CN1100662C - 塑料透镜基片及其生产设备和方法 - Google Patents

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Abstract

生产塑料透镜基片的方法包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤。这种方法以自动的方式，高的生产效率和低的成本生产具有透镜表面的塑料透镜基本，透镜表面可以是球面、复曲面、渐进面、非球面和复曲面的组合或渐进面和复曲面的组合。本发明也涉及生产透镜基片的设备。

Description

塑料透镜基片及其生产设备和方法
日本专利申请第8-271001号和第9-270059号公开的全部内容，包括说明书、权利要求书、附图及摘要都在本说明书中引作参考。
本发明涉及塑料透镜基片，也涉及生产这种透镜基片的设备和方法。
迄今为止，适于眼镜中使用的塑料透镜基片的塑料块材一直是借助三个加工步骤，即，磨削、修匀和抛光来加工其两个表面之一而生产的。塑料块材(下文中称为块材)是一厚壁透镜其已加工出一个凸面，但仍需要加工以达到合乎要求的透镜厚度和一个凹面。块材即所谓的半成品。上述加工步骤的每一个的细节将在下文中详述。
首先，磨削步骤的目的是切削块材的一个选定的表面(下文中称为凸镜成形表面)，在该透镜成形表面上得到需要的半径。为此，采用一种金刚石轮，它称为杯状工具，在其磨削面上具有电积金刚石颗粒。为了进行磨削步骤，使金刚石轮轴向转动，然后移动以便使电积金刚石颗粒的表面接触块材的透镜成形表面，同时将冷却剂施加在透镜成形表面上。通常使用的冷却剂是水或含有防锈剂、防止起泡剂等的水溶液。
当磨削步骤完工时进行修匀步骤。
修匀步骤的目的是使通过磨削步骤已切至预定半径，但表面仍有些粗糙的块材透镜成形面变得精细光滑。在传统的作法中，修匀步骤是使用一钻盘进行的，该钻盘设有一个表面，其半径相应于块材的透镜成形表面的规定半径。粘合在该铝盘表面上的是一片状抛光介质，通常称为修匀垫，专门用于这种修匀步骤。这里所述的铝盘称为加工盘，在施加冷却剂时使加工盘转动，使抛光介质滑动接触块材的透镜成形表面。
通过修匀步骤在透镜成形表面加工得粗糙度降低的块材其后在抛光步骤中进行精加工。
抛光步骤的目的是使已经过修匀步骤加工的透镜成形表面具有更高的精密度或光洁度。在抛光步骤中也使用在修匀步骤中所述的塑料钻盘，它具有一个在径向形状上与块材的透镜成形表面相适配的表面。粘合在钻盘上的抛光介质(例如一抛光垫)比在修匀步骤中所用的抛光介质更软一些，粒度更细小一些。抛光步骤是按下述方式进行的：使上述加工盘与透镜成形表面滑动接触，同时在透镜成形表面上施加抛光液。
在塑料透镜基片的生产中，块材在其透镜成形表面上是借助上述三个加工步骤加工的。在每一个上述步骤中分别采用一个专用的加工设备。
为了生产眼镜中使用的塑料透镜基片，本发明人一直使用现有技术的生产设备和生产方法来加工塑料块材，因而本发明人发现，传统的作法的缺点是加工时间太长。
传统的生产方法为进行塑料块材的磨削、修匀和抛光中的每一个加工步骤都需要单独的加工设备。因此，这种方法设备成本高、占用场地大。另外，需要许多不同的加工盘以便适应在修匀和抛光步骤中需要加工的不同半径。这些加工盘因其制备而需要大量时间并增加了成本。另外，待加工的半径取决于透镜的处方，它们是随着不用的使用者而变化的、为了适合使用者的需要就要满足数目很多的半径。但是，由于制备加工盘费时费力，因而必须对种类繁多的加工盘进行库存。这显然会增加储存空间和投资成本。上述各种问题时提高透镜生产率，节约生产开支带来了障碍。
除此以外，不利的是，使用加工盘的普通的生产方法要求加工盘滑动地接触塑料块材的透镜成形表面，因而可能的加工就被局限于球形透镜和复曲面透镜。
因此，本发明的目的是解决或消除在现有技术的生产方法中存在的上述问题。
为了寻求上述问题的原因，本发明人已经使用了现有技术的生产方法和生产设备来加工塑料块材。
为了实施和完成包括磨削、修匀和抛光的每一个加工步骤都要花费一分钟至几分钟的时间。为了加工一个块材，在每一个上述步骤中，每次都要固定和卸下块材，因而必须固定和拆卸块材三次，并且装拆加工盘二次。已经发现，固定和卸下块材，以及装、拆加工盘总计达10次，这就要花费大量的努力和诸多人工。
另外，在修匀和抛光步骤中使用的粘装在加工盘上的垫在每次完成一个块材的加工时都必须用新垫更换。已经发现除去用过的垫及安装新垫很难进行，要花费大量精力和人工。
另外还发现，从种类繁多的库存中找出所需半径的加工盘也有诸多不便。有时，当所需要的加工盘在另一步骤中正在使用时，可能会找不到，此时就必须等待直至可以得到所需的加工盘，因此会降低生产率。
现已证明上述事实在生产定制的眼镜时可增加成本，降低效率。
本发明的第一方面是一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在磨削、修匀和抛光步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置，一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
