一种单体自动浇注装置及其浇注方法
阅读说明：本技术 一种单体自动浇注装置及其浇注方法 (Automatic monomer pouring device and pouring method thereof ) 是由 孟红祥 于 2020-03-16 设计创作，主要内容包括：本发明涉及单体浇注领域,公开了一种单体自动浇注装置及其浇注方法,其包括合模腔体(1),合模腔体(1)的上端设有泄气口(11),还包括抽气管(2),抽气管(2)上有利用光电技术或电容特性来探测的单体探测装置(3)。光电技术的单体探测装置(3)包括光源(31)、被检测段(30)和探测器(32),经过被检测段(30)的光线并分析接收到的光强大小或光线位置变化；单体探测装置(3)也可为电容探测器,探测器(33)利用被检测段(30)内有无单体的两种不同的电容特性来实现检测。本发明结构简单合理、实用性强,且不存在浪费单体的情况。(The invention relates to the monomer pouring field, and discloses a monomer automatic pouring device and a pouring method thereof, wherein the monomer automatic pouring device comprises a die closing cavity (1), the upper end of the die closing cavity (1) is provided with an air leakage opening (11), the monomer automatic pouring device also comprises an air exhaust pipe (2), and a monomer detection device (3) which is used for detecting by using a photoelectric technology or a capacitance characteristic is arranged on the air exhaust pipe (2). The single detection device (3) of the photoelectric technology comprises a light source (31), a detected section (30) and a detector (32), and the light passing through the detected section (30) analyzes the received light intensity or light position change; the single body detection device (3) can also be a capacitance detector, and the detector (33) realizes detection by utilizing two different capacitance characteristics of whether a single body exists in the detected section (30). The invention has simple and reasonable structure and strong practicability, and does not waste monomers.)
技术领域
本发明涉及单体浇注领域，尤其涉及了一种单体自动浇注装置及其浇注方法。
背景技术
现在佩戴眼镜的人员越来越多，有用眼疲劳带来的近视人群，有年龄增大眼睛功能退化的中老年人，这些人群都需要佩戴眼镜来校正屈光度，这使得用于校正光学视力或用于保护视力的眼镜片的需求量上升。人的一生，不可能离开眼镜，或近视，或老化。正是因为人人离不开眼镜，所以眼镜的基数非常庞大。
绝大多数眼镜镜片采用热固材料，如CR39，1.56材料，MR系列聚氨酯等，这些材料的初始状态一般为粘稠性透明液体，我们称之为单体。从液态的单体到固态的镜片，一般要经过合模—浇注—固化—脱模—车边的工序。浇注工序就是将单体注满由胶带将A玻璃模具(简称A模)和B玻璃模具(简称B模)根据要求组合的合模腔体中。单体注满合模腔体后，经受热激发聚合反应成为固体状的镜片胚料，后经脱模和车边后成为镜片。目前除了浇注以外的所有工序都实行了自动化，唯独浇注工序目前因为无法精确探测液位而无法做到自动化，只能靠人工充填来进行完成。由于树脂单体一般有刺激性挥发气味和弱毒性，因而每个浇注车间的墙面都有一层粘粘的东西。这些粘粘的东西就是浇注过程中挥发出来的单体，挥发出来的这层物质同时也进入了操作者的肺叶中。因此浇注工序存在损害人身健康的侵害，需要新的技术革新来保护工作者的健康。
