嵌入式镜片磨边机扫描与中心定位系统

VIP免费
3.0 赵德峰 2024-11-19 4 4 946.32KB 86 页 15积分
侵权投诉
第一章 绪论
- 1 -
第一章 绪论
§1.1 论文的研究背景
一副合格的眼镜要依赖于合格的镜片质量、镜架质量、验光水平和镜片磨边
加工 4 部分相结合才能实现。而在眼镜镜片磨边加工的过程中要考虑到：顶焦度、
瞳距、光学中心位置、镜框材料等各方面的因素，因此镜片的磨边工作是一项负
责而又相当重要的一个工作，其质量也日益引起广大消费者的重视。
改革开放后，眼镜行业已逐步引进国外性能好、效率高的机床，节省人力、
时间、提高工效，磨边质量也大为提高。在新一代的镜片磨边机中引进的主要国
外产品有：日本 GRAND 的 GS-75、GS-80 等；德国的 WECD-1066 等；法国的 ESSILOR
的 MBS 等，国内自主研发的有北京玻璃机械厂生产的 YMB 仿形磨边机、南京仪表
机械厂生产的 MBF510、MBF57 仿形磨边机等[1]。
在仿形磨边机之后，近几年产生了使用更方便、自动化程度更高的全自动磨
边机。其中主要是国外的设备，主要有日本 Dia 的 Dia600－SX3 多功能自动磨边
机、西班牙 INDO 公司生产的全自动磨边机、法国依视路的 KAPPA 三维数字式全自
动磨边机[2]。而这种国外引进的全自动磨边机的价格相当昂贵，大都在 20 万左右。
在这种高端眼镜磨边机市场被国外设备占领的情况下，我们有必要尽快自主研究
开发出高效、精确的镜片加工机器。
§1.2 国内外研究动态
随着人们生活水平的不断提高、科学技术的不断发展，人们对眼镜的舒适度、
美观、精度等要求也在不断提高。因此眼镜加工设备也在不断的研究改进中，目
前市场上主要有眼镜片手修磨边机、眼镜片仿形磨边机、全自动磨边机三种类型
的眼镜镜片磨边机。下面我们来具体介绍一下这三种磨边机：
a. 手修磨边机
主要结构特点：此机床为小型台式，金刚石砂轮直接装在电机上，可用自来
水直接冷却。可根据情况随意搬动，砂轮的旋转由按钮开关控制。
b. 眼镜片仿形磨边机，
这类磨边机一般是在模板的基础上加工镜片，控制电路采用模拟电路。该类磨
边机由日本生产设计名为 GS-75 眼镜片仿形磨边机。在此基础上我国北京玻璃机
械厂开发出 YMB 仿形磨边机。
其主要结构特点：根据样板可以自动仿形和倒角，手工装拆镜片；由工件电机
通过两根同步齿形带分别驱动左右工件轴；砂轮轴由砂轮电机通过型三角带带动，
采用金刚石砂轮磨削，分别为平面粗磨砂轮、大倒角砂轮、小倒角砂轮；工件架
嵌入式镜片磨边机扫描与中心定位系统
- 2 -
的上下、左移运动由抬移电机通过同轴凸轮控制；磨削时的压力由工件架重力而
产生，压力开关上的弹簧可调节其大小；压力开关分别控制镜片的正反转和间歇
二种磨削方式。光整磨削时间由时间继电器设定；镜片仿形和倒角位置可调，倒
角弯度也可人为调节。
在此基础上北京玻璃机械厂还开发研究了 MBF57 眼镜片仿形磨边机。与原有
磨边机相比较增加了镜片加工过程中的回溃。镜片加工过程中的测量装置是将加
工后的镜片周长记下来，被π除后得到当量直径来计量的。此装置主要通过一个
滚筒和一个圆光栅编码器实现的。测量精度为±0.1mm(指当量直径)。
c. 全自动磨边机
这类磨边机主要由磨边机主机、扫描仪、中心定位仪三部分构成。
其中，扫描仪的作用是利用编码器将各方向运动的位移记录成数据，将数据
组成虚拟的镜框图像。其中包括镜框的形状、大小、弧度等加工参数；主机则将
扫描仪记录的数据经过整合后直观的显示出镜框各个参数，操作者可以根据配镜
处方和镜架类型，调整相应的加工程序和加工方式。再根据调整后的数据对各个
动作电机进行驱动，包括镜片扫描，主砂轮驱动，镜片磨边位置调整，压力控制，
进水控制等动作；中心定位仪的作用是使吸盘定位在镜片的光学中心上[3]。
市场上典型产品分析：
图 1.1 依视路全自动磨边机
图 1.1 所示的产品即为目前市场上的典型产品，它是由法国依视路公司设计制
造的全自动磨边机。图中左侧为该机的中心定位系统，右侧为扫描和磨边系统。
目前这类磨边机的技术主要掌握在日本、法国、西班牙等国家，我国的一些
生产厂家也正在研究开发中。下面我们主要以法国依视路公司设计制造的依视路
全自动磨边机为例来说明这类磨边机的特点。
主要结构特点：
彩色显示屏；
第一章 绪论
- 3 -
中文显示；
独创数值键直接输入；
图形化标识，见图知义；
自动装夹扫描镜架；
自动压力调节；
自动定位扫描针；
左/右框或双框扫描；
实际大小、方便直观；
直接输入瞳距、瞳高；
电动控制打吸盘。
§1.3 与本系统相关标准
根据 GB 13511-1999《配装眼镜》标准，有如下几个定义我们需要了解：
光学中心水平距离：两镜片光学中心在与镜圈几何中心连线平行方向上的
距离。
光学中心水平偏差：光学中心水平距离与瞳距的差值。
光学中心高度：光学中心与镜圈几何中心在垂直方向上的距离。
光学中心垂直互差：两镜片光学中心高度的差值。
光学中心水平平差：镜片光学中心在水平方向与眼瞳的单侧偏差。
标准中关于光学中心水平偏差有如下规定：
验光处方定配眼镜的光学中心水平偏差必须符合表1.1的规定：
表1.1
水平方向顶焦度绝对值D
0.25～1.00
1.25～2.00
2.25～4.00
4.25～6.00
≧6.25
光学中心水平允差mm
9.0
6.0
4.0
3.0
2.0
