眼镜片磨边机校准方法

/ .嘉兴市计量检定测试院；.绍兴市质量技术监督检测院

0 引言

眼镜片磨边机是验光配镜领域内应用最为广泛的仪器之一，几乎每一家眼镜销售店、医院验配中心、眼镜生产厂都配备该类设备，属于使用频率高、量大面广的仪器。它的用途是把符合验光处方的毛边眼镜片磨成与眼镜架镜圈几何形状相同的一种加工设备。由于国内生产的眼镜片磨边机正处在新研发批量生产阶段，目前尚未有相应的国家检定或校准方法，因此，开展眼镜片磨边机的校准方法研究，确立校准方法和所需使用的仪器，使眼镜片磨边机进行正常的量值溯源，从而保障配装眼镜质量，必将受到眼镜片磨边机使用单位和生产单位的欢迎。

1 研究开发的内容

1.1 眼镜片磨边机的结构和工作原理

随着科学技术的发展，眼镜片磨边机都已实现机械化、自动化，磨边质量、尺寸精度和生产率都有很大提高，手工磨边方式已逐步被自动磨边方式替代。眼镜片磨边机按存在的形式分为模板型磨边机（图1）和免模板型磨边机（图2）。

1.1.1 模板型磨边机的工作原理是自动磨边机按实物形式的模板进行自动仿型磨削。

操作分为三道工序：（1）模板制作：在制模样片上画水平线，取下镜架上的样片，使模板的水平线与样片的水平线平行，并使样片与模板几何中心重合，使用剪刀或刀片对模板进行切割。取下模板，用锉刀将模板边缘锉平，同时与镜圈比对修整一致。（2）定中心：根据验配处方计算移心量，调整定中心仪的分度所需的移心位置，安装吸盘和双面胶纸，注意安装方向。将镜片的加工标记对准移心位置。三点水平，轻轻压下使镜片和吸盘粘合。（3）磨边：在机器上安装模板，分清左右眼，旋紧使模板固定。安装镜片时应注意吸盘方向，调整操作面板，轻按操作板上的按钮，选择尖边类型、镜片材料、循环方式等，按开始键，启动机器。在砂轮组移动，出水口出水后，放下摆臂，机器开始切割镜片。粗磨后自动开始细磨，磨好后取下镜片。

图1 模板型磨边机外形图

将磨好后的镜片再根据镜架的类别作抛光、开槽、打孔等工序。

1.1.2 免模板型磨边机的工作原理是按电脑扫描的镜框或撑片形状、尺寸的三维数据进行自动磨削，加工完成的镜片与镜框完全配合，无须再加工。

免模板型磨边机外形图

操作分为三道工序：（1）扫描：扫描镜框或撑片形状、尺寸的三维数据传送到电脑软件中；（2）定中心：镜片对准中心后，安装吸盘和双面胶纸，将镜片放在磨边机的镜片夹支座上；（3）磨边：调整操作面板，选择左右片、尖边类型、镜片材料、循环方式、尺寸微调、镜架类型等参数，按开始键，机器开始切割镜片。切割完毕后的镜片无需再进行加工。

1.2 校准方法中特定参数的选择

因为眼镜片磨边机包括模板型和免模板型，因此，校准方法中对校准参数的选择要包含这两种类型，选取加工镜片精度、磨边机的功能和性能试验方法、安全与防护试验、外观质量等四项内容作为着手点,具体包括镜片外形尺寸误差、镜片倒角棱线的曲度、镜片与仿形模板或镜框的形状相似性、镜片外形尺寸的调整范围、操作功能键、冷却功能、镜片的夹持机构、镜片轴的回转性能、磨轮运转性能、轴位偏差、防松与防护、接地保护、外观质量等参数。

1.3 各特定参数的校准方法

各特定参数校准方法参照了GB/T 28217-2011《眼镜片磨边机》、磨边机生产厂的出厂检验项目和各类型磨边机的使用说明书。

2 校准项目及方法

2.1 外观质量

用目视和手感检验外壳、底座应无损坏、紧固件头部形状和镀层无破坏；机盖和防水盖无损坏，打开、闭合灵活适中，操作灵活；手动操作件外表应无损伤，表面分度线、标志、数字清晰，操作灵活。

