CN105345575A - 眼镜片铣边机自动上下料传动装置 - Google Patents

眼镜片铣边机自动上下料传动装置 Download PDF

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Abstract

眼镜片铣边机自动上下料传动装置，该装置共分为六个部分即支撑部分、上料机构、下料机构、收料机构、动力部分、原机部分；采用气动传动装置，通过气泵带动三个气缸和一个真空发生器来实现自动上下料的动作，自动上下料装置可大体分为上料动作、加工过程、下料动作和收料动作，气泵向上料气缸充气，上料气缸将上料筒向下推到上料夹，同时上料夹上的真空吸盘紧吸眼镜片原片，随后真空发生器控制上料气缸向上回缩，带动上料筒向上移动，单个眼镜片原片留在上料夹上。待铣削完毕铣边机移回原位后，下料气缸推动下料架伸出夹紧镜片，此时卡盘归位。整个加工过程完全自动化，实现了安全、高效、低成本地眼镜片铣边加工。

Description

眼镜片铣边机自动上下料传动装置
技术领域
本发明涉及一种针对眼镜片铣边时能够自动传递上下料的自动化装置，可以安全、高效、低成本地实现眼镜片铣边加工。
背景技术
目前，在眼镜片加工领域中，对于铣削加工还大多停留在一人一机的生产方式，即使用传统的眼镜铣边机配合一名技术操作工人进行半自动化加工，眼镜片原片的上料与眼镜片成片的收取全由加工者配合机器完成。长期单调重复的工作方式对于劳动力来说是极大的浪费，此外，加工过程中铣刀旋转速度很高，并会产生大量的粉尘以及噪音，这样就会对操作工人的人身安全造成一定的伤害。
发明内容
为了改善眼镜片传统铣边过程中低效、高成本、高危险性的加工现状，本发明提供了一种眼镜片铣边机自动上下料传动装置，该装置不仅能够精确高效地完成眼睛片原片的上料加工和下料取件，并且还能将加工好的眼睛片进行整理装盒，同时整个加工过程完全自动化，不需要工人参与，真正实现了安全、高效、低成本地眼镜片铣边加工。
传统铣边机基本工作原理是：镜片铣边机开机后，操作工人将镜片放入上料夹，短暂延迟后上料夹旋转至卡盘处，卡盘将镜片加紧，随后铣边机倾斜与铣刀接触开始铣削。操作工人取下镜片。加工过程中每个动作的间隔时间由机载微型计算机编程控制。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：在传统的眼镜铣边机的基础上，采用气动传动装置，通过气泵带动三个气缸和一个真空发生器来实现自动上下料的动作。自动上下料装置可大体分为上料动作、加工过程、下料动作和收料动作。首先眼镜片铣边机开机后，其自带的微计算机发出加工信号，气泵向上料气缸充气，上料气缸将上料筒向下推到上料夹，同时上料夹上的真空吸盘紧吸眼镜片原片，随后真空发生器控制上料气缸向上回缩，带动上料筒向上移动，单个眼镜片原片留在上料夹上。待待铣削完毕铣边机移回原位后，下料气缸推动下料架伸出夹紧镜片，此时卡盘归位，随后下料夹归位与下料筒位置重合。随后收料气缸伸出带动顶杆将加工后镜片推入下料筒中，收料气缸归位，加工完毕。
眼镜片铣边机自动上下料传动装置共分为六个部分：支撑部分、上料机构、下料机构、收料机构、动力部分、原机部分；
支撑部分包括底座(35)，支撑部分为整个机构的支撑主体；
上料机构包括上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)、上料气缸固定杆(3)、上料气缸连接栓(4)、上料气缸(5)、上料筒连接螺栓(6)、上料筒(7)、真空吸盘组件(8)、上料夹(9)、上料气缸固定杆底座组件(11)；
上料气缸固定块(1)通过上料气缸连接栓(4)与上料气缸(5)的顶部连接；上料气缸(5)通过上料筒连接螺栓(6)与上料筒(7)的顶部连接；上料气缸稳定性调节块(2)与上料气缸固定块(1)平行，上料气缸稳定性调节块(2)与上料气缸(5)的周向连接固定；
上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)均通过螺纹配合连接在上料气缸固定杆(3)的顶部，上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)通过螺纹配合能够根据上料筒(7)的长度上下移动调节上料筒(7)的位置；上料气缸稳定性调节块(2)用以确保上料筒(7)稳定性；上料夹(9)安装在真空吸盘组件(8)上，真空吸盘组件(8)一端固定在上料气缸固定杆(3)中间；上料气缸固定杆底座组件(11)固定在底座(35)上，上料气缸固定杆(3)竖直安装在上料气缸固定杆底座组件(11)上。
