DE19725159C1 - Meßanordnung zum Erfassen und Vermessen von Brillenbauteilen - Google Patents
Meßanordnung zum Erfassen und Vermessen von BrillenbauteilenInfo
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Description
Die Erfindung betrifft eine Meßanordnung zum Erfassen und Vermessen von
Brillenbauteilen, bei der die Brillenfassung auf einer Unterlage mittels einer Hal
teeinrichtung fixiert wird und wobei mittels einer berührungslos arbeitenden opto
elektronischen Abtasteinrichtung die Kontur der Brillenfassung in der xy-Ebene
erfaßt wird, mit den Merkmalen der im Oberbegriff des Patentanspruchs 1 ge
nannten Gattung.
In der Augenoptik werden heute zum größten Teil Meßvorrichtungen mit taktilen
Meßtastern zum Vermessen des räumlichen Fassungsnutverlaufes eingesetzt. So
ist es aus der DE-PS 41 31 331 eine Tastvorrichtung zum Abtasten der Kontur
von Brillengestellöffnungen oder von Schablonen für das Umfangschleifen von
Brillengläsern vorbekannt. Die Tastvorrichtung gemäß DE-PS 41 31 331 besteht
aus einer Halterung für das Brillengestell oder die Schablone, einem mit einem
Tastkopf in die Nut der Brillengestellöffnung eingreifenden oder an den Umfang
der Schablone anlegbaren Taststift, weiterhin aus einer nur in x- und y-Richtung
parallel zu der Ebene der Brillengestellöffnung oder der Schablone beweglichen
eine Drehung verhindernden Geradführung für den Taststift und schließlich einem
Weggeber für die x-Richtung sowie einem Weggeber für die y-Richtung an der
Geradführung zur Aufnahme von Wertepaaren der Umfangskontur der Brillenge
stellöffnung oder der Schablone. Diese Geradführung besteht aus einer ersten an
einer Grundplatte in x-Richtung geführten Schiene und einer zweiten dazu senk
rechten Schiene, an der der Taststift in y-Richtung verschiebbar und undrehbar
befestigt ist. Die vorgesehenen Weggeber sind zwischen der Führung für die er
ste Schiene und der ersten Schiene, sowie zwischen der zweiten Schiene und
dem Taststift angeordnet. Die Weggeber können dabei Bestandteil einer mit dem
Taststift verbundenen auf der Grundplatte verschiebbaren und mit einem Rechner
verbundenen Rechnermaus sein. Der vorgesehene Tastkopf gemäß der DE-PS 41 31 331
ist mit dem Taststift in z-Richtung senkrecht zur Grundplatte verschieb
bar an der Rechnermaus gelagert. Ferner ist zwischen dem Taststift und dem
Tastkopf ein die z-Werte aufnehmender Weggeber angeordnet.
Bei dem Gegenstand der DE-PS 41 31 331 wird die Rechnermaus auf der
Grundplatte bewegt, so daß die Weggebersignale, die an den Rechner weiterge
leitet werden, den von der Rechnermaus auf der Grundplatte beschriebenen Weg
auf einem Bildschirm abbilden. Die Rechnermaus wird dabei mit dem Taststift und
dem Tastkopf von Hand entlang der Fassungsöffnung in der Nut geführt. Die
Abbildung des Weges der Rechnermaus entspricht daher der Kontur der Fas
sungsöffnung. Die erfaßten Daten werden in einem Rechner gespeichert und
können dazu verwendet werden, das Umfangsschleifen von Brillengläsern mittels
einer entsprechend gesteuerten Brillenglasrandschleifmaschine durchzuführen.
Die in der DE PS 41 31 331 beschriebene Meßvorrichtung mit einem Taststift und
einem Tastkopf liefert nur eine angenäherte jedoch keine exakte Raumkurve der
Fassungsnut, da das Abtasten durch körperliche Berührung mit dem beispiels
weise als Stift oder Kugel ausgeführten formstarren Tastkörper entlang der Fas
sungsnut erfolgt. Die auf diese Weise aufgezeichnete Raumkurve des Fassungs
nutverlaufes wird z. B. über den Verlauf eines definierten Tastkörperpunktes fest
gelegt. Die korrekte Abbildung aller Feinheiten der eigentlichen Fassungsnutform kann
dabei nicht erfaßt werden, insbesondere bei kleinen Nutformradien, und die der Nut
zugehörige komplementäre Glasfacette kann somit auch nur annäherungsweise
korrekt zugeschliefen bzw. erzeugt werden. Formabweichungen zwischen dem
exakten Verlauf der Fassungsnut und der Glasfacette des Brillenglases rufen jedoch
Spannungen in dem Brillenglas hervor, die leicht zu einem Sprung oder Bruch des
Glases führen können. Der Gegenstand der DE-PS 41 31 331 hat auch den Nachteil,
daß die Tastvorrichtung zum Abtasten der Kontur mittels körperlicher Berührung eine
Halterung der Brillenfassung zwangsweise voraussetzt, um nicht durch den von dem
Meßtaster ausgeübten Kraftschluß verschoben zu werden. Dabei verformt sowohl die
Spannvorrichtung selbst als auch der Taststift des Tastkopfes das
Brillenfassungsbauteil, wodurch erneut eine Ungenauigkeit in der Messung eingeführt
wird. Darüber hinaus haben die taktilen Meßvorrichtungen den Nachteil, daß sie nur
für die Erfassung des Fassungsnutverlaufes konzipiert worden sind und Daten über
die gesamte dreidimensionale Geometrie sowohl des Fassungsbauteiles selbst wie
auch der weiteren Bestandteile einer Brillenfassung gar nicht liefern können.
Aus der US-PS 54 28 448 ist ein Verfahren und eine Vorrichtung zur Bestimmung
der Größe und der Form von Brillengläsern bekannt, die für das Anpassen in
Brillengestellfassungen zugeschnitten werden. Die Messung des Brillengestells wird
berührungsfrei vorgenommen. Dazu wird mittels einer Lichtquelle auf eine
durchscheinend und elastisch ausgeführte Folie ein Schatten des Brillengestells
projiziert und die Daten dieses Schattenrisses mit einem Rechner aufgenommen und
gespeichert. Die Vorrichtung nach US-PS 54 28 448 umfaßt auch eine Meßvorrichtung
zur Erfassung der Tiefe der Nut der Brillengestellsöffnungen. Dazu wird eine
mechanische Abtastung verwendet, die derart ausgebildet ist, daß ein einziehbarer
beweglicher Taststift die Tiefe der Nut abtastet und mißt. Die Messung der Tiefe der
Nut des Brillengestells kann auch mittels Radar oder mit einer Sonarmessung
durchgeführt werden.
