CN117584162B - 一种镜片装载机械手及光学镜片模压设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种镜片装载机械手及光学镜片模压设备,包括装载底座、夹持爪、驱动装置及弹性环;装载底座的一侧设置有装载工位;夹持爪的数量为多个,且环绕装载工位设置,夹持爪的一端部与装载底座转动连接,夹持爪的另一端部与镜片留有间隙;驱动装置与各夹持爪连接;弹性环沿环绕装载工位的方向穿设各夹持爪,且弹性环处于压缩状态;夹持爪对应弹性环的位置开设有形变槽,形变槽供弹性环穿过,且形变槽朝向装载工位的槽壁被弹性环抵接,使得夹持爪于形变槽外侧的壁面沿靠近装载工位的方向膨胀,以与镜片抵接。故本申请的镜片装载机械手可以通过弹性环提供压力,从而避免损伤镜片,进而实现对未冷却镜片的快速转移,保障生产效率和良品率。
Description
技术领域
本发明涉及机械手结构技术领域,尤其涉及一种镜片装载机械手及光学镜片模压设备。
背景技术
机械手是一种能够模仿人手动作,以按固定程序抓取、搬运工件的自动操作装置,在构造和性能上兼有人和机械手各自的优点。示例性的,在光学镜片的加工场景中,需要对光学镜片进行模压,模压指的是将镜片材料(如塑料或玻璃)加热到柔软状态,然后利用高压将镜片原料压入模具中,以初步成型得到镜片的过程;考虑到镜片的加工精度要求、模压过程中产生的高温高压等因素,一般会通过机械手将镜片放入及取出模具。
常规的机械手结构一般选用气动式夹爪结构,气动式夹爪结构具体包括气缸,气缸的伸缩端通过传动结构驱动连接有夹爪,使得气缸的伸缩端伸出时,可以通过传动结构带动夹爪闭合,以夹持镜片。在上述过程中,气动式夹爪结构的本质是利用气压带动夹爪闭合以从边缘夹持镜片,对于完全冷却后的镜片而言,气动式夹爪结构能够直接从模具中取出镜片。
但在部分镜片的加工工艺中,根据工艺设置,需要从模具中取出镜片,并转移至专用的冷却设备,以进行冷却,从而提高冷却效率,以提高生产效率;也就是说,气动式夹爪结构需要夹持仍未冷却的镜片,此时气动式夹爪结构容易对未完全冷却的镜片造成压痕或变形,导致产品的良品率下降。可见,目前的机械手结构难以同时提高镜片的生产效率和良品率。
发明内容
本发明的目的在于提供一种镜片装载机械手及光学镜片模压设备,解决当前的机械手不能同时提高镜片的生产效率和良品率的技术问题。
为达此目的,本发明采用以下技术方案:
一种镜片装载机械手,包括:
装载底座,所述装载底座的一侧设置有装载工位,所述装载工位用于放置镜片;
夹持爪,所述夹持爪的数量为多个,且环绕所述装载工位设置,所述夹持爪的一端部与所述装载底座转动连接,所述夹持爪的另一端部与所述镜片留有间隙;
驱动装置,所述驱动装置与各所述夹持爪连接,用于带动所述夹持爪沿远离或靠近所述装载工位的方向转动;
弹性环,所述弹性环沿环绕所述装载工位的方向穿设各所述夹持爪,且所述弹性环处于压缩状态;
其中,所述夹持爪对应所述弹性环的位置开设有形变槽,所述形变槽供所述弹性环穿过,且所述形变槽朝向所述装载工位的槽壁被所述弹性环抵接,使得所述夹持爪于所述形变槽外侧的壁面沿靠近所述装载工位的方向膨胀,以与所述镜片抵接。
可选地,所述驱动装置包括安装于所述装载底座上的驱动电机,所述驱动电机的旋转端安装有驱动螺杆,所述驱动螺杆螺纹连接有升降座;所述升降座对应各所述夹持爪的位置分别转动连接有摇杆,所述摇杆与所述夹持爪的一端部转动连接。
可选地,所述夹持爪包括夹持部和位于所述夹持部两侧的夹持板,所述夹持板上开设有沿远离所述装载工位的方向依次设置的第一转动孔和第二转动孔;所述摇杆的端部通过转动件与所述第一转动孔转动连接,所述装载底座通过转动件与所述第二转动孔转动连接;
所述夹持部上开设有多个所述形变槽,多个所述形变槽沿竖直方向分布,至少两个所述形变槽中对应地穿过所述弹性环。
