专利名称：全自动磨边机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及自动控制技术领域，更具体地说，涉及一种全自动磨边机。
背景技术：
目前普遍采用全自动磨边机对毛边眼镜片进行加工。如图la和图lb所示，全自 动磨边机一般包括控制部分1和操作部分2。控制部分1包括单片机3、夹片电机4(直流 电机)、砂轮电机5、夹片电机工作电流控制单元6，砂轮电机工作电流控制单元7和检测单 元8。控制部分1对操作部分2工作的控制主要是通过夹片电机4、砂轮电机5来完成的。 而在控制部分1内部，单片机3是通过向夹片电机工作电流控制单元6发送控制信号来控 制夹片电机4工作的，单片机3对砂轮电机5工作的控制与其对夹片电机4工作的控制相 类似，在此不作赘述。 至于操作部分2则主要包括与夹片电机4连接的夹片同步带轮9，螺杆同步带轮 10，设置在夹片同步带轮9和螺杆同步带轮IO之间的同步带ll，套于螺杆同步带轮10中 的、带键槽的螺母12，与螺母12通过螺纹连接的螺杆13，右端(以靠近螺杆同步带轮10的 一侧为右侧)通过沟槽与螺杆13连接的右移动轴14，右移动轴14的左端上设置有右夹头 15 ;右端上设置有左夹头16的左移动轴17，左夹头16与右夹头15相配合可夹紧毛边眼镜 片18 ;砂轮19。 在对毛边眼镜片18进行磨边前右夹头15与左夹头16是相互分开的，然后，单片 机3向夹片电机工作电流控制单元6发出启动信号指示其向夹片电机4提供工作电流，旋 转起来的夹片电机4在夹片同步带轮9、螺杆同步带轮10和同步带11的配合下带动螺母 12旋转，而在螺纹的作用下，与螺母12连接的螺杆13将向左作直线运动，并推动右移动轴 14和右夹头15作靠近左夹头16的运动。当毛边眼镜片18被左、右夹头牢牢顶住时，螺杆 13前行遇到阻力，夹片电机4被迫停转并产生很大的电流(大于1A)，检测单元8检测到此 大电流后向单片机3发送信号，单片机3收到信号后向夹片电机工作电流控制单元6发出 关断信号指示其停止向夹片电机4提供工作电流，夹片电机4停止旋转，毛边眼镜片18处 于夹紧状态。此时，毛边眼镜片18两侧面分别受到来自右移动轴14和左移动轴17的压力 Nl和N2，且任一移动轴对毛边眼镜片18施加的压力的方向垂直于毛边眼镜片18与之相接 触的端面，此外，毛边眼镜片18两侧面还分别受到与毛边眼镜片18所受重力G方向相反的 静磨擦力Fl和F2，且F1和F2合力的大小与重力G的大小相等。然后，单片机3控制砂轮 电机5开始进行磨边操作。 在磨边过程中，参见图lc，砂轮19会对毛边眼镜片18进行磨削，毛边眼镜片18 上某一部位M与砂轮19上某一部位M'相接触，M受到与M'的速度方向相一致的磨擦力 F3，该磨擦力F3与右移动轴14的垂直距离为L1，公知扭矩M1 = F3XL1(图lc中未标示 出Ml)，右移动轴14在扭矩M1的作用下将产生旋转趋势，并使螺杆13相对于螺母12产生 与砂轮19旋转方向相反的旋转趋势，即螺母12相对于螺杆13产生与砂轮19旋转方向相 一致的旋转趋势，并在一段时间后螺母12相对于螺杆13真正产生了旋转，这可能导致螺杆13向右作直线运动，这样，毛边眼镜片18与左、右夹头之间的间隙将变大，左、右移动轴施 加于毛边眼镜片18上的压力Nl和N2将变小。公知物体所受的最大静摩擦力的大小与垂 直于其受力面的压力的大小成正比，当压力Nl和N2变小时，毛边眼镜片18可受到的最大 静摩擦力也将变小，当最大静磨擦力小于毛边眼镜片18的重力G时，毛边眼镜片18将无法 与左、右夹头保持相对静止，即产生打滑现象，这将导致加工出来的镜片的光心、轴位产生 偏移，造成整个镜片报废。
实用新型内容有鉴于此，本实用新型目的在于提供一种全自动磨边机，以解决在磨边时螺母相 对于螺杆产生与砂轮旋转方向相一致的旋转的问题，进而解决因螺母相对于螺杆旋转造成 的毛边眼镜片打滑，并最终致使加工出来的镜片的光心、轴位产生偏移，整个镜片报废的问题。 为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案 —种全自动磨边机，包括操作部分和控制所述操作部分工作的控制部分，所述控
制部分包括夹片电机，所述操作部分包括砂轮、螺母和螺杆，所述控制部分还包括 单片机； 夹片电机堵转电流控制单元，所述夹片电机堵转电流控制单元在接收到所述单片 机的堵转电流启动信号后，向所述夹片电机提供堵转电流，所述堵转电流可令所述夹片电 机带动所述螺母相对于所述螺杆作与所述砂轮旋转方向相反的旋转。 从上述的技术方案可以看出，在磨边过程中，当螺杆相对于螺母产生与砂轮旋转 方向相反的旋转趋势时，即当螺母相对于螺杆产生与砂轮旋转方向相一致的旋转趋势，夹 片电机堵转电流控制单元向夹片电机提供旋转堵转电流，该堵转电流可令夹片电机带动螺 母产生相对于螺杆的、与砂轮旋转方向相反的旋转趋势，从而抵消了螺母相对于螺杆的、与 砂轮旋转方向相一致的旋转趋势，使螺母与螺杆始终处于紧固状态而不会产生相对旋转， 并最终避免了因螺母相对于螺杆旋转导致螺杆向右作直线运动，使毛边眼镜片与左、右夹 头之间的间隙变大造成毛边眼镜片打滑，以致加工出来的镜片的光心、轴位发生偏移，导致 整个镜片报废的问题。
