專利名稱：用于輸送眼晴透鏡的裝置和方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及工業(yè)材料的自動處理。具體地說，本發(fā)明涉及一種用于在接觸透鏡成型之后將其從接觸透鏡模上取下并進行輸送的自動裝置和方法。本發(fā)明還可應(yīng)用于其它的眼睛透鏡，例如眼鏡和眼內(nèi)隱形眼鏡。
背景技術(shù)：
接觸透鏡的靜態(tài)模塑已為人所知，參見Bausch&Lomb Incorporated公司的美國專利US5466147，這里作為參考對其進行引用。單個的模裝置包括具有凹形光學(xué)表面的凹模部件和具有凸形光學(xué)表面的凸模部件。凹模和凸模部件具有互補的形狀，并相互結(jié)合在一起而形成一個位于凹模和凸模部件的相互面對的凹形和凸形光學(xué)表面之間的透鏡模腔。
模塑透鏡的基本過程如下將大量的液態(tài)透鏡材料(單體)分配到凹模部件的凹形光學(xué)表面內(nèi)，凸模部件置于凹模部件之上，其相互面對的凹形和凸形表面形成透鏡形狀的模腔。結(jié)合在一起的凹模和凸模部件形成一個模裝置，該模裝置經(jīng)過凝固處理(例如通過加熱或UV照射)，從而使模腔中的透鏡材料聚合。一旦透鏡材料凝固，就必須將凸模和凹模部件分開以取出固化的透鏡。
打開或脫開模部件必須保證不損壞易損的透鏡。一旦透鏡在模腔中聚合，透鏡和透鏡的溢料飛邊就會粘連在相對的凹形和凸形模表面上。因此，必須用足夠大的力將透鏡和透鏡溢料飛邊與相對的模表面之間的粘連斷開才能將凸模部件與凹模部件分離開，而且力還不能太大或隨便用力，否則會損壞透鏡的光學(xué)表面。如果在脫模過程中透鏡破裂或損壞，就必須將透鏡廢棄，這樣就降低了透鏡的產(chǎn)量并增加了制造成本。
一種脫模的裝置和方法的實例請參見受讓給本受讓人Bausch&Lomb Incorporated公司的PCT申請WO98/19854，這里作為參考對其進行引用。另一種現(xiàn)有技術(shù)的機械脫模的方法是通過在兩個模部件之間作用一個杠桿機構(gòu)從而將凸模部件撬離凹模部件。例如，Johnson&JohnsonVision Products，Inc.公司的美國專利US5693268就公開了一種可在凸模和凹模部件的外凸緣之間的模的兩個相對側(cè)進行作用的細(xì)長楔形物。模裝置和楔形物相互平移，從而逐步地將凸模部件和凹模部件撬離開。
一旦模部件分離開，就必須將留在模部件上的透鏡從模部件上取下?，F(xiàn)有技術(shù)中有干法和濕法兩種取下透鏡的方法。在濕法中，水溶液將親水透鏡弄濕，透鏡吸水泡脹，從而使透鏡與模表面分離開。該方法也可應(yīng)用于脫模過程。在干法中，施加力將透鏡和模表面之間的粘連斷開。例如，上述的US5693268就公開了在凸模部件和容納于其中的透鏡之間形成熱量梯度從而有助于使透鏡和模分離。該專利還公開了其它類似的方法，這里作為參考對其進行引用。
Wood的美國專利US4909969公開了一種通過使模體相對于透鏡產(chǎn)生變形從而將透鏡從模上取下的方法。在該方法中，利用直徑逐漸減小的柱塞來壓模體，上述柱塞與模的內(nèi)部接觸產(chǎn)生壓力并作用于模壁上。模體永久變形，從而最終使透鏡與其相互分離。類似地，也可通過對模體施加挾擠力或擠壓力來實現(xiàn)。在凸模和凹模裝置的情況下，擠壓力作用于一個或兩個模部件使模產(chǎn)生變形，從而有助于凹模部件與凸模部件的相互分離。
另一個要考慮的因素是所提出的脫模裝置和方法在高自動化的環(huán)境中性能如何，在如今競爭激烈的接觸透鏡制造業(yè)中一個需要考慮的非常重要的是制造成本。在上述現(xiàn)有技術(shù)的方法中，一旦將其應(yīng)用于高速自動生產(chǎn)線，穩(wěn)定控制脫模操作的效力就下降。
另外還需考慮透鏡的輸送。由于接觸透鏡是易損的纖細(xì)物品，并具有精密的光學(xué)表面，因此，必須非常小心謹(jǐn)慎地進行輸送，以免損壞透鏡和增加制造成本。因此，接觸透鏡自動生產(chǎn)線的一個目標(biāo)就是要利用一種可使輸送機不直接接觸透鏡的接觸透鏡輸送裝置。在必須將透鏡從形成透鏡的模輸送到單獨的封裝裝置以便下游工序(例如含水處理)利用或形成給予消費者的最終包裝(例如轉(zhuǎn)化成泡罩包裝)的情況下，透鏡必須經(jīng)歷數(shù)次的輸送來完成這一輸送過程。在現(xiàn)有技術(shù)中，采用人工輸送的方式，由操作者利用一對鑷子夾住透鏡并將其從模輸送到包裝貯器中。當(dāng)然，這是一種非常辛苦細(xì)致的輸送透鏡的方法，而且在輸送透鏡過程中，鑷子直接與透鏡接觸，且操作者不能恒定地控制使用鑷子的力量，因此，透鏡的損壞幾率大。
在需要按照如上所述將透鏡輸送到單獨的容器中時，由于透鏡處于與濕的狀態(tài)相對的干的狀態(tài)時，在生產(chǎn)線上更易于輸送，因此，最好使干的透鏡與模相分離。這是因為柔軟的接觸透鏡在濕的狀態(tài)下，透鏡非常柔軟易于發(fā)生粘連和折疊，從而給輸送裝置進行輸送帶來困難。