可选地,所述夹持部的轮廓为三角形,沿远离所述第二转动孔的方向,多个所述形变槽的宽度依次减少,且多个所述形变槽的中线相互重合。
可选地,所述形变槽的槽壁上凸设有限位块,所述限位块与所述弹性环的外壁抵接。
可选地,还包括过渡降温组件,所述过渡降温组件安装于最上方的所述弹性环上,用于对所述装载工位上的镜片进行降温。
可选地,所述过渡降温组件包括降温中心座和多个降温环座,任意两个所述夹持爪之间设置有一所述降温环座,所述降温环座安装于最上方的所述弹性环上;
所述降温中心座设置于所述装载工位的上方,且多个所述降温环座分别通过一弹性线单元与所述降温中心座连接;
所述降温中心座上设置有出气口,所述出气口用于向所述装载工位吹冷风。
可选地,所述降温中心座上安装有集气阀,所述集气阀的出口与所述出气口连通;所述集气阀包括与多个所述降温环座分别对应设置的进气口;
所述降温环座上开设有限位通道,所述限位通道穿设有进气管,所述进气管与所述进气口连通。
可选地,所述降温环座对应所述弹性环的位置开设有安装槽,所述弹性环穿过所述安装槽,且所述安装槽的槽壁上开设有锁紧孔,所述锁紧孔用于供锁紧件穿过所述降温环座;
其中,所述锁紧孔与所述安装槽的槽底壁的间距大于所述弹性环的厚度。
所述锁紧孔以将所述降温环座安装于所述弹性环上。
一种光学镜片模压设备,包括模压模具和如上所述的镜片装载机械手。
与现有技术相比,本发明具有以下有益效果:本发明提供的镜片装载机械手及光学镜片模压设备,其对直径为d1的镜片进行夹持时,先通过驱动装置驱动夹持爪克服弹性环的弹力撑开直径为d3的区域,以便于镜片放入;然后,通过驱动装置驱动夹持爪回缩,使得撑开区域的直径为d2,此时,利用弹性环的弹力对夹持爪的形变来填充夹持爪与镜片之间的间隙,使得夹持爪与镜片抵接。对于上述方案而言,夹持爪提供的夹持力由弹性环提供,不需要由驱动装置直接提供压力,避免了压力过大而损伤镜片,同时可以通过驱动装置根据镜片的直径调节夹持爪的撑开区域的直径,以匹配不同的尺寸。因此,本镜片装载机械手及光学镜片模压设备能够适配不同尺寸的镜片,能够避免对镜片造成损伤,实现对未冷却镜片的快速转移,从而保障生产效率和良品率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案,下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍,显而易见地,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动性的前提下,还可以根据这些附图获得其它的附图。
本说明书附图所绘示的结构、比例、大小等,均仅用以配合说明书所揭示的内容,以供熟悉此技术的人士了解与阅读,并非用以限定本发明可实施的限定条件,故不具技术上的实质意义,任何结构的修饰、比例关系的改变或大小的调整,在不影响本发明所能产生的功效及所能达成的目的下,均应仍落在本发明所揭示的技术内容得能涵盖的范围内。
图1为本发明实施例提供的镜片装载机械手的整体结构示意图;
图2为本发明实施例提供的镜片装载机械手的第一局部结构示意图;
图3为图2于A处的局部放大结构示意图;
图4为本发明实施例提供的镜片装载机械手的第二局部结构示意图;
图5为图4于B处的局部放大结构示意图;
图示说明:10、装载底座;11、延伸柱;20、夹持爪;201、形变槽;202、限位块;21、夹持部;22、夹持板;221、第一转动孔;222、第二转动孔;
30、驱动装置;31、驱动电机;32、驱动螺杆;33、升降座;34、摇杆;
40、弹性环;50、过渡降温组件;51、降温环座;511、安装槽;512、锁紧孔;52、降温中心座;53、弹性线单元;54、集气阀;55、进气口;56、限位通道;60、机械臂。
具体实施方式
