DE10135649A1

DE10135649A1 - Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung

Info

Publication number: DE10135649A1
Application number: DE2001135649
Authority: DE
Original assignee: Pro Laser Weco GmbH
Current assignee: Pro Laser Weco GmbH
Priority date: 2001-07-21
Filing date: 2001-07-21
Publication date: 2003-02-06

Abstract

Verfahren und Vorrichtung zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung, bei denen zum Abtasten der Raumkurve r, z (THETA) der Facettennut und des Flankenwinkels (alpha¶1¶ + alpha¶2¶; 2alpha) der Facettennut eine Taststiftanordnung ohne Umsetzen sowohl am Facettennutgrund als auch an den Facettenflanken in Umfangsrichtung entlang geführt wird und aus der Rediusdifferenz (DELTAÐ¶1¶, DELTAÐ¶2¶, DELTAÐ¶3¶) der Flankenwinkel (alpha¶1¶, alpha¶2¶, 2alpha) in einer Steuereinheit berechnet wird.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung zum Bestimmen der Raumkurve r, z (θ) der Facettennut und des Flankenwinkels α der Facettennut.

In der EP 0 819 967 A1 und der WO 99/55490 A1 sind derartige Verfahren und Vorrichtungen beschrieben.

Bei dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der EP 0 819 967 A1 wird eine Facettennut zunächst in üblicher Weise hinsichtlich der Raumkurve r, z (θ) mittels eines entlang dem Facettenutgrund geführten Taststifts abgetastet. Zum Ermitteln des Flankenwinkels der Facettennut wird entweder der Taststift in einem zweiten Meßvorgang ohne Relativdrehung der Brillenfassung mit Bezug auf den Taststift entlang wenigstens einer Flanke der Facettennut in r-Richtung und z-Richtung geführt und aus den Differenzwerten in r- und in z-Richtung der Flankenwinkel in einer Steuereinheit berechnet, oder die Messung des Flankenwinkels wird in der Weise durchgeführt, daß Tastköpfe unterschiedlicher Größe nacheinander in die Facettennut eingeführt und aus der dabei ermittelten Radiusdifferenz sowie der Größe der Tastköpfe der Flankenwinkel berechnet wird.

Zu diesem Zweck kann die Tastvorrichtung entweder auswechselbare Tastköpfe aufweisen oder an einem Halter sind beide Tastköpfe angeordnet, die sich nacheinander in Kontakt mit den Facettennutflanken bringen lassen.

Die Vorrichtung gemäß der WO 99/55490 A1 weist an einem Halter 2 Tastköpfe auf, die in z-Richtung zueinander beabstandet sind. Der erste, schmale Tastkopf dient dazu, die Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut zu ermitteln. Danach wird der zweite, breite Tastkopf durch Verschieben in z- und r-Richtung in Kontakt mit den Flanken der Facettennut gebracht, wonach aus der Radiusdifferenz und der Breite des Tastkopfes der Flankenwinkel der Facettennut berechnet wird.

Beide Vorrichtung erfordern zusätzlichen Steuerungsaufwand, um die Tastköpfe entlang den Facettennutflanken zu führen oder bei Verwendung unterschiedlich großer Tastköpfe diese Tastköpfe nacheinander zur Anlage an die Facettennutflanken zu bringen.

Der Erfindung liegt dementsprechend das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung zu schaffen, mit denen sich die Koordinaten der Raumkurve der Facettennut und der Flankenwinkel der Facettennut auf einfache Weise und mit geringem, zusätzlichen Steueraufwand bestimmen lassen.

Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung vorgeschlagen, bei dem zum Abtasten der Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut und des Flankenwinkels α der Facettennut eine Taststiftanordnung ohne Umsetzen sowohl am Facettennutgrund als auch an den Facettenflanken in Umfangsrichtung entlang geführt wird und aus der Radiusdifferenz Δ r der Flankenwinkel α in einer Steuereinheit berechnet wird.

