磨边机设计正文

一种玻璃双边直边的直线磨边机摘要：本文介绍一种玻璃双边直边的直线磨边机，该机器采用高精度的磨边刀具和先进的自动控制系统，能够快速、精确地对玻璃直边进行磨边加工。

同时，该磨边机具有操作简便、稳定性好、效率高等优点，在玻璃制造及相关领域具有广泛的应用前景。

关键词：磨边机；双边直边；玻璃加工；自动控制系统；高精度1引言目前，国内外已有许多种玻璃磨边机，但大多存在加工效率低、精度不高、操作复杂等问题，而磨边机则通过采用高精度的磨边刀具和先进的自动控制系统来实现快速、精确地对玻璃直边进行磨边加工【1】。

2设计方案2.1磨边机构设计（1）磨边刀具选型磨边刀具是磨边机的核心部件之一，对加工效率和加工质量有着重要的影响。

选用了高精度的金刚石磨边刀具，其硬度高、耐磨性好、切削性能稳定，能够快速而精确地磨边玻璃。

（2）磨边刀具布置磨边刀具的布置对于磨边加工的效率和精度也有很大的影响。

设计了双边对称的磨边刀具布置方案，使其能够同时磨边玻璃的两个直边，从而提高磨边效率和一致性。

（3）磨边机构运动控制设计磨边机构的运动控制对于加工精度和稳定性也有很大的影响。

采用了高精度的伺服电机作为磨边机构的驱动源，通过电控系统对其进行精确的运动控制。

2.2自动控制系统设计（1）控制系统组成和结构设计设计了一套完整的自动控制系统，包括硬件和软件两个部分。

硬件部分主要包括伺服电机驱动器、传感器、控制面板等，用于实现对磨边机构的运动控制和状态监测【2】。

软件部分主要包括运动控制程序、用户界面和数据处理程序等，用于实现磨边机的自动化控制和数据处理功能。

（2）控制策略设计针对磨边加工的特点和要求，设计了一套基于PID算法的控制策略。

该策略能够实现对磨边机构的运动控制和磨边加工过程的自动监测和调整，从而保证磨边加工的效率和精度。

（3）控制系统软件设计的内容为了实现自动化控制和数据处理功能，设计了控制系统软件，主要包括以下内容：①运动控制程序：该程序用于控制磨边机构的运动，通过接收传感器反馈的位置信号实现运动轨迹的控制。

磨边机发展及工作原理陶会荣;靳瑾【期刊名称】《中国眼镜科技杂志》【年(卷),期】2019(000)007【总页数】3页(P112-114)【作者】陶会荣;靳瑾【作者单位】天津职业大学眼视光工程学院;天津职业大学眼视光工程学院【正文语种】中文1 磨边机发展概述镜片磨边是验光配镜过程中必不可少的一步，它是把原装镜片磨成理想模型，即把毛边镜片磨成与眼镜框框架相同的几何形状（如图1），从而完成磨边的一种工艺技术。

图1 镜片磨边磨边技术起初是手工磨边，它通过一些专业的模具磨出所需镜片的边缘形状，主要以手工操作为主。

操作过程分模板制作、划钳、磨边三道工序，图2所示即为眼镜行业中出现最早的台式手工磨边机。

图2 手工磨边机手工磨边设备结构简单、加工成本低，速度慢、难度高，有可能产生柱镜轴位偏差或者光心位置偏离等情况，要求操作者需具备较高的技能才能很好地完成镜片磨边。

由于诸多缺点的存在，半自动磨边机随之替代手工磨边机（如图3）。

它主要采用仿形法磨边，磨边砂轮的表面按镜框槽沟形状110°角制作好，倒角均称才能使磨边质量好，并采用组合砂轮进行粗磨、精磨、倒角、抛光等。

半自动磨边机可以根据眼镜配装的要求调节压力、位置、镜片类型和镜片磨边尺寸等等，而且磨边的顺序还可以自动转换。

图3 半自动磨边机半自动磨边机也存在一些缺陷，需要人工干预一部分，比如模板制作、预先设定各项参数等。

随着眼镜行业的高速发展，全自动磨边机（如图4）问世。

它能够全自动地对眼镜镜片进行加工处理，除参数需要手工预先设定外，基本过程几乎不需要人工干预。

全自动磨边机自身携带一台小型电脑，它可以利用扫描仪扫描镜圈、衬片形状和尺寸，从而控制磨边机进行全自动操作。

全自动磨边机又称免模板仿形磨边机，操作非常简单。

由此看来，磨边技术正向着自动化、智能化方向发展。

图4 全自动磨边机2 磨边机的工作原理2.1 手工磨边机图5 台式手工磨边机结构图利用铁笔、划针、锉刀等工具，先制作模板机，或者利用撑片打孔针制作模板后，再利用金钢石玻璃刀、修边钳进行划钳工序后，进行最后的手工磨边环节，利用台式手工磨边机（磨砂机）手工操作对镜片进行磨边。

