球心运动柱面镜研磨机的制作方法

本实用新型涉及一种镜片研磨装置，特别指一种利用研磨而制成柱面镜片的镜片研磨装置。

背景技术：

柱面镜，属于非球面透镜，可以被区分为凸柱面镜、凹柱面镜、双凸柱面镜和双凹柱面镜。不论是何种柱面镜，皆是利用柱面镜片研磨装置所研磨制成。

现有的柱面镜片研磨装置，如图12至图13所示，是将待研磨成镜片的胚体81放置于治具82，并将治具82有胚体81的面接触于磨皿83的研磨表面84，一推移机构85在前端有一顶针86，通过气压缸87的驱动，使顶针86的底端抵压在治具82上，让治具82所设的胚体81的面贴紧研磨表面84，再通过推移机构85往复地直线位移，以带动治具82沿研磨表面84的曲率移动，而对胚体81进行研磨，藉此制成和研磨表面84的曲率对应的凹柱面镜(图中未示)。又如图15至图16所示，放置胚体91者，是在下的治具92，在上的磨皿93以研磨表面94接触于治具92所设的胚体91的面，同样通过气压缸97的驱动，且通过推移机构95以顶针96带动磨皿93往复移动而对胚体91进行研磨，藉此制成和研磨表面94的曲率对应的凸柱面镜(图中未示)。

承上所述，在推移机构85带动治具82往复地直线位移时，只有治具82位在磨皿83的中间位置时，顶针86施压的方向始能对准研磨表面84的曲率中心(图中未示)，此时顶针86施予治具82贴紧研磨表面84的力量平均；当推移机构85带动治具82推至一侧(如图12、图13所示)，顶针86的长度方向已偏离研磨表面84的曲率中心，此时顶针86施予治具82贴紧研磨表面84的力量不平均，而是治具82的位置越远离磨皿83的中间时，力量会偏向治具82移动方向的外侧，导致用以研磨的磨皿83在使用一段时日之后，因施力不平均，造成磨皿83如图14所示有曲率异常的问题，有不规则磨耗的状况(对照的虚线部分是正常状态下研磨表面84的曲率)，造成曲率精度不佳，而使磨皿83常需要修磨；另当治具82开始往磨皿83中间位置回拉时，同样也有上述情形，所研磨的曲面因而导致曲率有失真的问题。凸柱面镜在研磨时，如图17 所示在磨皿93同样会有不规则磨耗的状况(对照的虚线部分是正常状态下研磨表面94的曲率)，具有相同的问题。为防止镜片的曲面曲率失真的问题，通常在磨皿83、93有不正常且快速的磨损时，会对研磨表面84、94进行修整或汰换新品，造成研磨镜片良率降低。

因此，如何解决上述已知镜片研磨装置研磨柱面镜的问题，即为本实用新型的重点所在。

技术实现要素：

本实用新型的目的是提供一种球心运动柱面镜研磨机，通过摆动机构的转轴摆动，因而带动摆臂摆动，让摆臂一端所设的顶针的底端，是沿着和磨皿的研磨表面相同的曲率往复位移，而让顶针以底端抵于磨皿或治具其中一者为摆动者时的中间位置，让顶针施力的方向均指向磨皿的研磨表面的曲率中心，让治具所设的胚体的面和磨皿的研磨表面在研磨时的贴紧力量能够平均，以避免所研磨的曲面因受力不均而有曲率改变的问题。

为实现上述目的，本实用新型采取以下技术方案：

一种球心运动柱面镜研磨机，所研磨的柱面镜有一具曲率的曲面，该曲面沿所在的柱面镜的柱状延伸方向定义为一第一方向，另该曲面在其曲率的弧长方向定义为一第二方向，所述球心运动柱面镜研磨机包括：

一推移机构，在一基座上设有一可沿该第一方向直线移动的滑台，且在该滑台上设有一供研磨成镜片前的胚体定位的治具和一可对该胚体研磨的磨皿，该磨皿有一和该曲面的曲率相同的研磨表面，该治具和该磨皿的其中一者为随该滑台直线移动的移动者，且另一者为摆动者，且该磨皿的研磨表面可和该治具所设胚体的面贴紧，所述摆动者并可相对所述移动者沿该第二方向位移；

一摆动机构，在一角度调整座体上设有一转轴，该转轴一端接近该推移机构且枢设一摆臂，一致动器的两端分别枢设在该转轴和该摆臂，该摆臂在远离其与该转轴枢设的一端设一立着的顶针，该顶针以其底端抵于所述摆动者的中间位置，且所述摆动者受该致动器对该摆臂施力而压向所述移动者，该角度调整座体可相对该摆臂调整该转轴的倾角，令该顶针的底端随该摆臂摆动时的轨迹符合该曲面的曲率。