下料机构包括下料气缸支撑杆底座组件(23)、下料气缸支撑杆(24)、下料气缸固定杆底座组件(25)、下料气缸固定杆(26)、下料气缸固定块(27)、下料气缸连接栓(28)、下料夹(29)、下料气缸(31)；
下料气缸支撑杆底座组件(23)、下料气缸固定杆底座组件(25)固定在底座(35)上；下料气缸支撑杆(24)竖直固定在下料气缸支撑杆底座组件(23)上；下料气缸固定杆(26)竖直固定在下料气缸固定杆底座组件(25)上；下料气缸固定杆(26)上水平安装有下料气缸固定块(27)，下料气缸固定块(27)通过下料气缸连接栓(28)与下料气缸(31)的端部连接；下料气缸支撑杆(24)与下料气缸(31)的周向连接；下料气缸(31)的输出端与下料夹(29)连接。
收料机构包括收料气缸固定块(12)、收料气缸固定杆(13)、收料气缸固定底座(14)、收料气缸连接栓(15)、收料气缸(16)、收料气缸支撑杆(17)、收料气缸支撑杆底座组件(18)、收料杆(22)、收料筒(30)、收料筒固定块(32)、收料筒固定杆(33)、收料筒固定杆底座组件(34)；
收料气缸固定底座(14)、收料气缸支撑杆底座组件(18)固定在底座(35)上；收料气缸固定杆(13)竖直安装在收料气缸固定底座(14)上；收料气缸支撑杆(17)竖直安装在收料气缸支撑杆底座组件(18)上；收料气缸固定块(12)通过螺纹连接固定在收料气缸固定杆(13)上，收料气缸固定块(12)通过收料气缸连接栓(15)与收料气缸(16)的端部连接；收料气缸支撑杆(17)与收料气缸(16)的周向固定；
收料筒固定杆底座组件(34)固定在底座(35)上，收料筒固定杆(33)安装在收料筒固定杆底座组件(34)上；收料筒固定块(32)固定在收料筒固定杆(33)的顶部，收料筒固定杆(33)与收料筒(30)的端部连接；收料杆(22)与收料气缸(16)的输出端连接，收料杆(22)与收料筒(30)的位置相对应；
动力部分包括气泵(19)与真空发生器(20)连接用以驱动各个气缸，动力部分安装在底座(35)上；
原机部分包括眼镜片铣边机(10)、机载上料夹推动气缸(21)；眼镜片铣边机(10)固定在底座(35)上且与上料机构、下料机构、收料机构的位置对应，眼镜片铣边机(10)用以完成眼镜片的铣边工序；机载上料夹推动气缸(21)与眼镜片铣边机(10)连接，实现将眼镜片原片送至眼镜片铣边机(10)卡盘位置。
所述真空吸盘组件(8)由一个内含通气孔的固定块和橡胶组成，起到吸附单个眼镜片原片的功能。
所述上料夹(9)、下料夹(29)由弹性细钢条组成，弹性细钢条的间距及形状根据上料筒(7)内装填的不同眼镜片原片形状进行夹持调节。
下料气缸固定块(27)能够根据不同眼镜铣边机卡盘位置进行上下调节下料气缸(31)的高度。
下料气缸支撑杆(24)是一个长度可调节杆，下料气缸支撑杆(24)能够根据下料气缸(31)的高度进行调节，对下料气缸(31)起固定作用。
收料筒固定块(32)能够根据下料夹(29)的位置上下移动并调节收料筒(30)的高度；
收料气缸固定块(12)能够根据收料筒(30)的位置上下移动，调节收料气缸(16)的高度；
收料气缸支撑杆(17)是一个长度调节杆，能够根据收料气缸(16)的高度进行调节，起固定收料气缸(16)的作用。
收料杆(22)是一个长度能够根据收料筒(30)长度调节的钢杆，收料杆(22)的前段固定有橡胶垫，防止划伤眼镜片。
上料筒用以盛纳眼镜片原片，上料筒的内径与眼镜片原片的大小一致。在此基础上，为固定压片在距离压片下端100mm处切削出凹槽以便固定，压片由弹性薄钢片制成，尺寸和形状均经过严密计算，起到确保眼镜片原片不会在其自重下滑落的作用。在上料筒中由于下部设计眼镜片只能单向通过，所以在上料筒的上方设置一筒盖，使用时将筒盖拧下，放入眼镜片后下压，使压片固定住镜片后即可拧上筒盖。
