镜片预形体精磨工艺

技术领域

本发明属于镜片生产技术领域，尤其涉及一种镜片预形体精磨工艺。

背景技术

在光学玻璃镜片的生产过程中，需要对光学玻璃镜片的预形体进行双面精磨加工。当前行业中一般是采用精磨加工机完成镜片精磨工艺，但是现有精磨加工机多采用人工上下料，通过人工将料盘内预形体放入精磨机，启动精磨机开始精磨，等待精磨完成后人工取出预形体摆放回料盘。这种加工方式存在的问题是：精磨机需要工作人员站立在设备旁边进行手动上下料，对人工依赖较高，生产效率难以进一步提升，无法满足大批量快速生产的要求；而且还存在多种因人工因素可能造成的设备停机现象。

发明内容

本发明的目的是提供一种镜片预形体精磨工艺，旨在解决现有技术中精磨机人工依赖性高，存在人工上下料生产效率低的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明所采取的技术方案是：

一种镜片预形体精磨工艺，包括以下工艺步骤：

S100：预先通过触摸屏向处理单元输入镜片的精磨参数并存储上料载具及下料载具上的镜片预形体位置坐标；

S200：控制器控制上料机械手动作，上料机械手的取料笔移至上料载具上的取料坐标并吸取镜片预形体；

S300：上料机械手移至精磨设备的精磨工位一，将镜片放置在精磨机构的研磨台上，启动精磨机构对镜片预形体的表面精磨；

S400：待镜片上面精磨完毕，控制器控制上料机械手，上料机械手的下料笔将精磨工位一的镜片预形体移至翻转工位；

S500：控制器控制翻转工位的翻转机构，对镜片进行180°翻转；

S600：控制器控制下料机械手动作，下料机械手的取料笔移至翻转工位的镜片坐标并吸取镜片预形体；

S700：下料机械手移至精磨工位二上精磨机构的放料坐标，将镜片预形体放置在精磨机构的研磨台上，启动精磨机构精磨镜片预形体的另一个表面；

S800：待镜片预形体另一面精磨完毕，控制器控制下料机械手的下料笔将精磨工位二上的镜片预形体移至下料载具；

重复上述步骤S200- S800，直至将上料载具上所有镜片预形体移载至下料载具上。

优选的，所述精磨设备包括设置于台架上的两个机械手、两个精磨机构和翻转机构，两个机械手分别为上料机械手和下料机械手，且沿左右方向设置在台架的左右两端；两个精磨机构沿左右方向排列、且沿前后方向与两个机械手正对设置，所述翻转机构具有放料区域和取料区域，所述放料区域和取料区域分别沿前后方向与两个机械手正对。

优选的，所述精磨工位一上并列布置第一精磨机和第二精磨机，所述精磨工位二上并列布置第三精磨机和第四精磨机；所述第一精磨机、第二精磨机、第三精磨机和第四精磨机呈一条直线布置在台架的后侧。

优选的，所述精磨设备还包括用于放置上料载具的上料定位台和用于放置下料载具的下料定位台，精磨工位一及精磨工位二沿左右方向位于上料定位台与下料定位台之间。

优选的，所述机械手包括沿左右方向布置的X轴滑台、沿前后方向布置的Y轴滑台、沿上下方向布置的Z轴滑台、吸盘支架和吸盘，所述Y轴滑台设置于X轴滑台，所述Z轴滑台设置于Y轴滑台，所述吸盘支架设置于Z轴滑台，所述吸盘固定于吸盘支架并且朝下设置；所述X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台分别由动力部件驱动。

优选的，所述X轴滑台、Y轴滑台及Z轴滑台的动力部件为丝杠传动机构或同步带传动机构，或采用气缸驱动。

优选的，所述机械手的吸盘为两个，两个吸盘沿左右方向排列；两个吸盘分别为取料吸笔和下料吸笔。

优选的，所述翻转机构包括设置于翻转平台上的旋转气缸、翻转支架、气动手指、两个吸嘴和两个夹块，两个吸嘴分别位于翻转平台上的放料区域和取料区域，所述旋转气缸位于两个吸嘴之间，所述旋转气缸的转轴沿前后方向布置并且与翻转支架形成固定连接，所述气动手指的缸体固定于翻转支架，所述气动手指的两个夹爪分别与两个夹块形成固定连接。

