CN102441829B - 眼镜镜片加工设备 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种眼镜镜片加工设备。在眼镜镜片加工设备中，如果材料选择器为镜片选择热塑性材料，则控制单元执行第一步骤，然后执行第二步骤。在第一步骤中，控制单元控制镜片旋转单元，以将镜片定位在多个镜片旋转角中，并且对于所述多个镜片旋转角中的每个镜片旋转角，所述控制单元控制轴间距离改变单元，以使粗加工工具切入镜片直到粗加工路径，当粗加工工具切入镜片直到粗加工路径时，镜片旋转单元不使镜片旋转。在第二步骤中，在镜片旋转单元使镜片旋转的同时，控制单元控制镜片旋转单元和轴间距离改变单元，以基于粗加工路径对镜片进行粗加工。

Description

眼镜镜片加工设备
技术领域
本发明涉及一种加工眼镜镜片的周边的眼镜镜片加工设备。
背景技术
在加工眼镜镜片的周边的设备中，眼镜镜片由一对镜片卡盘轴保持，镜片靠镜片卡盘轴的旋转而旋转，并且诸如粗加工磨石的粗加工工具压在镜片上，由此对镜片的周边粗加工。作为加工夹具的杯状物固定在眼镜镜片的表面上，并且镜片经由杯状物由该对镜片卡盘轴保持。
近年来，已变得广泛使用通过用拒水材料涂覆镜片表面获得的拒水镜片，水、油等等不容易附着于该拒水镜片。拒水镜片的表面是滑的。因此，如果将与在相关技术中应用于没有涂覆拒水材料的镜片的相同的加工控制应用于拒水镜片，则存在容易出现所谓的“轴向偏差”的问题，其中由于固定杯状物滑移，所以镜片的旋转角相对于镜片卡盘轴的旋转角偏离。
作为减小“轴向偏差”的方法，已提出检测应用于镜片卡盘轴的负载扭矩并降低镜片的旋转速度的技术，以便使负载扭矩落入预定值(参考US2004-192170A1)。另外，已提出一种技术，其使镜片以特定度旋转，并改变镜片卡盘轴与加工工具的旋转轴之间的轴间距离，以便使粗加工磨石的切削量对于镜片的一个回转变得近似恒定(参考JP2006-334701A)。此外，作为一种在JP2006-334701A中公开的改进的技术，已提出一种技术，其设定每单位时间的加工量，以防止“轴向偏差”的出现，并通过确定镜片每旋转角的切削量来控制轴间距离，以便使每单位时间的加工量变得恒定(参考US2010-197198A1)。
在粗加工中的镜片的旋转方向的控制包括下切法和上切法，在下切法中，粗加工磨石的旋转方向与镜片的旋转方向相反，而在上切法中，粗加工磨石的旋转方向与镜片的旋转方向相同。在上切法中，向粗加工磨石侧拉镜片的力增大，因而“轴向偏差”经常出现。在下切法中，向粗加工磨石拉镜片的力和上切法对比较弱。因此，当镜片的材料是正常的塑料时，使用下切法。当镜片的材料是热塑性材料(其代表性地为聚碳酸酯，并且在材料中还包括Trivex、丙烯等等)时，在粗加工中不使用研磨水(参考US7,617,579B1)。结果，如果使用下切法，则在粗加工磨石的旋转方向上排出的加工废料由于来自热的影响而倾向于变成粘性的，并且被热熔化的加工废料附着于镜片的已经历粗加工的周边，这影响随后的精加工的加工精度。在上切法中，在粗加工磨石的旋转方向上排出的加工废料排出至粗加工中没有加工的部分的侧边。因此，熔化的加工废料难以附着于镜片的周边。为此，在热塑性材料的镜片的情况下，使用上切法。
发明内容
拒水涂层还适用于由热塑性材料形成的镜片。如果用上切法尝试用拒水涂层处理的热塑性镜片的加工，则即使利用US2004-192170A1、JP2006-334701A和US2010-197198A1中的加工控制，也不能充分地抑制“轴向偏差”的问题。此外，如果试图防止该问题，则存在加工时间大大延长的问题。
作出本发明以解决以上问题，并且本发明的技术目的是提供一种眼镜镜片加工设备，该眼镜镜片加工设备能通过有效地抑制镜片(尤其是热塑性镜片)的“轴向偏差”来有效地进行加工。
本发明的方面提供以下布置：
(1)一种眼镜镜片加工设备，包括：
镜片旋转单元，该镜片旋转单元包括用于保持眼镜镜片的镜片卡盘轴和用于使镜片卡盘轴旋转的马达；
加工工具旋转单元，该加工工具旋转单元包括用于对镜片的周边粗加工的粗加工工具、粗加工工具附接至的加工工具旋转轴和用于使加工工具旋转轴旋转的马达；
轴间距离改变单元，该轴间距离改变单元包括用于改变镜片卡盘轴与加工工具旋转轴之间的轴间距离的马达；
控制单元，该控制单元被构造成基于目标镜片轴获得粗加工路径，并基于所获得的粗加工路径控制镜片旋转单元和轴间距离改变单元，以由粗加工工具对镜片的周边粗加工，
其中控制单元进行第一步骤和然后的第二步骤，
其中在第一步骤中，控制单元控制镜片旋转单元，以将镜片定位在多个镜片旋转角中，并且对于所述多个镜片旋转角中的每个镜片旋转角，所述控制单元控制轴间距离改变单元，以使粗加工工具切入镜片直到粗加工路径，当粗加工工具切入镜片直到粗加工路径时，镜片旋转单元不使所述镜片旋转，并且