Aus US-PS 49 08 951 ist eine Multikoordinatenvorrichtung vorbekannt. Es wird ein
Verfahren und eine Vorrichtung zum Verfahren eines Abtaststiftes mit Mikroschalter,
von Video- und Laserscanner mit motorischen Antrieben beschrieben, wobei
verfahrbare Portale in x-y-z-Richtung vorgesehen sind. Es werden die Maße von
Werkstücken erfaßt, und zwar wird ein Meßstift mechanisch über die Oberfläche des
Werkstückes geführt, wobei der Meßstift an seinem Abtastende mit einer Tastkugel
versehen ist. Zur Steuerung der Abtastung, des Videoscanners und des
Laserscanners ist ein Mikroprozessor vorgesehen.
Aus der DE 92 13 094 U1 ist eine Vorrichtung zur Ermittlung einer dreidimensionalen
Struktur von Innenoberflächen von Negativformen zur Anfertigung von Prothesen für
menschliche Gliedmaßen vorbekannt. Dazu wird Laserlicht verwendet, das im
wesentlichen radial zu einer durch die Negativform verlaufenden Achse aus einer
Lichtaustrittsöffnung austritt, auf die Oberfläche der Negativform gerichtet wird und von
dort als reflektiertes Laserlicht in einen Lichtempfänger gelangt. Dieser
Lichtempfänger erfaßt das reflektierte Laserlicht zeilenartig und speichert es. Die
gespeicherten Informationen können für die Steuerungsalgorithmen für
nachgeschaltete Fräsmaschinen verwendet werden. Das Laserlicht für den
Abtastvorgang wird axial zu einer durch die Negativform verlaufenden gedachten
Achse verschoben und dabei kontinuierlich und schrittweise bewegt. Das Laserlicht
kann dabei von einer abgesetzt von der Lichtaustrittsöffnung angeordneten Lichtquelle
erzeugt werden, das heißt, es wird lediglich die Lichtaustrittsöffnung im Inneren der
Negativform angeordnet und dort bewegt. Der Lichtempfänger kann dabei als
Zeilenkamera ausgebildet sein, dessen Meßwerte einem Rechner zugeführt werden.
Aus der DE 195 44 537 C1 ist ein Verfahren zur berührungslosen Bestimmung des
Außen- und Innenprofils eines Meßobjekts und eine Vorrichtung zur Durchführung
dieses Verfahrens bekannt, wobei ein Meßkopf auf einer Bewegungsbahn mit Bezug
zum Meßobjekt bewegt wird und der Meßkopf relativ zur Bewegungsbahn
verschwenkbar ist, so daß die Meßachse eine vorbestimmte Orientierung zum
Meßobjekt beibehält. Derartige Meßverfahren und Meßvorrichtungen werden für die
Qualitätskontrolle von Rohren verwendet, wobei derartige Rohre normalerweise an
einem Endabschnitt eine Muffe und am anderen Endabschnitt ein Spitzende besitzen
wobei beim Verlegen der Betonrohre in einer Kanalisation oder ähnlichem das
Spitzende eines Rohres in die Muffe eines benachbarten Rohres geschoben wird. Es
wird ein berührungsloses Meßverfahren zur Dimensionsprüfung von Betonrohren
geoffenbart, bei dem ein 3-D-Laserscanner verwendet wird, um den
Rohraußendurchmesser des Betonrohres zu vermessen. Dazu wird ein Meßkopf
verwendet, bei dem eine direkte Abstandmessung des Meßkopfes zum Meßobjekt mit
Hilfe eines Lasers erfolgt, dessen Laserstrahl über eine Laseroptik auf das Meßobjekt
gerichtet ist. Die Verschwenkung des Meßkopfes erfolgt dabei mittels eines
Schrittmotors, der an einen Dreharm befestigt ist. Die Meßvorrichtung kann mit einer
Steuer- und Auswerteeinheit versehen sein, in der der Schwenkwinkel des Meßkopfes
in Abhängigkeit von dem Meßobjektdurchmesser und von dem Drehwinkel des
Dreharms vor der eigentlichen Messung berechnet wird.
Aus der DE-42 24 640 A1 ist ein Gerät für die automatische Messung von Form
und/oder Profil der Innenkontur eines Brillenfassungsrahmens vorbekannt. Das Gerät
weist optische Mittel für die Aufnahme eines Bildes von kennzeichnenden Punkten der
Innenkontur sowie Mittel für die Analyse der aufgenommenen Bilder zur Bestimmung
der Raumkoordinaten der kennzeichnenden Punkte auf. Das Gerät umfaßt ferner
Rechenmittel, für die Wiederherstellung der Form und/oder des Profils der Kontur des
Fassungsrahmens. Die optischen Mittel für die Aufnahme des Bildes bestehen aus
zwei Lichtquellen für die Innenkontur des Fassungsrahmens, die jeweils ein paralleles
Lichtbündel erzeugen, und optische Aufzeichnungsmittel, wie beispielsweise eine
Kamera für die Strahlen des einfallenden Lichtbündels, die von den kennzeichnenden
Punkten zurückgeworfen werden. Die Abtastung der Innenkontur des
Fassungsrahmens erfolgt durch Verschiebung des Fassungsrahmens im Verhältnis zu
den Lichtbündeln. Die Abtastmittel beinhalten einen in der Rotation um eine
senkrechte Hauptebene des Fassungsrahmens stehende Achse angetriebenen
Fassungsträger und Steuerungsmittel zum schrittweisen Antrieb des Fassungsträgers.
Die durchgeführten Schritte sind regelmäßig um die Achse verteilt und führen zu
entsprechend regelmäßigen durchlaufenden Abschnitten.
Aus der DE-93 17 381 U1 ist eine Vorrichtung zum berührungslosen Abtasten des
Nutgrundes in der Brillenglasöffnung eines Brillengestells und zum Speichern der
gewonnenen Werte oder unmittelbaren Steuern der Bearbeitung eines
Brillenglasrohlings mit Hilfe dieser Werte vorbekannt. Die berührungslose Abtastung
erfolgt mittels einer das Brillengestell tragenden Halterung, einem an der Halterung
angeordneten relativ zur Brillenglasöffnung um eine senkrechte Achse drehbaren
Signalgeber für kohärente zum Nutgrund gerichtete Wellen, wie beispielsweise
Ultraschallwellen oder Laserstrahlen, weiteren Meßwertaufnehmern und einem
Signalgeber. Derselbe Signalgeber, der die Meßwerte für den Abstand zwischen der
Brillengestellsöffnung und dem Nutgrund ermittelt, kann auch als Signalgeber für das
Meßwertaufnehmen für die Höhenlage der Signale des Signalgebers dienen. Der
Signalgeber und der Meßwertaufnehmer für den Abstand kann aus einer
Laserscanneranordnung bestehen, wobei die Laserstrahlen des Laserscanners durch
die senkrechte Achse geführt und über einen Spiegel oder ein Prisma auf den
Nutgrund gerichtet sein können. Der Spiegel oder das Prisma können
höhenverstellbar und kippbar angeordnet sein, wobei der Meßwertaufnehmer für die
Höhenlage der Signale auf die Intensität der aus dem Nutgrund reflektierten Strahlen
anspricht und die Nachführeinrichtung für Winkelstellung des Kippspiegels
oder Kipprismas so lange verstellt, bis die Intensität ein Maximum und damit der Winkel
des zum Nutgrund geführten Strahls mit der senkrechten Achse einen rechten Winkel
erreicht haben.