當(dāng)干的透鏡從相應(yīng)的模表面上脫下時，其也易于出現(xiàn)生產(chǎn)中常說的“飛離”現(xiàn)象。這是一種由于生產(chǎn)線周圍的氣流和/或電荷影響而造成的干的透鏡離開其預(yù)定位置的現(xiàn)象。設(shè)備的運動部件和/或工人在生產(chǎn)線附近運動都會產(chǎn)生氣流。另外，生產(chǎn)線上的自動設(shè)備通常也會產(chǎn)生靜電。透鏡的飛離會造成在透鏡所要放置的貯器中“無透鏡”的情況增加，從而增加了停機時間和生產(chǎn)成本來進行檢測和修正“無透鏡”情況。
因此，需要一種用于將接觸透鏡從相應(yīng)的模部件上干的取下的裝置和方法，其在輸送過程中基本上可消除透鏡的飛離，并可在高速和自動生產(chǎn)線上持久穩(wěn)定地使用。

發(fā)明內(nèi)容
首先，本發(fā)明提出了現(xiàn)有技術(shù)中干透鏡分離方法和裝置所存在的問題，并提供一種用于使接觸透鏡在干的狀態(tài)下與相應(yīng)的模部件分離的裝置和方法，其不損壞透鏡并可在生產(chǎn)線上高速自動進行。其次，本發(fā)明提供一種用于將干的接觸透鏡從其相應(yīng)的模部件輸送到單獨貯器的裝置和方法，其不僅不會損壞透鏡，而且可避免出現(xiàn)透鏡發(fā)生不經(jīng)意移動的現(xiàn)象(后面稱為“飛離”)。
特別是，本發(fā)明包括一種在線生產(chǎn)裝置，其可操作地接納一系列單獨的載有固化透鏡的接觸透鏡模部件，使透鏡與相應(yīng)的模部件分離，并以將透鏡可靠地俘獲在貯器中的方式將透鏡提升和輸送到單獨的貯器中，從而基本上可消除發(fā)生透鏡飛離。
因此，模裝置在進入透鏡分離和輸送裝置之前，已經(jīng)過固化處理來使透鏡材料固化，且凹模和凸模裝置分離并露出仍保留在其中一個模表面上的透鏡。在本發(fā)明的優(yōu)選實施例中，透鏡仍保留在凹模部件上(凹形的光學(xué)模表面)。最好將透鏡保留在所需的模部件上，這可通過各種方法來實現(xiàn)，例如，通過相應(yīng)表面的模結(jié)構(gòu)和幾何形狀；對一個模表面進行電化學(xué)或其它表面處理；和/或利用不同的材料來制造凸模和凹模部件，從而使一個模部件比另一個模部件具有更類似于透鏡的材料。
預(yù)定數(shù)目的帶有透鏡的模部件放置在模托板或其它適當(dāng)?shù)闹С猩?，從而以預(yù)定的排列方式將模裝置布置在托板上。托板進入透鏡分離和輸送裝置，并將帶有模部件的托板輸送到該裝置內(nèi)的透鏡分離工位。在透鏡分離工位，銷可操作地從相應(yīng)的模部件下方升起，并與模部件的與容納透鏡的光學(xué)表面相對的表面接觸。銷將預(yù)定的力作用于模部件，從而使模表面略微變形，以破壞光學(xué)模表面與透鏡之間的粘結(jié)力。
在銷使透鏡與模部件分離之前，真空頭下降到托板的上方，其預(yù)先已拾取了可釋放地連接到真空頭裝置上的托板蓋。當(dāng)銷從托板下方作用而使透鏡與模表面分離時，啟動真空頭拾取透鏡并離開模部件。真空頭將透鏡和托板蓋一起輸送到載有用于容納每個透鏡的貯器的第二托板處。在優(yōu)選實施例中，貯器是一種具有凹形壁的泡狀包裝，透鏡放置在包裝中以便對其進行含水處理和最終的包裝處理。
當(dāng)真空頭在上方與相應(yīng)的貯器對準(zhǔn)時，真空釋放且透鏡就掉入到第二托板的貯器中。然后，真空頭升起，將托板蓋留在第二托板的頂部。托板蓋上供真空頭穿過的孔的直徑足夠地大，從而可使真空頭伸入和縮回，而且上述孔的直徑還足夠地小以免透鏡通過。在此情況下，托板蓋可將透鏡限制在其相應(yīng)的貯器內(nèi)，從而避免出現(xiàn)透鏡飛離。


圖1A是脫開的模裝置的橫截面圖，該模裝置包括一個凸模部件，該凸模部件位于一個互補的凹模部件的上方并與其間隔開；圖1B是凹模部件的橫截面圖，其中，模制出的透鏡位于該凹模部件的凹形面上；
圖2是與圖1A相類似的視圖，其中，凸模部件和凹模部件以預(yù)定的方式相互結(jié)合在一起；圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的透鏡分離和輸送裝置的平面圖；圖4A和4B分別是托板蓋輸入儲存庫的頂部平面圖和側(cè)視圖；圖5A是凹模部件托板的頂部透視圖；圖5B是圖5A沿5B-5B的橫截面圖；圖6A是凹模托板翻轉(zhuǎn)裝置的頂部平面圖，圖6B是其側(cè)視圖，其部分地被剖開；圖6C和6D是在凹模托板翻轉(zhuǎn)裝置上翻轉(zhuǎn)的凹模部件的放大橫截面圖；圖7A是托板蓋的底部透視圖；圖7B是圖7A所示托板蓋中的一個凹陷部的放大詳圖；圖7C是圖7A和7B所示托板蓋的底部平面圖；圖7D是托板蓋的頂部平面圖；圖8A是以預(yù)定方式保持托板蓋的真空拾取頭裝置的局部側(cè)視截面圖；圖8B是載有用于拾取透鏡的真空頭和用于拾取托板蓋的真空頭的板件的平面圖；圖9A-C是通過一個真空頭和銷顯示了透鏡分離和拾取工位的連續(xù)工作步驟的局部側(cè)視橫截面圖；圖9D的局部橫截面圖顯示了透鏡從凹模部件上取下后空的凹模部件、拋掉凹模部件以及前移并使空凹模托板離開透鏡分離和輸送裝置；圖10A和10B分別是透鏡移動工位的橫截面圖和透視圖，其示出了透鏡將要釋放在相應(yīng)的透鏡貯器中之前的拾取頭和透鏡；