其中在第二步骤中，在镜片旋转单元使镜片旋转的同时，控制单元控制镜片旋转单元和轴间距离改变单元，以基于粗加工路径对镜片进行粗加工。
(2)根据(1)的眼镜镜片加工设备，其中
在第一步骤中，在不使镜片旋转的同时、粗加工工具切入镜片直到粗加工路径之后，控制单元控制轴间距离改变单元，以使镜片与粗加工工具分离，控制单元控制镜片旋转单元，以使镜片旋转预定的角度，控制单元控制轴间距离改变单元，以在不使镜片旋转的同时使粗加工工具再次切入镜片直到粗加工路径，并在多个镜片旋转角方向上重复这些加工直到镜片在这些加工下旋转一次为止。
(3)根据(2)的眼镜镜片加工设备，其中
预定的角度被设定在从30度到80度的范围内。
(4)根据(3)的眼镜镜片加工设备，其中
多个镜片旋转角是通过将一转的角度除以5至12获得的角度。
(5)根据(3)的眼镜镜片加工设备，其中
多个旋转角作为预定值存储在存储器中。
(6)根据(3)的眼镜镜片加工设备，其中
控制单元基于粗加工工具的直径、粗加工路径或目标镜片形状和未加工镜片的直径设定多个旋转角。
(7)根据(6)的眼镜镜片加工设备，其中
控制单元设定多个旋转角，使得镜片的整个周边在第一步骤时由粗加工工具加工。
(8)根据(6)的眼镜镜片加工设备，其中
控制单元设定多个旋转角，使得镜片卡盘轴的卡盘中心与粗加工工具在第一步骤中对镜片进行粗加工的粗加工区域之间的距离等于或小于预定距离，该预定距离小于镜片的半径，并且在第二步骤在该预定距离不出现镜片与镜片卡盘轴之间的轴向偏差。
(9)根据(6)的眼镜镜片加工设备，其中
多个镜片旋转角是通过将一转的角度除以5至12获得的角度，并且相邻角度的间隔在30度与80度之间的范围内。
(10)根据(1)至(9)中任一项的眼镜镜片加工设备，还包括材料选择器，所述材料选择器被构造成选择所述镜片的材料，
其中如果所述材料选择器为所述镜片选择热塑性材料，则所述控制单元执行所述第一步骤，然后执行所述第二步骤，其中
在粗加工的第二步骤中，控制单元控制镜片旋转单元，以使镜片在与粗加工工具的旋转方向相同的方向上旋转。
(11)根据(10)的眼镜镜片加工设备，其中
如果所述材料选择器选择热固性材料的镜片，则所述控制单元执行所述第二步骤，
在所述第二步骤中，所述控制单元控制所述镜片旋转单元以使所述镜片在与所述粗加工工具的旋转方向相反的方向上旋转。
(12)根据(1)至(10)中任一项的眼镜镜片加工设备，其中
控制单元控制轴间距离改变单元，使得粗加工工具在第一步骤时的切入速度被设定成等于或小于预定的容许值。
(13)根据(1)至(10)中任一项的眼镜镜片加工设备，还包括构造成选择第一模式和第二模式的加工模式选择器，在第一模式中，镜片的表面是滑的，而在第二模式中，镜片的表面是正常的，
其中控制单元控制轴间距离改变单元，使得粗加工工具在第一步骤时的切入速度在第二模式中比在第一模式中高，并控制镜片旋转单元，使得镜片在第二步骤时的旋转速度在第二模式中比在第一模式中高。
根据本发明，能够有效地执行加工并抑制镜片的“轴向偏差”。
附图说明
图1是眼镜镜片加工设备的加工部分的示意性构造图。
图2是镜片边缘位置检测单元的构造图。
图3A是镜片外径检测单元的示意性构造图。
图3B是仿形器指销的前视图。
图4是图示由镜片外径检测单元进行的镜片外径测量的视图。
图5是眼镜镜片加工设备的控制方框图。
图6是图示粗加工的第一步骤的视图。
图7是图示粗加工磨石在N1方向上切入镜片的情形。
图8是图示粗加工磨石在N2方向上切入镜片的情形。
图9是图示在粗加工的第一步骤中粗加工的区域和在粗加工的第二步骤中粗加工的区域的视图。
图10是图示粗加工的第一步骤的改进示例的视图。
具体实施方式
将参考附图描述本发明的示例性实施例。图1是眼睛镜片加工设备的示意性构造图。
可旋转地保持一对镜片卡盘轴102L和120R的滑架101安装在加工设备1的基部170上。介于卡盘轴120L与102R之间的眼镜镜片LE的周边通过被压在磨石组168的每个磨石上而被加工，所述磨石组168作为加工工具同轴地设置在主轴(加工工具的旋转轴)161a上。
磨石组168包括：粗加工磨石162；精加工磨石163，该精加工磨石163包括用于形成高阶曲线镜片的前斜面的前斜面加工表面和用于形成后斜面的后斜面加工表面；精加工磨石164，该精加工磨石164包括形成用于低阶曲线镜片的斜面的V形槽和平面精加工表面；和抛光磨石165，该抛光磨石165包括用于形成斜面的V形槽和平面精加工表面。粗加工磨石162的直径大约为100mm。磨石主轴161a靠马达160旋转。这些构件构成磨石旋转单元。作为粗加工工具和精加工工具，可使用刀具。