为了更清楚地说明本实用新型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
是本实用新型的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提
下，还可以根据这些附图获得其他的附图。 图la为现有全自动磨边机整体结构示意图； 图lb为现有全自动磨边机的操作部分各部件之间以及操作部分各部件与夹片电 机的连接关系示意图； 图lc为磨边过程中，毛边眼镜片受力及其与全自动磨边机各部分关系的示意图； 图2a为本实用新型实施例所提供的全自动磨边机的整体结构示意图； 图2b为本实用新型实施例所提供的夹片电机、毛边眼镜片与操作部分各部分的连接关系示意图； 图3a为本实用新型实施例所提供的夹片电机工作电流控制单元具体结构示意 图； 图3b为本实用新型实施例所提供的夹片电机堵转电流控制单元具体结构示意 图； 图3c为本实用新型实施例所提供的夹片电机工作电流控制单元与夹片电机堵转 电流控制单元具体结构示意图。
具体实施方式下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行 清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的 实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下 所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。 本实用新型实施例公开了一种全自动磨边机，图2a和图2b示出了该全自动磨边 机的一种结构，包括控制部分201和操作部分202。 其中，控制部分201包括单片机203、夹片电机204(直流电机)、砂轮电机205、夹 片电机工作电流控制单元2061 、夹片电机堵转电流控制单元2062、砂轮电机工作电流控制 单元207和检测单元208 ;控制部分201对操作部分202工作的控制主要是通过夹片电机 204、砂轮电机205来完成的。而在控制部分201内部，单片机203通过向夹片电机工作电 流控制单元2061或夹片电机堵转电流控制单元2062发送控制信号来控制夹片电机204的 工作，单片机203对砂轮电机205工作的控制与其对夹片电机204工作的控制相类似，在此 不作赘述。 至于操作部分202则主要包括与夹片电机204连接的夹片同步带轮209，螺杆同 步带轮210，设置在夹片同步带轮209和螺杆同步带轮210之间的同步带211，套于螺杆同 步带轮210中的、带键槽的螺母212，与螺母212通过螺纹连接的螺杆213，右端(以靠近螺 杆同步带轮210的一侧为右侧)通过沟槽与螺杆213连接的右移动轴214，右移动轴214的 左端上设置有右夹头215，右端上设置有左夹头216的左移动轴217，左夹头216与右夹头 215相配合可夹紧毛边眼镜片218，以及砂轮219。 上述各部分工作原理如下 在对毛边眼镜片218进行磨边前，右夹头215与左夹头216是相互分开的。当单 片机203向夹片电机工作电流控制单元2061发出启动信号指示其向夹片电机204提供工 作电流以实现夹片电机204旋转时，夹片电机204在夹片同步带轮209、螺杆同步带轮210 和同步带211的配合下带动螺母212旋转，而在螺纹的作用下，与螺母212连接的螺杆213 将向左作直线运动，并推动右移动轴214和右夹头215作靠近左夹头216的运动，直到毛边 眼镜片218被左、右夹头牢牢顶住时，螺杆213前行遇到阻力，夹片电机204被迫停转并产 生很大的电流(大于1A)，检测单元208检测到此大电流后向单片机203发送信号，单片机 203收到信号后向夹片电机工作电流控制单元2061发出关断信号，夹片电机工作电流控制 单元2061即停止向夹片电机204提供工作电流，夹片电机204停止旋转，毛边眼镜片218处 于夹紧状态。此时，毛边眼镜片218两侧面分别受到来自右移动轴214和左移动轴217的压力Nl和N2，且任一移动轴对毛边眼镜片218施加的压力的方向垂直于毛边眼镜片218与 之相接触的端面，此外，毛边眼镜片218两侧面分别受到与毛边眼镜片218所受重力G方向 相反的静磨擦力Fl和F2，且Fl和F2合力的大小与重力G的大小相等。然后，单片机203 控制砂轮电机205开始对毛边眼镜片218进行磨边操作。 