抛光眼镜片的方法和设备的制作方法

专利名称：抛光眼镜片的方法和设备的制作方法
技术领域：
本发明的领域本发明涉及眼镜片的抛光，较具体地涉及用于利用一个含有可动态成形的抛光膜的抛光工具抛光眼镜片的方法和设备。
本发明的背景光学行业中对用于抛光眼镜片的设备的一个基本要求是能够在不改变镜片表面曲率的情况下改善镜片的表面光洁度。理想地，镜片的抛光操作被限定在完全保持规定的曲率的同时除去镜片上的小划痕和加工痕迹。应该看到，抛光工具头的抛光膜上的任何未受控的压力点或者在抛光膜任何位置的抛光液耗尽都会使抛光操作或多或少地磨去镜片局部的材料，从而改变了规定的曲率和造成光学缺陷。
以往已开发了许多种类型的抛光设备，它们在不同程度上取得了成功。可以认为这些设备被粗分为两类。第一类利用带有弹性或柔性抛光膜的抛光头，当抛光膜在与镜片表面接触时将发生变形以适配其曲率。这一类设备的例子在下述美国专利中有所说明。
美国专利No.3,589,071，1971.6.29授予赫胥洪(Hans S.Hirschorn)；美国专利No.5,205,083，1993.4.27授予帕梯奔(Dennis R.Pettibone)；美国专利No.5,662,518，1997.9.2授予詹姆斯(Michael D.James)等人。
现有技术的第二类镜片抛光设备利用多个柱塞来在抛光膜面上施加压力梯度。虽然这些设备是针对大型望远镜的反射镜的抛光来设计的，但这类设备在这里也是有意义的。这些设备的例子在下述美国专利中有说明美国专利No.4,606,151，1986.8.19授予赫那希(ErichHeynacher)；美国专利No.4,802,309，1989.2.7授予赫那希；美国专利No.4,850,152，1989.7.25授予赫那希等人。
这后面三个例子描述了带有多个用来在抛光膜不同区域施加不同压力的作动器的抛光设备。不同的压力根据镜片表面不同位置处需去除的材料量多少来调节，以使得能更快地实现抛光操作。这些设备具有不可否认的优点，相信它们是光学表面抛光技术中的重大进步。
不过，这些设备并没有考虑下述事实镜片的抛光操作常常伴随着镜片表面某些区域处的抛光液积聚或耗尽，这将会造成这些区域中的过度或欠缺抛光。虽然这一事实是造成眼镜片光学缺陷的一个十分普遍的根源，但在已知的以往技术设备中没有一个已经解决了控制抛光膜与镜片表面之间的抛光液运动的问题。
本发明概述然而在本发明中却提供了一种抛光眼镜片的新方法。还提供了一种抛光工具头，它能同时适配于镜片的形状和运动工具头抛光膜与被抛光眼镜片之间的抛光液。
粗略地说，根据本发明的一个特征提供了一种抛光眼镜片表面的改进方法，该方法所使用的设备含有一个抛光工具头，一个复盖在该工具头的抛光部分上的柔性膜，以及用来把抛光液泵运到抛光工具头上的泵和喷嘴装置。该新方法包括通常的步骤，即给抛光工具头施加往复运动，并在把抛光液泵运到抛光工具头和镜片上的同时，使镜片表面与抛光工具头的抛光部分相接触。该方法的改进点包括一个额外的步骤，即使抛光膜周期性地起伏运动以在该膜中加上一个波动，使得抛光液能在膜与镜片表面之间流动。
该新方法的一个主要优点是，抛光液将在镜片的整个表面上有效地运动，从而改善镜片的抛光质量。
本发明的另一个特征是，该新方法还包括这样一个步骤，即使抛光膜沿着一对正交的轴成形，并使抛光膜沿这两个轴的轮廓形状分别相似于和对齐于被抛光镜片的基本曲率和横向曲率。抛光膜的这一成形保证了能均匀地实现抛光操作，而不会在抛光膜的抛光部分上出现任何压力点或松弛区。
根据本发明的又一个特征，提供了一种用于抛光眼镜片的抛光工具头。该抛头工具头包括一个基板和多个安装在基板上的气动配件，该基板带有安装装置，使它可以固定在一个镜片抛光设备上。基板上还固定有一个复合板，其中有一些气动回路，每个回路与一个气动配件连通。复合板上固定有多个气动缸，这些气动缸取向互相平行，构成一个圆形阵列，每个气动缸以密闭形式与一个相应的气动回路相连。在复合板对侧有一个刚性罩包围了全部气缸并分别包住各气动缸的领端。
