一种内圆切割夹具定位系统及方法技术方案

本发明专利技术提供一种内圆切割夹具定位系统及方法，所述装夹夹具与器件支架相隔一定距离并排设置；所述光栅元件夹具具有一固定光栅元件的平面，相邻光栅元件的光栅槽方向所成角度为90-180°；光栅元件夹具固定于装夹夹具上，光栅元件夹具的平面与装夹夹具的平面平行，光栅元件夹具的平面可绕一中心轴旋转；所述单波长激光器、反射镜、刻度板、监控镜头固定于器件支架上，反射镜固定于单波长激光器的光束出射方向，反射镜改变单波长激光器以及光栅元件的光束方向，使光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板预定刻度线上；所述监控镜头监控刻度板上衍射光的刻度线位置。本发明专利技术具有提高相邻切割边垂直度，提高垂直度控制稳定性，降低切割成本等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种激光、光栅指示测量系统，尤其涉及一种内圆切割夹具定位系统及方法。
技术介绍
绝大多数传统光学冷加工产品，加工过程中，需要经过切割工序。如将玻璃胚料切割到可加工尺寸，将半成品切割为成品等。由于光学产品对尺寸，角度，崩边等要求比较高，因此切割设备通常要求比较高。常见的切割设备有卧式内圆切割机和立式内圆切割机。卧式内圆切割机切割产品时，其角度精度通常靠机械夹具来保证，特别是两个相邻切割边的垂直度，完全由夹具配合来保证。专利CN202148253U公开了一种保证相邻切割边90°的简易的工装方案，通过一块十字凸板和一块十字凹板的机械配合来实现产品90°切割。该方法操作简便，但机械配合精度较差。切割产品90°角误差（垂直度）很难控制在10′以内。专利CN201501829U，CN202480270U分别描述了一种改进型工装方案，但均属于机械上的配合改进。相邻切割边垂直度改进有限。立式内圆切割机90°角切割精度更好些。切割方法是将产品粘在采用光学玻璃制作的90°靠体上。玻璃靠体精度可以制作到3′以内。以靠体作为定位边，通过速粘胶将产品粘到移动轴上。但该方法在控制垂直度上，容易受人员操作影响。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题，在于提供一种内圆切割夹具定位系统，用于内圆切割机精确控制相邻切割边垂直度的方案，利用激光入射到光栅面后，衍射光斑方向与光栅刻槽方向相对入射面的角度有关的原理进行工装夹具定位监控，解决了现有内圆切割夹具精度不高、稳定性不够，无法实时监控的问题。本专利技术是这样实现的：一种内圆切割夹具定位系统，包括至少一个光栅元件、单波长激光器、器件支架、反射镜、装夹夹具、光栅元件夹具、刻度板及监控镜头；所述装夹夹具与器件支架相隔一定距离并排设置；所述光栅元件夹具具有一固定光栅元件的平面，相邻光栅元件的光栅槽方向所成角度为90-180°；光栅元件夹具固定于装夹夹具上，光栅元件夹具的的平面与装夹夹具的平面平行，光栅元件夹具的平面可绕一中心轴旋转；所述单波长激光器、反射镜、刻度板、监控镜头固定于器件支架上，反射镜固定于单波长激光器的光束出射方向，反射镜改变单波长激光器以及光栅元件的光束方向，使光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板预定刻度线上；所述监控镜头监控刻度板上衍射光的刻度线位置。其中，所述反射镜与光栅元件夹具的距离为0.3-1m。其中，所述单波长激光器的波长为0.4um-2um。其中，所述光栅元件为反射光栅。其中，所述光栅元件的线密度为750-3800lines/mm。其中，所述光栅元件的个数为2个，两个光栅元件光栅槽的方向成90°。其中，所述光栅元件的个数为3个，相邻光栅元件光栅槽的方向成120°。本专利技术还公开内圆切割夹具定位方法，包括如下步骤：旋转调整在装夹夹具上的光栅元件夹具，并监控监控镜头内衍射光斑在刻度板上的位置，当光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板预定刻度线上时完全固定光栅元件夹具；进行第一方向切割；旋转在装夹夹具上光栅元件夹具的角度，使单波长激光器的光束射到另一片光栅元件上，并监控监控镜头内衍射光斑在刻度板的位置，当衍射光斑落在刻度板的预定刻度线时完全固定光栅元件夹具；进行第二方向切割。本专利技术的优点在于：其一、本专利技术的内圆切割夹具定位系统，单波长激光器的激光入射到光栅元件的光栅面后，利用衍射光斑方向与光栅槽方向相对入射面的角度有关的原理，通过激光光斑在刻度板上的位置显示来实现实时监控光栅元件夹具定位情况，实现精确、稳定、可视化夹具定位。其二、本专利技术具有提高相邻切割边垂直度，提高垂直度控制稳定性，降低切割成本等优点。附图说明图1为本专利技术内圆切割夹具定位系统实施例一结构示意图；图2为本专利技术内圆切割夹具定位系统实施例一固定光栅元件的光栅元件夹具结构示意图；图3为本专利技术内圆切割夹具定位系统实施例一刻度板示意图；图4为本专利技术内圆切割夹具定位系统实施例二结构示意图；图5为本专利技术内圆切割夹具定位系统实施例二固定光栅元件的光栅元件夹具结构示意图。标号说明：器件支架-100单波长激光器-101第一反射镜-402第二反射镜-405第三反射镜-102装夹夹具-103监控镜头-104光栅元件夹具-200第一光栅元件-201第二光栅元件-202刻度板-300第三光栅元件-501第四光栅元件-502第五光栅元件-503。具体实施方式为详细说明本专利技术的
技术实现思路
、构造特征、所实现目的及效果，以下结合实施方式并配合附图详予说明。参见图1-3，一种内圆切割夹具定位系统，包括至少一个光栅元件、单波长激光器101、器件支架100、反射镜、装夹夹具103、光栅元件夹具200、刻度板300及监控镜头104；所述单波长激光器101的波长可选择为0.4um-2um。所述装夹夹具103与器件支架100相隔一定距离并排设置，该距离的设定使得反射镜与光栅元件夹具200的距离为0.3-1m之间；所述光栅元件夹具200具有一固定光栅元件的平面，相邻光栅元件的光栅槽方向所成角度为90-180°，所述光栅元件为反射光栅，光栅元件的线密度为750-3800lines/mm；光栅元件夹具200固定于装夹夹具103上，光栅元件夹具200的平面与装夹夹具103的平面平行，光栅元件夹具200的平面可绕一中心轴旋转；所述单波长激光器101、反射镜、刻度板300、监控镜头104固定于器件支架100上，反射镜固定于单波长激光器101的光束出射方向，反射镜改变单波长激光器101以及光栅元件的光束方向，使光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板300预定刻度线上；所述监控镜头104监控刻度板300上衍射光的刻度线位置。光栅元件夹具200通过螺纹配合固定到装夹夹具103上，在配合固定过程中，单波长激光器101发出的光束经过反射镜以某一个角度入射到光栅元件夹具200其中一块光栅上，所产生的衍射光入射到刻度板300上，所述刻度板300用监控镜头104进行观察，刻度板300上的衍射光在监控镜头104相连接的显示器上显示。所述内圆切割夹具定位系统用于光学冷加工产品的切割，其切割方法如下：第一步骤：旋转在装夹夹具上的光栅元件夹具200的角度，并监控监控镜头104内衍射光斑在刻度板上的位置，当光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板300预定刻度线上时完全固定光栅元件夹具200；进行第一方向切割；第二步骤：旋转在装夹夹具上的光栅元件夹具200的角度，使单波长激光器101的光束射到另一片光栅元件上，并监本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种内圆切割夹具定位系统，其特征在于：包括至少一个光栅元件、单波长激光器、器件支架、反射镜、装夹夹具、光栅元件夹具、刻度板及监控镜头；所述装夹夹具与器件支架相隔一定距离并排设置；所述光栅元件夹具具有一固定光栅元件的平面，相邻光栅元件的光栅槽方向所成角度为90‑180°；光栅元件夹具固定于装夹夹具上，光栅元件夹具的平面与装夹夹具的平面平行，光栅元件夹具的平面可绕一中心轴旋转；所述单波长激光器、反射镜、刻度板、监控镜头固定于器件支架上，反射镜固定于单波长激光器的光束出射方向，反射镜改变单波长激光器以及光栅元件的光束方向，使光栅元件所产生的衍射光入射到刻度板预定刻度线上；所述监控镜头监控刻度板上衍射光的刻度线位置。

