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一、自动磨边概述
随着科学技术的发展，眼镜加工从模板制作到镜片磨边都实现了半自动化或全自动化。使得磨边质量、精度、生产率等大为提高。自动磨边已逐渐替代了传统的手工磨边。自动磨边的特点：操作简单易学，磨出的镜片质量好、尺寸精度高，光学中心位置、柱镜轴位、棱镜基底等制作精确，但加工成本较高。
自动磨边机分为半自动磨边机和全自动磨边机两种。半自动磨边机是仿照实物模板的形状进行自动磨削的。全自动磨边机是将镜圈、镜片、撑板、模板等的形状、尺寸进行扫描，计算机根据所获得的相应的数据、操作者输入的制作数据和指令进行自动磨削。不需要制作模板。
下面介绍半自动磨边机的主要的三道工序：模板制作、定中心、磨边。
二、模板制作
(一)制模机的结构及工作原理(如彩图14—2)
1.制模机的结构：如图所示制模机的俯视图
(1)制模机上部为镜架工作台：由一个镜圈固定夹、两个夹紧螺栓、前后定位板、坐标面板、沟槽扫描针等组成。
(2)中间部由三部分组成：
①模板工作台：由定位钉、模板顶出杆、顶出按钮等组成。
②切割装置：由曲柄滑块机构和刀具组成。
③操纵机构：由压力调整装置，模板大小调整装置、模板基准线轴位调整装置、操纵手柄等组成。
(3)下部：封闭在机箱内，由电动机、皮带传动机构、齿轮传动机构等组成。
2.制模机的工作原理：机内有两台电动机，一台电动机由皮带传动机构连接刀具(曲柄滑块机构和刀具)做高速螺旋上下反复运动；另一台电动机以齿轮传动使镜架工作台和模板工作台同步逆时针旋转，在旋转的镜架工作台上的沟槽扫描针扫描的镜圈轨迹的同时，刀具按其扫描的镜圈轨迹切割模板。
(二)模板坯件的形状和尺寸(如图14—16)
模板坯料由塑料制成，长70 mm，宽60 mm，厚1.5 mm。模板坯料四周倒角半径为38 mm，
中央有一直径为8 mm顶出孔，水平线上有两个直径为2 mm的定位孔，二者距离为16 mm，距离模板中心8 mm垂直线上方有直径为2 mm的上方指示孔。
(三)用模板机制作标准模板的方法
所谓标准模板就是制作出的模板的中央孔的中心位于镜圈的几何中心。
步骤：
1.固定镜架(如图14—17)
在镜架工作台上，将镜架两镜腿朝上放置，镜架的上端靠紧前后定位板。松开镜圈固定夹的调节螺母，让镜圈固定夹夹住镜圈下边缘，调节定位板前后位置，使镜圈的上下边框在坐标面板所标出的纵坐标的刻度值相同，使镜架的几何中心与模板中心高度一致。一只手松开夹住镜圈下边缘的镜圈固定夹，另一只手扶镜架左右移动，让右(左)眼镜圈的左右边框在坐标面板所标出的横坐标的刻度值相同，使镜架的几何中心与模板中心水平位置一致。而后用两个夹紧螺栓分别将鼻架、颞侧桩头(或镜圈边缘)固定。注意：有时为保持镜圈弧度，以及保证模板与镜圈形状相同，在颞侧镜圈桩头下方需垫上几块模板坯料。
2.放置模板坯料 将模板指示孔朝上，顶出孔镶嵌于模板工作台上的模板顶出杆上，定位孔镶嵌在模板工作台的定位钉上。一般将模板坯料光滑的一面朝下放置，以便将来在模板上标注记号时方便。
3.切割模板(如彩图14—3)
用右手将操作手柄扳至预备位置，用左手将沟槽扫描针嵌入镜圈槽内。右手将操作手柄扳至切割位置，进行模板切割。沟槽扫描针旋转一周后，右手将操作手柄扳至停止位置。按下顶出按钮，将模板顶出，取下模板并清除下脚料。