在圆形阵列的中央区有一个与气动缸取向相同的长套筒固定在刚性罩上，还有一个柔性膜复盖了这些气动缸和刚性罩。该柔性膜上伸出一个基柱，它伸入套筒并固定在套筒内。每个气动缸都有一个可伸缩的端杆，以可移动方式压在柔性膜上，使后者成形。
当各个气动配件能分别连接到相应的空气压力源上时，就可使各个气动缸分别受到控制，以根据眼镜片的曲率使柔性膜成形。当让柔性膜与眼镜片接触时，膜的中央部分将被用作一个参考接触点，以所选择的膜与镜面表面之间的压力使膜与眼镜片接触。
根据本发明的另一个特征，抛光工具头中的气动缸阵列包括环绕着套筒的两个同心圆，一个内部圆和一个外部圆。这样，当位在两个圆上的气动缸分别被周期性致动时，柔性膜将以圆形波动方式起伏，有利地使抛光液在镜片表面上运动。
根据本发明的再一个特征，气动缸阵列可以分成4个子阵列，分别位在工具头的径向相对的位置上，并且每一对位在径向相对位置上的子阵列中的气动缸可以成组地工作，以在柔性膜中产生径向波动，使抛光液在镜片表面上运动。
根据本发明的又一个特征，气动缸阵列包括两个同心圆。每个气动缸都有一个可伸缩的端杆，并且外部圆中气动缸的可伸缩端杆上都安装了一个D形垫，D形垫的短直线沿圆形阵列的圆周边取向延伸，而且每个D形垫都可绕着一个其取向也与该圆形阵列的圆周边方向对准的轴分别在各自的可伸缩端杆上转动。
内部圆中各气动缸的可伸缩端杆上安装有吸杯形的顶帽。吸杯可以任选地像内部圆气动缸一样连接在一个真空源上。因此，当外部圆中的气动缸连接在一个压力源，而内部圆中的气动缸和吸杆连接在一个真空源上时，这个气动缸阵列就可以用来根据极端的镜片曲率成形该柔性膜。
本发明的还有一个特征是，气动缸阵列是一个紧凑的布局，其面积基本上类似于普通眼镜片毛坯的面积。用于改装一个已有的镜片抛光设备时，气动缸阵列可以安装在一个具有普通尺寸和适用于普通镜片研磨和抛光设备的工具头上，从而使得这种抛光工具头对于光学行业可以廉价地获得。
附图的简单说明


了本发明的一个实施例。在各个附图中类似的代号代表类似的元件。在附图中图1是根据本发明一个优选实施例的镜片抛光设备的简化图示。为了表达比较清楚，图中没有画出该设备通常的驱动电机、控制装置、壳体、和这类设备所共有的其他装置；图2是安装在一个支持块上的眼镜片的侧视图3是含在镜片抛光设备中的抛光工具头的近景图；图4是镜片抛光设备内部抛光站的部分透视图；图5是镜片抛光站的部分侧视立面图；图6是镜片抛光站的抛光工具头的放大透视图，其中的复盖膜已被部分切除；图7示出不带复盖膜的抛光工具头；图8示出不带复盖膜的抛光工具头的平面图；图9是沿图8的9-9线的抛光工具头截面图；图10是设置在抛光工具头基板中的复合板的平面图；图11是与抛光工具头结合使用的气动回路图；图12是代表抛光工具头在眼镜片上的理想运动路径的示意图；图13是抛光工具头的示意性平面图，它说明当其中的各种压力区带可按径向相对的扇区操作时的各个不同的压力区带；图14是抛光工具头的示意性平面图，它说明当其中的各种压力区带可按各同心圆操作时的各个不同的压力区带。
优选实施例的详细说明虽然本发明可以有许多不同形式的实施例，不过这里附图所示的和将要详细说明的只是根据本发明的设备的一个特定的实施例和使用该设备的一种方法，同时应该理解，本公开仅是本发明原理的一个例子，而不希望把本发明局限在所示出和说明的实施例上。