上海大学机电工程及其自动化-薄壁圆筒磨边机的结构设计论文毕业设计（论文）题目: 薄壁圆筒磨边机设计学院机电工程与自动化学院专业(层次) 机械工程及自动化（专升本、本）年级2012级班级专升本学生姓名祝佳陶学号124A0577指导教师金健目录摘要 (1)Abstract (2)第一章绪论 (3)1.1磨削加工的特点概述 (3)1.2砂轮磨削国内外的发展与趋势 (3)1.2.1国外的发展 (3)1.2.2国内的发展 (4)1.2.3发展趋势 (4)1.3砂轮磨削的关键技术 (5)1.4课题设计思路 (5)1.5课题设计结构 (5)1.6课题研究的目的及意义 (5)第二章薄壁圆筒磨边机的总体设计方案 (7)2.1驱动方案的确认 (7)2.1.1液压驱动 (7)2.1.2气压驱动 (7)2.1.3电动机驱动 (8)2.1.4驱动方案的确认 (8)2.2砂轮主轴箱升降机构方案的确认 (8)2.3主轴机构结构方案确认 (9)2.4圆筒夹紧机构的确认 (9)2.5整机方案的确认 (10)2.6本章小结 (11)第三章薄壁圆筒磨边机磨边砂轮主轴的计算 (12)3.1驱动电机的选择 (12)3.2转速图的拟定 (12)3.3传动轴的估算 (13)3.4齿轮模数的估算 (15)3.5各轴结构的设计 (16)3.6主轴组件的刚度和刚度损失的计算 (17)3.7齿轮强度校核 (18)3.8传动轴挠度的验算 (19)3.9本章小结 (20)第四章薄壁圆筒磨边机夹紧机构的设计计算 (21)4.1拟定技术参数 (21)4.2滚珠丝杠的计算及选择 (21)4.3滚珠丝杠支承轴承的选择 (23)4.4滚珠丝杠的校核 (25)4.4.1临界压缩负荷 (25)4.4.2临界转速 (26)4.4.3滚珠丝杠拉压振动与扭转振动的固有频率 (26)4.4.4滚珠丝杠扭转刚度 (28)4.4.5滚珠丝杠传动精度计算 (29)4.5滚珠丝杠进给传动系统变形计算 (29)4.5.1滚珠丝杠精度计算 (30)4.6伺服电机的选择与计算 (32)4.6.1进给伺服电机的校核 (34)4.7联轴器的选择 (35)4.8本章小结 (35)第五章薄壁圆筒磨边机主轴提升机构的设计 (36)5.1拟定技术参数 (36)5.2滚珠丝杠的计算及选择 (36)5.3伺服电机计算及选择 (36)5.4立柱的设计 (36)5.4.1按立柱外形分类 (36)5.4.2材料分类 (36)5.4.3立柱结构的选择 (37)5.5本章小结 (37)第六章结论 (38)参考文献 (40)致谢 (42)薄壁圆筒磨边机设计摘要据经济合作与发展组织日前发布报告称，世界石油需求快速增长，原因是新兴经济体石油消耗不断增长，纽约——美国能源情报署预测，今年全球石油需求将增加1.2%至万桶/日。