4.修整模板 用板锉适当修整模板使之与镜圈形状相同、大小合适、松紧适度；对模板边缘进行倒角，以防刮伤镜架镀层。
以上是用制模机制作模板。塑料模板也可以用手工制作，方法参见本节手工加工内容部分。
5.在模板上做标记
(1)在已做好的模板上，用油笔在颞侧标上“R”或“L”，以及指向鼻侧的箭头。
(2)在标准模板上按配镜处方的要求来确定镜片光学中心水平移心量和垂直移心量，并用油笔绘出水平和垂直加工基准线。
三、定中心(如彩图14—4)
自动磨边工序中的定中心工序是通过定中心仪实现的。
(一)中心仪的用途
定中心仪用来确定镜片加工中心，使镜片的光学中心水平距离、光学中心高度和柱镜轴位等达到配镜的质量要求。
(二)中心仪的工作原理
通过移动镜片，使镜片光学中心与模板的水平和垂直加工基准线的交叉点重合，如有散光则使镜片水平加工基准线与模板的水平加工基准线重合，从而找到加工中心并用吸盘将镜片吸附固定。
(三)中心仪的使用方法
使用中心仪之前，应用顶焦度计测量镜片的顶焦度、光学中心和柱镜轴位，并打印光心和描绘镜片水平加工基准线。
使用步骤：
1.打开电源，转动操作压杆将吸盘架转至右侧位置。
2.分清左右，将模板的定位孔位置于定中心仪上刻度面板的两个定位销中，如果是标准模板，则计算镜片光学中心水平移心量和垂直移心量，移动标尺确定光学中心与模板的相对位置；如果是非标准模板则移动标尺，使之位于先前标注好的光学中心位置。如果有散光则应使镜片的水平基准线与模板的水平加工基准线平行。
3.将镜片距光学中心最远端的边缘与模板比较，在确认有足够的加工余量后(一般塑料镜圈与金属镜圈的尖边槽的深度在0.5~1.0 mm之间，故加工余量一般应大于1 mm，具体还应视模板大小而定)，将吸盘的红点对应吸盘架上的标志点装入吸盘，左手固定镜片，右手将操作压杆顺时针转动将吸盘架转动至正位并均匀压下，使吸盘吸附在镜片上后，右手轻轻抬起，左手也随着将镜片上送，最后，将吸盘从吸盘架上小心取下。(如图14—18。)
四、使用半自动加工机加工(如彩图14—5)
(一)半自动磨边机的结构及原理
1.结构
(1)控制机构：镜片类型选择(玻璃片、树脂片、PC片)、镜片尖边类型选择(磨平边、磨尖边、磨强制尖边)；尺寸大小调节；尖边弧度调节；压力调节。
(2)加工机构：模板定位装置、镜片吸盘。
定位装置：砂轮(玻璃粗磨砂轮、树脂粗磨砂轮、V型槽细磨砂轮、平磨砂轮)。
(3)水冷机构：水箱、电泵。
(4)内部动力和自动化控制机构：电机、电脑芯片等。
2.原理半自动磨边机是自动磨边机按实物形式的模板进行自动仿形磨削。
(二)半自动磨边机的使用
1.操作步骤
(1)打开电源开关，半自动磨边机处于待机状态。
(2)在半自动磨边机的控制机构上选择镜片种类(玻璃片、树脂片、PC片)，尖边类型(磨平边、磨尖边、磨强制尖边)，设定大小，尖边弧度调节。
(3)确认左右、上下无误后，将模板定位孔定位于半自动磨边机左侧模板轴的两个定位销上，用压盖固定。
(4)把定中心仪确定的有镜片吸附其上的吸盘嵌入在半自动磨边机右侧的镜片轴的凹形键槽内。此时，吸盘座上的红色标记点应与轴上的红点标记点对准，手动旋转或机动夹紧固定轴上的夹紧块。在夹紧过程中，要做到力量适中，不能过松或过紧(有的机器带保护装置可以防止过松或过紧)。过松，镜片易滑脱；过紧，镜片易碎裂。