前已提及在磨边过程中，砂轮219对毛边眼镜片218的磨削会导致螺母212相对 于螺杆213产生与砂轮219旋转方向相一致的旋转趋势，在一段时间后，螺母212相对于螺 杆213真正产生了旋转，这可能导致螺杆213向右作直线运动，从而导致毛边眼镜片218与 左、右夹头之间的间隙变大，造成左、右移动轴施加于毛边眼镜片218上的压力Nl和N2变 小，从而导致静磨擦力Fl和F2也变小。为避免上述情况发生，可在螺母212相对于螺杆 213未真正产生旋转前(即螺母212相对于螺杆213具有与砂轮219旋转方向相一致的旋 转趋势时)，由单片机203向夹片电机堵转电流控制单元2062发送堵转电流启动信号，夹 片电机堵转电流控制单元2062在接收到堵转电流启动信号后，向夹片电机204提供堵转电 流，该堵转电流可令夹片电机204带动螺母212相对于螺杆213作与砂轮旋转219方向相 反的旋转。 需要指出的是，虽然上述堵转电流可令夹片电机204带动螺母212相对于螺杆213 作与砂轮旋转219方向相反的旋转，但在螺母212相对于螺杆213未真正产生旋转且未加 上述堵转电流之前，夹片电机204并未发生旋转而是处于静止状态，在对处于静止状态的 直流电机即夹片电机204提供低电流时会存在一个区域，取值落在该区域中的低电流不会 造成直流电机的烧毁，该低电流即叫做堵转电流。在螺母212相对于螺杆213未真正产生 旋转这种情况下，上述堵转电流只可令夹片电机204具有旋转趋势，并通过夹片同步带轮 209、螺杆同步带轮210和同步带211将该旋转趋势传导给螺母212，使螺母212产生相对 于螺杆213的、与砂轮219旋转方向相反的旋转趋势，从而抵消了螺母212相对于螺杆213 的、与砂轮219旋转方向相一致的旋转趋势，使螺母212与螺杆213始终处于紧固状态而不 会产生相对旋转，进而避免了因螺母212相对于螺杆213旋转而导致的螺杆213向右作直 线运动，使毛边眼镜片218与左、右夹头之间的间隙变大造成毛边眼镜片218打滑，以致加 工出来的镜片的光心、轴位发生偏移，导致整个镜片报废的问题。 目前，可利用多种方式实现夹片电机工作电流控制单元2061的功能，图3a即示出 了其中的一种方式，这种方式主要采用继电器K1来根据单片机203的指示进行供电继电 器K1的l脚与单片机203连接，2脚接电源Vcc，3脚接地，4脚则与夹片电机204连接。其 他部分属于现有技术，在此不再赘述。 夹片电机堵转电流控制单元2062的功能也可以有多种实现方式，图3b即示出了 使用继电器K2的一种方式(夹片电机工作电流控制单元2061与夹片电机堵转电流控制单 元2062之间的连接可参见图3c)，其与图3a示出的方式的主要区别在于，在继电器K2的4 脚与夹片电机204之间设置有一大电阻R，在K2导通时，电阻R可提供取值小于工作电流的 堵转电流。并且，在不烧毁夹片电机204的情况下，堵转电流的取值越大越好。 对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本实用新 型。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定 义的一般原理可以在不脱离本实用新型的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因 此，本实用新型将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围'
权利要求一种全自动磨边机，包括操作部分和控制所述操作部分工作的控制部分，所述控制部分包括夹片电机，所述操作部分包括砂轮、螺母和螺杆，其特征在于，所述控制部分还包括单片机；夹片电机堵转电流控制单元，所述夹片电机堵转电流控制单元在接收到所述单片机的堵转电流启动信号后，向所述夹片电机提供堵转电流，所述堵转电流可令所述夹片电机带动所述螺母相对于所述螺杆作与所述砂轮旋转方向相反的旋转。
2. 如权利要求1所述的全自动磨边机，其特征在于，所述夹片电机堵转电流控制单元 包括串联连接的继电器和电阻。
专利摘要本实用新型实施例公开了一种全自动磨边机，包括操作部分和控制所述操作部分工作的控制部分，所述控制部分包括夹片电机，所述控制部分包括砂轮、螺母和螺杆，所述控制部分还包括单片机；夹片电机堵转电流控制单元，所述夹片电机堵转电流控制单元在接收到所述单片机的堵转电流启动信号后，向所述夹片电机提供堵转电流，所述堵转电流可令所述夹片电机带动所述螺母相对于所述螺杆作与所述砂轮旋转方向相反的旋转。可以看出，在磨边过程中，当螺母相对于螺杆产生与砂轮旋转方向相一致的旋转趋势，上述堵转电流可令夹片电机带动螺母产生相对于螺杆的、与砂轮旋转方向相反的旋转趋势，从而抵消了螺母相对于螺杆的、与砂轮旋转方向相一致的旋转趋势。
文档编号B24B9/14GK201544087SQ20092021003
公开日2010年8月11日 申请日期2009年9月24日 优先权日2009年9月24日
发明者祝永进 申请人:上海雄博精密仪器股份有限公司