CN101422869A - 滚圆装置 - Google Patents

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Abstract

一种可自动对刀的滚圆装置包括：一个固持治具、一个砂轮、成对设置的两个取像装置及一个控制器。所述固持治具上设置有至少一个容置槽；所述砂轮上设置有至少一个凹槽；所述两个取像装置用以分别获取所述工件之相邻的第一待滚圆面与第二待滚圆面在滚圆过程中被砂轮的凹槽磨去的痕迹之影像，并产生相应的电子影像信号；所述控制器用以接收所述电子影像信号，根据接收到的电子影像信号获取工件的第一待滚圆面及第二待滚圆面被砂轮的凹槽磨去的痕迹宽度，比较第一待滚圆面与第二待滚圆面被磨去的痕迹宽度以获取一对刀偏差量，并根据所述对刀偏差量产生一控制信号驱动砂轮与固持治具产生一相对运动并位移相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量。

Description

滚圆装置
技术领域
本发明涉及一种滚圆装置，尤其是一种可适用光学元件制造的滚圆装置。
背景技术
外圆磨床被广泛用于将各种形状的工件研磨成圆形(请参见“High Efficiency DeepGrinding of a Low Alloy Steel with Plated CBN Wheels”，CIRPAnnals-Manufacturing Technology，pp.241-244，Volume 51，Issue1，2002)，
目前，由于光学元件，例如滤光片的形状需要配合镜头模组之镜筒形状，外圆磨床也逐渐被应用于光学元件的滚圆。在滤光片的制作过程中，为了要制作圆形小尺寸滤光片，需要先将较大的滤光片的母片进行切割成许多尺寸接近规格大小的正方形滤光片，再以砂轮配合磨床滚圆的方式，将滤光片制作成圆形。在砂轮滚圆的过程中，需要进行砂轮与滤光片间相对位置对刀的动作，才能使制作出的滤光片形状正确，以往滚圆以肉眼方式对刀，是先给定一个粗略下刀位置，然后以很微小的进给量下刀，之后观察滤光片侧面遭砂轮磨去的痕迹来进行微调，如此对刀方式，不但花时间，且需一定时间经验的累积，才有办法准确对刀。
发明内容
有鉴于此，提供一种能进行自动对刀的滚圆装置实为必要。
一种滚圆装置，用以对工件进行滚圆，其包括：一个固持治具、一个砂轮、成对设置的两个取像装置以及一个控制器；所述固持治具上设置有至少一个容置槽，用以容置所述工件；所述砂轮的外圆周面上设置有至少一个凹槽，用以滚圆所述工件；所述两个取像装置用以分别获取所述工件的一个第一待滚圆面和一个与第一滚圆面相邻的第二滚圆面在滚圆过程中被砂轮的所述凹槽磨去的痕迹之影像，并产生相应的电子影像信号；所述控制器用以接收所述电子影像信号，根据接收到的所述电子影像信号获取工件的第一待滚圆面及第二待滚圆面被砂轮的所述凹槽磨去的痕迹宽度，比较所述第一待滚圆面与第二待滚圆面被磨去的痕迹宽度以获取一对刀偏差量，并根据所述对刀偏差量产生一控制信号驱动所述砂轮与所述固持治具产生一相对运动并位移相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量。
相对于现有技术，所述滚圆装置经由设置成对设置的取像装置来分别撷取工件的第一待滚圆面和与第一滚圆面相邻的第二滚圆面在滚圆过程中被砂轮的凹槽磨去的痕迹之影像并产生相应的电子影像信号至控制器，由控制器获取对刀偏差量并据此产生相对应的控制信号来驱动砂轮与固持治具产生一相对运动并位移相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量，从而可进行自动对刀操作，有利于生产效率的大幅度提升。
附图说明
图1是本发明实施例提供的滚圆装置的局部剖面示意图。
图2是图1所示滚圆装置对工件进行滚圆的一状态的局部示意图。
图3是完成一次滚圆的工件的一结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例提供的滚圆装置作进一步详细说明。
请一并参阅图1至图3，本发明实施例提供一种可进行自动对刀的滚圆装置100，用以对工件200进行滚圆。所述滚圆装置100包括一个固持治具110、一个砂轮130、两个取像装置150及一个控制器170。
所述固持治具110上设置有至少一个容置槽112，用以容置工件200。所述容置槽112的形状与工件200的形状相配合，从而经由真空吸附等方式可将所述工件200固持在容置槽112内。所述固持治具110通常固定在自动磨床(图中未显示)的加工平台上，并可在加工平台的携带作用下沿图1中X1、X2箭头所示方向移动。图1中示出固持治具110设置有两个容置槽112，容置槽112的形状相同且其横截面大致为V形，可用以容置两个方形的工件200。可以理解的是，当所述固持治具110用于容置已完成一次滚圆的方形工件200(如图3所示)时，选用的固持治具则应设置有横截面大致为半圆形的容置槽。另外，可以理解的是，当工件200为方形薄片结构(例如，滤光片)时，每一容置槽112可容置经由胶粘方式组合在一起的多个工件200。
所述砂轮130可沿着其一中心轴线134旋转，其上设置有至少一个凹槽132，用以研磨工件200。具体的，所述凹槽132设置在砂轮130的外圆周面上，其横截面可大致为半圆形，该半圆的直径与工件200所需滚圆的直径相当。图1中示出砂轮130的外圆周面上设置有两个环形凹槽132，用以对容置在两个容置槽112内各工件200之相邻的第一待滚圆面201与第二待滚圆面203进行滚圆。可以理解的是，所述砂轮130的凹槽的数量也可设置为一个。
所述两个取像装置150成对地设置，用以获取工件200的第一待滚圆面201与第二待滚圆面203在滚圆过程中(例如，对刀过程中)被砂轮130的半圆形凹槽132磨去的痕迹之影像，并产生相应的电子影像信号。所述取像装置150可为电荷耦合器件(CCD)摄影机。如图1及图2所示，所述两个取像装置150设置在固持治具110的相对的两侧，由于工件200分别容置在两个形状相同的容置槽112内，所述两个成对的取像装置150可分别撷取某一工件200的第一待滚圆面201被磨去的痕迹之影像及另一工件200的第二待滚圆面203被磨去的痕迹之影像，以此来确定各工件200的第一待滚圆面201及第二待滚圆面203被磨去的痕迹宽度。
所述控制器170用以接收所述两个成对的取像装置150产生的电子影像信号，根据所述接收到的电子影像信号计算出工件200的第一待滚圆面201及第二待滚圆面203被磨去的痕迹宽度d1及d2(如图2所示)，并经由比较所述被磨去的痕迹宽度d1与d2来获取对刀偏差量(也即被磨去的痕迹宽度d1与d2之差值)，进而产生一控制信号驱动所述砂轮130与所述固持治具110产生一相对运动并位移相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量。本实施例中，当痕迹宽度d1—d2>0，所述控制信号则驱动固持治具110沿图1中X1箭头方向运动并相对于砂轮130位移一相应的相对位移量以校正对刀偏差量；反之，当痕迹宽度d1—d2<0，所述控制信号则驱动固持治具110沿图1中X2箭头方向运动并相对于砂轮130位移一相应的相对位移量以校正对刀偏差量。其中，所述相对位移量可经由软件计算获得。另外，可以理解的是，所述控制信号也可用于驱动砂轮130沿图1中X1或X2箭头方向运动并相对于固持治具110位移一相应的相对位移量以校正对刀偏差量，而保持固持治具110不动。
进一步的，可在控制器170存储一查询表，查询表中记录有与对刀偏差量相对应的砂轮130与固持治具所需的相对位移量；相应地，控制器130在获取对刀偏差量后可从查询表中查询到相对应的相对位移量并据此产生控制信号来驱动所述砂轮130及/或所述固持治具110运动并产生所述相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量。
另外，当所述滚圆装置100应用于光学元件滚圆的情形下，以工件200为滤光片作为举例，由于滤光片的待滚圆面为透明的，为能从取像装置150撷取的影像中很容易地区分出滤光片的待滚圆面之被磨去的痕迹，以防止误判情形发生，可在滤光片的待滚圆面涂布深色颜料。
本领域技术人员还可于本发明精神内做其它变化，如变更固持治具110的容置槽112的数量及/或形状、取像装置150的种类及/或数量、砂轮130的凹槽132的形状等以用于本发明等设计，只要其不偏离本发明的技术效果均可。这些依据本发明精神所做的变化，都应包含在本发明所要求保护的范围之内。