优选的，所述放料区域和取料区域分别设有用于对翻转支架限位的限位块，所述旋转气缸位于两个限位块之间，两个限位块位于翻转支架的下方；所述吸嘴设置于限位块的外侧。

优选的，所述台架的下方设有柜体，用于放置控制器；所述触摸屏设置于台架的前侧，所述触摸屏内带处理器。

采用上述技术方案所产生的有益效果在于：与现有技术相比，本发明通过控制器控制上料机械手和下料机械手在原料盘、精磨工位一、翻转工位、精磨工位二和收料盘之间移动取放镜片预形体，实现无缝衔接预形体，保证设备不间断运行，无需人工取放镜片预形体，提升精磨镜片预形体的工作效率，减少人工因素造成的设备停机。采用本发明能够降低工作人员的劳动强度，同时提高了镜片预形体的精磨效率和精度，尤其适用于大批量生产，方便推广应用。

附图说明

下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。

图1是本发明实施例提供的一种镜片预形体精磨工艺的控制流程示意图；

图2是本发明实施例中提供的一种镜片预形体精磨设备的结构示意图；

图3是图2中机械手的结构示意图；

图4是图2中翻转机构的结构示意图；

图中：100-上料载具，200-下料载具，300-台架；1-机械手，11-X轴滑台，12-Y轴滑台，13-Z轴滑台，14-吸盘支架，15-吸盘，151-取料吸笔，152-下料吸笔；2-精磨机构，21-第一精磨机，22-第二精磨机，23-第三精磨机，24-第四精磨机；3-翻转机构，30-翻转平台，31-吸嘴，32-旋转气缸，33-翻转支架，34-气动手指，35-夹块，36-限位块；4-上料定位台，5-下料定位台。

具体实施方式

下面结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明提供的一种镜片预形体精磨工艺，包括以下工艺步骤：

S100：预先通过触摸屏向处理单元输入镜片的精磨参数并存储上料载具100及下料载具200上的镜片预形体位置坐标；

S200：控制器控制上料机械手1动作，上料机械手1的取料笔151移至上料载具100上的取料坐标并吸取镜片预形体；

S300：上料机械手1移至精磨设备的精磨工位一，将镜片放置在精磨机构2的研磨台上，启动精磨机构2对镜片的上表面精磨；

S400：待镜片上面精磨完毕，控制器控制上料机械手1，上料机械手1的下料笔152将精磨工位一的镜片预形体移至翻转工位；

S500：控制器控制翻转工位的翻转机构3，对镜片进行180°翻转；

S600：控制器控制下料机械手1动作，下料机械手1的取料笔151移至翻转工位的镜片坐标并吸取镜片预形体；

S700：下料机械手1移至精磨工位二上精磨机构2的放料坐标，将镜片放置在精磨机构2的研磨台上，启动精磨机构2精磨镜片的另一个表面；

S800：待镜片另一面精磨完毕，控制器控制下料机械手1的下料笔152将精磨工位二的镜片移至下料载具200；

重复上述步骤S200- S800，直至将上料载具100上所有镜片预形体移载至下料载具200上。

参见图2，所述精磨设备包括设置于台架300上的两个机械手1、两个精磨机构2和翻转机构3，两个机械手1分别为上料机械手和下料机械手，且沿左右方向设置在台架300的左右两端；两个精磨机构2沿左右方向排列、且沿前后方向与两个机械手1正对设置，所述翻转机构2具有放料区域和取料区域，所述放料区域和取料区域分别沿前后方向与两个机械手1正对。该精磨设备工作过程如下：

将存放有镜片初胚的上料载具100放置在与第一个机械手1正对的位置，第一个机械手1从上料载具100取出镜片初胚，沿左右方向进行传送，并沿前后方向将镜片初胚放置在精磨工位一的精磨机构2中，启动精磨机构2对镜片初胚的一个端面精磨完成后，上料机械手1从精磨机构2中取出镜片初胚，放置在翻转机构3的放料区域，翻转机构3将镜片初胚翻转并转移至取料区域，下料机械手1从取料区域取出镜片初胚，沿左右方向进行传送，并沿前后方向将镜片初胚放置在精磨工位二的精磨机构2中，启动精磨机构2对镜片初胚的另一个端面精磨完成后，下料机械手1从精磨机构2中取出镜片初胚，放置在下料载具200中，从而完成对镜片初胚的上料、一个端面精磨、翻转、另一个端面精磨和下料操作。