镜片卡盘轴102R通过设置在滑架101的右臂101R中的马达110向镜片卡盘轴102L侧移动。镜片卡盘轴102R和102L经由诸如齿轮等的旋转传动机构靠设置在左臂101L中的马达120同步旋转。检测镜片卡盘轴102L和102R的旋转角的编码器121设置在马达120的旋转轴上。通过编码器121检测加工期间施加于镜片卡盘轴102R和102L的负载扭矩。这些构件构成镜片旋转单元。
滑架101安装在能沿着在X轴方向上延伸的轴103和104移动的基部140上，并且通过马达145的驱动在X轴方向(卡盘轴的轴向方向)上移动。检测滑架101(也就是卡盘轴102R和102L)在X轴方向上的移动位置的编码器146设置在马达145的旋转轴上。这些构成X轴方向移动单元。在Y轴方向(卡盘轴102L和102R与磨石主轴161a之间的轴间距离改变的方向)上延伸的轴156和157固定在基部140上。滑架101安装在基部140上，以便在Y轴方向上沿着轴156和157可移动。用于Y轴移动的马达150固定在基部140上。马达150的旋转被传递至在Y轴方向上延伸的滚珠螺杆155，并且滑架101通过滚珠螺杆155的旋转在Y轴方向上移动。检测卡盘轴在Y轴方向上的移动位置的编码器158设置在马达150的旋转轴上。这些构件构成Y轴方向移动单元(轴间距离改变单元)。
在图1中，作为镜片表面形状测量单元的镜片边缘位置检测单元300F和300R设置在滑架101上方的左侧和右侧。图2是检测镜片的前表面的边缘位置的检测单元300F的示意性构造图(目标镜片形状的镜片的前表面侧的边缘位置)。
基部301F固定在块300a上，该块300a固定在基部170上。仿形器指销臂304F经由滑动基部310F保持在基部301F中，以便能够在X轴方向上滑动。L形手柄305F固定在仿形器指销臂304F的前端部分上，而仿形器指销306F固定在手柄305F的前端上。仿形器指销306F接触镜片LE的前表面。齿条311F固定在滑动基部310F的下端部分上。齿条311F与固定在基部301F侧上的编码器313F的小齿轮312F啮合。马达316F的旋转经由诸如齿轮315F和314F的旋转传动机构传递至齿条311F，由此滑动基部310F在X轴方向上移动。通过马达316F的驱动将设置在缩回位置的仿形器指销306F向镜片LE侧移动，并且施加将仿形器指销306F压在镜片LE上的用于测量的压力。在镜片LE的前表面位置的检测期间，在镜片LE基于目标镜片形状旋转的同时，镜片卡盘轴102L和102R在Y轴方向上移动，并且由编码器313F检测镜片的前表面在X轴方向上的边缘位置(目标镜片形状的镜片的前表面侧的边缘位置)。
用于检测镜片的后表面的边缘位置的检测单元300R的构造与检测单元300F双侧对称。因此，在应用于图2所示的检测单元300F的相应元件的附图标记结尾的“F”转换成“R”，由此省略其说明。
在图1中，倒角单元200设置在设备的本体的前侧处，并且钻孔和切槽单元400设置在滑架部分100的后面。由于已知的构造用于这些构造，所以省略其详细说明。
在图1中，在镜片卡盘轴102R侧的后面和上方设有镜片外径检测单元500。图3A是镜片外径检测单元500的示意性构造图。图3B是在单元500中包括的仿形器指销520的前视图。
与镜片LE的边缘接触的柱形仿形器指销520固定在臂501的一端上，并且在臂501的另一端上固定有旋转轴502。仿形器指销520的中心轴线520a和旋转轴502的中心轴线502a布置在中心轴线平行于镜片卡盘轴102L和102R(X轴方向)的位置关系中。旋转轴502被保持在保持部分503中，以便可在中心轴线502a上旋转。保持部分503固定在图1中的块300a上。扇形齿轮505固定在旋转轴502上，并且齿轮505靠马达510旋转。与齿轮505啮合的小齿轮512设置在马达510的旋转轴上。另外，在马达510的旋转轴上设有作为检测器的编码器511。
仿形器指销520包括：柱形部分521a，当测量镜片LE的外径时，该柱形部分521a接触镜片LE；具有小的直径的柱形部分521b，该柱形部分521b包括当测量在镜片LE中形成的斜面的X轴方向上的位置时使用的V形槽521v；和当测量在镜片中形成的槽位置时使用的突出部分521c。V形槽521v的开口角vα形成为使得角度vα等于或宽于用于形成精加工磨石164具有的斜面的V形槽的开口角。V形槽521v的深度vd形成为使得深度vd浅于精加工磨石164的V形槽。结果，由精加工磨石164的V形槽在镜片LE中形成的斜面在不与其他部分干涉的情况下***V形槽521v的中心。
