[发明专利]用于控制光学玻璃非球面元件热压成型机的装置及方法

说明书

技术领域

本发明涉及用于控制光学玻璃非球面元件热压成型机的装置及方法，尤其是 一种针对光学玻璃高次非球面元件精密热压成型机的自动控制装置。适用于自动 控制完成各种光电系统的光学玻璃非球面、棱镜和组合件的精密热压成型工序。

背景技术

光学玻璃高次非球面元件如采用冷工工艺来完成，需要一系列工序：毛坯加 工、粗加工、粗磨、精磨、抛光；定中、磨边、胶合。致使加工误差较高，制造 困难、调试麻烦，费用高。

为了简化加工工艺、采用光学玻璃高次非球面元件热压成型的制作工艺，将 光学元件一次热压成型。光学玻璃高次非球面元件热压成型技术是一种高精度光 学元件的加工技术，常用的光学玻璃高次非球面元件热压成型法有如下三种：

1)将熔融状态的光学玻璃毛坯倒入高于玻璃转化点50℃以上的低温模具中 加压成形。该方法容易发生玻璃粘连在非球面模具的模面上，而且产品容易产生 气孔和皱纹，不易获得理想的形状和面形精度。

2)将玻璃与模具一起实施等温加压的办法叫等温加压法，容易获得高精度， 但加热升温、冷却降温需要很长的时间，因此生产速度很慢。如在一个热压装置 中使用数个高次非球面模具，可以提高生产效率。但采用多个高次非球面模具势 必造成成本过高，制约了精密模压成型非球面玻璃透镜的广泛应用。

3)非等温加压法(将一部分功能分配到热压成型机外的装置中去完成)，提 高每一个模具的生产速度和模具的使用寿命，但在解决热压成型工序中，需解决 如何精确地自动控制成型和脱模时的压力、速度、温度、压型时间，高速自动地 完成一个完整的压型工序；需解决玻璃粘连在高次非球面模具的模面上的问题。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对现有技术中存在的问题，提供一种用于控 制光学玻璃非球面元件热压成型机的装置及方法，该装置应能够精确地控制光学 玻璃高次非球面元件精密热压成型和脱模时的准确位置、速度、成型时间、压力 等工艺参数，确保光学玻璃高次非球面元件的尺寸精度、面形精度和重复精度。

本发明所采用的技术方案是：用于控制光学玻璃非球面元件热压成型机的装 置，其特征在于，所述装置包括：

操作终端，用于通过手动信号给入装置设置参数值或执行操作；

显示终端，用于工作状态显示及报警显示；

定位传感器，安装于传动设备上，用于感应热压成型机运行的位置；

编码器，用于反馈伺服电机的运行情况；

伺服放大器，用于接收定位传感器所感应的热压成型机运行的位置信号及编 码器传输过来的伺服电机运行信号并传输给控制器，同时，伺服放大器根据控制 器传输过来的高速脉冲和其它控制信号进行运算并产生控制电流，通过编码器控 制伺服电机的动作；

控制器，用于接收操作终端传输过来的操作指令或设置的参数，以及从伺服 放大器传输过来的伺服电机运行信号和热压成型机运行的位置信号，进行综合逻 辑运算，产生高速指令脉冲及相关的控制信号并传输给伺服放大器，同时在显示 终端显示系统的工作状态。

所述控制器包括可编程逻辑控制器、高速计数模块和模拟量输入输出模块。

所述编码器连接伺服电机。

所述传动设备包括热压成型机的导轨和主轴。

采用本装置来控制光学玻璃非球面元件热压成型机的方法包括以下步骤：

步骤1，系统上电启动并自检成功后，控制器根据伺服放大器的RD信号及 ALM信号状态判断系统是否准备就绪并能正常运转，如是，转入步骤2；

步骤2，通过操作终端设定热压成型机工作参数，包括：参考点设定值 50-100mm，快慢速转换点位置100-180mm，最大转换点位置130-200mm，低速返 回缓冲距离0-30mm，快速度180-333mm/s，慢速度10-50mm/s，1-4段的压型时 间0-100s及压力0-3.3T的设定值；

步骤3，通过操作终端上的按钮执行原点回归和复位的操作，此时，热压成 型机初始化完成，系统处于准备就绪状态；

步骤4，当外部给出工作信号时，所述装置收到运行指令，高速下压，当下 压行程到达所设置的快慢速度转换点位置时，继续慢速下压，直到系统压力达到 一段压型压力，转入步骤5；

步骤5，计时开始，分别根据设定的1-4段的压型时间和压力大小进行压制， 当第四段压型计时到时，转入步骤6；