光学磨边机说明书.docx

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光学磨边机说明书

光学磨边机说明书

篇一：

光学零件加工

　　武汉职业技术学院

　　光学零件加工实训报告

　　平凸透镜的加工及检测

　　系、专业：

电子信息工程学院、光电子技术

　　班级：

光电14303班

　　实训人：

曹锦

　　指导教师：

陈书剑王世霞颜昌俊

　　20XX年10月28日

　　摘要

　　此次实训的项目是光学零件的加工，主要是球面零件的加工，此外还有平行平板机棱镜的加工。

球面零件的加工主要为粗磨下料、精磨抛光、镀膜，粗磨下料的工艺较为传统，但对手法也有一定的要求。

再就是精磨抛光，此部分主要看的是加工者的手法，手法直接影响到后面的定心以及镜片的好坏。

最后就是镀膜，镀膜的作用有很多，我们的实训中的镀膜主要是为了起到一种保护镜片的作用。

棱镜及平行平板的加工同样是对手法的考验。

　　本次实训中小组中的成员基本能够完成自己的镜片加工，其中存在的主要的问题在于球面镜的精磨抛光、粗磨下料部分。

粗磨下料部分主要在开球面环节，精磨抛光则主要是细磨手法不对等。

此类问题在后来的定心磨边的环节中都得到了充分的验证。

　　本报告的主要目标是：

简述透镜的加工过程，分析加工过程中出现的问题，及此类问题的改进方法。

对比得出传统和现代加工的不同特点了解光学零件的镀膜过程、熟悉镀膜机的使用及其各项性能。

回顾整个实训过程中存在的操作方面的不足之处，进一步加深对整个零件加工环节的了解，加深自己对各个环节的印象。

　　关键词：

球面零件加工环节加工手法

　　主要内容

　　1.1概述

　　光学玻璃的加工分为传统加工和现代加工，我们的实训中主要是传统加工方法。

主要的加工零件为平凸透镜，它的主要操作流程是；粗磨下料、精磨抛光、定心磨边、镀膜等。

这次实训的内容还包括平行平板棱镜的加工，检验等。

　　1.2加工的特点

　　传统加工的特点是加工出来的零件的精度高，质量好，因为它所使用的主要是手工为主，因此对操作人员的手法的要求很严格。

此类加工适用于少量、高精度的加工需求。

　　1.3加工生产流程

　　1.4

　　粗磨下料

　　1、切割：

选取材料并把毛坯玻璃放入玻璃切割机里面。

　　2、去除直角:

