第二限位部13呈90
°
夹角。第二限位部13可以设置在第一限位部12的一侧,与第一限位部12呈l型夹角,则第二定位端321应设置在第二限位部13相对的一侧。优选地,第二限位部13设置在第一限位部12的两侧,呈u型夹角,用于限制第一棱镜41在第二方向上的转动。
100.第二驱动单元35能够驱动第二定位端321沿第二方向进行伸缩运动,通过驱动第二定位端321靠近棱镜4并抵止在棱镜4上,实现棱镜4的定位。请参考图5,图中箭头表示箭头所在部件的运动方向。在第二方向上进行第一棱镜41的定位时,第二驱动单元35驱动第二定位端321前进,与该侧面相平行的另一侧在第二定位端321的推动下抵止在另一侧的第二限位部13上,此时第二定位端321抵止在第一棱镜41的侧面,第二定位端321与第二限位部13之间形成了夹持空间,将第一棱镜41固定在该夹持空间内,此时第二定位组件32置于第二抵止位。以打磨工序为例,当第一棱镜41处于第二抵止位时,磨刀可以打磨第一棱镜41宽度方向上的棱边,优选地,可以采用双侧磨刀共同打磨第一棱镜41宽度方向上的两条边,提高打磨效率。在加工工序结束后,第二驱动单元35驱动第二定位端321远离第一棱镜41的侧面,此时第二定位组件32处于第二松脱位。当实际需求中还需要打磨另外一侧的两棱边
时,旋转台21可带动第一棱镜41旋转至另一方向进行后续打磨工序,例如,旋转至第一方向上,由第一定位端311与第一限位部12配合实现第一棱镜41在第一方向上的固定,而后可以进行第一方向的打磨工作。
101.通过设置第二定位组件32以及第二驱动机构,利用第二限位部13与第二定位组件32之间的配合,实现第一棱镜41在第二方向上的限位,便于第一棱镜41进行加工操作;同时,只需要设置单侧的驱动单元即可满足第一棱镜41的固定,降低了棱镜4定位装置的设计成本。在一些优选的实施例中,同时配备第一定位组件31、第一定位机构3以及第二定位组件32、第二定位机构3,将实现棱镜4在第一方向与第二方向的自动定位以及第一方向与第二方向之间的方向调节,节省了手动调节的时间,同时能够实现棱镜4的精确定位,减小加工误差。
102.请参考图5,在一些实施例中,第二限位部13上开设有第二通孔131,当第二定位组件32置于第二抵止位时,第二定位端321贯穿第二通孔131抵止在棱镜4上。
103.当第二限位部13的数量为一个时,第二限位部13可以为u型,环形设置在置物台11上,第二限位部13的开口方向设置在第一棱镜41的宽边所在一侧,第一棱镜41置于第二限位部13内。在该种情况下,第二限位部13能够限制第一棱镜41在与第二方向垂直的两端的运动,则设置在第二定位端321所在一侧的第二限位部13末端将阻挡第二定位端321抵止在第一棱镜41的侧面上,此时第二限位部13上开设第二通孔131,即第二通孔131所开设的位置应为与第二定位端321相同的一侧,同时,第二定位端321应小于第二通孔131的尺寸,这样第二定位端321能够贯穿第二通孔131并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第二定位端321与第二限位部13配合以夹持第一棱镜41的需求。
104.当第二限位部13的数量为两个时,第二限位部13优选设置在第二方向上,用于限制第一棱镜41在沿第二方向上的位移,则设置在第二定位端321所在一侧的第二限位部13将阻挡第二定位端321抵止在第一棱镜41的侧面上。此时第二限位部13上开设第二通孔131,即第二通孔131所开设的位置应为与第二定位端321相同的一侧,同时,第二定位端321应小于第二通孔131的尺寸,这样第二定位端321能够贯穿第二通孔131并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第二定位端321与第二限位部13配合以夹持第一棱镜41的需求。
