CN101693298A - 自动车边倒角机 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种自动车边倒角机，包括工作台、自动控制系统与设置在工作台上的夹具总成和刀具总成，自动控制系统的镜片厚度检测机构可自动测量镜片边缘厚度，并利用控制单元对测得数据保存及处理，控制单元再根据处理后的数据控制夹具总成和刀具总成的驱动装置对镜片进行加工，可实现不同厚度镜片的车边倒角加工，而且整个加工过程可自动完成，加工精度高、速度快。

Description

自动车边倒角机

技术领域

本发明涉及一种眼镜片后期加工设备，特别涉及一种自动车边倒角机。

背景技术

现有镜片后期加工机械中，车边机械只能对镜片的外圆进行加工处理，而对散光镜片等不规则形状的镜片倒角加工处理无法实现。因此镜片的外观及合格率受到严重影响。

散光类型的镜片因其边缘厚度呈抛物线状。采用常规旋转工作，固定车刀这种传统加工方式，无法实现边缘的倒角，而镜片的边缘由于前期加工过程中产生气泡，后期的加工过程中往往产生锯齿状的缺口。

因此，需要一种可以对包括散光镜片在内的任意类型的眼镜镜片车边倒角加工的自动设备，加工精度高、速度快。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种可以对包括散光镜片在内的任意类型的眼镜镜片车边倒角加工的自动设备，加工精度高、速度快。

本发明的自动车边倒角机，包括工作台、自动控制系统与设置在工作台上的夹具总成和刀具总成；

a)所述夹具总成包括上夹头、下夹头、上夹头驱动装置和下夹头驱动装置，所述上夹头驱动装置设置上下往复运动输出端，所述上夹头驱动装置的上下往复运动输出端与上夹头以沿轴向固定圆周方向可转动的方式配合，所述下夹头驱动装置设置绕自身轴线转动输出端，所述下夹头驱动装置的绕自身轴线转动输出端与下夹头沿圆周方向固定配合；

b)所述刀具总成包括刀具、水平进给机构和垂直进给机构；

所述垂直进给机构包括垂直进给托板和竖直驱动装置，所述垂直进给托板以相对工作台可上下往复运动的方式设置于工作台上，所述竖直驱动装置设置有上下往复运动输出端，所述竖直驱动装置的上下往复运动输出端与垂直进给托板沿垂直方向固定配合；

所述水平进给机构包括水平进给托板和水平驱动装置，所述水平进给托板以相对于垂直进给托板可水平往复运动的方式设置于垂直进给托板上，所述水平驱动装置设置有水平往复运动输出端，所述水平驱动装置的水平往复运动输出端与水平进给托板沿水平方向固定配合；

所述刀具为车边倒角刀具，与夹具总成相对应固定设置于水平进给托板上；

c)所述自动控制系统包括镜片厚度检测机构和控制单元；所述镜片厚度检测机构的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，控制单元的控制信号输出端与所述下夹头驱动装置、上夹头驱动装置、水平驱动装置和竖直驱动装置各自的控制信号输入端分别连接。

进一步，所述夹具总成还包括气爪，气爪的动力输出端与至少三根夹紧手指固定配合，所述夹紧手指垂直设置，且以下夹头的轴线为中心周向均布于下夹具头周围；

进一步，所述上夹头和下夹头均为压轮结构，所述压轮结构与镜片接触部设置有O形圈；

进一步，所述镜片厚度检测机构包括光栅尺、检测头、检测支杆和气缸，检测支杆以相对工作台可上下往复运动的方式垂直设置在工作台上，检测支杆下端设置检测头，检测支杆与光栅尺的读数头或光栅主尺固定配合；气缸的活塞杆与检测支杆以可离合的方式沿垂直方向固定配合；

进一步，所述车边倒角刀具为并列设置于水平进给托板的车边刀具和倒角刀具，所述车边刀具包括车边刀头和手动调节装置，所述手动调节装置包括调节手轮和螺杆调节机构，所述螺杆调节机构设置在水平进给托板上，螺杆调节机构的调节螺母与车边刀头沿水平方向固定配合，螺杆调节机构的调节螺杆一端固定设置调节手轮；所述倒角刀具包括倒角刀头和高速电机，高速电机的转电机或者气马达固定设置在水平进给托板上，高速电机或者气马达的转子与倒角刀沿圆周方向固定配合；

