眼鏡片磨邊機校準方法的研究

文 陶蓉 陶瑛

鏡片磨邊機是驗光配鏡日常工作中應用廣泛的儀器之一，許多眼鏡零售店、醫院驗配中心、眼鏡生產廠都會配備該類設備，屬于使用頻率高、量大面廣的儀器。它的用途是把符合驗光處方的毛邊眼鏡片磨成與眼鏡架鏡圈幾何形狀相同的一種加工設備。由于國內生產的眼鏡片磨邊機正處在新研發批量生產階段，目前尚未有相應的國家檢定或校準方法。因此，開展眼鏡片磨邊機的校準方法研究，確立校準方法和所需使用的儀器，使眼鏡片磨邊機進行正常的量值溯源，從而保障配裝眼鏡質量，受到眼鏡片磨邊機使用單位和生產單位的歡迎。

1 研究開發的內容

1.1 眼鏡片磨邊機的結構和工作原理

隨著科學技術的發展，眼鏡片磨邊機已實現機械化、自動化，磨邊質量、尺寸精度和生產率有所提高，手工磨邊已逐步被自動磨邊機替代。眼鏡片磨邊機按形式可分為模板型磨邊機和免模板型磨邊機。

模板型磨邊機的工作原理是自動磨邊機按實物形式的模板進行自動仿型磨削。

模板型磨邊機外形圖

模板型磨邊機的操作分為3道工序：

①模板制作：在制模樣片上畫水平線，取下鏡架上的樣片，將模板的水平線與樣片的水平線平行，并使樣片與模板幾何中心重合，使用剪刀或刀片對模板進行切割。取下模板，用銼刀將模板邊緣銼平，同時與鏡圈比對修整一致。

② 定中心：根據驗配處方計算移心量，調整定中心儀的刻度所需的移心位置，安裝吸盤和雙面膠紙，注意安裝方向。將鏡片的加工標記對準移心位置。三點水平，輕輕壓下使鏡片和吸盤粘合。

③磨邊：在機器上安裝模板，分清左右眼，旋緊使模板固定。安裝鏡片時應注意吸盤方向，調整操作面板，輕按操作板上的按鈕，選擇尖邊類型、鏡片材料、循環方式等，按開始鍵，啟動機器，在砂輪組移動，出水口出水后，放下擺臂，機器開始切割鏡片。粗磨后自動開始細磨，磨好后取下鏡片。

將磨好后的鏡片再根據鏡架的類別進行拋光、開槽、打孔等工序。

免模板型磨邊機的工作原理是按電腦掃描的鏡框或撐片形狀、尺寸的三維數據進行自動磨削，加工完成的鏡片與鏡框完全配合，不必再加工。

免模板型磨邊機外形圖

免模板型磨邊機的操作分為3道工序：

①掃描：掃描鏡框或撐片形狀、尺寸的三維數據傳送到電腦軟件中；

② 定中心：鏡片對準中心后，安裝吸盤和雙面膠紙，將鏡片放在磨邊機的鏡片夾支座上；

③磨邊：調整操作面板，選擇左右片、尖邊類型、鏡片材料、循環方式、尺寸微調、鏡架類型等參數，按開始鍵，機器開始切割鏡片。切割完畢后的鏡片無需再進行加工。

1.2 校準方法中特定參數的選擇

因為鏡片磨邊機有模板型和免模板型，因此我們的校準方法中對校準參數的選擇要包含這兩類型，選取加工鏡片精度、磨邊機的功能和性能試驗方法、安全與防護試驗、外觀質量等4部分內容作為著手點，具體包括鏡片外形尺寸誤差、鏡片倒角棱線的曲度、鏡片與仿形模板或鏡框的形狀相似性、鏡片外形尺寸的調整范圍、操作功能鍵、冷卻功能、鏡片的夾持機構、鏡片軸的回轉性能、磨輪運轉性能、軸位偏差、防松與防護、接地保護、外觀質量等參數。

1.3 各特定參數校準方法的選擇

各特定參數校準方法參照了GB/T28217-2011《眼鏡片磨邊機》、磨邊機生產廠的出廠檢驗項目和各類型磨邊機的使用說明書。

2 校準項目及方法

2.1 外觀質量

用目視和手感檢驗外殼、底座應無損壞、緊固件頭部形狀和鍍層不得破壞；機蓋和防水蓋無損壞，打開、閉合靈活適中，操作靈活；手動操作件外表應無損傷，表面刻線、標志、數字清晰，操作靈活。