Aus der DE-OS 40 19 866 ist ein weiterer Gegenstand zum Abtasten und Speichern
der Daten einer Öffnung eines Brillengestells oder einer Schablone vorbekannt. Es
handelt sich bei der DE-OS 40 19 866 um eine Vorrichtung zum Abtasten und
Speichern von Daten einer Öffnung eines Brillengestells oder einer Schablone, mit
einem das Brillengestell oder die Schablone tragenden Rahmen, einer die
Brillengestellöffnung oder die Schablone berührungslos abtastenden Abtastvorrichtung
und einem damit gekoppelten die Drehwinkel der Abtaststellungen der Brillenöffnung
oder der Schablone erfassenden Winkelmeßwertgeber. Diese Abtastvorrichtung
besteht aus mindestens einem unter einem Winkel von 0 Grad < α < 90 Grad zur
durch die Achse der Brillengestellöffnung oder der Scha
blone angeordneten, um diese Achse als Rotationsachse drehbaren mit einer
Auswerteelektronik und dem Winkelmeßwertgeber gekoppelten Video-Scanner-
System. Das Video-Scanner-System ist zwischen dem Winkel α von 0 Grad und
einem Winkel α < 90 Grad bzgl. der Rotationsachse schwenkbar angeordnet. Der
Schwenkmittelpunkt für die Rotationsachse ist in der Ebene der Brillengestellöff
nung oder der Schablone angeordnet. Es können ein Video-Scanner-System in
der Achse der Brillengestellöffnung oder der Schablone und ein weiteres Video-
Scanner-System unter einem Winkel von 0 Grad < α < 90 Grad zur Achse der
Brillengestellöffnung oder der Schablone um diese Achse als Rotationsachse
drehbar angeordnet sein.
Bei dem Gegenstand der DE-OS 40 19 866 werden die mit dem Video-Scanner-
System ermittelten Daten durch eine Auswerteelektronik in die Raumkurve der
Fassungsöffnung oder der Schablone und/oder der eventuell erforderlichen
Glasfacette umgerechnet und dann zur Steuerung eines Brillenglasrandschleifau
tomaten gespeichert. Mit der in der DE-OS 40 19 866 beschriebenen Vorrichtung
läßt sich die dreidimensionale Geometrie insbesondere der Fassungsnutform und
des Fassungsnutverlaufes der Fassungsbauteile nicht exakt erfassen. Die Unge
nauigkeiten bei der Erfassung liegen einmal darin, daß die Nutwände in einem
Winkel zueinander stehen und deshalb Abschattungsprobleme bei der Abtastung
der Nutwände durch die in einem Winkel zur senkrechten Achse durch die Brillen
fassungsöffnung angeordneten Video-Scanner-Systeme auftreten.
Ein weiterer wesentlicher Nachteil der Vorrichtung nach der DE-OS 40 19 866 ist
ein sehr hoher softwaretechnischer Aufwand, um die dreidimensionale Geometrie
eines Fassungsbauteils aus den aufgenommenen Videobildern zu berechnen,
insbesondere um die Fassungsnutform zu erfassen. Es wird hier kein punktförmi
ger Meßstrahl verwendet, welcher für eine exakte Vermessung notwendig wäre.
Bei der in DE-OS 40 19 866 vorgeschlagenen Lösung ändert sich bei der Dre
hung der Fassung um die Rotationsachse, d. h. die Achse der Fassungsöffnung,
bei in der Regel nicht kreisförmigen Fassungsöffnungen der Abstand zum Video-
Scanner, was zu Unschärfen führt. Weitere Ungenauigkeiten treten beim
Schwenken des Video-Scanners zwischen 0 und 90 Grad auf; es verändert sich
die Position der Meßfläche: der Nutgrund ist weiter weg vom Video-Scanner als
der Fassungsrand.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine kostengünstige und ein
fache Meßanordnung zum Erfassen und Messen von Fassungsbauteilen zu
schaffen, die insbesondere eine räumliche Gesamtvermessung von Fassungsbau
teilen und der Fassung zugeordneten weiteren Bestandteilen, darunter die berüh
rungslose exakte und dreidimensionale Erfassung der Fassungsnutform und des
Fassungsnutverlaufes mit geringem meßtechnischen und softwaretechnischem
Aufwand zu ermöglichen und durch die präzise Erfassung der Fassungsbauteile
eine Minimierung der manuellen Nacharbeiten und Einschleiftätigkeiten für die
Gläser bzw. Glasfacetten zu erreichen.
Diese Aufgaben werden erfindungsgemäß durch den kennzeichnenden Teil des
Patentanspruchs 1 angegebenden Merkmale gelöst. Vorteilhafte Weiterbildungen
des Erfindungsgegenstandes sind in den Merkmalen der Unteransprüche 2 bis 19
gekennzeichnet.
Die Vorteile der Erfindung liegen insbesondere darin, daß bei dem Erfindungsge
genstand zwei Abtasteinrichtungen vorgesehen sind, wobei die erste Abtastein
richtung aus einer Matrixkamera zum Messen der Fassungsbauteilkonturen in der
xy-Ebene dient, aus denen einmal eine zu den Fassungsbauteilkonturen beab
standete erste Verfahrkurve für die Innenkontur und zum anderen eine zu den
Fassungsbauteilkonturen beabstandete zweite Verfahrkurve für die Außenkontur
der Fassungsbauteile, hier speziell der Brillenfassung gebildet wird. Die zweite
Abtasteinrichtung ist als eindimensionaler Triangulationsmeßsensor ausgebildet,
wobei dem Triangulationsmeßsensor eine Spiegelanordnung zugeordnet ist, die
zur Umlenkung des Meßstrahls des Triangulationsmeßsensors zu den Fassungs
bauteilen dient. Nach der Erfassung der Fassungsbauteilkonturen der Fassungs
bauteile mit der Matrixkamera in der xy-Ebene fährt also die zweite Abtasteinrich
tung in Form des Triangulationsmeßsensors bzw. der ihm zugeordneten Spie
gelanordnung in z-Richtung also d. h. senkrecht zur xy-Ebene entlang der gebil
deten ersten und zweiten Verfahrkurve auf der Innenseite und der Außenseite der
Fassungsbauteile auf und ab. Die Spiegelanordnung des eindimensionalen Tri
angulationsmeßsensors wird an den Meßpunkten in z-Richtung soweit verfahren,
daß die komplette Ausdehnung der Fassungsbauteile in z-Richtung vermessen
werden kann. Nun werden über den Rechner bei jeder Messung in z-Richtung
jedem durch den eindimensionalen Triangulationsmeßsensor mit der ihm zuge
ordneten Spiegelanordnung angefahrenen Meßort die bereits vorher mittels der
Matrixkamera ermittelten Meßdaten der entsprechenden Position der Kontur der
Fassungsbauteile in der xy-Ebene zugeordnet, so daß mit entsprechenden Algo
rythmen der Rechner eine räumliche Darstellung der Fassungsbauteile ermitteln
kann.
