專利名稱：單個提取眼用透鏡的方法和裝置的制作方法
單個提取眼用透鏡的方法和裝置
本發(fā)明涉及一種用于單個提取(singulate)眼用透鏡尤其是接觸透鏡/ 隱形眼鏡的方法和裝置。該方法和裝置適于集成在眼用透鏡尤其是接觸透 鏡的自動化生產(chǎn)中。
在已知的用于生產(chǎn)眼用透鏡特別是接觸透鏡的方法中，在各種情況下 在制造工具上或在單獨的運載器上的單獨的位置中將單個透鏡輸送通過生 產(chǎn)過程。
用于生產(chǎn)眼用透鏡尤其是接觸透鏡的一種優(yōu)選的方法是使合適的預聚 物在鑄模中發(fā)生光化聚合或交聯(lián)。這些鑄?；蛘呤且淮涡允褂玫乃芰翔T模
(優(yōu)選是聚丙烯(PP)或聚乙烯(PE),但也可以是聚碳酸酯(PC)和 聚對苯二甲酸乙二醇酯(PET))，或者是供多次使用的玻璃和/或石英鑄 模。由合適的預聚物通過光化聚合形成的優(yōu)選的聚合物是基于聚乙烯醇
(PAV)或硅樹脂水凝膠的聚合物，但也可以是基于聚乙烯乙二醇(PEG) 的聚合物。
在已知的方法中，將鑄模這樣地或者在合適的工具運載器上引導通過 生產(chǎn)過程。在該生產(chǎn)過程中，相對于各透鏡每次運送發(fā)生在一確定位置與 另一確定位置之間。
在自動化過程中，這種設置必然要求過程循環(huán)運行。由于各生產(chǎn)步驟 時間分離或空間分離，需要相當大的支出。時間分離(即在同一生產(chǎn)線中 不同生產(chǎn)步驟之間的生產(chǎn)過程中)需要大的存儲區(qū)域或高水平的后勤保障。 空間分離(即在不同生產(chǎn)步驟之間和/或在不同生產(chǎn)線之間的生產(chǎn)過程中) 需要運輸和儲存許多在它們各自的容器中的單獨的透鏡。
用于生產(chǎn)眼用透鏡的復雜方法越來越要求高度專業(yè)化的生產(chǎn)裝置。因 此在許多情況下希望空間分離生產(chǎn)步驟，以^_僅一次或僅在一個地點對高
4度專業(yè)化的生產(chǎn)裝置進行投資，并相應地向生產(chǎn)裝置供給來自多個地點的 半成品。另外還希望生產(chǎn)步驟在時間方面容易地分離，以便增加用于生產(chǎn) 不同透鏡的生產(chǎn)方法的靈活性。
已知可將眼用透鏡尤其是接觸透鏡大量地緊密堆疊在合適容器內(nèi)的儲
存液中。例如，可將幾百個眼用透鏡堆疊在試管(直徑約為15亳米、長度 約為10厘米)中的儲存液、例如水中。
問題在于(需要)在運輸或儲存之后從這種高密度緩沖器(high-density buffer)中單個提取堆疊的眼用透鏡。在本說明書中高密度緩沖器是指其 中在儲存液中十分緊密地堆疊有多個接觸透鏡的合適的容器。根據(jù)本說明 書，合適的儲存液是水、含有一種或多種消毒成份的水、鹽溶液或緩沖溶 液例如鹽7K (saline)。
EP 14卯209 Bl中公開了一種抓取器(gripper)，該抓取器包括4f^L 器頭部，該抓取器頭部具有用于接觸透鏡的附著表面并具有一個或多個開 口，通過所述開口可施加負壓力以便將接觸透鏡抽吸到附著表面上，并可 施加過壓力以便將接觸透鏡從附著表面釋放。所述抓取器頭部包括將多個 開口彼此相連的通道。利用設置在抓取器頭部中的通道將多個(甚至全部) 開口連接，使得一方面當施加負壓力時能將接觸透鏡可靠地抽吸在附著表 面上(由于接觸透鏡同時在多個點處被抽吸在附著表面上)，另一方面(由 于同樣的原因)當施加過壓力時能將接觸透鏡可靠地和確定地放置到容器 中。
