CN1972797B

CN1972797B - 用于校准两个成型外壳的装置

Info

Publication number: CN1972797B
Application number: CN2005800204101A
Authority: CN
Inventors: 乌尔斯·普罗布斯特
Original assignee: Interglass Technology AG
Current assignee: Interglass Technology AG
Priority date: 2004-07-02
Filing date: 2005-06-21
Publication date: 2010-10-13
Anticipated expiration: 2025-06-21
Also published as: CN1972797A; DE502004001538D1; PT1612032E; US7399176B2; PL1612032T3; WO2006003099A1; US20070124919A1; EP1612032A1; JP4680258B2; EP1612032B1; ES2273161T3; BRPI0511759B1; MA28647B1; JP2008504156A; RU2007104025A; BRPI0511759A; TNSN06383A1; ATE340069T1; RU2364508C2; HK1103230A1

Abstract

一种用于校准第一个和第二个成型外壳的装置，包含用于固定第一个成型外壳的夹盘(1)、用于固定第二个成型外壳的夹盘(2)和一个定心站(3)。两个夹盘(1、2)不但可以彼此相对移动或沿预定的轴线(6)与定心站作相对移动，而且还可以单独地或同步地绕轴线(6)旋转。定心站(3)由一个支承体组成，所述支承体用于支承沿圆周布置的弹性元件，其中轴线(6)穿过该圆周中心。定心时成型外壳通过夹盘移入定心站(3)内，然后从夹盘上脱开，使成型外壳只由弹性元件进行固定。由弹性元件从所有面均匀地对成型外壳施加的径向力将成型外壳推移到力的重心位置。接着成型外壳由夹盘重新抓取并移出定心站(3)。

Description

用于校准两个成型外壳的装置

技术领域

本发明涉及一种用于校准两个成型外壳的装置。

背景技术

这种成型外壳用于制造光学透镜。其中单体被浇铸在一个由两个成型外壳和一个密封件围成的型腔内并接着被聚合，在这里形成透镜。从US 5,178,801专利中已知，前面的成型外壳和后面的成型外壳被分别定心在一个定心装置中，接着按照预定的间距布置在同一根轴上，并用胶带相互连接成一个复合体。在定心装置中对成型外壳的光学轴线进行校准。定心装置由分别具有两个V形腰边的两块定心板组成，其内边相互倾斜。在成型外壳定心时两块定心板被推到一起，同时成型外壳与腰边的内边对准。这种装置的缺点是，虽然三个接触点足以定心，但是成型外壳的位置却用了四个接触点进行确定，因此定心装置被过分定位了。还有一个缺点是，成型外壳在定心之后必须进行运输并与同一根轴进行校准，然后才能用胶带进行连接。

发明内容

本发明要解决的问题是，研发一种对两个成型外壳相互校准和具有高精度定心的装置。

根据本发明上述问题可通过一种用于将第一个和第二个成型外壳与定心站校准的装置来解决，所述装置的特征在于，用于固定第一个成型外壳的第一个夹盘和用于固定第二个成型外壳的第二个夹盘不但可以彼此相对移动或沿预定的轴线与定心站作相对移动，而且还可以单独地或同步地绕轴线旋转，定心站具有至少一个弹性元件，其中至少一个弹性元件包含一个圆形孔，轴线穿过该圆形孔的中心。

定心时成型外壳通过夹盘移入定心站内，其中单个弹性元件或多个弹性元件根据其具体的特性进行偏转或变形，然后从夹盘上脱开，使成型外壳只由单个弹性元件或多个弹性元件进行固定。由单个弹性元件或多个弹性元件从所有面均匀地对成型外壳施加的径向力将成型外壳推移到力的重心位置，从而使其与轴线进行对中。接着成型外壳由夹盘重新抓取并移出定心站。根据本发明的装置的优点是，两个夹盘将定心站的定心轴作为同一根轴。