镜片外径检测单元500用于当加工正常眼镜镜片LE的周边时，检测未加工镜片LE的外径对于目标镜片形状是否足够大。如图4所示，当测量镜片LE的外径时，镜片卡盘轴102L和102R向预定的测量位置移动(在关于旋转轴502旋转的仿形器指销520的中心轴线520a的移动路径530上)。当臂501靠马达510在与加工设备1的X轴和Y轴正交的方向(Z轴方向)上旋转时，已处于缩回位置的仿形器指销520向镜片LE侧移动，并且仿形器指销520的柱形部分521a接触镜片LE的边缘(周边)。另外，由马达510向仿形器指销520施加用于测量的预定压力。镜片LE对于每个精细的角步长旋转，并且由编码器511测量仿形器指销520此时的移动，由此测量基于卡盘中心的镜片LE的外径尺寸。
作为镜片外径检测单元500，除包括上述臂501的旋转机构的构造之外，可使用在与加工设备1的X轴和Y轴正交的方向(Z轴方向)上线性移动的机构。此外，作为镜片表面形状测量单元的镜片边缘位置检测单元300F(或300R)还可用作镜片外径检测单元。在该情况下，在仿形器指销306F邻接镜片的前表面的同时，镜片卡盘轴102L和102R在Y轴方向上移动，使得仿形器指销306F向镜片的外径侧移动。当仿形器指销306F到达镜片的外径时，由编码器313F检测的值急剧改变。因此，能够根据此时在Y轴方向上的移动距离检测镜片的外径。
图5是眼镜镜片加工设备的控制方框图。控制单元50全面地控制整个设备，并基于各种类型的测量结果和输入数据进行计算处理。在图1中示出的相应的马达、镜片边缘位置检测单元300F和300R以及镜片外径检测单元500连接至控制单元50。另外，控制单元50连接有：显示器60，该显示器60具有用于输入加工条件数据的功能的触摸面板；开关部分70，该开关部分70设有加工启动开关等等；存储器51；眼镜框架形状测量装置2等等。在存储器51中存储有镜片加工程序(加工序列)、基于镜片的前后表面的边缘位置和镜片的外径确定(估计)镜片厚度的程序等等。加工程序随镜片的材料而变化，并由控制单元50基于加工条件的设定等等进行选择，以便被执行。
接下来，将描述设备的操作。存在两种用作眼镜镜片的树脂类材料。热固性树脂的镜片的示例包括一般的塑料镜片、高折射率塑料镜片等，该热固性树脂在加工期间当被施加热时表现硬度提高(也就是硬化)。热塑性树脂的镜片的示例包括聚碳酸酯、丙烯、Trivex等等的镜片，该热塑性树脂在加工期间当被施加热时软化。在热固性树脂的粗加工期间，为了防止加工部位由磨石与镜片之间的摩擦所引起的温度升高，向加工部位供应研磨水(冷却水)。在热塑性树脂的粗加工期间，使用由磨石与镜片之间的摩擦产生的热，使得在加工部位维持在高温的同时进行加工。如果供应研磨水，则加工废料附着于冷却的磨石和镜片，这是不优选的。因此，不为热塑性树脂供应研磨水。在US7617579B1中公开了材料的特性，该专利在此以参考的方式并入。
以下，说明针对主要作为热塑性镜片的聚碳酸酯镜片的加工操作。
首先，控制单元50获得目标镜片形状数据。当按压在开关部分70中包括的开关时，输入由镜片框架形状测量装置2的测量获得的镜片框架的目标镜片形状数据，并且该目标镜片形状数据被存储在存储器51中。显示器60基于输入的目标镜片形状数据显示目标镜片形状图形FT。准备输入布局数据，包括佩戴者的瞳孔间距离(PD值)、镜片框架F的框架之间的中心间距离(FPD值)和光学中心OC相对于目标镜片形状的几何中心FC的高度等等。布局数据靠预定触摸键的操作输入。当输入布局数据时，输入的目标镜片形状数据由控制单元50基于几何中心FC转化成新的目标镜片形状数据(rn、θn)(n＝1、2、3、……、n)。rn是目标镜片形状的矢径长度，而θn是目标镜片形状的矢径角度。N例如为1000个点。
镜片的材料由触摸键(开关)62选择。作为镜片的材料，可选择一般的塑料镜片、高折射率塑料镜片、聚碳酸酯镜片等等。框架的类型由触摸键63选择。加工模式(斜面加工模式、平面加工模式)由触摸键64选择。
在镜片LE的加工之前，操作者通过利用众所周知的预锻模(blocker)将作为固定夹具的杯状物Cu固定在镜片LE的前表面上。此时，存在光学中心模式和框架中心模式，在光学中心模式中，杯状物固定在镜片LE的光学中心OC上，而在框架中心模式中，杯状物固定在目标镜片形状的几何中心FC上。能够通过利用触摸键65能选择光学中心模式或者框架中心模式。在光学中心模式中，镜片LE的光学中心OC被镜片卡盘轴(102L和102R)卡住，并变成镜片的旋转中心。在框架中心模式中，目标镜片形状的几何中心FC被镜片卡盘轴卡住，并变成镜片的旋转中心。
用拒水涂层处理的镜片(拒水镜片)的表面是滑的，并且在粗加工期间在拒水镜片中容易出现“轴向偏差”。能够利用触摸键(开关)61选择软加工模式(第一模式)或者正常加工模式(第二模式)，该软加工模式用于加工拒水镜片，而该正常加工模式用于加工没有用拒水涂层处理的镜片。以下，例如将描述用拒水涂层处理的聚碳酸酯镜片的情形。在该情况下，由作为用于选择镜片材料的材料选择器的触摸键62选择聚碳酸酯镜片作为镜片的材料，并且由作为加工模式选择器的触摸键61选择软加工模式。
