CN106573355A - 用于确定镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床中的位置的方法 - Google Patents

用于确定镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床中的位置的方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种用于确定镜片机加工刀具(24)的位置的方法，该镜片机加工刀具具有小于第一预定阈值的根据第一方向(Y)的偏移位置，该方法包括以下步骤：根据预定理论几何形状、使用所述镜片机加工刀具来制造校准件(10)以便在所述校准件的主表面中提供至少部分环形的凹槽，所述至少部分环形的凹槽被配置成在所述主表面上形成限定了斜率不连续性的至少一个尖锐边缘；测量所述至少一个尖锐边缘与所述校准件的车削中心之间的距离以便提供所述校准件的几何特征的数据；并且根据所述测量数据来推论出所述镜片机加工刀具根据与该第一方向不同的第二方向(X)的位置。

Description

用于确定镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的 车削机床中的位置的方法
技术领域
本发明涉及镜片(如眼科镜片)的制造，并且具体地涉及镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床中的位置的确定。
背景技术
美国专利7,440,814描述了一种用于在用于具体制造眼科镜片的单点车削机床中自动校准刀具的方法，在该方法中用该刀具切割具有预定几何形状的试件并且探测该试件以获得探测数据。该方法使用该探测数据来数学地且确定性地识别在该机床的两个方向(X，Y)或更多个方向(X，Y，Z)上的必要的刀具/机床校正。
具体而言，该方法首先描述了一种用于在X和Y方向(即，2D校准概念)上对刀具进行校准的方法。该方法包括以下步骤：
-在试件中切割预先限定的圆形凹槽，该凹槽限定了需要正的和负的刀具接触角二者的旋转对称几何形状；
-探测该试件并且具体地该圆形凹槽的弯曲截面线并且存储所获得的探测数据；
-对探测数据执行最佳拟合分析以便通过该试件的实际几何形状来确定理论试件几何形状的最佳拟合；
-通过将实际结果与理论结果进行比较来确定X偏移；
-通过将实际结果与理论结果进行比较来确定Y偏移；
-对探测数据执行最佳拟合分析以便通过总体刀具尖端几何形状来确定最佳拟合圆；
-对探测数据进行分析以便确定相对于刀具尖端与试件之间的正切角的斜率而言在Y方向上的刀具波浪度误差；
-将以上分析的结果存储在适当的存储寄存和器/或数据文件中；并且
-使用结果通过适当地控制该机床的X和Y轴来校正X和Y轴。
接下来，该方法描述了一种用于在X、Y和Z方向(即，3D校准概念)上对刀具进行校准的方法。该方法包括以下步骤：
-在试件中沿两条水平轴线切割预先限定的不对称表面，该表面限定了旋转不对称几何形状；
-探测该试件并且存储所获得的探测数据；
-分析探测数据以便确定总体刀具尖端几何形状、从最佳拟合刀具尖端半径的中心到镜片旋转中心(在X方向上)的距离、以及相对于该车削刀具与该试件之间的正切角的斜率而言的Y误差；
-在试件旋转时探测它并且存储探测数据；
-分析探测数据以确定该刀具的切割边缘到工作旋转轴线的中心的Z方向距离；
-存储以上分析的结果；并且
-使用结果通过适当地控制该机床的X、Y和Z轴来校正X、Y和Z轴。
上述方法因此允许确定刀具至少在X和Y方向上、以及可选地在Z方向上相对于该机床的实际位置并且校正该刀具在该机床中的位置。
发明内容
本发明涉及一种用于确定镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床中的位置的方法，该方法实施起来特别简单、方便且经济。
本发明相应地提供了一种用于确定镜片机加工刀具在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床中的位置的方法，所述镜片机加工刀具的所述位置是根据至少两个方向在所述车削机床中限定的，所述方法包括以下步骤：通过使用所述镜片机加工工件根据预定理论几何形状来制造校准件；接收表示所述校准件的几何特征的数据；并且处理所述数据以便确定所述镜片机加工工件相对于所述两个方向中的至少一个方向的位置；所述方法的特征在于：
-所述镜片机加工刀具相对于理论位置具有根据所述两个方向中的第一方向的偏移位置，该偏移位置小于第一预定阈值；
-所述制造校准件的步骤被配置成用于在所述校准件的主表面中提供至少部分环形的凹槽，所述至少部分环形的凹槽被配置成在所述主表面上形成限定了斜率不连续性的至少一个尖锐边缘；
-所述接收所述校准件的几何特征的数据的步骤包括测量所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的步骤；并且
-所述方法进一步包括以下步骤：根据表示所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的所述测量数据来推论出所述镜片机加工刀具根据所述两个方向中的第二方向的位置，该第二方向与该第一方向不同。
根据本发明的方法允许通过在该校准件的主表面上仅形成尖锐边缘以便在所述主表面上提供斜率不连续性，来确定该镜片机加工刀具在该车削机床中的位置。