根据第一个实施例，所述支承体是一个具有壁的本体，所述壁构成一个圆形孔，轴线穿过该孔的中心。所述壁包含一个槽。一个O形圈、一根软线、一根软管或者由可弹性变形材料制成的类似软管放入在该槽内。在本例中该槽呈圆形，并沿圆周方向均匀地支承O形圈、软线或软管。该O形圈既可以是传统的闭式O形圈，也可以是被称之为圆形软线的开口式O形圈。O形圈、软线或软管可以是单个弹性元件，或者也可以是相互连续重叠在一起的多个弹性元件。O形圈或圆形软线沿着其圆周方向与成型外壳相接触，并从所有面均匀地对成型外壳施加径向力，以使成型外壳被移到力重心位置。

如果使用一根软管，则必要时软管的直径和/或软管的强度可以通过用压缩空气对软管进行加载的方法来增大。在成型外壳驶入和驶出时放掉软管中的压缩空气，以减小成型外壳与软管之间的摩擦力。为了定心给软管加载压缩空气。

所述槽可以具有多个凹口。在这种情况下成型外壳的定心不再从所有面均匀地进行，而是只从没有凹口的槽的区域内进行。在这种结构中O形圈、软线或软管只有一部分构成弹性元件，即不能在凹口中避开的那些部分。

在另一种实施例中支承体是一个环，其中多个弹性元件由通过沿环的孔并排布置的弹性连接片构成。较有利的是，所述环和连接片由类似于弹簧钢的机械性能的一种材料制成。在成型外壳驶入时，连接片从其静止位置处发生偏转，从而对成型外壳的边缘施加作用力。一旦成型外壳从夹盘上脱开之后，由各个连接片所产生的力就进行补偿：成型外壳被移到力的重心位置。

本发明的核心一方面在于所介绍的定心站的特征，另一方面在于两个夹盘不但可以彼此相对移动或沿预定的轴线与定心站作相对移动，而且还可以绕轴线旋转。两个夹盘的直线运动和旋转运动从设计的角度考虑可以有多种方式来实现。

在一个特别有利的解决方案中，该装置包含用于沿着预定的轴线移动第一个夹盘的第一台电机，用于沿着轴线移动第二个夹盘的第二台电机，用于绕轴线旋转第一个夹盘的第三台电机和用于绕轴线旋转第二个夹盘的第四台电机，以及定心站采用固定布置。所述轴线穿过定心站的圆周中心。因此该轴线是定心站的定心轴线。第一个夹盘和第二个夹盘较有利地被支承在与轴线平行的同一根可以滑动的导轨上。

此外，还可以将一个夹盘进行固定定位，而只有另一个夹盘和定心站可以沿着轴线移动。由于它只取决于两个夹盘和定心站之间的相对运动，因此究竟是这些装置中的哪一个可以移动则是无关紧要的。较有利的是，定心站采用固定布置，而两个夹盘则可以移动。但是从设计上考虑也可以是一个夹盘固定布置，而另一个夹盘和定心站则可以移动。

两个夹盘通过定心站进行定心，其相互的旋转位置和间距根据透镜配方通过移动和旋转两个夹盘进行调整。由此校准好了两个成型外壳，最后通过密封元件将它们连接成一个复合体。

较有利的是，密封元件采用专业行话上所说的胶带。胶带是将两个成型外壳进行连接的元件，它一方面具有刚性低，因而可以顺利地胶粘在两个成型外壳上，另一方面它又具有足够的刚性，从而使形成的复合体稳定。如果该复合体被运输到通过浇注单体而制成透镜的加注站，则该胶带保证了成型外壳的校准彼此相对没有变化或者只有无关紧要的变化。

另一个替代方案是可以使用一个任意的其它密封元件，使两个成型外壳之间形成一个可以用单体注满的空腔。所述密封元件例如可以是一个由橡胶制成的环，所述橡胶环放置在两个成型外壳的四周。在这种情况下单体较有利地在现场进行加注。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的说明。

