專利名稱：一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于光學(xué)工件加工設(shè)備領(lǐng)域，特別涉及一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床。
背景技術(shù)：
隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，各種機(jī)床設(shè)備的需求量越來(lái)越多，對(duì)機(jī)床設(shè)備精度要求越來(lái)越高?？總鹘y(tǒng)的手工或半自動(dòng)的操作方法已經(jīng)無(wú)法滿足當(dāng)今科學(xué)技術(shù)的發(fā)展的需求，對(duì)于車、銑、磨等機(jī)床設(shè)備在零部件的精密加工過(guò)程中，主軸旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性和主軸磨損程度決定著工件的加工精度，普通機(jī)床設(shè)備的主軸主要依靠軸承機(jī)械支撐，機(jī)械摩擦磨損相當(dāng)嚴(yán)重，隨著加工時(shí)間的增長(zhǎng)，主軸旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性變差，工件的加工精度很難達(dá)到加工要求。本發(fā)明設(shè)計(jì)的超精密氣浮主軸可以克服機(jī)械摩擦磨損帶來(lái)的不足，大大提高主軸旋轉(zhuǎn)的平穩(wěn)性。特別是在硬性隱形眼鏡片車削加工時(shí)，由于硬性隱形眼鏡片薄而軟，進(jìn)刀量稍微大一點(diǎn)，硬性隱形眼鏡片就會(huì)破裂，若要恰到好處，則必須全自動(dòng)控制，才能滿足硬性隱形眼鏡片加工要求。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，包括在花崗石平臺(tái)的安裝表面上固定的快刀工具裝置、普刀工具裝置以及帶有橫向滑塊裝置的工件軸裝置，觸摸控制屏和前控制臺(tái)支撐在花崗石平臺(tái)前面，在機(jī)身后壁放置電氣控制機(jī)柜，冷干機(jī)和調(diào)壓裝置組成的空氣處理裝置安裝在機(jī)身的一個(gè)側(cè)面；其中，花崗石平臺(tái)固定在由內(nèi)填充的吸振混合物及鋼結(jié)構(gòu)組成的機(jī)架上，由此組成具有高剛性、吸震、調(diào)頻阻尼和隔振特性的機(jī)身，為實(shí)現(xiàn)高精度、高效車削自由曲面的加工提供保證。所述花崗石平臺(tái)的安裝面上，在工件軸裝置對(duì)面，并排安裝快刀工具裝置及普刀工具裝置；花崗石平臺(tái)的前面安`裝用于操作的觸摸控制屏和前控制臺(tái)。所述電氣控制機(jī)柜內(nèi)安裝電氣和電子元件。所述安裝在所述花崗石平臺(tái)的安裝面上的工件軸裝置由氣浮主軸和橫向滑塊裝置組成；所述氣浮主軸主要由主軸箱與空氣軸承支撐的主軸組成，主軸箱通過(guò)螺紋連接固定在所述橫向滑塊裝置的溜板上，主軸通過(guò)空氣軸承支撐在主軸箱內(nèi)，主軸的前端帶有裸露在主軸箱外的工件夾具，用于實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，主軸后端帶有提供旋轉(zhuǎn)扭矩的伺服電機(jī)以及旋轉(zhuǎn)編碼器，以及高分辨率的光柵尺裝置與導(dǎo)軌平行固定在花崗巖平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)和角位移定位及信息反饋；所述橫向滑塊裝置包含有由導(dǎo)軌和滑塊組成的導(dǎo)向裝置、以直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置和溜板及其位置反饋元件和防塵、防撞部件。所述普刀工具裝置主要由運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置、刀架刀具調(diào)整機(jī)構(gòu)及防塵、防撞部件組成，安裝在所述花崗石平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn)刀具定位、工件的粗加工及簡(jiǎn)單面型的精加工。