其中，上料载具为原料盘，下料载具为收料盘，采用上料机械手和下料机械手在原料盘、精磨工位和收料盘之间移动实现镜片的取放，实现无缝衔接预形体精磨设备不间断运行，提升精磨机的工作效率，免去人工操作。

进一步优化上述方案，如图2所示，所述精磨工位一上并列布置第一精磨机21和第二精磨机22，所述精磨工位二上并列布置第三精磨机23和第四精磨机24；所述第一精磨机21、第二精磨机22、第三精磨机23和第四精磨机24呈一条直线布置在台架300的后侧。利用第一精磨机22和第二精磨机23对镜片的第一面依次进行粗磨和精磨，利用第三精磨机23和第四精磨机24对镜片的第二面依次进行粗磨和精磨。通过粗磨操作使得镜片初胚的尺寸基本符合要求，精磨操作使得镜片初胚符合最终的尺寸精度要求；当然也可以利用第一精磨机22和第二精磨机23、第三精磨机23和第四精磨机24同时精磨两个镜片，进一步提高精磨效率，适用于大批量生产。其中，精磨工位一及精磨工位二的精磨机构取放料口均安装由控制器控制的自动开合玻璃门。

作为一种优选结构，如图2所示，所述精磨设备还包括用于放置上料载具100的上料定位台4和用于放置下料载具200的下料定位台5，精磨工位一及精磨工位二沿左右方向位于上料定位台4与下料定位台5之间。上料定位台4和下料定位台5分别用于实现上料载具100和下料载具200的定位，使得两个机械手1更加准确地取、放镜片初胚。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，所述机械手包括沿左右方向布置的X轴滑台11、沿前后方向布置的Y轴滑台12、沿上下方向布置的Z轴滑台13、吸盘支架14和吸盘15，Y轴滑台12设置于X轴滑台11，Z轴滑台13设置于Y轴滑台12，吸盘支架14设置于Z轴滑台13，吸盘15固定于吸盘支架14并且朝下设置；所述X轴滑台11、Y轴滑台12及Z轴滑台13分别由动力部件驱动。X轴滑台11用于控制吸盘15沿左右方向移动，Y轴滑台12用于控制吸盘15沿前后方向移动，Z轴滑台13用于控制吸盘15沿上下方向移动，吸盘15用于吸附镜片初胚。

具体应用时，所述X轴滑台11、Y轴滑台12及Z轴滑台13的动力部件为丝杠传动机构或同步带传动机构，或采用气缸驱动。

在本发明的一个具体实施例中，如图3所示，所述机械手1的吸盘15为两个，两个吸盘15沿左右方向排列；两个吸盘15分别为取料吸笔151和下料吸笔152，利用上料机械手的取料吸笔吸取原料盘上的镜片并放至精磨工位一上，一面精磨完毕，利用上料机械手的下料吸笔吸取精磨工位一上的镜片并放至翻转工位上；利用下料机械手的取料吸笔吸取翻转工位上的镜片并放至精磨工位二上，精磨镜片的另一面；精磨完毕利用下料机械手的下料吸笔吸取精磨工位二上的镜片并放至收料盘上。具体操作时，

在本发明的一个具体实施例中，如图4所示，所述翻转机构3包括设置于翻转平台30上的旋转气缸32、翻转支架33、气动手指34、两个吸嘴31和两个夹块35，两个吸嘴31分别位于翻转平台30上的放料区域和取料区域，所述旋转气缸32位于两个吸嘴31之间，所述旋转气缸32的转轴沿前后方向布置并且与翻转支架33形成固定连接，所述气动手指34的缸体固定于翻转支架33，所述气动手指34的两个夹爪分别与两个夹块35形成固定连接。上料机械手1将镜片初胚放置在位于放料区域的吸嘴31上，通过该吸嘴31吸附镜片初胚以形成固定，旋转气缸32控制翻转支架33旋转，使得两个夹块35到达镜片初胚的两侧，气动手指34控制两个夹块35夹紧镜片初胚，该吸嘴31停止吸附；然后旋转气缸32控制翻转支架33旋转，使得两个夹块35到达位于取料区域的吸嘴31的位置，并将镜片初胚放置在该吸嘴31上，该吸嘴31吸附镜片初胚以形成固定，气动手指34控制两个夹块35松开镜片初胚；最后该吸嘴31停止吸附镜片初胚，同时下料机械手1从该吸嘴31取出镜片初胚。