(5)启动“开始start”键加工。砂轮转动，镜片台带动镜片自动将镜片移动至粗磨砂轮上方，镜片轴做低速转动，然后缓慢下降使镜片边缘与砂轮接触，开始磨削。开始时镜片朝一个方向转动磨削。当镜片边缘被磨小至模板与模板台接触后，镜片轴作正反转动，按照模板的轨迹先将边缘的一部分磨削成形，磨好一部分再磨下部分，直至全部成型，这样做可以减少空行程，提高磨边效率。当镜片基本成型后，镜片轴朝一个方向连续旋转将镜片边缘作进一步完善。
粗磨成型后，镜片台自动抬起使镜片脱离砂轮，并自动移动到V型槽细磨砂轮(或平磨砂轮)上方，镜片轴做低速转动，然后缓慢下降使镜片边缘与砂轮接触，开始磨削尖边。磨尖边结束之后，镜片台自动抬起，使镜片脱离砂轮的V型槽，并向右移动到原位。
(6)加工后，手动旋转或机动松开固定轴上的夹紧块，卸下镜片，与镜圈比较大小。注意在未确认镜片大小合适前，吸盘不要取下。如果尺寸大，则重新将吸盘座上的红色标记点与镜片轴上的红点标记点对准，嵌入镜片轴的凹形键槽内，装上镜片，手动旋转或机动夹紧固定轴的夹紧块，调小尺寸，启动“完成finish”键加工，此时，机器会控制镜片仅进行磨尖边操作。
(7)磨安全角(倒棱)：待确认镜片大小合适，取下镜片上的吸盘，在手磨砂轮机上对镜片的凸凹两边缘倒出角度为30°，宽度约为0.5 mm的安全斜角。操作方法同手工加工。
加工后，抛光，装配。
2.关于尖边弧度调节 自动磨边机尖边弧度调节范围通常在2~8弯之间。尖边弧度数值越大，曲率半径越小，磨出的尖边弧度就越大，反之亦然。不同型号的机器，调整的方式有所不同。
尖边的弧度和曲率半径相应关系：F=(n-1)/r，1.OO D业内常称100弯。
表14—2是尖边弧度与尖边曲率的数值关系：
弧度/D 1 2 3 4 5 6 7 8
曲率半径/mm 523 261.5 174.3 130.7 104.6 87.1 74.7 65.3
说明：不同型号的机器计算弧度采用的折射率可能不同，弧度对应的曲率半径也就不同。
普通尖边的弧度一般在5~6 D范围内即可。高度近视镜片尖边弧度设定在2~4 D范围内，高度远视镜片弧度设定在7~8 D范围内。
3.使用自动磨边机的注意事项
(1)要避免吸盘或粘盘上沾有磨削粉末，以防止加工时损伤镜片表面。
(2)要避免固定轴的夹紧块胶垫上沾有磨削粉末，以防止加工时损伤镜片表面。
(3)树脂镜片及镀膜镜片表面硬度较差，加工时，为保护镜片表面不受损伤，应在镜片两面贴上专用塑料保护贴膜，并使用粘盘。
4.对高度数镜片的处理
如果镜度太高可以采用缩径镜片，业内常称之为“帽镜”或“带轮”镜片，(如图14—19，图14—20。)
对于凹透镜片，定做时“做平面”，即前表面为平面，可以最大限度做得薄一些。如果镜度太高也可以做帽镜。采用定做车房片，成本、价格较高。
(三)偏心板
对应患者的瞳距，将模板几何中心孔中央做到与镜片光学中心重合的板型叫做偏心板。
1.使用偏心板的目的 偏心板一般在加工高度镜片时使用，为了使镜片在自动磨边机旋转轴中不倾斜，并使尖边位置不靠近镜片颞侧第二面。
如图14—21(1)所示，使用偏心板，吸盘中心与镜片模型板的中心孔在一条直线上，尖边靠近前面；不使用偏心板(如图14—21(2))，
镜片光学中心相对于吸盘和模型板中心靠近鼻侧，磨边结果时尖边靠近后面。偏心板在高度镜片加工中使用，低度数镜片也应使用。
2.偏心板的制作方法
(1)用制模机制作偏心板：在制作偏心板时，只需计算出偏心量，按照远用或近用的不同用途，定出光学中心高度，根据制模机上的标尺刻度，将镜架放至相应位置即可(如图14—22)。
