CN103231075B - 一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床 - Google Patents

Abstract

本发明公开了属于光学工件加工设备范围的一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床，包括在花岗石平台的安装表面上固定的快刀工具装置、普刀工具装置以及带有横向滑块装置的工件轴装置，触摸控制屏和前控制台支撑在花岗石平台前面，在机身后壁放置电气控制机柜，冷干机和调压装置组成的空气处理装置安装在机身的一个侧面；其中，花岗石平台固定在由内填充的吸振混合物及钢结构组成的机架上，由此组成具有高刚性、吸震、调频阻尼和隔振特性的机身，实现不同面型设计尤其是带有自由曲面设计加工需求的硬性隐形眼镜片的高精度高效率地加工，为实现高精度、高效车削自由曲面的加工提供保证。

Description

一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床

技术领域

本发明属于光学工件加工设备领域，特别涉及一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床。

背景技术

随着科学技术的发展，各种机床设备的需求量越来越多，对机床设备精度要求越来越高。靠传统的手工或半自动的操作方法已经无法满足当今科学技术的发展的需求，对于车、铣、磨等机床设备在零部件的精密加工过程中，主轴旋转的平稳性和主轴磨损程度决定着工件的加工精度，普通机床设备的主轴主要依靠轴承机械支撑，机械摩擦磨损相当严重，随着加工时间的增长，主轴旋转的平稳性变差，工件的加工精度很难达到加工要求。本发明设计的超精密气浮主轴可以克服机械摩擦磨损带来的不足，大大提高主轴旋转的平稳性。特别是在硬性隐形眼镜片车削加工时，由于硬性隐形眼镜片薄而软，进刀量稍微大一点，硬性隐形眼镜片就会破裂，若要恰到好处，则必须全自动控制，才能满足硬性隐形眼镜片加工要求。

发明内容

本发明的目的是提供一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床，包括在花岗石平台的安装表面上固定的快刀工具装置、普刀工具装置以及带有横向滑块装置的工件轴装置，触摸控制屏和前控制台支撑在花岗石平台前面，在机身后壁放置电气控制机柜，冷干机和调压装置组成的空气处理装置安装在机身的一个侧面；其中，花岗石平台固定在由内填充的吸振混合物及钢结构组成的机架上，由此组成具有高刚性、吸震、调频阻尼和隔振特性的机身，为实现高精度、高效车削自由曲面的加工提供保证。

所述花岗石平台的安装面上，在工件轴装置对面，并排安装快刀工具装置及普刀工具装置；花岗石平台的前面安装用于操作的触摸控制屏和前控制台。

所述电气控制机柜内安装电气和电子元件。

所述安装在所述花岗石平台的安装面上的工件轴装置由气浮主轴和横向滑块装置组成；所述气浮主轴主要由主轴箱与空气轴承支撑的主轴组成，主轴箱通过螺纹连接固定在所述横向滑块装置的溜板上，主轴通过空气轴承支撑在主轴箱内，主轴的前端带有裸露在主轴箱外的工件夹具，用于实现工件的装夹，主轴后端带有提供旋转扭矩的伺服电机以及旋转编码器，以及高分辨率的光栅尺装置与导轨平行固定在花岗岩平台上，用于实现工件的旋转和角位移定位及信息反馈；所述横向滑块装置包含有由导轨和滑块组成的导向装置、以直线电机作为驱动的动力装置和溜板及其位置反馈元件和防尘、防撞部件。

所述普刀工具装置主要由运动导向机构、动力驱动装置、运动控制装置、刀架刀具调整机构及防尘、防撞部件组成，安装在所述花岗石平台上，用于实现刀具定位、工件的粗加工及简单面型的精加工。

所述快刀工具装置主要由快刀底座、快刀刀架和音圈电机以及吹屑装置和防护罩组成，安装于所述花岗石平台上，用于实现高精度高频响应的面型加工，比如自由曲面的加工。

本发明的有益效果是采用花岗岩平台固定在机架上组成具有高刚性、可调频阻尼减震和隔振功能的机身，配置有提供旋转扭矩的伺服电机以及提供角度的位置及反馈信息的旋转编码器的气浮主轴，气浮主轴的摩擦力极小，转动平稳；配备普刀工具装置和快刀工具装置及其数字控制装置，特别是快刀工具装置具有高推重比电机、低摩擦导向导轨和高精度高频响应的位置反馈元件，可以实现高精度高频响应的加工位置及高效车削自由曲面加工的目的。

