用於夾持和釋放接觸透鏡模型的裝置和方法
2023-05-02 09:30:56
專利名稱：用於夾持和釋放接觸透鏡模型的裝置和方法
技術領域：
本發明一般涉及一種用於夾持和釋放接觸透鏡模型半部以便製造接觸透鏡的裝置和方法，特別地，涉及一種用一單個動力源將多個接觸透鏡模型半部夾持在一起的裝置和方法，同時仍提供分別調節施加到每對接觸透鏡模型半部的夾持力的裝置。
背景技術：
期望直接模製成接觸透鏡，而不是通過機加工如車削形成透鏡。一般地，將預定量的熟化物質，如聚合液態單體置入一預成形模腔中可形成模塑透鏡。之後，在一預定時間段內由一熟化源如UV光或熱源對液態單體進行輻射，直到單體適當熟化。當熟化的單體造型從模型中分離並水合後，產生了軟接觸透鏡。
一般地，在前面簡要描述的工藝中，在一遠離實際熟化裝置的工位向大量接觸透鏡模型填注聚合液態單體。這裡，首先將聚合液態單體注入模型裝置的一個(凹)半部中，然後使裝置的第二(凸)半部與第一半部接觸。模型半部的相對的表面在其間限定了接觸透鏡的光學表面。模型半部略微地夾持在一起，從單體注入工位運送到夾持和熟化工位。
當接觸透鏡模型引入夾持和熟化工位後，認識到在過去一般使用的夾持和釋放過程中可能發生的問題。例如，認識到，由於對各模型提供單個的夾持和釋放機構而引起的變化，會在某些透鏡中出現缺陷。在前面已知的系統中，接觸透鏡例如三個一組布置在一起。之後通過作用於每個透鏡模型的單個夾持源將分組的透鏡模型夾持在一起，換句話說，對呈現給熟化工位的每個接觸透鏡提供一個單獨的夾持和釋放源。例如，三個氣缸分別夾持一組中的三個模型，三個氣缸由一個共用的空氣管線伸展和收縮。由於每組模型有其自己的空氣管線，在每個空氣管線之間不可避免地看到在氣缸伸展和收縮速度上的變化。在這種情況下，每個模型或每組模型可看到不同的夾持和釋放速度曲線。
本發明認識到在由聚合材料模製的接觸透鏡中發生的問題，沒有受到施加到透鏡模型半部上的均勻的夾持和釋放速度曲線。在不正確的邊緣成形中看到問題區域，以及在透鏡的光學部分中的缺陷。
授權給Martin等人的名稱為「聚合水凝膠的模型夾持和熟化」的美國專利No.5914074中公開了一種夾持裝置，用於將其間具有一聚合材料如水凝膠的接觸透鏡模型半部夾持在一起。在一預定時間段內由一氣缸、彈簧或重物以預定的力將這些模型半部夾持在一起。這些模型半部由適於使聚合水凝膠材料暴露於熟化源，如UV光的材料製成，從而將材料熟化成類凝膠狀態。之後去除夾持力，將其間具有部分熟化水凝膠材料的模型半部移動到另一工位，用於最終熟化。
除上述參考文獻外，美國專利No.3806079；4284399；5690473；5693268和5850107公開了一種夾持在接觸透鏡模型之間並聚合而形成接觸透鏡的液態單體。
上述現有技術中沒有一個解決了在使用前面已知的接觸透鏡夾持方法時發生的問題。
發明內容
本發明涉及一種裝置，用於精確地和可重複地將每對之間容納有聚合流體材料的多對接觸透鏡模型半部夾持在一起。之後被夾持在一起的接觸透鏡模型半部暴露於一適當的輻射源，用於熟化聚合材料而形成接觸透鏡。
本發明中，提供了一種精確和可重複的接觸透鏡模型夾持裝置，通過使用對起動多個夾持機構共用的動力源而將多對接觸透鏡夾持在一起然後釋放。
接觸透鏡模型夾持裝置可包括一耦接到多個接觸透鏡中的每一個上的偏壓機構，能夠使由夾持裝置施加在其上的力被精確地單獨確定和設置。