其中，所述转轴在远离其枢设所述摆臂的一端具有一摇臂，该摇臂具有一沿其长度方向而设的长条沟；所述角度调整座体设一马达，该马达具一输出轴平行所述转轴，所述输出轴设一摆动块，该摆动块在异于该输出轴轴心的位置有一拨杆，该摇臂沿该转轴的径向伸往该输出轴，且所述长条沟被所述拨杆穿过，该马达驱动该输出轴转动时，该拨杆随该摆动块转动而绕圈，而在该长条沟中拨动该摇臂以一夹角摆动，且该转轴被该摇臂带动而在一角度范围内摆动。

其中，所述致动器为气压缸。

其中，所述摆动者为所述磨皿，而所述移动者为所述治具，该磨皿的研磨表面为凹面且具有所述曲率，而该治具所设的胚体的面则以对应的曲率被研磨呈凸面，以形成具有所述曲面的凸柱面镜。

其中，所述摆动者为所述磨皿，而所述移动者为所述治具，该磨皿的研磨表面为凸面且具有所述曲率，而该治具所设的胚体的面则以对应的曲率被研磨呈凹面，以形成具有所述曲面的凹柱面镜。

其中，所述摆动者为所述治具，而所述移动者为所述磨皿，该磨皿的研磨表面为凸面且具有所述曲率，而该治具所设的胚体的面则以对应的曲率被研磨呈凹面，以形成具有所述曲面的凹柱面镜。

其中，所述摆动者为所述治具，而所述移动者为所述磨皿，该磨皿的研磨表面为凹面且具有所述曲率，而该治具所设的胚体的面则以对应的曲率被研磨呈凸面，以形成具有所述曲面的凸柱面镜。

本实用新型的有益效果是：本实用新型的优点在于，上述不论是凸柱面镜或凹柱面镜的镜片的曲面研磨，皆可通过摆动机构将角度调整座体调整为倾斜，让转轴在有摇臂的一端在仰起或下摆至适当角度，而让转轴摆动时，摆臂所设的顶针的底端在随摆臂摆动时的轨迹符合所欲研磨的曲面的曲率，藉此让顶针施力的方向均指向前述磨皿的研磨表面的曲率中心，让前述治具所设的胚体的面和磨皿的研磨表面在研磨时，不论摆动者被推往曲率中心的两侧，或是从两侧开始往曲率中心回拉的过程，贴紧力量均和摆动者位在移动者的中间位置相同，而让贴紧力量能够平均，以避免所研磨的曲面因受力不均而有曲率改变的问题，藉此达到确保所研磨的曲面的曲率为正确的功效。