把切割好的毛坯玻璃按尺寸在简易切割机上切割，

　　再把切割好的矩形的四个直角用简易切割机把四个直角切

　　掉。

　　3、胶条：

把切割好的毛坯玻璃用玻璃胶粘在一起放在如所示。

　　4、滚圆：

使用滚圆机滚圆，把粘好的

　　圆机里面滚圆，在刚开始滚圆的时

　　可以大些，后半段加工余料的时候

　　直到把工件开至合适尺寸。

　　5、开球面：

在滚圆结束就是开球面，可以用铣磨图1-2玻璃放在滚候横向进刀调小进刀量，

　　机开球面也可以用传统的手工开球面。

实训中我们使用的是

　　铣磨机开球面（如图1-3）。

开球面所使用的是球面铣磨机，

　　对角度的精准手法要求较为严格。

　　1.5精磨抛光

　　1、清洗：

把粗磨开好球面的工件用清水洗干净，清除工件表面

　　的粗砂同时还要清除模子表面的残余的磨料，这样是为了防

　　图1-3

　　止在磨的时候粗砂划伤工件的表面。

　　2、原理：

精磨在我们的实训中采用的是古典法的加工方法，主要用的是散粒磨料，磨料和磨具和零件之间处于松散的状态。

借助细磨所加的压力，通过磨具、磨料、工件之间的相对运动，实现零件表面的成型。

在细磨前应该根据工件表面粗磨的状态决定砂的型号

　　3、方法：

磨球面时应将工件放入砂轮里轻轻加力，并且沿反方向转动工件，不时的转动工件，使工件的各个表面都能够被砂轮磨到。

磨平面的方法与球面的相比操作较为简便，但基本一致主要是力度和手法应使工件各个面都能得到充分的研磨。

　　4、机器：

实训中所选用的研磨机是（如图1-4）所示的四轴研磨抛光机。

古典法的精磨抛光是在同一台机器上完成的。

每台

　　机子的模具都是固定的，在抛光前应将模具放

　　在开水里面烫，使模具表面软化。

　　5、磨料的选择：

细磨选的是w40的细砂，精磨使

　　用的是w14、w7的磨料。

但在由细磨转为粗磨

　　的过程中应该把工件洗干净，母的是防止两种

　　不同的磨料的混合使细砂中混入粗砂，使工件

　　表面出现刮痕。

　　6、抛光：

　　①上盘：

使用沥青刚性上盘，上盘完成后，用酒精擦干净工件表面的污垢。

②预热抛光模：

把抛光模放在热水中浸泡，让抛光模变软

　　③调整好研磨机的转速，并在抛光模上加少许的抛光粉，

　　对于抛球面的就把抛光模贴紧工件用手在工件上来回

　　推几下使抛光粉在工件的表面充分的分散。

对于抛平面

　　的则是在模盘上滴几滴抛光粉液体然后用手握住工件

　　在模子上沿模子转动的反方向转动工件。

准备工作完毕

　　后就用铁笔压住工件大概十五分钟后就上砣。

（如图

　　1-5）

　　7、光圈的识别：

光圈高低判断

　　一侧加压法：

低光圈，条纹弯曲的凹向背着加压点P（如图1-7a）,高光圈：

条纹弯曲的凹向朝着加压点P（如图1-7b）.

　　周边加压法：

低光圈，当沿P方向加压，空气隙减小时，条纹从边缘向中心移动（如图1-6a）。

高光圈，高光圈：

当沿P方向加压，空气隙减小时，条纹从中心向边缘移动（如图1-6b）。

　　图1-5图

　　1-4

　　图1-6图1-7

　　8、光圈的修改：

低光圈工件往里收，多抛工件的边缘部分，如果是高光圈工件

　　往外拉多抛工件的中心部分。

　　9、下盘：

工件光圈检测修改完毕抛光合格后就下盘清洗，清洗工件用到的是酒

　　精和汽油。

汽油是为了清除工件上盘时的沥青，酒精是为了洗掉工件上的洋干漆。

　　1.6定心磨边

　　1、在实际的生产过程中透镜的定心磨边分两步进行。

定心：

通过

光学或机械的

　　方法寻找并确定透镜光轴与基准轴重合的位置，即透镜光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合的位置，这里的基准轴就是机床的回转轴。

磨边：

透镜定心后夹紧，用砂轮或金刚石磨轮磨削透镜的外圆，以获得图纸要求直径的透镜。

透镜的定心方法主要分光学定心和机械定心两类。

　　2、定心原理：

机械法定心是将透镜放在一对同轴精度高、

　　端面精确垂直于轴线的接头之间，利用弹簧压力夹紧透

　　镜，根据力的平衡来实现定心。

其中一个接头可以转动，

　　另一个既能转动又能沿轴向移动。

　　3、机器的操作：

自动定心磨边机（见图1-8）先开电源，

　　再开水泵、砂轮，接着根据零件的大小调节千分尺。

调

　　节至合适大小时把工件加上去夹紧，接着把开关调至半

　　自动化，自动定心磨边机会自动完成磨边定心的任务。

　　4、操作自动定心磨边机是应该注意操作步骤，夹取工件时同样要注意手的姿势

　　否则容易伤到手或者造成设备的损坏。

图1-8

　　1.7镀膜

　　1、光学镀膜是通过特殊的装置在高温真空的条件下，通过汽化使膜料均匀的覆

　　盖在工件表面的一种工艺。

其用途有，减反、内反、外反、分束、滤光、保护、导电，等作用。

按照材料划分有：

金属、电解质、有机。

篇二：

5-设计说明书-镜片磨边扫描系统运动控制系统设计-陈裕杰

　　引言

　　如今，视力障碍患者越来越多，为了矫正视力，恢复明亮，诸多人们的选择是佩戴眼镜。

庞大的市场需求刺激眼镜行业的急剧扩张。

早期，镜片的磨边是用手工的砂轮磨制，选用此种加工方法对眼镜从业人员的工作量与疲劳强度有很大的冲击，而且纯手工磨制的镜片不仅外形轮廓粗糙，而且根本无法保证瞳距、瞳高等必要的医学参数。

