CN111872844A - 一种z轴结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种Z轴结构，涉及镜片研磨加工领域。该Z轴结构包括：第一基体(1)；安装在所述第一基体的、能够沿Z轴方向相对所述第一基体运动的第二基体(2)；安装在所述第二基体的、能够沿Z轴方向相对所述第二基体运动的直线运动机构(6)；安装在所述直线运动机构的前端的顶针(4)；悬设在所述顶针的前端的夹具(3)；设于所述直线运动机构的、用于当夹具被拉起时收纳定位所述夹具的定位件(5)；气路机构(7)；用于驱动所述直线运动机构的第一动力机构(8)；用于驱动所述第二基体运动的第二动力机构(9)。本Z轴结构集顶针、夹具、夹具定位件、气路机构和动力机构于一体，可提高镜片研磨加工效率和良品率。

Description

一种Z轴结构

技术领域

本发明涉及镜片研磨加工领域，具体是镜片研磨设备的Z轴结构。

背景技术

在现今人力成本快速增长，光学行业快速发展的情形下，镜头镜片精加工领域，加工良率和效率成为了有力的竞争指标。

目前凹面镜片研磨工艺采取人工取放料形式生产，先把物料放入夹具，夹具再与物料整体放到研磨工位，顶针抬起再下压顶到夹具，此动作需要人工双手同时操作且注意力高度集中，动作也非常繁琐。这些导致镜片研磨加工良品率和加工效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种Z轴结构，以解决相关技术存在的上述缺陷。

为达上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种Z轴结构，其包括：第一基体(1)；安装在所述第一基体(1)的、能够沿Z轴方向相对所述第一基体(1)运动的第二基体(2)；安装在所述第二基体(2)的、能够沿Z轴方向相对所述第二基体(2)运动的直线运动机构(6)；安装在所述直线运动机构(6)的前端的顶针(4)；悬设在所述顶针(4)的前端的夹具(3)；设于所述直线运动机构(6)的、用于当夹具(3)被拉起时收纳定位所述夹具(3)的定位件(5)；与所述夹具(3)的镜片容置腔(32)相连的气路机构(7)；用于驱动所述直线运动机构(6)的第一动力机构(8)；以及用于驱动所述第二基体(2)运动的第二动力机构(9)。

优选地，所述直线运动机构(6)的动力输入部和所述第一动力机构(8)的动力输出部通过浮动接头(81)相接。

优选地，所述气路机构(7)包括：设于所述夹具(3)内部的第一气道(71)；设于所述顶针(4)内部的第二气道(72)；设于所述直线运动机构(6)内部的第三气道(73)；以及设于所述直线运动机构(6)的气路接头(74)。

优选地，夹具(3)内部的所述第一气道(71)包括：设于镜片容置腔(32)的腔底中心的第一气孔(711)；设于针槽(33)的外周的若干第二气孔(713)；以及设于所述针槽(33)的底部的、用于连通所述第一气孔(711)和第二气孔(713)的若干第三气孔(712)。

优选地，所述夹具(3)包括：第一材料制成的、具有所述第一气道(71)的第一本体(35)；以及固装于所述第一本体(35)的背部的中心的、第二材料制成的具有针槽(33)的刚性件(36)。

优选地，所述顶针(4)包括：具有所述第二气道(72)的第二本体(42)；以及固装于所述第二本体(42)的前端的针尖(41)；顶针(4)内部的所述第二气道(72)具有若干出口，所述若干出口均匀分布在以所述顶针(4)的中心轴为圆心的圆周上。

优选地，所述夹具(3)的背部设有连接罩(31)，所述连接罩(31)的内部的末端具有内锥面(34)，所述顶针(4)对应所述内锥面(34)设有外锥面(43)，所述外锥面(43)和所述内锥面(34)配合，将所述夹具(3)悬设于所述顶针(4)的前端。

优选地，所述直线运动机构(6)包括：固定于所述第二基体(2)的套筒(61)；以及安装于所述套筒(61)内的、与所述套筒(61)滑配的内杆(62)；所述内杆(62)的内部设有第三气道(73)。

