DE2600497B2 - Elektromechanischer Tastkopf - Google Patents

Description

Die Erfindung geht aus von einem elektromechanischen Tastkopf zum Abtasten der Öffnungskontur von Brillengestellen beim Formatschleifen von Brillenglaslinsen mit einem axialbeweglich und um seine Achse schwenkbar gelagerten Taster, der einen in die Öffnungskontur des Brillengestells eingreifenden Fühler aufweist und einen elektrischen, aus einem ortsfest angeordneten Wandler und einem in diesen eintauchenden Anker bestehenden Signalgeber beaufschlagt, der den die Vorschubbewegung des Werkzeugs der verwendeten Schleifmaschine erzeugenden Motor steuert (US-PS 37 86 600).

Bei diesem Tastkopf ist jedoch der Fühler nur mittelbar über ein Winkelstück axial beweglich, so daß sich ein die Axialbeweglichkeit des Fühlstifts negativ beeinflussender Verkantungseffekt einstellen kann.

Demgegenüber hat sich die Erfindung die Aufgabe gestellt, den Tastkopf so weiterzubilden, daß ein solcher, die Axialbeweglichkeit des Fühlers negativ beeinflussender Verkantungseffekt nicht zu befürchten ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe ist gemäß der Erfindung bei der vorgenannten Ausführungsart vorgesehen, daß die Lagerung des Tasters als Kugelgelenk ausgebildet und der Fühler im Schaft des Tasters axialbeweglich geführt ist und daß der Anker als eine am Taster konzentrisch zu seiner Achse befestigte, topfförmig ausgebildete Scheibe gestaltet ist.

An sich ist es von einem anderen Tastkopf (FR-PS 43 450) her zwar bereits bekannt, den Fühler in dem beanspruchten Kugelgelenk wirkungsmäßig in vergleichbarer Weise allseitig schwenkbar und in Richtung seiner Längsachse verschiebbar zu lagern, doch handelt es sich bei dieser Konstruktion um eine baulich relativ aufwendige und schwere Kardanlagerung; wobei — mit Rücksicht auf eine dreidimensionale Wirksamkeit des Tastkopfes — der Fühler mit seinem Schaft durch das Kardangelenk hindurch axial verschiebbar ist. Für eine Weiterbildung des eingangs beschriebenen Tastkopfes im Sinne der angegebenen Aufgabe war diese Konstruktion aber schon deshalb nicht ohne weiteres zu verwenden, weil beim Abtasten von Brillengestellen der Fühler wegen der räumlichen Ausdehnung der abzutastenden Brillenglasnuten zwar auch dreidimensional

ίο beweglich sein muß, meßtechnisch aber nur zweidimensional zu arbeiten braucht.

In vorteilhafter Weiterbildung kann ftr die erfindungsgemäße Ausführungsform vorgesehen sein, daß der Wandler in mehrere, in regelmäßigen Winkelabis ständen voneinander angeordnete Einzelwandler unterteilt ist, und daß der Wandler bzw. die Einzelwandler mittels einer Mikrometereinrichtung in bezug auf den Anker einstellbar ist bzw. sind.
Nachstehend werden vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand schematischer Zeichnungen näher erläutert. In den Zeichnungen bedeuten

F i g. 1 eine teilweise geschnittene perspektivische Übersichtsdarstellung einer Anordnung zum Abtasten der Öffnungskontur von Brillengestellen unter Verwendung des erfindungsgemäßen Tastkopfes,

F i g. 2A und F i g. 2B jeweils in gröberem Maßstab Teilque· schnitte durch den Fühlstift und einen zugeordneten Teil der Brillenfassung zur Erläuterung der Arbeitsweise des Fühlstiftes,

JO F i g. 3 einen Axialschnitt durch den Fühlstift mit seiner Lagerung und einem zugeordneten Wandler,

Fig.4 eine vergrößerte Schnittdarstellung einer abgewandelten Ausführungsform,

F i g. 5 die Seitenansicht der Ausführungsform gemäß

« F i g. 4 gesehen in Richtung des Pfeiles VII,
Fig.6den Schnitt VIII-VlII aus F ig.4,und
Fig. 7 die Seitenansicht einer gegenüber F i g. 5 abgeänderten Ausführungsform.
Gemäß Fig. 1 dient zur Halterung von Brillengestel-

len 11, deren Öffnungskontur beim Formatschleifen von Brillenglaslinsen mit einem axial beweglich und um seine Achse schwenkbar gelagerten Taster abgetastet werden soll, eine Platte JO, auf der das jeweilige Brillengestell 11 z. B. mit Hilfe von nicht dargestellten Klemmbacken oder in einer sonst geeigneten Weise, vorzugsweise einstellbar, befestigt wird. In F i g. 1 ist ein Teil des Brillengestells 11 mit einem daran gelenkig befestigten Brillenbügel 13 dargestellt. In der Innenseite der Öffnungskontur solcher Brillengestelle 11 ist für die

so Aufnahme der zugeordneten Brillenglaslinse eine Nut 14 mit dreieckigem Querschnitt vorgesehen.