在本发明的第二方面中提供一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在倒角、磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具片的方法，它包括以下步骤：提供一个塑料块材、一个定位器、一个加工工具储存装置和用于磨削、修匀和抛光的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；在定位器上定位塑料块材；使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；使用用于抛光的工具抛光修匀后的块材；其中，所述磨削、修匀和抛光步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的。
在本发明的第十三方面中提供一种生产用于眼镜修匀的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：提供一个塑料块材、一个定位器、一个加工工具储存装置和用于磨削和修匀的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；在定位器上定位塑料块材；使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；其中，所述磨削、修匀步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的。
在本发明的第十四方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：提供一个塑料块材料、一个定位器、一个加工工具存装置和用于磨削和修匀的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；在定位器上定位塑料块材；使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；其中，所述磨削、修匀步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的，在修匀步骤之后所述方法还包括抛光修匀后的块材的抛光步骤，它是使用与所述一个设备不同设备进行的。
在本发明中，塑料块材最好从热塑性树脂和热固性树脂中选择一种。热塑性树脂可以是纤维素树脂(如塞璐珞、乙酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素)、酰胺树脂包括脂族酰胺(如尼龙-6、尼龙-66和尼龙-12)和芳族酰胺、polyolefins(如ABS树脂、AS树脂、以便加工塑料块材。
在本发明的第三方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于倒角的工具、用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤。
在本发明的第四方面中提供一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
在本发明的第五方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个所述加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤。
在本发明的第六方面中提供一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在磨削、修匀和抛光步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
在本发明的第七方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
在本发明的第八方面中提供一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在倒角、磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
在本发明的第九方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于倒角的工具、用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
在本发明的第十方面中提供一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：一个用于定位塑料块材的定位器；一个用于固定加工工具的座架；一个用于储存准备在磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