US-A-6143210公開了在接觸透鏡的制造過程中用于抓取和放置操作 的另一種真空孤取器結(jié)構(gòu)。所述真空^^器(US-A-6143210的圖7)包括 具有體部(72)和頭部(73)的噴嘴元件(71)、與中心通道(82)相連 的真空源(81)，所述中心通道(82 )穿過體部延伸并與噴嘴頭部通道(83 ) 相連，所述噴嘴頭部通道(83)在噴嘴頭部表面(74)中形成一開口 (75)。 所述抓取器特別設計成用于將接觸透鏡從模制接觸透鏡的模具部分中釋放 出來。
從現(xiàn)有技術(shù)(例如EP 0 969 956 B1、EP 1 490 209 Bl和US-A-6143210 )
5中已知的抓取器能夠從高密度緩沖器中一次抓取多個眼用透鏡，但是僅僅 以不確定的方式，即， 一次(抓取) 一個或多個眼用透鏡。因此這使得用 傳統(tǒng)斬"取器不確定地抓取一個或多個眼用透鏡之后(還需)單個提取眼用 透鏡的技術(shù)問題。
US-A-4181241公開了一種用于單個提取種子(12)的裝置，通過真空 抓取器(21)可將單個種子(12)從包含水和種子的懸浮液的容槽(11) 中取出，其中通過葉片式攪拌器的旋轉(zhuǎn)產(chǎn)生湍流。取樣器(probe) (52) 的捕獲孔(55)的尺寸為種子直徑的40%到200% (如在第8欄第62-65 行的示例中公開的)。
現(xiàn)在已經(jīng)發(fā)現(xiàn)一種裝置適于將一個或多個眼用透鏡彼此分離，該裝置 包括具有湍流的用液體填充的容槽和特別適配的真空抓取器，從而可利用 真空抓取器將這些透鏡從^ff內(nèi)的湍流中單個地取出。
圖l是高密度緩沖器的示意圖，
圖2是根據(jù)本發(fā)明的用液體填充的^f的示意圖，該容槽中容納有多 個接觸透鏡并具有湍流，
圖3a和圖3b是根據(jù)本發(fā)明的用于從湍流中單個提取接觸透鏡的真空 4^器的示意圖，
圖4示出了根據(jù)本發(fā)明一優(yōu)選實施例的具有噴射裝置的容槽，
圖5示出了根據(jù)本發(fā)明一特別優(yōu)選的實施例的具有噴射裝置和用于從 下部輸送接觸透鏡的系統(tǒng)的容槽，
圖6示出了利用根據(jù)本發(fā)明的容納有多個接觸透鏡且其中具有湍流的 用液體填充的容槽以及利用合適的真空抓取器從高密度緩沖器中單個提取 接觸透鏡的試驗裝置。
圖l是容器l的示意圖，其中多個接觸透鏡2非常緊密地堆疊在儲存 液中。圖2是容納有多個接觸透鏡2且其中具有湍流的用液體填充的容槽 3的示意圖。
圖3a和圖3b示出了用于從湍流中單個提取接觸透鏡的真空抓取器的 兩個視圖。圖3a是側(cè)視圖(剖視圖)，圖3b是真空4^器的底部放大視圖。真空抓取器4具有抽吸表面5，在所示實施例中，該表面具有4個孔。 圖4示出了在液體室9中具有湍流的容槽3的優(yōu)選實施例。液體通過 進入管線10被送入環(huán)狀管路6中，并然后能通過進口 7 (在一特別優(yōu)選的 實施例中設計成噴嘴)進入容槽3中。所述液體室9還包括通孔8 (在一 特別優(yōu)選的實施例中，容槽3在一區(qū)域中設計成過濾結(jié)構(gòu)(sieve))，液 體可通過該通孔流進出口管線11中。