磨边机毕业设计磨边机毕业设计磨边机是一种用于对物体边缘进行加工的工具，广泛应用于工业生产中。

在我即将毕业的大学生活中，我选择了磨边机作为我的毕业设计项目。

这个项目不仅让我深入了解了磨边机的原理和应用，还锻炼了我在设计和制造方面的能力。

在设计磨边机的过程中，我首先进行了市场调研，了解了当前市场上磨边机的种类和应用情况。

通过与行业专家和用户的交流，我了解到磨边机在不同行业的应用需求存在差异。

有些行业对磨边机的精度要求更高，有些行业则更注重磨边机的效率和稳定性。

基于这些市场需求，我确定了我的磨边机设计的目标是提高磨边机的精度和效率，并保证其稳定性。

接下来，我开始进行磨边机的机械结构设计。

通过研究已有的磨边机结构和原理，我发现了一些问题和改进的空间。

例如，现有的磨边机在加工过程中容易产生振动和噪音，这对于提高加工精度和操作舒适性都是不利的。

为了解决这个问题，我引入了一种新型的减振结构，通过减少机器的振动来提高加工精度。

同时，我还对磨边机的刀具和磨边轮进行了优化设计，以提高加工效率和刀具的使用寿命。

在电气控制方面，我采用了先进的PLC控制系统，实现了对磨边机的自动化控制。

通过编写程序，我实现了磨边机的自动启停、速度调节和加工参数的设置等功能。

这不仅提高了操作的便捷性，还减少了人为因素对加工精度的影响。

在毕业设计的最后阶段，我进行了实际的制造和调试工作。

通过与工厂合作，我获得了所需的材料和设备，并亲自参与了磨边机的组装和调试。

在这个过程中，我遇到了许多困难和挑战，但通过不断的努力和学习，我最终成功地完成了磨边机的制造和调试工作。

通过这个毕业设计项目，我不仅学到了很多关于磨边机的知识和技术，还培养了解决问题和团队合作的能力。

我深刻体会到设计和制造一个实际的产品是一项复杂而有挑战性的任务，需要综合运用多个学科的知识和技能。

同时，我也意识到了工程师在社会发展中的重要作用，他们通过创新和技术进步推动着社会的发展和进步。

自动镜片磨边机结构设计摘要眼镜在当今社会应用非常广泛，和人们的生活息息相关。

磨镜片的机械和装备的水平对眼镜行业的发展起着决定性作用。

全眼镜制造业的先进设备,近年来人们对全自动磨边机的研究更加投入，其性能越来越完善，加工精度越来越高。

本文首先分析了国内外镜片磨边机的研究现状，其次介绍了全自动镜片磨边机的工作原理，全自动磨边机通过改变夹片旋转机构和砂轮之间的距离来加工镜片。

最后对磨边机的结构进行设计，主要包括电动机的选择、扫描机的结构设计和磨边机的结构设计。

扫描机用五个混合式步进电机控制探头的五个自由度，实现眼镜镜片和镜框的轮廓扫描。

对齿轮齿条、丝杠、弹簧等进行了详细的设计和校核，通过校核说明设计尺寸合格。

磨边机部分也有五个自由度，主要对砂轮轴、轴承和键等零件进行了设计和校核，通过校核说明尺寸合格。

此磨边机具有加工效率高、操作简便、能加工复杂形状镜片的特点，在当今社会中能够广泛应用。

关键词：磨边机；扫描机；眼镜；轴；轴承全套图纸加153893706AbstractGlasses are widely used and link closely with people's life at recent time. The equipment for cutting glasses is very important to the development of glasses manufacturing industry. The automatic machine for edging lens is an advanced equipment which is used in glasses manufacturing industry. In recent years, people are more and more interested in the research of automatic milling machine. Its functions have became more and more advanced as well as its accuracy.Firstly, this paper analyzed the present research situations of lens machine for edging at home and abroad. Secondly, it introduced the working principle of automatic milling machine. Automatic milling machine processes lenses by changing the distance between the grinding wheel and folded device. Finally, this paper includes the design process of the structure of milling machine, the selection of motors and the structural design of scanners and the milling machine. Scanner controls probe's five degrees of freedom by five hybrid stepping