因此，新的工艺，新的技术被引入其中，即自动磨边机。

但是所谓的自动磨边机并不能真正实现全自动磨边，在镜片磨边之前需要根据镜架的形状来定制相应的模板，然后在磨边机上通过靠模的方式实现镜片毛坯加工成形。

这就导致每一种镜框都事先准备好模板，然后根据用户的选择使用相应的模板来磨镜片。

但是通过选择模板去磨镜片，是用户对于镜架的选择少了许多而且磨边效率和精度难以得到保证，因此需要开发数字控制磨边系统来代替现有的自动磨边机，真正实现全自动镜片磨边。

其中，镜架的扫描是最为重要的，对于镜架的内槽的扫描，从而获取轮廓参数并传递给数控磨边机从而实现加工的全自动，这样就可以缺省掉了模板的定做。

所以我们需要做的是扫描器的设计，得到一个机构小巧，测量精度高，控制简便的镜架扫描仪。

　　本课题是设计镜框数据测量的运动控制系统，扫描仪的结构中包含镜架的加紧机构，动作则是加紧与松开；升降机构的上升与下降；由于镜架是对称的，因此还需要一个能够横向运动的机构进行另一边的镜架的检测与复位；另外，需要一个回转机构实现镜框的扫描以及扫描仪的探头的前进和后退的控制。

众所周知，镜架的材料一般式采用塑料、板材、或者较为柔软的金属，所以，对于加紧的机构的控制对夹紧力的设置需要恰当，另外，升降台的上升高度需要十分精确，以致每次测量都处于镜框内槽的正中心。

还有，尽量减少控制按钮，在保重动作精确的前提下使操作者更加方便操作，减少操作者的工作量并且提高整个配镜的效率。

　　镜片磨边数控系统是光机电一体化的产物，它涉及了机械设计技术，嵌入式微控制器技术，光电检测技术，驱动与执行技术，信息技术等多方面的知识。

光机电一体化的产品与传统的机械产品相比具备了许多优点，在功能和性能上都有相当大的超越，因而目前应用相当广泛。

光机电一体化的应用研究与发展受到越来越多人的关注，是当今科技发展得热门之一。

现在，自动化是一种发展趋势，是一个注重效率与利益的社会。

将自动磨边机加以赶紧，从而实现真正意义上的自动化加工。

　　本课题的大致设计是这样：

　　1.了解扫描机的原理，清楚扫描机的所有机构，选择适合的可编程控制器；

　　2.选择适合的电机驱动器与继电器；

　　3.制定出扫描仪的功能流程图，同时绘制其的状态转移图（SFC图）与控制状态梯

　　形图（STL图）、指令表；

　　4.画出镜片磨边扫描仪的控制电路图

　　1.镜片磨边扫描系统运动控制系统的总体设计

　　1.1控制方案

　　下图1-1为镜片磨边扫描系统机构机构图，包含四个机构，夹紧机构、测量机构、升降机构、横向运动机构。

其中标注的7个位置为放置限位开关的地方。

　　图1-1镜片磨边扫描系统机构机构图

　　图1-1为镜片磨边扫描机构的二维图，所设计的方案为，按下夹紧按钮SB2，夹紧机构电机带动滑台前进，同时时间继电器T0开始计时，计时一段时间后对眼镜镜架的实现夹紧，整个工作台上行，上限位开关1变为ON，扫描头向左边镜框内槽靠近，同时时间继电器1开始计时，计时一段时间后探针接触镜框内槽并且有一定压缩量，齿轮1带动齿轮2旋转，即回转台旋转，同时时间继电器T2开始计时，探针沿着镜圈内槽进行数据点的采样,计时一段时间即实现旋转台旋转一圈之后停止旋转，扫描头后退，限

　　位开关2变为ON，工作台下降，下限位开关3变为ON，整个工作台往右运动，右限位开关4变为ON，工作台上升，右上限位开关5变为ON，扫描头向右边镜框内槽靠近，同时时间继电器1开始计时，计时一段时间后探针接触镜框内槽并且有一定压缩量，齿轮1带动齿轮2旋转，同时时间继电器T2开始计时，探针沿着镜圈内槽进行数据点的采样,旋转台旋转一圈之后停止旋转，扫描头后退，限位开关2变为ON，工作台下降，右下限位开关3变为ON，整个工作台复位，限位开关6变为ON，工作台停止运动。