圖5示出了在液體室9中具有湍流的容槽3的特別優(yōu)選的實施例。液 體通過進入管線10被送入環(huán)狀管路6中，并然后能通過進口 7 (在一特別 優(yōu)選的實施例中設計成噴嘴)ii^容槽3中。所述液體室9還包括通孔8 (在一特別優(yōu)選的實施例中，容槽3在一區(qū)域中設計成過濾結(jié)構(gòu))，液體 可通過該通孔流進出口管線ll中。另外，從容槽3的下方連接有容器1， 其中在儲存液中緊密地堆疊有多個接觸透鏡2。通過活塞12的向上運動， 接觸透鏡2被逐漸地壓入液體室9中，在其中被湍流吸納并能被單個提取。 圖6示出了利用根據(jù)本發(fā)明的具有湍流的用液體填充的容槽和利用合 適的抓取器從高密度緩沖器中單個提取接觸透鏡的試驗裝置。在第一步驟 中，利用傳統(tǒng)的4體器(或者在簡化的試驗裝置中利用具有小抽吸表面的 真空抓取器)在點A處#一個或多個接觸透鏡，并在點B處將其》文入具 有湍流的容槽中。經(jīng)過短暫的停留時間后(至少1秒鐘，優(yōu)選為5到10 秒鐘)，驅(qū)動具有小抽吸表面的真空抓取器，在隨后的步驟中，從點C到 點D穿過具有湍流的容槽以便B接觸透鏡。被抓取的第一接觸透鏡封閉 抓取器的小抽吸表面，使得在該步驟中沒有其它接觸透鏡被抓取。然后該
真空抓取器將被抓取的接觸透鏡運送至點E，并在該處將其放置在另一容 槽中。真空寺爪取器多次返回至點C，并執(zhí)行步驟C到E，直到具有湍流的 容槽中沒有要抓取的透鏡。在這里示出的簡化的試驗裝置中，然后使具有 小抽吸表面的相同的真空B器返回至點A,以便單個提取下一個或更多 的透鏡(參見上述從點A開始的步驟)。
權(quán)利要求書中說明了用于單個提取眼用透鏡尤其是接觸透鏡的根據(jù)本 發(fā)明的裝置和根據(jù)本發(fā)明的方法。根據(jù)本發(fā)明的裝置優(yōu)選包括具有一個或多個進口 7的容槽3和可將單 個接觸透鏡2從容槽中取出的真空抓取器，所述進口設計成用于在容槽中 產(chǎn)生鴻流。
真空4g器4設計成使得抽吸表面5較小。特別優(yōu)選具有一個或多個 孔的小抽吸表面，更加特別優(yōu)選具有一個孔的小抽吸表面。真空抓取器的 小抽吸表面使得被抓取的第一接觸透鏡2封閉抽吸表面5，使得在該步驟 中沒有其它接觸透鏡被抓取。"小"是指抽吸表面的直徑為待抓取的透鏡 的直徑的10%或更小，優(yōu)選為5%或更小，特別優(yōu)選為1%或更小。對于 直徑為15毫米的接觸透鏡，優(yōu)選直徑為0.5到1.5毫米的抽吸表面。抽吸 表面是指抓取器的作用表面，該作用表面的直徑由具有抽吸作用的最遠的 區(qū)域限定。對于具有一個孔的抽吸表面，抽吸表面的直徑對應于孔的直徑。 對于具有多個孔的抽吸表面，抽吸表面的直徑對應于包圍全部孔的圓的直 徑(參見圖3b)。
傳統(tǒng)的抓取器主要是具有大抽吸表面的抓取器。利用這種抓取器在一 個步驟中從容納有多個接觸透鏡的容槽中抓取1到10個透鏡。"大"是指 抽吸表面的直徑為待抓取的透鏡的直徑的20%或更大，優(yōu)選為50%或更 大，特別優(yōu)選為80%或更大。傳統(tǒng)^^器的大抽吸表面作用成使得被l^ 的第一接觸透鏡不封閉抽吸表面，從而在一個步驟中從容納有多個接觸透 鏡的容槽中抓取一個以上的接觸透鏡。
特別優(yōu)選具有最少可能的死空間(dead space)(或者沒有死空間) 的容槽形狀，尤其是漏斗狀容槽。可以在一個或多個進口處配設一個或多 個流出口或溢流口，使得可以更換容槽中的液體。在一特別優(yōu)選的實施例 中，所述一個或多個進口被設計成噴嘴。所述一個或多個流出口或溢流口 被設計成一個或多個單獨的通孔的形式，或者，在一特別優(yōu)選的實施例中， 所述容槽在至少 一個區(qū)域中被設計成過濾結(jié)構(gòu)。