操作者将固定在镜片LE上的杯状物Cu***设置在镜片卡盘轴102L的前端侧处的杯状物保持器。其后，当镜片卡盘轴102R靠马达110的驱动向镜片LE侧移动时，镜片LE被保持在镜片卡盘轴102R中。当在镜片LE由镜片卡盘轴102R保持之后按压开关部分70中的启动开关时，由控制单元50操作镜片边缘位置检测单元300F和300R和镜片外径检测单元500，由此测量镜片的前后表面的曲线形状和镜片的外径。
在获得镜片的外径数据中，如果设备不包括镜片外径检测单元500，则设备可具有由设置在显示器60中的开关输入由卡钳等等测量的镜片外径数据的构造。另外，在获得镜片的前后表面的曲线形状中，可采用由设置在显示器60中的开关输入分开测量的镜片前后表面的曲线形状数据的构造。
如果完成测量镜片的前后表面的曲线形状和镜片的外径，则加工移至粗加工的步骤。以下，将描述抑制“轴向偏差”的粗加工操作。图6是图示粗加工操作的示意图。以下，为了简化说明，将镜片的卡盘中心(旋转中心)102C作为光学中心OC。
控制单元50基于输入的目标镜片形状数据计算由粗加工磨石162加工的粗加工路径RT。通过向允许精加工的镜片边缘(例如2mm)增加目标镜片形状来计算粗加工路径RT。控制单元50用作用于计算粗加工路径RT的计算单元。作为粗加工的第一步骤，控制单元50在不使镜片旋转的情况下(在停止镜片的旋转的同时)、在多个镜片旋转角方向Ni(i＝1、2、3、……)上使粗加工磨石162切入镜片LE直到粗加工路径RT(其包括粗加工路径RT的附近)。也就是说，在镜片LE不旋转的同时，镜片旋转角方向Ni(多个镜片旋转角)变成粗加工磨石162切入镜片LE的方向。图6示出粗加工磨石162在作为多个镜片旋转角方向Ni的N1、N2、N3、N4、N5和N6的6个方向上切入镜片LE的示例。角度Nθ1、Nθ2、Nθ3、Nθ4、Nθ5和Nθ6(相邻角度的间隔)中的每个角度是在方向N1至N6当中的2个方向之间的角度，所述每个角度相等地分成60°。在实践中，粗加工磨石162的旋转中心固定，而镜片LE旋转。然而，在图6中，粗加工磨石162的中心示出为以相对意义定位在围绕镜片LE的卡盘中心102C的N1至N6的每个方向上。在粗加工的第一步骤之后，作为粗加工的第二步骤，控制单元50在使镜片LE旋转的同时控制镜片卡盘轴102R和102L沿粗加工路径RT在Y轴方向上的移动(控制单元50控制轴间距离改变单元)，从而对在粗加工的第一步骤之后残留的加工区域RB粗加工。镜片LE在第二步骤中的旋转方向由上切法设定，在该上切法中，粗加工磨石162的旋转方向变成与镜片LE的旋转方向相同。
将详细描述粗加工的第一步骤。首先，控制单元50将N1方向设定成Y轴方向，在不使镜片LE旋转的情况下使镜片卡盘轴102L和102R移动(控制轴间距离改变单元的马达150的驱动)，并控制粗加工磨石162以切入镜片LE，直到粗加工磨石162到达粗加工路径RT为止。图7是图示以下状态的视图，其中粗加工磨石162在N1的方向上切入镜片LE，并且区域RA1是在镜片LE不旋转的同时被削掉的部分。其后，控制单元50控制轴间距离改变单元(马达150)的驱动，以便使镜片卡盘轴102L和102R移动，以使镜片LE与粗加工磨石162分离，然后驱动马达120，从而使镜片LE旋转角度Nθ1(60°)，以便设定下一旋转方向(旋转角)。结果，如图8所示，N2方向与Y轴方向彼此重合。随后，控制单元50再次控制轴间距离改变单元(马达150)，以便在不使镜片LE旋转的情况下使镜片LE向磨石162侧移动，从而使粗加工磨石162切入镜片LE直到粗加工路径RT。此时削掉的部分是由图8中的对角线指示的区域RA2。其后，通过在与镜片LE的一个回转对应的N3、N4、N5和N6方向的每个方向中的相同操作的重复，如图9所示顺次削掉区域RA3、RA4、RA5和RA6。在图9中，残留在粗加工路径RT外的区域RB是在第二步骤中要加工的部分。
当使镜片LE与粗加工磨石162分离时，控制单元50可不停止镜片LE的旋转，而是可开始使镜片LE旋转至在某种程度上加工镜片LE的程度，以便将镜片LE设定成下一旋转角。这样，能够缩短加工时间。
