本發(fā)明涉及光學(xué)樹脂鏡片的制造領(lǐng)域，特別涉及一種用于鏡片注膠過(guò)程的自動(dòng)控制裝置及其方法。

背景技術(shù)：

樹脂鏡片是目前被大量使用的一種光學(xué)鏡片，具有重量輕、抗沖擊力強(qiáng)、可注射成型等優(yōu)點(diǎn)。對(duì)于注射成型的樹脂鏡片，只需制造一個(gè)精密的鏡片模具后，就可大量生產(chǎn)，有利于降低生產(chǎn)成本和提高成品率。

樹脂鏡片一般為熱固性材料，其原料呈液態(tài)，注模加熱后形成固態(tài)鏡片，再經(jīng)打磨、拋光、清洗、沉積功能膜等工序后形成最終鏡片。除了注模工藝外，其他過(guò)程目前均已經(jīng)實(shí)現(xiàn)了自動(dòng)化生產(chǎn)。如何實(shí)現(xiàn)樹脂鏡片制造過(guò)程的全自動(dòng)化控制是鏡片制造廠家十分關(guān)注的一項(xiàng)技術(shù)，對(duì)減輕操作工人的勞動(dòng)強(qiáng)度，提高產(chǎn)品質(zhì)量和成品率，降低生產(chǎn)成本等均有十分重要的意義。

本發(fā)明提出了一種對(duì)注模過(guò)程進(jìn)行自動(dòng)化控制的裝置和方法，可實(shí)現(xiàn)鏡片注膠過(guò)程的自動(dòng)化，從而實(shí)現(xiàn)鏡片制造過(guò)程的全自動(dòng)化。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

目前鏡片注模過(guò)程無(wú)法自動(dòng)化的難點(diǎn)在于機(jī)器很難正確判斷膠液是否已經(jīng)注滿模具，需人工操作判斷，因此無(wú)法實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制，容易造成膠液外流或者注膠不足的情況。本發(fā)明針對(duì)現(xiàn)有光學(xué)樹脂鏡片注模工藝需要人工判斷的不足，提出了一種利用光全內(nèi)反射原理自動(dòng)檢測(cè)膠液是否注到設(shè)定高度的方法，具有裝置簡(jiǎn)單、可靠性和穩(wěn)定性高的特點(diǎn)。

本發(fā)明所述的一種實(shí)現(xiàn)光學(xué)樹脂鏡片注模自動(dòng)控制的裝置，該自動(dòng)控制裝置包括：鏡片模具、激光器、光探測(cè)器、繼電器、繼電器控制開關(guān)、電磁閥。

所述鏡片模具用于樹脂鏡片的熱成型加工。

所述激光器位于所述鏡片模具的一側(cè)，用于向所述鏡片模具發(fā)射激光束。

所述光探測(cè)器位于所述鏡片模具的另一側(cè)，用于檢測(cè)穿過(guò)所述鏡片模具后的激光束。

所述繼電器根據(jù)所述光探測(cè)器的信號(hào)而進(jìn)行通斷狀態(tài)的改變。

所述繼電器控制開關(guān)用于控制所述繼電器與所述電磁閥間的電路通斷。

所述電磁閥用于控制膠液是否注入至所述鏡片模具。

本發(fā)明自動(dòng)控制裝置還包括續(xù)流二極管，用于防止所述繼電器和所述電磁閥所產(chǎn)生的感生電動(dòng)勢(shì)對(duì)電路中電子元器件造成損壞。

所述激光器的光束方向可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

所述激光器的激光束可透過(guò)鏡片模具和膠液。

所述光探測(cè)器的位置可進(jìn)行調(diào)節(jié)。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供上述裝置的注模自動(dòng)控制方法，該方法具體如下：

(1)將所述繼電器控制開關(guān)斷開，以防止所述電磁閥啟動(dòng)；

(2)將所述鏡片模具放置于設(shè)定位置，并向所述鏡片模具中注入所需量的膠液；

(3)開啟所述激光器，調(diào)節(jié)所述激光器光束的角度，使得所述激光器發(fā)出的光束與水平面(膠液面)的夾角小于90-α，其中α為激光束從膠液進(jìn)入空氣的全反射臨界角；

(4)將所述鏡片模具中的膠液清空，并再次放置于原設(shè)定位置；

(5)調(diào)節(jié)所述光探測(cè)器位置，使得穿過(guò)空鏡片模具后的激光束能夠進(jìn)入所述光探測(cè)器，所述光探測(cè)器所產(chǎn)生的電信號(hào)使所述繼電器輸出端觸點(diǎn)吸合；

(6)合上所述繼電器控制開關(guān)，使所述繼電器與所述電磁閥間形成通路；

(7)所述電磁閥控制膠液自動(dòng)注入至所述鏡片模具；

(8)當(dāng)膠液面高度達(dá)到一定位置時(shí)，所述激光束在膠液和空氣界面發(fā)生全內(nèi)反射而產(chǎn)生很大的偏離，使得穿過(guò)所述鏡片模具后的激光束無(wú)法進(jìn)入所述光探測(cè)器，導(dǎo)致所述繼電器輸出端斷開，所述電磁閥關(guān)閉，膠液不再注入至所述鏡片模具；