首先参见图1、2、3，它们分别示出根据本发明一个优选实施例的用来实现抛光眼镜片的一种新方法的设备的简化透视图；一个典型的安装在一个支持块上的眼镜片；和设置在该设备中的一个抛光工具头。不过为了对图1有较清楚的理解，在详细说明该设备之前需要提示一些一般的信息。这里所说的眼镜片抛光是在超精细镜片生产设备上制造眼镜片过程中的一个任选步骤，其中镜片表面的最终曲率应由加工过程确定，而不应在抛光操作期间发生改变。眼镜片的抛光是一种轻度的研磨操作，为了生产出具有最精细质量的镜片，可以任选地执行这一操作来去除镜片表面上看不见的或难以看见的加工缺陷。镜片的抛光操作在任选地最后向镜片施加透明树脂质镀层之前进行。
根据以上所述可以看出，为了能得到预期的效果，在这种抛光操作过程中重要的是应该以精密和可控的方式来从镜片表面除去一些物质。这基本上是根据本优选实施例的设备和方法的主要目的。
根据本优选实施例的设备包括以下各元部件的结合一个清洗站20；一个抛光站22；以及一个机器手24，后者用来把一个其上安装有一个镜片支持块28的眼镜片26从一个放置站(未示出)传送到清洗站20，从清洗站20传送到抛光站22，再从抛光站22传回到清洗站，然后再回到放置站(未示出)，在放置站处操作员可以从设备上取下镜片26。应该看到，放置站(未示出)可以设置在清洁站内，并且开始时可以由设备操作员把镜片26和镜片支持块28放置在清洗站20中。
机器手24包括一个抓捏组件40和一对第一和第二线性作动器及滑移组件42，44；前者用来夹持镜片支持块28，后者分别用来沿箭头42’和44’所示的横向和纵向移动抓捏组件40。机器手24最好还能沿上下方向运动以抓起和放下镜片支持块28。最好通过由人工把一个参考槽50对准于清洗站或工件站(未示出)的夹盘中的相应凹槽(未示出)，来把镜片26导入清洗或放置站(未示出)。
回到图1，清洗站20包括一个第一真空夹盘60(与图3中的80类似)，用来保持住镜片支持块28。第一真空夹盘60安装在一个旋转作动器62的转轴上，使得在清洗工序中镜片26得以旋转。还设置了一个安装在一个第一结构件66上的清洗池64，它通过一个第三线性作动器及滑移组件68被驱动而相对于旋转作动器62作上下方向的运动。第一真空夹盘60有一个可卸装的防溅板70，而在清洗池64内则安装了一个喷嘴72。在清洗工序中，清洗池64向着防溅板70上升，最后完全包住了镜片26、镜片支持块28、和喷嘴72。然后在镜片26旋转几圈的过程中用水或者水和洗涤剂混合物对着镜片喷射。完成了清洗工序之后，镜片26被机器手24传送给抛光站22。
抛光站含有一个第二真空夹盘80，用来在抛光工序中保持住镜片26。第二真空夹盘80安装在抛光工具头82上方，使得被抛光镜片26的表面向下，面对着抛光工具头82的顶部。
第二真空夹盘80安装在一个第二结构件上，为了保持图面的简洁，图中只画出了其一部分。第二结构件包括第四、第五和第六线性作动器及滑移组件84、86和88。这三个线性作动器及滑移组件可使第二真空夹盘80沿着由箭头84’86’和88’所示的三个正交方向移动。第二真空夹盘80的这些运动将有利于在开始时把镜片的几何中心对准于抛光工具头82的垂直中性轴，或者有利于例如为了适配于镜片中的一个棱镜角而在开始时把镜片放置在距抛光工具头的中性轴有一个标准偏置距离的位置处。为了防止镜片局部的抛光过度或不足，还建议在抛光工序中让镜片26相对于抛光工具头的中性轴沿着箭头84，和86’所示的方向连续地作前后和左右的往复运动。
第二真空夹盘80和抛光工具头82最好安装在一个密封壳体100的内部。壳体100最好有一个玻璃窗口102，清洗池64最好由透明材料做成，使得这两个工序的操作都可被站在设备附近的操作员监视。
用图3中的一个或多个抛光液喷嘴104连续不断地把抛光液泵运到抛光工具头82和镜片26上。
利用例如于1993年1月5日授予波尔顿(John R.Bolton)的美国专利No.5,175,961中所描述的那种类型的机构使设备的抛光工具头82以圆周往复运动的方式工作。旋转的动力通过皮带轮106传送给该机构。
