DE19831304A1 - Vorrichtung zum berührungslosen Abtasten der Brillenglasöffnung einer Brillenfassung oder des Umfangs eines Brillenglases oder einer Formscheibe - Google Patents
Vorrichtung zum berührungslosen Abtasten der Brillenglasöffnung einer Brillenfassung oder des Umfangs eines Brillenglases oder einer FormscheibeInfo
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Abstract
Vorrichtung zum berührungslosen Abtasten der Nut in der Öffnung einer Brillenfassung und/oder des Umfangs eines Brillenglases oder einer Formscheibe und zum Speichern der gewonnenen Werte oder zum unmittelbaren Steuern der Bearbeitung eines Rohglases mit Hilfe dieser Werte mit einer die Brillenfassung, das Brillenglas oder die Formscheibe tragenden Halterung, einer an einem Träger angeordneten, relativ zu der Brillenglasöffnung, dem Brillenglas oder der Formscheibe um deren Achse drehbaren Lichtquelle, die ein etwa senkrecht zur Brillenfassungs-, Brillenglas- oder Formscheibenebene bestehendes, planparalleles Lichtbündel oder ein Netzraster auf die Innenkontur der Brillenglasöffnung oder auf die Außenkontur des Brillenglases oder der Formscheibe richtet, einer mit der Lichtquelle gekoppelten Optik an dem Träger mit einer Sensormatrix zum Aufnehmen des Bildes des Lichtbündels oder des Netzrasters in der Nut der Brillenglasöffnung oder auf dem Umfang des Brillenglases oder der Formscheibe, einem Meßwertaufnehmer für die relative Winkelstellung der Brillenglasöffnung mit Bezug auf die Achse der Optik oder der Lichtquelle, einer mit der Optik gekoppelten Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung für das aufgenommene Bild des Lichtbündels oder des Netzrasters, einem mit der Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung verbundenen Meßwertumformer zum Umformen der Scharfeinstellsignale der Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung in Werte für den Abstand zwischen dem Nutgrund ...
Description
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum berührungslosen
Abtasten der Nut in der Öffnung einer Brillenöffnung und/oder des
Umfangs eines Brillenglases oder einer Formscheibe und zum
Speichern der gewonnenen Werte oder zum unmittelbaren Steuern der
Bearbeitung eines Rohglases mit Hilfe dieser Werte.
Eine derartige Vorrichtung ist in dem deutschen Gebrauchsmuster
G 93 17 381.4 derselben Anmelderin beschrieben. Diese bekannte
Vorrichtung besteht aus einer die Brillenfassung tragenden
Halterung, einem an der Halterung angeordneten, relativ zur
Brillenglasöffnung um eine senkrechte Achse drehbaren Signalgeber
für kohärente, zum Nutgrund gerichtete Wellen, wie
Ultraschallwellen oder Laserstrahlen, einem Meßwertaufnehmer für
die relative Winkelstellung der Brillenglasöffnung mit Bezug auf
den Signalgeber, einem Meßwertaufnehmer für den Abstand zwischen
der Brillenglasöffnung und dem Signalgeber, einem Meßwertaufnehmer
für die Höhenlage der Signale mit Bezug auf den Nutgrund sowie
einem vom Meßwertaufnehmer für die Höhenlage der Signale
gesteuerten Nachführeinrichtung für den Signalgeber zum Nachführen
des Signalgebers entlang der Raumkurve des Nutgrundes.
Durch die Verwendung eines Signalgebers für kohärente Wellen,
insbesondere Laserstrahlen, lassen sich die Abstände r schnell und
genau ermitteln und zu der jeweiligen Winkelstellung Θ der
Brillenglasöffnung mit Bezug auf den Signalgeber in Beziehung
setzen. Die Abstände r und die Winkel Θ werden in bekannter Weise
gespeichert, um sie für die Steuerung einer Schleifmaschine für
die Ränder von Brillengläsern zu verwenden. Das Ansteuern der
Schleifmaschine und das Schleifen des Brillenglases kann auch
gleichzeitig mit dem Vermessen der Brillenglasöffnung erfolgen.
