CN101351300A - 包括横向于前表面的滑动装置的抛光机 - Google Patents

Abstract

一种用于光学元件的抛光机，包括：设置为旋转驱动光学元件的心轴；相对心轴可动的抛光工具；设有门的前表面，以允许通到心轴和抛光工具；其中抛光机安装在体部上，所述体部通过第一轴线旋转安装在滑动装置上，所述滑动装置与所述前表面基本垂直。

Description

包括横向于前表面的滑动装置的抛光机

技术领域

本发明涉及抛光机，且更具体地涉及用于抛光例如眼镜透镜的光学元件的抛光机。

发明内容

本发明的一个目的是提供更紧凑的抛光机。

根据一个方面，本发明涉及一种用于光学元件的抛光机，其包括：

-设置为旋转驱动光学元件的心轴；

-相对心轴可动的抛光工具；

-设有门的前表面，以允许通到心轴和抛光工具；其中抛光工具安装在体部上，所述体部通过第一轴线旋转安装在滑动装置上，所述滑动装置与所述前表面基本垂直。

因此这样的抛光机包括更窄的前表面。

由此可以将更多的抛光机并排布置在车间中。

有利地，体部可以设有第一和第二外端，第一轴线位于距第一外端至少达体部长度的四分之一的距离处，并且第一轴线位于距第二外端至少达体部长度的四分之一的距离处。

第一轴线相对于体部长度离中间越近，体部旋转所需的空间就越小。

于是，抛光机甚至更加紧凑。

根据其他优选特征：

-第一轴线位于相对于体部长度的基本中间处；

-体部是设有杆的第一千斤顶，所述杆设置为保持抛光工具；

-抛光机还包括设置为旋转驱动体部的第二千斤顶；

-体部设置为绕轴线旋转达15°；

-体部能在第一位置和第二位置之间旋转，在第一位置中体部平行于心轴，在体部绕轴线旋转15°之后到达第二位置；

-光学元件是眼镜透镜；

-抛光机还包括设置为与安装在第二体部上的第二抛光工具协作的第二心轴，这两个心轴相对于前表面并排布置；

-两个滑动装置布置为同时滑动；

-两个体部布置为同时旋转；

-心轴由位于与心轴相同水平的马达旋转驱动；

-马达相对于前表面位于心轴之后；

-马达和心轴安装在同一平台上；

-马达通过传动带旋转驱动心轴；

-滑动装置通过附装到体部的顶盖罩(dome)和封闭到顶盖罩上的唇式密封件而与心轴和抛光工具隔离；

-滑动装置通过附装到体部的波纹管而与心轴和抛光工具隔离；

-滑动装置安装在轨道上，所述轨道由附装到滑动装置的波纹管保护；

-门旋转安装在臂上；

-臂通过第二轴线相对前表面旋转安装；

-臂由第三千斤顶绕第二轴线旋转驱动。

本发明的另一目的是提供一种用于光学元件的抛光机，包括：

-适于旋转驱动光学元件的心轴；

-可相对心轴运动的抛光工具；

所述心轴由位于与心轴相同水平的马达旋转驱动。

马达和心轴可以安装在同一平台上。

根据优选特征，马达通过传动带旋转驱动心轴。

本发明的另一目的是提供一种用于光学元件的抛光机，包括：

-适于可旋转驱动光学元件的心轴；

-可相对心轴运动的抛光工具；

-用于将抛光液喷射入工作室中的抛光液回路，所述抛光液回路包括可与抛光机分离的抽屉，且该抽屉保持箱、泵和过滤器；

根据优选特征，抽屉包括用于在地板上移动的轮子。

根据另一优选特征，抛光液回路包括安装在抽屉上的快速释放联接件，所述快速释放联接件适于将抽屉与抛光机的其余部分断开。

附图说明

本发明的其他特征和优点按照下面参考附图作为非限定例子给出的优选实施例的描述示出，其中：

-图1是根据本发明的机器的纵剖面侧视图；

-图2是图1机器的简要正视图，透视示出组成机器的各个部件；

-图3是图1和2的机器的后部的视图；

-图4是图1机器的上部的详细视图；

-图5是与图4相似、但示出可动部件处于其他位置的视图；