2.2 镜片外形尺寸误差

用3块同种材质镜片，模板形状为直径长轴50 mm±3 mm、短轴40 mm±3 mm，在相同的加工工序下进行割边，用游标卡尺测量三块镜片的直径，每片测量三次，取平均值，取每片平均值与标准值之间的最大偏差值。同一材料的镜片在完成相同的加工工序后，同外形的各镜片其尺寸偏差不大于0.1 mm。

2.3 镜片倒角棱线的曲度

以长轴50 mm ±3 mm、短轴40 mm±3 mm的椭圆为模板形状，在完成所有加工程序的基础上，分别对明示的镜片各种材料进行割边。目视检查倒角的表面质量状况和其棱线与镜片边沿本身曲度的相似性。在镜片完成倒角工序后，镜片的边沿均应圆滑、连续、光洁。

2.4 镜片与仿形模板或镜框的形状相似性

以长轴50 mm ±3 mm、短轴40 mm±3 mm的椭圆为模板形状，分别对明示的镜片各种材料进行割边，并应用模板或扫描图片翻转后再进行割边。目视检查左右镜片与仿形模板的相似性：镜片加工工序完成后的外形应与仿形模板或镜框的外形相似，并且仿形模板或扫描图形翻转后加工的镜片应与翻转前加工的镜片几何形状基本相似，并左右对称。

2.5 镜片外形尺寸的调整范围

将镜片尺寸调整盘或高速键分别调在-3 mm和+3 mm的位置上，用形状直径50 mm±3 mm的模板各磨一片，用游标卡尺测量两块镜片的直径，每片测量三次，取平均值，平均值之差即为两片外形之差。测量磨后两片镜片外形之差应为6 mm±0.2 mm。

2.6 操作功能键

启动磨边机，操作每个按键的功能，目视其工作状况，每种功能操作重复六次。

2.7 冷却功能

选择具有自动冷却液加工的工序。按下磨边机的启动按钮，在磨轮运转后，冷却液应自动流出冷却磨轮，手动调节进水阀门，应能正常调节冷却液流量大小直至关闭。

2.8 镜片的夹持机构

用专用的测量仪测量镜片的夹持力，并记录测量数据。夹片机构的灵活度和慢进旋钮的锁紧功能通过手感检查，共测量三次，取平均值。具有调整夹持力大小的功能（或由生产商按要求进行调整），误差为±5 kg。

2.9 镜片轴的回转性能

目视观察镜片轴在不同工况下的运转状况，镜片轴在割边工序中应能自动做区间内的双向回转或连续单向回转。

2.10 磨轮运转性能

启动和停止磨轮，用触觉和听觉对磨轮运转进行检验。启动、停止次数应大于六次。磨轮启动、运转、停止均应平稳，无异常噪声。

2.11 轴位偏差

以长轴50 mm ±3 mm、短轴40 mm±3 mm的椭圆为模板形状，分别设定轴位为90°、180°，对镜片进行加工，用焦度计进行测量，测量三次，取平均值。 镜片轴位偏差±1°。

2.12 防松与防护

目视检查磨轮与带轮的防松装置，检查磨轮、磨边机的全部罩、盖、壳。运转中容易松动的磨轮、带轮等零件应有可靠的防松装置，影响安全作业的外露磨轮应有保护装置，并采用全封闭作业及隔音、防尘、安全、保护环境等措施。

2.13 接地保护

用接地电阻测量仪测量磨边机的接电电阻值。磨边机的底座、电机外壳应可靠接地，其接地电阻不得大于0.2 Ω。

2.14 绝缘电阻

用500 V兆欧表的一头接磨边机的外壳，另一头接磨边机初级带电部分，并合上空气开关进行测量。带电回路与地（在该回路不直接接地时）之间的绝缘电阻应不小于1 MΩ。

3 校准方法试验

按上述选择的特定参数及其校准方法，对眼镜片磨边机进行多项校准试验。经过对不同生产厂家、不同型号的眼镜片磨边机的校准，校准结果见表1，可得出以下结论：

表1 校准结果

1）上述校准方法是从眼镜片磨边机的基本工作原理出发，符合量值传递的要求。

2）用本方法校准眼镜片磨边机各特性参数在确保眼镜片磨边机性能准确、质量安全可靠方面是可行的。

4 结语

为了保证眼镜片磨边机结果的准确可靠，需要对眼镜片磨边机进行校准。综合考虑眼镜片磨边机的工作原理，确定校准项目和方法。各类型眼镜片磨边机的校准结果表明该校准方法简单，结果可靠。