在本发明的第十一方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：在加工材料定位器上定位塑料块材；在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
在本发明的第十二方面中提供一种生产用于眼镜的塑料透镜基聚苯乙烯、聚乙烯和聚苯烯)、乙烯基树脂(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物和聚乙烯醇)、饱和聚酯(如聚缩醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸二酯、聚对苯二甲酸丁二酯)、芳族聚酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、多芳基化合物、聚甲基戊烯、离聚物、液晶聚合物、聚酰亚胺、含氟聚合物、聚苯硫、改性聚苯氧或热塑性聚氨酯。热固性树脂可以是环氧树脂、不饱和聚酯、热固性聚氨酯、聚酰亚胺、二甘醇双烯丙基碳酰酯的聚合物(CR-39)、双酚A或卤化双酚A和二(甲基)丙烯酸酯的共聚物、双酚A或卤化双酚A和尿烷改性的二(甲基)丙烯酸酯，或二丙烯酸酯化合物或乙烯基苄基醇和不饱和硫醇化合物的共聚物。
附图简要说明如下：
附图表示按照本发明的生产设备的一种推荐形式的示意图。
下面描述本发明的生产设备。
塑料块材1放置在用于使待加工的材料定位的定位器2上。在本实施例中，块材1放置其凸面侧上，使用低熔点金属合金与定位器2粘接配合。定位器2的一侧面用来定位处理材料即块材1，而另一侧面则固定地安装在与操纵装置3相连的轴线上。操纵器的作用是使定位器2转动，为此目的，可以使用一电机或类似装置。
定位器2可在X和/或Y和/或Z方向上运动。上述运动是借助驱动器15实现的。虽然驱动器15在图中连接于定位器2，但是也可以连接于操纵装置3，使其与操纵装置3一起运动。
操纵装置13和驱动器15中每一个都与控制装置16连通。控制装置16控制操纵装置3，从而控制与定位器2相关的转数和转速，以及操纵装置3的通断操作。另外，控制装置16控制驱动器15，从而控制与定位器2相关的运动的X和/或Y和/或Z方向，运动的距离，运动的速度，以及通断操作。在这种情形中，最好使用计算机作为控制装置。虽然在图示的布置中，操纵装置3和驱动器15都连接于一个控制装置16，但是也可对操纵装置3和驱动器15设置分开的控制装置。
用于固定加工工具的座架5朝向定位器2的用于定位加工材料即块材1的侧面设置。座架5在其一端设有用于固定加工工具的位置，而在相反端设有操纵装置6。操纵装置6可使加工工具作轴向运动。为了这项操作，可以使用一电机、一高频电机、一气动主轴或类似装置。
座架5连接于驱动器15。这里，与运动的X和或Y和/或Z方向、运动的距离和通断操作，以及运动的倾角(θ)相关，驱动器15作用在加工工具上。
操纵装置6也连接于控制装置16。控制装置16用于控制操纵装置6，从而与运动的X和/或Y和/或Z方向、运动的距离、运动的速度和通断操作，以及运动的倾角(θ)和倾斜操作的通断操作相关，控制加工工具。为此目的，可以使用计算机辅助装置。如果θ的轴线调在0度，那么，加工工具实际上只在其顶部附近区域工作，因而不能达到加工工具转动可能引起的足够的圆周速度。而且不利的是，这样工具还易于引起堵塞或类似不便。由于这些原因，在实施本发明时，θ的轴线应该倾斜。
在现在描述的实施例中，通过操纵装置6形成的那些控制是通过使用一个控制装置进行的。当需要时可以分开设置控制装置以实现有关的控制。另一方面，驱动器15和控制装置16用于驱动定位器2和座架5并控制这些零件的操纵装置3，6。驱动器15和控制装置16可以保持相互分离的工作关系。
一排放导管12，一冷却剂供应软管13和一抛光液供应软管14在块材1的侧上方设置。导管的排放、冷却剂的供应及抛光液的供应都是使用计算机辅助电机实施的，其可以进行通断操作及控制排放和供应的程度。
用于储存加工工具的储存装置17邻近于工具座架5设置。储存装置17用于容纳多个加工工具7，8，9，10，11，它们具有不同的形状、硬度和尺寸，以便进行每种磨削、修匀和抛光的加工步骤。在加工操作过程中，座架5移至储存装置17，为下面的加工选择所需的工具。在这种选择中借助操作者的判断。
用于磨削步骤中的适当加工工具包括球端铣刀、端铣刀，适当的材料包括金刚石和超硬材料、用于修匀步骤中的适当加工工具包括电积油石和树脂粘合油石。用于抛光步骤中的适当的加工工具可从毡抛光轮、硅橡胶和刷中选择。
实施本发明时，可使座架5和定位器2借助这两个构件中任一个或两者而在X和/或Y和/或Z方向上移动。另外，加工工具和定位器2可借助这两个零件中的任一个或两个而转动。
按照本发明的生产方法，块材和/或加工工具的转动、块材和/或加工工具的移动、加工工具的更换、局部的排放，以及冷却剂和抛光液的供应是借助计算机控制实现的。因此，块材的固定和卸除只需要进行一次。从磨削至抛光的透镜加工只使用一套生产设备就可以自动进行。