Bei einer Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Taststiftanordnung aus einem zum Abtasten der Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut in einem ersten Umlauf mit seiner Spitze im Facettennutgrund geführten Taststift, und diese Koordinaten werden während dieses ersten Umlaufs aufgenommen, wonach der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z- Richtung erneut entlang der Facettennut geführt wird und aus der beim Auflaufen des Taststifts auf wenigstens einer Facettenflanke entstehenden Radiusdifferenz Δ r und der zugehörigen Höhendifferenz Δ z der Flankenwinkel α berechnet wird. Vorzugsweise erfolgt die Messung bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung ausgehend vom Facettengrund und kann sich über einen geringen, zur Ermittlung des Flankenwinkels ausreichenden Drehwinkel, aber auch bis zu 180° und mehr erstrecken, wobei aus den Meßwerten mittels eines geeigneten Algorithmus ein gemittelter oder für jeden Winkelschritt der Flankenwinkel berechnet werden kann.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht die Taststiftanordnung aus einem mit seiner Spitze im Facettennutgrund geführte ersten Taststift und einem mit wenigstens einer Kante an einer Facettenflanke anliegenden zweiten Taststift, wobei der erste Taststift relativ zum zweiten Taststift radial verschiebbar ist und aus der Radiusdifferenz Δ r der Flankenwinkel berechnet wird.

Bei dieser Ausführungsform erfolgt das Messen des Flankenwinkels gleichzeitig mit dem Ermitteln der Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut beim Umlauf entlang der Facettennut, und es braucht nur die Relativverschiebung zwischen dem ersten Taststift und dem zweiten Taststift gemessen zu werden, da sich aus dem Abstand der an wenigstens einer Facettennutflanke anliegenden Kante des zweite Taststifts zum am Facettennutgrund anliegenden ersten Taststift dieser Winkel als einfache, geometrische Beziehung ergibt.

Bei beiden Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens wird die Taststiftanordnung zu Beginn der Messung in die Facettennut eingesetzt und verbleibt darin bis zum Ende der Messung, ohne daß ein Umsetzen oder Auswechseln von Tastköpfen unterschiedlicher Größe erforderlich ist.

Des weiteren ist es auch nicht notwendig, die Tastspitze radial entlang wenigstens einer Facettennutflanke zu führen, so daß eine hierfür erforderliche Steuerung entfällt.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens gemäß der ersten Ausführungsform weist einen drehbaren und in r-Richtung sowie z-Richtung verschiebbaren Halter für einen mit seiner Tastspitze im Facettennutgrund geführten Taststift, eine Feststellvorrichtung für die z-Richtung des Halters zum Führen der Tastspitze entlang wenigstens einer Facettenflanke beim Bewegen der Tastspitze in Umfangsrichtung und eine den Flankenwinkel aus der Höhendifferenz Δ z und der Radiusdifferenz Δ r beim Abtasten der Facettennut ohne und mit festgestelltem Halter berechnende Steuereinheit auf.

Die Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens entsprechend der zweiten Ausführungsform weist einen drehbaren und in r-Richtung sowie z-Richtung verschiebbaren Halter für einen mit seiner Tastspitze im Facettengrund geführten ersten Taststift, einen am Halter angeordneten relativ zum ersten Taststift verschiebbaren, mit wenigstens eine Kante an wenigstens einer Facettenflanke entlang geführten zweiten Taststift, einen Wegaufnehmer zwischen dem ersten Taststift und dem zweiten Taststift zum Aufnehmen der Radiusdifferenz Δ r und eine den Flankenwinkel α aus der Radiusdifferenz Δ r berechnende Steuereinheit auf.

Bei dieser Ausführungsform kann der erste Taststift koaxial oder parallel zum zweiten Taststift am Halter und entweder radial entgegengesetzt oder radial gleichgerichtet in der Facettennut geführt sein.