按下松开按钮SB3，夹紧机构松开眼镜镜架,滑台后退，限位开关7变为ON，夹紧机构停止动作。

　　1.2镜片磨边系统运动控制的设计思路分析

　　选用三菱FX2N系列可编程控制器进行镜片磨边扫描系统运动控制系统的顺序动作控

　　制，通过分析可采用步进指令对上述镜片磨边扫描仪运动控制系统的控制要求进行编程，这样可以有效地自动控制过程进行顺序控制。

因为镜片磨边扫描仪主要由夹紧机构和工作台组成，其中工作台包括测量机构、旋转台。

由于眼睛镜架两边是对称的，所以只需对一边的动作进行设计，另一部分是相同的,大致将测量仪的控制分为五部分进行设计。

　　夹紧机构的夹紧和松开：

操作人员按下夹紧按钮SB2夹紧眼镜镜框，按下松开按钮SB3松开对眼镜镜框的夹紧；

　　工作台上行与下行：

眼镜镜架的夹紧和工作台的动作是前后关系，所以采用时间继电器T0作为动作转移条件，夹紧机构电机带动滑台前进的同时通过时间继电器T0延迟一段时间，这段时间刚好是夹紧机构开始动作到夹紧完毕的时间，然后工作台上行；而对于工作台下行，则是采用限位开关2作为动作转移条件，当扫描头后退碰到限位开关2后，工作台下行；

　　扫描头的前进与复位：

这一部分就是扫描头靠近与离开眼镜镜框的过程，扫描头的前进和回转台旋转是前后动作关系，选用时间继电器T1作为状态转移条件，即扫描头在前进的同时时间继电器T1开始延时，延时的时间正是探针接触到镜框内槽的时间，然后回转台旋转；数据收集即回转台旋转一圈，下一个动作为扫描头后退，选用时间继电器T2从开始旋转的时候开始延时，延迟时间为回转台旋转一圈的时间；

　　数据收集：

也就是旋转台的旋转。

这个动作是处于扫描头前进与复位之间的，扫描头前进接触到镜框内槽并且有一定的压缩量之后停止，接着就是回转台的旋转，回转

　　台旋转一圈，正好探针在镜框内槽扫描一圈；镜框另一边的的内槽也是一样。

　　工作台的横向移动与复位：

当一边的眼镜镜框内槽数据收集完毕之后，工作台横向移动，状态转移条件同样选用限位开关3，即工作台下行碰到限位开关3，工作台横移；当另一边的眼镜镜框内槽的数据收集与之前那一边的一样，只是工作台下行之后执行的动作是工作台横向复位。

　　1.3功能流程图

　　如图1-2

　　图1-2功能流程图

篇三：

光学冷加工定心磨边工艺设计

　　河南工业职业技术学院

　　HenanPolytechnicInstitute

　　毕

　　题

　　系

　　专

　　班

　　姓

　　学

　　指导教

　　日

　　业设计目光学零件定心磨边加工工艺别光电工程系业精密机械技术级名号0104090234师期20XX年9月15日

　　设计任务书

　　设计题目：

　　光学零件定心磨边加工工艺

　　设计要求：

　　综合运用所学知识，结合实际独立完成设计课题，拓宽知识面、掌握知识的深度、以定心磨边技术的传统和现在的术语及方法为引导，写出各种定心工艺的优点以及容易产生的疵病，同时对该种工艺的疵病进行分析，培养运用理论结合实际去处理问题的能力、实验能力、计算机运用水平、书面及口头表达能力。