Der Lasermeßstrahl des Triangulationsmeßsensors wird durch die Spiegelanord
nung senkrecht auf die Innen- oder Außenkontur oder auf weitere Bestandteile
der Fassungsbauteile parallel zur x-y-Ebene gerichtet, das heißt, daß auch die in
einem Winkel angeordneten Nutwände der Brillenöffnungen einwandfrei ohne
Abschattung des Meßstrahls erfaßt werden können. Dies bedeutet, daß der re
flektierte Strahl immer zum Detektor des Sensors zurückkommt. Darüber hinaus
ist der Meßstrahl aufgrund seiner Entstehung als Laserstrahl fast punktförmig
konzentriert und ermöglicht so eine ganz feine Abtastung der Fassungsnutform
und des Fassungsnutverlaufes der Fassungsbauteile z. B. für die Gläser der Bril
le. Infolge der erfindungsgemäßen Abtastung mittels des Verfahrens der Spiegel
anordnung auf den Verfahrkurven und der Verwendung eines Laserstrahls kommt
es auch nur zu einer geringen Streuung des Meßstrahls, was die Exaktheit der
Abbildung der Fassungsbauteile mit dem erfindungsgemäßen Meßverfahren stark
erhöht. Desweiteren ist der Strahldurchmesser des Laserstrahls sehr klein ge
genüber der Nutbreite und kommt somit immer auf den Nutgrund. Die Spiegel
anordnung bewirkt eine optische Faltung des Strahlengangs, damit der Strahl
rechtwinklig auf die Innenkontur auftritt. Während der Messung wird der mit dem
Spiegel festverbundene Sensor, in vertikaler Richtung exakt geführt, entlang einer
Mantellinie verschoben und der Abstand zwischen Sensor und Werkstück- bzw.
Fassungsoberfläche erfaßt. Das Meßsignal des Sensors wird dabei in Abhängig
keit vom vertikalen Verfahrweg oder in Abhängigkeit einer Spiegeldrehung aufge
nommen und als Profilkurve der Kontur eines Fassungsbauteiles aufgezeichnet.
Durch Einsatz der beiden erfindungsgemäßen Abtasteinrichtungen, insbesondere
eines lediglich eindimensionalen Triangulationsmeßsensors wird der software
technische Aufwand gegenüber den bekannten Lösungen wie z. B. einem Vi
deoscanner stark reduziert.
Ein weiterer Vorteil der erfindungsgemäßen Meßanordnung ist, daß das Verfah
ren des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors und der ihm zugeordneten
Spiegelanordnung in einer Schrittfolge durchgeführt wird, wobei eine durchgeführ
te Schrittweite jeweils den nächsten Meßort festlegt. Die Schrittweite und damit
die Anzahl der Schritte während der Verfahrdauer des eindimensionalen Triangu
lationsmeßsensor auf der ersten und zweiten Verfahrkurve sind dabei einstellbar
ausgeführt. Insbesondere bei hohen Konturkrümmungen können kleinere Schritt
weiten gewählt werden, um optimal abzutasten. Das Verfahren des Triangulati
onssensors bzw. seiner Spiegelanordnung erfolgt softwaretechnisch mittels eines
entsprechend programmierten Rechners. Auch das Einstellen der Meßorte und
das Ausrichten der Meßposition des Triangulationssensors und das Verfahren
und Einstellen der Matrixkamera bzw. der zugeordneten Antriebe erfolgt durch
den Rechner.
Bei der Messung in z-Richtung ist die Mittellinie durch den Triangulationsmeß
sensor und durch die ihm zugeordnete Spiegelanordnung senkrecht auf der je
weiligen Verfahrkurve in der xy-Ebene ausgerichtet. Wenn jedoch die Neigung
der Nutwände der Innenkontur der Brillengläser ungünstig für eine Abtastung in
senkrechter Richtung durch den Meßstrahl angeordnet ist, so kann bei der Mes
sung in z-Richtung die Mittellinie durch den Triangulationssensor und seine Spie
gelanordnung in einem von der Senkrechten abweichenden Neigungswinkel auf
der jeweiligen Verfahrkurve der xy-Ebene stehen und der Neigungswinkel kann
durch Verstellung der Anordnung aus Triangulationsmeßsensor und Spie
gelanordnung einstellbar ausgeführt sein. Andererseits ist es jedoch auch möglich
bei der Messung in z-Richtung die Mittellinie durch den Triangulationsmeßsensor
und die ihm zugeordnete Spiegelanordnung senkrecht auf der jeweiligen Verfahr
kurve in der xy-Ebene zu belassen und dafür den Umlenkwinkel der Spiegel
anordnung für den Meßstrahl des Triangulationsmeßsensors durch Verändern der
Winkellage des Spiegels einstellbar auszuführen. Ein weiterer wesentlicher Vor
teil der erfindungsgemäßen Meßanordnung besteht darin, daß die erste und
zweite Abtasteinrichtung auch die räumliche Lage von Nasenauflagebauteilen
oder von weiteren Bestandteilen der Fassungsbauteile durch ein entsprechendes
Verfahren der Spiegelanordnung des Triangulationsmeßsensors erfassen und
messen kann. Schließlich kann jede Messung der erfindungsgemäßen Meß
anordnung mit einem in die Meßanordnung integrierten Leuchttisch durchgeführt
werden. Auf diesem Leuchttisch sind die Fassungsbauteile in der xy-Ebene fixiert.
Die Leuchttischfläche des Leuchttisches ist dabei derart ausgeführt, daß sie an
allen Seiten die Fassungsbauteile überragt. Der Leuchttisch selbst strahlt eine
diffuse Lichtstrahlung in Richtung der Fassungsbauteile bzw. der zwei Abtastein
richtungen ab.
Nachstehend wird die Erfindung anhand eines Ausführungsbeispiels von Zeich
nungen noch näher erläutert.
Es zeigen:
Fig. 1 Eine Prinzip- und Teildarstellung der erfindungsgemäßen Meßan
ordnung in einer Vorderansicht mit der Matrixkamera über den
Fassungsbauteilen auf einem Leuchttisch,
Fig. 2 eine Daraufsicht auf die Meßanordnung nach Fig. 1 und
Fig. 3 die erfindungsgemäße Meßanordnung nach Fig. 1 in Vorderansicht
mit dem Triangulationsmeßsensor in Meßposition innerhalb eines
Fassungsbauteils auf einem Leuchttisch.
In der Fig. 1 ist die erfindungsgemäße Meßanordnung in Vorderansicht und in
Fig. 2 in einer Draufsicht auf die Darstellung in Fig. 1 in einer Prinzip-und
Teildarstellung überwiegend in Ausbildung als Blockschaltbild gezeigt. Die Meß
anordnung 1 besteht aus einer ersten Abtasteinrichtung 2, die eine Matrixkamera
3 und ein Objektiv 4 zur Matrixkamera umfaßt. Ferner umfaßt die Meßanordnung 1
eine zweite Abtasteinrichtung 5, die aus einem eindimensionalen Triangulati
onsmeßsensor 6 und einer diesem Triangulationsmeßsensor zugeordneten Spie
gelanordnung 7. Die Matrixkamera 3 ist dem eindimensionalen Triangulations
meßsensor 6 in einem definierten Abstand auf einem Verfahrtisch 8 zugeordnet.