图1示出用于校准两个成型外壳和用于构成由成型外壳和胶带形成的复合体的装置，其包括用于粘贴胶带的装置；

图2示出根据图1的装置，没有示出用于粘贴胶带的装置；

图3示出用于校准成型外壳光学轴线的定心站；

图4示出具有一个O形圈的定心站的剖面图；

图5示出具有一根软管的定心站的剖面图；

图6示出定心站的详图；

图7示出具有多个弹性元件的支架；

图8示出具有多个弹性元件的一个环；以及

图9示出一个夹盘。

具体实施方式

图1和图2用透视图示出了一种装置，所述装置用于将第一个成型外壳和第二个成型外壳的光学轴线相互对准并按照预定的距离进行定位，然后沿两个成型外壳的边缘粘贴胶带以连接成一个复合体。图1示出了具有用于粘贴胶带装置的整个装置。图2示出了为了使图示清晰而没有示出用于粘贴胶带装置的同一个装置。所述装置包含用于固定第一个成型外壳的夹盘1，用于固定第二个成型外壳的夹盘2，一个定心站3和一个用于输送和粘贴胶带5的装置4。两个夹盘1和2可以沿着预定的轴线6进行移动，它们不仅可以单独绕轴线旋转，而且可以绕轴线一起旋转。两个夹盘1和2较有利地被支承在同一根导轨7上。轴线6与该导轨7平行。第一台电机8用于沿导轨7移动第一个夹盘1，第二台电机9用于沿导轨7移动第二个夹盘2，第三台电机10用于绕轴线6旋转第一个夹盘1，第四台电机11用于绕轴线6旋转第二个夹盘2。在本例子中位置固定布置的定心站3用于如此校准成型外壳的对称轴或光学轴，使得所述轴线与轴线6相重合。两个成型外壳在其边缘上各设有一个用于标志成型外壳转动位置的标记(所谓的Tabo标记)。电机8-11和用于粘贴胶带5的装置4由一个控制装置进行控制。

图3以透视图的方式示出了定心站3的详图。定心站3由一个具有穿过壁14而构成圆形孔13的本体12所组成，壁14包含一个槽15，在该槽内嵌入了一个O形圈16(图4)。槽15支承该O形圈16。所述O形圈由可以弹性变形的材料制成，例如由橡胶或者其它弹性体制成。槽15位于与轴线6呈正交的E平面中，本体12相对于轴线6进行定位和校准的方法是，使圆形孔13的中心在轴线6上。为了对成型外壳进行定心，成型外壳由有关的夹盘1或2移入定心站3内，直到它与O形圈16被固定为止。然后夹盘从成型外壳中临时松开，使得成型外壳只由O形圈来固定。由O形圈从所有面均匀地对成型外壳施加的径向力将成型外壳推移到力的重心位置，即对成型外壳进行定心，其光学轴线在理想情况下与轴线6相重合。接着成型外壳由夹盘重新抓取。

槽15或O形圈16的直径如此确定，使得在成型外壳驶入定心站3中时O形圈16被压缩。因此O形圈16的内径无论如何要比成型外壳所期望的最小直径要小。成型外壳直径和O形圈16内径之间的差异值影响到径向和轴向的作用力大小。该差异值越大，则在轴向的作用力就越大，因此在成型外壳驶入时在O形圈16和成型外壳之间的摩擦也就越大。

为了消除O形圈16无法避免的内径公差影响，较有利的是将O形圈16剖开，即将O形圈16变成一根圆形软线。圆形软线的长度比槽15的周长小一些，从而使圆形软线能够顺利地嵌入到槽15内。由此所产生的非连续部位相对于周长来说较小，因此不影响或者基本上不影响成型外壳的定心。嵌入槽15内的圆形软线的关键内径由槽15的周长和圆形软线的直径来决定。关于O形圈16既可以是闭式O形圈，也可以是在圆形软线内剖开的O形圈16。

本体12较有利地具有至少一个流入槽15的孔17。孔17用于将O形圈16方便地从本体12中取出以进行更换。

图4示出了具有槽15的壁14的横剖面图，在该槽15内放入了O形圈16。槽15具有倒圆的棱边18，目的是为了避免O形圈16在成型外壳驶入和驶出时在棱边18处被损坏。壁14在朝向用于粘贴胶带5的装置4(图1)的一面上被较有利地切成斜面，即外面的区域与轴线6成一倾斜角度α，由此在壁14上当成型外壳驶入时，如夹盘上的偏心校准超出了一定的尺寸，则就开始进行预定心。

