CN107203012A - 一种微小型光学镜片的自动涂墨装置及其操作方法 - Google Patents

Abstract

一种微小型光学镜片的自动涂墨装置及其操作方法，自动涂墨装置，包括设置在夹具中的海绵体，所述海绵体为梯形结构，海绵体的上梯形边的长度小于下梯边长的长度，下梯边长的中间设置有切口，墨管插装在切口中。所述切口呈孔状，上梯形边的长度范围为5mm～7mm，下梯边长的长度范围为9mm～11mm。所述海绵体的上梯形边所在一侧露出夹具，其露出长度小于3mm。所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，还包括吸附转轴，该吸附转轴为锥形转轴。所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，还包括定位夹，该定位夹的端部呈W形。本发明具有操作简便、加工精度高的特点。

Description

一种微小型光学镜片的自动涂墨装置及其操作方法

技术领域

本发明涉及一种光学镜片的自动涂墨装置，特别是一种微小型光学镜片的自动涂墨装置及其操作方法。

背景技术

众所周知，涂墨镜片目前广泛应用于各类光学产品中，涂墨工艺对各种光学成像系统中的杂散光的消除起到了很大的帮助，同时也使得各类光学产品在外观上更加美观，符合各类产品的设计美学需求。

在光学行业中，涂墨是指在光学元件指定部位使用工具涂上油墨以达到光学特性的工序，涂墨工序可以对光学元器件起到减少光的反射与发散，提高成像的清晰度，同时在外观上可以提升光学镜头的外表美观，并且能提升光学元器件的外径抗侵蚀性。

现有光学企业中，多数企业主要采用手动涂墨方式，并没有实现自动化，手动涂墨由于过分依赖操作员的加工手法，因此存在极大的生产不安定性，其主要表现在：人员流动性大，有疲劳周期，生产品质不安定；人员作业达到一定的效率瓶颈后，熟练度稳定但是无法进一步提升生产效率；技能要求高，人员育成周期长，需要三个月以上；制造业人工成本逐年上升，企业压力越来越大。这些因素使得镜片手动涂墨成为瓶颈工序，严重阻碍了企业的发展。

目前现有的自动涂墨方法针对外径5mm以下的光学镜片加工工艺无法突破，其原因为自动涂墨机厂商自带的工装一旦涉及加工外径5mm以下的光学镜片时，其同轴精度就无法达到要求，导致加工此类镜片时无法满足镜片涂墨加工图面要求。因此，现有技术存在以下问题：1)加工小镜片加工时，转轴同轴精度不好、轴晃动而造成溢墨不均，从而无法达到镜片客户要求的问题；2)镜片加工时，供墨不顺畅而造成的涂墨墨色浓淡不一致不均的问题；3)原定位夹加工小镜片时，定位夹张角角度及边长与镜片不匹配，导致无法定位好镜片达到可加工精度水准，从而无法加工；4)机台运作中，各环节中等待时间长及小镜加工良率及效率低的问题。

发明内容

本发明的目的旨在提供一种操作简便、加工精度高的微小型光学镜片的自动涂墨装置及其操作方法，以克服现有技术中的不足之处。

按此目的设计的一种微小型光学镜片的自动涂墨装置，包括设置在装夹头中的海绵体，其结构特征是所述海绵体为梯形结构，其中，海绵体的上梯形边的长度小于下梯边长的长度，下梯边长的中间设置有切口，用于涂墨的墨管的开口端插装在切口中。

进一步，所述海绵体的切口呈孔状，海绵体的上梯形边的长度范围为5mm～7mm，海绵体的下梯边长的长度范围为9mm～11mm。

进一步，所述海绵体的上梯形边所在一侧露出装夹头，其露出长度小于3mm。

进一步，所述装夹头的旁边设置有第一定位夹和第二定位夹，吸附转轴设置在第一定位夹与第二定位夹之间，吸附转轴为上小下大的锥形转轴，吸附转轴内设置有通孔，该通孔的开口端设置有喇叭口。