其中：验光处方定配眼镜的光学中心水平互差均不得大于表1.1中光学中心水
平允差的二分之一；批量生产老视眼镜需标明光学中心水平距离，光学中心水平
距离的标称值与实测数值偏差应小于±1.0mm；验光处方定配双光眼镜主镜片的光
学中心水平偏差亦必须符合上表的规定，子镜片几何中心水平距离与近瞳距的差
值不得大于2.5mm若配镜者对子镜片顶点高度有特殊要求的，不受上述要求限制[4]。
表1.2
垂直方向顶焦度绝对值D
0.25～1.00
1.25～2.00
2.25～8.00
>8.25
光学中心垂直互差mm
≦3.0
≦2.0
≦1.0
≦0.5
注：镜片的光学中心应位于镜圈几何中心垂直方向上下3mm的范围内。
标准中有关光学中心高度有如下规定：配装眼镜的光学中心垂直互差必须符合
嵌入式镜片磨边机扫描与中心定位系统
- 4 -
表1.2中的规定；双光眼镜的子镜片顶点在垂直方向上应位于主镜片几何中心下方
2.5mm至5mm处；两子镜片顶点在垂直方向上的互差不得大于1mm。
第二章 系统总体说明
- 5 -
第二章 系统总体说明
嵌入式系统是硬件和软件的有机结合，并以硬件的形态表现出来。本章将从软
硬件两个方面入手，介绍该系统的开发环境。
§2.1 系统硬件环境
在毕业设计所研究的系统中硬件由 4 部分组成：核心板、底板、镜框采集系统
和镜片中心定位系统构成。系统整体结构如图 2.1 所示：
图2.1 系统整体结构框图
§2.1.1 核心板
在核心板板上集成有：Samsung S3C2410处理器，两片16M×16位的SDRAM（共
64Mbytes，因为32位寻址，故两片SDRAM的数据总线分别接S3C2410高16位和低16
位数据总线，这样拼成32位SDRAM使用）、一片8M×16位数据宽度的Intel E28F128。
（固定为16位数据读写访问模式，该芯片直接S3C2410低16位数据总线，同时按照
S3C2410处理器芯片资料，NOR FLASH安装在BANK0，也就是0x1000000）。
S3C2410 是三星公司生产的 32 位 RISC 嵌入式处理器，它专为手持设备和一
般应用而设计，能满足嵌入式系统中的低成本低功耗高性能小体积的要求。S3C2
410 使用 ARM920T 核，内部带有全性能的 MMU( 内存处理单元 ) ，它适用于设计
移动手持设备类产品，具有高性能、低功耗、接口丰富和体积小等优良特性。
S3C2410 的工作频率是 203MHz 或 266MHz。S3C2410 片上集成了 16KB 的指令和数据
CACHE、处理虚拟存储器管理的 MMU、外部存储器控制器、触摸屏接口等等。S3C2410
内部集成了 STN 和 TFT 的 LCD 控制器，支持 3 种形式的 LCD 驱动：4 位双扫描、4
位单扫描、8 位单扫描模式。S3C2410 内置有 USB 控制器，其中 1 个 USB Host 和 2
个 USB Slave 控制器，同时与 USB 1.1 规范相兼容[5]。
嵌入式镜片磨边机扫描与中心定位系统
- 6 -
同步动态存储器(SDRAM)是在现有的标准动态存储器中加入同步控制逻辑(一
个状态机)，利用一个单一的系统时钟同步所有的地址数据和控制信号。使用 SDRAM
不但能提高系统表现，还能简化设计、提供高速的数据传输。在功能上，它类似
常规的 DRAM，且也需时钟进行刷新。可以说，SDRAM 是一种改善了结构的增强型
DRAM。目前的 SDRAM 有 10ns 和 8ns。在本系统中它的起始地址是 0X30000000。
引导程序、操作系统经过裁减以及开发好的应用程序最后都要烧写到 FLASH
中，在本系统中 FLASH 的起始地址是：0X1000000。
§2.1.2 底板
在底板上主要集成了 DM9000、MAX3232、SP3485 以及 SN74LVC4245 和
MAX629 用来负责电源管理和转换。
网络控制器选用 DAVICOM 公司的 DM9000 快速以太网控制处理器，该处理
器配备有标准 10M 以太网接口，包括 MAC 和PHY。物理层支持以太网接口协议。
由于数据有时是以触发形式收到的，因此，DM9000 还集成有接收缓冲区，以便
在接收到数据时能把数据放到这个缓冲区中，然后由数据链路层直接从该缓冲区
里取走数据。链路层通常包括操作系统中的设备驱动程序和计算机中对应的网络
接口卡，它们一起处理与电缆的物理接口细节数据，它的缓冲区可用来暂时存储
要发送或接收的帧。
底板上的MAX3232完成TTL电平与RS-232电平的转换。
MAX3232芯片功耗低，
集成度高，+3.3v供电，具有两个接收和发送通道。使用该模块可以实现嵌入式处
理系统与镜片中心定位仪部分的电路之间的通信。
SP3485是RS-485和RS-422收发器，工作电压为+3.3v，可与+0.5v的逻辑电路共
同工作；允许在同一串行总线上连接32个收发器。
电平转换芯片SN74LVC4245，用来实现5V与3.3V 之间的电平转换，从而为
LCD显示屏等器件提供电源。
MAX629是一种低压转换高压的DC-DC转换芯片，它的输入电压可低至0.8v，
最高不超过|Vout|；输出电压可根据外围电路参数变化在-28v至+28v之间转换，是
一种成本低廉，使用灵活，设计简单的芯片。
镜框采集系统、镜片中心定位系统在以后的章节再进行介绍。
§2.1.3 系统工作过程
系统的工作过程如图 2.2 所示：
摘要：

