CN100546767C - 包括夹紧研磨玻璃坯料的改进装置的眼镜透镜研磨设备 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及用于研磨眼镜透镜的设备，该设备包括：支架(10)；两部分轴(12A，12B)，其中一部分(12B)能轴向地布置以夹紧玻璃坯料(14)；以及夹紧装置，该夹紧装置具有驱动器(66)和用于所述驱动器的控制装置以改变其作为控制变量(F)的函数的驱动力并且从而改变夹紧力、至少两个互补性传动元件(28，74)，其分别能在轴的可动部分上施加轴向力和在固定至支架的支承表面上施加反作用轴向力。支承表面是相对于支架固定的止动件并且控制变量(F)1来自于由置于固定止动件上的压力计所测得的轴向压力。

Description

包括夹紧研磨玻璃坯料的改进装置的眼镜透镜研磨设备
本发明涉及用于研磨眼镜透镜的设备，其包括：
-支架，
-由所述支架可旋转地支承并且包括两个部分的轴，其中至少一部分轴向可动，所述两个部分用来将眼镜透镜坯料夹紧在它们之间，和
-适于轴向地作用在至少所述可动的轴部分上的夹紧装置，
-所述夹紧装置为此包括至少一个电动机、根据控制变量控制电动机以改变其动力并且从而改变用于夹紧坯料的轴向压力的装置、至少两个用于传递电动机的力的互补元件，其一方面在一个与电动机运行相同的方向上经由所述传动元件中的第一个将轴向压力施加在可动的轴部分上并且从而导致对坯料的夹紧，并且另一方面在相反方向上经由所述传动元件中的第二个将轴向反作用力施加在安装于支架上的支承部分上。
值得注意的是这种设备在法国专利公开文献No.2720021中有描述。
在构成这个现有专利主题的设备中，轴承部分由其角度偏转在其自由端进行测量的板簧组成。这样，控制变量是由位置传感器(例如变阻器型)给出的这个自由端的位置变量。
已被认识到的是，在实际和可接受的成本内，用于测量常规设计的研磨机上的反作用力的设备的安装只是在板簧偏转幅度在2至3mm量级的范围内进行。现在，当前使用的变阻器能测量15mm量级的移动幅度。
其结果是需要放大由位置传感器所传送的测量信号，并且因此导致测量精度很低。
本发明的主要目的在于改进反作用力的精度并且因此增加对于夹紧力的有效控制。
于是，在根据本发明的研磨设备中，轴承部分是相对于支架固定的止动件，并且控制装置包括置于固定止动件上的压力计以测量由第二传动元件施加的轴向压力，控制变量包括这样测得的轴向压力。
根据本发明单独考虑的其它特点或根据所有技术上可预计的组合：
-第一传动元件可自由旋转地安装在可动的轴部分上，并且可以在该可动的轴部分上于两个轴止动件之间轴向滑动，所述轴止动件中的第一个用于通过第一传动元件在夹紧坯料的方向上驱动该可动的轴部分，并且夹紧装置包括插入在第一传动元件和第一轴止动件之间构成轴向弹簧的元件，所述构成弹簧的元件将第一传动元件朝着第二轴止动件推动；
-控制装置适于产生坯料上的夹紧力，该夹紧力在夹紧阶段以下述方式随时间变化：
-在相应于构成弹簧的元件的压缩阶段的第一预夹紧阶段基本上线性，具有第一正斜度，直到第一阈值；
-在短于第一阶段的第二阶段基本上线性，具有比第一正斜度大得多的第二正斜度，直到第二阈值，然后夹紧力在这个第二阈值基本上保持恒定直到松开坯料为止。
-所述第一和第二传动元件一起限定了螺栓螺母连接。
-夹紧装置包括轴向地插在第二传动元件和固定止动件之间并且相对于支架不可旋转的中间反作用元件。
-夹紧装置包括用于停止第一传动元件在中间反作用元件上旋转的装置。
-中间反作用元件具有整体的压力部分，其支承在固定止动件上，并且具有比轴横截面小得多的支承表面，尤其是实际上为针尖状支承表面。
-压力部分是基本上半圆形的突起，其从中间反作用元件与轴同轴地轴向突出。
-固定止动件由以可拆卸的方式刚性装配到支架上的零件构成。