在第一步骤的加工序列中，在对镜片LE粗加工的同时，镜片LE不旋转。因此，向镜片LE施加的旋转负载(负载扭矩)小，并抑制“轴向偏差”的出现。理由如下。通过粗加工磨石162的旋转，向镜片LE施加的旋转负载受在镜片LE与粗加工磨石162之间产生的摩擦力(沿粗加工磨石162的旋转方向产生的摩擦力)影响。如果在镜片LE旋转的同时由粗加工磨石162对镜片LE粗加工，则还施加卡盘轴102L和102R的扭矩，并且力产生向在镜片LE的旋转方向上的粗加工磨石162侧拉镜片LE的效果。因此，进一步使镜片LE旋转的负载增大，并且这引起“轴向偏差”。与此相反，当镜片LE不旋转时，在粗加工磨石162的中心所位于的Y轴方向上挤压镜片LE的力大部分作用于镜片LE，并且由粗加工磨石162的旋转所引起的摩擦力还被挤压力的反作用力抵消，由此几乎不产生试图使镜片LE旋转的旋转负载。结果，当镜片LE不旋转时，抑制“轴向偏差”的出现。因此，在粗加工的第一步骤中，可只考虑在Y轴方向上的负载。
为了使Y轴方向上的负载不超过特定值，将在Y轴方向上的移动速度完全设定成等于或低于预定的容许值。在Y轴方向上的负载与每单位时间的加工量相关。因此，优选地，通过将每单位时间的加工量设定成等于或小于特定值，能够减小在Y轴方向上的负载并抑制在Y轴方向上的偏差。基于所测量并输入的镜片的外径(诸如70mm直径的固定值完全可用作外径)、镜片前后表面的形状、镜片厚度、粗加工路径RT和粗加工磨石162的半径确定在Y轴方向上的每单位移动距离的加工量，并且控制镜片LE在Y轴方向上的移动速度，使得加工量相对于单位时间变成等于或小于某一值。结果，不会出现镜片LE在Y轴方向上的位置偏差。
即使在第一步骤中在粗加工磨石162的旋转方向上排出的加工废料由于热而熔化，加工废料也在粗加工路径RT外的区域RB(参考图9)渐缩的方向上被排出。因此，类似于上切法，加工废料难以附着于镜片LE。
将描述粗加工的第二步骤。在粗加工的第一步骤完成之后，在靠马达120的驱动使镜片LE旋转的同时，控制单元50控制镜片卡盘轴102R和102L在Y轴方向上的移动，使得粗加工磨石162沿粗加工路径RT移动(控制单元50控制轴间距离改变单元的马达150的驱动)。每当镜片旋转一次(替代性地，镜片有时取决于加工量旋转多次)，就削掉图9所示的加工区域RB。镜片LE的旋转方向由上切法设定。由于镜片LE大部分的周边被粗加工的第一步骤削掉，所以已减少加工区域RB从粗加工路径RT的突出量(已缩短距卡盘中心102C的距离)。此外，由于已减少区域RB的加工量(残留量)，所以粗加工磨石162接触镜片LE的区域小。因此，还减小镜片LE从粗加工磨石162接受的摩擦力，由此减小在旋转方向上从粗加工磨石162接受的力(负载扭矩)。因此，即使在镜片LE旋转的同时进行去除区域RB的粗加工，向镜片LE施加的旋转负载也是小的。结果，抑制轴向偏差的出现。
镜片LE在第二步骤中的旋转速度设定成等于或低于特定值，该特定值设定成使得不出现“轴向偏差”。优选的是控制镜片LE的旋转速度，使得每单位时间的加工量变成等于或小于特定值。能够基于在粗加工的第一步骤之后产生的外径、镜片的前后表面的形状、镜片厚度、粗加工路径RT和粗加工磨石162的半径通过确定镜片每单位旋转角的加工量来控制旋转速度。
尽管以上的加工控制被描述成应用于用拒水涂层处理的聚碳酸酯镜片的粗加工，但加工控制还可应用于没有用拒水涂层处理的聚碳酸酯镜片的情形(选择正常加工模式的情形)。在没有用拒水涂层处理的聚碳酸酯镜片的情况下，与已用拒水涂层处理的聚碳酸酯镜片相比，在第一步骤中的Y轴的移动速度和在第二步骤中的镜片的旋转速度被分别设定成较高的速度。结果，在没有用拒水涂层处理聚碳酸酯镜片的情况下，缩短粗加工时间。
在粗加工完成之后，镜片LE的周边基于在目标镜片形状的基础上计算的精加工数据经受通过精加工磨石164的精加工。尽管精加工包括斜面精加工、平面精加工等等，但由于已知的方法应用于精加工的控制，所以省略其说明。
在上述实施例中，粗加工的第一步骤中的N1至N6的角度Nθ1至Nθ6分别被相等地分成60°。然而，本发明不局限于此。如果当加工序列达到最后的N6方向时加工的区域RA6(参考图9)变得太小，则当切削该区域时，镜片可能破裂。为了避免这种情形，第一N1方向与最后的N6方向之间的角度Nθ6可设定成大于其他部分的角度。例如，如图10所示，如果角度Nθ1至Nθ5分别被设定成55°，则角度Nθ6变成85°。如果N1方向作为基线，则N2＝55°，N3＝110°，N4＝165°，N5＝220°，而N6＝275°。结果，区域RA6不会变得太小，并且当在N6方向上切削镜片LE时防止镜片LE(区域RA6的部分)破裂。
在图6和10中示出的多个镜片旋转角方向Ni(N1、N2、N3、……)和角度Nθi(Nθ1、Nθ2、Nθ3……)的数量仅是示例，并且本发明不局限于此。角度Nθi不一定彼此相同。在实施例的设备中作为粗加工工具的粗加工磨石162的直径大约为100mm。然而，在实践中，将具有60mm至120mm直径的粗加工磨石用作粗加工磨石162，并且如果使用这类粗加工磨石162，则角度Nθi优选地为30°至80°(除第一N1方向与最后的方向之间的角度之外)。如果角度Nθi小于30°，则在粗加工路径RT外突出的区域RA的锥形部分变得太小，这使在粗加工磨石162的旋转方向上排出的加工废料容易附着于镜片LE。如果角度Nθi均匀地设定成30°，则在旋转角方向Ni上切削的次数增加，因而加工时间延长。如果角度Nθi大于80°，则远离卡盘中心102C的许多部分容易作为在粗加工的第一步骤之后残留的区域RB而残留，并且镜片未加工的周边容易按照原样残留。此外，增加粗加工的第二步骤中的加工量。在实践中，角度Nθi优选地为40°至72°。