【技术特征摘要】
1.一种内圆切割夹具定位系统，其特征在于：包括至少一个光栅元件、单波长激光器、
器件支架、反射镜、装夹夹具、光栅元件夹具、刻度板及监控镜头；
所述装夹夹具与器件支架相隔一定距离并排设置；
所述光栅元件夹具具有一固定光栅元件的平面，相邻光栅元件的光栅槽方向所成角度
为90-180°；
光栅元件夹具固定于装夹夹具上，光栅元件夹具的平面与装夹夹具的平面平行，光栅
元件夹具的平面可绕一中心轴旋转；
所述单波长激光器、反射镜、刻度板、监控镜头固定于器件支架上，反射镜固定于单波
长激光器的光束出射方向，反射镜改变单波长激光器以及光栅元件的光束方向，使光栅元
件所产生的衍射光入射到刻度板预定刻度线上；
所述监控镜头监控刻度板上衍射光的刻度线位置。
2.根据权利要求1所述的内圆切割夹具定位系统，其特征在于：所述反射镜与光栅元件
夹具的距离为0.3-1m。
3.根据权利要求2所述的内圆切割夹具定位系统，其特征在于：所述单波长激光器的波
长为0.4um-2um。
4.根据权利要求3所述的内圆切割夹具定位系统，...

【专利技术属性】
技术研发人员：梁万国，张新汉，李广伟，陈怀熹，陈立元，冯新凯，邹小林，缪龙，
申请(专利权)人：福建中科晶创光电科技有限公司，
类型：发明
国别省市：福建;35