　　文字材料条理清楚、通顺,论述充分,符合技术用语要求,符号统一,编号齐全,书写工整。

图纸完备、整洁、正确。

　　按期圆满完成任务书中规定的项目;能熟练地综合运用所学理论和专业知识;有结合实际的某项具体项目的设计或对某具体课题进行有独立见解的论证，并有较高技术含量。

立论正确,计算、分析、实验正确、严谨,结论合理,,科学作风严谨，毕业设计有一些独到之处。

　　设计任务：

　　1．介绍定心磨边工艺传统和现代术语写出定心磨边的各种工艺类型及其原理图；

　　2.结合实际工作写出定心磨边的各种工艺类型及其原理图；

　　3．分析当前工艺类型的疵病产生原因；

　　4．写出详细毕业设计说明书（10000字以上），要求字迹工整，原理叙述正确，各种磨边工艺分析全面。

　　设计进度要求：

　　第一周：

收集资料，在图书馆查看书籍，在实践中听取师傅的教导，在网上查找各

　　类相关资料尽量使资料完整、精确、数量多，有利于论文的撰写。

　　第二周：

将收集到的资料仔细整理分类，及时与导师进行沟通。

将设计的雏形确立起来，论文的文字叙述全部做好。

　　第三周：

进行相关图形的绘制工作和夹具的设计工作，把文字、绘图、排版、校对等项工作完成。

　　指导教师（签名）：

　　摘要

　　伴随着“中国制造”的发展，光学制造在中国大陆的土地上方兴未艾，发展迅猛异常。

光学仪器是紧随着光学科技的发展而发展的，这是因为：

一方面它是光学基本理论的应用，成功的应用可以证明理论的正确；另一方面它又是探索理论发展的有用手段和工具，许多科学家正是利用当时先进的仪器，使理论又有了新的突破。

　　为了满足光学仪器成像的要求，必须保证光学系统光轴的一致性。

在仪器的装校中，通常是靠透镜的外圆定位，但外圆定位只能保证各透镜几何轴的共轴性，却不能保证光轴的一致性。

如果要达到靠外圆定位来实现光轴的共轴性，那么，透镜在装配前必须进行定心磨边，以消除或减小透镜的中心偏差。

　　为了提高零件的制造效益和质量，工艺研究的创新成果极大地改变了零件的生产程序和工艺路线，充分利用被加工光学材料的特性，集中系列的高新技术，从而形成新的工艺。

　　在实际生产中，透镜的定心磨边分两步进行：

一是定心，通过光学或机械的方法寻找并确定透镜光轴与基准轴重合的位置，即透镜光学表面定心顶点处的法线与基准轴重合的位置，这里的基准轴就是机床的回转轴；二是磨边，透镜定心后夹紧，用砂轮或金刚石磨轮磨削透镜的外圆，以获得图纸要求直径的透镜。

透镜的定心方法主要分光学定心和机械定心两类。

　　由于知识有限，设计中存在一定的错误，望指导老师能够谅解。

　　关键词：

光学定心、磨边。

　　Abstract

　　Alongwiththedevelopmentof"madeinChina",opticalmanufacturinginChinalandbejustunfolding,theswiftandviolentdevelopmentabnormalities.Opticalinstrumentfollowedbyopticalscienceandtechnologydevelopment,thisisbecause:

oneisthebasictheoryofopticsapplications,successfulapplicationcanprovethecorrectnessofthetheory;ontheotherhanditistoexplorethetheorydevelopmentoftheusefulmeansandtools,manyscientistsareusingtheadvancedequipment,sothatthetheoryandanewbreakthrough.

　　Inordertomeettherequirementsofopticalinstrumentimagingopticalsystem,toensureconsistency.Intheapparatuswiththeschool,usuallybylensoutercirclepositioning,buttheoutercirclelocationonlytoensurethatthelensgeometryaxescoaxiality,butcannotguaranteetheopticalaxisconsistency.Ifyouwanttoreachtheoutercirclepositioningtoachievetheopticalaxisofthelenscentration,then,intheassemblymustbeperformedbeforecenteringedging,toeliminateorreducethelenscenterdeviation.

　　Inordertoimprovethequalityandefficiencyofpartsmanufacturing,technologyinnovationhasgreatlychangedpartsoftheproductionprocedureandprocessroute,makesfulluseoftheprocessingofopticalpropertiesofmaterials,concentrationseriesofhigh-tech,leadingtotheformationofnewtechnology.

　　Inpracticalproduction,thelenscenteringedgingisperformedintwosteps:

oneisthroughcentering,opticalormechanicalmethodstosearchforandidentifytheopticalaxisofthelensandthereferenceaxisposition,wherebythelensopticalsurfacevertexnormalsandcenteringdatumaxisposition,thereferenceaxisistheaxisofrotationmachine;twoisedging,lenscenteringclamping,wheelanddiamondgrindingwheelgrindinglensoutercircle,diameterofthelenstogetthedrawings.Lenscenteringmethodconsistsofopticalcenteringandmechanicalcenteringtwoclass.