为使得本发明的发明目的、特征、优点能够更加的明显和易懂,下面将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,下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而非全部的实施例。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它实施例,都属于本发明保护的范围。
在本发明的描述中,需要理解的是,术语“上”、“下”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系,仅是为了便于描述本发明和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本发明的限制。需要说明的是,当一个组件被认为是“连接”另一个组件,它可以是直接连接到另一个组件或者可能同时存在居中设置的组件。
下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。
如图1至图5所示,图1为本发明实施例提供的镜片装载机械手的整体结构示意图,图2为本发明实施例提供的镜片装载机械手的第一局部结构示意图,图3为图2于A处的局部放大结构示意图,图4为本发明实施例提供的镜片装载机械手的第二局部结构示意图,图5为图4于B处的局部放大结构示意图。
实施例一
本实施例提供的镜片装载机械手,适用于转运眼镜镜片、光学透镜等镜片,本实施例中通过对镜片装载机械手的结构进行改进,使得镜片装载机械手能够直接适配不同尺寸的镜片,并且能够避免对镜片造成损伤,进而保障生产效率和良品率。
如图1至图3所示,本实施例中的镜片装载机械手包括机械臂60、装载底座10、夹持爪20、驱动装置30及弹性环40;装载底座10安装在机械臂60的末端,实现多自由度移动,以便后续在模压模具中取放镜片;装载底座10的一侧设置有装载工位,装载工位用于放置镜片;夹持爪20的数量为多个,且环绕装载工位设置,夹持爪20的一端部与装载底座10转动连接,夹持爪20的另一端部与镜片留有间隙;驱动装置30与各夹持爪20连接,用于带动夹持爪20沿远离或靠近装载工位的方向转动;弹性环40沿环绕装载工位的方向穿设各夹持爪20,且弹性环40处于压缩状态,其中,弹性环40基本一定的弹性,具体的材质不作限定。
如图2和图3所示,夹持爪20对应弹性环40的位置开设有形变槽201,形变槽201供弹性环40穿过,夹持爪20于形变槽201靠近装载工位的第一槽壁部分的厚度为第一厚度,夹持爪20于形变槽201沿竖直方向上下两侧的第二槽壁部分的厚度为第二厚度,第一厚度小于第二厚度,使得第一槽壁部分能够被外力推动以产生微小的形变。特别地,夹持爪20可选用弹性系数高的塑料制成,例如,TPU材料、SBS材料、EVA材料等。同时,弹性环40通过选用高弹性高导热系数的材料,例如,掺杂有铜粉的PU材料,能够将镜片的热量回收收集并热膨胀,使得镜片在运输过程中冷却时,即使出现尺寸收缩,也可以通过热膨胀后的弹性环40使得上述第一槽壁部分进一步突出,以适量补偿镜片与夹持爪20之间新增的间隙值,能够防止镜片掉落,提高夹持稳定性。形变槽201朝向装载工位的槽壁部分被弹性环40抵接,使得夹持爪20于形变槽201外侧的壁面沿靠近装载工位的方向膨胀,以与镜片抵接。