该尖锐边缘是通过提供相对于该校准件的车削轴线、也即车削中心而言居中的部分环形凹槽而形成的。
这样的尖锐边缘是特别容易识别的并且因此，测量所述尖锐边缘的几何特征的步骤可以通过使用类似于例如显微镜的常见刀具来执行。
该刀具的精确位置在即使该机床在该第二方向与车削轴线之间存在可能垂直缺陷的情况下仍可以被确定。
根据本发明的方法因此实施起来是特别简单、方便、且经济的。
该第一方向在此与被称为Y方向的方向相对应，而该第二方向在此与被称为X方向的方向相对应。
应注意的是，该第二方向在镜片的制造过程中可以是可变的，具体取决于该机床的运动学。它可以被限定为该刀具到达所制造的镜片/校准件的中心之处的瞬时第二方向。而且，在该刀具到达所制造的镜片/校准件的中心之处，还限定了该第二方向与车削轴线之间的垂直性、具体地相对垂直性。
该镜片机加工刀具在Y方向上的理论位置与在车削机床中的完美位置相对应、从而对应于车削轴线(或车削中心)。
由尖锐边缘所限定的斜率不连续性对应于该主表面上的连续且不可区分的表面部分。
以下提及了对于实施根据本发明的方法而言非常简单、方便且经济的优选特征。
所述至少部分环形的凹槽相对于所述主表面、靠近所述至少一个尖锐边缘可以具有预定局部斜率。
所述预定局部斜率具有大于约5°并且优选地大于约10°、并且小于约90°的值。
所述制造校准件的步骤可以包括：根据预定总体形状来对所述校准件的整个主表面进行粗切割和/或精加工的第一步骤以及在所述主表面中形成所述至少部分环形的凹槽的第二步骤，所述第一和第二步骤是相继执行的并且所述第一步骤在所述第二步骤之前或之后。
所述粗切割和/或精加工的第一步骤可以被配置成用于提供平面的主表面或弯曲的主表面，和/或所述形成所述至少部分环形的凹槽的第二步骤是通过控制所述镜片机加工刀具相对于该工件沿所述镜片机加工刀具深入所述主表面中的单一方向移位、或者根据在所述第一方向上并且也在与所述第一和第二方向不同的第三方向上限定的预定路径(例如正弦曲线路径或更一般地弯曲路径)相对于该校准件移位来执行的。
更一般地，形成所述至少部分环形的凹槽的第二步骤可以通过控制所述镜片机加工刀具靠近该凹槽的尖锐边缘提供局部斜率来执行，无论该凹槽的底部怎样，该底部可以是例如平面或弯曲的。
所述至少部分环形的凹槽可以被配置成具有的截面轮廓具有分别地在所述主表面上限定了第一斜率不连续性和第二斜率不连续性的第一尖锐边缘和第二尖锐边缘、并且靠近所述第一尖锐边缘具有第一局部斜率并且靠近所述第二尖锐边缘具有与所述第一局部斜率相反的第二局部斜率。
该第一局部斜率可以具有第一预定值，并且该第二局部斜率可以具有绝对值与该第一预定值相等或不等的、并且具有相反符号的第二预定值。
所述接收所述校准件的几何特征的数据的步骤可以包括测量所述第一尖锐边缘与所述校准件的车削中心之间的距离以及所述第二尖锐边缘与所述车削中心(该车削中心是已知的和/或之前确定的)之间的距离的步骤、或者测量所述凹槽在其第一尖锐边缘处的第一直径和所述凹槽在其第二尖锐边缘处的第二直径的步骤；并且所述推论出根据所述第二方向的所述刀具位置的步骤相应地包括确定所述第一和第二尖锐边缘相对于所述车削中心的所述这些所测量距离的总和一半的步骤、或确定所述凹槽的所述这些所测量直径的总和一半的一半的步骤。
在实践中，可以通过测量位于该第一/第二尖锐边缘上的第一组至少三个点的坐标、接着推论出经过这三个点的圆的直径，来执行该凹槽的直径测量。
所述至少部分环形的凹槽可以具有两个相反侧，这两个相反侧各自相对于所述主表面、相应地靠近所述第一尖锐边缘和所述第二尖锐边缘具有相似的预定局部斜率，和/或所述第一尖锐边缘和所述第二尖锐边缘在垂直于所述车削机床的主轴轴线的平面中具有相似的高度，所述校准件固定地安装在该主轴轴线上并且该主轴轴线在所述制造所述校准件的步骤的过程中旋转。
相似的预定局部斜率在此可以对应于具有相反符号的、绝对值相同的值。
大于根据所述第一方向的所述偏移位置的所述第一预定阈值可以被限定成使得，由于根据所述第一方向的所述偏移位置引起的、与根据所述第二方向的所述刀具位置有关的第一误差小于第二预定阈值，该第二预定阈值等于约10μm、并且优选地等于约5μm、并且更优选地等于约1μm。
该第一误差优选地是由以下关系式限定的：
其中：
-“r”是根据所述预定理论几何形状在所述主表面上的所述至少部分凹槽的至少一个尖锐边缘与该车削中心之间的理论距离，单位为微米；并且
-“dY”是根据所述第一方向的所述偏移位置，单位为微米。
所述至少部分环形的凹槽相对于所述主表面、靠近所述至少一个尖锐边缘可以具有预定局部斜率，该预定局部斜率大于约5°并且优选地约10°并且小于约90°，并且其中，所述镜片机加工刀具包括圆形切割边缘，该圆形切割边缘被配置成在执行所述制造所述校准件的步骤时具有小于约2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分，这样使得由于所述镜片机加工刀具的波浪度缺陷和/或被磨损部分引起的、与根据所述第二方向的所述刀具位置有关的第二误差小于第三预定阈值，该第三预定阈值等于约11μm、并且优选地等于约5μm并且更优选地等于约1μm。
该第二误差优选地是由以下关系式限定的：
其中：
-“dr”是所述镜片机加工刀具的所述波浪度缺陷和/或被磨损部分，单位为微米；并且
