可编程控制进料和速度的透镜磨边系统技术方案

一种用于对透镜磨边的计算机数控机系统根据存在存储器中的透镜形状控制透镜工件相对于磨边工具的旋转和位移。该系统将透镜工件连续轴向平移过磨边轮的表面以便使磨损均匀分布在磨边轮表面，从而减少对磨边轮修整的要求。该系统将透镜尺寸与预定尺寸相比较并通过在对连续透镜工件磨边期间自动调整透镜轨迹来补偿其任何差值，从而允许磨边轮磨损而没有明显的透镜尺寸误差。该系统在整个透镜磨边操作期间的每个离散点上控制磨边工具的速度、透镜旋转速度、透镜轴向进料速度和透镜工件与磨边轮间的力以优化产量而避免透镜工件过热。（*该技术在2011年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用玻璃毛坯使透镜成形的透镜磨边机领域。在该工艺中透镜磨边机是熟知的，例如在授予Ramos等人的美国专利第4，870，784号中所描述的一种。一般，透镜由毛坯形成，该毛坯根据所希望的光焦度而具有一定的曲率。验眼透镜的曲率提供矫正光焦度。深色眼镜或太阳镜的透镜曲率一般不提供矫正光焦率。形成具有所希望的曲率的透镜毛坯后，必须将该透镜“加工”(“Cut”out)成适合眼镜框架的形状。这可通过“磨边”或用诸如研磨轮的磨边工具研磨透镜的边缘直到达到所希望的透镜形状来完成。如果透镜是眼用的，磨边过程可由在上述参考的授予Rames等人的专利中所描述的透镜磨边机来完成，该磨边机在研磨轮中使用刻槽对透镜边缘倒边。另一种一般用来制造非眼用透镜的透镜磨边机在研磨轮中使用顶尖对透镜边缘倒边。透镜边缘的斜边能使透镜与眼镜或太阳镜的框架紧密配合。两种透镜磨边机都使透镜毛坯相对于研磨轮旋转。同时，当透镜毛坯旋转时，磨边机根据将要从该透镜毛坯所形成的透镜形状改变透镜毛坯中心与磨研轮间的位移。在上面讨论的两种透镜磨边机中，如在该工艺中所熟知的，所述位移借助于具有所希望的透镜形状相对于固定表面随透镜毛坯旋转的凸轮来变化。这个特点的一个问题是每次制造不同的透镜形状必须暂停磨边机的运转并改变凸轮。由透镜毛坯形成透镜后，如前所述，它被切削成斜边。然后将透镜边缘进行细磨或抛光以完成该加工。现有透镜磨边的方法被透镜间所表现的如超差情况的质量不一致和非均匀性所困扰。有几个原因。第一，一般是象金刚石一样的材料或任何适合于研磨透镜的材料的研磨轮在使用中不断磨损并逐渐变小，从而导致透镜尺寸增大。第二，凸轮和相对其必须移动和摩擦的表面不断磨损，导致更大的滑动和振动，这使由凸轮运动所决定的透镜形状畸变。现行方法也为高的维修成本和停机时间所困扰。这是由于研磨轮以非均匀方式磨损，必须定期加以修整。也如前所述，研磨轮随着使用变小，因此必须在透镜尺寸增大超过容许极限前定期更换。每次对研磨轮整形或更换，磨边机都要停机而不再生产。这样的透镜研磨机不能始终如一地生产出同样尺寸的透镜是由于每块透镜是在同一磨边机中在研磨轮、凸轮和磨边机其它磨损表面寿命的不同时期形成的结果。另外，不同磨边机的相同元件磨损点不同，因此，在不同磨边机上制造出的透镜必然有稍微不同的尺寸。这样的不一致在试图将透镜安装到框架中时便会产生困难。另一个问题是透镜的磨边速度必须充分放慢以避免损坏玻璃透镜材料。如果试图提高产量将研磨轮的速度和(或)透镜的旋转速度增大到在研磨过程中可观察到电火光，则玻璃材料会受到损坏并使高质量护目镜变得无用。即使没有观察到火花或小玻璃粒子的燃烧，作为磨边太快的结果，可能使透镜表面太粗糙而不能接受。由于这些原因，透镜研磨速度必须放慢以避免损坏玻璃透镜材料的任何冒险。不利的是这样慢的生产速度使生产透镜的成本提高。如在上述参考的授予Ramos等人的专利中所公开的，已使用计算机来辅助透镜磨边工艺。具体地说，使用计算机根据透镜大小将透镜边缘直接定位在Ramos等人的研磨轮中的倒边槽上，不同大小透镜相对于该槽需要不同的定位。Ramos等人专利中的计算机也控制操作序列。本专利技术是一种可预编程透镜磨边机系统，该系统在微处理机的控制下与编程在存储器中的透镜边缘形状相适应地对透镜边缘研磨和倒边。该系统通过由微处理机控制的象机器人一样的手臂夹持透镜毛坯。根据编程在存储器中的透镜边缘形状，由手臂使透镜的旋转以及手臂相对于研磨轮的运动决定了透镜的形状和大小。通过简单地修正微处理机存储器中不同透镜边缘形状，可容易地改变透镜边缘形状和大小，这样节省了在以前透镜磨边机中更换凸轮所需的时间。