圖10C和10D分別是透鏡移動工位的橫截面圖和透視圖，其示出了拾取頭在透鏡釋放到透鏡貯器之后立刻從托板蓋返回；圖11A是圖10D沿線11A-11A的橫截面圖；以及圖11B是與圖11A相類似的視圖，并還包括第二透鏡貯器、相連的托板和疊置在圖11A所示的透鏡貯器托板和托板蓋上的托板蓋。
具體實施例方式
下面將對本發(fā)明的眾多可能的實施例中的一些實施例進行描述?？梢岳斫猓@里所描述的本發(fā)明的各個部件可根據(jù)所采用的特定的透鏡模塑方式進行變化。例如，可進行變化來適應(yīng)所采用的特定的模結(jié)構(gòu)、特定的上游操作過程例如固化方法，和/或特定的下游操作過程例如使透鏡含水和包裝透鏡。
如圖所示，圖1和2示出了現(xiàn)有技術(shù)中的接觸透鏡的模裝置10，該模裝置包括分別具有相應(yīng)的凹形和凸形光學(xué)模表面12a、14a的凹模部件12和互補的凸模部件14。為了模制透鏡，將大量的液態(tài)透鏡材料16(例如單體)分配到凹模部件中，凸模部件布置在凹模部件上，凹模部件和凸模部件就會形成一個由相互面對的光學(xué)模表面12A、14A確定的透鏡形狀的模腔18(見圖2)。每個模部件12、14都包括一個相應(yīng)的環(huán)形壁部分12C、14C，使得凸模部件14安裝在凹模部件12上時，就形成一種滑動活塞/缸形式的動作。每個模部件還包括一個環(huán)形的平的部分12E、14E，該平的部分分別從相應(yīng)的模表面12A、14A徑向向外伸出，并分別與相應(yīng)的環(huán)形壁部分12C、14C相會在環(huán)形平的部分12E、14E的外周緣。每個模部件12、14還包括從相應(yīng)的環(huán)形壁部分12C、14C徑向向外伸出的環(huán)形法蘭12B、14B。
模部件12、14通常由聚丙烯、聚苯乙烯或聚氯乙烯注模而成，且由于在模制透鏡之后其光學(xué)表面就會退化，因此，只能使用一次來模制出一個透鏡。擴散到凹模部件12中的大量單體16足以允許在安置凸模部件14時單體有輕微的溢流，從而保證完全充滿模腔并到達將由透鏡邊緣形成的周緣。在完全將凸模部件安置到凹模部件上時，過量的單體就從模腔18徑向向外流。凝固后，這些過量的單體就形成位于環(huán)形平的部分12E、14E之間的環(huán)形溢料飛邊17，通常被稱為“單體環(huán)”。
因此，如圖2所示，在模裝置10已充滿并合成時，就要經(jīng)過凝固處理，以使模腔18中的單體聚合。通常，接觸透鏡凝固方法包括UV照射和/或加熱(例如烘烤)處理。無論是否利用UV和/或加熱裝置進行凝固處理，本領(lǐng)域技術(shù)人員可根據(jù)模和單體的類型來準(zhǔn)確地確定凝固模式，也可通過試探而不是過度的大量實驗來進行確定。一旦凝固完成，凸模部件14就與凹模部件12分離，從而露出在此已形成的透鏡16’(圖1B)。脫模過程必須中斷兩個模部件之間的連接，而且還不能損壞仍保留在其中一個模表面上的透鏡。在本發(fā)明背景技術(shù)中就提及了適當(dāng)?shù)拿撃７椒?。在此所描述的?yōu)選實施例中，如圖1B所示，在脫模時透鏡16’仍保留在凹模的凹形光學(xué)表面12A上，透鏡的溢料飛邊17仍位于相連的凸模部件14(未單獨示出)上，盡管這可按照根據(jù)需要所采用的特定的模結(jié)構(gòu)而進行變化。因此，在脫模之后，透鏡16’仍與凹模表面12A相連，并處于干燥、剛性狀態(tài)(也就是，還未含水)。
首先，本發(fā)明就是要提供一種用于將處于干的狀態(tài)的已固化透鏡從脫模后其所粘連著的模部件上取下的裝置和方法。
其次，本發(fā)明提供一種用于將分散的透鏡從模部件上取下并將其以可避免透鏡出現(xiàn)飛離的方式輸送到貯器的裝置和方法。
再者，本發(fā)明提供一種用于翻轉(zhuǎn)保持模部件的托板從而在釋放透鏡之前使透鏡在其相應(yīng)的模部件中處于面向上的位置的裝置和方法。