-“a”是所述至少部分环形的凹槽的所述预定局部斜率，单位为度。
该方法可以进一步包括以下步骤：
-将表示所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的所述测量数据与根据所述预定理论几何形状的理论数据进行比较；并且
-根据所述比较步骤来推论出所述镜片机加工刀具根据所述第二方向的偏移位置。
该方法可以进一步包括以下步骤：如果根据所述第二方向的所述偏移位置大于第四预定阈值，该第四预定阈值等于约20μm、优选地等于约10μm、并且更优选地等于约1μm，则控制所述车削机床将所述镜片机加工刀具根据所述确定的根据所述第二方向的偏移位置来重新定位。
所述镜片机加工刀具可以包括圆形切割边缘，该圆形切割边缘被配置成在执行所述制造所述校准件的步骤时具有小于约2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分，并且所述方法可以进一步包括以下步骤：
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造类似于所述校准件的第一检查件；
-测量所述第一检查件的至少一个尖锐边缘的几何特征并且存储与所述第一检查件有关的所述所测量数据；
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造多个眼科镜片；
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造类似于所述第一检查件的第二检查件；
-测量所述第二检查件的至少一个尖锐边缘的几何特征；并且
-将与所述第二检查件有关的所述测量数据同与所述第一检查件有关的所述存储的测量数据进行比较并且推论出所述镜片机加工刀具的磨损值。
制造类似于所述校准件的第一检查件的步骤可以在以下步骤之后：控制所述车削机床将所述镜片机加工刀具根据所述确定的根据所述第二方向的偏移位置来重新定位，如上所述。
更一般地，制造类似于所述校准件的第一检查件的步骤可以根据该车削机床的预定设置来执行，并且制造眼科镜片和该第二检查件的步骤也是根据该车削机床的相同预定设置来执行的。
该方法可以进一步包括以下步骤：如果所述确定的磨损值大于第五预定阈值，则更换所述镜片机加工刀具。
所述制造校准件的步骤可以在所述车削机床中的第一高度处执行，并且所述方法在推论出根据所述第二方向的所述刀具位置之后可以进一步包括以下步骤：
-存储与所述校准件有关的根据所述第一方向的所述推论出的刀具位置；
-在所述车削机床中的与所述第一高度不同的第二高度处制造类似于所述校准件的另一个校准件；
-测量所述校准件的至少一个尖锐边缘的几何特征；
-根据表示所述另一个校准件的所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的所述测量数据来推论出与所述另一个校准件有关的根据所述第二方向的刀具位置；并且
-将与所述校准件和所述另一个校准件有关的所述推论出的刀具位置进行比较并且推论出与所述镜片机加工刀具有关的根据所述第二方向的平行度缺陷值。
所述镜片机加工刀具可以具有根据所述第一方向的平行度缺陷值，该平行度缺陷值对应于分别与所述校准件和所述另一个校准件有关的所述推论出的工件位置之间的差、并且小于根据所述第一高度与所述第二高度之间的差所限定的第六预定阈值，这样使得由于根据所述第一方向的所述平行度缺陷值引起的、与根据所述第二方向的所述平行度缺陷值有关的第三误差小于第七预定阈值，该第七预定阈值等于约1μm/mm、并且优选地等于约0.5μm/mm、并且更优选地等于约0.1μm/mm。
该镜片机加工刀具可以具有：根据所述第一方向的第一偏移位置，该第一偏移位置在所述车削机床中的所述第一高度处小于第一预定阈值；以及根据所述第一方向的第二偏移位置，该第二偏移位置在所述车削机床中的所述第二高度处小于所述第一预定阈值。
该第三误差可以由以下关系式限定：
其中：
-“r”是根据所述预定理论几何形状，所述主表面上的所述至少部分地凹槽的至少一个尖锐边缘之间的理论距离，单位为微米；
-“H1”和“H2”分别是第一和第二高度，单位均为毫米；并且
-“dY1”和“dY2”是分别在该第一和第二高度处的偏移位置dY1和dY2，单位均为微米，并且当存在根据所述第一方向的平行度缺陷值时具有不同的值。
本发明还涉及一种用于控制镜片制造过程的方法，该方法包括以下步骤：
-确定镜片机加工刀具在车削机床中的位置，如上所述；
-记录所述机加工刀具在所述车削机床中的所述位置的值；
-有规律地重复步骤a)至b)并且检查所述机加工刀具在所述车削机床中的所述位置随时间的演变；
其中，检查在该镜片制造过程中所述车削机床的至少一个参数随时间的演变，并且所述机加工刀具在所述车削机床中的至少所述位置随时间的演变与所述车削机床的该至少一个参数随时间的演变有关。
附图说明
现在以通过非限制性实例并且参考附图在下文给出的优选实施例的详细描述来继续说明本发明。在这些附图中：
-图1是被配置成用于机加工眼科镜片和/或校准件并且确定镜片机加工刀具在车削机床中的位置的车削机床的部分示意图；
-图2是部分示意性透视图，示出了图1中所展示的机床的镜片机加工刀具，该镜片机加工刀具面朝有待制造的校准件，该校准件固定在镜片固持系统上；
-图3示意性地表示出在根据第一实施例执行的制造校准件的步骤之前和之后固定至该镜片固持系统上的校准件；