-所述固定止动件包括刚度比构成弹簧的元件大得多的可弹性变形部件。
-压力计(107)定中于轴(12)的轴线(X-X)上。
现在将结合附图更详细地描述本发明的具体实施例，在附图中：
-图1是根据本发明的研磨设备在坯料夹紧轴的轴向平面中的局部截面示意图；
-图2是该设备包括坯料夹紧装置的部分在图1平面中更大尺寸的局部截面图；和
-图3表示由根据本发明的设备所产生的坯料夹紧力作为时间的函数从致动该设备和在研磨操作期间的曲线。
图1示出了根据本发明的研磨设备的一部分。
该设备以公知的方式包括可旋转地支承两部分轴12(或半轴12A、12B)的支架10，在两个半轴之间保持有待研磨的透镜坯料14。轴12也称作“夹紧轴”。
在图1的左边，第一半轴12A借助于耐磨轴承16可旋转地安装在支架10上并且经由齿轮组18被主电动机(未示出)驱动。
在图1的右边，另一半轴12B也借助于耐磨轴承20可旋转地安装在支架10上，其中半轴12B还可以轴向滑动。因此，半轴12B也称作“可动半轴”。
在其与坯料14相反的端部，第二半轴12B具有自由端段22，旋转驱动齿轮24配属于其上。这个驱动齿轮24与将主电动机的运动传递至第二半轴12B的齿轮组的齿轮26相啮合。
与每个半轴12A、12B相关的齿轮组和驱动齿轮被设计为使得半轴以相同的速度旋转。
支架10构成了安装在研磨机的固定框架上的可动支承。在研磨操作过程中，根据将轴12和一串研磨轮的轴的中心之间的距离连接成轴12的角位置的位置设定点原理，支架相对于该串研磨轮的轴线而被移动。
更具体地参考图2，现在将描述用于在两个半轴12A、12B之间夹紧坯料14的机构。
可以假定第一半轴12A在轴向平移方面上相对于支架10固定，并且如同现有技术中已知的那样，在坯料14被夹紧之前，其在位于第二半轴12B上的端部借助于研磨适配器支撑坯料14。
第二半轴12B的端段22装备有外螺纹同轴套筒28。
滚动轴承38安装在端段22的自由段处并且在轴向上不可动。这个滚动轴承38本身滑动地安装在反作用衬套46内，该反作用衬套46压配合入支架的固定部分50的互补性轴向孔48里的。所述固定部分50形成了轴向限制支架的端壁。
螺纹套筒28的位于滚动轴承38一侧的端部以其外部支撑整体环51。这个环51装备有径向指状物52，该径向指状物52啮合在形成于反作用衬套46内壁里的轴向槽53中。由于环51和指状物52，螺旋套筒28相对于反作用衬套46不可旋转，并且通过槽53相对于后者轴向平移地导向。反作用衬套46本身借助于与固定部分50成整体并且朝着孔48的内部突出的键54相对于固定部分50不可旋转。
研磨设备还包括配属于支架内部的电动机66。在所示例子中，电动机66的输出轴68与夹紧轴12的轴线X-X平行地延伸。输出轴68与驱动齿轮70成整体，该驱动齿轮驱动适于在依赖于电动机66运行方向(也就是其输出轴68的旋转方向)的方向上轴向地移动半轴12B的传动组件。
在所示例子中，这个传动组件包括可自由旋转地安装在固定部分50上的双齿轮72，该双齿轮一方面与驱动齿轮70相啮合，并且另一方面与传动组件的传动元件74相啮合。
在所示例子中，传动元件74由与螺纹套筒28互补的螺母构成，该传动元件安装到螺纹套筒上同时与其形成螺栓螺母连接。传动元件74通过滚动轴承82可自由旋转地安装在支架10上，并且包括与齿轮72相啮合的径向外部有齿段。
传动元件74面对反作用衬套46的径向面86借助于轴承止动件90轴向地靠在反作用衬套46的相对径向面上。
在其另一端上，反作用衬套46与具有大致半球形突起94的压力末端92成整体，所述突起轴向地突出并且与轴12和反作用衬套46同轴。