本实用新型的上述及其他目的与优点，不难从下述所选用实施例的详细说明与附图中，获得深入了解。

附图说明

图1为本实用新型的第一实施例的研磨装置的平面构造示意图。

图2为本实用新型的第一实施例的磨皿被顶针抵于治具上的平面构造示意图。

图3为本实用新型的各实施例在马达驱动转轴摆动的相关构件的配置示意图。

图4为图3的转轴被驱动而摆动的动作示意图。

图5为本实用新型的第一实施例的磨皿以研磨表面对治具上的胚体研磨的动作示意图。

图6为本实用新型的第一、二实施例所研磨而成的镜片。

图7为本实用新型的第二实施例的研磨装置的平面构造示意图。

图8为本实用新型的第二实施例的磨皿以研磨表面让治具上的胚体研磨的动作示意图。

图9为本实用新型的第三实施例的磨皿以研磨表面对治具上的胚体研磨的动作示意图。

图10为本实用新型的第三、四实施例所研磨而成的镜片的立体外观图。

图11为本实用新型的第四实施例的磨皿以研磨表面让治具上的胚体研磨的动作示意图。

图12为现有研磨装置的平面构造示意图。

图13为图12的研磨装置的磨皿以研磨表面对治具上的胚体研磨的动作示意图。

图14为图13的磨皿因施力不均而曲率改变的平面图。

图15为现有另一研磨装置的平面构造示意图。

图16为图15的研磨装置的磨皿以研磨表面对治具上的胚体研磨的动作示意图。

图17为图16的磨皿因施力不均而曲率改变的平面图。

具体实施方式

请参阅图1至图11，图中所示者为本实用新型所选用的实施例结构，此仅供说明之用，在专利申请上并不受此种结构的限制。

本实用新型提供一种球心运动柱面镜研磨机，如图1所示，所述球心运动柱面镜研磨机，包括一推移机构1和一摆动机构2。所研磨的柱面镜，皆有一具曲率的曲面，该曲面沿所在的柱面镜的柱状延伸方向定义为一第一方向，另该曲面在其曲率的弧长方向定义为一第二方向。在第一实施例中，先以凸柱面镜的研磨为例，如图6所示，其镜片3有一具曲率的曲面31(凸起)，曲面31沿所在的柱面镜的柱状延伸方向定义为前述第一方向，另曲面31在其曲率的弧长方向定义为前述第二方向。

如图1至图2所示，推移机构1为一基座11上设有一滑台12，此滑台12可沿该第一方向直线移动，且在滑台12上设有一治具13和一磨皿14，治具13供研磨成镜片3前的胚体3A定位，而利用磨皿14对胚体3A研磨，磨皿14有一和曲面31的曲率相同的研磨表面141。治具13和磨皿14，在所设的滑台12上的一者为随滑台12直线移动的移动者，且另一者为摆动者，且磨皿14的研磨表面141可和治具13所设的胚体3A的面31A贴紧，前述摆动者并可相对前述移动者沿该第二方向位移。

在本实施例中，以磨皿14在上而治具13在下，以磨皿14为前述摆动，而治具13为前述移动，磨皿14可在治具13上沿该第二方向位移。在本实施例中，磨皿14的研磨表面141为凹面且具有曲面31的曲率，而治具13所设的胚体3A的面31A则以对应研磨表面141的相同曲率而被研磨呈凸面，以形成具有曲面31的镜片3。

如图1所示，摆动机构2为一角度调整座体21上设有一转轴22，转轴22一端接近推移机构1且枢设一摆臂23，一致动器24的两端分别枢设在转轴22和摆臂23，摆臂23在远离其与转轴22枢设的一端在本实施例在推移机构1上方设一立着的顶针25，顶针25以其底端抵于前述移动者的中间位置，且前述摆动者受致动器24对摆臂23施力而压向前述移动，角度调整座体21可相对摆臂23调整转轴22的倾角，令顶针25的底端251随摆臂23摆动时的轨迹符合曲面3的曲率。在本实施例中，顶针25以其底端251抵于磨皿14的中间位置，且磨皿14受致动器24对摆臂23施力而压向治具13。在本实施例中，致动器24为气压缸。

如图1及图3所示，在本实施例中，转轴22在远离其枢设摆臂23的一端具有一摇臂26，摇臂26具有一沿其长度方向而设的长条沟261。角度调整座体21设一马达27，马达27具一输出轴271平行转轴22，输出轴271设一摆动块28，摆动块28在异于输出轴271轴心的位置有一拨杆29。摇臂26沿转轴22的径向伸往输出轴27，且长条沟261被拨杆29穿过，马达27驱动输出轴271转动时，如图4所示，拨杆29随摆动块28转动而绕圈，而在长条沟261中拨动摇臂26以一夹角θ摆动，且转轴22被摇臂26带动而在一角度范围内摆动。

在镜片3研磨前，先调整角度调整座体21如图1所示的倾斜位置，让转轴22在有摇臂26的一端仰起至适当角度，而让转轴22摆动时，摆臂23所设的顶针25的底端251在随摆臂23摆动时的轨迹符合曲面31的曲率，此时即可将顶针25的底端251抵于磨皿14的中间位置，在启动马达后，通过输出轴271转动，而使位在摆动块28的拨杆29拨动摇臂26，令摇臂26驱使转轴22在该角度范围内摆动，此时摆臂23因枢设在转轴22的一端，且和转轴22具有前述的倾角，故当转轴22开始摆动时，摆臂23自然会以枢设的转轴22的轴线X为摆动中心，依着所设的倾角而往复地摆动，所设顶针25的底端251如前所述以符合曲面31的曲率的轨迹随摆臂23摆动，即可如图5所示，经由摆臂23所设的顶针25以底端251带动磨皿14以研磨表面141对治具13所设的胚体3A的面31A研磨出曲面31，藉此将胚体3A研磨成凸柱面镜的镜片3(如图6所示)。