-图4是类似于图3的视图，制造该校准件的步骤是根据第二实施例执行的；
-图5示出了根据第一或第二实施例制造的校准件的细节；
-图6是所制造的校准件的透视图；
-图7是类似于图6的视图，示出了所制造的校准件的变体；
-图8是在该机床包括相对于X方向的校准缺陷时所制造的校准件的顶视图、并且进一步示出了在该机床包括相对于Y方向的受控校准缺陷时所制造的所述校准件上所形成的环形凹槽的细节；
-图9是示出了具有波浪度缺陷和/或被磨损部分的镜片机加工刀具的示意图；并且
-图10示出了在该车削机床中的不同高度处所制造的两个校准件。
具体实施方式
图1示出了数控“自由形式”的机床1，数控表示设备与软件的集合，该软件的功能是将移动指令给予机床1的所有元件。
这个机床1被配置成用于通过车削(表面加工以及可选地抛光)来机加工光学物品10的面12。
为此目的，机床1包括可移动机加工臂7和控制单元2，该控制单元包括具有存储器4、具体地非易失性存储器的微处理器3，从而允许它加载和存储软件，换言之，计算机程序，当该计算机程序在微处理器3中被执行时，该计算机程序允许实施根据本发明的制造方法。
此非易失性存储器4是例如ROM(“只读存储器”)类型。
控制单元2进一步包括存储器5(具体地易失性存储器)，从而允许在该软件的执行和该方法的实现方式中存储数据。
本易失性存储器5是例如RAM或EEPROM(分别为“随机存取存储器”和“电可擦除可编程只读存储器”)类型。
该控制单元可以仅至少部分地集成在该机床中。换言之，该控制单元可以部分地、或全部地安排在该机床之外。
更一般地，机床1还可以与包括被配置为用于在光学物品上执行多个确定步骤的一台或多台机床相对应的制造系统(参见下文)。因此，该控制单元形成制造系统的一部分并且可以包括位于这些机床内或外的一个或多个控制模块。
光学物品10可以是眼科镜片和/或校准件。在眼科镜片的情况下，机床1还可以被配置成用于对面12进行抛光并且对外周边缘13(参见图2)进行磨边以便形成眼科镜片。
可移动机加工臂7被配置成用于在一端支承包括镜片机加工刀具24(图2)的装置20，并且控制单元2被配置成用于控制以下方法的多个步骤中的每一个步骤：该方法用于确定镜片机加工刀具24并且具体而言其中心在被配置成用于机加工眼科镜片的车削机床1中的位置。
图2示出了车削机床1的镜片固持系统8，该镜片固持系统被配置成用于将在此由校准件10形成的光学物品封阻在预定位置上。
校准件10包括上面12、与上面12相反的下面11、以及将下面11和上面12相连的外周边缘13。
上面12被配置成用于形成第一面、又称为后面，并且下面11被配置成用于形成第二面、也成为正面。该第二面与该第一面相反。
外周边缘13被配置成用于形成具有第一边缘15和第二边缘16的外周轮廓线，该第一边缘将外周边缘13连结至第一面12上并且该第二边缘将外周边缘13连结至第二面11上。
在此，第二面11和第一面12均是平面的。
镜片固持系统8包括例如粘性膜(未示出)，该粘性膜具有被配置成有待固定在件10的下面11上的粘性面。
镜片固持系统8被配置为用于接纳件10以便通过使用装置20至少车削第一面12来进行机加工。
镜片固持系统8被配置成安装在机床1的主轴轴线上，该主轴轴线在制造校准件10的步骤的过程中旋转以便在机加工过程中使件10自身旋转。
机床1包括三个方向，分别为：第一方向18、即Y方向；垂直于第一方向18的第二方向16、即X方向；以及垂直于第一方向18和第二方向16两者的第三方向17、即Z方向。
镜片机加工刀具24的位置是根据三个方向16至18在车削机床1中限定的。
Z方向17在此对应于件10的车削轴线、又称为车削中心。
装置20包括被配置成有待紧固至可移动机加工臂7上的销21、销21从中突出的底座22、在销21的对面由底座22的突出部形成的刀具支撑件23、以及固定至刀具支撑件23上的镜片机加工刀具24。
为了执行用于确定镜片机加工刀具24的位置的方法，控制单元2被配置成用于检查镜片机加工刀具24是否相对于理论位置具有根据Y方向的偏移位置，该偏移位置小于第一预定阈值(更详细地参见下文)。
如果没有，则刀具24的根据Y方向的偏移位置必须被校正成小于该第一预定阈值。
如果有，则控制单元2被配置成用于控制在机床1中通过使用刀具24根据预定理论几何形状来制造校准件10的步骤。
制造件10的步骤被配置成用于在件10的第一面12中形成的主表面中提供至少部分环形的凹槽25，该凹槽25相对于件10的车削中心17居中。
至少部分环形的凹槽被配置成用于形成至少一个尖锐边缘29、30，该至少一个尖锐边缘限定了该主表面上的斜率不连续性并且是容易识别的。由尖锐边缘29、30所限定的斜率不连续性对应于主表面上的、连续且不可区分的表面部分(更详细地参见下文)。
接下来，控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：接收表示校准件10的几何特征的数据并且处理所述数据以便确定镜片机加工刀具24相对于这三个方向16至18的位置。
具体而言，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：通过使用类似于例如显微镜的常用刀具来测量面12上的至少一个尖锐边缘29、30的几何特征。