图5示出了具有槽15的壁14的横剖面，在该槽内放入了一根软管19来替代O形圈。该软管19可选择用压缩空气进行加载。

图6示出了本体12在一个与轴线6(图1)相垂直并穿过槽15，即穿过E平面的剖面图。槽15具有多个凹口20。凹口20的作用是，使O形圈16或软管19能够在成型外壳驶入时在局部避开。这样可以减小摩擦力。成型外壳只通过没有凹口20的槽15的那部分区域进行定心。另一个解决方法是，将O形圈切成块状，将其中的若干块彼此以一定的间距粘贴在支架上，然后将该支架放在本体12的槽15内。图7示出了这种在其上面粘贴由可以弹性变形的材料制成的若干块材料22的支架俯视图，该材料构成独立的弹性元件。

图8示出了一个具有多个作为连接片24构成的弹性元件的环23。所述环23由与弹簧钢的机械性能相类似的材料组成。所述环23放入在本体12(图3)的孔13内。当成型外壳驶入时，连接片24与其纵向相垂直或者与定心轴线6相垂直地偏转。环23的尺寸和在本体12内的孔13的尺寸相互匹配，使连接片24不碰到或者只有当连接片24的偏转达到了一定的尺寸之后才碰到壁14。

具有环23的解决方案与具有O形圈16的解决方案相比其优点是，在成型外壳驶入定心站时(图1)的摩擦力较小，环的磨损较小。

用于弹性元件的两个实施形式可以进行组合。

夹盘1和夹盘2的结构相同。夹盘的结构将根据附图9详细地说明。夹盘包含一个支座25，在该支座上支承有成型外壳27的被动面(Passivseite)，以及一个布置在支座25内且可以变形的圆形密封元件28，所述密封元件用于对在成型外壳27和夹盘之间形成的真空空腔29进行密封。支座25位于与对称轴30相垂直的平面上。支座25面向成型外壳27的表面呈环面。密封元件28固定在板31上，所述板通过位移吸收元件，较有利的是，波纹管(Faltenbalg)32与支承支座25的平台33相联接。波纹管32在沿着夹盘的对称轴30方向可以使密封元件获得相对较大的偏转，如同在由支座25的环面所围成的内腔内的移动一样，目的是为了抓取具有几何形状差异很大的成型外壳。对称轴30相应于夹盘的旋转轴，从而相应于轴线6(图1)。如果夹盘没有抓取到成型外壳，则波纹管32处于其静止位置，密封元件28通常突出支座25边缘数毫米。

下面借助于包含作为弹性元件的O形圈的定心站3的示例来说明工作站(图1)的工作原理：

-没有示出的机械手或操作工将第一个成型外壳转交给第一个夹盘1。同时波纹管32被压缩，直到第一个成型外壳被支承在第一个夹盘1的支座25上为止。在第一个夹盘1和成型外壳之间形成的空腔用真空加载。

-第一台电机8沿轴线6移动夹盘1，直到第一成型外壳位于定心站3内为止。如果第一个成型外壳已经被相当正确定心，则它在驶入定心站3时只与O形圈16相接触。相反如果第一个成型外壳没有被正确定心，则它在驶入定心站3时与斜切的壁14相接触并同时进行预定心，即第一个成型外壳被移到支座25上，以提高相对于轴线6的定心精度。同时密封元件28可以继续变形。

-在第一个成型外壳和第一个夹盘1之间的空腔29内的真空被释放，第一个夹盘1往回退，直到夹盘1被第一个成型外壳上分开为止。在第一个夹盘1面上弹性元件28和波纹管32的任何变形都将消失：密封元件28和波纹管32位于静止位置。第一个成型外壳现在只由定心站3的O形圈16来固定。由O形圈16从所有面均匀地对成型外壳施加的径向力将成型外壳推移到力的重心位置。现在成型外壳完成定心。