Um eine Verformung der Brillenfassung beim Abtasten der Facettennut und der Facettennutflanken zu vermeiden, können Nachführantriebe in r-Richtung, in z-Richtung und gegebenenfalls zwischen dem ersten Taststift und dem zweiten Taststift zum berührungslosen oder wenigstens andrucklosen Führen der Taststiftanordnung in der Facettennut vorgesehen sein.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispielen des Näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine schematische Ansicht einer Vorrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform und
Fig. 2 eine schematische Teilansicht einer Vorrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform.
Die in Fig. 1 dargestellte Vorrichtung zum Abtasten einer Facettennut entspricht in ihrem grundsätzlichen Aufbau im wesentlichen den aus dem Stand der Technik bekannten Vorrichtungen.
Eine geschnitten dargestellte Brillenfassung 1 weist in ihrer Brillenglasöffnung 2 eine Facettennut auf, die durch den Facettennutgrund 3 und eine obere Facettennutflanke 4 sowie eine untere Facettennutflanke 5 charakterisiert ist.
Aufgrund der Wölbung eines nicht dargestellten Brillenglases sowie der unrunden Form der Brillenglasöffnung 2 ergibt sich ein räumlich gewölbter Verlauf der Facettennut, von dem ein gebogener Bereich des Facettennutgrundes 3 erkennbar ist.
Um den räumlichen Verlauf des Facettennutgrundes 3 sowie den zwischen den Facettennutflanken 4, 5 eingeschlossenen Winkeln abtasten zu können, ist eine Vorrichtung vorgesehen, von der eine Trägerplatte 6 mit Stützen 7 und sie verbindenden Führungsstangen 8 dargestellt sind. Die Führungsstange 8 weist eine Verzahnung 16 auf, in die ein Zahnrad eines Weggebers oder eines Linearantriebs 18 eingreift. Dieser Weggeber oder Linearantrieb 18 ist an einem Schlitten 9 angeordnet, der in Radialrichtung bewegbar ist. Die Trägerplatte 6 läßt sich mittel eines Drehantriebs 17 drehen. Dieser Drehantrieb 17 ist gleichzeitig als Winkelgeber für den Drehwinkel Θ ausgebildet. Anstelle eine drehbare Trägerplatte 6 vorzusehen, ist es auch möglich, die Brillenfassung relativ zur Trägerplatte 6 zu drehen.
Am Schlitten 9 ist eine Führung 10 für einen senkrechten Halter 11 angeordnet. Dieser Halter 11 läßt sich in der Führung 10 in z-Richtung bewegen, um der Raumkurve des Facettennutgrundes 3 zu folgen. Zur Aufnahme der Bewegung in z-Richtung ist an dem Halter 11 eine Verzahnung 16 angeordnet, die mit einem Zahnrad eines Weggebers oder Linearantriebs 19 zusammenwirkt. In den Weggeber oder Linearantrieb 19 ist eine Feststellvorrichtung integriert, mit der es möglich ist, den Halter 11 in einer vorgegebenen Höhe festzuhalten.
Am Halter 11 ist ein radialer Taststift 12 angeordnet, dessen Tastspitze 13 während eines ersten Umlaufs bei gelöster Feststellvorrichtung entlang dem Facettennutgrund 3 geführt wird. Hierbei werden die Koordinaten r, z (θ) des Facettennutgrundes 3 durch den Drehantrieb mit Winkelgeber 17, den Weggeber oder Linearantrieb 18 und den Weggeber oder Linearantrieb 19 aufgenommen und an eine Steuereinheit 20 geleitet.
