[发明专利]抛光轮

说明书

本申请是2005年12月21日提交的申请号为200580044089.0，发明名称为“抛光轮”的发明申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及一种抛光轮，其用来抛光一种物体，更特别的是一种光学物体例如光学镜片。本发明还涉及一种制造抛光轮的方法、一种抛光物体的方法和用于抛光物体的计算机程序产品。

根据本发明的物体可以由比如玻璃、塑料或金属这样的材料通过比如模塑成型而制成。本发明的物体包括用于或者聚光或者发散光的任何光学物体。所述的光学物体可以是诸如望远镜、显微镜或照相机之类的光学系统的部件。

背景技术

光学镜片被用于眼科设备中，例如眼镜和隐形眼镜，以及用于诸如照相机、望远镜、显微镜和测距仪之类的精密仪器中。这些镜片典型的制造方法是，在透明材料如无机玻璃或塑料的第一侧面上给予一特定的曲率，而在该材料的相反侧面上给予不同的曲率。由于在镜片的第二侧面上产生的曲率不同于在镜片的第一侧面上的曲率，光线就可以被集中到一想要的点上。

镜片的生产过程通常首先始于将玻璃或塑料半成品进行研磨或机加工来获得大致近似的曲率或者想要的曲率。研磨加工在镜片表面产生的表面粗糙度将导致不合意的散射光传送到镜片或从镜片中传出。为了减小表面粗糙度，将镜片抛光以获得比较光滑的表面。另外，抛光处理能够为镜片表面提供更加精确的曲率，以使离开镜片的光线被更加精确地聚焦。

用于眼镜的半成品典型的是通过将诸如二乙二醇双(碳酸烯丙酯)(CR-39)或者聚碳酸酯的热固聚合物进行喷射模塑或浇铸而制得的。这些半成品的典型尺寸为直径在70到80mm之间和厚度在8到20mm之间，该半成品也可以包含一与镜片的期望倍率接近的基础曲率。一旦具有基础曲率的半成品形成了，那它的背面就可以被研磨来制造具有期望倍率的镜片(例如来匹配验光报告单的倍率)。

大部分自动研磨机具有一切割刀具，在镜片沿着该刀具的两轴旋转和运动时刀具是保持固定不动的。如果镜片除了简单的球形和/或圆柱形切削以外还需要曲率，那么可将镜片在倾斜地产生一偏移光心时进行研磨(也就是感应(induced)棱镜)。在镜片被研磨后，再经过磨砂然后抛光处理。抛光机典型的是使用磨盘，该磨盘是被粘附到具有与镜片的曲率相匹配但反向的滑轮上的抛光垫。磨盘和镜片在一起摩擦来除去研磨加工所留下的表面粗糙度，以及对镜片的曲率进行任何最后的修正。该抛光方法的不利之处是针对每一镜片的验光报告单都需要一单独的磨盘。因此，典型的镜片加工设备具有上百或上千的不同磨盘用来生产眼镜，以满足大范围的验光报告单需求。

近来发展起来的更先进的抛光机是使用带有工具主轴的旋转头，其中在该工具主轴上安装有诸如抛光轮一类的成形工具。就镜片而言，旋转的抛光轮沿着具有左右定向的第一水平轴线(X轴)和具有前后定向的第二水平轴线(Y轴)运动。此外，其上装有抛光轮的主轴沿着一Z轴垂直运动。该主轴也在一C轴周围沿圆形方向运动。这些先进的抛光机典型地利用位置反馈系统来控制抛光轮的运动。

抛光轮具有一精细研磨表面，当该研磨表面接触到并越过镜片表面运动时，能减少镜片表面的粗糙度，该抛光轮的表面典型的是弯曲的，目的是为了符合镜片表面的曲线轮廓。因此，典型的抛光轮是圆柱形的或球形的形状。

通常，这些抛光轮具有一根轴和相应的轴孔，用来容纳可旋转的电动驱动的主轴。当抛光轮或镜片围绕一轴旋转时，该抛光轮的接触表面是与该轴对称的，其目的是，在抛光轮和镜片之间能有连续的接触。

常规的抛光轮典型的是具有一氨基甲酸乙酯(urethane)外壳，该外壳从平板中切得并被粘结到环绕一球形铝轮毂的球形天然橡胶基底上。该平板是以这样的方式被切削的，以使其可以被折叠起来与基底的球形形状相一致。然而，该折叠技术总会导致在折叠的连接处形成在该外壳中的不连续表面和间隙(gap)，这些间隙是造成抛光工具寿命受限的部分因素，因为在抛光过程中它们可能会抓牢镜片的边缘并开始从橡胶基底中撕裂开。时间一长，外部的外壳也会在间隙的交叉点处开始破裂开来。

一旦被磨损以后，现有技术中已知的氨基甲酸乙酯外壳也很难替换。从橡胶基底中移去被磨损的氨基甲酸乙酯外壳并用一个新的来替换需要使用有毒的化学物质。已知的轮子的橡胶基底也有将其从它们各自的铝轮毂中脱离的倾向。另外，常常很难生产出并维持与铝轮毂同心的橡胶基底和外部氨基甲酸乙酯壳。具有基底、外壳或两者的与铝轮毂不同心的抛光轮在抛光过程中会将低频波传到镜片的表面上，这就依次降低了抛光加工的精度。

发明内容