优选地，所述第二基体(2)和所述第一基体(1)为板体，二者相互平行；所述第二动力机构(9)安装于所述第一基体(1)的远离所述第二基体(2)的一侧，第二动力机构(9)的动力输出部通过一托板(91)与所述第二基体(2)相连；所述第一动力机构(8)位于所述第二基体(2)的远离所述第一基体(1)的一侧。

优选地，所述Z轴结构还包括：用于控制所述第二基板的抬起终点的第一限位感应器；以及用于控制所述第二基板的下降终点的第二限位感应器。

与现有技术相比，本发明至少具有以下有益效果：

本Z轴结构集顶针、夹具、夹具定位件、气路机构和动力机构于一体，能够驱动顶针和夹具在研磨状态和上下料状态之间切换，可以实现镜片的自动化上下料和研磨，可提高镜片研磨加工效率和良品率。

附图说明

图1为Z轴结构的立体图；

图2为其侧视图；

图3为直线运动机构、定位件、顶针及夹具的组合结构图；

图4为夹具与顶针的组合示意图；

图5为研磨状态下定位件、顶针及夹具的状态图；

图6为上下料状态下定位件、顶针及夹具的状态图；

图7为顶针的一实施例的结构示意图；

图8为顶针的另一实施例的结构示意图；

图9为夹具的一实施例的结构示意图；

图10为夹具中的气道的结构示意图；

附图标记：

1、第一基体；

2、第二基体；

3、夹具；

31、连接罩；32、镜片容置腔；33、针槽；34、内锥面；35、第一本体；36、刚性件；

4、顶针；41、针尖；42、第二本体；43、外锥面；

5、定位件；

6、直线运动机构；

61、套筒；62、内杆；

7、气路机构；

71、第一气道；72、第二气道；73、第三气道；74、气路接头；711、第一气孔；712、第三气孔；713、第二气孔；

8、第一动力机构；

81、浮动接头；

9、第二动力机构；

91、托板。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明做进一步说明。

请参照图1-10，本Z轴结构包括：第一基体1，第二基体2，直线运动机构6，顶针4，夹具3，定位件5，气路机构7，第一动力机构8和第二动力机构9。

第一基体1和第二基体2具体采用板体，二者相互平行配置，并通过由滑块和滑轨组成的直线导向机构组合在一起，使得第二基体2能够沿Z轴方向，即图2中的上下方向，相对所述第一基体1运动。

直线运动机构6安装在所述第二基体2，能够沿Z轴方向，即图2中的上下方向，相对所述第二基体2运动。结合图1、图3，直线运动机构6具体包括套筒61和内杆62，套筒61固装在第二基体2，内杆62与套筒61滑配，内杆62的内部还设有第三气道73。

参照图3，顶针4螺接在内杆62的前端，顶针4的内部还设有第二气道72。

参照图3、图4，夹具3悬设在所述顶针4的前端。本实施例中，夹具3是通过一连接罩31悬设在顶针4的前端。具体的，连接罩31的前端与夹具3的背部紧配，连接罩31的内部的末端具有内锥面34，所述顶针4对应所述内锥面34设有外锥面43，所述外锥面43和所述内锥面34配合，将所述夹具3悬设于所述顶针4的前端。在夹具3的内部还设有第一气道71。

结合图3、图4、图5、图6，定位件5固定安装在直线运动机构6的套筒61前端，当所述夹具3被顶针4拉起时，连接罩31进入定位件5中(见图6)，从而将夹具3保持在当前位置不动。而上述的连接罩31的内锥面34和顶针4上的外锥面43配合，还保证了该定位过程中，连接罩31能够顺利进入定位件5中，具有更好的可靠性。

结合图1、图3、图4，上述的第一气道71、第二气道72和第三气道73构成了所述气路机构7，用于夹具3拾取镜片(即上料)时向夹具3上的镜片容置腔32中通入负气压，夹具3释出镜片(即下料)时向夹具3上的镜片容置腔32中通入正气压，在直线运动机构6上还设有气路接头74，用于所述第一气道71连接外部气源。上述气路机构7中，通过顶针4的内置气道、夹具3的内置气道和直线运动机构6的内置气道，有效解决了给浮动(悬设在顶针4前端)的夹具3供气的难点。而上述的连接罩31的内锥面34和顶针4上的外锥面43配合，还起到了气道之间的密封作用。