Durch die Nachführeinrichtung für den Signalgeber zum Nachführen
des Signalgebers entlang der Raumkurve des Nutgrundes wird
einerseits dafür gesorgt, daß nur der Abstand zum Nutgrund
gemessen wird. Andererseits ergibt die Nachführung ein Signal für
die Höhenlage der Raumkurve des Nutgrundes, d. h. für die auf den
Drehwinkel Θ bezogenen Z-Werte der Raumkurve. Diese Z-Koordinaten
lassen sich beim Steuern des Schleifens eines Brillenglases dazu
verwenden, die Lage der Facette genau entsprechend der Raumkurve
des Nutgrundes in der Brillenfassung zu steuern und ggf. die
Facette gegenüber dem vorderen Brillenglasrand zu verschieben,
wenn es sich z. B. um sehr starke Minusgläser handelt, bei denen
es aus ästhetischen Gründen vorteilhaft ist, die Vorderseite des
Brillenglases mit gleichbleibendem Abstand zur Vorderseite der
Brillenfassung anzuordnen.
Bei dieser bekannten Vorrichtung hat sich gezeigt, daß sie
prinzipiell geeignet ist, die Daten der Raumkurve einer
Facettennut in der Brillenglasöffnung einer Brillenfassung mit
ausreichender Genauigkeit zu ermitteln, jedoch ist der apparative
Aufwand verhältnismäßig hoch und erfordert das Steuern der
Vorrichtung und das Auswerten der ermittelten Daten eine
verhältnismäßig hohe Rechnerkapazität.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, eine verbesserte
Vorrichtung der eingangs erwähnten Art zu schaffen, mit der ein
genaues und schnelles, berührungsloses Abtasten der Nut in der
Öffnung einer Brillenfassung und/oder des Umfangs eines
Brillenglases oder einer Formscheibe möglich ist, ohne einen
erheblichen apparativen Aufwand und eine hohe Rechnerkapazität zu
erfordern.
Ausgehend von dieser Problemstellung wird eine Vorrichtung der
eingangs erwähnten Art vorgeschlagen, die erfindungsgemäß eine die
Brillenfassung, das Brillenglas oder die Formscheibe tragende
Halterung, eine an einem Träger angeordnete, relativ zu der
Brillenglasöffnung, dem Brillenglas oder der Formscheibe um deren
Achse drehbare Lichtquelle, die ein etwa senkrecht zur
Brillenfassungs-, Brillenglas- oder Formscheibenebene stehendes
planparalleles Lichtbündel oder ein Netzraster auf die Innenkontur
der Brillenglasöffnung oder auf die Außenkontur des Brillenglases
oder der Formscheibe richtet, eine mit der Lichtquelle gekoppelte
Optik an dem Träger mit einer Sensormatrix zum Aufnehmen des
Bildes des Lichtbündels oder des Netzrasters in der Nut der
Brillenfassung oder auf dem Umfang des Brillenglases oder der
Formscheibe, einen Meßwertaufnehmer für die relative
Winkelstellung der Brillengestellöffnung mit Bezug auf die Achse
der Optik oder der Lichtquelle, eine mit der Optik gekoppelte
Scharfeinstellvorrichtung für das aufgenommene Bild des
Lichtbündels oder des Netzrasters, einen mit der
Scharfeinstellvorrichtung verbundenen Meßwertumformer zum Umformen
der Scharfeinstellsignale der Scharfeinstellvorrichtung in Werte
für den Abstand zwischen dem Nutgrund oder dem Umfang des
Brillenglases oder der Schablone und der Achse aufweist.
Automatische Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtungen in
Verbindung mit einer Sensormatrix sind bekannt. Sie beruhen auf
dem Prinzip, daß ein charakteristischer Ausschnitt, eine Kante
oder ein Punkt eines von der Aufnahmeoptik auf die Sensormatrix
projizierten Bildes dann von einem Minimum von Pixeln der
Sensormatrix erfaßt wird, wenn das Bild scharf eingestellt, d. h.
genau focussiert ist. Durch ein unscharfes Bild verbreitern sich
Kanten oder vergrößern sich Punkte, so daß eine größere Anzahl von
Pixeln aktiviert wird. Mittels einer geeigneten, bekannten
Bildanalyseeinrichtung läßt sich eine mit der Optik gekoppelte
Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung solange verstellen, bis
ein scharfes Bild auf der Sensormatrix erscheint.