本發明還提供了一種接觸透鏡模型夾持裝置和一共用的釋放機構，該釋放機構與該夾持裝置交會，以打開夾持裝置而將已組裝的接觸透鏡模型引入其中，之後鬆開夾持，由夾持裝置夾持接觸透鏡模型。由於每個夾板穿過同一個共用的釋放機構，每個夾板都能夠看到相同的受控制的線性運動曲線。
附圖描述
圖1是根據本發明一實施例一用於將多個接觸透鏡模型半部夾持在一起的機構的透視圖；圖2是圖1中夾持機構的局部剖視前視圖；圖3是一釋放機構的透視圖，與圖1和2中的夾持機構一起使用，從而釋放施加到接觸透鏡模型半部上的夾持力；圖4是圖3中釋放機構的局部剖視前視圖；圖5是一視圖，示出安裝在一轉盤臺上並相互嚙合的夾持機構和釋放機構；圖6是一用於將接觸透鏡模型夾持在一起並對其中容納的接觸透鏡進行熟化的轉盤臺的示意性視圖。
優選實施例的詳細描述本發明用於在由聚合材料形成軟接觸透鏡的工藝中將凹模和凸模夾持在一起的過程。如圖1、2和5中最佳地圖示的，構造了一個夾持裝置10，用於將已組裝的接觸透鏡模型半部夾持在一起並固定。夾持裝置10可包括足夠的空間來在其上定位四個已組裝的透鏡模型12，儘管根據偏好，可選擇或大或小的模型容量。
夾持組件10包括多個彈簧加載的夾持元件14，其中每一個包括一軸16，一中心螺紋部分17，形成於一端20的一六角形部分18，及形成在相對端20的螺紋部分22。一具有臺階部分26的襯套24接收在中心部分17上。一調節夾板28在襯套24的臺階部分26上方安裝到軸16的螺紋部分17上。調節夾板28包括一螺紋對開螺母30和夾持螺栓32，使對開螺母30能夠可調節地定位、鎖緊到螺紋中心部分17上。一卷簧34安裝在襯套24的臺階部分26與對開螺母30之間。另外，每個軸16包括一靠近其六角形部分18安裝的軸承36和一保持環38。如圖2和4中最佳地看到的，一預選數量的彈簧加載夾持元件14通過多個螺紋間隔螺栓44安裝在夾持裝置10的底部支架40和上部支架42之間。進一步講，一定位塊46安裝到上部支架42上，同樣由間隔螺栓44緊固。如圖2中最佳表示的，可用環形軸承48將軸16裝到底部支架40上。
一襯套50通過內螺紋螺母52緊固到軸16的螺紋部分22上。襯套50的尺寸確定為可滑動地接收，用於在形成於塊46、47中的孔54中往復運動。另外，如圖1和2中看到的，一夾持板56通過平行的導向板49、51緊固到定位塊46上方預定距離處。
現在參照圖3和4，一夾持釋放機構100包括一致動機構102(可以是氣缸，伺服驅動、步進電機，或者任何其它適當的動力源)。致動器102耦接到多個成對的釋放指104上。成對釋放指104的數量等於如上所述在夾持裝置10中存在的分組的接觸透鏡模型12的數量。因此在本說明書中，夾持釋放機構100中成對釋放指104的數量是4，儘管如上面指出的，可以考慮更多或更少的數量。成對的釋放指104適應地由卷簧108和螺紋軸110安裝到一塊112上，而該塊112又通過墊塊114安裝到致動機構102上。如從圖3中最佳地看到的，一對導向板116縱向安裝到塊112上。致動機構102包括一安裝板118。