参照图1、图2，第一动力机构8安装在第二基体2，其动力输出部与直线运动机构6的动力输入部相连，也即与直线运动机构6的内杆62的末端相连，本实施例中，第一动力机构8采用气缸。进一步直线运动机构6的动力输入部和所述第一动力机构8的动力输出部通过浮动接头81相接，可以减小因加工误差或装配误差引起的驱动阻力以及减小相关的机械磨损。

参照图1、图2，第二动力机构9安装在第一基体1，其动力输出部与第二基体2相连，以驱动第二基体2整体相对第一基体1运动。本实施例中，第二动力机构9采用气缸。

本Z轴结构的工作过程如下：

需要拾取镜片时，如图6所示，第一动力机构8驱动顶针4、进而拉动夹具3抬起，夹具3抬起后，夹具3背部的连接罩31嵌入定位件5中，被定位件5保持在当前位置不动，向气路机构7通入负气压，在夹具3上的镜片容置腔32形成吸力，将镜片吸入并保持在镜片容置腔32中。图6中的虚线表示气流路径。

拾取镜片后，第二动力机构9驱动第二基体2运动，带动夹具3、顶针4、镜片等一起，运动至研磨头上。然后，第一动力机构8驱动顶针4向下运动，顶针4顶在夹具3的背部的针槽33中，将夹具3压在研磨头上，此时，夹具3与定位件5分离，内锥面34和外锥面43之间有一定间隙，夹具3可在一定范围内摆动，如图5所示。

研磨完成后，气路机构7通入正气压，在夹具3上的镜片容置腔32形成吹力，将镜片吹出，实现下料。

可见，上述Z轴结构集顶针4、夹具3、夹具定位件5、气路机构7和动力机构于一体，能够驱动顶针4和夹具3在研磨状态和上下料状态之间切换，从而可以实现镜片的自动化上下料和研磨控制。相比现有的人工上下料，本Z轴结构可提高镜片研磨加工效率和良品率。

图10示出了一种优选的夹具3。该夹具3内部的第一气道71包括：设于镜片容置腔32的腔底中心的第一气孔711；设于针槽33的外周的若干第二气孔713；以及设于所述针槽33的底部的、用于连通所述第一气孔711和第二气孔713的若干第三气孔712。上述第一气道71的结构，在避开针槽33的同时，将气道出口保持在了镜片容置腔32的中心位置，使之既能适用于直径大于针槽33直径的镜片，也能适用于直径小于针槽33直径的镜片。更优选地，所有第三气孔712均匀分布在以针槽33为中心的圆周上。

参照图9，进一步夹具3由第一本体35和刚性件36组合而成，第一本体35采用普通钢材等较便宜的材料制成，刚性件36采用钨钢、陶瓷或其它的耐磨性好的材料制成，第一本体35上设置所述第一气道71，刚性件36上设置所述针槽33，刚性件36紧配安装在第一本体35背部中心处。该夹具3具有成本低，易于加工气道的特点。

图7示出了一种优选的顶针4。该顶针4包括：具有所述第二气道的第二本体42；以及固装于所述第二本体42的前端的针尖41。即，顶针4采用组合式结构，可以采用低成本材料制造针杆，而用高耐磨材料制造针尖41，可以降低成本，且易于气道加工，而且当针尖41磨损后可仅更换针尖41。此外，该顶针4内部的所述第二气道72具有若干出口，所述若干出口均匀分布在以所述顶针4的中心轴为圆心的圆周上。

图8示出了另一种顶针4。该顶针4由的针杆和针尖41由同一材料一体成型。顶针4内的气道的出口分布在针尖41的相对的两侧。

进一步参照图2，本实施例中，所述第二基体2和所述第一基体1为板体，二者相互平行；所述第二动力机构9安装于所述第一基体1的远离所述第二基体2的一侧，第二动力机构9的动力输出部通过一托板91与所述第二基体2相连；所述第一动力机构8位于所述第二基体2的远离所述第一基体1的一侧。该组合方式，使Z轴结构更紧凑，有利于小型化。