附图说明

图1显示了硬性隐形眼镜片车床装配好的透视正视图。

图2显示了硬性隐形眼镜片车床装配好的透视后视图。

图3显示了硬性隐形眼镜片车床装配好的透视附视图。

图4显示了工件轴装置的立体示意图。

图5显示了普刀工具装置的立体示意图。

图6显示了快刀工具装置的立体示意图。

序号与零件名对照表

1机身，2花岗岩平台，3机架， 4 工件轴装置 ，5普刀工具装置，6快刀工具装置 ， 7安装表面 ， 8触摸控制屏， 9 控制屏支撑架， 10前控制台， 11前控制台支撑架，  13冷干机 ，14 调压装置， 15空气处理装置，  16电气控制机柜， 17气浮主轴， 18横向滑块装置，  19主轴箱，  20主轴， 21溜板， 22工件卡具 ， 23伺服电机及旋转编码器组合体， 24导轨，25滑块， 26动力装置，  27光栅尺装置， 28限位开关， 29尼龙挡块， 30皮腔， 31直线电机磁铁， 32右防尘板， 33左防尘板， 34拖链 ， 35吸屑装置， 36吹屑装置， 37刀具， 38普刀导轨底座， 39普刀导轨， 40交叉导轨， 41普刀溜板，42普刀刀架 ， 43刀座， 44 调刀机构， 45 压刀块， 46防护板， 47皮腔， 48 防护板， 49快刀底座， 50快刀刀架， 51音圈电机， 52防护罩。

具体实施方式

本发明提供一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床。下面结合附图对本发明作进一步说明。

在图1、图2和图3所示的硬性隐形眼镜片车床结构示意图中，在花岗石平台2的安装表面7上固定的快刀工具装置6、普刀工具装置5以及带有横向滑块装置18的工件轴装置4，触摸控制屏8由花岗石平台前面的控制屏支撑架9支撑，前控制台10由花岗石平台前面的前控制台支撑架11支撑；在机身后壁放置电气控制机柜16，电气控制机柜内安装电气和电子元件。冷干机13和调压装置14组成的空气处理装置15安装在机身1的一个侧面。，该机身1由花岗岩平台2通过减震橡胶垫圈和螺纹连接固定在机架3上组成，机架内腔填有沙石以构成调频阻尼减震系统，实现机身1高刚性、吸震、调频阻尼和隔振的特性，机身，为实现高精度、高效车削自由曲面的加工提供保证。其中，由工件轴装置4驱动的镜片毛坯的加工通过普刀工具装置5和可能通过快刀工具装置6的加工刀具执行，用于实现满足加工需求的硬性隐形眼镜片的高精度高效率地加工。

由图4所示的工件轴装置4包含气浮主轴17和横向滑块装置18，其中，气浮主轴17主要由主轴箱19与空气轴承支撑的主轴20组成，主轴箱19通过螺纹连接固定在所述横向滑块装置18的溜板21上，主轴通过空气轴承支撑在主轴箱19内，主轴20的前端带有工件卡具22，裸露在主轴箱19外，用于实现工件的装夹，主轴20后端带有伺服电机及旋转编码器组合体23，以提供旋转扭矩和角位移等反馈信息，用于实现对工件的旋转和角位移定位控制；横向滑块装置18包含有由导轨24和滑块25组成的导向装置，以直线电机作为驱动的动力装置26和光栅尺装置27，实现对溜板21的位置信息实时监控，以及限位开关28、尼龙挡块29、皮腔30等防尘防撞部件组成，减少外界环境对于横向滑块装置18的损坏。具体结构是：溜板21通过滑块25卡在导轨24上，直线电机磁铁31镶嵌在花岗岩平台2上，直线电机线圈32 固定在溜板21内，与直线电机磁铁31相对组成直线电机，驱动溜板21横向运动，高分辨率的光栅尺装置27与导轨24平行固定在花岗岩平台2上，用于高精度读取溜板21的实时位置信息；导轨24两端各固定限位开关28、行程尼龙挡块29及皮腔30，实现横向滑块装置18的限位和防撞，溜板21的两边分别加装右防尘板32和左防尘板33，用于工件轴装置4的防尘防护，拖链34固定在机身1上，吸屑装置35安装在主轴箱19上，与安装在刀具下方的吹屑装置36（图5和图6中）构成吸屑系统，用于吸收切削屑保证加工环境的清洁从而形成高精度、高刚性、无误差、结构紧凑安全的工件轴装置4。