操作中，準備一夾持裝置10，用在接觸透鏡熟化工位中，如圖6中示意性示出的本領域公知的轉盤臺。為了首先校正夾持裝置10，將每個夾持裝置10安裝在一測試夾具(未圖示)上，並實施測試程序來確定是否每個單獨的夾持元件14向被夾持在一起的接觸透鏡模型裝置施加一特定的預定夾持力。可分別調節每個螺母30，直到獲得所需的夾持力。因此，在取出測試讀數後，如果在任一個(或全部)讀數中存在偏差，則可以簡單地調節任一個(或全部)夾持裝置10，以獲得所需的結果。這是通過簡單地鬆開對開螺母30上的夾持螺栓32而完成的。之後，可將一適當的工具固定到軸16的六角形端部18上，從而旋轉該軸。對開螺母30隨旋轉方向在軸16的螺紋部分17上向上或向下移動，如可以看到的，每個單獨的對開螺母30壓靠在相鄰對開螺母上，因此不能旋轉。在進行調節時從測試夾具中提取讀數，直到獲得正確的和所需的讀數。例如，當對開螺母30在軸16上向上移動時，由彈簧34施加在測試模型裝置上的力減小，而向下移動對開螺母30使力增加。此時，將夾持螺栓32擰緊，將對開螺母30鎖緊到軸16的螺紋部分17上。因此將理解，通過這樣調節每個夾持裝置10，提供了一個集成的夾持裝置，該夾持裝置向每個接觸透鏡模型裝置12提供了精確的夾持力。在完成上述步驟後，將每個經測試和校正的夾持裝置10安裝在一接觸透鏡熟化裝置中，如圖6中示意性示出的前面參照的轉盤中。
在實際生產中，可沿圖1中看到的箭頭43將模型裝置12引入夾持裝置10中。在引入模型裝置之前，向每個軸承36施加一向下的力，從而如圖2中箭頭A所示，將連接到軸16上的襯套50收縮到齊平位置。在該位置，襯套50的上表面50′基本上與板47的上表面47′齊平。在此位置，襯套50的下表面50″壓靠和停止在板42的上表面42′上。當參照夾具50收縮時，可將模型裝置12推到它們各自的襯套50上。然後釋放作用於軸承36上的收縮力，通過由襯套24與對開螺母30之間的卷簧34所施加的力，向上推動襯套50，直到將相應的模型裝置壓靠在夾持板56上。簡言之，轉盤熟化裝置是一個旋轉安裝在一中心軸202上的大型盤狀臺200。穿過靠近臺200周邊形成的互補形狀的開口210，將相當數量的接觸透鏡模型夾持裝置10以環狀間隔開的關係安裝到臺200上。當臺200環繞軸202逐步旋轉時，夾持裝置10分別打開(即它們以下述方式收縮到圖2中的「A」位置)，多個(如一次4個)已經預先填注液態單體並初步蓋住的接觸透鏡模型12沿圖1中的箭頭43穿梭進入臺200上的各夾持裝置10中。當臺200繼續旋轉時，釋放夾持裝置10，從而用適當的校正力將每個透鏡模型12夾持在相應的板56上。臺200裝有適當的熟化源，如UV光，從而當臺200朝一後熟化工位300旋轉時，穿過臺開口210和板開口56′對所夾持的模型12進行UV輻射。當它們到達工位300後，如圖6中箭頭「C」所示，模型夾持裝置10收縮到「A」位置，模型裝置10從臺200下來，穿梭到一後熟化或其它適當的工位300。
在本發明的一個優選實施例中，多個夾持裝置10安裝到一適當裝置上，如上面描述和圖6中示意性圖示的轉盤臺200上。還通過相應的安裝板118安裝一個或多個夾持釋放機構100(圖3-5)，從而將它直接設置在臺200和夾持裝置10下方。因此，當夾持裝置10固定到臺200上並與之一起旋轉時，夾持釋放機構100由支架118固定，不會與臺200或夾持裝置10一起旋轉。
更特別地，在圖6中的實施例中，一夾持釋放機構100定位在模型加載位置「D」，模型裝置12在此處首先穿梭到相應夾持裝置10中的臺200上。還將一第二夾持釋放機構100定位在模型出口位置「C」，模型裝置在由臺200從位置「D」旋轉到位置「C」之後，從臺200上下來，穿梭到一隨後的加工工位300。
