CN103433505A

CN103433505A - 加工设备

Info

Publication number: CN103433505A
Application number: CN2013103619146A
Authority: CN
Inventors: 叶佩青; 张辉; 郭绍林; 梁文勇; 黄玉明
Original assignee: Tsinghua University
Current assignee: Tsinghua University
Priority date: 2013-08-19
Filing date: 2013-08-19
Publication date: 2013-12-11

Abstract

本发明公开了一种加工设备，适于加工菲涅尔玻璃透镜，加工设备包括：车刀、第一驱动部件、第二驱动部件和工作台，车刀可沿水平方向和竖直方向移动。第一驱动部件用于驱动所述车刀沿竖直方向移动。第二驱动部件用于驱动所述车刀沿竖直方向移动，第二驱动部件驱动车刀竖直移动的行程小于第一驱动部件驱动车刀竖直移动的行程。工作台具有工作面，其中待加工的菲涅尔玻璃透镜适于固定在工作面上，其中工作台绕工作台的中心轴线可转动且工作台可沿一段圆弧轨迹运动，圆弧轨迹对应的圆心在工作台的中心轴线上且与工作面间隔预定距离。根据本发明实施例的加工设备，可避免发生车刀与菲涅尔玻璃透镜干涉的问题，避免损坏车刀，延长车刀的使用寿命。

Description

加工设备

技术领域

本发明涉及机械加工设备领域，尤其是涉及一种适于加工菲涅尔玻璃透镜的加工设备。

背景技术

现有的菲涅尔玻璃透镜模具的加工方法，不仅车刀与工件之间可能发生干涉，导致车刀失效，而且刀尖点的实时位置得不到补偿，往往导致最终的加工精度达不到理想的效果。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的上述技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种可避免发生车刀与菲涅尔玻璃透镜干涉问题的加工设备。

根据本发明实施例的加工设备，适于加工菲涅尔玻璃透镜，所述加工设备包括：车刀，所述车刀可沿水平方向和竖直方向移动；用于驱动所述车刀沿竖直方向移动的第一驱动部件；用于驱动所述车刀沿竖直方向移动的第二驱动部件，所述第二驱动部件驱动所述车刀竖直移动的行程小于所述第一驱动部件驱动所述车刀竖直移动的行程；工作台，所述工作台具有工作面，其中待加工的菲涅尔玻璃透镜适于固定在所述工作面上，其中所述工作台绕所述工作台的中心轴线可转动且所述工作台可沿一段圆弧轨迹运动，所述圆弧轨迹对应的圆心在所述工作台的中心轴线上且与所述工作面间隔预定距离。

根据本发明实施例的加工设备，通过使得工作台在水平方向和竖直方向移动，且通过第二驱动部件负责加工过程中所需的微小进给，同时由于工作台可绕工作台的中心轴线转动，且工作台可沿一段圆弧轨迹运动，从而可避免发生车刀与菲涅尔玻璃透镜干涉的问题，避免损坏车刀，延长车刀的使用寿命。

另外，根据本发明的加工设备还具有如下附加技术特征：

可选地，所述第一驱动部件为直线电机。

可选地，所述第二驱动部件为压电陶瓷驱动器。

在本发明的一些实施例中，加工设备还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述工作台在所述预定轨迹上的具体位置。从而实现对车刀位置的实时补偿，提高加工精度，保证产品的合格率。

具体地，所述车刀具有刀尖，所述刀尖位置的补偿由所述第二驱动部件控制。

具体地，所述第二驱动部件根据所述位置传感器检测出的所述工作台的当前位置以补偿所述刀尖的位置。

附图说明

图1为根据本发明实施例的加工设备的示意图。

附图标记：

加工设备100、菲涅尔玻璃透镜200、车刀1、刀尖10、

第二驱动部件2、工作台3、工作面30、位置传感器4、

控制系统5、数控机床6

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“纵向”、“横向”、“长度”、“宽度”、“厚度”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”、“顺时针”、“逆时针”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。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，第一特征在第二特征之“上”或之“下”可以包括第一和第二特征直接接触，也可以包括第一和第二特征不是直接接触而是通过它们之间的另外的特征接触。而且，第一特征在第二特征“之上”、“上方”和“上面”包括第一特征在第二特征正上方和斜上方，或仅仅表示第一特征水平高度高于第二特征。第一特征在第二特征“之下”、“下方”和“下面”包括第一特征在第二特征正下方和斜下方，或仅仅表示第一特征水平高度小于第二特征。