圖3是本發(fā)明優(yōu)選實施例的平面圖，其包括一個用于分離干的透鏡并將其輸送到第二貯器，例如將透鏡包裝在一次性包裝中以便運輸?shù)较M者手中的制造裝置11。為便于描述，這里所述的裝置11具有三個主要的工位，工位1、2和3。總之，在工位1處，托板蓋20通過可沿著裝在上方的導(dǎo)軌24沿箭頭24’所示方向前后移動的取放裝置22進行拾取。然后，取放裝置22和托板蓋20一起運動到工位2，在此，粘連著透鏡16’的一系列凹模部件12以透鏡側(cè)面向上的方式安置在模托板26上。一系列銷28位于模托板26的下方，并可操縱地升高與相應(yīng)的模部件12的非光學(xué)凸形表面12D相接觸(圖9A-C)。同時，當(dāng)透鏡16’在銷28的作用下分離時，取放裝置22下降并使透鏡16’與真空頭22A接觸。然后，取放裝置22沿導(dǎo)軌24運動到工位3，在此將透鏡16’儲存在相應(yīng)的貯器中，同時將托板蓋20放置在上方，并將透鏡16’限制在貯器中以避免透鏡出現(xiàn)飛離。然后，透鏡和貯器以及托板蓋一起離開該裝置進行必要的后續(xù)處理(例如，使透鏡含水、分離、消毒、檢驗等)。
下面將對本發(fā)明優(yōu)選實施例的透鏡分離和輸送裝置進行詳細(xì)描述。如圖3和4所示，在位置32處將多個托板蓋20輸入到裝置11中。托板蓋20的作用總的說有兩個方面首先，蓋20可靠地將透鏡保持在相應(yīng)的貯器30中，從而基本上可避免透鏡出現(xiàn)飛離；其次，蓋20形成疊置裝置的一部分，透鏡可在上述疊置裝置中進行水合處理(參見圖11A和11B)。圖7A-7D也示出了托板蓋20的一種優(yōu)選的結(jié)構(gòu)，其中按照3×5的排列方式設(shè)有多個大致為圓形的凹陷部21，但是，凹陷部的數(shù)目和形狀是可根據(jù)需要進行變化的(也就是，凹陷部的數(shù)目和形狀通常與所用的貯器30的數(shù)目和形狀相對應(yīng))。凹陷部21還可包括一個中心孔21A和相通的槽21B，在水合過程中，其可允許水流經(jīng)保持有透鏡的凹陷部。
因此，將多個托板蓋20在位置32處輸入到裝置11中。托板蓋20可進行疊置并設(shè)置在儲存庫33中，以便一次一個地將蓋20配送到裝置11中。可利用銷34作為一種適當(dāng)?shù)呐渌蜋C構(gòu)，其包括一個可收縮的銷頭34’并固定在直線致動裝置36上。設(shè)置在儲存庫33輸出側(cè)33’附近的接近傳感器(未示出)向計算機控制裝置(未示出)發(fā)出信號，該控制裝置操縱銷34使銷頭34’延伸到靠近位于儲存庫33的最底部的蓋20的尾緣20’的位置(圖4A和4B)。大約同時，計算機啟動直線致動裝置36向裝置11的工位1的方向前進。當(dāng)致動裝置和銷已完成全部行程時，就使蓋20離開儲存庫33，且致動裝置和銷返回到原先位置準(zhǔn)備配送儲存庫33中的下一個蓋20。在返回行程中，銷頭34’縮回以便在返回行程中避開儲存庫中的蓋20。當(dāng)由于缺少蓋20而再次啟動接近傳感器時，銷頭34’將伸出且致動裝置36向前推儲存庫33中的下一個蓋20。
蓋20轉(zhuǎn)到工位1，在此，取放裝置22移動，以便從工位1中一次一個順序地接觸和提升蓋20?？衫靡粚ζ叫袑?dǎo)軌38A、B(圖4A)作為適當(dāng)?shù)妮斔脱b置，蓋20沿著導(dǎo)軌由直線致動裝置36驅(qū)動而運動到工位1，但也可利用其它已知的輸送裝置，例如，采用輸送機系統(tǒng)將蓋20從儲存庫33運送到工位1。
如圖8A、8B和10B所示，取放裝置22包括一系列的蓋拾取頭19和一系列的透鏡拾取頭22A，其每一個都與真空源“V”相連。在該優(yōu)選實施例中，透鏡拾取頭22A的排列方式與在工位2中要拾取的透鏡的排列方式相同，而且還與蓋20上的凹陷部21的排列方式相同。因此，在圖示的實施例中，設(shè)置了15個透鏡拾取頭22A，其固定并垂掛在裝置22的透鏡拾取板25上。透鏡拾取板25包括安裝托架25’，安裝托架固定在豎直滑道(未示出)上，以便使板25可按照圖8A中箭頭25”所示方向交替地在工位1、2和3之間下降和升高。類似地，設(shè)有一個或多個最好是4個用于拾取蓋20的拾取頭19，其固定并垂掛在蓋拾取板27上，該板自身具有安裝托架27’，該安裝托架在與透鏡拾取板25的安裝托架25’相對的一側(cè)固定在取放裝置22的豎直滑道(未示出)上，以便使板27可按照箭頭27”所示方向交替地在工位1、2和3之間下降和升高。如圖8B所示，板25和27每個所具有的結(jié)構(gòu)都可使其相互獨立地豎直移動。另外，板25和27之間緊密搭結(jié)配合并相互間隔使得蓋拾取頭19可位于最外側(cè)的三個透鏡拾取頭22A之間。如圖10B所示，四個蓋拾取頭19(為清楚起見，圖中僅示出了一個)與靠近蓋的兩個相對側(cè)邊緣20C和20D的孔21A之間的頂部表面20A相接觸。盡管如上所述，設(shè)有15個透鏡拾取頭22A，其延伸穿過托板蓋20上的相應(yīng)孔21A，但是，為清楚起見，在圖10B和10D中僅示出了一個透鏡拾取頭22A。