进一步，所述检测支杆与刀具总成进刀立面错位设置；

进一步，所述检测头为滚轮结构，滚轮轴线与检测支杆垂直，滚轮外表面与镜片表面相对应；

进一步，所述下夹头驱动装置为下夹头伺服电机，下夹头伺服电机的转子与下夹头沿周向固定配合；所述竖直驱动装置包括竖直伺服电机和丝杆升降机构，竖直伺服电机的转子通过丝杆升降机构与垂直进给托板上下往复运动传动配合；所述上夹头驱动装置为上夹头气缸，所述上夹头气缸的活塞杆与上夹头以沿轴向固定圆周方向转动的方式配合；所述水平驱动装置包括步进电机和丝杆传动机构，步进电机的转子通过丝杆传动机构与水平进给托板水平往复运动传动配合；

进一步，所述控制单元为单片机；

进一步，所述夹具总成、刀具总成和镜片厚度检测机构分别为两套且并列设置于工作台上。

本发明的有益效果：自动控制系统的镜片厚度检测机构可自动测量镜片边缘厚度，并利用控制单元对测得数据保存及处理，控制单元再根据处理后的数据控制夹具总成和刀具总成的驱动装置对镜片进行加工，可实现不同厚度镜片的车边倒角加工，而且整个加工过程可自动完成，加工精度高、速度快。

附图说明

下面结合附图和具体实施例对本发明作进一步描述。

图1为本发明的结构右视图；

图2为本发明的结构前视图；

图3为本发明的结构后视图；

图4为图1的A向俯视放大图。

的结构后视图，图4为图1的A向俯视放大图，如图所示：

本实施例的自动车边倒角机，包括工作台、自动控制系统与设置在工作台上的夹具总成和刀具总成。

工作台包括上支板18和下支板7，上支板18与下支板7平行设置，上支板18和下支板7之间通过支撑杆21固定连接。

夹具总成包括上夹头25、下夹头6、上夹头气缸20和下夹头伺服电机1，上夹头气缸20与气缸支板19连接，并固定在上支板18上，上夹头气缸20的活塞杆下端与上主轴24的上端沿周向固定连接，上主轴24从轴承套22中穿过，轴承套22设置在导向套23内，导向套23固定设置于上支板18上，上主轴24下端设置上夹头25，上夹头25与上主轴24的端面转动配合，于是，上夹头气缸20的活塞杆与上夹头25以沿轴向固定圆周方向可转动的方式配合；下夹头伺服电机1通过电机支架2固定设置在下支板7上，下夹头伺服电机1的转子通过联轴器3与下主轴4下端固定连接，下主轴4从轴承座5中穿过，轴承座5固定设置与下支板7上，下主轴4上端与下夹头6固定连接，于是，下夹头伺服电机1的转子与下夹头6沿圆周方向固定配合；上夹头25和下夹头6均为压轮结构，所述压轮结构与镜片接触部设置有O形圈26，O形圈可以使上下夹头夹紧时不磨花镜片；夹具总成还包括气爪9，气爪9通过底座8固定设置于下支板7上，气爪9的动力输出端与连接板10固定连接，连接板10另一端连接小支板11，小支板11与四根夹紧手指12的下端固定连接，夹紧手指12垂直设置，且以下夹具头6的轴线为中心周向均布于下夹具头6周围；当将待加工镜片放入下架头后，气爪驱动夹紧手指可以使镜片中心定位于下架头中心，当上夹头和下夹头夹紧时，在下夹头伺服电机1的带动下，上下夹具头可绕其自身轴线一体旋转。

