CN106739038A - 一种实现光学镜片注模自动控制的装置与方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种实现光学镜片注模自动控制的装置与方法。该装置包括镜片模具、激光器、光探测器、继电器、继电器控制开关、电磁阀；镜片模具用于树脂镜片的热成型加工；激光器位于镜片模具的一侧，用于向镜片模具发射激光束；光探测器位于镜片模具的另一侧，用于检测穿过镜片模具后的激光束；继电器根据光探测器的信号而进行通断状态的改变；继电器控制开关用于控制继电器与电磁阀间的电路通断；电磁阀用于控制树脂镜片胶液是否注入至镜片模具。本发明非常巧妙地利用了激光束在胶液和空气界面会发生全内反射的特点，利用十分简单的装置即可实现镜片注胶过程的自动控制。

Description

一种实现光学镜片注模自动控制的装置与方法

技术领域

本发明涉及光学树脂镜片的制造领域，特别涉及一种用于镜片注胶过程的自动控制装置及其方法。

背景技术

树脂镜片是目前被大量使用的一种光学镜片，具有重量轻、抗冲击力强、可注射成型等优点。对于注射成型的树脂镜片，只需制造一个精密的镜片模具后，就可大量生产，有利于降低生产成本和提高成品率。

树脂镜片一般为热固性材料，其原料呈液态，注模加热后形成固态镜片，再经打磨、抛光、清洗、沉积功能膜等工序后形成最终镜片。除了注模工艺外，其他过程目前均已经实现了自动化生产。如何实现树脂镜片制造过程的全自动化控制是镜片制造厂家十分关注的一项技术，对减轻操作工人的劳动强度，提高产品质量和成品率，降低生产成本等均有十分重要的意义。

本发明提出了一种对注模过程进行自动化控制的装置和方法，可实现镜片注胶过程的自动化，从而实现镜片制造过程的全自动化。

发明内容

目前镜片注模过程无法自动化的难点在于机器很难正确判断胶液是否已经注满模具，需人工操作判断，因此无法实现自动化控制，容易造成胶液外流或者注胶不足的情况。本发明针对现有光学树脂镜片注模工艺需要人工判断的不足，提出了一种利用光全内反射原理自动检测胶液是否注到设定高度的方法，具有装置简单、可靠性和稳定性高的特点。

本发明所述的一种实现光学树脂镜片注模自动控制的装置，该自动控制装置包括：镜片模具、激光器、光探测器、继电器、继电器控制开关、电磁阀。

所述镜片模具用于树脂镜片的热成型加工。

所述激光器位于所述镜片模具的一侧，用于向所述镜片模具发射激光束。

所述光探测器位于所述镜片模具的另一侧，用于检测穿过所述镜片模具后的激光束。

所述继电器根据所述光探测器的信号而进行通断状态的改变。

所述继电器控制开关用于控制所述继电器与所述电磁阀间的电路通断。

所述电磁阀用于控制胶液是否注入至所述镜片模具。

本发明自动控制装置还包括续流二极管，用于防止所述继电器和所述电磁阀所产生的感生电动势对电路中电子元器件造成损坏。

所述激光器的光束方向可进行调节。

所述激光器的激光束可透过镜片模具和胶液。

所述光探测器的位置可进行调节。

本发明的另一个目的是提供上述装置的注模自动控制方法，该方法具体如下：

(1)将所述继电器控制开关断开，以防止所述电磁阀启动；

(2)将所述镜片模具放置于设定位置，并向所述镜片模具中注入所需量的胶液；

(3)开启所述激光器，调节所述激光器光束的角度，使得所述激光器发出的光束与水平面(胶液面)的夹角小于90-α，其中α为激光束从胶液进入空气的全反射临界角；

(4)将所述镜片模具中的胶液清空，并再次放置于原设定位置；

(5)调节所述光探测器位置，使得穿过空镜片模具后的激光束能够进入所述光探测器，所述光探测器所产生的电信号使所述继电器输出端触点吸合；

(6)合上所述继电器控制开关，使所述继电器与所述电磁阀间形成通路；

(7)所述电磁阀控制胶液自动注入至所述镜片模具；

(8)当胶液面高度达到一定位置时，所述激光束在胶液和空气界面发生全内反射而产生很大的偏离，使得穿过所述镜片模具后的激光束无法进入所述光探测器，导致所述继电器输出端断开，所述电磁阀关闭，胶液不再注入至所述镜片模具；

(9)断开所述继电器控制开关；

(10)更换所述镜片模具；

(11)重复上述步骤(6)～(10)，便可实现光学树脂镜片注模的自动控制。

本发明非常巧妙地利用了激光束在胶液和空气界面会发生全内反射的特点，利用十分简单的装置即可实现镜片注胶过程的自动控制。

附图说明

图1为利用激光在胶液/空气界面发生全内反射的原理图；

图2为本发明所述的自动控制装置的示意图。

具体实施方式

以下用附图说明本发明的实施例。

原理：如图1所示，其中模具1为热固化树脂或玻璃材质，一般为透明的圆片状球面。胶液2的折射率n₁与模具的折射率n₂接近，但是胶液的折射率n₁远远大于空气的折射率n₀。因此，入射到模具1的激光束5在胶液2和空气界面可发生全内反射，导致光路发生很大偏转。如果事先把入射光路5与胶液2平面法线的角度设定为大于全内反射角并调整光探测器4的位置，使得模具1内胶液2未达到设定高度时，激光束6能够进入光探测器4。那么，当模具1中胶液2高度到达设定高度时，激光束7因全内反射发生偏转而无法进入光探测器4导致信号产生突变。镜片用树脂胶的折射率一般在1.5左右，对应的α角一般在40°左右。为保险起见，α角可取得大一些，如60°，以保证在胶液与空气的界面能满足全内反射的要求。本发明就是根据这一原理来判断模具中胶液是否注入至设定的高度。