因此，在工位1中，取放板25和27與每個透鏡拾取頭22A一起下降，透鏡拾取頭與蓋20上的相應(yīng)孔21A對準(zhǔn)并向下延伸穿過上述的孔21A，蓋拾取頭19與蓋20的頂部表面20A相接觸并(通過相應(yīng)的真空源V)將其抓住(參見圖3、8A、B和10B、D)。為有助于使拾取頭19和22A與蓋上的孔21A保持對準(zhǔn)，在蓋20上設(shè)有一個或多個對準(zhǔn)孔21E，固定在透鏡拾取板25上的相應(yīng)數(shù)目的對準(zhǔn)銷29穿過上述對準(zhǔn)孔(圖8A)。當(dāng)蓋拾取頭19以所述的方式與蓋20接觸時，板25和27一起升起并向工位2移動，在工位2處進行透鏡的分離和拾取。
如圖3所示，多個粘連有透鏡16’的凹模部件12在位置40處進入裝置11。在該優(yōu)選實施例中，模部件12是凹模部件，并以預(yù)定的排列方式布置在托板26(圖5A)或其它適當(dāng)?shù)闹С猩?，以便進入裝置11。其排列方式應(yīng)當(dāng)與蓋20上的凹陷部21的排列方式一致，且數(shù)目相等。因此，如圖5A所示，3×5排列的孔26’設(shè)置在模托板26上，一共15個凹模部件12分別布置在托板26上。與蓋20的情況一樣，多個模托板26及其相應(yīng)的凹模部件12以及粘連在其上的透鏡16可疊置在儲存庫42中，以便一次一個地向裝置11進行配送。
模部件12(無論是凸模部件還是保留著透鏡的凹模部件)的位置必須使透鏡16’在工位2面向透鏡拾取頭22A。在本發(fā)明的透鏡分離和處理操作進行之前所進行的特定的模分離操作通常在模部件進入裝置11之前確定了模部件的取向。如果模部件使其相應(yīng)的透鏡16’所處的位置與在工位2中所需要的位置相反，就必須在工位2中拾取透鏡之前將模部件翻轉(zhuǎn)過來?？蓪⒁粋€適當(dāng)?shù)姆D(zhuǎn)機構(gòu)44安裝在裝置11的儲存庫42和工位2之間。
如圖6A和6B所示，優(yōu)選實施例的翻轉(zhuǎn)機構(gòu)44包括一對相間隔的平行板46和48，板46和48可轉(zhuǎn)動地安裝在轉(zhuǎn)動頭50上。托板26及其相應(yīng)的模部件12在前開口45處推進到板46和48之間。在翻轉(zhuǎn)之前，安裝到板46上的柱塞52穿過板46上所形成的孔46’，且柱塞的頂端52’與托板26上的凹槽或孔26”相接觸。從而在機構(gòu)44轉(zhuǎn)動托板26過程中，避免托板26從兩個相對的開口45和47中的任何一個掉下。因此，當(dāng)柱塞52已接觸托板26時，轉(zhuǎn)動頭50就啟動并繞軸線X-X轉(zhuǎn)動180°(圖6A)。圖6C和6D分別示出了在板46和48之間進行翻轉(zhuǎn)之前和之后的模部件。因此，如圖5A和5B所示，在進入裝置11時，模部件12使透鏡16’處于面向下的位置。由于透鏡拾取頭22A位于與透鏡16’的取向相反的位置上，因此，機構(gòu)44將模部件12翻轉(zhuǎn)，從而使透鏡16’處于圖6D和9A-C所示的面向上的位置。
如前所述，只有在模部件使透鏡處于不面向透鏡拾取機構(gòu)時才必須進行翻轉(zhuǎn)。在完成翻轉(zhuǎn)后，載有模部件12的托板26離開翻轉(zhuǎn)機構(gòu)44并遷移到工位2。這可通過直線致動裝置54(圖6A)來實現(xiàn)，直線致動裝置具有橫臂55，橫臂55可沿形成于板46和48之間的側(cè)開口56運動(圖6B)，從而推動托板26從板46和48之間離開。在圖示的托板和模部件結(jié)構(gòu)中，當(dāng)托板26翻轉(zhuǎn)到圖6D所示的位置時，托板26就不再支撐模部件12，如果沒有其它的支承裝置，模部件12就會從孔26’中落下。因此，在托板26離開板46和48而運動到工位2時，支撐模部件12是非常重要的。這可通過在托板26的離開位置設(shè)置一個支承表面56來實現(xiàn)，該表面靠近板46并基本上與板46平齊(參見圖9A-D，其中，支承56延伸到工位2)。
如圖9A-D所示，下面將對工位2中分離和拾取透鏡的工作過程進行描述。與支承板56相間隔并平行地設(shè)有第二頂部板58，托板26和相應(yīng)的模部件12以上述方式從翻轉(zhuǎn)機構(gòu)44前進到板56和58之間。板56和58之間的間距最好略大于模部件12和相應(yīng)的托板26的總高度，從而托板26和模部件12可自由地在板56和58之間滑動。
頂部板58包括多個以預(yù)定方式排列的通孔58’，在托板26完全進入到板56和58之間時，上述通孔就與模部件12對準(zhǔn)。托板26處于該位置時，與通孔58’對準(zhǔn)的透鏡拾取頭22A下降穿過相應(yīng)的通孔58’。蓋拾取板27也下降，從而將蓋20安置在頂部板58上?？?1A的直徑小于透鏡16’的直徑。因此，在分離和拾取透鏡過程中將蓋20安置在頂部板58上可避免拾取頭22A拾取透鏡之前透鏡16’不經(jīng)意地穿過(飛離)孔58’。