接下来，控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：根据表示至少一个尖锐边缘29、30的几何特征的测量数据来推论出刀具24的中心根据X方向的位置。
我们将参照图3至图7更详细地描述以下步骤：测量凹槽25、测量凹槽25的至少一个尖锐边缘29、30的几何特征、并且推论出刀具24的中心在机床1中的位置。
控制单元2被配置成用于控制第一步骤：根据预定总体形状来对校准件10的第一面12的整个主表面进行粗切割和/或精加工；和第二步骤：接下来继该第一步骤之后，在第一面12中形成环形凹槽25。
粗切割和/或精加工的第一步骤在此被配置成用于在件10的第一面12上提供平面的主表面(图3)。
参照图3，形成环形凹槽25的第二步骤是通过控制刀具24相对于校准件沿着刀具24并且具体而言包括该刀具的圆形切割边缘32深入第一面12中的单一方向(Z方向Z)延伸的第一方向26移位来执行。
参照图4，形成环形凹槽25的第二步骤是通过控制刀具24相对于件根据在X方向16和Z方向17两者上延伸的方向27中所限定的预定路径28移位来执行。
预定路径28例如是由正弦曲线路径或更一般地弯曲路径所限定的。
参照图5，凹槽25包括一个弯曲底部31和对应地形成两个尖锐边缘29和30的两个相反末端或侧。
在变体中，该凹槽的底部可以是平面的而不是弯曲的。
形成凹槽25的第二步骤是通过控制刀具24进一步相对于第一面12并且靠近相应的尖锐边缘29和30提供局部斜率33和34来执行的，无论凹槽25的底部31是怎样的。
凹槽25在此被配置成具有的截面轮廓具有分别在第一面12上限定了第一斜率不连续性和第二斜率不连续性的第一尖锐边缘29和第二尖锐边缘30、并且靠近第一尖锐边缘30具有第一局部斜率33、并且靠近第二尖锐边缘29具有与第一局部斜率33相反的第二局部斜率34。
第一局部斜率33具有第一预定值a1并且第二局部斜率34具有第二预定值a2，该第二预定值的绝对值在此等于第一预定值a1并且具有相反符号。
换言之，第一尖锐边缘30和第二尖锐边缘29在垂直于车削机床1的主轴轴线(未表示)的平面中具有相似的高度。
在变体中，第一和第二预定值a1和a2不是相等的而是不同的。
另外，第一和第二局部斜率33和34在此时是相对于凹槽25的中心对称的，该中心对应于刀具24的中心的已知位置。
该第一和第二预定值a1和a2在此大于约5°并且优选地大于约10°、并且小于约90°。
图6示出了根据以上提及的任一种方式26或28、由刀具24机加工的校准件10。
在图7中所展示的变体中，粗切割和/或精加工的第一步骤可以被配置成用于在件10的第一面12上提供弯曲的主表面；并且凹槽25可以是仅部分环形的或被中断的以便形成凹槽的两个部分。
控制单元2被配置成用于控制以下步骤：测量第一尖锐边缘30与件20的车削中心17之间的距离以及第二尖锐边缘29与车削中心17之间的距离。车削中心17是已知的和/或之前确定的。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：确定第一和第二尖锐边缘30和29相对于车削中心17的这些所测量距离的总和一半以便推论出在该凹槽中心处的根据X方向的刀具位置。
在变体中，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：测量凹槽25在其第一尖锐边缘30处的第一直径和凹槽25在其第二尖锐边缘29处的第二直径。
可以通过测量位于第一和第二尖锐边缘30和29中的每一者上的第一组至少三个点的坐标、接着推论出经过这三个点的圆的直径，来执行凹槽25的直径测量。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：确定凹槽25的所测量或所推论出的直径的总和一半的一半以便推论出在凹槽中心处的根据X方向的刀具位置。
我们将参照图8至图10使用上述方法进行描述。
参照图8，该方法用于确定或推论出机床1在X方向上的校准缺陷。
图8示出了凹槽25的与刀具24的中心相对应的中心P、以及该凹槽的预定理论几何形状的理论中心T。
所机加工出的凹槽和理论凹槽的中心P和T根据X方向偏移了距离dX、又称为偏移位置。
在这种情况下，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：将表示凹槽25的尖锐边缘29和30的几何特征的测量数据(距离或直径)与根据预定理论几何形状的理论数据进行比较，该理论数据是之前由控制单元2接收并且存储的。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：根据比较的结果来推论出刀具24根据X方向的偏移位置dX。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：如果所确定的偏移位置大于第四预定阈值，该第四预定阈值等于约20μm、优选地等于约10μm并且更优选地等于约1μm，则控制机床1以便根据所确定的偏移位置dX来将刀具24重新定位。
如上文所提及的，控制单元2被配置成用于检查镜片机加工刀具24是否相对于理论位置具有根据Y方向的偏移位置，该偏移位置小于第一预定阈值。
这样的偏移位置dY可能影响在上述方法的步骤中所推论出的刀具位置。
具体而言，偏移位置dY可能造成与根据X方向的刀具位置有关的第一误差d(详见图8)。