105.请参考图5,当第二限位部13为多个时,第二限位部13可分为两组,两组沿第二方向相对设置,每一组内的多个第二限位部13等距排布。以图5所示,本实施例中,第二限位部13的数量为四个,两个第二限位部13设置在第一棱镜41的一侧,另外两个第二限位部13设置在第一棱镜41的另一侧,则设置在第二定位端321所在一侧的第二限位部13将阻挡第二定位端321抵止在第一棱镜41的侧面上,此时在该组内的第二限位部13上均开设第二通孔131,即第二通孔131所开设的位置应为与第二定位端321相同的一侧,同时,第二定位端321应设计成与该组第二通孔131相对应的形状,这样第二定位端321能够贯穿第二通孔131并抵止在第一棱镜41的侧边,从而实现在置物台11上更好地限制第一棱镜41的同时,又满足第二定位端321与第二限位部13配合以夹持第一棱镜41的需求。
106.请参考图5,在一些优选的实施例中,为扩大第二定位端321与第一棱镜41的侧面所接触的面积,从而产生较大的抵止力,能够更好的固定第一棱镜41,第二定位端321与棱
镜4接触的末端还可以设置成图5所示的u型(即图5中箭头所在的位置),在第二定位端321贯穿第二通孔131并抵止在第一棱镜41的侧面上时,将产生一共四个抵止支点,抵止力的分布也从第一棱镜41的侧面靠下方所在位置变成分布在第一棱镜41的侧面从下至上三分之二的位置,这样便于使第一棱镜41受力均衡,避免抵止力过度集中于第一棱镜41的下部而使得抵止过程中第一棱镜41产生倾斜,从而影响加工精度。
107.请参考图3,在一些实施例中,置物台11上还具有第一凸台111,第一凸台111设置在置物台11的两端,用于垫高待加工的棱镜4。第一凸台111可沿第一方向设置在置物台11的两端,通过第一凸台111的垫高,使得第一棱镜41的下表面除边缘外均处于悬空状态,避免置物台11上的碎屑剐蹭第一棱镜41的下表面,从而损坏第一棱镜41。
108.请参考图3,在一些实施例中,第二限位部13分散在第一限位部12的两侧,且尺寸较小,可在第二限位部13所在的两侧增设第四限位部15,第四限位部15的数量为两个,优选为长条状,用于辅助第一棱镜41在第二方向上的限位,避免第一棱镜41在放置过程中在第二方向上过度偏移或翻转。
109.请参考图6至图9,在一些实施例中,定位机构3还包括第三驱动单元36以及第三定位组件33;第三定位组件33设置在第三驱动单元36上,第三定位组件33包括第三定位端331,第三驱动单元36驱动第三定位端331沿高度方向进行伸缩运动;放置机构1还包括第三限位部14,第三限位部14沿高度方向设置在置物台11上,第三限位部14用于将待加工的棱镜4沿高度方向限位在置物台11上;第三定位组件33可在第三驱动单元36的驱动下置于第三抵止位或第三松脱位,当第三定位组件33置于第三抵止位时,第三定位端331在第三驱动单元36的驱动下与待加工的棱镜4的上表面贴合,且棱镜4的下表面抵止在第三限位部14上,当第三定位组件33置于第三松脱位时,第三定位端331在第三驱动单元36的驱动下脱离待加工的棱镜4的上表面。
110.棱镜4包括第二棱镜42,第二棱镜42为块状棱镜4,可以是多边形块状棱镜4,也可以是不规则棱镜4,只要第二棱镜42的上表面与下表面处于平行状态即可。在本实施例中,第二棱镜42为方形六面体棱镜4,本实施例中所述的加工定位装置用于加工定位第二棱镜42。
111.请参考图6,第三驱动单元36设置在放置机构1的一侧,在一些实施例中,第三驱动单元36可以设置在放置机构1的正上方,也可以设置在放置机构1的一侧,便于节省占用空间,更加简约且美观。第三定位组件33包括第三定位端331,第三定位端331可以制成l型,第三定位端331的一侧与第三驱动单元36的输出端连接,第三驱动单元36可以是气缸;第三定位端331的另一端与放置在置物台11上的第二棱镜42处于同一中心轴线上。此处中心轴线即指代第二棱镜42的在竖直方向上的中心轴线,可选地,第三定位组件33还包括第三连接件,第三连接件的一侧与第三驱动单元36的输出端连接,第三连接件的另一侧与第三定位端331可拆卸连接,便于第三定位端331出现磨损时进行拆卸更换。
112.请参考图8,第三驱动单元36具体包括第三电机361、联轴器363、丝杆组件362、滑轨365以及传感器364,第三电机361的输出端通过联轴器363与丝杆组件362连接,第三连接件与滑轨365以及丝杆组件362连接,丝杆组件362在第三电机361的驱动下带动第三连接件进行高度方向上的竖直运动,滑轨365在此处起到支撑第三定位组件33的作用。传感器364可以是光电传感器364或者距离传感器364,在本实施例中选用的是光电对射传感器364,设