大約在同時，位于支承板56下方的銷28升高穿過支承板56上的孔56’，并與相應(yīng)的模部件12的非光學(xué)表面12D接觸(圖9B)。在該優(yōu)選實施例中，銷28的排列方式和數(shù)目與托板26上的模部件12的排列方式和數(shù)目相同。每個銷28具有一個接觸表面28’，該表面基本上在模表面12D的中心位置上沿大致豎直的方向升高并與模表面12D接觸。銷28延伸預(yù)定的距離并作用于相應(yīng)的模表面12D，從而使模表面12D變形足夠的量而安全地使透鏡16’與模部件的光學(xué)表面12A相分離。對于上述模結(jié)構(gòu)，可使模彎曲變形大約0.9mm的銷的延伸量就足以穩(wěn)定和安全地使透鏡16’與模部件12的光學(xué)表面12A分離。當(dāng)然，銷的延伸量根據(jù)銷28的初始位置和長度確定?？墒雇哥R安全分離所必須的模的彎曲變形量也根據(jù)特定的模結(jié)構(gòu)和材料以及模塑的透鏡的類型來確定。在確定使透鏡安全分離所需的模的名義彎曲變形量時，必須要考慮這些因素。
盡管模的彎曲變形量是使透鏡與模部件安全分離所必須考慮的主要參數(shù)，但是，作用于銷上的力以及作用的時間也是應(yīng)當(dāng)考慮的重要參數(shù)。在圖示實施例中，銷的作用力大約是300-500牛頓，最好是大約400牛頓，作用的時間大約為500ms(+/-)200ms，這樣就足以使透鏡16’安全地與模表面12A相分離。而且，作用的力和時間必須根據(jù)所用的特定的模結(jié)構(gòu)和材料來進行調(diào)整。
在透鏡16’與模表面12A分離后，拾取頭22A就通過由真空源“V”所產(chǎn)生的吸力將透鏡吸起。如上所述，透鏡拾取頭22A可設(shè)有保護端頭23，以避免拾取頭搬運透鏡時將透鏡16’損壞。保護端頭23可以是一個安裝到靠近端部22B的環(huán)形槽內(nèi)的O形橡膠圈。
如圖9B所示，分離和拾取透鏡的各運動順序如下所述。每個最好彈簧加載以提供減震作用的拾取頭22A下降并穿過頂部板58上的相應(yīng)孔58’，直到拾取端頭23恰好觸及到相應(yīng)的模部件12上的透鏡16’。為了保證位于下方的模部件12與相應(yīng)的孔58’準(zhǔn)確對準(zhǔn)，設(shè)有一對對準(zhǔn)銷(未示出)，與銷28一起移動，并穿過托板26上的對準(zhǔn)孔26”(圖5A)。因此，當(dāng)拾取端頭23下降并觸及到相應(yīng)的透鏡16’時，就驅(qū)動銷28運動并接觸相應(yīng)的模部件12的非光學(xué)表面12D。銷28延伸并觸及相應(yīng)的模表面12D，并且將模部件的環(huán)形的平的部分12E壓靠在圍繞頂部板58上的各個通孔58’的表面58”上。從而在銷28進行分離透鏡的過程中在模部件12的周圍作用均勻的力，從而避免了由于作用于表面12D上的力未均勻分布在整個表面上而造成透鏡損壞。最好，對接觸表面進行精加工以保證形成與模部件12的環(huán)形的平的部分12E接觸的是基本上平的表面。
當(dāng)拾取頭22A接觸透鏡16’時，拾取頭22A就升高并從頂部板58上的相應(yīng)孔58’中抽出。然后，銷28縮回。在拾取頭22A拾取透鏡的過程中，銷28應(yīng)當(dāng)仍與模表面12D保持接觸。這是因為模與銷28接觸所產(chǎn)生的彎曲變形會恢復(fù)到無變形的原始位置。這一旦發(fā)生，由于光學(xué)表面12A呈凹形，具有將透鏡“拉”向表面12A并抵抗透鏡分離的趨勢，因此就難于通過相應(yīng)的拾取頭22A來拾取透鏡16’。
如圖9B所示，孔58’的直徑足夠的大以便允許拾取頭22A及其粘連的透鏡16’可自由地通過，而且還足夠的小以便與相應(yīng)的模部件12接觸并防止其通過。當(dāng)拾取頭22A升高并離開頂部板58時，取放裝置22繼續(xù)沿導(dǎo)軌24運動到工位3。沿每個拾取頭的真空管線安裝有真空傳感器(未示出)，用于監(jiān)測透鏡16’是否已被相應(yīng)的拾取頭22A拾取以及蓋20是否已被蓋拾取頭19拾取。如果監(jiān)測出“無蓋”或“無透鏡”，傳感器就向計算機控制裝置發(fā)出信號來通知操作者。
在對工位3進行詳細(xì)描述之前，先回到圖3和9D，圖3和9D示出了托板26離開板56和58且空的模部件12脫離托板26。如同在背景技術(shù)部分中所描述的那樣，由于光學(xué)表面退化，因此，模塑透鏡的模只能使用一次，然后進行回收。另外，托板26可重新使用。因此，可設(shè)有儲存庫60，空的托板26從板56和58之間進入到上述儲存庫中。在板56、58和儲存庫60之間設(shè)有敞開的空間，從而當(dāng)托板26進入儲存庫60中時，空的模部件12就從其相應(yīng)的孔26’中落下(圖9D)。設(shè)有回收箱(未示出)，以便模部件12從托板26上落下時可進行承接。一旦完成，可輸送儲存庫以便將空的托板26放回到轉(zhuǎn)動托板架上，并在工位2用一個空的儲存庫60來代替。