-第一个夹盘1重新向第一个成型外壳移动，直到成型外壳重新被支承在支座25上，再次被密封的空腔29又重新用真空加载。

-第一个夹盘1与成型外壳一起驶出定心站3。

-第三台电机10用于绕轴线6旋转第一个夹盘1，直到第一个成型外壳到达预定的旋转角度θ₁的标记位置。

-第二台夹盘2驶入定心站3。

-机械手将第二个成型外壳转交给第二个夹盘2。

-现在按类似的方法对第二个夹盘进行定心，第二个夹盘2将第二个成型外壳移入定心站3内，暂时从第二个成型外壳上脱开，以使成型外壳自行定心，然后重新抓取成型外壳并沿着装置4的方向移动，以使成型外壳粘贴胶带5。

-第四台电机11用于绕轴线6旋转第二个夹盘2，直到第二个成型外壳到达预定的旋转角度θ₂的标记位置。现在两个成型外壳的旋转角度已根据透镜配方(Linsenrezept)相互调整完毕。

-两个夹盘1和2根据透镜配方按一定的间距进行定心。现在两个成型外壳已完成定心并相互之间的校准。

-装置4的一个压紧辊现将胶带5的头部压紧在两个成型外壳的边缘上。电机10和11绕轴线6同步地旋转两个夹盘1和2，同时在压紧辊下面走过的胶带5被粘贴在两个旋转着的成型外壳的边缘上。采用这种方法将两个成型外壳通过胶带连接成一个复合体。

-第二个夹盘2从成型外壳上脱开并离开成型外壳。

现在复合体由机械手或操作工接取并将它送到加注站，在那里单体被加注到由两个成型外壳和胶带围成的空腔内。

上述描述的装置可以全自动地对两个成型外壳进行定心和校准并将成型外壳用胶带连接成一个复合体。

也可使用不具有用于粘贴胶带的装置4(图1)的相同装置来对两个成型外壳进行相互校准，然后与其它密封元件连接成一个包含透镜空腔的复合体。

Claims

1.一种用于将第一个和第二个成型外壳与定心站(3)校准的装置，其特征在于，用于固定第一个成型外壳的第一个夹盘(1)和用于固定第二个成型外壳的第二个夹盘(2)不但可以彼此相对移动或沿预定的轴线(6)与定心站(3)作相对移动，而且还可以单独地或同步地绕轴线(6)旋转，定心站(3)具有至少一个弹性元件，其中至少一个弹性元件包含一个圆形孔(13)，轴线(6)穿过该圆形孔(13)的中心。

2.如权利要求1所述的装置，其特征在于，定心站(3)具有带壁(14)的本体(12)，所述壁构成一个圆形孔(13)并具有槽(15)，并且至少一个弹性元件是一个封闭的或者被切开的由可弹性变形的材料制成的O形圈(16)或软管(19)，所述O形圈或软管嵌入到槽(15)内。

3.如权利要求1所述的装置，其特征在于，定心站(3)的圆形孔(13)设有环(23)，该环(23)具有形成为连接片(24)的多个弹性元件。

4.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，第一个夹盘(1)和第二个夹盘(2)被支承在同一根导轨(7)上。

5.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，还包括用于沿轴线(6)移动第一个夹盘(1)的第一台电机(8)，用于沿轴线(6)移动第二个夹盘(2)的第二台电机(9)，用于绕轴线(6)旋转第一个夹盘(1)的第三台电机(10)，用于绕轴线(6)旋转第二个夹盘(2)的第四台电机(11)。

6.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，具有一个用于粘贴胶带(5)的装置(4)，以便将两个成型外壳连接成一个复合体。

7.如权利要求1-3中任一项所述的装置，其特征在于，第一个夹盘(1)和第二个夹盘(2)具有支座(25)、布置在支座(25)内部用于对在夹盘(1或2)和成型外壳(27)之间形成的空腔进行密封的密封元件(28)和可使密封元件(28)绕轴线(6)偏转的位移吸收元件。