Beim Aufnehmen der Innenkontur der Brillenglasöffnung oder der
Außenkontur eines Brillenglases oder einer Formscheibe durch
schrittweises Drehen des Trägers mit der Lichtquelle und der Optik
oder durch Drehen der Brillenglasöffnung oder des Brillenglases
oder der Formscheibe verändert sich die Entfernung von der Optik
zur Innenkontur der Brillenfassung oder der Außenkontur des
Brillenglases oder der Formscheibe, und es ist jedes Mal
erforderlich, das Bild neu zu focussieren. Da die Lage der Optik
auf dem Träger mit Bezug auf die Drehachse bekannt ist, läßt sich
für jeden Winkelschritt Θ der Radius r von der Drehachse zur
Innenkontur der Brillenglasöffnung oder zur Außenkontur des
Brillenglases oder der Formscheibe aus der Einstellung der Optik
mittels der Scharfeinstell- oder Focussiereinrichtung direkt
ermitteln.
Beim Aufnehmen der Innenkontur einer Brillenglasöffnung läßt sich
als charakteristischer Ausschnitt das Bild der V-förmigen
Facettennut verwenden, deren Schenkel in einer deutlich
erkennbaren Spitze zusammenlaufen.
Um auch den räumlichen Verlauf der Innenkontur der
Brillenglasöffnung oder der Außenkontur des Brillenglases oder der
Formscheibe zu erfassen, kann die Sensormatrix mit einer
Einrichtung zum Erfassen der Höhenlage des Bildes der Nut oder des
Umfangs des Brillenglases oder der Formscheibe gekoppelt sein, die
an Maß für den Verlauf der Raumkurve der Nut oder des Umfangs des
Brillenglases oder der Formscheibe in Richtung der Achse (Z-Achse)
liefert.
Diese Einrichtung zum Erfassen der Höhenlage macht sich die
Tatsache zunutze, daß die Sensormatrix als ein Koordinatennetz
aufzufassen ist und sich daher die relative Höhenverschiebung der
aufgenommenen und auf die Sensormatrix projizierten Bilder
erfassen und in Daten für die Höhenlage bzw. den Verlauf der
Raumkurve umsetzen läßt.
Die Veränderung der relativen Höhenlage der einzelnen
aufgenommenen Bilder auf der Sensormatrix läßt sich direkt mittels
einer Bildanalyseeinrichtung in entsprechende Daten für die
Raumkurve umsetzen. Dies erfordert jedoch eine Optik mit einem
verhältnismäßig großen Aufnahmewinkel.
Wenn eine von der Sensormatrix gesteuerte Nachführeinrichtung zum
Nachführen der Lichtquelle und der Optik entlang der Raumkurve der
Nut oder des Umfangs des Brillenglases oder der Formscheibe in
Richtung der Achse (Z-Achse) vorgesehen wird, braucht die Optik
nur für einen verhältnismäßig kleinen Aufnahmewinkel vorgesehen zu
sein, da das Bild mittels der Nachführeinrichtung stets zur Mitte
der Sensormatrix geführt wird. Dies läßt sich vorzugsweise dadurch
erreichen, daß die Sensormatrix eine Sensorzeile aufweist, die
über die Einrichtung zum Erfassen der Höhenlage des Bildes der Nut
oder des Umfangs des Brillenglases oder der Formscheibe die
Bewegung der Nachführeinrichtung anhält, wenn ein erster
charakteristischer Bereich des Bildes auf dieser Sensorzeile
ankommt. Bei diesem ersten charakteristischen Bereich kann es sich
beispielsweise um die Spitze der V-förmigen Facettennut handeln.
Werden weitere charakteristische Bereiche des Bildes der Nut oder
des Umfangs des Brillenglases oder der Formscheibe mit Bezug auf
den ersten charakteristischen Bereich erfaßt, lassen sich
zusätzlich der Winkel und/oder die Winkellage und/oder die Breite
der Nut in der Brillenglasöffnung oder der Winkel und/oder die
Winkellage und/oder die Breite einer Facette auf dem Umfang eines
Brillenglases oder die Breite des Umfangs des Brillenglases
erfassen, so daß nach einem berührungslosen Abtasten der
Innenkontur einer Brillenglasöffnung oder der Außenkontur eines
Brillenglases oder einer Formscheibe über 360° ein Datensatz zur
Verfügung steht, der in Abhängigkeit vom Drehwinkel Θ den
jeweiligen Radius r, die Form, die Winkellage und die Höhenlage
dieser Kontur umfaßt. Dieser Datensatz läßt sich dazu verwenden,
das Formbearbeiten von für die abgetastete Brillenfassung
bestimmten Brillengläsern mittels einer CNC-gesteuerten
Brillenglasformbearbeitungsmaschine so präzise zu steuern, daß
sich die Brillengläser ohne weitere Nacharbeit paßgenau in die
Brillenfassung einsetzen lassen.
