光学透镜的抛光设备的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种光学透镜抛光设备，其包括透镜支承装置（4）、所述透镜支承装置（4）的定位装置和用于使所述透镜支承装置（4）围绕轴线旋转的装置，还包括抛光工具（2）、工具支承装置（3）、所述工具支承装置（3）的定位装置和用于使所述工具支承装置（3）围绕轴线旋转的装置。该设备还包括球窝节，该球窝节被布置在固定在所述工具支承装置（3）上的轴（9）和所述工具支承装置（3）的定位装置之间，或被布置在固定在所述透镜支承装置（4）上的轴和所述透镜支承装置（4）的定位装置之间，使得允许所述工具（2）和所述透镜各自的球面移动。本发明还涉及通过使用根据本发明的设备来抛光的方法。
【专利说明】光学透镜的抛光设备
【技术领域】
[0001] 本发明涉及透镜抛光的领域。
[0002] 更特别地，本发明涉及改进的透镜抛光设备。
【背景技术】
[0003] 在眼镜镜片的制造中，抛光是特别重要的。这一方面涉及获得足以获得光学抛光 的完工质量以具有透镜的透明性，或者去除在之前称为"生成"的加工操作期间的表面状态 缺陷。另一方面则涉及获得尽可能精确的规定的曲率半径，以使得有效矫正对应于所要求 的矫正，而不使生成的表面变形。
[0004] 目前的一种系统在于将透镜放置在可变形的表面(泡沫）上，并在使工具在待抛光 表面上动作的同时使透镜围绕自身旋转。由此产生按照透镜本身形状的透镜支撑的变形， 这意味着根据所处的位置，工具将或多或少地按压在透镜上，因此抛光的功能在一点将与 另一点不同，由此产生变形。
[0005] 文档US-2005/0221721提出了一种透镜抛光设备，其中，抛光工具被安装在工具 支承装置上，该工具支承装置被固定在围绕其轴线旋转活动并沿着轴线平移活动的轴的端 部处。工具支承装置还可以围绕在该工具支承装置附近经过的坚直轴线旋转活动。在该工 具支承装置的一侧，透镜被维持在维持块上，该维持块被固定在围绕其轴线旋转活动并沿 着轴线平移活动的轴的端部处。该维持块还可以沿着垂直的水平轴线平移活动。所有这些 运动的可能性允许工具相对于透镜完全自由的定位。
[0006] 然而由于工具按压在透镜上的力在所有位置上不是一样的，抛光不够均匀。
【发明内容】
[0007] 本发明提出弥补上述缺陷的至少一部分，并提出一种解决方案，该解决方案允许 改进工具在透镜上的按压压力的均匀性。
[0008] 为此，本发明涉及一种光学透镜抛光设备，该设备包括透镜支承装置、所述透镜支 承装置的定位装置和使所述透镜支承装置围绕轴线旋转的装置，还包括抛光工具、工具支 承装置、所述工具支承装置的定位装置和使所述工具支承装置围绕轴线旋转的装置。该设 备的特别之处在于，该设备还包括球窝节，该球窝节被布置在固定在工具支承装置上的铰 接轴和所述工具支承装置的定位装置之间，或者被布置在固定在透镜支承装置上的铰接轴 和所述透镜支承装置的定位装置之间，以使得允许所述工具和所述透镜各自的球面移动。 这种布置允许获得沿着待抛光透镜表面的形状的轨迹的移动。
[0009] 根据其他特征： 一所述设备可以包括球窝节，该球窝节被布置在固定在工具支承装置上的铰接轴和所 述工具支承装置的定位装置之间，以使得允许所述工具在球面上的球面移动，其中所述球 面的半径大约为所述铰接轴的长度； 一所述设备可以包括另外的球窝节，该另外的球窝节被布置在固定在透镜支承装置 上的铰接轴和所述透镜支承装置的定位装置之间，以使得允许所述透镜在球面上的球面移 动，其中所述球面的半径大约为所述铰接轴的长度； 一所述工具支承装置和所述透镜支承装置各自的定位装置可以包括围绕其轴线旋转 活动的支撑轴和固定在支撑轴上的偏心箱盒，所述支撑轴在其端部处包括所述球窝节，而 所述偏心箱盒则包括铰接轴引导装置，这种布置允许铰接轴特别可靠的引导； 