Wenn nach dem ersten Umlauf der Taststift 12 wieder in die ausgezogen gezeichnete Stellung gelangt ist, die Feststellvorrichtung im Weggeber oder Linearantrieb 19 betätigt wird und die Trägerplatte 6 erneut in Drehung versetzt wird, verbleibt der Taststift 12 in z-Richtung in gleicher Höhe und liegt im dargestellten Fall nach einer Drehung um 180° in der gestrichelt gezeichneten Stellung an der oberen Flanke 4 der Facettennut an. Es ist ersichtlich, daß sich hieraus eine Radiusdifferenz Δ r₁ und eine Differenz in z-Richtung Δ z ergibt, woraus sich der Flankenwinkel α₁ der oberen Facettennutflanke 4 in der Steuereinheit 20 berechnen läßt. In der Praxis kann die Messung über einen Drehwinkel (θ) kleiner oder größer als 180° erfolgen, auch über unterschiedliche Sektoren der Brillenglasöffnung, um entweder einen Mittelwert des Flankenwinkels α₁ zu bilden, oder um den Flankenwinkel α₁ punktweise zu ermitteln und die Facettenbearbeitung entsprechend dem Verlauf des Flankenwinkels vorzunehmen.
Normalerweise läßt sich davon ausgehen, daß die Facettennutflanken 4, 5 symmetrisch zum Facettennutgrund 3 verlaufen, so daß nur eine Messung einer Facettennutflanke 4 oder 5 erforderlich ist. Zu Kontrollzwecken oder zur genauen Messung des zweiten Flankenwinkels ist es möglich, eine zweite Messung durchzuführen, indem der Taststift 12 zunächst zum Facettennutgrund auf der rechten Seite der Brillenfassung 1 geführt, die Feststellvorrichtung festgesetzt und eine Drehung durchgeführt wird. Der Winkel α₂ der unteren Facettennutflanke 5 wird dann in der gleichen Weise wie der der oberen Facettennutflanke berechnet.
Es ist ersichtlich, daß die Messung sowohl der Raumkurve des Facettennutgrundes 3 als auch des Flankenwinkels zwischen den Facettennutflanken 4, 5 ohne bedeutenden Steuerungsaufwand und ohne Umsetzen des Taststifts möglich ist.
Vorzugsweise sind kombinierte Weggeber und Linearantriebe 18, 19 vorgesehen, um die Tastspitze 13 in bekannter Weise berührungslos oder weitgehend andrucklos beim Umlauf in der Facettennut führen zu können.
Bei der Ausführungsform gemäß Fig. 2 ist am Halter 11 eine vorzugsweise zylindrische Radialführung 14 für den Taststift 12 angeordnet. Der Durchmesser der Führung 14 ist etwas kleiner als die übliche Breite einer Facettennut, so daß diese als zweiter Taststift ausgeführte zylindrische Führung 14 mit ihren Kanten 15 an den Facettennutflanken. 4, 5 zur Anlage kommt. Gleichzeitig wird die Tastspitze 13 des Taststifts 12 mittels einer Feder oder eines Linearantriebs 21 zur Anlage an den Facettennutgrund 3 gebracht. Während eines Umlaufs liegt die zylindrische Führung 14 an den Facettennutflanken 4, 5 an, während die Tastspitze 13 entlang dem Facettennutgrund 3 geführt wird.
Mittels des gegebenenfalls als Linearantrieb ausgebildeten Weggebers 21 wird der Abstand Δ r₃ vom Facettennutgrund 3 zum Anlagepunkt der Kante 15 der zylindrischen Führung 14 an den Facettennutflanken gemessen, woraus sich der Flankenwinkel 2a berechnen läßt.
Selbstverständlich kann die Anordnung auch so gestaltet sein, daß der Taststift 12, wie in Fig. 1 dargestellt, gegenüber dem Halter 11 feststeht, während sich die Führung 14 relativ zum Taststift 12 verschieben läßt. Des weiteren ist es möglich, den zweiten Taststift 14 und den ersten Taststift 12 parallel nebeneinander am Halter 11 anzuordnen. Schließlich ist es auch noch möglich, den ersten Taststift 12 radial entgegengesetzt zum zweiten Taststift 14 in der Facettennut zu führen, statt wie dargestellt, radial gleichgerichtet.
Auch bei dieser Ausführungsform ist es vorteilhaft, kombinierte Linearantriebe und Weggeber 18, 19 und gegebenenfalls auch 21 vorzusehen, um ein berührungsloses oder weitgehend andruckloses Abtasten zum Vermeiden von Verformungen der Brillenfassung durchführen zu können.