需要指出的是,本实施例中的镜片装载机械手并非直接由驱动装置30带动夹持爪20与镜片相抵接,而是利用弹性环40使得夹持爪20形变来与镜片相抵,相较于驱动装置30的力通过传动结构及夹持爪20作用于镜片,本实施例中利用弹性环40来推动形变槽201的槽壁,允许夹持爪20在接触镜片时能够按照所需的力度进行形变,由此避免了夹持爪20对镜片造成的损伤。具体地,对直径为d1的镜片进行夹持时,先通过驱动装置30驱动夹持爪20克服弹性环40的弹力撑开直径为d3的区域,以便于镜片放入;然后,通过驱动装置30驱动夹持爪20回缩,使得撑开区域的直径减小为d2,此时,利用弹性环40的弹力对夹持爪20的形变来填充夹持爪20与镜片之间的间隙(d2-d1),使得夹持爪20与镜片抵接,其中,d3>d2>d1。对于上述方案而言,夹持爪20提供的夹持力由弹性环40提供,不需要由驱动装置30直接提供压力,避免了压力过大而损伤镜片,同时可以通过驱动装置30根据镜片的直径调节夹持爪20的撑开区域的直径,以匹配不同的尺寸。因此,本镜片装载机械手能够适配不同尺寸的镜片,能够避免对镜片造成损伤,实现对未冷却镜片的快速转移,从而保障生产效率和良品率。
同时,需要理解的是,当通过驱动装置30驱动夹持爪20撑开直径为d4的区域时,弹性环40均会使夹持爪20形变,从而形成直径为d5的实际夹持区域,其中,d4大于d5;当驱动装置30驱动夹持爪20回缩,使得d4减少时,由于弹力减小,夹持爪20形变量也会减少。也就是说,在接触镜片时,夹持爪20于形变槽201靠近装载工位的第一槽壁部分的第一厚度也对应地回缩,从而实现夹持爪20对镜片的轻柔抵接,而非由夹持爪20向外凸设以抵接镜片,避免上述第一槽壁部分与镜片直接刚性接触,能够显著减少对镜片的损伤。
在本实施例中,如图2所示,驱动装置30包括安装于装载底座10上的驱动电机31,驱动电机31的旋转端安装有驱动螺杆32,驱动螺杆32螺纹连接有升降座33;升降座33对应各夹持爪20的位置分别转动连接有摇杆34,摇杆34与夹持爪20的一端部转动连接。即驱动电机31通过转动驱动螺杆32以带动升降座33升降,从而带动摇杆34升降,以带动夹持爪20的一端部升降并转动,从而使得夹持爪20的一端部相对于装载底座10的延伸柱11转动。
进一步地,夹持爪20包括夹持部21和位于夹持部21两侧的夹持板22,夹持板22上开设有沿远离装载工位的方向依次设置的第一转动孔221和第二转动孔222;摇杆34的端部通过转动件与第一转动孔221转动连接,装载底座10通过转动件与第二转动孔222转动连接;夹持部21上开设有多个形变槽201,多个形变槽201沿竖直方向分布,至少两个形变槽201中对应地穿过弹性环40。
可以理解的是,升降座33升降时,同步带动摇杆34转动及升降,从而通过转动件带动第一转动孔221升降,进而带动夹持板22通过转动件在第二转动孔222中转动,实现相对于装载底座10的转动。其中,布置多个弹性环40使得夹持部21的受力更加均匀,以保持夹持稳定性。
进一步地,夹持部21的轮廓为三角形,沿远离第二转动孔222的方向,多个形变槽201的宽度依次减少,且多个形变槽201的中线相互重合。形变槽201的槽壁上凸设有限位块202,限位块202与弹性环40的外壁抵接。该限位块202设置在上述的第二槽壁部分上,不影响第一槽壁部分的形变,并且能够起到对弹性环40的限位作用。
在上述实施方式的基础上,沿远离装载工位的方向,多个弹性环40的弹性系数依次减少,弹性系数的改变可以通过对弹性环40的厚度或材质进行变更实现,从而实现对镜片。为方便本领域技术人员理解,从宏观角度解释夹持爪20的位移情况:
预设上方的弹性环40的弹性系数设为K2,下方的弹性环40的弹性系数设为K1,K2>K1;需要放入镜片并张开夹持爪20时,通过驱动装置30使得夹持爪20向外倾斜设置,此时,上方的弹性环40的直径为D2,下方的弹性环40的直径为D1,由夹持爪20向外倾斜设置可知,D1大于D2;需要夹持镜片并缩回夹持爪20时,通过驱动装置30使得夹持爪20向内倾斜设置,此时,上方的弹性环40的直径为D4,下方的弹性环40的直径为D3,由夹持爪20向内倾斜设置可知,D4>D3,可知D1>D2>D4>D3;