所述快刀工具裝置主要由快刀底座、快刀刀架和音圈電機(jī)以及吹屑裝置和防護(hù)罩組成，安裝于所述花崗石平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn)高精度高頻響應(yīng)的面型加工，比如自由曲面的加工。本發(fā)明的有益效果是采用花崗巖平臺(tái)固定在機(jī)架上組成具有高剛性、可調(diào)頻阻尼減震和隔振功能的機(jī)身，配置有提供旋轉(zhuǎn)扭矩的伺服電機(jī)以及提供角度的位置及反饋信息的旋轉(zhuǎn)編碼器的氣浮主軸，氣浮主軸的摩擦力極小，轉(zhuǎn)動(dòng)平穩(wěn)；配備普刀工具裝置和快刀工具裝置及其數(shù)字控制裝置，特別是快刀工具裝置具有高推重比電機(jī)、低摩擦導(dǎo)向?qū)к壓透呔雀哳l響應(yīng)的位置反饋元件，可以實(shí)現(xiàn)高精度高頻響應(yīng)的加工位置及高效車削自由曲面加工的目的。


圖1顯示了硬性隱形眼鏡片車床裝配好的透視正視圖。圖2顯示了硬性隱形眼鏡片車床裝配好的透視后視圖。圖3顯示了硬性隱形眼鏡片車床裝配好的透視附視圖。圖4顯示了工件軸裝置的立體示意圖。圖5顯示了普刀工具裝置的立體示意圖。圖6顯示了快刀工具裝置的立體示意圖。序號(hào)與零件名對(duì)照表I機(jī)身，2花崗巖平臺(tái) ，3機(jī)架，4工件軸裝置，5普刀工具裝置，6快刀工具裝置，7安裝表面，8觸摸控制屏，9控制屏支撐架，10前控制臺(tái)，11前控制臺(tái)支撐架，13冷干機(jī)，14調(diào)壓裝置，15空氣處理裝置，16電氣控制機(jī)柜，17氣浮主軸，18橫向滑塊裝置，19主軸箱，20主軸，21溜板，22工件卡具，23伺服電機(jī)及旋轉(zhuǎn)編碼器組合體，24導(dǎo)軌，25滑塊，26動(dòng)力裝置，27光柵尺裝置，28限位開關(guān)，29尼龍擋塊，30皮腔，31直線電機(jī)磁鐵，32右防塵板，33左防塵板，34拖鏈，35吸屑裝置，36吹屑裝置，37刀具，38普刀導(dǎo)軌底座，39普刀導(dǎo)軌，40交叉導(dǎo)軌，41普刀溜板，42普刀刀架，43刀座，44調(diào)刀機(jī)構(gòu)，45壓刀塊，46防護(hù)板，47皮腔，48防護(hù)板，49快刀底座，50快刀刀架，51音圈電機(jī)，52防護(hù)罩。
具體實(shí)施例方式本發(fā)明提供一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床。下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說(shuō)明。在圖1、圖2和圖3所示的硬性隱形眼鏡片車床結(jié)構(gòu)示意圖中，在花崗石平臺(tái)2的安裝表面7上固定的快刀工具裝置6、普刀工具裝置5以及帶有橫向滑塊裝置18的工件軸裝置4，觸摸控制屏8由花崗石平臺(tái)前面的控制屏支撐架9支撐，前控制臺(tái)10由花崗石平臺(tái)前面的前控制臺(tái)支撐架11支撐；在機(jī)身后壁放置電氣控制機(jī)柜16，電氣控制機(jī)柜內(nèi)安裝電氣和電子元件。冷干機(jī)13和調(diào)壓裝置14組成的空氣處理裝置15安裝在機(jī)身I的一個(gè)側(cè)面。，該機(jī)身I由花崗巖平臺(tái)2通過(guò)減震橡膠墊圈和螺紋連接固定在機(jī)架3上組成，機(jī)架內(nèi)腔填有沙石以構(gòu)成調(diào)頻阻尼減震系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)機(jī)身I高剛性、吸震、調(diào)頻阻尼和隔振的特性，機(jī)身，為實(shí)現(xiàn)高精度、高效車削自由曲面的加工提供保證。其中，由工件軸裝置4驅(qū)動(dòng)的鏡片毛坯的加工通過(guò)普刀工具裝置5和可能通過(guò)快刀工具裝置6的加工刀具執(zhí)行，用于實(shí)現(xiàn)滿足加工需求的硬性隱形眼鏡片的高精度高效率地加工。