进一步，所述吸附转轴的通孔的开口端的倾角大于45度且小于90度。

进一步，所述第一定位夹和第二定位夹的端部分别呈W形。

进一步，所述第一定位夹和第二定位夹的端部分别设置有夹角，该夹角为120度。

进一步，所述微小型光学镜片的自动涂墨装置，还包括吸笔，所述吸笔为上小下大的锥形结构，吸笔的顶部设置有柱状的笔颈。

一种微小型光学镜片的自动涂墨装置的操作方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一，将墨管按预设路径进行安装，装墨管时一定要从下孔进、下孔出，且装夹在动力输送处的墨管必须为处理成扁平状；

步骤二，海绵体装夹；将带有切口的海绵体安装在装夹头中，将墨管插入装夹头切口的中间并将墨管摆正，装夹头不带切口的所在一侧露出装夹头，其露出长度小于3mm，然后加盖进行镙丝紧固；

步骤三，将油墨倒入自动涂墨装置的墨杯内，将墨管插入墨杯，将供墨档位及气压调到最大开始供墨向上，直到墨把海绵体露出夹具的部分完全浸透且往下滴时，供墨停止，然后将气压调到正常范围值；

步骤四，设备调试；首先通过锥形的吸附转轴调整好吸附转轴与第一定位夹、第二定位夹之间的同轴精度；

接下来，1)开始进行需要加工机种的涂墨轨迹设定，首先在自动涂墨装置的显示屏的工作页面的最下方点击设定窗口选择“CAD数据轨迹设定一”界面，点击界面上的“轴移动操作”界面，第一步先设定起始位，点击移动开始完成该点后需长按待存键至按键变白色进行保存，第二步进行“步移动操作”：即根据镜片的形状及涂墨范围设定涂墨的步骤，设定时每步起点确定后都需长按待存键至按键变白色进行保存；设定完成后关闭该界面返回，进行试加工微调整；

2)黑片吸放位置调整设定:先在显示屏的工作页面的最下方点击手动窗口，选择“料盘位手动”按键至出现“料盘位手动移动”界面，选择需要调整的吸嘴进行移动调整，调整完成后长按待存键直至按键变绿色即可；

3)白片料盘吸取及间距调整设定：先在显示屏的工作页面的最下方手动按键至“料盘间距手动调整”页面出现，选择需要调整的白片料盘进行移动调整，全部调整完成后长按待存键至按键变绿色即可；

4)机种名称设定写入：在显示屏的工作页面的最下方点击“设定”-“加工参数”-“机种设定”-“写入”按钮，至出现“机种名称写入”页面机种名称设定界面输入机种名称保存即可。

本发明采用上述的技术方案后，突破了行业内自动涂墨工艺因同轴精度达不到要求而不能满足镜片加工规格要求，通过对自动涂墨装置的吸附转轴和第一定位夹、第二定位夹的改良，使外径5mm以下的光学镜片能顺利导入自动涂墨作业，成功的解决了行业内的自动涂墨问题。

并且，两个操作人员原来每天只能管理一台手工涂墨机，而两个操作人员现在每天可以管理四到六台本产品，从而大大提升了工作效率；手工涂墨日产能为8000PCS/2人/日，自动涂墨机日产能为16000/日/台，故四至六台自动涂墨机可以节约6～8人/天，换成成本计算，人员成本节约27.4万～36.4元/年，其中，人员工资按照3800元/月：6*3800*12或8*3800*12，因此，一台自动涂墨装置的产能是手工涂墨装置的产能的2倍，对于目前企业用工紧张，其自动化的导入可以大大降低人员需求，降低了企业的运行成本。

本发明有效的解决了行业内的外径5mm以下光学镜片的自动涂墨问题，具有操作简便、加工精度高的特点。

附图说明

图1为本发明一实施例的结构示意图。

图2为机械手、装夹头和海绵体组装后的立体放大示意图。

图3为海绵体的立体放大示意图。

图4为第一定位头、第二定位头和吸附转轴的相对位置放大示意图。

图5为吸附转轴的轴向剖面放大示意图。

图6为第一定位头的放大示意图。

图7为吸笔的轴向剖面放大示意图。

图8为镜片的放大示意图。

图中：1为料盘，2为机械手，3为装夹头，4为分厘卡，5为第一定位夹，6为第二定位夹，7为第一定位头，8为第二定位头，9为吸附转轴，10为海绵体，10.1为切口，11为吸笔。