-图6是工作室的纵向剖视图，在该工作室上方安装图1机器的工具驱动设备；

-图7是从图1机器上方看到的示出工具驱动设备的视图；

-图8至图9每个示出图1机器的、分别处于收缩和伸展位置的工具架千斤顶之一的剖视图；

-图10是从图1的机器上方看的视图；

-图11是图1机器的详细视图，示出适于支承和可旋转驱动待抛光眼镜透镜的心轴之一的纵向剖视图；

-图12是集成到图1机器中的抛光液回路的框图。

具体实施方式

在本示例中，图1至3所示的制造机器是适于精加工用于矫正眼镜的眼镜透镜的抛光机。

参考图1，抛光机包括支承工作室2的机架1，抛光操作在工作室2中进行。

两个心轴3设置在工作室2中(见图2)，且每个都能使待抛光的眼镜透镜4保持在合适位置。每个心轴3适合旋转驱动透镜4，其保持透镜4以借助接触透镜4的抛光工具5来进行抛光。

抛光工具5与位于工作室2上方的工具驱动设备连接。该两个明显不同模块的结构使得那个方便安装和维护机器。

在抛光操作过程这，在工具5与可被旋转驱动的透镜4接触期间，液体回路设备(在后面描述)以在这种应用中传统的方式使抛光液喷射在工具5和透镜4上。例如，抛光液可以是可能包含磨粒的润滑剂。

机架1还在其下部支承抽屉(drawer)6，该抽屉用于访问回收抛光液的箱7。机架1通过介于其间的可调支脚8(见图1和2)而固定地放置在地上，而抽屉6放置在使其能向前拉出以提供通往箱7的通道的四个轮子9上。仅用使抛光液循环的管子将抽屉6的元件连接到机器的其余部分。

此外，机器的成两个分离模块(即工作室2和安装在工作室2上方的工具驱动设备)的结构，也使为工具驱动设备提供保护而避免抛光液的流动成为可能，抛光液依靠重力流向工作室2的底部。

机架1在其下部还支承电气机柜10，该电气机柜包括安装在铰链上且适合密封机柜10的门11。电气机柜10适合接纳电力部件以及连接到机器电子致动器的用于主导和控制的不同电子单元。

最后，在其后上部，抛光机接纳气动柜(pneumatic cabinet)12(见图3)，气动柜包含用于抛光机与压缩空气源连接的必要传统部件，例如过滤器和压力调节器。

以上仅简要介绍的抛光机部件现在每个将被更详细地描述。

工作室

工作室2设计为液体密封箱体，抛光操作在其中进行，包括抛光液的喷射。工作室2的液体密封性对于防止抛光液与机器的机动部件接触以免损坏它们是必要的。

抛光室2包括优选地由耐腐蚀材料例如聚合物、铝或不锈钢制成的封闭空间13。为了方便抛光液沿壁流动，封闭体13的内壁有利地包括不粘附涂层，例如聚四氟乙烯或合适的涂料。

封闭体13包括使操作员在视觉上检查抛光操作的两透明侧窗14。

窗14也可铰接在封闭体13上从而开启。

封闭体13还包括可由门15关闭的前开口22，该前开口使操作员能访问工作室2内部，特别地能装载和卸除被抛光的透镜4或更换抛光工具5。在图4中，门15被关闭而在图5中被开启。门15优选为透明的，也用于当操作员在机器前面时能检查抛光操作。当门15关闭时，设置在门15周边上的密封件16进一步使工作室2是液体密封的。

参考图4和5，使门15开启或关闭的设备包括侧向固定在门15上的两个臂17，每个臂17都与通过滚动轴承20可旋转地安装在封闭体13上的轴19刚性连接(见图3和10)。工作室2与轴19邻接的液体密封性由密封件28提供。

轴19的每端与致动开启和关闭门15的连杆18A、18B刚性连接。连杆之一18A由千斤顶(jack)21(例如气动、电动或液压千斤顶)致动。在图4中，在门15关闭的情况下，千斤顶21位于收缩位置且适于保持此位置从而对门15提供有效的封闭。千斤顶21的伸展位置致动连杆18至图4中的链线位置，该位置对应于图5所示位置，这样使门15处于开启位置。