Durch das berührungslose Abtasten der Außenkontur eines
formgeschliffenen Brillenglases läßt sich der räumliche Verlauf
der Vorder- und Rückkante ermitteln und die anzuschleifende
Dachfacette so legen, daß sich die Brillengläser in ästhetisch
ansprechender Weise in die Brillenfassung einsetzen lassen, was
insbesondere bei starken Minusgläsern von Bedeutung ist, bei denen
die Facette gegenüber der Vorderkante des Brillenglases überall
den gleichen Abstand haben soll, damit die Vorderseite des
Brillenglases einen gleichbleibenden Abstand zur Vorderseite der
Brillenfassung aufweist.
Des weiteren läßt sich durch ein Abtasten eines fertigbearbeiteten
Brillenglases mittels der erfindungsgemäßen Vorrichtung
feststellen, ob das Profil der Dachfacette dem Profil der
Facettennut der Brillenfassung entspricht, für die dieses
Brillenglas bestimmt ist. Bei auf Abnutzung des verwendeten
Bearbeitungswerkzeugs beispielsweise einer Schleifscheibe mit
einer Facettennut zurückzuführenden Abweichungen läßt sich auf
diese Weise ein automatischer Abrichtvorgang der Schleifscheibe
einleiten, oder es ergeht ein Signal, daß ein Abrichten der
Facettenschleifscheibe erforderlich ist.
Die Erfindung wird nachstehend anhand eines in der Zeichnung
dargestellten Ausführungsbeispiels des näheren erläutert. In der
Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Brillenfassungshälfte mit Darstellung der zu
messenden Radien und Winkel,
Fig. 2 eine Draufsicht auf ein fertiggeschliffenes, in
die Brillenglasöffnung einzusetzendes Brillenglas,
Fig. 3 eine Seitenansicht des Brillenglases gemäß Fig. 2,
Fig. 4 eine schematische, seitliche Schnittansicht der
erfindungsgemäßen Vorrichtung und
Fig. 5a bis 5e eine Darstellung einer Sensormatrix mit darauf
abgebildeter Facettennut bzw. darauf abgebildetem
Rand eines fertigbearbeiteten Brillenglases.
Eine Brillenfassungshälfte 1 weist eine Brillenglasöffnung 2 auf,
die mit einer umlaufenden Facettennut 3 mit einem spitzen Nutgrund
4 zur Aufnahme eines Brillenglases 5 mit einer angeschliffenen
Dachfacette 6 bestimmt ist.
Etwa mittig in der Brillenglasöffnung 2 ist ein um eine Achse 26
drehbarer Träger 14 angeordnet. Auf der Oberseite des Trägers 14
befindet sich eine Lichtquelle 15, die ein planparalleles,
senkrecht zur Ebene der Brillenglasöffnung 2 stehendes Lichtbündel
9 in Richtung der Facettennut 3 aussendet. Beabstandet zu der
Lichtquelle 15 ist auf dem Träger 14 eine CCD-Kamera 16 mit einer
Optik 11 angeordnet, die das durch das planparallele Lichtbündel 9
erzeugte Bild 10 der Facettennut 3 aufnimmt. Dieses Bild 10 wird
auf eine Sensormatrix 13 in der CCD-Kamera 16 geworfen und läßt
sich mittels einer Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung 19
automatisch scharf einstellen.
Wie aus Fig. 4 ersichtlich, wird eine Brillenfassungshälfte 1,
deren Facettennut 3 durch die CCD-Kamera 16 aufgenommen werden
soll, auf eine Auflage 7 gelegt und mittels Klammern 8
festgehalten.
Um einen Datensatz der Facettennut 3 in der Brillenglasöffnung zu
erhalten, wird der Träger 14 schrittweise gedreht und bei jedem
Schritt ein Bild 10 des Lichtbündels 9 aufgenommen. Da der Abstand
der CCD-Kamera 16 von der Drehachse 26 bekannt ist, läßt sich der
Abstand zwischen dem Bild 10 des Lichtbündels 9 in der Facettennut
3 in einem Rechner 27 ohne weiteres in einen Wert r für den
Abstand von der Drehachse 26 zum entsprechenden Punkt der
Facettennut 3 mit Bezug auf den jeweiligen Winkel Θ umrechnen.