具体实施方式

下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述。

参见图1-图8，本微小型光学镜片的自动涂墨装置，包括设置在装夹头3中的海绵体10，所述海绵体10为梯形结构，其中，海绵体10的上梯形边的长度小于下梯边长的长度，海绵体10的下梯边长的中间设置有切口10.1，用于涂墨的墨管的开口端插装在切口10.1中。

在本实施例中，所述海绵体10的切口10.1呈孔状，海绵体10的上梯形边的长度范围为5mm～7mm，海绵体10的下梯边长的长度范围为9mm～11mm。

所述海绵体10的上梯形边所在一侧露出装夹头3，其露出长度小于3mm。

所述装夹头3的旁边设置有第一定位夹7和第二定位夹8，吸附转轴9设置在第一定位夹7与第二定位夹8之间，吸附转轴9为上小下大的锥形转轴，吸附转轴9内设置有通孔，该通孔的开口端设置有喇叭口。

所述吸附转轴9的通孔的开口端的倾角β大于45度且小于90度。

所述第一定位夹7和第二定位夹8的端部分别呈W形。

所述第一定位夹7和第二定位夹8的端部分别设置有夹角α，该夹角α为120度。

还包括吸笔11，所述吸笔11为上小下大的锥形结构，吸笔11的顶部设置有柱状的笔颈。

将图8所示的待加工镜片由料盘1中移到吸附转轴9处，通过调整第一定位夹7和第二定位夹8，使得待加工镜片、吸附转轴9、第一定位夹7和第二定位夹8保持同轴度，再由机械手2中的装夹头3装好专用海绵体对待加工镜片按照设定涂墨轨迹进行涂墨；其中，分厘卡4及第一定位块5、第二定位块6是用于微调的机构。

一种微小型光学镜片的自动涂墨装置的操作方法，包括以下步骤：

步骤一，将墨管按预设路径进行安装，装墨管时一定要从下孔进、下孔出，且装夹在动力输送处的墨管必须为处理成扁平状；

步骤二，海绵体10装夹；将带有切口的海绵体10安装在装夹头3中，将墨管插入装夹头3切口的中间并将墨管摆正，装夹头3不带切口的所在一侧露出装夹头3，其露出长度小于3mm，然后加盖进行镙丝紧固；

步骤三，将油墨倒入自动涂墨装置的墨杯内，将墨管插入墨杯，将供墨档位及气压调到最大开始供墨向上，直到墨把海绵体10露出夹具的部分完全浸透且往下滴时，供墨停止，然后将气压调到正常范围值；

步骤四，设备调试；首先通过锥形的吸附转轴9调整好吸附转轴9与第一定位夹7、第二定位夹8之间的同轴精度；

接下来，1)开始进行需要加工机种的涂墨轨迹设定，首先在自动涂墨装置的显示屏的工作页面的最下方点击设定窗口选择“CAD数据轨迹设定一”界面，点击界面上的“轴移动操作”界面，第一步先设定起始位，点击移动开始完成该点后需长按待存键至按键变白色进行保存，第二步进行“步移动操作”：即根据镜片的形状及涂墨范围设定涂墨的步骤，设定时每步起点确定后都需长按待存键至按键变白色进行保存；设定完成后关闭该界面返回，进行试加工微调整；

2)黑片吸放位置调整设定:先在显示屏的工作页面的最下方点击手动窗口，选择“料盘位手动”按键至出现“料盘位手动移动”界面，选择需要调整的吸嘴进行移动调整，调整完成后长按待存键直至按键变绿色即可；

3)白片料盘吸取及间距调整设定：先在显示屏的工作页面的最下方手动按键至“料盘间距手动调整”页面出现，选择需要调整的白片料盘进行移动调整，全部调整完成后长按待存键至按键变绿色即可；

4)机种名称设定写入：在显示屏的工作页面的最下方点击“设定”-“加工参数”-“机种设定”-“写入”按钮，至出现“机种名称写入”页面机种名称设定界面输入机种名称保存即可。