图8中的参考号C对应于该凹槽的中心并且因此如果该偏移位置dY等于零则对应于该刀具的中心。
该第一误差优选地是由以下关系式限定的：
其中：
-“r”是尖锐边缘29、30、或与刀具24的中心的位置相对应的凹槽25中心与件10的车削中心之间的理论距离，单位为微米；并且
-“dY”是根据Y方向的偏移位置，单位为微米。
必须大于根据Y方向的偏移位置的该第一预定阈值优选地被限定成使得该第一误差小于第二预定阈值，该第二预定阈值等于约10μm、并且优选地等于约5μm、并且更优选地等于约1μm。
例如，如果凹槽25的半径r等于7.5mm，则偏移位置dY必须小于122μm。
另外，控制单元2可以被配置成用于检查在执行制造校准件10的步骤之前，刀具24并且具体而言其圆形切割边缘32是否具有优选地小于2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分。
如果该缺陷不小于约2μm，则刀具24的此类波浪度缺陷和/或被磨损部分可能影响在上述方法的步骤中所推论出的刀具位置。
具体而言，刀具24的波浪度缺陷和/或被磨损部分可能造成与根据X方向的刀具位置有关的第二误差。
该第二误差优选地是由以下关系式限定的：
其中：
-“dr”是刀具24的波浪度缺陷和/或被磨损部分，单位为微米；并且
-“a”是凹槽25的一个或多个预定局部斜率，单位为度。
具有优选地小于约2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分的圆形切割边缘32应确保该第二误差小于第三预定阈值。
具有小于约2μm的波浪度缺陷值dr的刀具24、和/或凹槽25的具有大于约5°并且优选地约10°并且小于约90°的值的预定局部斜率33、34允许获得等于约11μm、并且优选地等于约5μm、并且更优选地等于约1μm的第三预定阈值。
例如，如果波浪度缺陷dr小于约2μm并且凹槽25的局部斜率33、34具有等于17°的值，则根据X方向的刀具位置可以以大约+/-3.5μm的精度确定。
参照图9，该方法用于确定或推论出镜片机加工刀具24并且具体而言其圆形切割边缘32的磨损值。
图9示出了圆形切割边缘32为在刀具24的第一端35与相反第二端36之间被不对称磨损的区。
在这种情况下，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：通过使用刀具24来制造类似于校准件10的第一检查件、测量在该第一检查件的第一面上形成的尖锐边缘的几何特征、以及存储与该第一检查件有关的测量数据。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：通过使用刀具24来制造多个眼科镜片、并且接下来通过使用刀具24来制造类似于第一检查件的第二检查件、以及测量在该第二检查件的第一面上形成的尖锐边缘的几何特征。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：将与第二检查件有关的测量数据同与第一检查件有关的所存储的测量数据进行比较、并且基于以上提及的第二误差的关系来推论出刀具24的磨损值。
如果所确定的磨损值大于第五预定阈值，则控制单元2被配置成用于控制更换刀具24的步骤。
所确定的磨损值可以对应于刀具24的圆形切割边缘32的径向磨损，并且例如该第五预定阈值等于约10μm。
制造类似于该校准件的第一检查件的步骤可以在以下步骤之后：控制机床根据所确定的偏移位置dX来将刀具重新定位，如上所述。
更一般地，制造类似于该校准件的第一检查件的步骤可以根据该机床的预定设置来执行，并且制造眼科镜片和该第二检查件的步骤也是根据该机床的相同预定设置来执行的。
参照图10，该方法用于确定或推论出根据X方向的平行度缺陷值。
图10示出了两个各自具有预定厚度e1和e2的校准件10，这些厚度是不同的，并且这些校准件各自在机床1中的预定高度H1和H2处进行机加工，这些高度是不同的。
在这种情况下，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：如上文所描述的在第一高度H1处制造校准件10并且在推论出根据X方向的刀具位置之后，存储所推论出的刀具位置。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：在第二高度H2处制造类似于校准件的另一个校准件10；测量另一个校准件10的凹槽的尖锐边缘的几何特征；并且根据表示这些尖锐边缘的几何特征的测量数据来推论出与另一个校准件10有关的根据X方向的刀具位置。
接下来，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：将与校准件10有关的所推论出的刀具位置进行比较并且推论出与该刀具有关的根据X方向的平行度缺陷值。
该刀具可以具有根据Y方向的平行度缺陷值，这个值可能影响所推论出的根据X方向的平行度缺陷值。
根据Y方向的平行度缺陷值可以对应于分别与这些校准件有关的所推论出的刀具位置之间的差。
更精确地，该刀具可以具有根据Y方向的第一偏移位置以及根据Y方向的第二偏移位置，该第一偏移位置在第一高度H1处小于第一预定阈值并且该第二偏移位置在该第二高度H2处小于第一预定阈值。
控制单元2被配置成用于控制以下步骤：检查根据Y方向的平行度缺陷值是否小于根据第一高度H1与第二高度H2之间的差所限定的第六预定阈值。