一所述引导装置可以被配置为能够实现在靠近支撑轴的旋转轴线的位置和远离所述 轴线的位置之间的往返运动，由此允许实现圆正弦形轨迹； 一工具支承装置可以设有用于检测由工具施加在镜片上的压力的装置，以及在检测装 置和定位装置之间的调节环，以使得允许在透镜的所有限定区域中控制所述压力； 一所述工具可以借助于弹性装置被固定在所述工具支承装置上； 一所述设备可以包括工具支架，该工具支架借助于所述弹性装置被固定在所述工具支 承装置上，而所述工具则借助于可变形部件被固定在所述工具支架上，由此允许由可变形 部件造成的已知柔性上增加由弹性装置造成的额外柔性； 一所述弹性装置可以是弹性膜，该膜可以是平的或具有其他形状； 一所述工具支承装置可以包括包含气体的密封空间，该密封空间与所述弹性装置相 邻，使得施加在所述弹性装置上的力产生所述空间的体积变化，由此允许例如通过测量气 体的压力来测量所述力。
[0010] 本发明还涉及使用根据本发明的抛光设备来抛光光学透镜的方法，其中，所述工 具绘出呈圆形正弦状的轨迹。
[0011] 根据本发明的一个有利的实施例，一个完整的圈不对应于所述轨迹的整数个周 期，以使得工具和透镜在两个连续圈之间的接触点不是一样的。
[0012] 根据本发明的另一个有利的实施例，所述透镜可以包括具有不同曲率半径的区 域，使得允许用于渐进性视力镜片，并且调节的组合允许保持工具一直垂直于待抛光表面 的区域。
[0013] 特别地，源于本发明的优点在于，本发明允许根据确保在待抛光透镜整个表面上 均匀抛光的轨迹来抛光。本发明还允许在任意时刻调节工具在透镜上的压力，由此保证更 好的抛光质量。
[0014] 本发明的其他特征和优点在以下有关一个示意性而非限制性地给出的实施例的 详细描述中将会变得显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0015] 参照附图有助于理解该说明。在这些附图中： 一图1示出了根据现有技术的设备的透视示意图； 一图2示出了根据本发明的设备的运行示意图； 一图3示出了图1的设备的工具支承装置的剖视图； 一图4示出了一张图表，该图表示出了工具在透镜上的轨迹的一个示例； 一图5和图6示出了两张图表，这两张图表分别示出了工具支承装置围绕其球窝节倾 斜的示例和铰接轴对应的移动的示例。
【具体实施方式】
[0016] 如图1中可见，根据现有技术的透镜抛光设备1包括工具2,围绕其轴线A旋转活 动并沿着所述轴线A平移活动的工具支承装置3。设备整体还可以围绕大致坚直的轴线V 旋转活动，其中，轴线V在工具支承装置3附近经过，以使得围绕轴线V的旋转运动不导致 工具明显地平移而仅仅是旋转。设备1还包括能够保持透镜5的透镜支承装置4,该透镜支 承装置被固定在围绕其轴线Z旋转活动并沿着所述轴线Z平移活动的轴6的端部处。透镜 支承装置及其轴的整体还可以沿着在水平平面中垂直于轴线Z的轴线X平移活动，以使得 透镜支承装置能够朝着工具移动或者远离工具，但是还能够相对于工具侧向地移动。
[0017] 如附图2至图4所示，本发明涉及一种透镜抛光设备1。透镜5被布置在透镜支承 装置4上，该透镜支承装置连接到围绕轴线Z旋转活动的轴6的端部上。发动机7机械地 连接到轴6上，并且能够使其旋转。平移设备8允许赋予透镜支承装置4和轴6的整体以 水平移动，以使得能够水平地移动透镜5,同时使其围绕轴线Z旋转。根据另一个实施例，能 够移动工具支承装置整体而不是移动透镜。
[0018] 工具2被固定在工具支承装置3上。该工具支承装置包括工具支架主体16,在该 工具支架主体中布置有空间23,该空间能够包括例如空气的气体。例如是平的弹性膜17 一方面通过锁环18被固定在工具支架主体上，另一方面则被固定在工具支架19上。因此， 工具支架相对于工具支架主体是可动的，以使得由抛光操作施加在工具支架上的压力表现 为工具支架主体的内部体积的减小和因此的压力增大。压力检测器20允许测量该压力变 化，并且将其信息传输到数据处理装置(例如自动机或计算机)，如果压力降低，所述数据处 理装置就控制工具支承装置朝着透镜运动，或者如果压力增大，所述数据处理装置就控制 远离透镜的运动。