如果门15未关闭，闭合传感器可防止机器启动。闭合传感器可固定在连杆18上以防止其污染且降低成本，如果传感器位于工作室内则其必须是液体密封的。

另一连杆18B可从机器外部访问，例如通过舱口访问，以便在千斤顶21故障的情况下使门能手动开启。

工作室2的底部由紧固到封闭体13的平台23组成。平台23包括能够安装心轴3的两个环形开口24，且还包括使抛光液从工作室2排出至抛光液回路的中心开口25(见图2和10)。

图4示出工作室2还包括溢出口26以在中心开口25堵塞的情况下避免被抛光液充满。

在与门15相对侧的壁上，封闭体13还包括分配器27，其使抛光液液体密封地从抛光液回路通向工作室2内部，以便向后面描述的喷射单元分配液体。

形成封闭体13顶部的壁包括两个长椭圆形孔29，用于通过支承抛光工具5的装置以及用于这些装置的向前和向后水平运动。在图4中，所示的抛光工具5位于其最靠前的位置，其最靠后的位置以链线示出。抛光工具5的最靠后位置在图5中示出。

因此，提供长椭圆形孔29液体密封的装置必须使工具5能直线运动。为此，支承工具5的每个千斤顶30在其外周上包括具有直径比长椭圆形孔29的宽度更大的顶盖罩31。纵向唇式密封件32沿每个长椭圆形孔29设置在工作室2中。唇式密封件32包括彼此抵靠封闭的两平行弹性唇部以便闭塞长椭圆形孔29。

在顶盖罩31处，唇式密封件32的两个弹性唇部封闭到顶盖罩31上。在图2中，左侧千斤顶30仅仅示出其顶盖罩，而右侧千斤顶30示出其顶盖罩由密封件32的弹性唇部覆盖。

这样，唇式密封件32在允许千斤顶30运动的同时一直关闭长椭圆形孔29，该运动使密封件32的唇部局部变形，而液体密封性因此由唇式密封件32与顶盖罩31的摩擦提供。

为提供液体密封方面的第二条防线，每个长椭圆形孔29也由波纹管33封闭，该波纹管的每端附装到封闭体13的外表面且具有接纳千斤顶30的孔(见图4)。

工作室2通过将平台23和机架1连接的六个减震器34而安装在机架1上。工作室2中的抛光操作产生的振动不传递到机器的其他部分。

为抛光工具提供保持和移动性的设备

如图2的前视图所示，抛光机包括两个抛光工具5，每个都由千斤顶30支承。下面的描述针对单个工具5，但仍然适用于相同的两个工具5。

参考图2、4和5，为工具5提供保持和移动性的设备包括设有杆35的千斤顶30，在杆35的端部固定有抛光工具5，这样千斤顶30能相对透镜4致动工具5伸展或收缩。千斤顶30是例如气动、液压或电动千斤顶。它穿过长椭圆形孔29安装，并由轴36保持在长椭圆形孔中合适位置。轴36将千斤顶30和滑架37连接。

每个都附装到轴36之一的两个滑架37通过与滚珠丝杠39螺旋啮合安装的梁38而附装在一起。滚珠丝杠39通过两个滚动轴承40而可旋转地安装在工具架平台41上。

每个滑架37的水平移动是通过经由滑动套筒43滑动安装在柱状轨道42上实现的，该水平移动使得轴36能够水平移动并由此使支承工具5的千斤顶30能够水平移动。轨道42也通过其每个端部安装到工具支承平台41上。

马达44安装在工具支承平台41上以便通过传动带45驱动滚珠丝杠39旋转。

马达44优选为伺服马达，以便在抛光机器顶部产生最小可能的振动。马达44包括集成编码器，其对滑架37的线性位置即工具5的水平位置进行控制。

由两个滑架37和梁38形成的刚性组件这样安装以便在前进位置和缩回位置之间移动，在前进位置中千斤顶30位于长椭圆形孔29的一端，在缩回位置中千斤顶30位于长椭圆形孔29的另一端。这样该移动由三个轴线(即由轨道42和滚珠丝杠39)引导，此外滚珠丝杠39使移动能够机动化。

滚珠丝杠39和轨道42都包括能防止它们受到外部污染的波纹管46。

工具架设备由此作为抛光机的子组件整体安装在平台41上。这种结构使得能够通过先分别将部件安装在平台41上，然后通过将平台41固定到工作室2和机架1上而简单地将子组件安装到完成的机器上的方法来生产抛光机。