当需要放入镜片并张开夹持爪20时,上方的弹力为:K2*D2,下方的弹力为:K1*D1,其中,通过预设弹性系数,使得(K2/K1)>(D1/D2),显然上方的弹性环40的弹力大于下方的弹性环40的弹力,使得夹持爪20的上端收的更紧,从而令夹持爪20张的更开,确保镜片能够放入夹持工位,避免夹持爪20提前接触镜片。当需要夹持镜片并缩回夹持爪20时,上方的弹力为:K2*D4,下方的弹力为:K1*D3,显然上方的弹性环40的弹力大于下方的弹性环40的弹力,使得夹持爪20的第一槽壁部分趋于与竖直方向平行,使得夹持爪20能够更加贴合镜片的边沿,提高夹持的稳定性,并且受力更加均匀,有效避免镜片损伤。因此,通过对弹性系数进行设置,使得夹持爪20有趋于向外张开的趋势,一方面避免夹持爪20提前接触镜片,另一方面使得夹持爪20的第一槽壁部分能够趋于平行竖直方向,以避免镜片损伤。
进一步地,如图4和图5所示,镜片装载机械手还包括过渡降温组件50,过渡降温组件50安装于最上方的弹性环40上,用于对装载工位上的镜片进行降温。
具体地,过渡降温组件50包括降温中心座52和多个降温环座51,任意两个夹持爪20之间设置有一降温环座51,降温环座51安装于最上方的弹性环40上;降温中心座52设置于装载工位的上方,且多个降温环座51分别通过一弹性线单元53与降温中心座52连接;降温中心座52上设置有出气口,出气口用于向装载工位吹冷风。
可以理解的是,本实施例中的过渡降温组件50通过降温环座51和弹性线单元53,将降温中心座52通过弹力悬吊于装载工位的上方,保障降温中心座52正对于装载工位上的镜片,从而使得出气口的冷风能够准确吹向镜片的上方中央,并流向周围的弹性环40,实现热量的转移,实现镜片进行运输过程中的冷却,能够进一步提高生产效率。
具体地,降温中心座52上安装有集气阀54,集气阀54的出口与出气口连通;集气阀54包括与多个降温环座51分别对应设置的进气口55;降温环座51上开设有限位通道56,限位通道56穿设有进气管,进气管与进气口55连通。进气管的入口处连通压缩装置、制冷风装置等结构,从而通过限位通道56中的进气管将冷风导入集气阀54,并最终通过出气口吹向镜片。可以理解的是,多个进气管的延伸方向均朝向集气阀54设置,且多个进气管是绕集气阀54呈圆周等间距分布的,可相互抵消进气管彼此的动量,从而使得过渡降温组件50的稳定性得到提高。
本实施例中,降温环座51对应弹性环40的位置开设有安装槽511,弹性环40穿过安装槽511,且安装槽511的槽壁上开设有锁紧孔512,锁紧孔512用于供锁紧件穿过降温环座51;其中,锁紧孔512与安装槽511的槽底壁的间距大于弹性环40的厚度,使得锁紧件能够将降温环座51锁紧在弹性环40的上方。
综上所述,本实施例提供的镜片装载机械手具备生产效率高、冷却效率高、镜片良品率高、稳定性高的优点。
实施例二
本实施例提供的光学镜片模压设备包括模压模具和实施例一中的镜片装载机械手。实施例一中叙述了关于镜片装载机械手的具体结构及技术效果,本实施例中的光学镜片模压设备引用了该结构,同样具有其技术效果。模压模具能够对镜片进行高温高压处理,使得镜片初步成型,模压模具具体结构为本领域技术人员所知悉,本实施例中不作具体限制。
综上所述,本实施例提供的光学镜片模压设备具备生产效率高、冷却效率高、镜片良品率高、稳定性高的优点。
以上所述,以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (7)
1.一种镜片装载机械手,其特征在于,包括:
装载底座(10),所述装载底座(10)的一侧设置有装载工位,所述装载工位用于放置镜片;
夹持爪(20),所述夹持爪(20)的数量为多个,且环绕所述装载工位设置,所述夹持爪(20)的一端部与所述装载底座(10)转动连接,所述夹持爪(20)的另一端部与所述镜片留有间隙;