在实践中，作为切削方向的旋转角方向Ni的数量优选地为5至12。也就是说，每个是在相邻方向中的3个方向之间的角度的多个镜片旋转角(Ni)是通过将镜片的一转(360度)除以5至12获得的角度。如果方向Ni的数量为4或更少，则许多部分显得未加工的镜片周边照原样残留，并且在粗加工的第二步骤中容易出现“轴线偏差”。当角度Nθi均匀地设定成72°时，方向Ni的数量变成5。如果方向Ni的数量大于12，则类似于角度Nθi小于30°的情形，在粗加工磨石162的旋转方向上排出的加工废料容易附着于镜片LE。
根据粗加工磨石162的直径预设相应的方向Ni(也就是说相应的角度Nθi)，并且该相应的方向Ni存储在存储器51中。替代性地，可使用如下构造，其中相应的方向Ni(相应的角度Nθi)由控制单元50基于粗加工磨石162的直径、粗加工路径RT(或者目标镜片形状)和未加工的镜片(在加工之前的镜片)的外径对镜片LE的每次加工设定，使得未加工的镜片的周边在加工的第一步骤之后不残留(或者使得卡盘中心102C与区域RB之间的距离变成特定距离或更短)。在区域RB与中心102C之间的距离等于或小于预定距离的情况下，预定距离小于未加工的镜片的半径，并且是在第二步骤时不出现轴向偏差的距离(例如25mm)。顺便提及，可预先由镜片外径检测单元500输入或测量未加工的镜片的外径，并且该外径可作为诸如70mm直径的固定值存储在存储器51中。
在上述说明中，说明了触摸键(材料选择器)62选择热塑性材料的情形。如果触摸键62选择热固性材料(塑料等)，则控制单元50不执行粗加工的第一步骤，而是从开始执行粗加工的第二步骤，在所述粗加工的第二步骤中，控制单元控制轴间距离改变单元，以在使镜片旋转的同时使得粗加工磨石162切入镜片直到粗加工路径。
此外，即使触摸键62选择热固性材料，控制单元也可以执行粗加工的第一步骤和第二步骤，以减小轴向偏差。顺便提及，如果选择了热固性材料，在粗加工的第二步骤中，控制单元30控制镜片旋转单元(马达120)以使镜片在与粗加工工具的旋转方向相反的方向上旋转。
如上所述，本发明可以各种方式变型，并且变型同样包括在本发明的技术范围内的本发明中。

Claims (15)

1.一种眼镜镜片加工设备，包括：
镜片旋转单元，所述镜片旋转单元包括用于保持眼镜镜片的镜片卡盘轴和用于使所述镜片卡盘轴旋转的马达；
单个加工工具旋转单元，所述加工工具旋转单元包括粗加工工具、加工工具旋转轴和用于使所述加工工具旋转轴旋转的马达，所述粗加工工具用于对所述镜片的周边进行粗加工，所述粗加工工具附接至所述加工工具旋转轴；
轴间距离改变单元，所述轴间距离改变单元包括用于将所述镜片卡盘轴朝向所述加工工具旋转轴移动以改变所述镜片卡盘轴与所述加工工具旋转轴之间的轴间距离的马达；
控制单元，所述控制单元被构造成基于目标镜片轴获得粗加工路径，并基于所获得的粗加工路径控制所述镜片旋转单元和所述轴间距离改变单元，以由所述粗加工工具对所述镜片的周边进行粗加工，
其中所述控制单元执行第一步骤，然后执行第二步骤，
其中在所述第一步骤中，所述控制单元控制所述镜片旋转单元，以将所述镜片定位在多个镜片旋转角中，并且对于所述多个镜片旋转角中的每个镜片旋转角，所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，以使所述粗加工工具切入所述镜片直到粗加工路径，当所述粗加工工具切入所述镜片直到粗加工路径时，所述镜片旋转单元不使所述镜片旋转，并且
其中在所述第二步骤中，在所述镜片旋转单元使所述镜片旋转的同时，所述控制单元控制所述镜片旋转单元和所述轴间距离改变单元，以基于粗加工路径对所述镜片进行粗加工。
2.根据权利要求1所述的眼镜镜片加工设备，其中
在所述第一步骤中，在所述粗加工工具不使所述镜片旋转的同时所述粗加工工具切入所述镜片直到所述粗加工路径之后，所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，以使所述镜片与所述粗加工工具分离，所述控制单元控制所述镜片旋转单元，以使所述镜片旋转预定的角度，所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，以在不使所述镜片旋转的同时使所述粗加工工具再次切入所述镜片直到所述粗加工路径，并在所述多个镜片旋转角方向上重复这些加工直到所述镜片在这些加工下旋转一次为止。