(9)斷開所述繼電器控制開關(guān)；

(10)更換所述鏡片模具；

(11)重復(fù)上述步驟(6)～(10)，便可實(shí)現(xiàn)光學(xué)樹脂鏡片注模的自動(dòng)控制。

本發(fā)明非常巧妙地利用了激光束在膠液和空氣界面會(huì)發(fā)生全內(nèi)反射的特點(diǎn)，利用十分簡(jiǎn)單的裝置即可實(shí)現(xiàn)鏡片注膠過(guò)程的自動(dòng)控制。

附圖說(shuō)明

圖1為利用激光在膠液/空氣界面發(fā)生全內(nèi)反射的原理圖；

圖2為本發(fā)明所述的自動(dòng)控制裝置的示意圖。

具體實(shí)施方式

以下用附圖說(shuō)明本發(fā)明的實(shí)施例。

原理：如圖1所示，其中模具1為熱固化樹脂或玻璃材質(zhì)，一般為透明的圓片狀球面。膠液2的折射率n₁與模具的折射率n₂接近，但是膠液的折射率n₁遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于空氣的折射率n₀。因此，入射到模具1的激光束5在膠液2和空氣界面可發(fā)生全內(nèi)反射，導(dǎo)致光路發(fā)生很大偏轉(zhuǎn)。如果事先把入射光路5與膠液2平面法線的角度設(shè)定為大于全內(nèi)反射角并調(diào)整光探測(cè)器4的位置，使得模具1內(nèi)膠液2未達(dá)到設(shè)定高度時(shí)，激光束6能夠進(jìn)入光探測(cè)器4。那么，當(dāng)模具1中膠液2高度到達(dá)設(shè)定高度時(shí)，激光束7因全內(nèi)反射發(fā)生偏轉(zhuǎn)而無(wú)法進(jìn)入光探測(cè)器4導(dǎo)致信號(hào)產(chǎn)生突變。鏡片用樹脂膠的折射率一般在1.5左右，對(duì)應(yīng)的α角一般在40°左右。為保險(xiǎn)起見，α角可取得大一些，如60°，以保證在膠液與空氣的界面能滿足全內(nèi)反射的要求。本發(fā)明就是根據(jù)這一原理來(lái)判斷模具中膠液是否注入至設(shè)定的高度。

圖2為本發(fā)明所述的自動(dòng)控制裝置的示意圖。如圖2所示，本裝置由一組鏡片模具1、一個(gè)角度可調(diào)的激光器3、一個(gè)用于激光束探測(cè)的光電三極管4、一個(gè)繼電器8、一個(gè)繼電器輸出控制開關(guān)9、一個(gè)電磁閥10(包括電磁閥線圈101)、兩個(gè)續(xù)流二極管11和12等元器件組成。其中，鏡片模具1由兩片曲面狀的透明樹脂構(gòu)成，周邊由透明膠帶封住，在注膠口處留一小口子用于注膠。

對(duì)于注膠過(guò)程的自動(dòng)控制，具體方法如下：

(1)斷開繼電器輸出控制開關(guān)9，以防止電磁閥啟動(dòng)。

(2)將鏡片模具1放置于設(shè)定位置，在鏡片模具1中注入所需量的膠液。

(3)開啟激光器3，調(diào)節(jié)激光器3光束的角度，使得激光器3發(fā)出的光束與水平面(膠液面)的夾角小于90-α，如30度甚至更小。其中，α為激光束從膠液進(jìn)入空氣的全反射臨界角。

(4)將鏡片模具1中的膠液清空，并再次放置于原設(shè)定位置。

(5)調(diào)節(jié)光敏三極管4的位置，使得穿過(guò)空模具1后的激光束能夠進(jìn)入光敏三極管4。光敏三極管4在有激光束進(jìn)入時(shí)，繼電器8動(dòng)作，繼電器8輸出端觸點(diǎn)吸合；在沒(méi)有激光束進(jìn)入時(shí)，繼電器8不動(dòng)作，繼電器8輸出端觸點(diǎn)斷開。

(6)合上繼電器輸出控制開關(guān)9。

(7)電磁閥10動(dòng)作，注膠開始。當(dāng)模具1中膠液面高度沒(méi)有達(dá)到激光光束高度前，激光束能夠進(jìn)入光敏三極管4，因此膠液持續(xù)通過(guò)注射器13注入鏡片模具1。

(8)當(dāng)膠液面高度達(dá)到激光束高度位置時(shí)，因激光束在膠液和空氣界面發(fā)生全內(nèi)反射而發(fā)生很大的偏離，使得穿過(guò)鏡片模具1后的激光束無(wú)法進(jìn)入光敏三極管4，導(dǎo)致繼電器8輸出斷開，電磁閥10關(guān)閉，膠液不再注入至鏡片模具1。

(9)斷開繼電器輸出控制開關(guān)9。

(10)更換鏡片模具1。

(11)重復(fù)步驟(6)～(10)，便可實(shí)現(xiàn)光學(xué)樹脂鏡片注模的自動(dòng)控制。

上述實(shí)施例并非是對(duì)于本發(fā)明的限制，本發(fā)明并非僅限于上述實(shí)施例，只要符合本發(fā)明要求，均屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。