刀具总成包括刀具、水平进给机构和垂直进给机构；

垂直进给机构包括垂直进给托板14，竖直伺服电机39和丝杆升降机构，竖直伺服电机39通过电机支架40固定在丝杆副支板43上，丝杆副支板43通过支杆45固定在上支板18上；轴承座42设置在丝杆副支板43上，丝杆升降机构的丝杆44从轴承座42中穿过，丝杆44一端通过联轴器41与竖直伺服电机39的转子固定连接，另一端与丝杆螺母44A啮合；丝杆螺母44A固定在上横板46上；上横板46与垂直进给托板14之间通过支杆47固定连接，垂直进给托板14上设置有直线轴承15，直线轴承15穿套在导向轴16上，导向轴16两端分别与上下支板固定连接。当竖直伺服电机39的转子转动时，带动垂直进给托板14相对工作台上下往复运动。

当然，所述竖直驱动装置及上述下夹头驱动装置采用伺服电机为本实施例优选，以满足精度要求和反映速度要求，但并不限于仅使用伺服电机，采用其他驱动装置，如高精度液压气缸也可实现本发明目的。

水平进给机构包括水平进给托板29、步进电机34和丝杆传动机构；所述垂直进给托板14上垂直设置有前支板27和后支板30，前支板27和后支板30之间水平设置导向轴28；所述水平进给托板29上设置有直线轴承29A，直线轴承29A穿套在导向轴28上，使水平进给托板29可沿导向轴28做水平往复运动；步进电机34通过电机支架33固定设置在后支板30上，步进电机34的转子通过联轴器32与丝杆传动机构的丝杆31沿周向固定连接，丝杆31穿过设置在后支板30上的轴承座30A与丝杆螺母29B啮合，丝杆螺母29B固定设置在水平进给托板29上。当步进电机34的转子转动时，带动水平进给托板29相对垂直进给托板14水平往复运动。

刀具为车边倒角刀具，包括并列设置于水平进给托板29的车边刀具和倒角刀具，所述车边刀具包括车边刀头37A和手动调节装置，所述手动调节装置包括调节手轮34A和螺杆调节机构；车边刀头37A与刀杆38前端固定连接，刀杆38以水平往复运动的方式设置在刀杆导向座37内，刀杆导向座37固定设置在水平进给托板29上；刀杆导向座37后端与螺杆座34C固定连接，螺杆座内设置所述螺杆调节机构的调节螺杆34B，刀杆38后端设置有与调节螺杆34B相配合的内螺纹作为丝杆调节机构的调节螺母，调节螺杆34B后端与调节手轮固定连接；所述倒角刀具包括倒角刀头37B和高速电机35，高速电机35的转子与倒角刀头37B沿圆周方向固定配合，高速电机35通过固定块36固定设置在水平进给托板29上。车边刀具和倒角刀具在垂直进给机构和水平进给机构的共同作用下，与夹具总成相对应可沿水平方向和垂直方向运动。

当然，本发明的进给机构采用的为水平进给机构设置在垂直进给托板上，刀具设置于水平进给托板的设置方式，将其变换为垂直进给机构设置在水平进给托板上，刀具设置于垂直进给托板的设置方式仍可实现本发明目的，属等同替换。

自动控制系统包括镜片厚度检测机构和控制单元；镜片厚度检测机构包括光栅尺53、检测头62、检测支杆58和气缸48，气缸48固定在气缸支板49上，气缸支板49与垂直固定在上支板18上的导轨支架51固定连接，导轨支架51上设置导轨52，气缸48的活塞杆与接头54固定连接，接头54与活动接头55以可离合的方式固定连接，活动接头55与沿导轨52上下往复运动的连接板56固定连接，连接板56一侧与光栅尺53的读数头固定连接，光栅尺53的光栅主尺平行于导轨支架51设置在上支板18上，连接板56另一侧与固定板57固定连接，固定板57上设置与导轨支架51平行的检测支杆58，检测支杆58与设置在上支板18上的直线轴承59里穿过，直线轴承59下端还设有防尘套60，检测支杆58下端设置检测头62；检测头62为滚轮结构，滚轮轴线与检测支杆58垂直；工作时，气缸48驱动检测机构的检测头62下降到待测镜片表面，然后活动接头55与接头54分离，气缸48活塞杆上升，下夹头伺服电机驱动镜片周向旋转，由于镜片厚度的变化可推动检测头62做上下往复运动，检测头62运动的轨迹由光栅尺53记录，并由光栅尺53的信号输出端向控制单元传输检测信号。

