TWI386283B - 滾圓裝置 - Google Patents

Description

滾圓裝置

本發明涉及一種滾圓裝置，尤其係一種可適用光學元件製造之滾圓裝置。

外圓磨床被廣泛用於將各種形狀之工件研磨成圓形(請參見“High Efficiency Deep Grinding of a Low Alloy Steel with Plated CBN Wheels”,CIRP Annals－Manufacturing Technology,pp.241－244,Volume 51,Issue 1,2002)，目前，由於光學元件，例如濾光片之形狀需要配合鏡頭模組之鏡筒形狀，外圓磨床亦逐漸被應用於光學元件之滾圓。於濾光片之製作過程中，為了要製作圓形小尺寸濾光片，需要先將較大之濾光片之母片進行切割成許多尺寸接近規格大小之正方形濾光片，再以砂輪配合磨床滾圓之方式，將濾光片製作成圓形。於砂輪滾圓之過程中，需要進行砂輪與濾光片間相對位置對刀之動作，才能使製作出之濾光片形狀正確，以往滾圓以肉眼方式對刀，係先給定一粗略下刀位置，然後以很微小之進給量下刀，之後觀察濾光片側面遭砂輪磨去之痕跡來進行微調，如此對刀方式，不但花時間，且需一定時間經驗之累積，才有辦法準確對刀。

有鑒於此，提供一種能進行自動對刀之滾圓裝置實為必要。

一種滾圓裝置，用以對工件進行滾圓，其包括：一固持治具、一砂輪、成對設置之兩個取像裝置以及一控制器；該固持治具上設置有至少一容置槽，用以容置該工件；該砂輪上設置有至少一凹槽，用以滾圓該工件；該兩個取像裝置用以分別獲取該工件之一第一待滾圓面及一與第一滾圓面相鄰之第二滾圓面於滾圓過程中被砂輪之該凹槽磨去的痕跡之影像，並產生相應之電子影像訊號；該控制器用以接收該電子影像訊號，根據接收到之該電子影像訊號獲取工件之第一待滾圓面及第二待滾圓面被砂輪之該凹槽磨去之痕跡寬度，比較該第一待滾圓面與第二待滾圓面被磨去之痕跡寬度以獲取一對刀偏差量，並根據該對刀偏差量產生一控制訊號驅動該砂輪與該固持治具產生一相對運動並位移相應之相對位移量以校正該對刀偏差量。

相對於先前技術，該滾圓裝置經由設置成對設置之取像裝置來分別獲取工件之第一待滾圓面及與第一滾圓面相鄰之第二滾圓面於滾圓過程中被砂輪之凹槽磨去的痕跡之影像並產生相應之電子影像訊號至控制器，由控制器獲取對刀偏差量並據此產生相對應之控制訊號來驅動砂輪與固持治具產生一相對運動，並位移相應之相對位移量以校正該對刀偏差量，從而可進行自動對刀操作，有利於生產效率之大幅度提升。

下面結合附圖對本發明實施例提供之滾圓裝置作進一步詳細說明。

請一併參閱圖1至圖3，本發明實施例提供一種可進行自動對刀之滾圓裝置100，用以對工件200進行滾圓。該滾圓裝置100包括一固持治具110、一砂輪130、兩個取像裝置150及一控制器170。

該固持治具110上設置有至少一容置槽112，用以容置工件200。該容置槽112之形狀與工件200之形狀相配合，從而經由真空吸附等方式可將該工件200固持於容置槽112內。該固持治具110通常固定於自動磨床(圖中未顯示)之加工平台上，並可於加工平台之攜帶作用下沿圖1中X1、X2箭頭所示方向移動。圖1中示出固持治具110設置有兩個容置槽112，容置槽112之形狀相同且其橫截面大致為V形，可用以容置兩個方形之工件200。可理解的是，當該固持治具110用於容置已完成一次滾圓之方形工件200(如圖3所示)時，選用之固持治具則應設置有橫截面大致為半圓形之容置槽。另外，可理解的是，當工件200為方形薄片結構(例如，濾光片)時，每一容置槽112可容置經由膠黏方式組合於一起之複數個工件200。

該砂輪130可沿著其一中心軸線134旋轉，其上設置有至少一凹槽132，用以研磨工件200。具體的，該凹槽132設置於砂輪130之外圓周面上，其橫截面可大致為半圓形，該半圓之直徑與工件200所需滾圓之直徑相當。圖1中示出砂輪130之外圓周面上設置有兩個環形凹槽132，用以對容置於兩個容置槽112內各工件200之相鄰之第一待滾圓面201與第二待滾圓面203進行滾圓。可理解的是，該砂輪130之凹槽之數量亦可設置為單個。

該兩個取像裝置150成對地設置，用以獲取工件200之第一待滾圓面201與第二待滾圓面203於滾圓過程中(例如，對刀過程中)被砂輪130之半圓形凹槽132磨去的痕跡之影像，並產生相應之電子影像訊號。該取像裝置150可為電荷耦合器件(CCD)攝影機。如圖1及圖2所示，該兩個取像裝置150設置於固持治具110之相對的兩側，由於工件200分別容置於兩個形狀相同之容置槽112內，該兩個成對之取像裝置150可分別獲取某一工件200之第一待滾圓面201被磨去的痕跡之影像及另一工件200之第二待滾圓面203被磨去的痕跡之影像，以此來確定各工件200之第一待滾圓面201及第二待滾圓面203被磨去之痕跡寬度。