因此在兩個不同的工藝步驟中需要夾持釋放機構100(1)模型裝置12的最初夾持，及(2)在模型裝置12從臺200向隨後的加工工位轉移時。
參照圖5，每個夾持釋放機構100包括一個或多個具有分叉指104的嚙合元件103。在所示的實施例中，在單個夾持釋放機構100中設有一組四個嚙合元件103，等於每個裝置10上模型夾持元件14的組數。如圖5中最佳地看到的，將分叉指104成形，並將嚙合元件103間隔開，從而當臺200逐步旋轉時，下一個夾持裝置10與夾持釋放機構100對齊，而軸承36接收在相應嚙合元件103的分叉指104之間。這樣定位後，起動致動機構102，向下收縮嚙合元件103及指104，從而如圖2和5所示，將軸承36和夾持元件14也向下拉到位置「A」。如前所述，夾持元件14的向下移動受到與板上表面42′嚙合的襯套下表面50″的限制。為了適應在襯套50和板42的交會點與軸承36上表面和各指104的下表面的交會點之間建立的公差，對安裝到螺紋軸110上的卷簧108進行壓縮。
更特別地，致動器102設計成將分叉指104拉到收縮位置(圖2中的位置「A」)。分叉指104由平行導向板116導向而上下運動。因此每個夾持元件14被向下拉到「A」位置，足以使填注聚合液態單體的預定數量的接觸透鏡模型12(沿圖1中的箭頭43)穿梭到各夾持裝置10上的位置。當每個接觸透鏡模型12定位在各襯套50上時，釋放致動機構102，將分叉指104釋放到它們的延伸位置。這樣去除由指104施加的載荷後，彈簧34壓靠螺母30，從而使夾持元件14向上延伸，將模型組12夾持在上板56與相應襯套50之間。同樣，每個夾持元件14已經事先校正，因而彈簧34向模型組14施加正確的力。
當臺200漸進分度時，如前所述已經將模型組12保持在其中的夾持裝置10前進而與臺200一起旋轉，而其中與之嚙合的夾持釋放機構100保持靜止。這樣，軸承36從它們的各分叉指104之間出來，與臺200一起向工位300運行。因此將理解，當模型組12在臺200的模型加載位置「D」與模型出口位置「C」之間運行時，它們處於被夾持的「B」位置。在工位「D」和「C」之間經過的時間是根據已知的對模型組12中所含的單體進行聚合的標準而預定和設置的。
如上所述，一第二釋放裝置位於位置「C」，以允許模型組12鬆開夾持，並運送從臺200下來到達工位300。同樣，將夾持釋放機構100這樣安裝，使分叉指104對齊，以接收臺200的連續分度的夾持裝置10的各軸承36。當各夾持裝置10在位置「C」與夾持釋放機構100對齊時，起動相應的致動器102，從而收縮嚙合元件103和各夾持元件14，這樣向下移動到「A」位置。這樣前面夾持的模型組12可自由地穿梭從臺200下來，到達工位300，用於根據需要進行隨後的加工。當模型組12穿梭從臺200下來後，釋放致動器102，從而使相應的夾持元件14返回它們的伸展的「B」位置，此處沒有如上所述已經運送到工位300的模型組12。現在「空」的夾持裝置10繼續與臺200一起運行返回如圖6中看到的模型加載工位「D」。然後重複該循環，每個空的夾持裝置10連續分度到模型加載工位「D」，此處裝置10與定位在工位「D」的夾持釋放機構100對齊。