下面参考图1详细描述根据发明实施例的一种加工设备100，该加工设备100用于加工菲涅尔玻璃透镜200，例如在菲涅尔玻璃透镜200上加工出多个齿。

根据本发明实施例的加工设备100，如图1所示，包括：车刀1、第一驱动部件、第二驱动部件2和工作台3，其中，车刀1用于加工菲涅尔玻璃透镜200，车刀1可沿水平方向（如图1中的X方向）和竖直方向（如图1中的Z方向）移动，在本发明的具体示例中，车刀1设在数控机床6上，数控机床6驱动车刀1移动。第一驱动部件用于驱动车刀1沿竖直方向移动，第二驱动部件2用于驱动车刀1沿竖直方向移动，第二驱动部件2驱动车刀1竖直移动的行程小于第一驱动部件驱动车刀1竖直移动的行程。具体而言，第二驱动部件2驱动车刀1移动的行程的单位是厘米或毫米的小行程移动，即第二驱动部件2负责加工过程中的微小进给，第一驱动部件驱动车刀1移动的行程的单位是分米或米的大行程移动，在本发明的具体实施例中，第一驱动部件为直线电机，第二驱动部件2为压电陶瓷驱动器。

工作台3具有工作面30，其中待加工的菲涅尔玻璃透镜200适于固定在工作面30上，工作台3绕工作台3的中心轴线可转动，且工作台3可沿一段圆弧轨迹运动，圆弧轨迹对应的圆心（即图1所示的O）在工作台3的中心轴线上且与工作面30间隔预定距离，具体地，预定距离为800mm，换言之，加工设备100工作时，工作台3即可以绕工作台3的中线轴线旋转，工作台3还可沿圆弧轨迹运动，从而调整工作台3上的菲涅尔玻璃透镜200与车刀1之间的工作角度。

其中，值得说明的是，加工设备100还包括控制系统5，该控制系统5与第一驱动部件和第二驱动部件2相连，控制系统5控制第一驱动部件和第二驱动部件2的运行，从而控制车刀1运动的行程。

具体而言，将待加工的菲涅尔玻璃透镜200放置在工作台3上，加工设备100开始工作，通过驱动车刀1在竖直方向和水平方向的移动，使得车刀1与菲涅尔玻璃透镜200位于同一平面上，且通过驱动工作台3绕其中心轴线转动且驱动工作台3沿圆弧轨迹运动，从而调整菲涅尔玻璃透镜200与车刀1之间的工作角度，使车刀1一边的刃口对齐菲涅尔玻璃透镜100相应齿的一边。对菲涅尔玻璃透镜200进行加工过程中，车刀1沿竖直方向进给，且工作台3绕其中心轴线转动，完成菲涅尔透镜相应齿一侧的成型加工；之后，工作台3沿圆弧轨迹运动，且车刀沿X轴与Z轴不断做相应调整运动，保持刀尖点相对于菲涅尔玻璃透镜100位置不变，使车刀另一边的刃口移动到菲涅尔透镜相应齿的另一边，从而在菲涅尔玻璃透镜200上加工出符合加工要求的曲线。

根据本发明实施例的加工设备100，通过使得工作台3在水平方向和竖直方向移动，且通过第二驱动部件2负责加工过程中所需的微小进给，同时由于工作台3可绕工作台3的中心轴线转动，且工作台3可沿一段圆弧轨迹运动，从而可避免发生车刀1与菲涅尔玻璃透镜200干涉的问题，避免损坏车刀1，延长车刀1的使用寿命。