具体参见图3，其中以放大的尺度示出了真空夹盘80和抛光工具头82。图中只部分地示出了第二真空夹盘80。只画出一部分的原因也是为了保持图形的简洁。但是应该理解到这个夹盘80和第一夹盘60一样，都是依靠真空工作的，它们都通过一个如代号110所示的导管连接在一个真空源和适当的控制阀门上。
在根据本优选实施例的设备中，如图4和5的优选安装方式所示，真空夹盘80安装在一个平衡环112上，而后者又安装在一个连接于第六线性作动器88的垂直框架114上。
平衡环112包括一个第一C形元件116，后者可绕其中心沿着一个通过垂直框架114中的一个第一轴承(未示出)的第一节轴118转动。一个第二C形元件120的两端沿着一个垂直于第一节轴118的第二节轴122分别与第一C形元件116的两端相连接。
如图5所示，第二C形元件120在其上端有一个平坦表面124。为了在把支持块28插入到夹盘80中时或把支持块28从夹盘80取下时能使平衡环112定向和稳定，可以有利地让该平坦表面有选择地与一个相面对的稳定元件126接触。在本优选设备中，稳定元件126是一个安装在一个线性作动器128的伸缩杆上的平端面圆形元件。
回到图3，抛光工具头82最好用一个织物帽130复盖，完全包住其中的有效部分。织物帽130用位在工具头上扩大部分下方的一条弹性带132固定在工具头周围。织物帽130的织物材料应选择得能对抛光液的吸收和保持有良好的耐受性和良好的特性。用于制作织物帽130的优选织物类型是DuPontTM(杜邦)公司以商品名WearforceTM“F”销售的织物。DuPontTM公司，即E.I.du Pont de Nemours andCompany，在世界各地都有办公处，其总部地址为1007 Market Street，Wilmington，DE，19898，U.S.A。
应该看到，在优选实施例设备的工作过程中，当镜片26被保持在与抛光工具头82相接触的位置上并且沿着镜片的周边泵运抛光液时，则例如与镜片26的周边区域相比，其中央区域的抛光液循环可能小足。
众所周知，抛光液含有液相部分(通常为水)和由微观研磨颗粒组成的固相部分，这些颗粒通常是氧化铝颗粒，其尺寸典型地不大于5微米。液相部分的作用是把研磨颗粒携带到整个被抛光面积上和清洗掉从镜片上研磨下来的塑料或玻璃颗粒。不过应该看到，当镜片完全与抛光工具头接触时抛光液将不能均匀地分布在镜片的整个表面上。这一不利点会造成复盖着抛光工具头82的织物帽130的不均匀磨损。抛光液在镜片整个表面上的不均匀分布还会造成镜片的不均匀抛光。
为了防止这些抛光缺陷，优选实施例中的抛光工具头82含有一个如图3和6所示的弯曲膜134和许多安装在弯曲膜下面的气动缸136，后者用来按照镜片26的曲率使膜成形以及在吸收织物帽130、膜134，和镜片26的整个表面之间保持均匀的压力分布，膜134最好用不渗水的柔性橡胶材料做成，以防止抛光液损坏与气动缸136相关的机构和装置。
根据本优选实施例的抛光工具头82的气动缸136还执行使膜134周期性地起伏运动的附加功能，使抛光液在膜与镜片26之间运动。
现在同时参见图6-11，其中较详细地说明了本优选实施例设备的抛光工具头82。抛光工具头82含有18个气动缸136，它们环绕着一个中央套筒138布置成一个圆形或六角形的阵列。圆形或六角形阵列的直径最好略小于标准镜片毛坯的直径。气动缸136的阵列由两个同心圆组成，外部圆上有12个外部柱塞140，内部圆上有6个内部柱塞142。
在一种形式的工具头82中，每个气动缸136都是单动作、弹簧返回和领部安装型的，其行程长度选择得使其能在抛光工具头的全部调节范围内工作在行程的中央区域。在此方面，本优选实施例设备的抛光工具头的膜134的曲率最好能从约为-6屈光度的轻微凹形调节到平面形再调节到约为16屈光度的凸形。