具体而言，根据Y方向的平行度缺陷值可以导致与根据X方向的平行度缺陷值有关的第三误差。
该第三误差还可以由以下关系式限定：
其中：
-“r”是根据预定理论几何形状，凹槽的尖锐边缘之间的理论距离，单位为微米；
-“H1”和“H2”分别是第一和第二高度，单位均为毫米；并且
-“dY1”和“dY2”是分别在该第一和第二高度处的偏移位置dY1和dY2、单位均为微米，并且在存在根据该第一方向的平行度缺陷值时具有不同的值。
小于第六预定阈值的根据Y方向的平行度缺陷值应确保，与根据X方向的平行度缺陷值有关的第三误差小于第七预定阈值，该第七预定阈值是例如等于约1μm/mm、并且优选地等于约0.5μm/mm、并且更优选地等于约0.1μm/mm。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：控制镜片制造过程。
在这种情况下，控制单元2被配置成用于控制以下步骤：如上所述地确定镜片机加工刀具在车削机床中的位置；记录该机加工刀具在该车削机床中的位置的值；并且有规律地重复前两个步骤并且检查该刀具在该机床中的位置随时间的演变。
控制单元2进一步被配置成用于控制以下步骤：检查在镜片制造过程中车削机床的至少一个参数随时间的演变；并且至少刀具在机床中的位置随时间的演变与机床的至少一个参数随时间的演变有关。
应更普遍注意的是，本发明不局限于所描述和展现的实例。

Claims (16)

1.一种用于确定镜片机加工刀具(24)在被配置成用于制造眼科镜片的车削机床(1)中的位置的方法，所述镜片机加工刀具的所述位置是根据至少两个方向(16，17，18)在所述车削机床中限定的，所述方法包括以下步骤：通过使用所述镜片机加工刀具根据预定理论几何形状来制造校准件(10)；接收表示所述校准件的几何特征的数据；并且处理所述数据以便确定所述镜片机加工工件相对于所述两个方向中的至少一个方向的位置；所述方法的特征在于：
-所述镜片机加工刀具相对于理论位置具有根据所述两个方向中的第一方向(18)的偏移位置(dY)，该偏移位置小于第一预定阈值；
-所述制造校准件的步骤被配置成用于在所述校准件的主表面(12)中提供至少部分环形的凹槽(25)，所述至少部分环形的凹槽被配置成在所述主表面上形成限定了斜率不连续性的至少一个尖锐边缘(39，40)；
-所述接收所述校准件的几何特征的数据的步骤包括测量所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的步骤；并且
-所述方法进一步包括以下步骤：根据表示所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的所述测量数据来推论出所述镜片机加工刀具根据所述两个方向中的第二方向(16)的位置，该第二方向与该第一方向不同。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述至少部分环形的凹槽相对于所述主表面、靠近所述至少一个尖锐边缘(29，30)具有预定局部斜率(33，34)。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述预定局部斜率(33，34)具有大于约5°并且优选地大于约10°并且小于约90°的值。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的方法，其中所述制造校准件的步骤包括：根据预定总体形状来对所述校准件(10)的整个主表面进行粗切割和/或精加工的第一步骤以及在所述主表面中形成所述至少部分环形的凹槽(25)的第二步骤，所述第一和第二步骤是相继执行的并且所述第一步骤在所述第二步骤之前或之后。
5.根据权利要求4所述的方法，其中所述粗切割和/或精加工的第一步骤被配置成用于提供平面的主表面或弯曲的主表面，和/或所述形成所述至少部分环形的凹槽(25)的第二步骤是通过控制所述镜片机加工刀具(24)相对于该校准件沿所述镜片机加工刀具深入所述主表面中的单一方向移位、或者根据在所述第一方向上并且也在与所述第一和第二方向不同的第三方向(17)上限定的预定路径相对于该校准件移位来执行的。
6.根据权利要求1至5中任一项所述的方法，其中所述至少部分环形的凹槽(25)被配置成具有的截面轮廓具有分别在所述主表面上限定了第一斜率不连续性和第二斜率不连续性的第一尖锐边缘(30)和第二尖锐边缘(29)、并且靠近所述第一尖锐边缘具有第一局部斜率(33)并且靠近所述第二尖锐边缘具有与所述第一局部斜率相反的第二局部斜率(34)。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述接收所述校准件(10)的几何特征的数据的步骤包括测量所述第一尖锐边缘(30)与所述校准件的车削中心(17)之间的距离以及所述第二尖锐边缘(29)与所述车削中心之间的距离的步骤、或者测量所述凹槽在其第一尖锐边缘处的第一直径和所述凹槽在其第二尖锐边缘处的第二直径的步骤；并且所述推论出根据所述第二方向的所述刀具位置的步骤相应地包括确定所述第一和第二尖锐边缘相对于所述车削中心的所述这些所测量距离的总和一半的步骤、或确定所述凹槽的所述这些所测量直径的总和一半的一半的步骤。