突起94轴向地支承在例如通过螺钉97以可拆卸的方式配属到支架的固定部分50上的反作用板96上。这个反作用板96构成与支架10成整体的固定止动件。突起94作用在反作用板96上的压力实际上是通过针尖完成的，或者至少是作用在反作用衬套46的横截面前面和轴12的最大截面前面的非常小的表面积上。因而，由于反作用衬套46作用在反作用板96上的压力而产生的压力集中于组件的X-X轴线周围。
螺纹套筒28可在端段22沿着第一轴止动件和第二轴止动件之间的行程C轴向地滑动。第一轴止动件由借助于轴承止动件102轴向地支承在驱动齿轮24一面上的垫圈101所限定，而第二轴止动件由轴承38面对所述垫圈101的面所限定。
轴向弹簧103轴向地插入螺纹套筒28和垫圈101之间，以将螺纹套筒28轴向地朝着第二轴止动件(也就是说朝着轴承38)推动。
夹紧装置还包括用于控制电动机66的单元105，其将设定点例如电源P的电能传送至所述电动机66，夹紧力取决于电能。
压力计107置于反作用板96的轴向区域中，例如在后者与突起94的支承面相反的外表面上。压力计107连接至控制单元105以向其传递一个表示由反作用衬套46作用在反作用板96上的轴向压力(类似于轴向力F)的信号。
控制单元105根据由所测压力F构成的控制变量相应于传送至电动机66的设定点的电能产生控制信号。
以下将解释夹紧坯料14的装置的操作。
从其中坯料由第一半轴12A支承并且第二半轴12B在没有施加任何夹紧力的情况下同坯料相接触的初始位置，电动机66根据来自控制单元105的设定点在相应于夹紧坯料的第一操作方向上供给。
随后，最初靠在轴承38上的螺纹套筒28直接地或者经由环51通过驱动齿轮74的旋转而被驱动克服弹簧103的力朝着垫圈101轴向平移。
然后，施加在坯料上的夹紧力基本上等于弹簧103的弹性回复力，这个弹性回复力通过由驱动螺母74反作用相同强度的力并且在反作用衬套46上相反方向上产生。这个反作用力借助于末端92完全被传递至反作用板96，并且在所述板96上产生变形压力，压力集中于压力计67区域中。后者检测施加于反作用板96上的压力，并且因此产生直接与坯料的夹紧力相关的反作用力。
其中夹紧力相当于弹簧103的回复力的第一阶段在螺纹套筒28靠到垫圈101上时结束。
在图3中，这个第一阶段由时间段[0，T1]标识，在其末端夹紧力达到第一中间值F1。在这个夹紧阶段期间，力与时间相对缓慢地线性变化。
然后在这个第一操作方向上受控的电动机66导致夹紧力基本上线性地急剧升高，直到在时间段[T1，T2]的末端达到预期值F2。然后通过压力计107检测基本上相同强度并且处于相反方向上的反作用力。
在研磨阶段期间，坯料上的这个预期夹紧力F2通过控制单元105对设定点能量P进行控制而被维持在由压力机107测量的压力值F。
举例来说，夹紧阈值F1和F2可分别按40N和600N的量级进行选择。并且相应的时间值T1和T2可分别按0.25秒和0.35秒的量级进行选择。
在研磨操作结束时，控制单元105在相反操作方向上致动电动机，以将螺纹套筒28朝着环51移动，并且随后当螺纹套筒28靠到环51上时，将半轴12B整体地向右移动同时松开坯料。
刚刚描述的本发明由于使用了压力计，使得获得测量反作用力(因而还有夹紧力)的较大精度成为可能。这种高精度使得能通过相对简单的控制机构很好地控制夹紧力。
此外，少量参与夹紧坯料和测量夹紧力的部件轴向可动。
在构成本发明主题的布置中，测量反作用力的装置朝着支架的外面布置并且可以容易地拆卸从而进行更换或修理。
另外，在螺纹套筒和在夹紧方向上构成轴止动件的垫圈之间插入弹簧使得能获得作为时间函数的夹紧力曲线，在持久操作中达到预期夹紧力值之前的第一操作阶段中显示了平缓的斜度。这种布置防止了坯料由于可动半轴12B在坯料上的冲击而受损，并且允许控制系统将夹紧力带到预期值并且不会超过这个值太多而且迅速收敛。

Claims (10)

1.一种研磨眼镜透镜(14)的设备，包括：
支架(10)，