根据本发明的一些实施例，如图1所示，加工设备100还包括位置传感器4，该位置传感器4用于检测工作台3在预定轨迹上的具体位置。具体而言，该位置传感器4与控制系统5相连，控制系统5根据位置传感器4检测到的结果实时计算出第二驱动部件2所需移动距离，然后通过控制第二驱动部件2控制车刀1的微小进给，从而实现对车刀1位置的实时补偿，提高加工精度，保证产品的合格率。

具体地，车刀1具有刀尖10，刀尖10位置的补偿由第二驱动部件2控制，从而通过位置传感器4的检测结果，对刀尖10的位置进行实施补偿，有效地提高了加工精度。更具体地，第二驱动部件2根据位置传感器4检测出的工作台3的当前位置以补偿刀尖10的位置。

下面参考图1详细描述根据本发明实施例的加工设备100的装配过程和工作过程。

首先，将车刀1安装到数控机床6的竖向传动轴上，且使得车刀1的中心轴线与数控机床6的竖向传动轴共线，然后将菲涅尔玻璃透镜200安装在工作台3的工作面30上，让菲涅尔玻璃透镜200的中心轴线与工作台3的中心轴线共线，并且使菲涅尔玻璃透镜200的中线轴线与车刀1的中心轴线形成加工所需的角度。通过调整数控机床6的竖向传动轴和菲涅尔玻璃透镜200的中心轴线，将安装在竖向传动轴上的车刀1的中心轴线与菲涅尔玻璃透镜200的中心轴线调整在同一平面上。

对菲涅尔玻璃透镜200进行加工的过程中，车刀1沿竖直方向做往复运动，装载有菲涅尔玻璃透境的工作台3绕工作台3的中心轴线旋转，并且装载有菲涅尔玻璃透镜200的工作台3沿一段圆弧轨迹做往复运动，同时通过位置传感器4获取工作台3在预定轨迹上的具体位置，从而对刀尖10的位置进行实时补偿，使车刀1的刀尖10沿菲涅尔玻璃透镜200做回转曲线运动，形成加工轨迹，并由此在菲涅尔玻璃透镜200上加工出符合加工要求的回转曲面。

根据本发明实施例的加工设备100，不会发生车刀1与菲涅尔玻璃透镜200干涉的问题，而且可以实现对刀尖10位置的实时补偿，从而有效的提高了加工精度，保证了产品的合格率。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例进行接合和组合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims

1.一种加工设备，适于加工菲涅尔玻璃透镜，其特征在于，所述加工设备包括：

车刀，所述车刀可沿水平方向和竖直方向移动；

用于驱动所述车刀沿竖直方向移动的第一驱动部件；

用于驱动所述车刀沿竖直方向移动的第二驱动部件，所述第二驱动部件驱动所述车刀竖直移动的行程小于所述第一驱动部件驱动所述车刀竖直移动的行程；

工作台，所述工作台具有工作面，其中待加工的菲涅尔玻璃透镜适于固定在所述工作面上，其中所述工作台绕所述工作台的中心轴线可转动且所述工作台可沿一段圆弧轨迹运动，所述圆弧轨迹对应的圆心在所述工作台的中心轴线上且与所述工作面间隔预定距离。

2.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述第一驱动部件为直线电机。

3.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，所述第二驱动部件为压电陶瓷驱动器。

4.根据权利要求1所述的加工设备，其特征在于，还包括位置传感器，所述位置传感器用于检测所述工作台在所述预定轨迹上的具体位置。

5.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述车刀具有刀尖，所述刀尖位置的补偿由所述第二驱动部件控制。

6.根据权利要求4所述的加工设备，其特征在于，所述第二驱动部件根据所述位置传感器检测出的所述工作台的当前位置以补偿所述刀尖的位置。