检测支杆58与刀具总成进刀立面错位设置，使镜片厚度检测机构与进给机构互不影响。

控制单元(未在附图中示出)选用STC12C型单片机，这种单片机相比传统的51单片机执行速度更快，可靠性更好的优点。所述镜片厚度检测机构的信号输出端，即光栅尺53的信号输出端与单片机的信号输入端连接，单片机的控制信号输出端与所述下夹头驱动装置1、上夹头驱动装置20、水平驱动装置和竖直驱动装置各自的控制信号输入端分别连接，控制各驱动装置的启动和停止，为了控制更加方便，可以为自动控制系统添加触摸屏装置，通过屏显可以实时观测检测数据，并能利用触摸屏发出控制指令。

作为本实施例的进一步改进，上述夹具总成、刀具总成和镜片厚度检测机构分别为两套且并列设置于工作台上，均由控制单元控制，可以同时进行两块镜片的车边倒角加工，使两块镜片的加工面角度一致，提高工作效率，使同一副镜片加工边缘更加一致和美观。

本发明包括如下三种工作方式：

工作方式1：车镜片外圆

首先进行首片测试，这一过程的目的是使刀具快速下降至作业位置时不碰到镜片的最高边缘；在下夹头中放入每次生产的边缘最厚的镜片(更换不同光度的镜片或更换不同边缘厚度的镜片都必须进行首片测试)，开始定位工作，夹持手指将镜片中心定位，上夹头下降将镜片压紧；夹持手指回位，检测头下降到镜片上边缘，下夹头伺服电机慢速旋转一周，光栅尺记录检测头的上下位移，并将所测镜片厚度数据传送给单片机，单片机将所测镜片最高点数据减少2mm作为竖直伺服电机快速下降转为慢速下降的临界位置点；然后检测头退回原位，首片测试结束。

加工时，在下夹头放入镜片，镜片定位完成后，下夹头伺服电机带动镜片旋转；步进电机带动车边刀头前进到数据设定位置，竖直伺服电机带动车边刀头快速下降至离镜片边缘最高点2mm处，变为慢速下降进行车边，直至车边结束，下夹头伺服电机停止旋转，步进电机退回原位，车外圆完毕。

工作方式2：球光镜片车边倒角

同工作方式1，车外圆完毕后，检测头下降至镜片边缘，测量得到的数据传送至单片机，单片机控制竖直伺服电机带动倒角刀头到达倒角位置；检测头退回原位，步进电机带动倒角刀头后退1mm，以使刀具上升时不会划伤镜片外圆表面；下夹头伺服电机带动下夹头旋转，竖直伺服电机带动倒角刀头上升至设定的倒角位置，步进电机带动倒角刀头前进1mm加前后倒角量，高速电机驱动倒角刀头高速旋转，进行倒角。倒角完成后，上夹头退回，倒角刀头回到原位，倒角完毕。

工作方式3：散光镜片车边倒角

同工作方式1，车外圆完毕后，检测头下降至镜片边缘，测量得到的数据传送至单片机，单片机将数据处理后，将所得轮廓线位置数据存储在数据存储器内；检测头退回原位，竖直伺服电机带动倒角刀头下降至测得的首点数据点，竖直伺服电机前进散光倒角量，下夹头伺服电机带动下夹头慢速旋转，高速电机驱动倒角刀头高速旋转，竖直伺服电机带动倒角刀头根据测得的轮廓线上下运动，直至倒角结束，然后上夹头退回，倒角切刀回到原位，倒角完毕。

最后说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的宗旨和范围，其均应涵盖在本发明的权利要求范围当中。

Claims (10)