置在丝杆组件362所在一侧,通过检测丝杆上螺母座的移动位置,从而获取第三定位组件33的移动位置信息。
113.请参考图7,放置机构1包括置物台11与安装部16,放置机构1与旋转机构2通过安装部16连接,置物台11垂直设置在安装部16上,置物台11距离安装部16的高度可以根据实际需求进行设置,例如,在打磨工序中,置物台11距离安装部16的高度具有垫高棱镜4的意义,考虑打磨的磨刀的大小,可以预先设置不同高度的放置机构1,垫高棱镜4,避免磨刀干涉到定位机构3上其他的零件。值得注意的是,置物台11用于放置第二棱镜42,因此,本实施例中的置物台11的结构与放置第一棱镜41的置物台11的结构有所区别,置物台11上设有第三限位部14,第二棱镜42放置在第三限位部14上。通过第三限位部14与第三定位端331在高度方向上形成的夹持空间,实现第二棱镜42在高度方向上的夹紧,从而便于加工设备在第二棱镜42的周向上进行加工。
114.请参考图9,第三定位端331在第三驱动单元36的驱动下进行高度方向上的上下运动,当第三定位端331抵止在第二棱镜42的上表面时,第二棱镜42处于夹持状态,即第三定位组件33处于第三抵止位,当第三定位端331在第三驱动单元36的驱动下远离第二棱镜42的上表面时,第二棱镜42可从第三限位部14上取下或旋转方向,此时第三定位组件33处于松脱位。
115.请参考图9,在一些实施例中,旋转台21上还具有第二凸台211,放置机构1上对应设有凹槽,供第二凸台211放入。第二凸台211能够用于放置机构1的导向,加强放置机构1与第二凸台211之间的连接稳固性,增加旋转台21与放置机构1的同心度,从而提高放置机构1上棱镜4的位置精度,减小加工误差。
116.请参考图7与图9,在一些实施例中,第三限位部14上还设有第三通孔141,第三通孔141的一端与负压发生器连通,用于通过负压对待加工的棱镜4进行吸附。图9中的箭头方向指代的是第三通孔141的吸附方向。第三通孔141贯穿旋转台21与放置机构1,负压发生器设置在旋转台21的下方,通过气管与第三通孔141连通。第三通孔141内具有负压,能够将第二棱镜42吸附在第三限位部14上,避免第二棱镜42相对于第三限位部14进行转动。
117.请参考图7与图9,在一些实施例中,棱镜4的下表面的四棱边均凸出第三限位部14;棱镜4的上表面的四棱边均凸出第三定位端331。第二棱镜42的侧面加工过程中,极易产生刀具干涉到置物台11或第三限位部14,甚至是第三定位端331的情况,为了减少加工刀具与其他定位零件的干涉,第二棱镜42的下表面的四棱边均凸出第三限位部14;第二棱镜42的上表面的四棱边均凸出第三定位端331,便于加工。例如,在打磨工序中,用于放置第二棱镜42的放置机构1需避免与磨刀产生干涉,第二棱镜42的下表面的四棱边均凸出第三限位部14;第二棱镜42的上表面的四棱边均凸出第三定位端331,避免在打磨过程中造成磨损,同时损坏磨刀。
118.申请人还提供了一种光学棱镜4打磨设备,该设备上设有前文所述的光学棱镜4加工定位装置,通过该光学棱镜4加工定位装置与打磨装置的配合,实现光学棱镜4的自动打磨操作,提高了光学棱镜4的打磨效率以及光学棱镜4的打磨精度。
119.上述实施例通过设置放置机构1、旋转机构2以及定位机构3,将放置机构1设置在旋转机构2上,棱镜4放置在放置机构1上,则旋转机构2能够带动放置机构1上的棱镜4进行旋转,实现棱镜4的自动调节加工方向的需求,再通过定位机构3与放置机构1配合,确保棱
镜4在转向前后均处于同一水平面,实现棱镜4在转向前与转向后的精确定位,避免棱镜4在加工过程中产生偏移;同时,棱镜4的方向调节从手动变成自动调节,缩短了棱镜4的加工方向调节时间,从而提高了棱镜4的加工效率。
120.最后需要说明的是,尽管在本技术的说明书文字及附图中已经对上述各实施例进行了描述,但并不能因此限制本技术的专利保护范围。凡是基于本技术的实质理念,利用本技术说明书文字及附图记载的内容所作的等效结构或等效流程替换或修改产生的技术方案,以及直接或间接地将以上实施例的技术方案实施于其他相关的技术领域等,均包括在本技术的专利保护范围之内。
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