工具架平台41包括与工作室2的长椭圆形孔29相同的两个开口，以便在工作室2上安装工具架组件41时，这些开口设置为面对长椭圆形孔29以使得横向于长椭圆形孔29布置的千斤顶30能够水平移动。

每个千斤顶30与分别从侧面和前面示出的图8和9所示的千斤顶相同。千斤顶30安装成在轴36上转动。

千斤顶30包括与杆35连接的活塞47，该杆35的端部拧入工具5中。

图8示出其杆35位于收缩位置的千斤顶30，且图9示出其杆35位于伸展位置的千斤顶30。与长椭圆形孔50协作的螺钉49使活塞47和杆35的行进被限制在两个伸展位置之间，且还能防止它们绕千斤顶30纵轴的旋转。

两个滚珠轴承线性衬套51引导杆35的移动运动，并支承由工具5做功产生的径向负荷。

千斤顶30的更好反应和更高精度通过使用由碳制成的活塞47和由玻璃制成的缸体52而获得(由于碳和玻璃之间配合获得的低摩擦系数)。

如图6所示，千斤顶30适于绕轴36枢转。通过千斤顶30的此枢转运动和行进过程，在本例子中假定角度为最大15度时，工具5能占据半球体E中的任何位置(图6中所示)。半球体E是必须能自由装载和卸载透镜的空间。千斤顶30的15度枢转运动和千斤顶30的90mm移动使工具5能抛光凸面或凹面透镜。

参考图4至6，用于致动千斤顶30的枢转运动的装置包括设置在梁38和杆54之间的千斤顶53(见图2)，杆54与每个千斤顶30的上部刚性连接。

例如千斤顶53可是气动、液压或电动千斤顶。

图5示出千斤顶53位于与千斤顶30的竖直位置相应的伸展位置。在图5中，链线55示出当千斤顶30在千斤顶53的杆缩回作用下枢转时千斤顶30的纵轴位置。

关于这个，图6示出在千斤顶53处于收缩位置时，千斤顶30位于其最大枢转运动的位置。

千斤顶53优选地包括止回设备，其甚至在抛光期间也能使千斤顶30稳定地占据与由千斤顶53确定的枢转运动的不同角度相应的不同位置。

千斤顶53还优选地包括用于控制千斤顶30倾斜角度的集成编码器。

保持和旋转透镜以进行抛光的心轴3

图11详细示出抛光机所包括的两个相同心轴3之一(见图2)。

心轴3包括直径与工作室2的开口24配合的筒形体部56。筒形体部56具有用于抵靠工作室2的平台23安装的底座57。这种安装依靠O形环密封件58提供液体密封。

套筒元件59通过两轴承60可旋转地安装在筒形体部56中。在它的下端，滑轮61通过键可旋转地与套筒元件59联接。

套筒元件59的上端包括花键62。花键62与旋转头64的花键63接合，从而旋转头可旋转地与套筒元件59联接并由上轴承60支承。

旋转头64通过套筒元件59而与滑轮61一起被旋转驱动。唇式密封件65在体部56和旋转头64之间提供液体密封，即使当后者旋转时。

心轴3还包括螺纹连接到杆67端部的卡盘66，杆67延伸穿过套筒元件59，且在其下端通过与压缩弹簧69相连的夹具68而伸出。夹具68适合与致动器70协作。

膜片密封件71在杆67和旋转头64之间提供液体密封，甚至当这两部件进行相互径向运动时。

这样，进入旋转头64的抛光液和杂质不能渗入心轴3的旋转部件中。此外，抛光液和杂质在离心力下通过甩动孔(whip hole)72排出。

这里示出的卡盘66通过固定在透镜4上的粘合销(adhesive peg)73保持眼镜透镜4进行抛光。

操作员可访问的踏板使卡盘66能够夹紧和释放销73。

抛光机的两个心轴3使待抛光透镜4由马达74旋转驱动(见图1、3、4和5)，该马达通过减震器75安装在平台23上。

马达74是抛光机噪音的主要来源，但由于减震器75，其产生的振动不传递给平台23。

参考图10的图解视图，马达74包括滑轮76，该滑轮76与带77协作驱动每个心轴3的滑轮61。

抛光液回路

图12示出构成回路的构件组的视图，其中不考虑它们在抛光机中的位置，而示出它们的相互关系。

工作室2的封闭体13在这里作为抛光液容器示出。抛光液由于重力向着换向阀78流入中心开口25，然后流入箱7。换向阀78还将中心开口25中的流体引向清除排放口85。安装在箱7中的过滤网79进行对来自工作室2的抛光液中异物的第一过滤操作。抽屉6(见图1)使过滤器能够被更换或清洁，且提供用于清洁操作的通道。