由图5所示，所述普刀工具装置5的结构与横向滑块装置18类似，主要由运动导向机构、动力驱动装置、运动控制装置、刀架刀具调整机构及防尘、防撞部件组成，安装在花岗石平台2上，用于实现刀具37定位、工件的粗加工及简单面型的精加工。其具体结构组成是：普刀导轨底座38通过螺纹连接固定在花岗石平台2上，普刀导轨39和交叉导轨40安装在普刀导轨底座38上，形成运动导向机构；普刀溜板41卡在普刀导轨39上，在普刀溜板41上面并排固定三个普刀刀架42，各普刀刀架42设有刀座43和调刀机构44，刀座43上安装压刀块45，形成刀架刀具调整机构，以实现每个普刀刀架42上刀具37的调整和固定，厚度探测装置49安装在普刀刀架42的侧边上，用于探测加工工件的厚度；普刀溜板41两侧安装有侧面防护板46，前端装有皮腔47，后端装有防护板48，普刀溜板41内部和侧面防护板46之间类似横向滑块装置18，含有直线电机装置和光栅尺装置以及限位开关、尼龙挡块等防尘防撞部件，以实现刀具37运动的高精度控制，最终实现加工工件表面面型的精确加工。

由图6所示，所述快刀工具装置6主要由快刀底座49、快刀刀架50和音圈电机51以及吹屑装置36和防护罩52组成，快刀底座49通过螺纹连接安装在花岗岩平台2上，音圈电机51安装在快刀底座49上，音圈电机51的输出端与快刀刀架50连接，在快刀刀架50的下方装有吹屑装置36，防护罩52覆盖在音圈电机51和快刀刀架的外围。通过音圈电机51驱动快刀刀架50进行高频响应、高精度的往复直线运动，是实现高效车削加工自由曲面必不可少的装置。

Claims (3)

1.一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床，该车床包括在花岗石平台的安装表面上固定的快刀工具装置、普刀工具装置以及带有横向滑块装置的工件轴装置，其特征在于，触摸控制屏和前控制台支撑在花岗石平台前面，在机身后壁放置电气控制机柜，冷干机和调压装置组成的空气处理装置安装在机身的一个侧面；花岗石平台的前面安装用于操作的触摸控制屏和前控制台；快刀工具装置主要由快刀底座、快刀刀架和音圈电机以及吹屑装置和防护罩组成，安装于所述花岗石平台上，用于实现高精度高频响应的面型加工，适合于自由曲面的加工；其中，花岗石平台固定在由内填充的吸振混合物及钢结构组成的机架上，由此组成具有高刚性、吸震、调频阻尼和隔振特性的机身，为实现高精度、高效车削自由曲面的加工提供保证。

2.根据权利要求1所述一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床，其特征在于，安装在所述花岗石平台的安装面上的工件轴装置由气浮主轴和横向滑块装置组成；所述气浮主轴主要由主轴箱与空气轴承支撑的主轴组成，主轴箱通过螺纹连接固定在所述横向滑块装置的溜板上，主轴通过空气轴承支撑在主轴箱内，主轴的前端带有裸露在主轴箱外的工件夹具，用于实现工件的装夹，主轴后端带有提供旋转扭矩的伺服电机及旋转编码器的组合体，以及高分辨率的光栅尺装置与导轨平行固定在花岗岩平台上，用于实现工件的旋转和角位移定位及信息反馈；所述横向滑块装置包含有由导轨和滑块组成的导向装置、以直线电机作为驱动的动力装置和溜板及其位置反馈元件和防尘、防撞部件。

3.根据权利要求1所述一种用于硬性隐形眼镜片加工的车床，其特征在于，所述普刀工具装置主要由运动导向机构、动力驱动装置、运动控制装置、刀架刀具调整机构及防尘、防撞部件组成，安装在所述花岗石平台上，用于实现刀具定位、工件的粗加工及简单面型的精加工。