Die Matrixkamera und der eindimensionale Triangulationsmeßsensor und seine
ihm zugeordnete Spiegelanordnung ist mittels des Verfahrtisches mit einem nicht
dargestellten Antrieb in x-Richtung, mit einem Antrieb 9 in y-Richtung und mit ei
nem Antrieb 10 in z-Richtung gegenüber einem Leuchttisch 11 verfahrbar. Zur
besseren Erfassung der Geometrie der Fassungsbauteile in Form von schärferen
Konturen in der xy-Ebene kann ein Leuchttisch 11 vorgesehen werden. Auf dem
Leuchttisch 11 ist ein Fassungsbauteil 12 mit Haltevorrichtungen 13 gehalten. Als
Fassungsbauteil 12 ist in den Fig. 1 bis 3 die Fassung für zwei Brillengläser
symbolisch dargestellt. Der Leuchttisch 11 ist derart ausgeführt, daß er die jeweils
aufliegenden Fassungsbauteile mit einer Leuchttischfläche 14 in der xy-Ebene
jeweils überragt, wenn diese aufgelegt wird. Der Leuchttisch ist zur Beleuchtung
der Fassungsbauteile mit einer diffusen Leuchtstrahlung ausgestattet, die hier
nicht dargestellt ist. Es wird ausdrücklich darauf hingewiesen, daß in den Fig.
1 bis 3 lediglich Gegenstände, Teilvorrichtungen und Blockschaltbilddarstellun
gen in einer Prinzip- und Teildarstellung eine Wiedergabe finden bzw. in der Be
schreibung ausgeführt sind, bei denen aus Gründen der Übersichtlichkeit nur die
für die Erfindung wesentlichen Teilfunktionen dargestellt wurden. Außerdem sind
nicht dargestellt die Gesamtsteuerung der Meßvorrichtung und die dazu erforder
lichen Teile und der Rechner.
Die als Matrixkamera 3 ausgeführte erste Abtasteinrichtung 2 wird mit ihrem Ob
jektiv 4 über die auf dem Leuchttisch 11 bzw. Leuchttischfläche 14 gehaltenen
Fassungsbauteile 12 mittels des Antriebs 9 in y-Richtung und dem Antrieb in x-Rich
tung verfahren. Die Matrixkamera 3 erfaßt nun mit dem nicht dargestellten
Bildverarbeitungssystem die Innenkontur und die Außenkontur des Fassungsbau
teils 12 in der xy-Ebene. Mittels eines in den nicht dargestellten Rechner einge
gebenen entsprechenden Algorithmus werden nunmehr äquidistante Verfahrkur
ven zu der erfaßten Innenkontur und Außenkontur des Fassungsbauteils 12
ebenfalls in der xy-Ebene erzeugt. Auf diese Weise entsteht zur Innenkontur 17
des Fassungsbauteils 12 eine beabstandete erste Verfahrkurve 15, während zur
Außenkontur 18 eine beabstandete zweite Verfahrkurve 16 in der xy-Ebene ent
steht. Damit hat die Matrixkamera 3 die beiden Konturen des Fassungsbauteils 12
projiziert in die xy-Ebene gemessen und in dem Rechner gespeichert. Die Ver
fahrkurven werden von dem Rechner derart berechnet, daß die erste Verfahrkur
ve 15 und die zweite Verfahrkurve 16 jeweils äquidistant zu der Fassungsbauteil
kontur, also der Innenkontur 17 bzw. der Außenkontur 18, in der xy-Ebene aus
gebildet sind.
Nunmehr wird die aus einem eindimensionalen Triangulationsmeßsensor 6 und
einer ihm zugeordneten Spiegelanordnung 7 bestehende zweite Abtasteinrich
tung 5 mittels der Antriebe des Verfahrtisches 8 über die auf der Leuchttischflä
che 14 des Leuchttisches 11 liegenden Fassungsbauteile 12 verfahren, wie ins
besondere aus Fig. 3 ersichtlich ist. In Fig. 3 ist die Spiegelanordnung 7 in die
Öffnung der Fassungsbauteile für ein Brillenglas eingeführt, und zwar derart, daß
der Meßstrahl 20, der als Lasermeßstrahl ausgebildet ist, auf einen Spiegel 19
trifft, wobei der Spiegel in einem Winkel von 45 Grad angeordnet ist, und deshalb
den Meßstrahl 20 in einem Winkel von 90 Grad auf die Innenkontur 17 des Fas
sungsbauteils 12 umlenkt. Der eindimensionale Triangulationsmeßsensor 6 und
die ihm zugeordnete Spiegelanordnung 7 ist mittels eines Drehantriebs 21 dreh
bar ausgeführt. Dieser Drehantrieb 21, der ebenfalls von der nicht dargestellten
Rechnersoftware gesteuert wird, ermöglicht es, den Spiegel 19 der Spiegelanord
nung 7 zusammen mit dem eindimensionalen Triangulationsmeßsensor 6 stets
derart zu verdrehen, daß der Meßstrahl 20 der Spiegelanordnung 7 des eindi
mensionalen Triangulationsmeßsensor 6 an jedem Meßort in Normalenrichtung in
einem Winkel von 90 Grad auf die hier nicht dargestellte Tangente an der Kurve
an dem Meßort der jeweiligen Fassungskontur ausgerichtet werden kann. Begin
nend an einer Startposition 22 wird die Spiegelanordnung 7 mit ihrem Spiegel 19
dann entlang der ersten Verfahrkurve 15 in den einzelnen Meßorten mit Hilfe der
softwaretechnisch gesteuerten Antriebe durch den Rechner verfahren. Das glei
che Meßverfahren erfolgt auch für weitere Verfahrkurven wie die zweite Verfahr
kurve 16 zur Ausmessung der Außenkontur 18 der Fassungsbauteile 12.