[0019] 弹性膜17还允许将工具支架主体16的旋转力矩传输给工具支架19。
[0020] 连接部件21被夹在工具支架上。该部件例如由塑料材料制成。泡沫制成的缓冲 器22贴在连接部件21上，而工具2则贴在缓冲器22上。该工具2的形式可以是抛光打磨 片。缓冲器是可变形的，这允许抛光片自动确定与透镜相切的方向。弹性膜增加了工具的 灵活性。
[0021] 工具支承装置连接到可以围绕其轴线旋转活动的铰接轴9上，并且借助于球窝节 11连接到支撑轴10 (这里为上轴10)上。上轴10由发动机12牵引围绕其轴线旋转，传动 带13或链条确保所述发动机12和上轴10之间的机械连接。球窝节11允许铰接轴9相对 于坚直线倾斜(在本说明下文中用α来表示)，同时将上轴的旋转运动传输给铰接轴9,以 使得铰接轴9被牵引着围绕其轴线旋转。铰接轴9的倾斜α由铰接轴9的一点的水平移 动设备14来控制。任何其他用于控制倾斜的设备都是合适的。优选地，箱盒15是围绕大 致坚直的轴线旋转活动的，并且沿着围绕上轴10的轴线的旋转轨迹牵引水平移动设备14。 因此，铰接轴9不仅能够围绕其轴线旋转，还能够围绕上轴10的坚直轴线旋转，以使得工具 支承装置在围绕其自身旋转的同时绘出围绕坚直线的轨迹，如果水平移动设备14将铰接 轴维持在相对于坚直线固定的位置上，则此轨迹是圆形的，但是如果设备14在箱盒15旋转 期间进行往返运动，该轨迹还可以绘出圆正弦曲线。
[0022] 上轴10这里被称为"上"，在图2的实施例中，该轴的确位于铰接轴9的上方，但是 该轴也可以位于铰接轴9的侧面或者下方。为了本发明申请的需要，即使所述轴位于更下 面，也称之为"上轴"。
[0023] 图4至图6示出了这种运动，其中工具在该轨迹上绘出圆圈。图5示出了角度α 根据围绕坚直轴线在完整一圈（360° )上的旋转角度Θ的变化。图6示出了设备14相对 于上轴的轴线的距离d根据围绕坚直轴线在完整的一圈（360° )上的旋转角度Θ的变化。 这两条曲线是正弦类型的，即曲线周期性地经过横坐标轴的上方和下方。图4示出了在透 镜上获得的轨迹，该轨迹是圆正弦类型的，即该轨迹周期性地进入圆圈的外部和外部。工具 支承装置围绕自身旋转，同时绘出该轨迹。要注意的是，在设备14的往返运动和围绕坚直 轴线的旋转之间的相位差在每圈之后都产生轨迹差。在所示出的示例中，工具在三圈之后 回到透镜的同一点上。还要注意的是，在所示出的示例中，透镜不是圆的而是椭圆的。所获 得的轨迹适于该椭圆形状。这可以例如借助于透镜协调的水平运动来获得。要注意的是， 透镜的形状可以是任意的，椭圆形状仅是除其他可能形状之外的一个示例。
[0024] 根据本发明的另一个实施例，轴6可以被分为坚直的下支撑轴和以与用于工具支 架装置的铰接轴的构造类似的方式通过球窝节与支撑轴连接的铰接轴。通过减少必须总 是精确地位于透镜表面上的工具支承装置的坚直适应运动，该设备能够有助于凸镜片的抛 光。
[0025] 根据又另一个实施例，仅支撑透镜支承装置的轴由坚直轴和铰接轴来实现，且支 撑工具支承装置的轴没有这种球窝节。这种设备不超出本发明的范围。这里，出于说明简 便而使用术语"坚直"，但是所述轴倾斜或者甚至水平的设备也不超出本发明的范围。
[0026] 由于一个或两个球窝节，组合多个运动，并且由于所有这些运动的组合，抛光的均 匀化和透镜的不变形的抛光特点叠加地增加。
[0027] 另外，工具在围绕上轴的旋转轴线的轨迹上的偏心允许避免积累抛光粉末，这些 抛光粉末总是位于一侧或另一侧。因此，工具一直与透镜直接接触，并实现优化的抛光。实 际上，粉末在工具和透镜之间的积累会降低抛光质量，并且可能在透镜上导致刮痕。