8.根据权利要求7所述的方法，其中所述至少部分环形的凹槽(25)具有两个相反侧，这两个相反侧各自相对于所述主表面、相应地靠近所述第一尖锐边缘和所述第二尖锐边缘具有相似的预定局部斜率(33，34)，和/或所述第一尖锐边缘和所述第二尖锐边缘在垂直于所述车削机床(1)的主轴轴线的平面中具有相似的高度，所述校准件(10)固定地安装在该主轴轴线上并且该主轴轴线在所述制造所述校准件的步骤的过程中旋转。
9.根据权利要求1至8中任一项所述的方法，其中大于根据所述第一方向的所述偏移位置的所述第一预定阈值被限定成使得，由于根据所述第一方向的所述偏移位置引起的、与根据所述第二方向的所述刀具位置有关的第一误差小于第二预定阈值，该第二预定阈值等于约10μm、并且优选地等于约5μm、并且更优选地等于约1μm。
10.根据权利要求1至9中任一项所述的方法，其中所述至少部分环形的凹槽(25)相对于所述主表面、靠近所述至少一个尖锐边缘具有预定局部斜率，该预定局部斜率大于约5°并且优选地约10°并且小于约90°，并且其中，所述镜片机加工刀具包括圆形切割边缘，该圆形切割边缘被配置成在执行所述制造所述校准件(10)的步骤时具有小于约2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分，这样使得由于所述镜片机加工刀具(24)的波浪度缺陷和/或被磨损部分引起的、与根据所述第二方向的所述刀具位置有关的第二误差小于第三预定阈值，该第三预定阈值等于约11μm、并且优选地等于约5μm并且更优选地等于约1μm。
11.根据权利要求1至10中任一项所述的方法，其中该方法进一步包括以下步骤：
-将表示所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘(29，30)的几何特征的所述测量数据与根据所述预定理论几何形状的理论数据进行比较；并且
-根据所述比较步骤来推论出所述镜片机加工刀具(24)根据所述第二方向的偏移位置。
12.根据权利要求11所述的方法，其中该方法进一步包括以下步骤：如果根据所述第二方向的所述偏移位置大于第四预定阈值，该第四预定阈值等于约20μm、优选地等于约10μm、并且更优选地等于约1μm，则控制所述车削机床(1)将所述镜片机加工刀具(24)根据所述确定的根据所述第二方向的偏移位置来重新定位。
13.根据权利要求1至12中任一项所述的方法，其中所述镜片机加工刀具(24)包括圆形切割边缘(32)，该圆形切割边缘被配置成在执行所述制造所述校准件(10)的步骤时具有小于约2μm的波浪度缺陷和/或被磨损部分，所述方法进一步包括以下步骤：
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造类似于所述校准件的第一检查件；
-测量所述第一检查件的至少一个尖锐边缘的几何特征并且存储与所述第一检查件有关的所述所测量数据；
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造多个眼科镜片；
-通过使用所述镜片机加工刀具来制造类似于所述第一检查件的第二检查件；
-测量所述第二检查件的至少一个尖锐边缘的几何特征；并且
-将与所述第二检查件有关的所述测量数据同与所述第一检查件有关的所述存储的测量数据进行比较并且推论出所述镜片机加工刀具的磨损值。
14.根据权利要求1至13中任一项所述的方法，其中所述制造校准件(10)的步骤在所述车削机床中的第一高度(H1)处执行，所述方法在推论出根据所述第二方向的所述刀具位置之后进一步包括以下步骤：
-存储与所述校准件有关的根据所述第一方向的所述推论出的刀具位置；
-在所述车削机床中的与所述第一高度不同的第二高度(H2)处制造类似于所述校准件的另一个校准件(10)；
-测量所述校准件的至少一个尖锐边缘的几何特征；
-根据表示所述另一个校准件的所述主表面上的所述至少一个尖锐边缘的几何特征的所述测量数据来推论出与所述另一个校准件有关的根据所述第二方向的刀具位置；并且
-将与所述校准件和所述另一个校准件有关的所述推论出的刀具位置进行比较并且推论出与所述镜片机加工刀具有关的根据所述第二方向的平行度缺陷值。
15.根据权利要求14所述的方法，其中所述镜片机加工刀具具有根据所述第一方向的平行度缺陷值，该平行度缺陷值对应于分别与所述校准件和所述另一个校准件有关的所述推论出的工件位置之间的差、并且小于根据所述第一高度(H1)与所述第二高度(H2)之间的差所限定的第六预定阈值，这样使得由于根据所述第一方向的所述平行度缺陷值引起的、与根据所述第二方向的所述平行度缺陷值有关的第三误差小于第七预定阈值，该第七预定阈值等于约1μm/mm、并且优选地等于约0.5μm/mm、并且更优选地等于约0.1μm/mm。
16.一种用于控制镜片制造过程的方法，该方法包括如下步骤：
-根据权利要求1至15中任一项所述的来确定镜片机加工刀具(24)在车削机床(1)中的位置；
-记录所述机加工刀具(24)在所述车削机床(1)中的所述位置的值；
-有规律地重复步骤a)至b)并且检查所述机加工刀具(24)在所述车削机床(1)中的所述位置随时间的演变；
其中，检查在该镜片制造过程中所述车削机床的至少一个参数随时间的演变，并且所述机加工刀具在所述车削机床中的至少所述位置随时间的演变与所述车削机床的该至少一个参数随时间的演变有关。
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