容槽壁中的通孔(或者容槽的設計成過濾結(jié)構(gòu)的部分)設計成使得所 有的通孔不會同時被透鏡封閉。這通過通孔的數(shù)量或者通孔的空間布置來 實現(xiàn)?？蓪⑺鐾鬃龅煤苄。灾劣谕哥R不能穿過這些通孔脫出。所述通孔的直徑為小于2亳米，優(yōu)選小于l毫米，特別優(yōu)選小于0.5毫米。通 孔越小，必須在容槽壁中設置的通孔的數(shù)量越多，以確保足夠的液體通過
量。優(yōu)選至少部分、特別優(yōu)選最多50%的容槽壁祐:設計成過濾結(jié)構(gòu)。,皮設
計成過濾結(jié)構(gòu)這部分容槽壁優(yōu)選為容槽的下部。
另外，容槽構(gòu)造成具有湍流，使得利用傳統(tǒng)抓取器或利用具有小抽吸 表面的真空抓取器可將一個或多個透鏡放置在其中。
合適的傳統(tǒng)抓取器是鉗式抓取器或真空抓取器，例如具有大抽吸表面
的抓取器。大是指抽吸表面的直徑為待g的透鏡的直徑的20%或更大， 優(yōu)選為50%或更大，特別優(yōu)選為80%或更大。但是，也可設想網(wǎng)或漏勺形 式的抓取器。
在一可供選擇的優(yōu)選實施例中，容納有多個堆疊的透鏡的高密度緩沖 器從下面與容槽連接。該高密度緩沖器還包括位于堆疊的透鏡下方的活塞， 通過活塞的向上運動將一個或多個透鏡從下面引入所述具有湍流的容槽 中。
在另 一優(yōu)選實施例中，,裝備有能使抓取器上的透鏡被沖入容槽內(nèi) 的噴射裝置。該噴射裝置可設計成布置在容槽的邊沿處或上方的一個或多 個進口的形式，優(yōu)選為一個或多個噴嘴的形式，特別優(yōu)選為容槽邊沿處的 一圏噴嘴。該噴射裝置特別適于將透鏡從抓取器沖入容槽內(nèi)，例如在由于 表面力而使(將透鏡)放置在,中十分困難的情況下。
根據(jù)本發(fā)明的裝置適于集成在眼用透鏡尤其是接觸透鏡的自動化生產(chǎn) 裝置中。
本發(fā)明還涉及一種用于單個提取眼用透鏡的方法，其特征在于，利用 湍流分離容槽中的多個透鏡，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器將單個 透鏡從^ft中取出。優(yōu)選通過一個或多個進口 (優(yōu)選為一個或多個噴嘴的 形式)在容槽中產(chǎn)生湍流。利用具有小抽吸表面的真空^器將單個透鏡 從湍流中取出。
在該方法的一優(yōu)選實施例中，首先利用傳統(tǒng)抓取器或利用具有小抽吸 表面的真空抓取器將一個或多個透銀故置在具有湍流的容槽中，然后利用湍流分離透鏡，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器將透鏡從容槽中單個 地取出。
在該方法的另一優(yōu)選實施例中，首先利用傳統(tǒng)抓取器或利用具有小抽 吸表面的真空抓取器將一個或多個透鏡輸送至具有湍流的容槽中，然后利 用噴射裝置將透鏡從抓取器上沖下并進入容槽中。然后利用湍流分離透鏡， 并利用具有小抽吸表面的真空抓取器將透鏡從容槽中單個地取出。
在該方法的一特別優(yōu)選的實施例中，利用傳統(tǒng)^1^取器或利用具有小抽 吸表面的真空抓取器將一個或多個透鏡從容納有多個堆疊的透鏡的高密度 緩沖器中取出，并放置在具有湍流的容槽內(nèi)，然后利用湍流分離透鏡，并 利用具有小抽吸表面的真空抓取器將透鏡從容槽中單個地取出。