箱7中的抛光液由与冷凝器81连接的螺旋管80冷却。系统已经改变，现在具有热交换器以冷却箱外的抛光液。这是更好的，因为没有冰冻和凝结的风险。

泵82通过换向阀83和凸起软管84使抛光液从箱7底部向回路的其他部分循环。换向阀83还使抛光液流向系统排放口。

泵82向换向阀87输送抛光液，该换向阀将液体或者导向线路88返回箱7，或者导向具有可更换滤筒的细滤器89。

离开细滤器89的液体相继通过温度传感器90、阀91和流速传感器92而流向工作室2中的分配器27。在回路末端从侧面示出的分配器27在工作室2中也从图左部前方示出。

这样分配器27引导抛光液流向两个固定铰接喷嘴93，还流向两个活动双喷嘴94。

每个固定铰接喷嘴93朝向待抛光的透镜之一，而每个活动双喷嘴94安装在千斤顶30之一的体部上且朝向相应的工具5。

浮阀控制的溢出口20防止抛光液意外充满工作室2。

由于安全原因，使心轴3、工具5以及抛光液循环开始的抛光循环启动是通过必须同时按下的两个侧按钮95实行的(见图2)，所以需要操作员在机器启动时将双手放在按钮95上。

Claims (21)

1.一种用于光学元件的抛光机，包括：

-设置为旋转驱动光学元件的心轴；

-相对心轴可动的抛光工具；

-设有门的前表面，以允许通到心轴和抛光工具；其中抛光工具安装在体部上，所述体部通过第一轴线旋转安装在滑动装置上，所述滑动装置与所述前表面基本垂直。

2.根据权利要求1的抛光机，其中体部设有第一和第二外端，第一轴线位于距第一外端至少达体部长度的四分之一的距离处，并且第一轴线位于距第二外端至少达体部长度的四分之一的距离处。

3.根据权利要求1的抛光机，其中第一轴线位于相对于体部长度的基本中间处。

4.根据权利要求1的抛光机，其中体部是设有杆的第一千斤顶，所述杆设置为保持抛光工具。

5.根据权利要求1的抛光机，其中抛光机还包括设置为旋转驱动体部的第二千斤顶。

6.根据权利要求2的抛光机，其中体部设置为绕轴线旋转达15°。

7.根据权利要求6的抛光机，其中体部能在第一位置和第二位置之间旋转，在第一位置中体部平行于心轴，在体部绕轴线旋转15°之后到达第二位置。

8.根据权利要求1的抛光机，其中光学元件是眼镜透镜。

9.根据权利要求1的抛光机，其中抛光机还包括设置为与安装在第二体部上的第二抛光工具协作的第二心轴，这两个心轴相对于前表面并排布置。

10.根据权利要求9的抛光机，其中两个滑动装置布置为同时滑动。

11.根据权利要求9的抛光机，其中两个体部布置为同时旋转。

12.根据权利要求1的抛光机，其中心轴由位于与心轴相同水平的马达旋转驱动。

13.根据权利要求12的抛光机，其中马达相对于前表面位于心轴之后。

14.根据权利要求12的抛光机，其中马达和心轴安装在同一平台上。

15.根据权利要求12的抛光机，其中马达通过传动带旋转驱动心轴。

16.根据权利要求1的抛光机，其中滑动装置通过附装到体部的顶盖罩和封闭到顶盖罩上的唇式密封件而与心轴和抛光工具隔离。

17.根据权利要求16的抛光机，其中滑动装置通过附装到体部的波纹管而与心轴和抛光工具隔离。

18.根据权利要求16的抛光机，其中滑动装置安装在轨道上，所述轨道由附装到滑动装置的波纹管保护。

19.根据权利要求1的抛光机，其中门旋转安装在臂上。

20.根据权利要求19的抛光机，其中臂通过第二轴线相对前表面旋转安装。

21.根据权利要求20的抛光机，其中臂由第三千斤顶绕第二轴线旋转驱动。

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