在本实施例中，按海绵体装夹、设备调试、镜片加工和选取实验分别进行详细描述。

1.海绵体装夹。

1)作业前，操作员的口罩、帽子佩戴整齐，操作员的每只手的拇指、食指与中指各佩戴1个手指套，同时准备擦拭纸、丙酮和专用海绵体。

2)将墨管按要求的路径进行装好，装墨管时注意顺序不可错误否则无法正常供墨，一定要从下孔进下孔出，且装夹在动力输送处的墨管必须为处理成扁平状。

3)将海绵体一分为二切成梯形，从海绵体较宽的一头由中间切开，见图3。

4)开始进行海绵体装夹，将已开口的海绵体放入指定的位置，把墨管放入海绵体开口的中间并摆放端正，尽量让未开口的一端海绵体只漏出3mm以下的长度，然后加盖进行镙丝紧固，见图2。

5)根据镜片图面要求请配墨人员配置指定的油墨,倒入自动涂墨机专用墨杯内,放在指定位置。

6)将墨管从指定位置插入墨杯，将供墨档位及气压调到最大开始供墨向上；直到墨把海绵体头完全浸透且往下滴时，供墨可停止，将气压调到正常的范围值。

7)墨管、海绵体装夹及供墨完成，准备开始调试机台。

2.设备调试。

1)作业前，操作员的口罩、帽子佩戴整齐，操作员的每只手的拇指、食指与中指各佩戴1个手指套。

2)准备镜片或调机品，以及专用转轴、专用夹具、专用套环、丙酮、专用海绵体。

3)选择专用的转轴及定位夹并调整好同轴精度，见图4。

4)开始进行需要加工机种的涂墨轨迹设定，首先在设备屏幕页面的最下方点击设定窗口选择“CAD数据轨迹设定一”界面，点击界面上的“轴移动操作”界面，第一步先设定起始位，点击移动开始完成该点后需长按待存键至按键变白色进行保存，第二步进行“步移动操作”：即根据镜片的形状及涂墨范围设定涂墨的步骤，设定时每步起点确定后都需长按待存键至按键变白色进行保存；设定完成后关闭该界面返回，进行试加工微调整。

5)黑片吸放位置调整设定:先在显示屏页面的最下方点击手动窗口，选择“料盘位手动”按键至出现“料盘位手动移动”界面，选择需要调整的吸嘴进行移动调整，调整完成后长按待存键直至按键变绿色即可。

6)白片料盘吸取及间距调整设定：先在显示屏页面的最下方手动按键(参照图6)至“料盘间距手动调整”页面出现，选择需要调整的白片料盘进行移动调整，全部调整完成后长按待存键至按键变绿色即可。

7)机种名称设定写入：在显示屏的最下方点击“设定”-“加工参数”-“机种设定”-“写入”按钮，至出现“机种名称写入”页面机种名称设定界面输入机种名称保存即可。

3.镜片加工。

1)选择合适的吸附转轴及定位夹，包括第一定位夹和第二定位夹,并调整好吸附转轴及定位夹的同轴度。

2)将墨管及海绵体按要求装好。

3)根据镜片图面要求请配墨人员配置指定的油墨,倒入自动涂墨机专用墨杯内,放在指定位置,并开始向上供墨。

4)选择准备加工机种的涂墨轨迹，先用10个调机品试加工确认是否需要微调。

5)确认OK后将白片准备好。

6)将上好的指定套环的白片及放置黑片的铁盘按要求放在指定的料盘位。按下STOP按纽，待所有数据回原点。

7)在设备屏幕选择自动加工状态，按一下绿色启动键，开始自动涂墨加工。

8)当一盘镜片加工完成，进行数据复位，重复上料及自动加工步骤继续加工；并确认墨色、溢墨及亮线等项目。

4.外径5mm以下光学镜片的自动涂墨工艺导入选取实验：

1)设计同轴度高的吸附转轴：将原机台自带转轴圆柱T形改良为锥形的吸附转轴，原内孔口径与镜片接触点为90℃平行接触改良为45℃贴合镜片接触，原转轴同轴度及垂直度要求为0.03设计要求改良为0.01，从而能够解决小镜片加工时同轴精度，见图5；接下来，按照2.设备调试进行调试。

2)设计专用定位夹：将原定位夹张开角度90度根据对小镜片模拟改为120度，见图6；第一定位夹和第二定位夹的边长由12mm改为6mm，作为5mm小镜片加工专用定位夹，并按照2.设备调试进行调试。