Der Träger 14 ist in einer Führung 12 der Vorrichtung drehbar und
axial verschiebbar (Z-Achse) angeordnet. Ein Stellmotor 17 dient
dazu, den Träger 14 axial zu verschieben und ist als Schrittmotor
ausgebildet, der gleichzeitig als Geber für die Z-Koordinate
dient. Die Drehung des Trägers 14 wird durch einen weiteren
Stellmotor 18 gesteuert, der gleichzeitig als Winkelgeber für die
Winkel Θ dient. Die Steuerung der Stellmotoren 17, 18 erfolgt
durch einen Rechner 27, wie nachstehend noch erläutert wird.
Erfindungsgemäß ergibt sich aus der Einstellung der
Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung 19 ein Wert für den
Abstand zwischen dem Bild 10 des Lichtbündels 9 und der
Sensormatrix 13 in der CCD-Kamera 16.
Eine Sensormatrix besteht aus einer großen Anzahl von Pixeln, die
in Zeilen und Spalten angeordnet sind. Wird ein unscharfes Bild
20a des Bildes 10 des Lichtbündels 9 durch die Optik 11 auf die
Sensormatrix 13 geworfen, wie dies aus Fig. 5a ersichtlich ist,
wird dadurch eine größere Anzahl von Pixeln aktiviert, und die
entsprechenden Signale gelangen in eine Einrichtung 29 zum
Erfassen der Bildschärfe im Rechner 27. Mittels eines
Bildanalysesystems läßt sich feststellen, ob das Bild 20a scharf
oder unscharf ist. Solange es unscharf ist, veranlaßt die
Einrichtung zum Erfassen der Bildschärfe 29 im Rechner 27 ein
Verstellen der Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung 19 bis
ein scharfes Bild 20 des Bildes 10 des Lichtbündels 9 der
Facettennut 3 auf die Sensormatrix 13 fällt und ein Minimum an
Pixeln aktiviert. Die Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung 19
wird dann nicht mehr verstellt und die Einstellung der
Scharfeinstell- oder Focussiereinrichtung 19 ergibt direkt ein Maß
für den Abstand des Bildes 20 auf der Sensormatrix 13 zur
Facettennut 3 und deren Nutgrund 4. Die Anzahl der Pixel der
Sensormatrix wird in Abhängigkeit von der gewünschten Genauigkeit,
mit der der Radius r ermittelt werden soll, gewählt.
Um auch den räumlichen Verlauf der Nut 3 aufzunehmen, ist in dem
Rechner 27 eine Einrichtung 28 zum Erfassen der Höhenlage des
Bildes 20 auf der Sensormatrix 13 vorgesehen. Im einfachsten Fall
kann es sich bei dieser Einrichtung 28 um ein Bildauswerteprogramm
handeln, das den Abstand eines charakteristischen Punktes des
Bildes 20, vorzugsweise eines Punktes 21 des Nutgrundes erfaßt und
dessen Abstand zu einer Referenzlinie 25, beispielsweise einer
Mittelzeile in der Sensormatrix 13 aufnimmt. Dieser Abstand wird
für jeden Winkelschritt Θ dem Radius r zugeordnet und ergibt eine
den räumlichen Verlauf der Facettennut 3 charakterisierende
Datenmenge.