1.一种自动车边倒角机，其特征在于：包括工作台、自动控制系统与设置在工作台上的夹具总成和刀具总成；

a)所述夹具总成包括上夹头(25)、下夹头(6)、上夹头驱动装置(20)和下夹头驱动装置(1)，所述上夹头驱动装置(20)设置上下往复运动输出端，所述上夹头驱动装置(20)的上下往复运动输出端与上夹头(25)以沿轴向固定圆周方向可转动的方式配合，所述下夹头驱动装置(1)设置绕自身轴线转动输出端，所述下夹头驱动装置(1)的绕自身轴线转动输出端与下夹头(6)沿圆周方向固定配合；

b)所述刀具总成包括刀具、水平进给机构和垂直进给机构；

所述垂直进给机构包括垂直进给托板(14)和竖直驱动装置，所述垂直进给托板(14)以相对工作台可上下往复运动的方式设置于工作台上，所述竖直驱动装置设置有上下往复运动输出端，所述竖直驱动装置的上下往复运动输出端与垂直进给托板(14)沿垂直方向固定配合；

所述水平进给机构包括水平进给托板(29)和水平驱动装置，所述水平进给托板(29)以相对于垂直进给托板(14)可水平往复运动的方式设置于垂直进给托板(14)上，所述水平驱动装置设置有水平往复运动输出端，所述水平驱动装置的水平往复运动输出端与水平进给托板(29)沿水平方向固定配合；

所述刀具为车边倒角刀具，与夹具总成相对应固定设置于水平进给托板(29)上；

c)所述自动控制系统包括镜片厚度检测机构和控制单元；所述镜片厚度检测机构的信号输出端与控制单元的信号输入端连接，控制单元的控制信号输出端与所述下夹头驱动装置(1)、上夹头驱动装置(20)、水平驱动装置和竖直驱动装置各自的控制信号输入端分别连接。

2.根据权利要求1所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述夹具总成还包括气爪(9)，气爪(9)的动力输出端与至少三根夹紧手指(12)固定配合，所述夹紧手指(12)垂直设置，且以下夹头(6)的轴线为中心周向均布于下夹具头(6)周围。

3.根据权利要求2所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述上夹头(25)和下夹头(6)均为压轮结构，所述压轮结构与镜片接触部设置有O形圈(26)。

4.根据权利要求3所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述镜片厚度检测机构包括光栅尺(53)、检测头(62)、检测支杆(58)和气缸(48)，检测支杆(58)以相对工作台可上下往复运动的方式垂直设置在工作台上，检测支杆(58)下端设置检测头(62)，检测支杆(58)与光栅尺(53)的读数头或光栅主尺固定配合；气缸(48)的活塞杆与检测支杆(58)以可离合的方式沿垂直方向固定配合。

5.根据权利要求4所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述车边倒角刀具为并列设置于水平进给托板(29)的车边刀具和倒角刀具，所述车边刀具包括车边刀头(37A)和手动调节装置，所述手动调节装置包括调节手轮(34A)和螺杆调节机构，所述螺杆调节机构设置在水平进给托板(29)上，螺杆调节机构的调节螺母与车边刀头(37A)沿水平方向固定配合，螺杆调节机构的调节螺杆(34B)一端固定设置调节手轮(34A)；所述倒角刀具包括倒角刀头(37B)和高速电机(35)，高速电机(35)固定设置在水平进给托板(29)上，高速电机(35)的转子与倒角刀头(37B)沿圆周方向固定配合。

6.根据权利要求5所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述检测支杆(58)与刀具总成进刀立面错位设置。

7.根据权利要求6所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述检测头(62)为滚轮结构，滚轮轴线与检测支杆(58)垂直，滚轮外表面与镜片表面相对应。

8.根据权利要求7所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述下夹头驱动装置(1)为下夹头伺服电机，下夹头伺服电机的转子与下夹头(6)沿周向固定配合；所述竖直驱动装置包括竖直伺服电机(39)和丝杆升降机构，竖直伺服电机(39)的转子通过丝杆升降机构与垂直进给托板(14)上下往复运动传动配合；所述上夹头驱动装置(20)为上夹头气缸，所述上夹头气缸的活塞杆与上夹头(25)以沿轴向固定圆周方向转动的方式配合；所述水平驱动装置包括步进电机(34)和丝杆传动机构，步进电机(34)的转子通过丝杆传动机构与水平进给托板(29)水平往复运动传动配合。

9.根据权利要求8所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述控制单元为单片机。

10.根据权利要求9所述的自动车边倒角机，其特征在于：所述夹具总成、刀具总成和镜片厚度检测机构分别为两套且并列设置于工作台上。

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