該控制器170用以接收該兩個成對之取像裝置150產生之電子影像訊號，根據該接收到之電子影像訊號計算出工件200之第一待滾圓面201及第二待滾圓面203被磨去之痕跡寬度d1及d2(如圖2所示)，並經由比較該被磨去之痕跡寬度d1與d2來獲取對刀偏差量(亦即被磨去之痕跡寬度d1與d2之差值)，進而產生一控制訊號驅動該砂輪130與該固持治具110產生一相對運動並位移相應之相對位移量以校正該對刀偏差量。本實施例中，當痕跡寬度d1－d2>0，該控制訊號則驅動固持治具110沿圖1中X1箭頭方向運動並相對於砂輪130位移一相應之相對位移量以校正對刀偏差量；反之，當痕跡寬度d1－d2<0，該控制訊號則驅動固持治具110沿圖1中X2箭頭方向運動並相對於砂輪130位移一相應之相對位移量以校正對刀偏差量。其中，該相對位移量可經由軟體計算獲得。另外，可理解的是，該控制訊號亦可用於驅動砂輪130沿圖1中X1或X2箭頭方向運動並相對於固持治具110位移一相應之相對位移量以校正對刀偏差量，而保持固持治具110不動。

進一步的，可於控制器170存儲一查詢表，查詢表中記錄有與對刀偏差量相對應之砂輪130與固持治具所需的相對位移量；相應地，控制器130於獲取對刀偏差量後可從查詢表中查詢到相對應之相對位移量並據此產生控制訊號來驅動該砂輪130及/或該固持治具110運動並產生該相應之相對位移量以校正該對刀偏差量。

另外，當該滾圓裝置100應用於光學元件滾圓之情形下，以工件200為濾光片作為舉例，由於濾光片之待滾圓面係透明的，為能從取像裝置150獲取之影像中很容易地區分出濾光片之待滾圓面之被磨去的痕跡，以防止誤判情形發生，可於濾光片之待滾圓面塗佈深色顏料。

綜上所述，本發明確已符合發明專利之要件，遂依法提出專利申請。惟，以上所述者僅為本發明之較佳實施方式，自不能以此限制本案之申請專利範圍。舉凡熟悉本案技藝之人士援依本發明之精神所作之等效修飾或變化，皆應涵蓋於以下申請專利範圍內。

滾圓裝置．．．100

固持治具．．．110

容置槽．．．112

砂輪．．．130

凹槽．．．132

中心軸線．．．134

取像裝置．．．150

控制器．．．170

工件．．．200

第一待滾圓面．．．201

第二待滾圓面．．．203

痕跡寬度．．．d1、d2

圖1係本發明實施例提供之滾圓裝置的局部剖面示意圖。

圖2係圖1所示滾圓裝置對工件進行滾圓之一狀態之局部示意圖。

圖3係完成一次滾圓之工件的一結構示意圖。

滾圓裝置．．．100

固持治具．．．110

容置槽．．．112

砂輪．．．130

凹槽．．．132

中心軸線．．．134

取像裝置．．．150

控制器．．．170

Claims (8)

1. 一種滾圓裝置，用以對工件進行滾圓，該滾圓裝置包括：一固持治具，其上設置有至少一容置槽，用以容置該工件；一砂輪，其上設置有至少一凹槽，用以滾圓該工件；成對設置之兩個取像裝置，用以分別獲取該工件之一第一待滾圓面及一與該第一待滾圓面相鄰之第二滾圓面於滾圓過程中被該砂輪之該凹槽磨去的痕跡之影像，並產生相應之電子影像訊號；以及一控制器，用以接收該電子影像訊號，根據接收到之該電子影像訊號獲取該工件之該第一待滾圓面及該第二待滾圓面被該砂輪之該凹槽磨去之痕跡寬度，比較該第一待滾圓面與該第二待滾圓面被磨去之痕跡寬度以獲取一對刀偏差量，並根據該對刀偏差量產生一控制訊號驅動該砂輪與該固持治具產生一相對運動並位移相應之相對位移量以校正該對刀偏差量。
2. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該兩個取像裝置設置於該固持治具之相對的兩側。
3. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該兩個取像裝置分別為一電荷耦合器件攝影機。
4. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該至少一容置槽之橫截面選擇性地為V形或半圓形。
5. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該至少一凹槽設置於該砂輪之一外圓周面上。
6. 如申請專利範圍第5項所述之滾圓裝置，其中該至少一凹槽之橫截面大致為半圓形，半圓之直徑與該工件所需滾圓之直徑相當。
7. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該控制器內存儲有一查詢表，該查詢表儲存有對應該對刀偏差量之該砂輪與該固持治具所需的相對位移量。
8. 如申請專利範圍第1項所述之滾圓裝置，其中該工件為一光學元件，該光學元件之該第一待滾圓面與該第二滾圓面塗佈有深色顏料。