Im Hinblick darauf, daß eine Höhenverstellung des Trägers 14 mit
der Lichtquelle 15 und der CCD-Kamera 16 erforderlich ist, um die
Vorrichtung zum Aufnehmen einer Facettennut 3 in einer
Brillenglasöffnung 2 einer vorgegebenen Brillenfassung in eine
Startposition zu bringen, in der sich die Lichtquelle 15 und die
CCD-Kamera 16 möglichst genau auf der Höhe des Bildes 10 des
planparallelen Lichtbündels 9 befinden, läßt sich diese
Höhenverstellvorrichtung auch dazu verwenden, die Z-Koordinaten
der Facettennut 3 zu ermitteln. Dies geschieht in der Weise, daß
bei jedem Winkelschritt Θ zunächst die Einrichtung 29 zum Erfassen
der Bildschärfe in Tätigkeit tritt und das unscharfe Bild 20a in
Fig. 5a in ein scharfes Bild 20 in Fig. 5b überführt. Danach wird
mittels der Einrichtung 28 zum Erfassen der Höhenlage der
Stellmotor 17 in Tätigkeit gesetzt und fährt den Träger 14 mit der
Lichtquelle 15 und der CCD-Kamera 16 solange auf und ab, bis ein
charakteristischer Bereich 21, nämlich das Bild des Nutgrunds 4
der Facettennut 3 in der Brillenglasöffnung 2 auf der Mittelzeile
25 liegt. Da der Stellmotor 17 als Weggeber ausgebildet ist,
liefert das Verstellen des Stellmotors 17 bis der Punkt 21 auf der
Mittelzeile 25 liegt, direkt die Z-Koordinate.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung läßt sich noch dahingehend
ausgestalten, daß auch der Winkel zwischen den Schenkeln der
Facettennut 3 sowie die Winkellage der Facettennut 3 mit Bezug auf
die durch die Brillenglasöffnung 2 verlaufende Ebene erfaßt
werden. Dies läßt sich dadurch erreichen, daß wenigstens ein
weiterer charakteristischer Bereich des Bildes 20 erfaßt wird,
beispielsweise das Ende 22 eines der Schenkel der Facettennut.
Unter der Voraussetzung, daß die Facettennut, unabhängig von der
Durchwölbung der Brillenfassungshälfte 1 immer senkrecht zur
Brillenfassungsebene verläuft, genügt es, diesen einen weiteren
Punkt 22 aufzunehmen, um ein genaues Bild der Facettennut 3
aufzunehmen und daraus eine Datenmenge zu entwickeln, die den
Radius r, den Winkel Θ der Facettennut und die Breite der
Facettennut enthält.
Da jedoch die Facettennut bei manchen Brillenfassungen nicht stets
senkrecht zur Brillenfassungsebene verläuft, ist es zusätzlich
noch möglich, den Endpunkt 23 des zweiten Schenkels der
Facettennut aufzunehmen, wie dies in Fig. 5d dargestellt ist, und
die Werte in eine Einrichtung 30 zum Erfassen der Winkellage
einzugeben. Durch die Punkte 21, 22, 23 mit Bezug auf die
Mittelzeile 25 sind die Breite der Facettennut, der Winkel
zwischen den Schenkeln der Facettennut und die Winkellage der
Facettennut mit Bezug auf die Brillenfassungsebene definiert,
lassen sich als Datenmenge speichern und zum Steuern der
Randbearbeitung eines in die Brillenfassung einzusetzenden
Brillenglases verwenden.
CNC-gesteuerte Brillenglasrandbearbeitungsmaschinen sind bekannt.
Ggf. ist es erforderlich, das Steuerprogramm derartiger Maschinen
sowie die Anzahl der steuerbaren Achsen dieser Maschine zu
ergänzen, um auch die der Fig. 5d entsprechende Datenmenge
verarbeiten zu können.
In Fig. 5e ist ein Bild 24 des Umfangs eines formgeschliffenen
Brillenglases 5 dargestellt. Dieses Bild 24 ist bereits bezüglich
der Mittelzeile 25 ausgerichtet, indem die Spitze der Dachfacette
auf die Mittelzeile 25 mittels der Einrichtung 28 zum Erfassen der
Höhenlage und durch Verstellen des Stellmotors 17 für die
Z-Koordinaten betätigt wurden. Es ist erkennbar, daß die Facette
auf dem Brillenglas etwa mittig gegenüber der Vorderkurve 31 und
der Rückkurve 32 des Brillenglasumfangs verläuft. Durch Vergleich
dieses Bildes mit einem gespeicherten Soll-Bild lassen sich
Abweichungen der Form der Dachfacette 6 von einer Soll-Form
feststellen. Diese Abweichungen ergeben sich, wenn beispielsweise
eine Schleifscheibe mit einer Facettennut zum Schleifen einer
Dachfacette einen erhöhten Abnutzungsgrad aufweist. Auf diese
Weise läßt sich daher der Abnutzungsgrad ermitteln, woraufhin es
möglich ist, automatisch einen Abrichtvorgang der Schleifscheibe
oder ein Warnsignal, das einen Hinweis auf eine zu große Abnutzung
gibt, auszulösen. Eine Brillenglasrandbearbeitungsmaschine, die
geeignet ist, diese Schritte durchzuführen, ist in der deutschen
Patentanmeldung 198 04 455.0 derselben Anmelderin beschrieben, auf
die zur Erläuterung aller hier nicht näher beschriebenen
Einzelheiten ausdrücklich Bezug genommen wird.