Bei dem Verfahren der zweiten Abtasteinrichtung bzw. der Spiegelanordnung 7
entlang der Verfahrkurven 15 und 16 wird an jedem Meßort die Innenkontur 17
bzw. die Außenkontur 18 abgetastet und ein Profil der Fassungsbauteile 12 in z-Rich
tung mittels des Verfahrens des eindimensionalen Triangulationssensors 6
bzw. der ihm zugeordneten Spiegelanordnung 7 an den Meßorten in z-Richtung
ermöglicht. Hierbei kann das Verfahren in z-Richtung entweder der Triangulati
onsmeßsensor und die Spiegelanordnung 7 gleichzeitig parallel ausführen oder
nur die Spiegelanordnung 7 bei konstantem z-Wert des Meßsensors 6. Alternativ
hierzu ist es auch möglich zur Profilabtastung eines Fassungsbauteils 12 in z-Rich
tung den z-Wert des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors 6 und der
ihm zugeordneten Spiegelanordnung 7 am jeweiligen Meßort konstant zu halten
und eine Abtastung des Fassungsbauteils bzw. dessen Profils durch Verändern
der Winkellage des Spiegels 19 um wenige Grade durch einen weiteren, nicht
dargestellten, Drehantrieb durchzuführen, d. h. Abtastung mittels Verschwenken
eines drehbar gelagerten Spiegels 19 der Spiegelanordnung 7. An jedem Meßort
beginnend bei der Startposition 22 wird also mittels des sehr fein konzentrierten
Lasermeßstrahls 20 eine Profillinie bzw. Punkte der Profillinie der Innenkontur
bzw. der dort enthaltenen Nut für das Brillenglas, die jedoch hier nicht dargestellt
ist, erfaßt und gespeichert. Das Verfahren des eindimensionalen Triangulations
meßsensors 6 und der ihm zugeordneten Spiegelanordnung 7 auf der ersten
Verfahrkurve 15 und der zweiten Verfahrkurve 16 erfolgt dabei in Schritten. Nach
Abschluß einer Schrittbewegung ist durch die dann durchmessene Schrittweite
jeweils der nächste Meßort festgelegt. Die Schrittweite und damit die Anzahl der
Schritte zum Erreichen und Festlegen von Meßorten in z-Richtung während der
Verfahrdauer kann also während des Verfahrens auf den Verfahrkurven des ein
dimensionalen Triangulationsmeßsensors 6 und der ihm zugeordneten Spiegel
anordnung 7 verändert werden. Das heißt, daß der Rechner die softwaretech
nisch gesteuerte Veränderung der Schrittweite derart bemißt, daß aufgrund der
bereits vorliegenden ersten Verfahrkurve 15 und der zweiten Verfahrkurve 16 bei
geringer Kurvenkrümmung der Fassung ein größerer Abstand für die einzelnen
Meßorte festgelegt wird, während bei einer starken Krümmung der Fassungsbau
teile ein sehr kleiner Abstand und damit viele Schritte bzw. viele Meßorte für die
starke Krümmung festgelegt werden. Auf diesen wie vorstehend geschilderten
und festgelegten Meßorten verfährt die Spiegelanordnung 7 der zweiten Abta
steinrichtung 5 in z-Richtung soweit, daß die gesamte Fassungsbauteilkontur in z-Rich
tung durch den Triangulationsmeßsensor 6 an dem Meßort erfaßt wird. Dabei
erfolgt auch das Ausrichten der Meßposition der Spiegelanordnung 7 des Trian
gulationsmeßsensors 6 jeweils durch softwaretechnische Steuerung des Rech
ners auf die Normale zu der Innen- bzw. Außenkontur und gleichzeitig wird durch
das Verfahren auf der ersten bzw. zweiten Verfahrkurve ein definierter, das heißt
in diesem Fall gleichmäßiger Abstand eingehalten, so daß der Abstand zwischen
der Spiegelanordnung des eindimensionalen Triangulationsmeßsensor 6 und der
zu messenden Fassungskontur während aller Messungen konstant gehalten wird.
Durch das Erfassen und Messen der Fassungsbauteilkontur in der xy-Ebene
durch die erste Abtasteinrichtung 2 mit der Matrixkamera und der erfindungsge
mäßen Kombination mit der zweiten Abtasteinrichtung 5 bestehend aus dem ein
dimensionalen Triangulationsmeßsensors 6 und der ihm zugeordneten Spiegel
anordnung 7 lassen sich auch weitere Bestandteile der Fassungsbauteile durch
entsprechend bemessenes Verfahren der Spiegelanordnung in z-Richtung mes
sen und bestimmen. Der der erfindungsgemäßen Meßanordnung 1 zugeordnete
jedoch nicht dargestellte Rechner ordnet bei jeder Messung in z-Richtung jedem
durch den eindimensionalen Triangulationsmeßsensors 6 mit der ihm zugeordne
ten Spiegelanordnung 7 angefahrenen Meßort die bereits vorher ermittelten Meß
daten der entsprechenden Position der Kontur der Fassungsbauteile in der xy-Ebe
ne zu, es wird also jeweils an dem Meßort der zweiten Meßeinrichtung eine
Profilkurve des Fassungsbauteils in z-Richtung mit den entsprechenden Meßda
ten der ersten Abtasteinrichtung 2 mit der Matrixkamera 3 an der selben Stelle
zugeordnet. Nachdem die Profilkurve des Fassungsbauteils in z-Richtung an der
ersten Meßposition, die der Startposition entspricht, erfaßt worden ist, werden mit
der Spiegelanordnung 7 des nur eindimensional arbeitenden Triangulationsmeß
sensors 6 der Reihe nach alle weiteren vorgebenen Meßorte des jeweils abgefah
renen Fahrweges angesteuert bis das komplette Bauteil vermessen ist. Mit Hilfe
eines in den Rechner eingegebenen Algorithmuses wird eine dreidimensionale
Geometrie der vermessenen Fassungsbauteile des Brillengestells in dem Rech
ner erzeugt und steht dort abrufbereit in einem Speicher z. B. als CAD Modell für
die Weiterverarbeitung, beispielsweise für die Steuerung von Bearbeitungsma
schinen für Brillengläser, zur Verfügung. Mit der erfindungsgemäßen Meßanord
nung 1 läßt sich also mit Hilfe des Verfahrens des Triangulationsmeßsensors mit
der ihm zugeordneten Spiegelanordnung in z-Richtung auch die Stellung und die
Form von weiteren Bestandteilen der Fassungsbauteile wie z. B. die Lage der
Nasenauflagebauteile räumlich erfassen, messen und speichern, indem die Spie
gelanordnung 7 der zweiten Abtasteinrichtung 5 entsprechend in z-Richtung ver
fahren wird. In dem Rechner entsteht dann wiederum mit den bereits vorher ge
messenen Daten in der xy-Ebene dieser weiteren Bestandteile der Fassungsbau
teile in Kombination mit der an dem gleichen Meßort gewonnenen Meßdaten in z-Rich
tung eine räumliche Darstellung dieser weiteren Bestandteile der Fassung.
Das Vermessen der Nasenauflagebauteile im Raum bzw. in Relation zu der Lage
der Fassungsbauteile für die zwei Brillengläser bildet die Grundlage für eine Si
mulation des realen Sitzes der Brillenfassung durch Kombination der Fassungs
bauteilgeometriedaten mit den Daten aus einer dreidimensionalen Gesichtskon
turvermessung des Brillenträgers. Diese Ergebnisse der erfindungsgemäßen
Meßvorrichtung sind auf einfache Weise und ohne großen apparativen Aufwand
mit der softwaretechnisch gesteuerten Spiegelanordnung eines nur eindimensio
nal ausgeführten Triangulationsmeßsensors ermöglicht worden. Mit der erfin
dungsgemäßen Meßvorrichtung kann weiterhin ein komplettes CAD-Modell eines
gesamten Fassungsbauteils inkl. sämtlicher Details wie Nasenauflagen, Bohrstifte
etc. erstellt werden, welches dann zur weiteren Verwendung zur Verfügung steht.