每个外部柱塞140的端部都有一个D形垫，D形垫的短直线段定义了圆形阵列周边上的一段圆弧。每个D形垫144都可以绕着一个穿过柱塞杆端部并沿上述短直线段取向的小轴146(见图9)相对于柱塞杆端部转动。垫144的这种结构有利于膜134在其整个工作区上的工作。特别是沿着工作区周边区域的工作。
内部柱塞142的杆端部最好带有真空吸杯型的端帽148。这些端帽148的形状有利于在这些柱塞的气动缸136被向外驱动时提供膜下面的均匀压力分布。这些吸杯型端帽148的形状也有利于可任选地向其施加真空，从而例如在需把膜成形为一个平面时可以对膜施加一个相应的拉力，或者如后面将说明的，可以使膜发生起伏运动以让其下面的抛光液运动。
对于上述的后一种情况，操作内部柱塞142的那些气动缸136最好具有一个与一个真空源接口相连接的空心杆，气动缸的类型是单动作弹簧拉伸型的。还应该看到，安装了吸杯形帽148的内部滑杆142也可以连接到一个真空源上，同时其相应的气动缸136则连接在一个空气压力源上。在这种布局下，每个气缸都有一个真空接口和一个压力接口。真空接口连接在空心柱塞上，压力接口连接在杆外面的活塞上。不过这种布局尚未被说明而为熟悉气动系统的人们所公知，但通过本说明书的说明该布局将对他们变得显然。
中央套筒138相对于内部和外部柱塞140、142是固定的。其纵轴平行地对准于各气动缸136的轴。套筒138定义了工具头82的一个中性轴。中央套筒138的内部尺寸适合于容纳和保持任一个从膜134内侧的中央区域伸出的基柱150。基柱150被牢固地保持在套筒138内，使得它能为按照被抛光表面使膜成形而提供一个参考点。基柱150最好用与制作膜134一样的弹性橡胶材料做成，并与膜134结合成或模制成一个整体。膜的靠近基柱150的部分被放置得紧靠着镜片，由此提供一个最好始终保持与镜片表面相接触的固定基点，从该基点出发膜134可被成形得匹配于被抛光镜片的曲率。当使用一个压力测量装置来控制第六线性作动器88的运动时，膜的靠近基柱150的部分还为抛光工具头82在被抛光镜片上的运动提供了一个参考点。在此方面，第六线性作动器88最好包括一个与一个可调节高精度压力调整器(未示出)相连接的气动线性作动器(未示出)。这一气动装置与基柱150的结合使得镜片抛光设备的操作员能在抛光工具头82与被抛光镜片表面之间精确地设定一个基本压力。
现在参见图7、9、10，每个气动缸136的接口端152都坐落在一个复合板154上，并且各自被密封在复合板上的一个相应腔中。复合板154和各个气动缸136被一个刚性罩155包围着。刚性罩也包住了每个气动缸的位在复合板154对侧的领端，以保持这些气缸136在空间上的分开和互相平行的取向。套筒138也固定在刚性罩155上并沿着平行于气缸136的方向取向。刚性罩155的外表面上有一个或几个槽口158，用来与位在膜134内侧的一个或几个相似筋肋(未示出)配合，以把膜134引导和固定在罩上。
复合板154中有6个回路槽156，它们把一人或几个气动缸136连接到6个孔158中的一个孔上，这个孔又与从工具头82的一个基板162伸出的6个气动配件160中的一个相连通。基板162可以用穿过如图所示的埋头孔的螺栓安装到往复摆动机构的轴上。6个回路槽156把2个或几个气动缸136连接起来，加上中央基杆150共形成抛光工具头82上的7个压力区带。各个压力区带分别用字母“A”到“G”标记，如图8、13、14所示。
每个气动配件160都与一个电磁操作的气动阀164相连，后者又连接在一个空气供压件166上。在空气供压件166的供压接口处设有一个精度比例压力调整器168。每个气动缸136的加压是通过同时操作一个电磁阀164来实现的，并且每次都要改变压力调整器168的压力设定。压力调整器168是属于计算机控制的快速响应型的，所有6条线路的关闭和加压都在非常短的时间内完成，实际上在几秒钟之内完成。在抛光工作头的整个工作时期内每个气动缸136中的压力最好要反复地调节。当在真空状态下使用内部柱塞142时，也要用一个类似的回路(未示出)来控制这些柱塞中的、柱塞的杯形帽148中的，或者142、148两者之中的真空度设定。