如图7至图8所示，为第二实施例，是另一种凸柱面镜的镜片3的研磨型态，和第一实施例的主要不同在于，摆动者改为治具13A，而移动者改为磨皿14A，磨皿14A的研磨表面141A为凸面且具有和曲面31相同的曲率，而治具13A所设的胚体3A的面31A，则以对应研磨表面141A的曲率被研磨呈凹面。本实施例在镜片3研磨前，先调整角度调整座体21如图7所示的倾斜位置，让转轴22在有摇臂26的一端下摆至适当角度，而让转轴22摆动时，摆臂23随转轴22的摆动(同样是以轴线X为摆动中心)而在所设的倾角往复地摆动，即可如图8所示，摆臂23所设的顶针25的底端251在随摆臂23摆动时的轨迹符合曲面31的曲率，并通过前述摆动机构2如前所述的马达27驱动的方式，可由摆臂23所设的顶针25以底端251带动治具13所设的胚体3A的面31A 让磨皿14A的研磨表面141A研磨出曲面31，同样可将胚体3A研磨成凸柱面镜的镜片3(同如图6所示)。

本实用新型的球心运动柱面镜研磨机，除可研磨前述凸柱面镜之外，也可研磨不同型态的柱面镜，例如凹柱面镜，如图10所示，其镜片4有一具曲率的曲面41(凹入)，曲面41沿所在的柱面镜的柱状延伸方向定义为前述的第一方向，另曲面41在其曲率的弧长方向定义为前述的第二方向。

如图9所示，为第三实施例，以磨皿14B为前述的摆动者，而以治具13B为前述的移动者，由于曲面41为凹，故磨皿14B的研磨表面141B为凸面且具有曲面41的曲率，而治具13B所设的胚体4A的面41A则以对应研磨表面141B的曲率被研磨呈凹面。在镜片4研磨前，将角度调整座体21调整如第二实施例时的倾斜位置(如图7所示)，让转轴22在有摇臂26的一端同样下摆至适当角度，而让转轴22摆动时，摆臂23随转轴22的摆动而在所设的倾角往复地摆动，摆臂23所设的顶针25的底端251在随摆臂23摆动时的轨迹符合曲面41的曲率，再通过前述摆动机构2如前所述的马达27驱动的方式，可由摆臂23所设的顶针25以底端251带动磨皿14B以研磨表面141B对治具13B所设的胚体4A的面41A研磨出曲面41，藉此将胚体4A研磨成凹柱面镜的镜片4(如图10所示)。

如图11所示，为另一种凹柱面镜的镜片4的研磨型态，主要的不同在于，摆动者改为治具13C，而移动者改为磨皿14C，磨皿14C的研磨表面141C为凸面且具有和曲面41相同的曲率，而治具13C所设的胚体4A的面41A，则以对应研磨表面141C的曲率被研磨呈凹面。在镜片4研磨前，将角度调整座体21调整如第一实施例时的倾斜位置，让转轴22在有摇臂26的一端同样仰起至适当角度，而让转轴22摆动时，摆臂23随转轴22的摆动而在所设的倾角往复地摆动，摆臂23所设的顶针25的底端251在随摆臂23摆动时的轨迹符合曲面41的曲率，可通过前述摆动机构2如前所述的马达27驱动的方式，可由摆臂23所设的顶针25以底端251带动治具13C所设的胚体4A的面41A让磨皿14C的研磨表面141C研磨出曲面41，同样可将胚体4A研磨成凸柱面镜的镜片4(同如图10所示)。

由上述的说明不难发现本实用新型的优点在于，前述不论是凸柱面镜或凹柱面镜的镜片的曲面研磨，皆可通过摆动机构2将角度调整座体21调整为倾斜，让转轴22在有摇臂26的一端在仰起或下摆至适当角度，而让转轴22摆动时，摆臂23所设的顶针25的底端251在随摆臂23摆动时的轨迹符合所欲研磨的曲面的曲率，藉此让顶针25施力的方向均指向前述磨皿的研磨表面的曲率中心，让前述治具所设的胚体的面和磨皿的研磨表面在研磨时，不论摆动者被推往曲率中心的两侧，或是从两侧开始往曲率中心回拉的过程，贴紧力量均和摆动者位在移动者的中间位置相同，而让贴紧力量能够平均，以避免所研磨的曲面因受力不均而有曲率改变的问题，藉此达到确保所研磨的曲面的曲率为正确的功效。

以上所述实施例的揭示是用以说明本实用新型，并非用以限制本实用新型，故举凡数值的变更或等效元件的置换仍应隶属本实用新型的范畴。

由以上详细说明，可使熟知本项技艺者明了本实用新型的确可达成前述目的，实已符合专利法的规定，爰提出专利申请。