另一个优点是，块材和/或透镜的转动、工具的转动和工具的移动是通过计算机辅助的数字控制进行的，因而透镜的表面，例如球面、渐进表面(progressive surface)、球面和复曲面的组合等可随意加工，而这些表面通过现有技术的方法却是不可能得到的。
本发明适于加工塑料。特别用于塑料眼镜透镜基片的适当塑料最好从热塑性树脂和热固性树脂中选择。热塑性树脂可以是纤维素树脂(如塞璐珞、乙酸纤维素、丙酸纤维素和丁酸纤维素)、酰胺树脂包括脂族酰胺(如尼龙-6、尼龙-66和尼龙-12)和芳族酰胺、聚烯烃(如ABS树脂、AS树脂、聚苯乙烯、聚乙烯和聚苯烯)、乙烯基树脂(如聚氯乙烯、聚偏二氯乙烯、乙烯-乙烯基乙酸酯共聚物和聚乙烯醇)、饱和聚酯(如聚缩醛、聚碳酸酯、聚对苯二甲酸乙二酯、聚对苯二甲酸丁二酯)、芳族聚酯、聚醚酮、聚醚醚酮、聚砜、聚醚砜、聚醚酰亚胺、多芳基化合物、聚甲基戊烯、离聚物、液晶聚合物、聚酰亚胺、含氟聚合物、聚苯硫、改性聚苯氧或热塑性聚氨酯。热固性树脂可以是环氧树脂、不饱和聚酯、热固性聚氨酯、聚酰亚胺、二甘醇、双烯丙基碳酸酯的聚合物(CR-39)、双酚A或卤化双酚A和二(甲基)丙烯酸酯的共聚物、双酚A或卤化双酚A和尿烷改性的二(甲基)丙烯酸酯，或二丙烯酸酯化合物或乙烯基苄基醇和不饱和硫醇化合物的共聚物。热固性树脂除了可加热固化的树脂以外还包括可光固化的树脂如丙烯酸类或类似物。
〔实例1〕
在本实例中，塑料块材被加工成塑料透镜基片。
已加工成凸面的塑料半成品透镜(CR-39聚合物)以凸面朝下地固定在加工材料定位器上。
半成品透镜的意思是一种透镜基片，其用于在定制基础上并按照特定的透镜处方加工其上的凹面。因此，半成品透镜设有以前加工出的凸面。在本实例中，考虑到透镜处方和半成品透镜的凸面形状，加工一个半径为100mm的凹面。
首先进行磨削。采用一种超硬刀具，Minitor有限公司生产的SpiralCut(半径为6.0的球形刀具，型号为B2585)，作为加工工具。这种刀具装在工具座架上。
借助计算机控制，使载有刀具的座架在Z和X方向移动并在块材圆周方向上定位。
在θ轴倾斜30度条件下，透镜以4rpm(每分转数)的转速转动，而工具则以5000rpm转动。其后，块材被切削，在Z方向的深度大约为3.0mm，而从块材的周边向中心方向，X轴以2.8mm/分钟的速度位移。当在Z轴上位移时加工出半径为100mm的凹面。
接着进行修匀(Smoothing)。在磨削中使用工具被停止转动，也停止排气(exhausting)。工具座架在Z，X和θ轴线上位移，使工具座架移至储存着待更换的加工工具的地方。在那里打开工具座架拆下磨削中使用的工具。
选择并在工具座架上安装Minitor有限公司制造的金刚石电积油石120号(型号A3608，半径为6.0mm的球形)作为修匀的加工工具。使载有油石的座架在Z和X方向移动并在块材周向上定位。在θ轴线倾斜30度的条件下，工具以5000rpm的转速转动。然后，在供应水作为冷却剂时块材在Z方向上被切削至0.05mm的深度，同时，从块材的周边向中心的方向上以0.08mm/分钟的速度移动X轴线。在Z轴线的位移中加出出半径为100mm的凹面。
在完成修匀后，停止工具的转动和冷却剂的供应。工具座架在Z和X轴线上位移并在θ轴线上撤回，从而使工具座架移至一个储存有加工工具的位置。然后从工具座架上拆下用于修匀的工具。
在工具座架上安装Minitor有限公司生产的软型毡抛光轮(型号E5518，半径为10mm的球形)作为抛光加工工具。使载有抛光轮的座架在Z和X轴向上移动，并在块材的圆周上定位。在θ轴线倾斜30度的条件下，使块材以4rpm的转速转动，使加工工具以5000rpm的转速转动。然后将块材在Z方向上加工至0.00mm的深度，同时供应Polipla 103A抛光液，这种抛光液可在Fujimi公司买到，同时X轴线以36mm/分钟的速度从块材的周边移向中心方向。当在Z轴线上位移时，加工成半径为100mm的凹面。
最后，停止加工工具的转动、块材的转动及抛光液的供应。使工具座架的Z、X和θ轴线位移，使工具座架移至储有加工工具的位置。然后从工具座架上拆下抛光用的工具。这样就完成了磨削、修匀和抛光的一系列操作。
在本发明的方法中，除去固定和拆下块材以外的所有操作都是借助计算机程序控制自动进行的，如上述实例所述。
〔实例2〕
在本实例中，生产设有复曲面的塑料透镜基片。使用与实例1中相同材料的半成品透镜，其上有一定曲率的凸面。将这种半成品透镜放置在加工材料定位器上。
由于本实例涉及其上具有复曲面的透镜基片，因而在第一轴线上凹面的半径设定为100mm，而在与第一轴线垂直的第二轴线上设定为75mm，这是考虑到半成品透镜的形状和透镜处方而设定的。
为了进行磨削，选择与实例1相同的加工工具，并将其安装在工具座架上。加工工具在Z和X轴线上位移并在块材的周边定位。工具座架与从半成品透镜的透镜成形表面延伸的垂线成30度倾角，然后使透镜在4rpm的转速下转动，使工具在5000rpm的转速下转动。在本例中，使Z轴线受控与半成品透镜的转角同步运动，从而加工成复曲面。上述转角的意思是按照透镜处方规定的复曲面的角度。