在上料筒筒身侧边开一个通气口，避免在镜片下落过程中筒内形成负气压使镜片下滑不流畅，同时还能调节镜片位置。材料优选为POM塑料，该材料综合性能较好，强度、刚度高，减磨耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，表面光滑，摩擦系数小。
收料筒设计基本与上料筒相似，收料筒没压片，但是在开口处开了两个对称的凹槽，方便下料夹将眼镜片送到收料筒口。
本发明的有益效果是，整个加工过程完全自动化，实现了安全、高效、低成本地眼镜片铣边加工。
附图说明
图1镜片铣边机自动上下料传动装置整体装配图。
图2镜片铣边机自动上下料传动装置整体三维结构示意图。
图中：1、上料气缸固定块，2、上料气缸稳定性调节块，3、上料气缸固定杆，4、上料气缸连接栓，5、上料气缸，6、上料筒连接螺栓，7、上料筒，8、真空吸盘组件，9、上料夹，10、眼镜片铣边机，11、上料气缸固定杆底座组件，12、收料气缸固定块，13、收料气缸固定杆，14、收料气缸固定底座，15、收料气缸连接栓，16、收料气缸，17、收料气缸支撑杆，18、收料气缸支撑杆底座组件，19、气泵，20、真空发生器，21、机载上料夹推动气缸，22、收料杆，23、下料气缸支撑杆底座组件，24、下料气缸支撑杆，25、下料气缸固定杆底座组件，26、下料气缸固定杆，27、下料气缸固定块，28、下料气缸连接栓，29、下料夹，30、收料筒，31、下料气缸，32、收料筒固定块，33、收料筒固定杆，34、收料筒固定杆底座组件，35、底座。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明进一步说明。
如图1-2所示，本发明中所涉及到的各个零部件具体参数如下：
上料筒由筒身、筒盖、压片组成。压片是上料筒中用来固定镜片的关键部件，镜片下压将压片向外弯曲，压片压力作用给镜片使得产生足够大的摩擦力保持镜片位置。本发明选用不锈钢作为压片材料，其具体尺寸为长100mm、厚度为0.1mm、宽5mm。上料筒材料选用择POM塑料，其尺寸为长226mm、直径64mm、壁厚3mm，其质量约为0.285KG，下料筒与上料筒一致。三个工作气缸均选用型号为MAL25*100的气缸，其内径为25mm，工作行程为100mm。真空发生器选用的型号为ZH07B，额定压力为4.5bar，其喷嘴直径为0.7mm。真空吸盘采用丁晴橡胶制作，其吸盘半径为4.4mm。
本发明中气泵选用OTS-750-18L无油静音小型空气压缩机，其总流量约为40.75L/min。上料夹由三部分组成：连杆、固定块、铁丝，其中左右两个固定块用来固定铁丝，中间固定块与铁丝成三角定位固定镜片位置。铁丝形状为下窄上宽，下部略窄于镜片宽度，材料均选用45号钢，总质量约为0.143KG。下料夹与上料夹相同。
支架及基座是固定整套上下料装置的核心。整套支架系统由一个大的基座和4个支架组成。其中基座选用弹性模量较高的合金钢制作，其尺寸为：长900mm、宽750mm、厚度为10mm。4个支架均选用45号钢制作，尺寸如下表：
表1支架尺寸
支架固定螺栓按粗牙普通螺纹标准(GB/T196-2003),选用螺纹公称直径d＝6mm的螺栓。
以上零部件的选用均经过了计算校核，满足生产要求。
首先，眼镜片铣边机开机后，其自带的微计算机发出加工信号，气泵(19)通过真空发生器向上料气缸(5)通气，上料气缸(5)将上料筒(7)向下推到上料夹(9)位置。其中上料气缸(5)和上料筒(7)通过螺纹连接，上料筒(7)中装有眼镜片原片。同时上料夹(9)上的真空吸盘组件(8)紧紧吸住眼镜片原片，随后真空发生器控制上料气缸(5)向上回缩，从而带动上料筒(7)向上移动回到初始位置，这样单个眼镜片原片就留在了上料夹(9)上。
经短暂的延迟后，机载微计算机控制机载推动气缸带动上料夹(9)和单个眼镜片原片向下旋转至机载卡盘位置，卡盘随后将镜片夹紧，然后铣边机带动铣刀向眼镜片原片倾斜接触，开始铣削。
铣削完成后真空发生器控制下料气缸(31)伸出，带动下料夹(29)将铣削完成的眼镜片夹住，接着卡盘松开，铣刀向后倾斜回到初始位置。随后真空发生器控制下料气缸(31)回缩，带动铣削完成的眼镜片回归到与收料筒口重合位置。然后真空发生器控制收料气缸伸出，带动顶杆将加工后镜片推入收料筒中，真空发生器控制收料气缸归位，加工完毕。整个加工过程中每个动作的时间间隔均由可由机载微型计算机初始编程控制。