在該方法的另一特別優(yōu)選的實施例中，利用傳統(tǒng)抓取器或利用具有小 抽吸表面的真空抓取器將一個或多個透鏡從容納有多個堆疊的透鏡的高密 度緩沖器中取出，并輸送至具有湍流的，內(nèi)，利用噴射裝置將透鏡從抓 取器上沖下并進入容槽中，然后利用湍流分離透鏡并通過具有小抽吸表面 的真空B器將透鏡從容槽中單個地取出。
在該方法的另 一特別優(yōu)選的實施例中，將來自容納多個堆疊的透鏡并 從下面與容槽相連的高密度緩沖器的 一個或多個透鏡利用透鏡下方的活塞 的向上運動引入具有湍流的^ft內(nèi)，在其中利用湍流進行分離，并利用具 有小抽吸表面的真空抓取器將其從容槽中單個地取出。
在分離之前透鏡在容槽中的停留時間是1到10秒鐘，優(yōu)選為2到8 秒鐘，特別優(yōu)選為5秒鐘。但是，根據(jù)方法的要求不同，停留時間也可以 很長。
通過負壓力將透鏡吸附在真空抓取器的附著表面上，從而將透鏡從容 槽中取出，其理論上與傳統(tǒng)真空抓取器的操作模式相對應。當液體部分或 全部排空時從液體中或從容槽中、優(yōu)選從液體中實現(xiàn)從容槽中取出(透鏡)。
真空抓取器的末端或者在湍流中保持靜止，或者在一優(yōu)選實施例中由 于湍流作用而移動。通過湍流的移動優(yōu)選沿一路徑進行，該路徑從容槽一 邊緣附近的一點處開始、穿過容槽中部到達容槽另一邊緣附近的一點。第一點特別優(yōu)選地對應于真空^^器的浸入點。如果真空Wl器在湍流中保 持靜止，則優(yōu)選不發(fā)生在容槽中部，而是特別優(yōu)選地在容槽邊緣與容槽中 部之間的一點處。真空抓取器末端的浸入深度取決于容槽的形狀和尺寸、 湍流狀況、以及真空抓取器尤其是真空抓取器末端的設計結(jié)構(gòu)。浸入深度 優(yōu)選較小，即在液體表面附近抽吸透鏡。
具有湍流的容槽中的合適的液體是水、含有一種或多種消毒成份的水、 鹽溶液或緩沖溶液例如鹽水、以及有機溶劑例如乙醇。
示例
在實驗室試驗中，利用傳統(tǒng)B器將在傳統(tǒng)的自動化生產(chǎn)方法中生產(chǎn)
出的接觸透鏡放入試管內(nèi)。在直徑約為15亳米、長度約為10厘米的試管 中，將500個透鏡堆疊在儲存液(水)中。
用根據(jù)圖6的試驗裝置進行實驗室試驗，為了單個提取，使用根據(jù)圖 4的漏斗狀容槽，通過在容槽上邊沿處布置成環(huán)形的多個噴嘴(直徑為0.8 毫米)將水輸送至容槽內(nèi)，由此在$^#內(nèi)產(chǎn)生湍流。漏斗狀,的高度為 5厘米，最大直徑為4厘米。用水填充容槽至其高度的至少2/3處。該^tt 還設計有延伸至其高度的1/2處的通孔，水通過所述通孔進行輸送。實驗 室試驗中的流體通過量在0.9到1.1升/分鐘之間。
在第一步驟中，利用真空抓取器將l到IO個透鏡引入漏斗狀容槽中。 在湍流中保持一短暫的停留時間(5到IO秒鐘)之后，利用真空Wt器(具 有3個抽吸孔，直徑分別為0.8亳米，對應于抽吸表面的直徑為1.5亳米) 一次將單個的透鏡從湍流中取出，并輸送至單獨的包裝容器中(每個透鏡 一個容器)。重復該步驟直到?jīng)]有剩余要抓取的透鏡。然后，利用真空抓 取器將另外1到10個透鏡引入漏斗狀^jt中。