第一章绪论-1-第一章绪论§1.1论文的研究背景一副合格的眼镜要依赖于合格的镜片质量、镜架质量、验光水平和镜片磨边加工4部分相结合才能实现。而在眼镜镜片磨边加工的过程中要考虑到：顶焦度、瞳距、光学中心位置、镜框材料等各方面的因素，因此镜片的磨边工作是一项负责而又相当重要的一个工作，其质量也日益引起广大消费者的重视。改革开放后，眼镜行业已逐步引进国外性能好、效率高的机床，节省人力、时间、提高工效，磨边质量也大为提高。在新一代的镜片磨边机中引进的主要国外产品有：日本GRAND的GS-75、GS-80等；德国的WECD-1066等；法国的ESSILOR的MBS等，国内自主研发的有北京玻璃机械厂生产的...

展开>> 收起<<
嵌入式镜片磨边机扫描与中心定位系统.pdf

共86页,预览9页

还剩页未读， 继续阅读

相关推荐

更多
立即下载
作者：赵德峰 分类：高等教育资料 价格：15积分 属性：86 页 大小：946.32KB 格式：PDF 时间：2024-11-19

开通VIP享超值会员特权

  • 多端同步记录
  • 高速下载文档
  • 免费文档工具
  • 分享文档赚钱
  • 每日登录抽奖
  • 优质衍生服务

作者详情

相关内容

更多

推荐作者

热门标签

/ 86
评分 收藏
分享
立即下载 VIP免费下载
客服
关注