图2为本发明所述的自动控制装置的示意图。如图2所示，本装置由一组镜片模具1、一个角度可调的激光器3、一个用于激光束探测的光电三极管4、一个继电器8、一个继电器输出控制开关9、一个电磁阀10(包括电磁阀线圈101)、两个续流二极管11和12等元器件组成。其中，镜片模具1由两片曲面状的透明树脂构成，周边由透明胶带封住，在注胶口处留一小口子用于注胶。

对于注胶过程的自动控制，具体方法如下：

(1)断开继电器输出控制开关9，以防止电磁阀启动。

(2)将镜片模具1放置于设定位置，在镜片模具1中注入所需量的胶液。

(3)开启激光器3，调节激光器3光束的角度，使得激光器3发出的光束与水平面(胶液面)的夹角小于90-α，如30度甚至更小。其中，α为激光束从胶液进入空气的全反射临界角。

(4)将镜片模具1中的胶液清空，并再次放置于原设定位置。

(5)调节光敏三极管4的位置，使得穿过空模具1后的激光束能够进入光敏三极管4。光敏三极管4在有激光束进入时，继电器8动作，继电器8输出端触点吸合；在没有激光束进入时，继电器8不动作，继电器8输出端触点断开。

(6)合上继电器输出控制开关9。

(7)电磁阀10动作，注胶开始。当模具1中胶液面高度没有达到激光光束高度前，激光束能够进入光敏三极管4，因此胶液持续通过注射器13注入镜片模具1。

(8)当胶液面高度达到激光束高度位置时，因激光束在胶液和空气界面发生全内反射而发生很大的偏离，使得穿过镜片模具1后的激光束无法进入光敏三极管4，导致继电器8输出断开，电磁阀10关闭，胶液不再注入至镜片模具1。

(9)断开继电器输出控制开关9。

(10)更换镜片模具1。

(11)重复步骤(6)～(10)，便可实现光学树脂镜片注模的自动控制。

上述实施例并非是对于本发明的限制，本发明并非仅限于上述实施例，只要符合本发明要求，均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种实现光学镜片注模自动控制的装置，其特征在于包括镜片模具、激光器、光探测器、继电器、继电器控制开关、电磁阀；

所述的镜片模具用于树脂镜片的热成型加工；

所述的激光器位于镜片模具的一侧，用于向镜片模具发射激光束；

所述的光探测器位于镜片模具的另一侧，用于检测穿过镜片模具后的激光束；

所述的继电器根据光探测器的信号而进行通断状态的改变；

所述的继电器控制开关用于控制继电器与电磁阀间的电路通断；

所述的电磁阀用于控制树脂镜片胶液是否注入至镜片模具。

2.如权利要求1所述的一种实现光学镜片注模自动控制的装置，其特征在于还包括续流二极管，用于防止继电器和电磁阀所产生的感生电动势对电路中电子元器件造成损坏。

3.如权利要求1所述的一种实现光学镜片注模自动控制的装置，其特征在于所述激光器的光束方向可进行调节。

4.如权利要求1所述的一种实现光学镜片注模自动控制的装置，其特征在于所述激光器的激光束可透过镜片模具和胶液。

5.如权利要求1所述的一种实现光学镜片注模自动控制的装置，其特征在于所述光探测器的位置可进行调节。

6.一种实现光学镜片注模自动控制方法，其特征在于包括以下步骤：

(1)将继电器控制开关断开，以防止所述电磁阀启动；

(2)将镜片模具放置于设定位置，并向镜片模具中注入所需量的胶液；

(3)开启激光器，调节激光器光束的角度，使得激光器发出的光束与胶液面的夹角＜90°-α，其中α为激光束从胶液进入空气的全反射临界角；

(4)将镜片模具中的胶液清空，并再次放置于原设定位置；

(5)调节光探测器位置，使得穿过空镜片模具后的激光束能够进入光探测器，光探测器所产生的电信号使继电器输出端触点吸合；

(6)合上继电器控制开关，使继电器与电磁阀间形成通路；

(7)电磁阀控制胶液自动注入至镜片模具；

(8)当胶液面达到一定液位时，激光束在胶液和空气界面发生全内反射而产生很大的偏离，使得穿过镜片模具后的激光束无法进入光探测器，导致继电器输出端断开，电磁阀关闭，从而使得胶液不再注入至镜片模具；

(9)断开继电器控制开关；

(10)更换镜片模具；

(11)重复上述步骤(6)～(10)，便可实现光学树脂镜片注模的自动控制。