由所述支架可旋转地支承并且包括两个轴部分(12A，12B)的轴，其中至少一轴部分(12B)轴向可动，所述两个轴部分用来将眼镜透镜坯料(14)夹紧在它们之间，和
适于轴向地作用在至少所述可动的轴部分(12B)上的夹紧装置，
所述夹紧装置为此包括至少一个电动机(66)、根据控制变量(F)控制电动机以改变其动力并且从而改变用于夹紧坯料(14)的轴向压力的控制装置(105，107)、至少两个用于传递电动机(66)的力的互相啮合的传动元件(28，74)，其一方面通过电动机在一个方向上的运行经由所述传动元件中的第一个传动元件(28)将轴向压力施加在可动的轴部分(12B)上并且从而导致对坯料的夹紧，并且另一方面在相反方向上经由所述传动元件中的第二个传动元件(74)将轴向反作用力施加在安装于支架(10)上的支承部分(96)上，
其中第一传动元件(28)可自由旋转地安装在可动的轴部分(12B)上，并且可以在该可动的轴部分上于两个轴止动件(38，101)之间轴向滑动，所述轴止动件中的第一个(101)用于通过第一传动元件(28)在夹紧坯料的方向上驱动该可动的轴部分，并且夹紧装置包括插入在第一传动元件(28)和第一轴止动件(101)之间构成轴向弹簧的元件(103)，所述构成轴向弹簧的元件(103)将第一传动元件(28)朝着第二轴止动件(38)推动，
其特征在于：所述支承部分(96)是相对于支架(10)固定的止动件，并且控制装置(105，107)包括置于该固定的止动件上的压力计(107)以测量由第二传动元件(74)施加的轴向压力，控制变量(F)包括这样测量的轴向压力，
并且，控制装置(105，107)适于产生坯料(14)上的夹紧力(F)，该夹紧力在夹紧阶段以下述方式随时间(T)变化：
在相应于构成轴向弹簧(103)的元件的压缩阶段的第一预夹紧阶段[0，T1]基本上线性，具有第一正斜度，直到第一阈值(F1)；
在短于第一阶段的第二阶段[T1，T2]基本上线性，具有比第一正斜度大得多的第二正斜度，直到第二阈值(F2)，然后夹紧力在这个第二阈值(F2)基本上保持恒定直到松开坯料为止。
2.如权利要求1所述的设备，其特征在于所述第一传动元件(28)和所述第二传动元件(74)一起限定了螺栓螺母连接。
3.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于夹紧装置包括轴向地插在第二传动元件(74)和固定止动件(96)之间并且相对于支架(10)不可旋转的中间反作用元件(46)。
4.如权利要求3所述的设备，其特征在于夹紧装置包括用于停止第一传动元件(28)在中间反作用元件(46)上旋转的装置(51，52)。
5.如权利要求3所述的设备，其特征在于中间反作用元件(46)具有整体的压力部分(94)，其要支承在固定止动件(96)上，并且具有比轴横截面小得多的针尖状的支承表面。
6.如权利要求5所述的设备，其特征在于压力部分是基本上半圆形的突起(94)，其从中间反作用元件(46)与轴(12)同轴地轴向突出。
7.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于固定止动件(96)由以可拆卸的方式刚性地装配到支架(10)上的零件构成。
8.如权利要求7所述的设备，其特征在于所述固定止动件(96)包括刚度比构成轴向弹簧(103)的元件大得多的可弹性变形部件。
9.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于压力计(107)定中于轴(12)的轴线(X-X)上。
10.如权利要求1或2所述的设备，其特征在于当第一传动元件(28)靠到第一轴止动件(101)时获得第一阶段的阈值。
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