准备工作：
将100片镜片从上料筒上方放入筒内，从上部向下挤压镜片，使得压片向外张开，当压片外张至极限时，最下方镜片便被压片固定住。
上料机构工作原理如下
1.当设备运行时，气缸会推动上料桶向下运动，当运动到预设位置时，待磨镜片下表面凸处与真空吸盘相接处，此时真空吸盘会吸紧镜片。
2.气缸回缩带动上料筒上升，最下方镜片由于真空吸盘吸而留在吸盘上，上方镜片则因为自重力下降而下降至原最下方镜片位置并固定住。
3.上料筒在气缸的作用下归位。
压片是上料筒中用来固定镜片的关键部件，镜片下压将压片向外弯曲，压片压力作用给镜片使得产生足够大的摩擦力保持镜片位置。
所需摩擦力如下：
f＝镜片自重＝镜片数*单片重量＝100*0.002kg*9.8N/kg＝1.96N
材料名称 弹性模量E/Gpa 密度 与玻璃间摩擦系数
铝合金 70～79 2600～2800 0.5～0.7
黄铜 96～110 8400～8600 0.5～0.7
青铜 96～120 8200～8800 0.5～0.7
铸铁 83～170 7000～7400 0.5～0.7
铜及其合金 110～120 8900 0.5～0.7
尼龙 2.1～3.4 880～1100 0.15～0.25
聚乙烯 0.7～1.4 960～1400 0.2
不锈钢 190～210 7850 0.5～0.6
综合上表及成本，选用不锈钢作为压片材料
初步选定压片长为100mm，厚度为0.1mm，宽5mm
经计算得到相应压片应伸入镜片下方6.2mm。

Claims (10)

1.眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：该装置共分为六个部分：支撑部分、上料机构、下料机构、收料机构、动力部分、原机部分；
支撑部分包括底座(35)，支撑部分为整个机构的支撑主体；
上料机构包括上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)、上料气缸固定杆(3)、上料气缸连接栓(4)、上料气缸(5)、上料筒连接螺栓(6)、上料筒(7)、真空吸盘组件(8)、上料夹(9)、上料气缸固定杆底座组件(11)；
上料气缸固定块(1)通过上料气缸连接栓(4)与上料气缸(5)的顶部连接；上料气缸(5)通过上料筒连接螺栓(6)与上料筒(7)的顶部连接；上料气缸稳定性调节块(2)与上料气缸固定块(1)平行，上料气缸稳定性调节块(2)与上料气缸(5)的周向连接固定；
上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)均通过螺纹配合连接在上料气缸固定杆(3)的顶部，上料气缸固定块(1)、上料气缸稳定性调节块(2)通过螺纹配合能够根据上料筒(7)的长度上下移动调节上料筒(7)的位置；上料气缸稳定性调节块(2)用以确保上料筒(7)稳定性；上料夹(9)安装在真空吸盘组件(8)上，真空吸盘组件(8)一端固定在上料气缸固定杆(3)中间；上料气缸固定杆底座组件(11)固定在底座(35)上，上料气缸固定杆(3)竖直安装在上料气缸固定杆底座组件(11)上；
下料机构包括下料气缸支撑杆底座组件(23)、下料气缸支撑杆(24)、下料气缸固定杆底座组件(25)、下料气缸固定杆(26)、下料气缸固定块(27)、下料气缸连接栓(28)、下料夹(29)、下料气缸(31)；
下料气缸支撑杆底座组件(23)、下料气缸固定杆底座组件(25)固定在底座(35)上；下料气缸支撑杆(24)竖直固定在下料气缸支撑杆底座组件(23)上；下料气缸固定杆(26)竖直固定在下料气缸固定杆底座组件(25)上；下料气缸固定杆(26)上水平安装有下料气缸固定块(27)，下料气缸固定块(27)通过下料气缸连接栓(28)与下料气缸(31)的端部连接；下料气缸支撑杆(24)与下料气缸(31)的周向连接；下料气缸(31)的输出端与下料夹(29)连接；
收料机构包括收料气缸固定块(12)、收料气缸固定杆(13)、收料气缸固定底座(14)、收料气缸连接栓(15)、收料气缸(16)、收料气缸支撑杆(17)、收料气缸支撑杆底座组件(18)、收料杆(22)、收料筒(30)、收料筒固定块(32)、收料筒固定杆(33)、收料筒固定杆底座组件(34)；