该系统包括一个透镜尺寸传感器，在通过微处理机的自校正反馈回路中，该反馈回路自动补偿研磨轮的磨损收缩。所述自校正反馈回路根据对透镜尺寸的监测频率允许该磨边机使用同一研磨轮且磨损到几乎为一核心而透镜大小仍没有明显的变化。本专利技术也包括一种将磨损至少分配到近乎全部研磨轮表面的方法，从而在大体整个透镜边缘研磨操作期间透镜毛坯连续沿轴向移动过研磨轮表面，以致于使研磨轮表面磨损均匀分布。这种均匀磨损工艺避免了在研磨轮中形成空隙或槽，这在先前的磨边机中需要通过经常对该轮子修整来消除。在本专利技术中，借助于自校正反馈回路研磨轮不需更换直到它完全磨损，借助于均匀磨损工艺研磨轮不需修整，这样消除了在以前的透镜磨边机中由于经常留心研磨轮的维修而需要的经常性中断。根据本专利技术的一个方面，在通过研磨轮柱面部分的研磨形成透镜边缘形状后，将透镜边缘在研磨轮顶尖部分上通过相对研磨轮顶点的对侧连续对旋转透镜边缘对侧进行倒边。在本专利技术这一方面中，透镜的旋转运动以及夹持透镜的象机器人一样的手臂的运动，根据从透镜的形状和曲率和研磨轮顶尖形状计算出的存储在存储器中的轨迹由微处理机予以控制。作为使用在本说明书中的术语“轨迹”同时指(a)透镜关于其上固定中心点的旋转路径，(b)垂直于研磨轮旋转轴的透镜的径向运动路径和(c)平行于研磨轮旋转轴的透镜的横向运动路径。对于同一种透镜可将不同的倒边轮廓编程到存储器中，而对许多不同透镜可将同一倒边轮廓编程到存储器中。根据本专利技术，将透镜或透镜毛坯的运动在整个透镜边缘研磨和倒边过程时间中分为N点。例如N为64，000量级。透镜相对研磨轮的旋转速度、研磨轮的旋转速度、透镜沿轴平移过研磨轮表面的速度以及将透镜压靠在研磨轮上的力对于N点中每一点都确定在存储器中。微处理机对于每个要制造的不同透镜形状需要将一整套这样的定义存储在存储器中。在本专利技术的另一方面中，该组透镜旋转速度、研磨轮速度、轴向透镜进料速度以及研磨压力在N点的每一点上优化以使透镜研磨速度(产量)最大到稍低于玻璃透镜材料过热的速度。根据本专利技术的试错法在N点的每一点上决定每个参数(旋转速度、速度、进料速度和研磨压力)的优化值，在该方法中将所有参数的各种组合在N点的每一点上试过并将结果存储在存储器中。在该方法的一个实施例中，微处理机在监测安装用来检测玻璃透镜材料过热的火花传感器时系统地变化所有参数(旋转速度、速度、进料速度和研磨压力)。对于透镜运动中N点的每一点，微处理机注意所有参数在传感器没有检测到过热时的研磨轮最高速度时的值。微处理机将注意到的值存储在存储器中。在所有N个点上执行该过程后，就完成了试错过程，存储器对给定透镜形状的整个研磨过程含有一组优化研磨参数。然后将这组参数永久性存储(例如存储在硬盘上或只读存储器中)并在生产同样设计的透镜中一次又一次重复使用。该学习过程只需要充分容量的存储器。将玻璃从透镜上磨掉的优化速度至少部分取决于被磨掉的玻璃粒子从工件或透镜毛坯上带走热量的能力。为了保持一定的散热速率，当研磨过程中工件(透镜毛坯)尺寸减小时应防止玻璃切消速度的降低。因此，在许多场合本专利技术的试错学习法在研磨过程中透镜毛坯的尺寸减小时可逐渐增大研磨轮速度。在这个意义上，由本专利技术试错学习法产生的一组优化研磨参数将执行熟知的有时称之为“恒定表面磨削”的金属车床技术原理。下面将参照附图详细说明本专利技术最佳实施例，附图中附图说明图1a和1b示出研磨透镜边缘的现有技术的装置;图2a和2b分别示出透镜毛坯和由图1a的装置从该毛坯生产出的透镜;图3是简单示出本专利技术透镜磨边系统本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于对光学透镜工件的边缘轮廓加工成形的透镜磨边系统，它包括：一个磨边工具，用于夹持该透镜工件的夹持装置，用于存储代表相对于该磨边工具透镜边缘研磨轨迹数据的存储器装置，用于移动夹持装置而将透镜工件围绕该夹持装置的轴旋转过一 系列的旋转角并对应该一系列旋转角将透镜工件的边缘压向该磨边工具到一系列透镜半径的伺服装置，与该存储器装置相连用于控制伺服装置从而根据存储在存储器中代表透镜边缘研磨轨迹的数据调整所述一系列透镜旋转角和一系列透镜半径的可编程微处理机。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：戴维L布赖昂，
申请(专利权)人：勒克索蒂卡公司，
类型：发明
国别省市：IT[意大利]