motors to scan the outline of lenses and the frame. It designed and checked the gear and rack, lead screw, spring, etc. in detail, and proves that the designed size is correct by checking. The machine for edging also has five degrees of freedom. This paper mainly designed the wheel axle, bearing and the key, and checks them.With highly processing efficiency, this milling machine is easy to operate. And it can be used to process the lenses which have complex shape. So it can be widely used in today's society.Keywords：milling machine; scanner; glasses;axis;bearing目录摘要 (II)Abstract ................................................................................................................................... I V 第1章绪论 .. (1)1.1 选题的背景和意义 (1)1.2 国内外的发展现状 (1)1.2.1 半自动磨边机 (1)1.2.2模板式磨边机 (2)1.2.3 全自动免制模磨边机 (2)1.3 本论文的主要内容 (3)第2章镜片的基本概念及镜片轮廓的数学建模 (5)2.1 镜片的专业术语 (5)2.2 自动加工时镜片轮廓的数学建模 (6)2.2.1 扫描时镜片轮廓的数学建模 (7)2.2.2 自动加工时镜片轮廓的数学建模 (8)2.3 镜片磨边机总体结构组成 (9)2.4 本章小结 (10)第3章扫描机结构设计 (11)3.1 扫描机的工作原理和运动结构规划 (11)3.1.1 扫描机工作原理 (11)3.1.2 扫描机要求实现的自由度分析 (11)3.1.3 扫描机运动结构规划 (12)3.2 扫描机的机构设计 (13)3.2.1 电动机的选择 (13)3.2.2 扫描机各个结构运动范围的确定 (14)3.3 扫描机主要部件的设计计算和校核 (15)3.3.1 横向移动机构的设计计算 (15)3.3.2 前后移动机构的设计计算 (17)3.3.3 升降机构的设计计算 (19)3.3.4 旋转机构的设计计算 (21)3.3.5 装夹机构的设计计算 (24)3.4 本章小结 (29)第4章磨边机的结构设计 (30)4.1 磨边机的工作原理和运动结构规划 (30)4.2 磨边机的机构设计 (31)4.2.1 电动机的选择 (31)4.2.2 磨边机各个结构运动范围的确定 (31)4.3 磨边机主要部件的设计计算和校核 (32)4.3.1 砂轮横向进给机构的设计计算 (32)4.3.2 磨边机其他机构的设计计算 (36)4.4 磨边机加工中最大磨削力的计算 (37)4.5 本章小结 (39)结论 (40)致谢 (41)参考文献 (42)第1章绪论1.1 选题的背景和意义现在由于人们的工作和学习的压力越来越大，加上日常生活中不注意对眼睛的保护，导致人们的眼睛视力下降，世界近视人口的数量急剧增加。

1绪论1.1 课题来源及意义上世纪80年代随着交通、建筑和旅游业的迅速发展，对深加工玻璃的需求越来越多，使玻璃深加工行业得到了较快的发展，玻璃深加工的产量上升较快。

大批浮法玻璃生产线的建成投产，给玻璃深加工提供了优质玻璃原片:建筑业、交通业发展的加快和档次的提高，为深加工玻璃的应用开辟了广阔的市场;但是，由于玻璃加工机械水平的影响，大部分玻璃深加工企业的生产能力并没有充分发挥出来。

由于世界主要玻璃生产企业对平板玻璃以及其它品种的玻璃都在寻求新的利润增长点，产品创新、新工艺探索、降低成本、产生高附加值等己成为各大玻璃厂商发展的目标。

因此目前世界上50%-60%的平板玻璃原片均进行深加工后再上市，浮法玻璃原片己不再风光，而是向功能型、实用型、装饰型、安全型、环保型五大方向的深加工玻璃发展，这是21世纪平板玻璃创新产品不容争议的目标。

随着工业生产发展和人民生活水平的提高，能源消耗量迅速增加，在我国建筑能耗占全国总能耗量的1/4以上。

其中建筑门窗的能耗约占建筑物全部热损失的40%，从全球整个能源来看，在取暖或空调时期，其中45%用于建筑物气温的控制，并且比重日益增长，因此节能是摆在我们面前的重要任务。

众所周知，建筑物门窗中玻璃面积所占的比重越来越大。

目前各种铝合金门窗、塑钢门窗、玻璃钢门窗中空玻璃约占总面积的65%-70%。

因此，开发使用节能玻璃对建筑节能起着重要的作用。

2003年12月4日，国家发改委，建设部，国家质检总局，国家工商总局等四部位委联合发布《建设安全玻璃管理规定》2004年1月1日起实施，地市级以上(含地市级)城市的新建、扩建、改造、装修及维修工程等建筑物，应按该《规定》要求使用安全玻璃。