驱动装置(30),所述驱动装置(30)与各所述夹持爪(20)连接,用于带动所述夹持爪(20)沿远离或靠近所述装载工位的方向转动;
弹性环(40),所述弹性环(40)沿环绕所述装载工位的方向穿设各所述夹持爪(20),且所述弹性环(40)处于压缩状态;
其中,所述夹持爪(20)对应所述弹性环(40)的位置开设有形变槽(201),所述形变槽(201)供所述弹性环(40)穿过,且所述形变槽(201)朝向所述装载工位的槽壁被所述弹性环(40)抵接,使得所述夹持爪(20)于所述形变槽(201)外侧的壁面沿靠近所述装载工位的方向膨胀,以与所述镜片抵接;
所述驱动装置(30)包括安装于所述装载底座(10)上的驱动电机(31),所述驱动电机(31)的旋转端安装有驱动螺杆(32),所述驱动螺杆(32)螺纹连接有升降座(33);所述升降座(33)对应各所述夹持爪(20)的位置分别转动连接有摇杆(34),所述摇杆(34)与所述夹持爪(20)的一端部转动连接;
所述夹持爪(20)包括夹持部(21)和位于所述夹持部(21)两侧的夹持板(22),所述夹持板(22)上开设有沿远离所述装载工位的方向依次设置的第一转动孔(221)和第二转动孔(222);所述摇杆(34)的端部通过转动件与所述第一转动孔(221)转动连接,所述装载底座(10)通过转动件与所述第二转动孔(222)转动连接;
所述夹持部(21)上开设有多个所述形变槽(201),多个所述形变槽(201)沿竖直方向分布,至少两个所述形变槽(201)中对应地穿过所述弹性环(40);
所述夹持部(21)的轮廓为三角形,沿远离所述第二转动孔(222)的方向,多个所述形变槽(201)的宽度依次减少,且多个所述形变槽(201)的中线相互重合。
2.根据权利要求1所述的一种镜片装载机械手,其特征在于,所述形变槽(201)的槽壁上凸设有限位块(202),所述限位块(202)与所述弹性环(40)的外壁抵接。
3.根据权利要求2所述的一种镜片装载机械手,其特征在于,还包括过渡降温组件(50),所述过渡降温组件(50)安装于最上方的所述弹性环(40)上,用于对所述装载工位上的镜片进行降温。
4.根据权利要求3所述的一种镜片装载机械手,其特征在于,所述过渡降温组件(50)包括降温中心座(52)和多个降温环座(51),任意两个所述夹持爪(20)之间设置有一所述降温环座(51),所述降温环座(51)安装于最上方的所述弹性环(40)上;
所述降温中心座(52)设置于所述装载工位的上方,且多个所述降温环座(51)分别通过一弹性线单元(53)与所述降温中心座(52)连接;
所述降温中心座(52)上设置有出气口,所述出气口用于向所述装载工位吹冷风。
5.根据权利要求4所述的一种镜片装载机械手,其特征在于,所述降温中心座(52)上安装有集气阀(54),所述集气阀(54)的出口与所述出气口连通;所述集气阀(54)包括与多个所述降温环座(51)分别对应设置的进气口(55);
所述降温环座(51)上开设有限位通道(56),所述限位通道(56)穿设有进气管,所述进气管与所述进气口(55)连通。
6.根据权利要求5所述的一种镜片装载机械手,其特征在于,所述降温环座(51)对应所述弹性环(40)的位置开设有安装槽(511),所述弹性环(40)穿过所述安装槽(511),且所述安装槽(511)的槽壁上开设有锁紧孔(512),所述锁紧孔(512)用于供锁紧件穿过所述降温环座(51);
其中,所述锁紧孔(512)与所述安装槽(511)的槽底壁的间距大于所述弹性环(40)的厚度。
7.一种光学镜片模压设备,其特征在于,包括模压模具和如权利要求1-6中任一项所述的镜片装载机械手。
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