3.根据权利要求2所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述预定的角度被设定在从30度到80度的范围内。
4.根据权利要求3所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述多个镜片旋转角是通过将一转的角度除以5至12获得的角度。
5.根据权利要求3所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述多个镜片旋转角作为预定值存储在存储器中。
6.根据权利要求3所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述控制单元基于所述粗加工工具的直径、所述粗加工路径或目标镜片形状和未加工镜片的直径设定所述多个镜片旋转角。
7.根据权利要求6所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述控制单元设定所述多个镜片旋转角，使得所述粗加工工具在所述第一步骤对所述镜片的整个周边进行加工。
8.根据权利要求6所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述控制单元设定所述多个镜片旋转角，使得所述镜片卡盘轴的卡盘中心与所述粗加工工具在所述第一步骤中对所述镜片进行粗加工的粗加工区域之间的距离等于或小于预定距离，所述预定距离小于所述镜片的半径，并且在所述第二步骤在所述预定距离不出现所述镜片与所述镜片卡盘轴之间的轴向偏差。
9.根据权利要求6所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述多个镜片旋转角是通过将一转的角度除以5至12获得的角度，并且相邻角度的间隔在30度与80度之间的范围内。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的眼镜镜片加工设备，还包括材料选择器，所述材料选择器被构造成选择所述镜片的材料，
其中如果所述材料选择器为所述镜片选择热塑性材料，则所述控制单元执行所述第一步骤，然后执行所述第二步骤，其中
在粗加工的所述第二步骤中，所述控制单元控制所述镜片旋转单元，以使所述镜片在与所述粗加工工具的旋转方向相同的方向上旋转。
11.根据权利要求10所述的眼镜镜片加工设备，其中
如果所述材料选择器选择热固性材料的镜片，则所述控制单元执行所述第二步骤，
在所述第二步骤中，所述控制单元控制所述镜片旋转单元以使所述镜片在与所述粗加工工具的旋转方向相反的方向上旋转。
12.根据权利要求1至9中任一项所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，使得所述粗加工工具在所述第一步骤的切入速度被设定成等于或小于预定的容许值。
13.根据权利要求10所述的眼镜镜片加工设备，其中
所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，使得所述粗加工工具在所述第一步骤的切入速度被设定成等于或小于预定的容许值。
14.根据权利要求1至9中任一项所述的眼镜镜片加工设备，还包括构造成选择第一模式和第二模式的加工模式选择器，在所述第一模式中，所述镜片的表面是滑的，而在所述第二模式中，所述镜片的表面是正常的，
其中所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，使得所述粗加工工具在所述第二模式下在所述第一步骤的切入速度比所述粗加工工具在所述第一模式下在所述第一步骤的切入速度快，并且所述控制单元控制所述镜片旋转单元，使得所述镜片在所述第二模式下在所述第二步骤的旋转速度比所述镜片在所述第一模式下在所述第二步骤的旋转速度高。
15.根据权利要求10所述的眼镜镜片加工设备，还包括构造成选择第一模式和第二模式的加工模式选择器，在所述第一模式中，所述镜片的表面是滑的，而在所述第二模式中，所述镜片的表面是正常的，
其中所述控制单元控制所述轴间距离改变单元，使得所述粗加工工具在所述第二模式下在所述第一步骤的切入速度比所述粗加工工具在所述第一模式下在所述第一步骤的切入速度快，并且所述控制单元控制所述镜片旋转单元，使得所述镜片在所述第二模式下在所述第二步骤的旋转速度比所述镜片在所述第一模式下在所述第二步骤的旋转速度高。
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