进一步优化上述技术方案，如图4所示，所述放料区域和取料区域分别设有用于对翻转支架33限位的限位块36，所述旋转气缸32位于两个限位块36之间，两个限位块36位于翻转支架33的下方；所述吸嘴31设置于限位块36的外侧。两个限位块36可以限定翻转支架33旋转的幅度，避免镜片初胚与吸嘴31发生强烈碰撞造成损坏。

具体制作时，如图1所示，所述台架300的下方设有柜体，用于放置控制器，还可以放置维修工具或其它物品；所述触摸屏（图中未画出）设置于台架300的前侧，所述触摸屏内带处理器，用于存储料盘运算模块及精磨参数数据。控制器采用PLC控制器，X轴滑台11、Y轴滑台12及Z轴滑台13的动力部件及旋转气缸均由伺服驱动器控制，可实现两个机械手取放镜片及翻转镜片的精准操作。各部件的功能作用如下：

1、PLC控制器用于接收触摸屏和料盘运算模块所输入的参数/反馈信息，通过运算后将对应的控制信息输出至伺服驱动器，同时PLC控制器还通过I/O通讯控制精磨工位玻璃门开关进行精磨操作，从而控制预形体精磨的整体运行流程。

2、伺服驱动器用于控制上料机械手、旋转气缸、下料机械手，从而实现系统对镜片在原料盘取放、精磨机研磨台取放、翻转平台取放、收料盘取放等位置精确定位。

3、触摸屏用于对预形体精磨设备设置运行参数和不同尺寸预形体配方快速切换，输入原料盘与收料盘A、B、C三点定位销坐标，上料定位台和下料定位台上定位销与对应料盘A、B、C三点的X方向间距和Y方向间距，料盘的行数和列数，PLC控制器自动计算出料盘的行距、列距、斜率、料盘X坐标和Y坐标；（比如：触摸屏输入了另一种尺寸的预形体，需要更换对应的原料盘和收料盘，并输入新料盘图纸的定位销与料盘X方向和Y方向间距）。

4、料盘运算模块用于通过比较当前取料个数与原料盘个数判断原料取完，比较当前放料个数与收料盘个数判断收料盘摆满，在原料盘取完和收料盘摆满后会自动报警提示人工更换料盘，换盘周期=料盘个数*(精磨时间+搬运时间)。

本发明的一个具体实施例的控制流程如下：

步骤1、上料机械手移动到预形体原料盘取料；

步骤2、打开精磨工位一上精磨机构的玻璃门，上料机械手的取料吸笔放入空闲的第一精磨机或第二精磨机工位(当第一精磨机和第二精磨机有产品时，下料吸笔需先取出加工完的预形体，再由取料吸笔放入新的预形体)；

步骤3、上料机械手的下料吸笔将预形体放入翻转平台的放料区域，启动气动手指夹紧镜片预形体；

步骤4、旋转气缸将预形体夹紧翻转到的翻转平台的取料区域；

步骤5、张开气动手指松开镜片预形体，旋转气缸驱动气动手指返回放料区域；

步骤6、打开精磨工位二的精磨机构的玻璃门，下料机械手的取料吸笔取料放入空闲的第三精磨机或第四精磨机工位(当第三精磨机和第四精磨机有产品，下料吸笔需先取出加工完的预形体，再由取料吸笔放入新的预形体)；

步骤7、下料机械手的下料吸笔将预形体放入收料盘，并关闭精磨工位二的玻璃门。

综上所述，本发明具有结构紧凑、自动化程度高、工作效率高的优点，工作人员只需在系统提示换料盘时更换新料盘即可继续生产，减少人工因素造成的设备停机。

在上面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本发明，但是本发明还可以采用其他不同于在此描述的其它方式来实施，本领域技术人员可以在不违背本发明内涵的情况下做类似推广，因此本发明不受上面公开的具体实施例的限制。