下面將對工位3內(nèi)透鏡的儲存過程進行描述。如圖3和10A-D所示，多個托板62在位置64處進入裝置11(圖3)。每個托板62包括一系列的孔62’，相應(yīng)排列的一系列透鏡貯器設(shè)置在其中。最好，托板62上貯器30的排列方式與拾取頭22A及其所承載的透鏡16’的排列方式相互對應(yīng)且數(shù)目相同。托板62可在位置64處疊置在儲存庫66中以便進入裝置11。最好在進入裝置11并疊置到儲存庫66中之前，將托板62上的每個孔62’與相應(yīng)的透鏡貯器30安放在一起。
設(shè)有用于連續(xù)地將托板62從儲存庫66推進到工位3內(nèi)的裝置，該推進裝置可采用這里所描述的其它形式的機構(gòu)，以便推進蓋20和模托板26。當(dāng)托板62及其相應(yīng)的透鏡貯器30進入工位3時，拾取頭22A就下降并將透鏡16’釋放到相應(yīng)的貯器30中以及將蓋20釋放到其上。
特別是，如圖10A、10B所示，拾取頭22A與蓋20以及位于端頭23上的透鏡16’一起下降到相應(yīng)的透鏡貯器30上方，直到透鏡16’位于相應(yīng)的貯器30的凹形表面30’的上方并與其略微間隔開，且蓋20恰好蓋住托板62。透鏡拾取頭22A上的真空源“V”釋放，從而放下透鏡16’并使其慢慢地落在貯器30的表面30’上。然后，拾取頭22A縮回，將透鏡16’留在表面30’上。在釋放透鏡16’之后，透鏡拾取頭22A和蓋拾取頭19上的真空管線卸載，透鏡和蓋拾取頭19、22A升起，從而將蓋20留在托板62上(圖10C、10D)。
如圖10C所示，托板蓋20上的孔21A的直徑大于拾取頭22A和端頭23的外徑，從而允許拾取頭22A自由通過，而且還小于透鏡16’的外徑d2，因此透鏡16’不能穿過孔21A。在此情況下，在每個拾取頭22A上的真空源“V”卸載以便將相應(yīng)的透鏡16’釋放到相應(yīng)的貯器30之前，蓋20可以可靠地將每個透鏡16’俘獲在相應(yīng)的貯器壁30’上。因此，蓋和透鏡拾取頭19、22A、托板蓋20以及貯器30之間協(xié)同配合工作的特點就可基本上保證避免透鏡出現(xiàn)飛離。
如圖11A、B所示，包括托板62、貯器30以及相應(yīng)的透鏡16’和蓋20的裝置在離開工位3和裝置11進行下一步處理時可相互疊置在一起。疊置的裝置可放置在儲存庫70中(圖3)以便將其輸送到下游處理工位(未示出)。例如，在優(yōu)選實施例中，蓋20可用作透鏡16’含水處理過程中的含水處理蓋，以避免透鏡16’在含水處理過程中脫離其相應(yīng)的貯器30。含水流體可經(jīng)位于蓋的底部表面20D上并面向托板30的連續(xù)槽21B流入到蓋20和托板62之間(參見圖7A-C和10D)。該結(jié)構(gòu)提供了一種通過濕法處理步驟(例如，含水處理、分離和消毒)來一次輸送多個透鏡的有效方法。
權(quán)利要求
1.一種用于將透鏡從第一位置拾起并將所拾起的透鏡輸送到貯器中以及將一個蓋施加到所述貯器上、使得所述透鏡位于所述貯器中并且通過蓋將透鏡限制在貯器中的方法，所述方法包括以下步驟a)提供用于從所述第一位置可釋放地拾起所述透鏡的透鏡拾取裝置；b)可釋放地將所述蓋連接到所述透鏡拾取裝置上，以便在所述拾取裝置移離所述第一位置時，所述蓋可與所述拾取裝置一起移動；c)將所述透鏡拾取裝置、所述透鏡和所述蓋移動到所述貯器附近位置上；d)使所述透鏡脫離所述透鏡拾取裝置，并將所述透鏡放置在所述貯器中；以及e)使所述蓋脫離所述透鏡拾取裝置，并將所述蓋放置在所述貯器上，從而將所述透鏡限制在所述貯器內(nèi)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述透鏡是干的，所述透鏡拾取裝置是一個真空拾取頭。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述貯器是泡狀包裝。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一位置包括一個模部件，所述透鏡放置在該模部件中，并通過所述透鏡拾取裝置拾取。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，其特征在于，所述模部件包括一個透鏡模制表面，所述透鏡在該表面上模制，所述模部件還包括一個與所述模制表面相對的非模制表面。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，在拾取透鏡之前，所述透鏡粘連在所述模部件的所述透鏡模制表面上，且所述方法還包括提供透鏡分離裝置的步驟，所述透鏡分離裝置用于在所述透鏡拾取裝置拾取所述透鏡之前使所述透鏡脫離所述透鏡模制表面。