Der Triangulationsmeßsensor 6 und die ihm zugeordnete Spiegelanordnung 7
stehen mit ihrer Mittellinie 23 in z-Richtung bei jeder Messung senkrecht in z-Rich
tung auf der jeweiligen Verfahrkurve in der xy-Ebene. Zusätzlich kann der
Triangulationsmeßsensor 6 und die ihm zugeordnete Spiegelanordnung 7 um ihre
Mittellinie 23 mit Hilfe des Drehantriebs 21 gedreht werden. Sind die Wände der
Nut in einem derartigen Winkel zueinander angeordnet, daß ein senkrechter Ein
tritt des Meßstrahls 20 in die Nut ungünstig zur Zeichnung des Fassungskontur
profils ist, so kann bei Messung in z-Richtung die Mittellinie 23 durch den Triangu
lationsmeßsensor 6 und die ihm zugeordnete Spiegelanordnung 7 auch in einem
von der Senkrechten in z-Richtung abweichenden Neigungswinkel auf der jeweili
gen Verfahrkurve in der xy-Ebene stehen, wobei dieser Neigungswinkel einstell
bar ausgeführt werden kann, um allen unterschiedlichen Praxisanforderungen bei
der Lage der Nut in dem Fassungsbauteil gerecht werden zu können. Anstatt den
Triangulationsmeßsensor mit der ihm zugeordneten Spiegelanordnung zu neigen,
ist es auch möglich bei der Messung in z-Richtung die Mittellinie durch den Trian
gulationsmeßsensor und durch die ihm zugeordnete Spiegelanordnung 7 senk
recht auf der jeweiligen Verfahrkurve in der xy-Ebene zu belassen und den Um
lenkwinkel der Spiegelanordnung für den Meßstrahl des Triangulationsmeßsen
sors durch Verändern der Winkellage des Spiegels 19 einstellbar auszuführen,
so daß auf diesem Wege ebenfalls unterschiedlich gestaltete Nutwinkel durch eine
entsprechende Änderung des Auftreffens des Meßstrahls 20 korrekt bei der Pro
filvermessung erfaßt werden können. Bei der Ausführungsform in Fig. 3 sind Mit
tellinie 23 und Meßstrahl 20 fluchtend angeordnet.
1
Meßanordnung
2
erste Abtasteinrichtung
3
Matrixkamera
4
Objektiv
5
zweite Abtasteinrichtung
6
eindimensionaler Triangulationsmeßsensor
7
Spiegelanordnung
8
Verfahrtisch
9
Antrieb (y-Achse)
10
Antrieb (z-Achse)
11
Leuchttisch
12
Fassungsbauteile
13
Haltevorrichtungen
14
Leuchttischfläche
15
erste Verfahrkurve
16
zweite Verfahrkurve
17
Innenkontur
18
Außenkontur
19
Spiegel
20
Meßstrahl
21
Drehantrieb
22
Startposition
23
Mittellinie
Claims (19)
1. Meßanordnung zum Erfassen und Vermessen von Brillenbauteilen, bei der
die Brillenfassung auf einer Unterlage mittels einer Halteeinrichtung fixiert
wird, wobei mittels einer berührungslos arbeitenden opto-elektronischen Ab
tasteinrichtung die Kontur der Brillenfassung in der xy-Ebene erfaßt wird und
die dabei ermittelten Meßdaten zusammen mit weiteren Meßdaten in z-Rich
tung einer Auswertungselektronik zur Berechnung von Raumkurven der
Brillenfassung beziehungsweise der dazugehörigen Facetten zugeführt wer
den,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Abtasteinrichtung (2) als Matrixka
mera (3) zur Ermittlung der Fassungsbauteilkonturen in der xy-Ebene ausge
führt ist, daß als zweite Abtasteinrichtung (5) ein der ersten Abtasteinrichtung
(2) zugeordneter eindimensionaler Triangulationsmeßsensor vorgesehen ist,
daß zu den erfaßten Fassungsbauteilkonturen in der xy-Ebene ein oder meh
rere zu den Fassungsbauteilkonturen beabstandete Verfahrkurven (15, 16)
gebildet und einem Speicher zugeführt werden, daß dem eindimensionalen
Triangulationsmeßsensor (6) eine Spiegelanordnung (7) zugeordnet ist und
daß die Spiegelanordnung (7) zur Umlenkung des Meßstrahls (20) des Trian
gulationsmeßsensors (6) zu den Fassungsbauteilen dient und daß die Ver
fahrkurven (15, 16) zur Abtastung und Erzeugung von Profilen der Fassungs
bauteile in z-Richtung mittels Verfahren des eindimensionalen Triangula
tionsmeßsensors (6) und der zugeordneten Spiegelanordnung (7) entlang der
Verfahrkurven, und an den Meßorten durch Verfahren des Triangulations
meßsensors (6) und/oder der Spiegelanordnung (7) in z-Richtung oder durch
Verschwenken eines Spiegels (19) der Spiegelanordnung (7) Verwendung
finden.
2. Meßanordnung nach Anspruch 1,
dadurch gekennzeichnet, daß den erfaßten Fassungsbauteilkonturen in der
xy-Ebene eine zu den Fassungsbauteilkonturen beabstandete erste Verfahr
kurve (15) für die Innenkontur und eine zu den Fassungsbauteilkonturen be
abstandete zweite Verfahrkurve (16) für die Außenkontur der Fassungsbautei
le jeweils in der xy-Ebene gebildet wird, daß das Verfahren des eindimensio
nalen Triangulationsmeßsensors (6) und der ihm zugeordneten Spiegel
anordnung (7) auf der ersten und zweiten Verfahrkurve (15, 16) in Schritten
erfolgt und daß die Schrittweite jeweils den nächsten Meßort festlegt.
3. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 2,
dadurch gekennzeichnet, daß die Schrittweite und damit die Anzahl der
Schritte zum Erreichen und Festlegen von Meßorten in z-Richtung während
der Verfahrdauer des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors (6) und
der ihm zugeordneten Spiegelanordnung (7) auf der ersten und zweiten Ver
fahrkurve (15, 16) einstellbar ausgeführt ist.
4. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 3,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren, das Einstellen der Meßorte
und das Ausrichten der Meßposition des Triangulationsmeßsensors (6) und
der ihm zugeordneten Spiegelanordnung (7) auf der ersten und zweiten Ver
fahrkurve (15, 16) und das Verfahren und Einstellen der Matrixkamera (3)
sowie alle Antriebe mit der Software eines Rechners gesteuert wird.
5. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 4,
dadurch gekennzeichnet, daß für eine Messung in z-Richtung jedem durch
den eindimensionalen Triangulationsmeßsensor (6) mit der ihm zugeordneten
Spiegelanordnung (7) angefahrenen Meßort die bereits ermittelten Meßdaten
der entsprechenden Position der Kontur der Fassungsbauteile in der xy-Ebe
ne in dem Rechner zugeordnet werden.
6. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 5,
dadurch gekennzeichnet, daß die Zuordnung der Matrixkamera (3) zu dem
eindimensionalem Triangulationsmeßsensor (6) in einem definierten Abstand
auf einem Verfahrtisch erfolgt und daß der Verfahrtisch (8) in x-, y- und z-Rich
tung gegenüber den Fassungsbauteilen mittels Antrieben verfahrbar
ausgeführt ist.
7. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung in z-Richtung die Mittellinie
(23) durch den Triangulationsmeßsensor (6) und durch die ihm zugeordnete
Spiegelanordnung (7) senkrecht in z-Richtung auf der jeweiligen Verfahrkurve
(15, 16) in der xy-Ebene steht.
8. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 7,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung in z-Richtung die Mittellinie
(23) durch den Triangulationsmeßsensor und die ihm zugeordnete Spiegel
anordnung (7) in einem von der Senkrechten abweichenden Neigungswinkel
auf der jeweiligen Verfahrkurve (15, 16) in der xy-Ebene steht und daß der
Neigungswinkel einstellbar ausgeführt ist.
9. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 6,
dadurch gekennzeichnet, daß bei der Messung in z-Richtung die Mittellinie
(23) durch den Triangulationsmeßsensor (6) und durch die im zugeordnete
Spiegelanordnung (7) senkrecht in z-Richtung auf der jeweiligen Verfahrkurve
(15, 16) in der xy-Ebene steht und daß der Umlenkwinkel der Spiegelanord
nung (7) für den Meßstrahl (20) des Triangulationsmeßsensors (6) durch Ver
ändern der Winkellage des Spiegels (19) einstellbar ausgeführt ist.
10. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Spiegelanordnung
(7) des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors (6) und der zu messen
den Fassungskontur während aller Messungen jeweils konstant gehalten wird,
daß dazu die erste und zweite Verfahrkurve (15, 16) jeweils äquidistant zur
Fassungsbauteilkontur in der xy-Ebene ausgebildet sind,
und daß der Meßstrahl (20) der Spiegelanordnung (7) des eindimensionalen
Triangulationsmeßsensors an jeden Meßort in Normalenrichtung in einem
Winkel von 90 Grad auf die Tangente der Kurve an den Meßort der jeweiligen
Fassungskontur ausgerichtet wird.
11. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 10,
dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten und zweiten Abtasteinrichtung
(2, 5) die räumliche Lage der Nasenauflagebauteile und weiterer Bestandteile
der Fassungsbauteile (12) durch entsprechendes Verfahren der Spiegel
anordnung (7) der zweiten Abtasteinrichtung (5) meß- und bestimmbar ist.
12. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11,
dadurch gekennzeichnet, daß die Meßanordnung mit einer die Fassungs
bauteile (12) in der xy-Ebene jeweils überragenden Leuchttischfläche (14) zur
Auflage der Fassungsbauteile (12) ausgestattet ist und daß der Leuchttisch
(11) mit einer diffusen Leuchtstrahlung ausgestattet ist.
13. Meßanordnung nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 12,
dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Drehantrieb (21) für den ein
dimensionalen Triangulationsmeßsensor (6) und der ihm zugeordneten Spie
gelanordnung (7) vorgesehen ist.
14. Verfahren zum Erfassen und Vermessen und Brillenteilen, bei dem die Brillen
fassung fixiert wird, wobei eine berührungslos arbeitende opto-elektronische
Abtasteinrichtung die Kontur der Brillenfassung in der xy-Ebene erfaßt und
die dabei ermittelten Meßdaten zusammen mit weiteren Meßdaten in z-Rich
tung, einer Auswertungselektronik zum Berechnen von Raumkurven der
Brillenfassung bzw. der dazugehörigen Facetten zuführt,
dadurch gekennzeichnet, daß eine erste Abtasteinrichtung (2) in Form einer
Matrixkamera (3) die Fassungsbauteilkonturen in der xy-Ebene aufnimmt, daß
danach zu den erfaßten Fassungsbauteilkonturen in der xy-Ebene eine oder
mehrere zu der Fassungsbauteilkontur beabstandete Verfahrkurven (15, 16)
mittels eines Rechners gebildet und gespeichert werden, daß mittels einer
zweiten als eindimensionaler Triangulationsmeßsensor (6) mit einer zum
Umlenken des Meßstrahls (20) zu den Fassungsbauteilen zugeordneten
Spiegelanordnung (7) ausgebildeten Abtasteinrichtung (5) durch Verfahren
dieser zweiten Abtasteinrichtung (5) entlang der Verfahrkurven (15, 16) und
durch Verfahren senkrecht in z-Richtung oder durch Verschwenken eines
Spiegels (19) der Spiegelanordnung (7) die Profile der Fassungsbauteile (12)
in z-Richtung gemessen werden.
15. Verfahren nach Anspruch 14,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren des eindimensionalen Triangu
lationsmeßsensors (6) und der ihm zugeordneten Spiegelanordnung (7) auf
der ersten und zweiten Verfahrkurve (15, 16) in Schritten erfolgt und daß die
Schrittweite den jeweils nächsten Meßort festlegt.
16. Verfahren nach einem oder mehreren der Patentansprüche 14 bis 15,
dadurch gekennzeichnet, daß sich die Schrittweite und damit die Anzahl der
Schritte zum Erreichen und Festlegen von Meßorten in z-Richtung während
der Verfahrdauer des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors (6) und
der ihm zugeordneten Spiegelanordnung (7) auf der ersten und zweiten Ver
fahrkurve (15, 16) einstellen läßt.
17. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 16,
dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand zwischen der Spiegelanordnung
(7) des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors (6) und der zu messen
den Fassungskontur während aller Messungen jeweils konstant gehalten wird,
daß dazu die erste und zweite Verfahrkurve (15, 16) jeweils äquidistant zur
Fassungsbauteilkontur in der xy-Ebene gehalten wird und daß der Meßstrahl
der Spiegelanordnung (7) des eindimensionalen Triangulationsmeßsensors
(6) an jedem Meßort in Normalenrichtung in einen Winkel von 90 Grad auf die
Tangente der Kurve an den Meßort der jeweiligen Fassungskontur geregelt
wird.
18. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 17,
dadurch gekennzeichnet, daß das Verfahren, das Einstellen der Meßorte
und das Ausrichten der Meßposition des Triangulationsmeßsensors (6) und
der ihm zugeordneten Spiegelanordnung (7) auf der ersten und zweiten Ver
fahrkurve (15, 16) und das Verfahren und Einstellen der Matrixkamera (3)
sowie alle Antriebe mit der Software eines Rechners gesteuert werden.
19. Verfahren nach einem oder mehreren der Ansprüche 14 bis 18,
dadurch gekennzeichnet, daß mit der ersten und zweiten Abtasteinrichtung
(2, 5) die räumliche Lage der Nasenauflagebauteile und weiterer Bestandteile
der Fassungsbauteile durch entsprechendes Verfahren der Spiegelanordnung
der zweiten Abtasteinrichtung (5) gemessen wird.
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