由圖4所示的工件軸裝置4包含氣浮主軸17和橫向滑塊裝置18，其中，氣浮主軸17主要由主軸箱19與空氣軸承支撐的主軸20組成，主軸箱19通過(guò)螺紋連接固定在所述橫向滑塊裝置18的溜板21上，主軸通過(guò)空氣軸承支撐在主軸箱19內(nèi)，主軸20的前端帶有工件卡具22，裸露在主軸箱19外，用于實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，主軸20后端帶有伺服電機(jī)及旋轉(zhuǎn)編碼器組合體23，以提供旋轉(zhuǎn)扭矩和角位移等反饋信息，用于實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的旋轉(zhuǎn)和角位移定位控制；橫向滑塊裝置18包含有由導(dǎo)軌24和滑塊25組成的導(dǎo)向裝置，以直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置26和光柵尺裝置27，實(shí)現(xiàn)對(duì)溜板21的位置信息實(shí)時(shí)監(jiān)控，以及限位開關(guān)28、尼龍擋塊29、皮腔30等防塵防撞部件組成，減少外界環(huán)境對(duì)于橫向滑塊裝置18的損壞。具體結(jié)構(gòu)是:溜板21通過(guò)滑塊25卡在導(dǎo)軌24上，直線電機(jī)磁鐵31鑲嵌在花崗巖平臺(tái)2上，直線電機(jī)線圈32固定在溜板21內(nèi)，與直線電機(jī)磁鐵31相對(duì)組成直線電機(jī)，驅(qū)動(dòng)溜板21橫向運(yùn)動(dòng)，高分辨率的光柵尺裝置27與導(dǎo)軌24平行固定在花崗巖平臺(tái)2上，用于高精度讀取溜板21的實(shí)時(shí)位置信息；導(dǎo)軌24兩端各固定限位開關(guān)28、行程尼龍擋塊29及皮腔30，實(shí)現(xiàn)橫向滑塊裝置18的限位和防撞，溜板21的兩邊分別加裝右防塵板32和左防塵板33，用于工件軸裝置4的防塵防護(hù)，拖鏈34固定在機(jī)身I上，吸屑裝置35安裝在主軸箱19上，與安裝在刀具下方的吹屑裝置36 (圖5和圖6中)構(gòu)成吸屑系統(tǒng)，用于吸收切削屑保證加工環(huán)境的清潔從而形成高精度、高剛性、無(wú)誤差、結(jié)構(gòu)緊湊安全的工件軸裝置4。由圖5所示，所述普刀工具裝置5的結(jié)構(gòu)與橫向滑塊裝置18類似，主要由運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置、刀架刀具調(diào)整機(jī)構(gòu)及防塵、防撞部件組成，安裝在花崗石平臺(tái)2上，用于實(shí)現(xiàn)刀具37定位、工件的粗加工及簡(jiǎn)單面型的精加工。其具體結(jié)構(gòu)組成是:普刀導(dǎo)軌底座38通過(guò)螺紋連接固定在花崗石平臺(tái)2上，普刀導(dǎo)軌39和交叉導(dǎo)軌40安裝在普刀導(dǎo)軌底座38上，形成運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)；普刀溜板41卡在普刀導(dǎo)軌39上，在普刀溜板41上面并排固定三個(gè)普刀刀架42，各普刀刀架42設(shè)有刀座43和調(diào)刀機(jī)構(gòu)44，刀座43上安裝壓刀塊45，形成刀架刀具調(diào)整機(jī)構(gòu)，以實(shí)現(xiàn)每個(gè)普刀刀架42上刀具37的調(diào)整和固定，厚度探測(cè)裝置49安裝在普刀刀架42的側(cè)邊上，用于探測(cè)加工工件的厚度；普刀溜板41兩側(cè)安裝有側(cè)面防護(hù)板46，前端裝有皮腔47， 后端裝有防護(hù)板48，普刀溜板41內(nèi)部和側(cè)面防護(hù)板46之間類似橫向滑塊裝置18，含有直線電機(jī)裝置和光柵尺裝置以及限位開關(guān)、尼龍擋塊等防塵防撞部件，以實(shí)現(xiàn)刀具37運(yùn)動(dòng)的高精度控制，最終實(shí)現(xiàn)加工工件表面面型的精確加工。由圖6所示，所述快刀工具裝置6主要由快刀底座49、快刀刀架50和音圈電機(jī)51以及吹屑裝置36和防護(hù)罩52組成，快刀底座49通過(guò)螺紋連接安裝在花崗巖平臺(tái)2上，音圈電機(jī)51安裝在快刀底座49上，音圈電機(jī)51的輸出端與快刀刀架50連接，在快刀刀架50的下方裝有吹屑裝置36，防護(hù)罩52覆蓋在音圈電機(jī)51和快刀刀架的外圍。通過(guò)音圈電機(jī)51驅(qū)動(dòng)快刀刀架50進(jìn)行高頻響應(yīng)、高精度的往復(fù)直線運(yùn)動(dòng)，是實(shí)現(xiàn)高效車削加工自由曲面必不可少的裝置。
權(quán)利要求