按照与实例1相同的方式，磨削是带有排气(exhausting)进行的，使用加工工具半成品透镜被切削至大约3.0mm的深度，同时，加工工具从半成品透镜周边向中心部分以2.80mm/分钟的速度移动。
关于其后的修匀和抛光步骤，除了曲率的设定满足于复曲面的上述要求以外，执行实例1中的过程。
在渐进透镜(progressive lens)那样在形成透镜成形表面时不用规定曲率的情形中，可以通过控制Z轴线与半成品透镜的转角同步运动来进行加工，从而满足由计算机或类似装置编程的自由曲率。
在前述各实例中，承受磨削的基片是一种其直径未经调节的半成品透镜。但是，半成品透镜也可以按照一定信息加工其缘面，上述信息可通过根据准备装在眼镜上的透镜形状计算透镜基片可加工的直径的方式来取得。这种加工通常称为倒棱加工。经过倒棱的透镜为圆形的。另外，根据准备装在眼镜上的透镜形状的事先决定，可以在磨削之前进行边缘加工。
在倒棱和边缘加工中使用的加工工具可以是磨削中使用的那些工具。但是，更理想的是，可以使用圆柱形加工工具，这种工具在与半成品透镜的端面接触的部分是直的。
为了得到更大精确度的抛光，抛光步骤可以单独使用一个设备。在这种情形中，倒棱磨削和修匀是在同一设备上进行的，而只有抛光是在第二台设备上进行的。另外，虽然取决于选择的加工工具，但是同一套加工工具可适用于磨削、修匀和倒棱。
本发明的生产方法可以只对加工材料进行一次固定和拆卸循环就可以实施磨削、修匀和抛光，最终有助于缩短加工时间。尽管传统方法要求为三个加工步骤使用三个单独的设备，但是，按照本发明的方法却可以使上述各步骤在同一台设备上进行，因而节约了设有开支并减少了占用场地。另外，由于在发明的作法中无需加工盘，因而可节省加工盘的储存空间和节省其制备费用。
此外，有利的是，透镜或工具的运动是通过计算机或类似装置辅助的数字控制进行的，因而当需要时可以加工如非球面、渐进面等透镜表面，而这些透镜表面借助现有技术的方法是不能制成的。因为需要使用大量加工盘，所以使用加工盘的现有技术方法明显地难于在球面上加工大于或小于10屈光度的特殊透镜配方，并难于在复曲面上加工大于或小于4屈光度的特殊透镜配方。按照本发明的设备无需上述加工盘，已发现可满意地用于特殊透镜配方。

Claims (16)

1.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在磨削、修匀和抛光步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
2.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在倒角、磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
3.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
在加工材料定位器上定位塑料块材；
在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于倒角的工具、用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及
用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤。
4.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在磨削、修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使块材按照需要的形状被加工，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
5.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
在加工材料定位器上定位塑料块材；
在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个所述加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及
用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤。
6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于：还包括一个抛光块材的步骤，它是用一个不同于进行磨削和修匀的设备的设备进行的。
7.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在磨削、修匀和抛光步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
8.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
在加工材料定位器上定位塑料块材；