《建设安全玻璃管理规定》的实施旨在有效地保障人身和财产安全，规范安全玻璃的生产、使用和安装，己受到社会各方面的关注。

门窗选用具有节能作用的镀膜玻璃、镀膜中空、镀膜钢化、镀膜夹层、低辐射中空玻璃是改善门窗的绝热性的最好途径。

200系列双边磨边机组TWIN EDGE技术概要TECHNICAL SUMMARY最大尺寸2000 ~ 6000 mm最小尺寸300 x 300mmmm 玻璃厚度 3-30抛光程度家具级抛光边形平边及斜角m/min 皮带传送速度 0-6工作桌台高度950 (+/-50) mm安装电源单机55 KVANL/Min 空气消耗 300操作压力 7bar 重量单机6090 kg水箱容量1350 ~1710 liters1. 磨轮配置及顺序磨轮配置编号转速极/KW 磨轮直径控制方式粒度/参考平边钻石轮1.28002 / 3150 手轮调整1202. 2 / 2.2 1703. 2 / 2.2 200/2304. 2 / 2.2 200/230小斜角钻石轮5.2770 2 / 1.1 130 手轮调整3256. 325小斜角抛光轮7.全自动压力补偿10S60 8. 10S60平边抛光轮9. 2840/1400 1.8-1.3150 全自动压力补偿9R4010. 2840/1400 1.8-1.3 9R40/6011. 2840 1.8 9R40/6012. 2840/1400 1.8-1.3 9R40/60✧ 222机型可选择减少一对平边金刚轮或一对抛光轮✧ 220机型则同时减少一对平边金刚轮及一对抛光轮✧安全打角装置为选项功能，一般安装于第二段设备的出口处技术描述A. 底座结构及桥架移动系统✧一体式结构：机器底座结构是由一个焊接并经退火处理的钢体结构构成，固定桥和移动桥安装于本机座上，底座宽度超过2米，厚实沉稳。

移动桥的闭合与开启经由马达同步驱动两侧悬吊高精度齿排，玻璃加工宽度控制由此达成。

悬吊齿轮和齿排均经过特殊热处理，达到最高硬度。

保证了长期运转的可靠性及耐磨性。

✧移动梁开合编码器装在减速机中间，既保证了减速比又增加了读数的准确性。

✧平行度：移动桥被安装于两个滑动面上，其中一侧为梯形导轨，另一侧为平面滑轨。

引言如今，视力障碍患者越来越多，为了矫正视力，恢复明亮，诸多人们的选择是佩戴眼镜。

庞大的市场需求刺激眼镜行业的急剧扩张。

早期，镜片的磨边是用手工的砂轮磨制，选用此种加工方法对眼镜从业人员的工作量与疲劳强度有很大的冲击，而且纯手工磨制的镜片不仅外形轮廓粗糙，而且根本无法保证瞳距、瞳高等必要的医学参数。

因此，新的工艺，新的技术被引入其中，即自动磨边机。

但是所谓的自动磨边机并不能真正实现全自动磨边，在镜片磨边之前需要根据镜架的形状来定制相应的模板，然后在磨边机上通过靠模的方式实现镜片毛坯加工成形。

这就导致每一种镜框都事先准备好模板，然后根据用户的选择使用相应的模板来磨镜片。

但是通过选择模板去磨镜片，是用户对于镜架的选择少了许多而且磨边效率和精度难以得到保证，因此需要开发数字控制磨边系统来代替现有的自动磨边机，真正实现全自动镜片磨边。

其中，镜架的扫描是最为重要的，对于镜架的内槽的扫描，从而获取轮廓参数并传递给数控磨边机从而实现加工的全自动，这样就可以缺省掉了模板的定做。

所以我们需要做的是扫描器的设计，得到一个机构小巧，测量精度高，控制简便的镜架扫描仪。

本课题是设计镜框数据测量的运动控制系统，扫描仪的结构中包含镜架的加紧机构，动作则是加紧与松开；升降机构的上升与下降；由于镜架是对称的，因此还需要一个能够横向运动的机构进行另一边的镜架的检测与复位；另外，需要一个回转机构实现镜框的扫描以及扫描仪的探头的前进和后退的控制。

众所周知，镜架的材料一般式采用塑料、板材、或者较为柔软的金属，所以，对于加紧的机构的控制对夹紧力的设置需要恰当，另外，升降台的上升高度需要十分精确，以致每次测量都处于镜框内槽的正中心。

还有，尽量减少控制按钮，在保重动作精确的前提下使操作者更加方便操作，减少操作者的工作量并且提高整个配镜的效率。

镜片磨边数控系统是光机电一体化的产物，它涉及了机械设计技术，嵌入式微控制器技术，光电检测技术，驱动与执行技术，信息技术等多方面的知识。