因此可以理解，每組模型組10經過相同的釋放裝置，一個位於模型加載工位「D」，另一個位於模型出口位置「C」。這樣，臺200上每個漸進分度的模型組10受到相同的夾持和釋放曲線。相對於現有技術的巨大改進在於，消除了現有技術方法中不同模型組之間的可變性。通過適應地安裝夾持釋放元件而基本上消除了不同夾持裝置之間的公差建立可變性。
最後，從前面針對在每個夾持裝置10和每個夾持元件14上進行的測試和校正程序的描述認識到，施加在每個接觸透鏡模型12上的夾持力可以精確控制並在全部模型組12之間均衡。因此已經消除了前面接受而不期望的在生產模型接觸透鏡過程中的變量。
儘管針對本發明的優選實施例對其進行了圖示和描述，本領域技術人員可以理解，在不脫離應當僅由附屬權利要求的範圍限定的本發明的精神或範圍的前提下，可以在形式和細節上進行前述的和其它的改變。
權利要求
1.一種夾持透鏡模型的夾持裝置，該透鏡模型具有配合的凹凸模型部分，用於在其間接收一定量的用於形成透鏡的液態透鏡成型材料，上述夾持裝置包括a)一具有一上表面的參照夾具，該上表面構造成可移動地在其上放置上述透鏡模型；b)一以間隔開的關係相對於上述參照夾具定位的上板，上述夾具的上述上表面面向上述上板；c)與上述參照夾具耦接的線性傳送裝置，可操作地在一收縮位置和一伸展位置之間交替移動上述參照夾具，在該收縮位置，上述夾具上表面與上述上板之間的上述間距大於上述透鏡模型的高度「h」，在該伸展位置，上述夾具與上述模型一起向上述上板移動，直到上述模型鄰接上述上板並被夾持在上述參照夾具與上述上板之間；及d)將上述參照夾具偏壓在上述伸展位置的裝置，上述偏壓裝置可以有選擇地調節到一預定的偏壓力。
2.如權利要求1所述的夾持裝置，其中上述線性傳送裝置包括一軸，該軸在其一端聯接到上述參照夾具上，在與上述一端相對的端部聯接到一線性致動器上。
3.如權利要求2所述的夾持裝置，其中上述軸帶螺紋，上述偏壓裝置包括一環繞上述軸的螺旋彈簧，上述彈簧在其一端固定，及一在上述彈簧上與上述一端相對的端部可調節地定位在上述軸上的螺母，可在上述對上述螺母進行上述調節，以調節上述彈簧的上述偏壓力。
4.如權利要求3所述的夾持裝置，其中上述螺母是一具有一定位螺栓的對開螺母，上述軸具有形成於其上用於相對於上述螺母旋轉上述軸的裝置，從而調節上述螺母在上述軸上的位置。
5.如權利要求3所述的夾持裝置，其中還包括一固定上述彈簧一端的襯套，上述襯套連接到一安裝板上，上述螺紋軸穿過該安裝板延伸。
6.如權利要求1所述的夾持裝置，其中還包括一上述參照夾具從中穿過延伸的板，上述板具有一上表面，當上述夾持裝置移動到上述收縮位置時，該上表面基本上與上述夾具上表面齊平。
7.如權利要求1所述的夾持裝置，其中上述上板包括一開口，該開口與上述透鏡模型對齊，從而使單體熟化裝置可穿過而到達上述透鏡模型。
8.如權利要求2所述的夾持裝置，其中還包括一與上述線性致動器聯接並可與之一起移動的夾持釋放裝置，上述夾持釋放裝置包括一嚙合元件，該嚙合元件構造成可釋放地嚙合到上述軸相對端上，並移動上述軸壓靠上述偏壓裝置，從而將上述參照夾具移動到上述收縮位置。
9.如權利要求8所述的夾持裝置，其中還包括一安裝到上述軸相對端上的軸承，上述嚙合元件包括一對其間可移動地定位上述軸承的間隔開的指，上述指構造成在起動上述致動器後嚙合上述軸承，並將上述軸和上述參照夾具移動到上述收縮位置。