(2)手工制作偏心板：按照第二节手工制作塑料模板的方法，对应患者的瞳距及远用或近用的不同用途，定出光学中心高度，将模板几何中心孔中央做到与镜片光学中心重合。
(四)强制尖边加工工艺
高度镜片为减少镜片边缘前面探出量，使镜片看上去不是很厚，制作后显得美观，强制尖边加工是强制改变尖边前后宽度比例的工艺。
1.不同镜片不同镜度的尖边前后宽度比例
(1)中、低镜度凹透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：1：1；尖边前后角度比：55°：55°。
(2)高镜度凹透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：4：6或3：7；尖边前后角度比：50°：60°或45°：65°。
(3)中、低镜度凸透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：1：1；尖边前后角度比：55°：55°。
(4)高镜度凸透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：6：4或7：3；尖边前后角度比：60°：50°或65°：45°。
2.加工强制尖边的步骤
(1)工艺流程：粗磨→停止→设定尖边位置、曲率→测试→确认→完成。
(2)操作步骤：开机，选择镜片的类型(玻璃片还是树脂片)，加工尺寸，选择强制尖边方式；
启动加工“开始START”键，机器会在镜片粗磨成型后，镜片台自动抬起使镜片脱离砂轮，并自动移动到V型槽细磨砂轮(或平磨砂轮)上方约1 mm处，自动停止，镜片轴停止转动，抽水泵停水，操作者根据镜片的厚度、性质(凸或凹)、镜架情况等设定尖边的位置，然后按下测试键，让镜片在V型槽细磨砂轮(或平磨砂轮)上方约1 mm处转动测试，当确认尖边符合要求时，就可以启动磨边键，供水，正式磨边了。
3.镜片磨边后的工序
(1)磨安全角(倒棱)
高度近视镜片的边缘较厚，在鼻侧易于鼻托茎相碰，且从侧面观察时，镜片显得较厚，必要时，要对鼻侧部分多磨一些。
高度近视镜片的边缘较厚，有时为了减少厚度和重量将镜片边缘适当磨薄，但这样做的缺点是视野变小，影响美观。
(2)抛光：高度镜片磨边后，镜片的边缘粗糙明显，反射光强烈(尤其是白色镜片)，涡圈也明显。抛光后镜片边缘平滑透明，减少了涡圈的效果。
但由于抛光后镜片边缘光滑，使从外界进入镜片边缘的散射光增加，使眼前的幻影增加，造成视觉干扰。对于有框眼镜影响不大，但对于无框眼镜则影响明显，对于半框眼镜也有较大的影响。对于高度近视影响不大，对于低度近视影响明显。
1.不同镜片不同镜度的尖边前后宽度比例
(1)中、低镜度凹透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：1：1；尖边前后角度比：55°：55°。
(2)高镜度凹透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：4：6或3：7；尖边前后角度比：50°：60°或45°：65°。
(3)中、低镜度凸透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：1：1；尖边前后角度比：55°：55°。
(4)高镜度凸透镜，在离光学中心最远处尖边前后宽度比例为：6：4或7：3；尖边前后角度比：60°：50°或65°：45°。