Selbstverständlich läßt sich auch noch die durch die Punkte 21,
22, 23 charakterisierte Facettennut in der Brillenglasöffnung 2
der Brillenfassungshälfte 1 mit der Facettennut 6 am
fertigbearbeiteten Brillenglas 5 vergleichen und feststellen, ob
das Brillenglas 5 mit der angeschliffenen Dachfacette 6 geeignet
ist, in die Brillenglasöffnung 2 der Brillenfassungshälfte 1
eingesetzt zu werden oder nicht, oder ob ein weiterer
Nachbearbeitungsschritt erforderlich ist.
Um ein Brillenglas 5 oder eine Schablone mittels der
erfindungsgemäßen Vorrichtung vermessen zu können, ist es
erforderlich, eine besondere, nicht dargestellte Halterung für das
Brillenglas 5 oder die Schablone vorzusehen, die so bezüglich des
Trägers 14 mit der Lichtquelle 15 und der CCD-Kamera 16 angeordnet
ist, daß sich das Brillenglas 5 oder die Schablone schrittweise
drehen läßt, während der Träger 14 stillsteht, um den Außenumfang
des Brillenglases 5 oder der Schablone in analoger Weise
abzutasten, wie dies mit Bezug auf das Abtasten der
Brillenglasöffnung 2 beschrieben wurde. Des weiteren ist es auch
möglich, den Träger 14 nur in Z-Richtung beweglich zu gestalten,
während die Auflage 7 mit der Brillenfassung 1 um die Achse 26
drehbar ist.
Claims (9)
1. Vorrichtung zum berührungslosen Abtasten der Nut in der Öffnung
(2) einer Brillenfassung (1) und/oder des Umfangs (6) eines
Brillenglases (5) oder einer Formscheibe und zum Speichern der
gewonnenen Werte oder zum unmittelbaren Steuern der Bearbeitung
eines Rohglases mit Hilfe dieser Werte mit
- - einer die Brillenfassung (1), das Brillenglas (5) oder die Formscheibe tragenden Halterung (7, 8),
- - einer an einem Träger (14) angeordneten, relativ zu der Brillenglasöffnung (2), dem Brillenglas (5) oder der Formscheibe um deren Achse (26) drehbaren Lichtquelle (15), die ein etwa senkrecht zur Brillengestell-, Brillenglas- oder Formscheibenebene stehendes planparalleles Lichtbündel (9) oder ein Netzraster auf die Innenkontur (3) der Brillengestellöffnung (2) oder auf die Außenkontur (6) des Brillenglases (5) oder der Formscheibe richtet,
- - einer mit der Lichtquelle (15) gekoppelten Optik an dem Träger (14) mit einer Sensormatrix (13) zum Aufnehmen des Bildes (10) des Lichtbündels (9) oder des Netzrasters in der Nut (3) der Brillenglasöffnung (2) oder auf dem Umfang (6) des Brillenglases (5) oder der Formscheibe,
- - einem Meßwertaufnehmer (18) für die relative Winkeleinstellung Θ der Brillenglasöffnung (2) mit Bezug auf die Achse (26) der Optik (11) oder der Lichtquelle (15),
- - einer mit der Optik (11) gekoppelten Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung (19) für das aufgenommene Bild (10) des Lichtbündels (9) oder des Netzrasters,
- - einem mit der Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung (19) verbundenen Meßwertumformer zum Umformen der Scharfeinstellsignale der Scharfeinstell- oder Focussiervorrichtung (19) in Werte für den Abstand zwischen dem Nutgrund (4) oder dem Umfang (6) des Brillenglases (5) oder der Schablone und der Achse (26)
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, bei der die Sensormatrix (13) mit
einer Einrichtung (28) zum Erfassen der Höhenlage des Bildes
(20, 24) der Nut (3) oder des Umfangs (6) des Brillenglases (5)
oder der Formscheibe gekoppelt ist, die ein Maß für den Verlauf
der Raumkurve des Nutgrundes (4) oder des Umfangs (6) des
Brillenglases (5) oder der Formscheibe in Richtung der Achse
(26, Z-Achse) liefert.