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述透鏡分離裝置將力施加到所述模部件的所述非模制表面上。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，通過一個銷施加所述力。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的方法，其特征在于，所述銷使所述非模制表面變形，從而破壞所述透鏡與所述透鏡模制表面之間的粘連，并使所述透鏡脫離所述透鏡模制表面。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其特征在于，所述透鏡是干的，且所述透鏡拾取裝置是一個透鏡真空拾取頭。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的方法，其特征在于，在與所述蓋連接配合時，所述透鏡真空拾取頭穿過所述蓋上的孔，在將所述蓋放置在所述貯器上之后，所述透鏡真空拾取頭從所述孔縮回。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其特征在于，所述蓋上的所述孔的直徑大于所述真空拾取頭部分的直徑，從而使其可穿過上述孔，所述孔的直徑小于所述透鏡的外徑，以阻止所述透鏡通過所述蓋上的所述孔。
13.一種用于將透鏡從第一位置拾起并將所拾起的透鏡輸送到貯器中以及將一個蓋施加到所述貯器上、使得所述透鏡位于所述貯器中并且通過蓋將透鏡限制在貯器中的裝置，所述裝置包括a)用于從所述第一位置可釋放地拾起所述透鏡的透鏡拾取裝置；b)用于可釋放地將所述蓋連接到所述透鏡拾取裝置上，以便在所述拾取裝置移離所述第一位置時，所述蓋可與所述拾取裝置一起移動的裝置；c)用于將所述透鏡拾取裝置、所述透鏡和所述蓋移動到所述貯器附近位置上的裝置；d)用于使所述透鏡脫離所述透鏡拾取裝置并將所述透鏡放置在所述貯器中的裝置；以及e)用于使所述蓋脫離所述透鏡拾取裝置并將所述蓋放置在所述貯器上、從而將所述透鏡限制在所述貯器內(nèi)的裝置。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述透鏡是干的，所述透鏡拾取裝置是一個真空拾取頭。
15.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述貯器是泡狀包裝。
16.根據(jù)權(quán)利要求13所述的裝置，其特征在于，所述第一位置包括一個模部件，所述透鏡放置在該模部件中，并通過所述透鏡拾取裝置拾取。
17.根據(jù)權(quán)利要求16所述的裝置，其特征在于，所述模部件包括一個透鏡模制表面，所述透鏡在該表面上模制，所述模部件還包括一個與所述模制表面相對的非模制表面。
18.根據(jù)權(quán)利要求17所述的裝置，其特征在于，在拾取透鏡之前，所述透鏡粘連在所述模部件的所述透鏡模制表面上，且所述裝置還包括透鏡分離裝置，用于在所述透鏡拾取裝置拾取所述透鏡之前使所述透鏡脫離所述透鏡模制表面。
19.根據(jù)權(quán)利要求18所述的裝置，其特征在于，所述透鏡分離裝置將力施加到所述模部件的所述非模制表面上。
20.根據(jù)權(quán)利要求19所述的裝置，其特征在于，通過一個銷施加所述力。
21.根據(jù)權(quán)利要求20所述的裝置，其特征在于，所述銷使所述非模制表面變形，從而破壞所述透鏡與所述透鏡模制表面之間的粘連，并使所述透鏡脫離所述透鏡模制表面。
22.根據(jù)權(quán)利要求21所述的裝置，其特征在于，所述透鏡是干的，且所述透鏡拾取裝置是一個透鏡真空拾取頭。
23.根據(jù)權(quán)利要求22所述的裝置，其特征在于，在與所述蓋連接配合時，所述透鏡真空拾取頭穿過所述蓋上的孔，在將所述蓋放置在所述貯器上之后，所述透鏡真空拾取頭從所述孔縮回。
24.根據(jù)權(quán)利要求11所述的裝置，其特征在于，所述蓋上的所述孔的直徑大于所述真空拾取頭部分的直徑，從而使其可穿過上述孔，所述孔的直徑小于所述透鏡的外徑，以阻止所述透鏡通過所述蓋上的所述孔。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種用于在生產(chǎn)線上搬運眼睛接觸透鏡并將其拾取和輸送到相應(yīng)的透鏡貯器中的裝置和方法。本發(fā)明設(shè)有一個可釋放地連接到透鏡拾取裝置上的蓋，在將透鏡放置到第二貯器中并縮回透鏡拾取裝置之后，可將蓋放置在透鏡貯器上，從而避免出現(xiàn)透鏡飛離。
文檔編號B29L11/00GK1422223SQ01807547
公開日2003年6月4日 申請日期2001年2月12日 優(yōu)先權(quán)日2000年3月31日
發(fā)明者特雷弗·奧尼爾, 托馬斯·史蒂文森, 安東尼·拉魯法, 特德·富斯, 蓋爾·雷諾茲 申請人:博士倫公司