1.一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，該車床包括在花崗石平臺(tái)的安裝表面上固定的快刀工具裝置、普刀工具裝置以及帶有橫向滑塊裝置的工件軸裝置，觸摸控制屏和前控制臺(tái)支撐在花崗石平臺(tái)前面，在機(jī)身后壁放置電氣控制機(jī)柜，冷干機(jī)和調(diào)壓裝置組成的空氣處理裝置安裝在機(jī)身的一個(gè)側(cè)面；其中，花崗石平臺(tái)固定在由內(nèi)填充的吸振混合物及鋼結(jié)構(gòu)組成的機(jī)架上，由此組成具有高剛性、吸震、調(diào)頻阻尼和隔振特性的機(jī)身，為實(shí)現(xiàn)高精度、高效車削自由曲面的加工提供保證。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，所述花崗石平臺(tái)的安裝面上，在工件軸裝置對(duì)面，并排安裝快刀工具裝置及普刀工具裝置；花崗石平臺(tái)的前面安裝用于操作的觸摸控制屏和前控制臺(tái)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，所述電氣控制機(jī)柜內(nèi)安裝電氣和電子元件。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，安裝在所述花崗石平臺(tái)的安裝面上的工件軸裝置由氣浮主軸和橫向滑塊裝置組成；所述氣浮主軸主要由主軸箱與空氣軸承支撐的主軸組成，主軸箱通過(guò)螺紋連接固定在所述橫向滑塊裝置的溜板上，主軸通過(guò)空氣軸承支撐在主軸箱內(nèi)，主軸的前端帶有裸露在主軸箱外的工件夾具，用于實(shí)現(xiàn)工件的裝夾，主軸后端帶有提供旋轉(zhuǎn)扭矩的伺服電機(jī)及旋轉(zhuǎn)編碼器的組合體，以及高分辨率的光柵尺裝置與導(dǎo)軌平行固定在花崗巖平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn)工件的旋轉(zhuǎn)和角位移定位及信息反饋；所述橫向滑塊裝置包含有由導(dǎo)軌和滑塊組成的導(dǎo)向裝置、以直線電機(jī)作為驅(qū)動(dòng)的動(dòng)力裝置和溜板及其位置反饋元件和防塵、防撞部件。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，所述普刀工具裝置主要由運(yùn)動(dòng)導(dǎo)向機(jī)構(gòu)、動(dòng)力驅(qū)動(dòng)裝置、運(yùn)動(dòng)控制裝置、刀架刀具調(diào)整機(jī)構(gòu)及防塵、防撞部件組成，安裝在所述花崗石平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn)刀具定位、工件的粗加工及簡(jiǎn)單面型的精加工。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，其特征在于，所述快刀工具裝置主要由快刀底座、快刀刀架和音圈電機(jī)以及吹屑裝置和防護(hù)罩組成，安裝于所述花崗石平臺(tái)上，用于實(shí)現(xiàn) 高精度高頻響應(yīng)的面型加工，適合于自由曲面的加工。
全文摘要
本發(fā)明公開了屬于光學(xué)工件加工設(shè)備范圍的一種用于硬性隱形眼鏡片加工的車床，包括在花崗石平臺(tái)的安裝表面上固定的快刀工具裝置、普刀工具裝置以及帶有橫向滑塊裝置的工件軸裝置，觸摸控制屏和前控制臺(tái)支撐在花崗石平臺(tái)前面，在機(jī)身后壁放置電氣控制機(jī)柜，冷干機(jī)和調(diào)壓裝置組成的空氣處理裝置安裝在機(jī)身的一個(gè)側(cè)面；其中，花崗石平臺(tái)固定在由內(nèi)填充的吸振混合物及鋼結(jié)構(gòu)組成的機(jī)架上，由此組成具有高剛性、吸震、調(diào)頻阻尼和隔振特性的機(jī)身，實(shí)現(xiàn)不同面型設(shè)計(jì)尤其是帶有自由曲面設(shè)計(jì)加工需求的硬性隱形眼鏡片的高精度高效率地加工，為實(shí)現(xiàn)高精度、高效車削自由曲面的加工提供保證。
文檔編號(hào)B23B19/02GK103231075SQ20131006248
公開日2013年8月7日 申請(qǐng)日期2013年2月28日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月28日
發(fā)明者陳浩, 瞿佳, 劉紅兵, 王勤美, 厲以宇, 李金明 申請(qǐng)人:溫州醫(yī)學(xué)院眼視光研究院