3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, bei der die Optik (11) und
die Sensormatrix (13) als Teile einer CCD-Kamera (16)
ausgebildet sind.
4. Vorrichtung nach Anspruch 1, 2 oder 3, bei der die Sensormatrix
(13) mit einer Einrichtung (29) zum Erfassen der Bildschärfe
gekoppelt ist, die die Scharfeinstell- oder
Focussiervorrichtung (19) für die Optik (11) steuert und ein
Maß für den Radius (r) des Nutgrundes (4) oder des Umfangs (6)
des Brillenglases (5) oder der Formscheibe liefert.
5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4 mit einer von der
Sensormatrix (13) gesteuerten Nachführeinrichtung (17) zum
Nachführen der Lichtquelle (15) und der Optik (11) entlang der
Raumkurve der Nut (3) oder des Umfangs (6) des Brillenglases
(5) oder der Formscheibe in Richtung der Achse (26, Z-Achse)
6. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5, bei der die Sensormatrix
(13) mit einer Einrichtung (30) zum Erfassen der Winkellage des
Bildes (20, 24) der Nut (3) oder des Umfangs (6) des
Brillenglases (5) oder der Formscheibe gekoppelt ist.
7. Vorrichtung nach Anspruch 2 und 5 oder 6, bei der die
Sensormatrix (13) eine Sensorzeile (25) aufweist, die über die
Einrichtung (28) zum Erfassen der Höhenlage des Bildes (20, 24)
der Nut (3) oder des Umfangs (6) des Brillenglases (5) oder der
Formscheibe die Bewegung der Nachführeinrichtung (17) anhält,
wenn ein erster charakteristischer Bereich (21) des Bildes (20)
auf dieser Sensorzeile (25) ankommt.
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der die Sensormatrix (13) mit
wenigstens einer weiteren Einrichtung (30) gekoppelt ist, die
die Lage wenigstens eines weiteren charakteristischen Bereichs
(22, 23) des Bildes (20, 24) der Nut (3) oder des Umfangs (6)
des Brillenglases (5) oder der Formscheibe mit Bezug auf den
ersten charakteristischen Bereich (21) erfaßt und daraus den
Winkel und/oder die Winkellage und/oder die Breite der Nut (3)
oder den Winkel und/oder die Winkellage und/oder die Breite
einer Facette (6) auf dem Umfang des Brillenglases (5) oder die
Breite des Umfangs des Brillenglases (5) ableitet.
9. Brillenglasrandbearbeitungsmaschine mit wenigstens einem
Brillenglasrandbearbeitungswerkzeug mit einer Facettennut,
einer drehbaren, relativ zum
Brillenglasrandbearbeitungswerkzeug wenigstens radial
verstellbaren Brillenglashaltewelle, einer die
Brillenglasrandbearbeitungsmaschine steuernden
Steuereinrichtung, einer mit der Steuereinrichtung verbundenen
Vorrichtung zum Abtasten der Facettennut des
Brillenglasrandbearbeitungswerkzeugs hinsichtlich Durchmesser
und Querschnittsform, einer mit der Steuereinrichtung
verbundenen Vorrichtung zum Abtasten der Facettennut (3) einer
Brillenglasöffnung (2) in einer ausgewählten Brillenfassung (1)
einschließlich der Querschnittsform nach einem der Ansprüche 1
bis 8, einer Vergleichseinrichtung in der Steuereinrichtung zum
Vergleichen der Werte der Facettennut (3) der Brillenfassung
(1) mit den Werten der Facettennut des
Brillenglasbearbeitungswerkzeugs und Einrichtungen zum Steuern
des Durchführens der Facettenbearbeitung mit den ermittelten
Werten, wenn die verglichenen Werte innerhalb eines vorgebbaren
ersten Toleranzbereichs oder des Durchführens der
Facettenbearbeitung mit einem Korrekturwert, wenn die
verglichenen Werte innerhalb eines zweiten Toleranzbereichs
liegen, oder des Abbrechens der Facettenbearbeitung, wenn die
verglichenen Werte außerhalb beider Toleranzbereiche liegen,
oder des Durchführens eines Abrichtvorgangs des
Brillenglasrandbearbeitungswerkzeugs.
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