在工具座架上固定磨削、修匀和抛光的加工工具，该加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及
用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
9.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在倒角、磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
10.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
在加工材料定位器上定位塑料块材；
在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于倒角的工具、用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及
用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
11.一种通过加工塑料块材生产用于眼镜的塑料透镜基片的设备，它包括：
一个用于定位塑料块材的定位器；
一个用于固定加工工具的座架；
一个用于储存准备在磨削和修匀步骤中使用的加工工具的储存装置，每个加工工具有一个加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
一个用于操纵加工工具和/或块材以便加工的操纵装置；
一个驱动器，其用于驱动工具座架和/或块材定位器，使加工工具和块材产生相对运动；以及
一个控制装置，其用于控制驱动器和/或操纵装置，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面，
其中所述控制装置控制所述座架，使所述设备可互换地使用所述多个加工工具以便加工塑料块材。
12.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
在加工材料定位器上定位塑料块材；
在工具座架上固定加工工具，该加工工具是从用于磨削的工具和用于修匀的工具中选择的，每个加工工具具有一加工端部，其尺寸小于块材的尺寸；
操纵加工工具和/或块材，使两者发生相对运动，从而使块材具有需要的形状；以及
用其后的加工中使用的加工工具更换加工工具，重复上述各步骤，以便使加工工具将块材表面加工成从由球面、复曲面、非球面、渐进透镜面、非球面和复曲面的组合和渐进透镜面和复曲面的组合构成的组中选择的表面。
13.根据权利要求12所述的方法，其特征在于：还包括一个抛光所述块材的步骤，它是使用与进行磨削和修匀的设备不同的设备进行的。
14.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
提供一个塑料块材、一个定位器、一个加工工具储存装置和用于磨削、修匀和抛光的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；
在定位器上定位塑料块材；
使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；
使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；
使用用于抛光的工具抛光修匀后的块材；
其中，所述磨削、修匀和抛光步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的。
15.一种生产用于眼镜修匀的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
提供一个塑料块材、一个定位器、一个加工工具储存装置和用于磨削和修匀的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；
在定位器上定位塑料块材；
使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；
使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；
其中，所述磨削、修匀步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的。
16.一种生产用于眼镜的塑料透镜基片的方法，它包括以下步骤：
提供一个塑料块材、一个定位器、一个加工工具储存装置和用于磨削和修匀的加工工具，每个工具具有一个加工端部，其尺寸小于所述塑料块材；
在定位器上定位塑料块材；
使用用于磨削的工具磨削定位后的块材；
使用用于修匀的工具修匀磨削后的块材；
其中，所述磨削、修匀步骤是使用一个设备按照上述顺序更换加工工具接续进行的，
在修匀步骤之后所述方法还包括抛光修匀后的块材的抛光步骤，它是使用与所述一个设备不同设备进行的。
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