Claims

1. Verfahren zum Abtasten einer Facettennut in einer Brillenglasöffnung einer Brillenfassung, bei dem zum Abtasten der Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut und des Flankenwinkels (α₁ + α₂; 2 α) eine Taststiftanordnung der Facettennut ohne Umsetzen sowohl am Facettennutgrund als auch an den Facettenflanken in Umfangsrichtung entlanggeführt wird und aus der Radiusdifferenz (Δ r₁, Δ r₂, Δ r₃) der Flankenwinkel (α₁ + α₂; 2 α) in einer Steuereinheit berechnet wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Taststiftanordnung aus einem zum Abtasten der Koordinaten r, z (θ) der Raumkurve der Facettennut in einem ersten Umlauf mit seiner Spitze im Facettengrund geführten Taststift besteht und dabei die Koordinaten z (θ) und r (θ) aufgenommen werden, wonach der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung erneut, entlang der Facettennut geführt wird und aus der beim Auflaufen des Taststifts auf wenigstens einer Facettenflanke entstehenden Radiusdifferenz (Δ r₁, Δ r₂) und der zugehörigen Höhendifferenz (Δ z) der Flankenwinkel (α₁ + α₂) berechnet wird.

3. Verfahren nach Anspruch 2, beidem der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung ausgehend vom Facettennutgrund entlang der Facettennut geführt wird.

4. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung über einen Mindestdrehwinkel (θ) geführt wird der zur Ermittlung des Flankenwinkels ausreicht.

5. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung über einen Drehwinkel (θ) geführt wird, der zur Ermittlung eines gemittelten Flankenwinkels ausreicht.

6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3, bei dem der Taststift bei festgehaltener Bewegung in z-Richtung über einen Drehwinkel (θ) geführt wird, der zur punktweisen Ermittlung des Flankenwinkels über dem Facettennutumfang ausreicht.

7. Verfahren nach Anspruch 1, bei dem die Taststiftanordnung aus einem mit seiner Spitze im Facettennutgrund geführten ersten Taststift und einem mit wenigstens einer Kante an einer Facettenflanke anliegenden zweiten Taststift besteht, wobei der erste Taststift relativ zum zweiten Taststift radial verschiebbar ist und aus der Radiusdifferenz (Δ r₃) der Flankenwinkel berechnet wird.

8. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach einem der Ansprüche 2 bis 7, mit
einem drehbaren und in r-Richtung sowie z-Richtung verschiebbaren Halter (11) für einen mit seiner Tastspitze (13) im Facettennutgrund (3) geführten Taststift (12),
einer Feststellvorrichtung (19) für die z-Richtung des Halters (11) und zum Führen der Tastspitze (13) entlang wenigstens einer Facettenflanke (4, 5) und
einer den Flankenwinkel (α₁, α₂) aus der Höhendifferenz (Δ z) und der Radiusdifferenz (Δ r₁, Δ r₂) beim Abtasten der Facettennut ohne und mit festgestelltem Halter (11) berechnenden Steuereinheit (20).

9. Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 7 mit
einem drehbaren und in r-Richtung sowie z-Richtung verschiebbaren Halter (11) für einen mit seiner Tastspitze (13) im Facettennutgrund (3) geführten, ersten Taststift (12),
einem am Halter (11) angeordneten, relativ zum ersten Taststift (12) verschiebbaren, mit wenigstens einer Kante (15) an wenigstens einer Facettenflanke (4, 5) entlang geführten zweiten Taststift (14),
einem Wegaufnehmer (21) zwischen dem ersten Taststift (12) und dem zweiten Taststift (14) zum Aufnehmen der Radiusdifferenz (Δ r₃) und
einer dem Flankenwinkel (2 α) aus der Radiusdifferenz (Δ r₃) berechnenden Steuereinheit.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste Taststift (12) koaxial im zweiten Taststift (14) geführt ist.

11. Vorrichtung nach Anspruch 9, bei der der erste Taststift (12) parallel zum zweiten Taststift (14) am Halter (11) geführt ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der erste Taststift (12) radial entgegengesetzt zum zweiten Taststift (14) in der Facettennut geführt ist.

13. Vorrichtung nach Anspruch 10 oder 11, bei der der erste Taststift (12) und der zweite Taststift (14) radial gleichgerichtet in der Facettennut geführt sind.

14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 13 mit Nachführantrieben (18, 19, 21) in r-Richtung, in z-Richtung und gegebenenfalls zwischen dem ersten Taststift (12) und dem zweiten Taststift (14) zum berührungslosen oder weitgehend andrucklosen Führen der Taststiftanordnung (12; 12, 14) in der Facettennut.