10.如權利要求9所述的夾持裝置，其中上述嚙合元件包括一從其與上述指相對的端部伸出的軸，還包括一具有一開口的塊，上述嚙合元件的上述軸穿過該開口延伸，上述軸具有一在上述塊上與上述指相對的一側連接到其上的卷簧，上述卷簧可操作而將上述嚙合元件壓靠在上述塊上。
11.如權利要求10所述的夾持裝置，其中還包括一透鏡模型加載工位和一透鏡模型出口工位，上述透鏡模型加載工位具有用於當上述夾具位於上述收縮位置時將上述透鏡模型定位在上述參照夾具上表面上的裝置，上述透鏡模型出口工位具有用於將上述透鏡模型從上述參照夾具上表面移出的裝置。
12.如權利要求1所述的夾持裝置，其中還包括一旋轉臺，上述夾持裝置安裝到其上。
13.如權利要求12所述的夾持裝置，其中還包括一透鏡模型加載工位和一透鏡模型出口工位，上述透鏡模型加載工位具有用於當上述夾具位於上述收縮位置時將上述透鏡模型定位在上述參照夾具上表面上的裝置，上述透鏡模型出口工位具有用於將上述透鏡模型從上述參照夾具上表面移出的裝置。
14.如權利要求13所述的夾持裝置，其中在上述模型加載工位和上述模型出口工位分別定位一個模型夾持釋放裝置。
15.如權利要求14所述的夾持裝置，其中上述臺為圓形，環繞和靠近上述臺的周邊以環形間隔開的關係安裝多個上述夾持裝置，使上述夾持裝置與上述臺一起旋轉。
16.如權利要求10所述的夾持裝置，其中還包括一透鏡模型加載工位和一透鏡模型出口工位，上述透鏡模型加載工位具有用於當上述夾具位於上述收縮位置時將上述透鏡模型定位在上述參照夾具上表面上的裝置，上述透鏡模型出口工位具有用於將上述透鏡模型從上述參照夾具上表面移出的裝置。
17.一種夾持透鏡模型的方法，該透鏡模型具有配合的凹凸模型部分，用於在其間接收一定量的形成透鏡的液態透鏡成型材料，上述方法包括下列步驟a)提供一具有一上表面的參照夾具，該上表面構造成可移動地在其上放置上述透鏡模型；b)提供一以間隔開的關係相對於上述參照夾具定位的上板，上述夾具的上述上表面面向上述上板；c)提供與上述參照夾具耦接的線性傳送裝置，該線性傳送裝置可操作地在一收縮位置和一伸展位置之間交替移動上述參照夾具，在該收縮位置，上述夾具上表面與上述上板之間的上述間距大於上述透鏡模型的高度「h」，在該伸展位置，上述夾具與上述模型一起向上述上板移動，直到上述模型鄰接上述上板並被夾持在上述參照夾具與上述上板之間；及d)利用一偏壓裝置將上述參照夾具偏壓在上述伸展位置，上述偏壓裝置可以有選擇地調節到一預定的偏壓力。
全文摘要
本發明涉及用於夾持和釋放接觸透鏡模型的裝置和方法，其中用於將其間設有可聚合液態單體的接觸透鏡模型夾持在一起的裝置，包括多個夾持裝置(10)，每個夾持裝置分別具有一安裝到接觸透鏡熟化臺上的線性傳送軸元件(16)。設有一共用的模型夾持釋放裝置(100)，每個模型夾持裝置(10)從中穿過，從而確保每個模型組(12)接受相同的夾持和釋放曲線。另外，可通過安裝到軸元件(16)上的可調節螺母(30)來單獨調節每個夾持裝置(10)的夾持力的量，由此可控制由軸元件(16)傳遞給被夾持的接觸透鏡模型的力的量。
文檔編號G02C7/04GK1431950SQ01810384
公開日2003年7月23日 申請日期2001年5月30日 優先權日2000年5月31日
發明者麥可·H·多布納爾 申請人:博士倫外科手術公司