单体的浇注自动控制目前分为两种：一是基于液面探测技术；二是体积法。专利CN105848844 A专利提出了一种基于体积法的技术，但是因为空腔体积因镜片改变而不同，所以实际中很难精确控制，也就没有基于此技术的自动浇注机面世。而液面探测技术主要有电容式测量、超声测量、激光测距、白光干涉测量和机器视觉的方式。但遗憾的是这些常规手段在镜片单体浇注过程中都无法有效感知或控制液面的精确地到100％充满的位置，结果要么是液面充填不足，要么是过充填，液面溢出，导致自动浇注失败。
ZL 2017 1 0444340.7提出了一种利用光点位移改变或光强改变来探测液面的方法，实现了一种可能的技术路线，但是当合模腔体表面有不规则的渐进多焦点和双光面形分布时，腔体就失去了满幅半值的中心基准，这时就会出现要么液面充填不足，要么是过充填液面溢出的现象，这些都是将导致自动浇注的失败。
合模腔体是一个封闭的腔体，当单体注入时，有时需要排腔体里面的空气。于是我们设想：如果我们在合模腔体的胶带上开一个泄气口，泄气口开在合模腔体的最高点，而浇注管靠近泄气口布置，抽气管道位于泄气口上方，紧靠这个泄气口。这样一方面可以快速吸气，使腔体内保持负压，使浇注过程中形成的气泡可以快速溢出，同时在抽气管道上布置一种单体探测器，利用管道内单体的有无当作单体有否注满合模腔体的判据，这样就能完美地实现自动浇注，于是本发明由此而生。
发明内容
本发明针对现有技术中无法自动检测浇注完成的缺点，提供了一种单体自动浇注装置及其浇注方法。
为了解决上述技术问题，本发明通过下述技术方案得以解决：
一种单体自动浇注装置，包括合模腔体，合模腔体的上端设有泄气口，还包括与泄气口紧靠的抽气管，抽气管紧靠泄气口对合模腔体内的气体进行排气，抽气管路上安装有单体探测装置，单体探测器可以是利用基于光电技术或电容特性的单体探测装置。光电单体探测装置包括光源、被检测段和探测器，被检测段位于抽气管中，光源透过被检测段并朝向探测器设置，探测器接收光源发出的光线并分析接收到的光强大小或光线位置变化，从而分析得出是否有单体位于抽气管的被检测段中。利用电容特性的单体探测装置则是在被检测段周围放置电容探测器，利用被检测段中有无单体的电容特性改变来探测被检测段中有无单体。
作为优选，探测器为基于光电技术的探测装置，更有选的是，被检测段作为探测器的一部分构成和凭光线位置变化来探测。
作为优选，光电探测器光电管、相机、PSD、四象限探测器或光电阵列。
作为优选，单体探测器为电容探测器，单体探测器是利用电容的探测装置就是利用有无单体的电容特性改变来实现检测。
作为优选，还包括浇注管和单体容器，浇注管的一端与单体容器连通，浇注管的另一端与合模腔体连通并对合模腔体的内腔输送单体。
作为优选，浇注管上设有浇注阀并通过浇注阀控制浇注管的通断。
作为优选，泄气口位于合模腔体的最上端，浇注管与合模腔体的连接口靠近泄气口设置。
作为优选，抽气管紧靠合模腔体的一端定义为其内端，抽气管的外端安装有负压装置，抽气管的外端还安装有废液收纳瓶。
作为优选，被检测段的内径不大于3mm，被检测段为玻璃管或塑料管。
一种单体自动浇注装置的浇注方法，其步骤包括：
1)将单体放置在单体容器中；
2)打开浇注阀并使单体容器中的单体流入合模腔体中；
3)开启单体探测装置的工作并对透过被检测段中的光线光强大小、位置变化进行监控或利用电容特性在被检测段进行检查有无单体；
4)单体流入合模腔体中的同时，负压装置开始工作，单体推动合模腔体中的气体排出合模腔体外，并通过负压装置和抽气管对合模腔体内腔进行抽气；
5)当单体注满合模腔体后，单体会溢出泄气口并被抽进抽气管中，当单体运动至抽气管的透明段时，单体探测装置监控到透过被检测段中的光线光强大小、位置变化时或探测到电容值有改变时，关闭浇注阀，停止浇注。
本发明由于采用了以上技术方案，具有显著的技术效果：本申请结构简单合理、实用性强，且不存在浪费单体的情况。
附图说明
图1是本发明的结构示意图。
图2是图1部分结构的左视图。
图3是实施例1中情况一的光束正中穿过被检测段的光路示意图。
图4是实施例1中情况二的光束非正中穿过的光路示意图。
图5是实施例1中情况三的光束沿被检测段内壁的光路示意图。
图6是实施例2中情况四的单体探测装置为电容探测器的结构示意图。
附图中各数字标号所指代的部位名称如下：1—合模腔体、2—抽气管、3—单体探测装置、4—浇注管、11—泄气口、21—负压装置、22—废液收纳瓶、30—被检测段、31—光源、32—光电探测器、33—电容探测器、41—单体容器、42—浇注阀。
具体实施方式
下面结合附图与实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例1
一种单体自动浇注装置，包括合模腔体1，合模腔体1的上端设有泄气口11，还包括与泄气口11紧靠的抽气管2，抽气管2紧靠泄气口11对合模腔体1内的气体进行排气，抽气管2上安装有单体探测装置3，单体探测装置3包括光源31、被检测段30和探测器32，被检测段30位于抽气管2上，透气管2中部设有断开，被检测段30的上下两端与该断开连接并与透气管2形成统一的管体，探测器32为光电探测器，光源31穿透被检测段30并朝向探测器32设置，探测器32接收光源31发出的，并经过被检测段30的光线并分析接收到的光强大小或光线位置变化，从而分析得出是够有单体位于抽气管2的被检测段30中。光源31为可以透过被检测段的光源，光电探测器32为光电管、相机、PSD、四象限探测器或光电阵列。