[0028] 特别地，本发明的优点在于，本发明允许沿着保证在待抛光的透镜所有表面上均 匀抛光的轨迹来抛光。本发明还允许在任意时刻调节工具在透镜上的压力，由此确保更好 的抛光质量，特别是对于例如"塑料"的软材料。
【权利要求】
1. 一种光学透镜抛光设备（1)，其包括透镜支承装置（4)、所述透镜支承装置（4)的 定位装置，和用于使所述透镜支承装置（4)围绕轴线旋转的装置，该设备还包括抛光工具 (2)、工具支承装置（3)、所述工具支承装置（3)的定位装置和用于使所述工具支承装置（3) 围绕轴线旋转的装置，所述设备的特征在于，其还包括球窝节，球窝节被布置在固定在所述 工具支承装置（3 )上的轴（9 )和所述工具支承装置（3 )的定位装置之间，或者被布置在固定 在所述透镜支承装置（4)上的轴和所述透镜支承装置（4)的定位装置之间，使得允许所述 工具（2 )和所述透镜（5 )各自的球面移动。
2. 如前一权利要求所述的设备（1)，其包括被布置在固定在所述工具支承装置（3)上 的轴（9)和所述工具支承装置（3)的定位装置之间的球窝节。
3. 如前一权利要求所述的设备（1 )，其还包括被布置在固定在所述透镜支承装置（4) 上的轴和所述透镜支承装置（4)的定位装置之间的球窝节，使得允许所述透镜（5)的球面 移动。
4. 如上述权利要求中任一项所述的设备，其中，所述工具支承装置和所述透镜支承装 置各自的定位装置包括围绕其轴线旋转活动的支撑轴（10)和固定在所述支撑轴（10)上的 偏心箱盒（15)，所述支撑轴在其端部处包括所述球窝节，而所述偏心箱盒（15)则包括引导 所述铰接轴的装置（14)。
5. 如前一权利要求所述的设备，其中，所述引导装置被配置为能够实现在接近所述支 撑轴（10)的旋转轴线的位置和远离所述轴线的位置之间的往返运动。
6. 如上述权利要求中任一项所述的设备（1 )，其中，所述工具支承装置（3)设有用于检 测由所述工具（2)施加在所述透镜（5)上的压力的装置，和位于所述检测装置（20)和所述 定位装置之间的调节环，使得允许在所述透镜的所有限定区域上控制所述压力。
7. 如上述权利要求中任一项所述的设备（1 )，其中，所述工具（2)借助于弹性装置（17) 被固定在所述工具支承装置（3)上。
8. 如前一权利要求所述的设备（1)，其中，所述弹性装置被设计为能够驱动所述工具 旋转。
9. 如权利要求7或8所述的设备（1 )，其包括工具支架（19)，该工具支架借助于所述弹 性装置（17)被固定在所述工具支承装置上，并且所述工具借助于可变形部件（22)被固定 在所述工具支架（19)上。
10. 如权利要求7或9所述的设备（1 )，其中，所述弹性装置为弹性膜（17)，该弹性膜优 选地是平的。
11. 如权利要求6至9中任一项所述的设备（1 )，其中，所述工具支承装置（3)包括与所 述弹性装置（17)相邻的、包含气体的密封空间（23)，使得施加在所述弹性装置（17)上的力 导致所述空间（23)体积变化。
12. 通过使用根据上述权利要求中任一项所述的设备（1)来抛光光学透镜的方法，其 中，所述工具（2)绘出呈圆正弦状的轨迹。
13. 如前一权利要求所述的方法，其中，完整的一圈不对应于所述轨迹的整数个周期， 使得所述工具（2)和所述透镜（5)之间的接触点在连续的两圈之间是不同的。
14. 如上述权利要求中任一项所述的方法，其中，所述透镜（5)包括具有不同曲率半径 的区域，使得允许利用渐进性视力镜片，并且调节的组合允许使所述工具（2)总是保持垂直
【文档编号】B24B13/00GK104105572SQ201280058226
【公开日】2014年10月15日 申请日期:2012年9月21日 优先权日:2011年9月27日
【发明者】G.莫努瓦耶尔 申请人:最佳视觉国际有限公司