Claims (8)

  1. 【权利要求1】一种滚圆装置，用以对工件进行滚圆，所述滚圆装置包括：
    一个固持治具，其上设置有至少一个容置槽，用以容置所述工件；
    一个砂轮，其上设置有至少一个凹槽，用以滚圆工件；
    成对设置的两个取像装置，用以分别获取所述工件的一个第一待滚圆面和一个与所述第一待滚圆面相邻的第二滚圆面在滚圆过程中被所述砂轮的所述凹槽磨去的痕迹之影像，并产生相应的电子影像信号；以及
    一个控制器，用以接收所述电子影像信号，根据接收到的所述电子影像信号获取所述工件的所述第一待滚圆面及所述第二待滚圆面被所述砂轮的所述凹槽磨去的痕迹宽度，比较所述第一待滚圆面与所述第二待滚圆面被磨去的痕迹宽度以获取一对刀偏差量，并根据所述对刀偏差量产生一控制信号驱动所述砂轮与所述固持治具产生一相对运动并位移相应的相对位移量以校正所述对刀偏差量。
  2. 【权利要求2】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述两个取像装置分别设置在所述固持治具之相对的两侧。
  3. 【权利要求3】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述两个取像装置分别为一电荷耦合器件摄影机。
  4. 【权利要求4】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述至少一个容置槽的横截面选择性的为V形或半圆形。
  5. 【权利要求5】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述至少一个凹槽设置在所述砂轮的外圆周面上。
  6. 【权利要求6】如权利要求5所述的滚圆装置，其特征在于，所述至少一个凹槽的横截面大致为半圆形，半圆的直径与所述工件所需滚圆的直径相当。
  7. 【权利要求7】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述控制器内存储有一查询表，所述查询表存储有对应所述对刀偏差量的所述砂轮与所述固持治具所需的相对位移量。
  8. 【权利要求8】如权利要求1所述的滚圆装置，其特征在于，所述工件为一光学元件，所述光学元件的所述第一待滚圆面与所述第二滚圆面涂布有深色颜料。
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