回到图10，其中示出在复合板154中还有一个第七回路槽170和一个第七孔172。这个回路槽也连接在气动配件160，空气供压件166和调整器168上。如图9所示，回路槽170通过工具头82的中央区域连接在一个导孔174上。膜134最好在例如图6和9所示的凹槽176处密封在刚性罩155周围。当允许空气压力通过导孔174时，该压力将传送到工具头内部和膜134的下面，使膜鼓胀。不时地使膜的内部有轻微的正压力将有利于减小每个柱塞140或142处的局部压力集中面积。类似地，可以看出，例如为了获得膜134的极端曲率，也可以给回路槽170施加真空。
现在参见图12，该图中的三个区带“A”代表在抛光镜片过程中工具头82的中央区域的径迹。虽然图中只画出了区带“A”，但此图希望能说明整个工具头82在镜片26的表面上的运动情况。往复运动的直径和速度最好都是可调节的。对于抛光一个直径约为75mm的镜片，本优选实施例设备的令人满意的直径设定约在10mm到20mm之间，优选的速度约在每分钟300转到600转之间。
为了更好地理解抛光工具头82的工作，现在请参见图13。该图示出的是抛光工具头82的平面图和由基柱150及滑杆140、142所定义的7个区域。这些区域的布局使得可把它们中的一个或几个区带结合成图中所示的4个扇区。扇区180和182相对并对称。扇区184和186也是相对和对称的，并与扇区180、182成直角关系。
扇区180和182例如沿着工具头上被抛光镜片的横向曲线的轴188设置，这里称这个轴为横向曲线轴。类似地，扇区184和186沿着基本曲线轴190设置。可以看到，位于横向曲线轴188一侧的所有区带都以对称的方式相对于轴另一侧的所有区带设置。类似地，位于基本曲线轴190一侧的区带都相对于另一侧的区带对称地设置。因此，抛光工具头上的每个区带相对于工具头的两个正交轴188和190都有相应的区带与之四路(four-way)对称。通过下面的说明将可更明显地看出，抛光工具头82上各个压力区带的这种布局的优点。
由扇区180和182定义的各压力区带的设定可以根据被抛光镜片规定的横向曲线形状调节。类似地，由扇区184和186定义的各区域中的压力设定可以根据镜片规定的基本曲线形状调节。已经证明，能够沿着两对相对扇区产生压力梯度对于根据镜片26的两个基本曲率来使工具头82的膜134在两个垂直方向上的轮廓成形是有益的，从而对于获得镜片表面的均匀抛光是有益的。
图14示出本优选实施例抛光工具头82的另一个重要特性，该特性也直接与工具头上各压力区带的对称布局有关。如上所述，工具头82的18个气动缸136被分成7个区带以形成4个对称的扇区180、182、184、186。这7个区带还形成了3个同心圆或3个同心六角形。不过为了文字说明的简洁，将按3个同心圆来说明。第一圆192包括具有固定基柱150的单个区带“A”。第二圆194包括两个区带“B”和“E”，它们分别含有4个和2个气动缸136。第三圆196包括4个区带“C”、“D”、“F”、“G”，它们分别含有2个、4个、4个、2个气动缸。区带“B”和“G”中的每个气动缸136都与同一区带中的另一个气动缸径向对称地相对布局。
圆194和196中所有气动缸的压力，或者圆194中柱塞142中设定的真空度，都可以被周期性地从各自的规定设定值减小或增大，使膜134在这些控制位置点上变形从而相对于镜片26的表面上下波动。圆阵列194和196可分开地相继工作，以向镜片26的中心泵入标称量的抛光液或把抛光液从镜片的中央区域推到周边区域。膜134的受控波动和由此产生的泵运动作对于在镜片整个表面上保持抛光液的恒定供应是有益的。