2.2 鏡片外形尺寸誤差

用3 塊同種材質鏡片，模板形狀為直徑長軸50mm±3mm、短軸40mm±3mm，在相同的加工工序下進行割邊，用游標卡尺測量3塊鏡片的直徑，每片測量3次，取平均值，取每片平均值與標準值之間的最大偏差值。同一材料的鏡片在完成相同的加工工序后，同外形的各鏡片尺寸偏差不大于0.1mm。

2.3 鏡片倒角棱線的曲度

以長軸50mm±3mm、短軸40mm±3mm的橢圓為模板形狀，在完成所有加工程序的基礎上，分別對明示的鏡片各種材料進行割邊。目視檢查倒角的表面質量狀況和其棱線與鏡片邊沿本身曲度的相似性。在鏡片完成倒角工序后，鏡片的邊沿均應圓滑、連續、光潔。

2.4 鏡片與仿形模板或鏡框的形狀相似性

以長軸50mm±3mm、短軸40mm±3mm的橢圓為模板形狀，分別對明示的鏡片各種材料進行割邊，并應用模板或掃描圖片翻轉后再進行割邊。目視檢查左右鏡片與仿形模板的相似性：鏡片加工工序完成后的外形應與仿形模板或鏡框的外形相似，并且仿形模板或掃描圖形翻轉后加工的鏡片應與翻轉前加工的鏡片幾何形狀基本相似，并左右對稱。

2.5 鏡片外形尺寸的調整范圍

將鏡片尺寸調整盤或高速鍵分別調在-3mm和+3mm的位置上，用形狀直徑50mm±3mm的模板各磨一片，用游標卡尺測量2塊鏡片的直徑，每片測量3次，取平均值，平均值之差即為兩片外形之差。測量磨后兩片鏡片外形之差應為6mm±0.2mm。

2.6 操作功能鍵

啟動磨邊機，操作每個按鍵的功能，目視其工作狀況，每種功能操作重復6次。

2.7 冷卻功能

選擇應有自動冷卻液加工的工序，按下磨邊機的啟動按鈕，在磨輪運轉后，冷卻液應自動流出冷卻磨輪，手動調節進水閥門，應能正常調節冷卻液流量大小直到關閉。

2.8 鏡片的夾持機構

用專用的測量儀測量鏡片的夾持力，并記錄測量數據。夾片機構的靈活度和慢進旋鈕的鎖緊功能用手感檢查，共測量3次，取平均值。具有調整夾持力大小的功能（由生產商按要求進行調整），誤差為±5kg。

2.9 鏡片軸的回轉性能

目視觀察鏡片軸在不同工況下的運轉狀況，鏡片軸在割邊工序中應能自動作區間內的雙向回轉或連續單向回轉。

2.10 磨輪運轉性能

啟動和停止磨輪，用觸覺和聽覺的方法對磨輪運轉進行檢驗。啟動、停止次數應大于6次。磨輪啟動、運轉、停止均應平穩，無異常噪聲。

2.11 軸位偏差

以長軸50mm±3mm、短軸40mm±3mm的橢圓為模板形狀，分別設定軸位為90°、180°，對鏡片進行加工，用焦度計進行測量，測量3次，取平均值。

鏡片軸位偏差±1°。

2.12 防松與防護

目視檢查磨輪與帶輪的防松裝置，檢查磨輪、磨邊機的全部罩、蓋、殼。運轉中容易松動的磨輪、帶輪等零件應有可靠的防松裝置，影響安全作業的外露磨輪應有保護裝置，進行全封閉作業，并采取隔音、防塵、安全、保護環境等措施。

2.13 接地保護

用接地電阻測量儀測量磨邊機的接電電阻值。磨邊機的底座、電機外殼應可靠接地，其接地電阻不得大于0.2Ω。

2.14 絕緣電阻

用500V兆歐表的一頭接磨邊機的外殼，另一頭接磨邊機初級帶電部分，并合上空氣開關進行測量。帶電回路與地（在該回路不直接接地時）之間的絕緣電阻應不小于1MΩ。

3 校準方法試驗

按上述選擇的特定參數及其校準方法對眼鏡片磨邊機進行多項校準試驗，具體眼鏡片磨邊機生產廠家和型號見表1。

表1

通過實驗，我們認為上述特性參數的校準方法是可行的。