使用傳統(tǒng)的自動化方法檢查包裝容器中是否存在透鏡。在進行的多于 500個透鏡的試驗中，為了放置到包裝容器中，沒有發(fā)生一例真空抓取器 從湍流中取出透鏡失敗或者取出多于一個透鏡的情況。
ii
權(quán)利要求
1. 一種用于單個提取眼用透鏡的裝置，特征是具有一個或多個進口7的容槽3和可將單個眼用透鏡2從容槽中取出的真空抓取器4，所述進口設計成用于在容槽中產(chǎn)生湍流，其特征在于，所述真空抓取器4設計成使得抽吸表面5的直徑為待抓取的眼用透鏡2的直徑的10％或更小，優(yōu)選為5％或更小。
2. 根據(jù)權(quán)利要求l所述的裝置，其特征在于，所述真空抓取器4具 有帶一個或多個孔的小抽吸表面5，優(yōu)選具有帶l-4個孔的小抽吸表面，特 別優(yōu)選具有帶1個孔的小抽吸表面。
3. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述容槽3是 漏斗狀的，且至少在一個區(qū)域中設計成過濾結(jié)構(gòu)。
4. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述容槽3構(gòu) 造成使得可利用傳統(tǒng)抓取器或利用具有小抽吸表面的真空抓取器將一個或 多個眼用透鏡放置在該容槽中。
5. 根據(jù)上述權(quán)利要求之一所述的裝置，其特征在于，所述容槽包括 作為進口 7的噴射裝置，該噴射裝置的形式為布置在容槽邊沿處或邊沿上 方的一個或多個噴嘴。
6. 根據(jù)權(quán)利要求l-3之一所述的裝置，其特征在于，所述容槽3從 下面連接有一高密度緩沖器，該緩沖器容納有多個堆疊的透鏡并包括活塞 12，利用該活塞可將一個或多個眼用透鏡從下面引入具有湍流的容槽中。
7. 用于單個提取眼用透鏡的方法，特征是利用湍流將容槽中的多個 透鏡分離，并利用具有小抽吸表面的真空抓取器將單個透鏡從，中取出， 其特征在于，利用一個或多個進口產(chǎn)生所述容槽中的湍流，利用具有小抽 吸表面的真空g器將單個透鏡從湍流中取出。
8. 根據(jù)權(quán)利要求7所述的方法，其特征在于，利用負壓力將透鏡抽 吸到真空抓取器的附著表面上從而將透鏡取出，真空4W器的末端在湍流 中保持靜止或者由于湍流作用而移動。
9. 根據(jù)權(quán)利要求7或8所述的方法，其特征在于，在第一步驟中， 利用傳統(tǒng)^^取器或者利用具有小抽吸表面的真空抓取器將一個或多個透鏡 從容納有多個堆疊的透鏡的高密度緩沖器中取出，并放入具有湍流的^ff內(nèi)。
10. 根據(jù)權(quán)利要求7至9之一所述的方法，其特征在于，利用容納有 多個堆疊的透鏡且從下面與容槽相連的高密度緩沖器、利用堆疊的透鏡下 方的活塞的向上移動將一個或多個透鏡引入具有湍流的^ft內(nèi)。
全文摘要
本發(fā)明涉及用于單個提取眼用透鏡的方法和裝置，特征是具有一個或多個進口(7)的容槽(3)和可將單個眼用透鏡(2)從容槽中取出的真空抓取器(4)，所述進口設計成用于在容槽中產(chǎn)生湍流，其特征在于，所述真空抓取器設計成使得抽吸表面(5)的直徑是待抓取的眼用透鏡的直徑的10％或更小。
文檔編號B65G47/14GK101479173SQ200780023506
公開日2009年7月8日 申請日期2007年6月25日 優(yōu)先權(quán)日2006年6月26日
發(fā)明者G·萊斯格, P·海格曼, R·比埃爾 申請人:諾瓦提斯公司