因为每个圆中的各个区带相对于抛光工具头的布局是径向对称的，又因为每个区带都可被驱动一个规定的时间，所以在膜发生波动的期间工具头的抛光作用以被控制得能保持整个镜片表面上的均匀抛光。
应该看到，当膜的曲率接近于极大值时，某些用户可能会优选采用让膜以脉动圆形波的形式波动来进行泵运。然而，当镜片曲率接近平坦时，两对扇区180、182和184、186中的压力梯度可以交替地改变，以在膜134中产生脉动径向波，使膜134以推扫的形式波动，把抛光液扫入和散布到整个镜片表面上。
已经发现，不论膜以圆形波模式还是径向波模式周期性地波动，抛光效率都有明显的增大。应该看到，膜的脉动式波动最好是叠加在每个气缸的规定压力设定之上的。因此，膜134的规定曲率在每次波动形成之前和之后以及在每个波动的节点处都始终保持不变。
虽然人们都知道这里所描述的脉动作用可极大地改善镜片抛光操作，但熟悉镜片抛光处理的人们应会理解，这里所描述的脉动作用不一定能完全免除下述必要性即周期性地把镜片抬离抛光工具头以更新它们之间的抛光液层。
关于使用和操作根据本优选实施例设备的更精细的操作方式，根据上面的说明应该仍是十分明显的，因此我们认为关于使用和操作方式的进一步讨论是多余的，这里不再给出。
虽然上面已经在附图中示出并说明了本发明的一个实施例，但熟悉本技术领域的人们应可看到，在不偏离本发明的真正精神和范畴的情况下可以作出各种修改、结构改变、和采用等价的实施例。因此，上述说明和图例不应被理解为是对由所附权利要求书所定义的本发明范畴的限制。
权利要求
1.一种改进的抛光眼镜片表面的方法，该方法使用的设备含有一个抛光工具头、一个复盖在上述工具头的抛光部分上的柔性膜、以及用来把抛光液泵运到上述抛光头上的泵和喷嘴装置；上述方法包括以下通常步骤给上述抛光工具头施加往复运动，并且在把抛光液泵运到上述抛光工具头和上述镜片上的同时，使上述镜片表面与上述抛光工具头的上述抛光部分相接触；而其中的改进包括以下额外步骤使上述膜周期性地起伏运动以在该膜中加上一个波动，使得抛光液能在上述膜与上述镜片表面之间流动。
2.根据权利要求1的方法，其中上述工具头是圆形的，并且上述使上述膜周期性地起伏运动以在该膜中加上一个波动的步骤包括在上述膜中加上径向波动的步骤。
3.根据权利要求1的方法，其中上述工具头是圆形的，并且上述使上述膜周期性地起伏运动以在该膜中加上一个波动的步骤包括在上述膜中加上圆形波动的步骤。
4.根据权利要求1的方法，其中上述抛光工具头有一个中性轴，并且上述方法还包括使上述眼镜片表面相对于上述中性轴前后和左右运动的步骤。
5.根据权利要求1的方法，其中上述抛光工具头有一个中性轴，并且上述方法还包括以下步骤使上述膜沿着一对垂直于上述中性轴的正交轴成形；以及使上述膜沿着上述两正交轴的轮廓的曲率被形成得分别相似于上述镜片的基本曲率和横向曲率。
6.根据权利要求5的方法，其中上述的膜轮廓在每种上述波动形成之前和之后以及在每种上述波动的节点处都保持不变。
7.根据权利要求5的方法，其中上述使上述膜成形的步骤包括相对于上述抛光工具头同时推、拉上述膜的步骤。
8.根据权利要求5的方法，其中上述使上述膜成形的步骤包括使上述膜轻微鼓胀的步骤。
9.根据权利要求5的方法，其中上述周期性地使上述膜起伏运动以在上述膜中加上一个波动的步骤包括持续保持上述膜的一部分与上述眼镜片表面相接触的步骤。