收料气缸固定底座(14)、收料气缸支撑杆底座组件(18)固定在底座(35)上；收料气缸固定杆(13)竖直安装在收料气缸固定底座(14)上；收料气缸支撑杆(17)竖直安装在收料气缸支撑杆底座组件(18)上；收料气缸固定块(12)通过螺纹连接固定在收料气缸固定杆(13)上，收料气缸固定块(12)通过收料气缸连接栓(15)与收料气缸(16)的端部连接；收料气缸支撑杆(17)与收料气缸(16)的周向固定；
收料筒固定杆底座组件(34)固定在底座(35)上，收料筒固定杆(33)安装在收料筒固定杆底座组件(34)上；收料筒固定块(32)固定在收料筒固定杆(33)的顶部，收料筒固定杆(33)与收料筒(30)的端部连接；收料杆(22)与收料气缸(16)的输出端连接，收料杆(22)与收料筒(30)的位置相对应；
动力部分包括气泵(19)与真空发生器(20)连接用以驱动各个气缸，动力部分安装在底座(35)上；
原机部分包括眼镜片铣边机(10)、机载上料夹推动气缸(21)；眼镜片铣边机(10)固定在底座(35)上且与上料机构、下料机构、收料机构的位置对应，眼镜片铣边机(10)用以完成眼镜片的铣边工序；机载上料夹推动气缸(21)与眼镜片铣边机(10)连接，实现将眼镜片原片送至眼镜片铣边机(10)卡盘位置。
2.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：所述真空吸盘组件(8)由一个内含通气孔的固定块和橡胶组成，起到吸附单个眼镜片原片的功能。
3.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：所述上料夹(9)、下料夹(29)由弹性细钢条组成，弹性细钢条的间距及形状根据上料筒(7)内装填的不同眼镜片原片形状进行夹持调节。
4.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：下料气缸固定块(27)能够根据不同眼镜铣边机卡盘位置进行上下调节下料气缸(31)的高度。
5.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：下料气缸支撑杆(24)是一个长度可调节杆，下料气缸支撑杆(24)能够根据下料气缸(31)的高度进行调节，对下料气缸(31)起固定作用。
6.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：收料筒固定块(32)能够根据下料夹(29)的位置上下移动并调节收料筒(30)的高度。
7.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：收料气缸固定块(12)能够根据收料筒(30)的位置上下移动，调节收料气缸(16)的高度。
8.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：收料气缸支撑杆(17)是一个长度调节杆，能够根据收料气缸(16)的高度进行调节，起固定收料气缸(16)的作用。
9.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：收料杆(22)是一个长度能够根据收料筒(30)长度调节的钢杆，收料杆(22)的前段固定有橡胶垫，防止划伤眼镜片。
10.根据权利要求1所述的眼镜片铣边机自动上下料传动装置，其特征在于：上料筒用以盛纳眼镜片原片，上料筒的内径与眼镜片原片的大小一致；压片由弹性薄钢片制成；在上料筒中由于下部设计眼镜片只能单向通过，所以在上料筒的上方设置一筒盖，使用时将筒盖拧下，放入眼镜片后下压，使压片固定住镜片后即可拧上筒盖；
在上料筒筒身侧边开一个通气口，避免在镜片下落过程中筒内形成负气压使镜片下滑不流畅，同时还能调节镜片位置；材料优选为POM塑料，该材料综合性能较好，强度、刚度高，减磨耐磨性好，吸水小，尺寸稳定性好，表面光滑，摩擦系数小；
收料筒设计基本与上料筒相似，收料筒没压片，但是在开口处开了两个对称的凹槽，方便下料夹将眼镜片送到收料筒口。
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