3)设计吸笔：将原圆柱形吸笔改良为锥形结构，见图7。

具体如下表1所示，采用本发明提供的技术方案的产能及良品率明显高于手工涂墨，因此，本发明成功的将外径5mm以下光学镜片导入了自动涂墨作业。

表一

以上显示和描述了本发明的基本原理和主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解，本发明不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理，在不脱离本发明精神和范围的前提下，本发明还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。

Claims (9)

1.一种微小型光学镜片的自动涂墨装置，包括设置在装夹头(3)中的海绵体(10)，其特征是所述海绵体(10)为梯形结构，其中，海绵体(10)的上梯形边的长度小于下梯边长的长度，下梯边长的中间设置有切口(10.1)，用于涂墨的墨管的开口端插装在切口(10.1)中。

2.根据权利要求1所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述海绵体(10)的切口(10.1)呈孔状，海绵体(10)的上梯形边的长度范围为5mm～7mm，海绵体(10)的下梯边长的长度范围为9mm～11mm。

3.根据权利要求2所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述海绵体(10)的上梯形边所在一侧露出装夹头(3)，其露出长度小于3mm。

4.根据权利要求1所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述装夹头(3)的旁边设置有第一定位夹(7)和第二定位夹(8)，吸附转轴(9)设置在第一定位夹(7)与第二定位夹(8)之间，吸附转轴(9)为上小下大的锥形转轴，吸附转轴(9)内设置有通孔，该通孔的开口端设置有喇叭口。

5.根据权利要求4所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述吸附转轴(9)的通孔的开口端的倾角(β)大于45度且小于90度。

6.根据权利要求1所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述第一定位夹(7)和第二定位夹(8)的端部分别呈W形。

7.根据权利要求6所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是所述第一定位夹(7)和第二定位夹(8)的端部分别设置有夹角(α)，该夹角(α)为120度。

8.根据权利要求1至7任一所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置，其特征是还包括吸笔(11)，所述吸笔(11)为上小下大的锥形结构，吸笔(11)的顶部设置有柱状的笔颈。

9.一种根据权利要求1所述的微小型光学镜片的自动涂墨装置的操作方法，其特征是包括以下步骤：

步骤一，将墨管按预设路径进行安装，装墨管时一定要从下孔进、下孔出，且装夹在动力输送处的墨管必须为处理成扁平状；

步骤二，海绵体(10)装夹；将带有切口的海绵体(10)安装在装夹头(3)中，将墨管插入装夹头(3)切口的中间并将墨管摆正，装夹头(3)不带切口的所在一侧露出装夹头(3)，其露出长度小于3mm，然后加盖进行镙丝紧固；

步骤三，将油墨倒入自动涂墨装置的墨杯内，将墨管插入墨杯，将供墨档位及气压调到最大开始供墨向上，直到墨把海绵体(10)露出夹具的部分完全浸透且往下滴时，供墨停止，然后将气压调到正常范围值；

步骤四，设备调试；首先通过锥形的吸附转轴(9)调整好吸附转轴(9)与第一定位夹(7)、第二定位夹(8)之间的同轴精度；

接下来，1)开始进行需要加工机种的涂墨轨迹设定，首先在自动涂墨装置的显示屏的工作页面的最下方点击设定窗口选择“CAD数据轨迹设定一”界面，点击界面上的“轴移动操作”界面，第一步先设定起始位，点击移动开始完成该点后需长按待存键至按键变白色进行保存，第二步进行“步移动操作”：即根据镜片的形状及涂墨范围设定涂墨的步骤，设定时每步起点确定后都需长按待存键至按键变白色进行保存；设定完成后关闭该界面返回，进行试加工微调整；

2)黑片吸放位置调整设定:先在显示屏的工作页面的最下方点击手动窗口，选择“料盘位手动”按键至出现“料盘位手动移动”界面，选择需要调整的吸嘴进行移动调整，调整完成后长按待存键直至按键变绿色即可；

3)白片料盘吸取及间距调整设定：先在显示屏的工作页面的最下方手动按键至“料盘间距手动调整”页面出现，选择需要调整的白片料盘进行移动调整，全部调整完成后长按待存键至按键变绿色即可；

4)机种名称设定写入：在显示屏的工作页面的最下方点击“设定”-“加工参数”-“机种设定”-“写入”按钮，至出现“机种名称写入”页面机种名称设定界面输入机种名称保存即可。