10.一种用来抛光眼镜片的抛光工具头，它包括一个基板，它含有用来将其自身固定在一个镜片抛光设备上的安装装置和多个安装在其上的气动配件；一个固定在上述基板上的复合板，其中含有一些气动回路，每个上述气动回路与上述多个气动配件中的一个气动配件相连通；多个固定在上述复合板上的气动缸，它们定义了一个互相平行取向的气动缸圆形阵列，每个上述气动缸都以密闭形式与上述气动回路中的一个相应回路相连通；一个外罩，它包围了所有上述气动缸，并单个地包住每个上述气动缸的的背对着上述复合板的那个端部；一个位在上述圆形阵列中央区域的牢固固定在上述外罩上的长形套筒，后者的取向与上述各气动缸的取向平行；一个复盖着上述各气动缸和上述外罩的柔性膜，上述膜有一个自其上伸入到上述套筒内并固定在上述套筒内的基柱；以及上述每个气动缸各自都有一个可伸缩的端杆，以可运动的方式压在上述柔性膜上，使上述柔性膜成形；从而使得当上述气动配件能分别与各自的空气压力源相连接时，上述各气动缸将可分别受到控制以使上述膜能根据眼镜片的曲率成形，并且当让上述膜与眼镜片相接触时，上述膜的中央部分便可用作为一个参考接触点，使上述膜能以上述膜与上述眼镜片之间的选定压力压向上述眼镜片。
11.根据权利要求10的抛光工具头，其中上述气动缸阵列包括环绕着上述套筒的一个内部同心圆和一个外部同心圆。
12.根据权利要求10的抛光工具头，其中上述复合板中的上述各个气动回路包括一个连通到上述膜的内部的回路，用来使上述膜鼓胀。
13.根据权利要求10的抛光工具头，其中上述阵列可分成两对相对的子阵列，并且上述气动回路可共同连接到上述每对子阵列中的各个上述气动缸上。
14.根据权利要求13的抛光工具头，其中上述气动回路也可共同连接到上述每个圆中的各个上述气动缸上。
15.根据权利要求10的抛光工具头，其中在上述外部圆中的每个上述气动缸上的上述可伸缩端杆上都安装有一个D形垫，上述D形垫的短直线段沿着上述圆形阵列的圆周延伸，并且上述D形垫可以在上述可伸缩端杆上沿着一个从上述圆形阵列的上述圆周取向的轴转动。
16.根据权利要求15的抛光工具头，其中在上述内部圆中的上述气动缸中的上述可伸缩端杆上安装有吸杯形顶帽。
17.一种用于抛光眼镜片的设备，它包括一个镜片抛光站，它含有一个抛光工具头；用于向上述抛光头施加往复运动的装置；用于在上述往复运动时保持眼镜片与上述抛光工具相接触的装置；以及用于把抛光液泵到上述抛光工具头上的装置；上述抛光工具头有一个安装在其上的柔性膜和用于使上述膜周期性地起伏运动的安装在上述膜下方的装置；从而使得当上述抛光工具头能在眼镜片表面上往复运动时，当抛光液能被泵运到上述膜上时，以及当上述膜能周期性地起伏运动时，上述抛光液将能在上述膜与上述表面之间运动，以有效地抛光上述表面。
18.根据权利要求17的抛光设备，其中上述用于使上述膜起伏运动的装置包括用于在上述膜中形成径向波动的装置。
19.根据权利要求17的抛光设备，其中上述用于使上述膜起伏运动的装置包括用于在上述膜中形成圆形波动的装置。
20.根据权利要求17的抛光设备，其中上述用于使上述膜起伏运动的装置包括用于使上述膜沿着一对垂直的轴成形的装置。
全文摘要
本发明涉及用于抛光眼镜片(26)的一种改进的方法,一种抛光工具头(82),以及一种可实现该方法的镜片抛光设备。该设备含有:一个抛光工具头(82)、一个覆盖了工具头(82)的抛光部分的柔性膜(134)、以及用于把抛光液泵运到抛光工具头上的泵和喷嘴。新方法包括下述通常步骤:给抛光工具头(82)施加往复运动并在把抛光液泵运到抛光工具头(82)上的同时让镜片表面与抛光工具头的抛光部分相接触。改进之处包括下述额外步骤:使膜(134)周期性地起伏运动以在该膜中加上一个波动,从而使抛光液可以在膜与镜片表面之间流动。抛光液被有效地在整个镜片表面上运动以改善由本处理方法所抛光的镜片(26)的质量。
文档编号B24B37/00GK1262639SQ99800425
公开日2000年8月9日 申请日期1999年1月28日 优先权日1998年1月30日
发明者马克·Y·萨瓦 申请人:微光学设计公司