进一步在上述的Z轴结构还包括用于控制所述第二基体2的抬起终点的第一限位感应器；以及用于控制所述第二基体2的下降终点的第二限位感应器。

本Z轴结构可适用于各种镜片研磨设备，尤其适用上摆机。

上述通过具体实施例对本发明进行了详细的说明，这些详细的说明仅仅限于帮助本领域技术人员理解本发明的内容，并不能理解为对本发明保护范围的限制。本领域技术人员在本发明构思下对上述方案进行的各种润饰、等效变换等均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (10)

1.一种Z轴结构，其特征在于，包括：

第一基体(1)；

安装在所述第一基体(1)的、能够沿Z轴方向相对所述第一基体(1)运动的第二基体(2)；

安装在所述第二基体(2)的、能够沿Z轴方向相对所述第二基体(2)运动的直线运动机构(6)；

安装在所述直线运动机构(6)的前端的顶针(4)；

悬设在所述顶针(4)的前端的夹具(3)；

设于所述直线运动机构(6)的、用于当夹具(3)被拉起时收纳定位所述夹具(3)的定位件(5)；

与所述夹具(3)的镜片容置腔(32)相连的气路机构(7)；

用于驱动所述直线运动机构(6)的第一动力机构(8)；以及

用于驱动所述第二基体(2)运动的第二动力机构(9)。

2.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述直线运动机构(6)的动力输入部和所述第一动力机构(8)的动力输出部通过浮动接头(81)相接。

3.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述气路机构(7)包括：

设于所述夹具(3)内部的第一气道(71)；

设于所述顶针(4)内部的第二气道(72)；

设于所述直线运动机构(6)内部的第三气道(73)；以及

设于所述直线运动机构(6)的气路接头(74)。

4.根据权利要求3所述的Z轴结构，其特征在于，夹具(3)内部的所述第一气道(71)包括：

设于镜片容置腔(32)的腔底中心的第一气孔(711)；

设于针槽(33)的外周的若干第二气孔(713)；以及

设于所述针槽(33)的底部的、用于连通所述第一气孔(711)和第二气孔(713)的若干第三气孔(712)。

5.根据权利要求3所述的Z轴结构，其特征在于，所述夹具(3)包括：

第一材料制成的、具有所述第一气道(71)的第一本体(35)；以及

固装于所述第一本体(35)的背部的中心的、第二材料制成的具有针槽(33)的刚性件(36)。

6.根据权利要求3所述的Z轴结构，其特征在于，所述顶针(4)包括：

具有所述第二气道(72)的第二本体(42)；以及

固装于所述第二本体(42)的前端的针尖(41)；

顶针(4)内部的所述第二气道(72)具有若干出口，所述若干出口均匀分布在以所述顶针(4)的中心轴为圆心的圆周上。

7.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述夹具(3)的背部设有连接罩(31)，所述连接罩(31)的内部的末端具有内锥面(34)，所述顶针(4)对应所述内锥面(34)设有外锥面(43)，所述外锥面(43)和所述内锥面(34)配合，将所述夹具(3)悬设于所述顶针(4)的前端。

8.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述直线运动机构(6)包括：

固定于所述第二基体(2)的套筒(61)；以及

安装于所述套筒(61)内的、与所述套筒(61)滑配的内杆(62)；

所述内杆(62)的内部设有第三气道(73)。

9.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述第二基体(2)和所述第一基体(1)为板体，二者相互平行；所述第二动力机构(9)安装于所述第一基体(1)的远离所述第二基体(2)的一侧，第二动力机构(9)的动力输出部通过一托板(91)与所述第二基体(2)相连；所述第一动力机构(8)位于所述第二基体(2)的远离所述第一基体(1)的一侧。

10.根据权利要求1所述的Z轴结构，其特征在于，所述Z轴结构还包括：

用于控制所述第二基板的抬起终点的第一限位感应器；以及

用于控制所述第二基板的下降终点的第二限位感应器。

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