2.加工强制尖边的步骤
(1)工艺流程：粗磨→停止→设定尖边位置、曲率→测试→确认→完成。
(2)操作步骤：开机，选择镜片的类型(玻璃片还是树脂片)，加工尺寸，选择强制尖边方式；
启动加工“开始START”键，机器会在镜片粗磨成型后，镜片台自动抬起使镜片脱离砂轮，并自动移动到V型槽细磨砂轮(或平磨砂轮)上方约1 mm处，自动停止，镜片轴停止转动，抽水泵停水，操作者根据镜片的厚度、性质(凸或凹)、镜架情况等设定尖边的位置，然后按下测试键，让镜片在V型槽细磨砂轮(或平磨砂轮)上方约1 mm处转动测试，当确认尖边符合要求时，就可以启动磨边键，供水，正式磨边了。
3.镜片磨边后的工序
(1)磨安全角(倒棱)
高度近视镜片的边缘较厚，在鼻侧易于鼻托茎相碰，且从侧面观察时，镜片显得较厚，必要时，要对鼻侧部分多磨一些。
高度近视镜片的边缘较厚，有时为了减少厚度和重量将镜片边缘适当磨薄，但这样做的缺点是视野变小，影响美观。
(2)抛光：高度镜片磨边后，镜片的边缘粗糙明显，反射光强烈(尤其是白色镜片)，涡圈也明显。抛光后镜片边缘平滑透明，减少了涡圈的效果。
但由于抛光后镜片边缘光滑，使从外界进入镜片边缘的散射光增加，使眼前的幻影增加，造成视觉干扰。对于有框眼镜影响不大，但对于无框眼镜则影响明显，对于半框眼镜也有较大的影响。对于高度近视影响不大，对于低度近视影响明显。
五、使用全自动磨边机加工
(一)全自动加工机的特点
全自动磨边机是将镜圈、镜片、撑板、模板等的形状、尺寸进行扫描，计算机根据所获得的相应的数据、操作者输入的制作数据和指令进行自动磨削，不需要制作模板。
(二)结构及说明(如彩图14—6)
1.扫描机构
扫描探头分为两种工作方式：
①扫描全框镜架左、右镜圈：对全框镜架，扫描后，在显示屏上给出左、右镜圈的形状，以及镜架的几何中心的水平距离FPD。
②扫描单一镜片、撑板或模型板：半框、无框镜架，以及配单一镜片，需扫描镜片、撑板或模型板。
2.控制键盘、显示屏和加工机构
①控制键盘：输入指令。例如选择镜片材料、尖边类型、尺寸、强制尖边、光学中心位置、瞳距、渐进镜片瞳高等等。
②显示屏：显示加工信息。
③加工机构：除了镜片轴、砂轮组之外，有一镜片扫描装置。在输入加工指令后，扫描探头会扫描镜片前后表面，而后在显示屏上显示未来加工出的镜片的3 D图像，可以显示镜片各个部位尖边形状比例。镜片直径小会提示换大镜片或移大瞳距。
3.水冷机构水箱、电泵。
4.内部动力和自动化控制机构电机、电脑芯片等。
5.加工模式说明
①普通加工模式(默认尖边模式)：加工光心位置在远用模式时默认为镜圈几何中心之上2 mm；近用模式时默认为镜圈几何中心高度可调整。
②磨平边模式：半框、无框镜架，需输入FPD和PD。
③强制尖边模式：扫描镜片后，可提示最厚处的尖边状况。可以调整，调整后的情况，通过显示屏可以显示出来。
④双光镜模式：进入此工作方式，输入近用瞳距及子片顶点高度。输入后，显示屏上自动给出子片顶点与镜圈几何中心的位置关系数值，按其提示在中心仪移动镜片子片位置定位即可。
⑤渐变多焦点镜片模式：进入此工作方式，分别将左右渐变多焦点镜片水平加工基准线与刻度盘的水平中心线重合，配镜“十”字在中心仪中心定位。输入单眼远用瞳距及瞳高，即可开始磨边。
除了双光镜，加工一般球柱镜片、渐变多焦点镜片，都是在中心仪中心定位即相当于半自动磨边机的偏心板加工。
具体加工步骤请参见第八节。 |