利用透过光强或位置的变化来实现探测的，可分下面几种情况：
情况一：探测器32为光电探测器。光源31发出的光沿光轴，从被检测段30正中对称通过，到达同样沿光轴放置的探测器32上，如图3所示。
当被检测段30中没有单体时，被检测段30的作用是一个负透镜，起发散光束的作用，光源31经过被检测段30到达探测器32时的光束宽度为P1P2，尺寸大于探测器32的接受范围，只有部分光束被探测器32接收；当被检测段30中有单体时，被检测段30的作用是一个正透镜，起会聚光束的作用。光源31发出的光，除了部分分界面的反射外，透射光经过被检测段30全部直接会聚在探测器32上。这样就可以利用探测器32的对应不同光强大小输出的不同电信号，就可以知道被检测段30里面有没有单体流过。
情况二：探测器32为光电探测器。光源31发出的光偏离光轴，投射到玻璃管12上，从被检测段30的一侧透通过，探测器9沿光轴放置，如图4所示，当被检测段30中没有单体时，被检测段的作用是一个负透镜，起发散光束的作用，光源31经过被检测段30到达探测器32时的光束宽度为P2，没有光或只有部分光被探测器32接收；当被检测段30中有单体时，被检测段30的作用是一个正透镜，起会聚光束的作用。光源31发出的光，除了部分分界面的反射外，透射光经过被检测段30全部直接会聚在探测器32上。这样就可以利用探测器32的对应不同光强大小输出的不同电信号，就可以知道被检测段30里面有没有单体流过。
情况三：探测器32为光电探测器。光源31发出的光不居中沿光轴，但从被检测段30内壁和空气的分界点P3上通过，探测器9放置在光轴上，如图5所示。
当被检测段30中没有单体时，光源31经过被检测段30发生全内反射，到达P2点，没有光或只有部分光被探测器32接收；当被检测段30中有单体时，光源31经过被检测段30不发生全内反射。光源31发出的光，经过被检测段30后全部直接会聚在探测器32上。这样就可以利用探测器32的对应不同光强大小输出的不同电信号，就可以知道被检测段30里面有没有单体流过。
上面三种情况表明，当被检测段30中有无单体时，都可以导致透过后的光线出现位置偏折的情况。在不同的位置布置的探测器32，都可以感应到有不同的光线强度；在相同的位置布置的探测器32，也可以感应到有不同的光线强度。在实际实施中，我们选择在相同的位置布置探测器32，结构更简单。
实施例2
单体探测器3为电容探测器，单体探测器3是利用被检测段30内有无单体的电容特性改变来实现检测有无单体流过被检测段。
根据单体在被检测段30的电容变化来探测单体的方法。具体判断方法为情况四：
情况四：单体探测器3为电容探测器。在被检测段30周围放置电容感应探测器，利用被检测段30中有否单体引起的电容特性改变来探测被检测段30中有否单体流过。
实施例3
与实施例1相同，不同的是还包括浇注管4和单体容器41，浇注管4的一端与单体容器41连通，浇注管4的另一端与合模腔体1连通并对合模腔体1的内腔输送单体。
浇注管4上设有浇注阀42并通过浇注阀42控制浇注管4的通断。
泄气口11位于合模腔体1的最上端，浇注管4与合模腔体11的连接口靠近泄气口11设置。
在本申请中，抽气管2和合模腔体1腔体之间可以在运动机构的帮助下相对垂直上下移动。相对垂直上下移动的运动机构一方面可以利用抽气管2在合模腔体1的胶带上戳一个泄气口，实现精确对准；另一方面也方便调节抽气管2和合模腔体1上泄气口11的距离。
实施例4
与实施例3相同，不同的是抽气管2紧靠合模腔体1的一端定义为其内端，抽气管2的外端安装有负压装置21，抽气管2的外端还安装有废液收纳瓶22。废液收纳瓶22里面的单体经排气后可用于重新浇注。
抽气管2上有被检测段30，被检测段30的内径不大于3mm，被检测段30为玻璃管或塑料管。
一种单体自动浇注装置的浇注方法，其步骤包括：
1)将单体放置在单体容器41中；
2)打开浇注阀42并使单体容器41中的单体流入合模腔体1中；
3)开启单体探测装置3的工作并对被检测段30中的光强大小、光线位置变化进行监控或利用电容特性在被检测段进行检查有无单体。当单体探测装置3为光电探测器时，单体探测装置3对透过被检测段30中的光强大小、光线位置变化进行监控；当单体探测装置3为电容探测器时单体探测装置3利用电容特性在被检测段外进行检查被检测段内有无单体流过；
4)单体流入合模腔体1中的同时，负压装置21开始工作，单体推动合模腔体1中的气体排出合模腔体1外，并通过负压装置21和抽气管2对合模腔体1内腔进行抽气；
5)当单体注满合模腔体1后，单体会溢出泄气口11并被抽进抽气管2中，当单体运动至抽气管2的被检测段30时，单体探测装置3监控到被检测段30中的光强大小、光线位置变化时或探测到电容值有改变时，表明合模腔体已经注满；
6)关断关闭浇注阀42，停止浇注，浇注完成；
总之，以上所述仅为本发明的较佳实施例，凡依本发明申请专利范围所作的均等变化与修饰，皆应属本发明专利的涵盖范围。
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