Für das Abtasten der Öffnungskontur des jeweiligen Brillengestells 11 ist ein Tastkopf S vorgesehen (F i g. 1), der einen stabförmigen Fühlstift 15 mit einer Tastspitze 20 aufweist, welche in die Nut 14 des Brillengestells 11 eingreift. Der Fühlstift 15 ist in einem Schaft 21 des Tasters S axial beweglich und um seine Achse A drehbar geführt.

In F i g. 1 ist lediglich schematisch eine Sleuereinrichtung 18 angedeutet, die einerseits die erforderliche, in Richtung des Pfeiles Fl vorzunehmende Translationsbewegung veranlaßt, mit der das Brillengestell 11 gegen den Fühlstift 15 bewegt wird, und andererseits die erforderliche Drehung dieses Brillengestells 11 um den Fühlstift 15 in Richtung des Doppelpfeiles Fl durchführt. Derartige Steuerungseinrichtungen sind dem Fachmann bekannt und auf dem vorliegenden Gebiet der Technik weilverbreitet und brauchen daher

hier im einzelnen nicht näher beschrieben zu werden.

Die am Fühlstift 15 vorgesehene Tastspitze 20 besteht aus einem Ringv/ulst, dessen Querschnitt die Form eines nach außen vorspringenden V aufweist

Zur Durchführung des Abtastvorganges legt sich die s Tastspitze 20 in die Nut 14 des Brillengestells 11, dessen Umrißlinie bestimmt werden soll, und wird axial von der Nut 14 gehalten, wobei der Fühlstift 15 sich noch in dem ihn aufnehmenden Schaft 21 verschieben kann. Durch die Möglichkeit einer Drehung des Fühlstiftes 15 innerhalb des Schaftes 21 wird vorteilhafterweise die Reibung zwischen der Tastspitze 20 und der Nut 14 auf ein Minimum herabgesetzt

In Fig. 1, 2A und 2B ist eine Bezugsebene P eingetragen, die einerseits durch die geometrische H Achse A des Fühlstiftes 15 in einem bestimmten Zeitpunkt und andererseits durch diese geometrische Achse A für die normale senkrechte Ruhestellung des Fühlers 15,20 bestimmt ist. Ferner ist in Y i g. 2A und 2B die Spur T der Tangentialebene an die Kontur der tiefsten Stelle der Nut 14 im Meßpunkt L eingezeichnet, in dem die Tastspitze 20 die Nut 14 berührt. Wenn die Tangentialebene nicht senkrecht auf der Bezugsebene P steht (F i g. 2A), dann verläuft die Richtung der Kraft £, welcher der Fühlstift 15 von Seiten des Brillengestells r> 11, an dem er anliegt, ausgesetzt ist, schräg zu der Bezugsebene P, weil die Kraftrichtung senkre^ ht auf der Tangentialebene steht. Daher wirkt auf den Fühlstift 15 ein Drehmoment. Die hierdurch entstehende Schwenkung wird durch einen oder mehrere ortsfest ang ;ordnete Signalgeber 38,40 erfaßt, welche eine Schwenkung der das Brillengestell U haltenden Platte 10 veranlassen, so daß das auf den Fühlstift 15 wirkende Drehmoment kompensiert und dadurch die Tangentialebene Tim Meßpunkt L in eine Stellung senkrecht zur r> Bezugsebene Pgebracht wird (Fig.2B). Infolge dieser Steuerung verbleibt die Tangentialebene T im Meßpunkt L ständig in ihrer Stellung senkrecht auf der Bezugsebene P.

Daher wird vorteilhafterweise zu jeder Messung die Tangentialebene Γ aufgesucht, so daß sich eine genaue Übertragung des zu messenden Umrißpunktes auf das zu bearbeitende Brillenglas ergibt, dessen Bewegung synchron mit der bewegten Platte 10 erfolgt. Das gilt auch für Konturenbereiche, in denen sich die Krümmungsrichtung schnell ändert. Außerdem werden wegen der axialen Verschiebbarkeit des Fühlstiftes 15 die Meßergebnisse nicht durch die Durchbiegung der abgetasteten Umrißlinie bzw. Nut 14 verfälscht.

Wie aus den zeichnerischen Darstellungen ersichtlich ^r>o ist, ist die Lagerung 33 des Schaftes 21 des Fühlstiftes 15 als Kugelgelenk 32, 34 ausgebildet, so daß sich der Schaft 21 in jeder Richtung verschwenken läßt, die nicht mit der eigenen Achse des Schaftes 21 zusammenfällt.

Das Kugelgelenk 32, 34 besteht dazu aus einem am unteren Ende des Schaftes 21 befestigten Ringelemeni 32 und einem äußerer· Ringelement 34, das in einer feststehenden Platte 35 ruht, die insgesamt senkrecht auf der Achse A des Fühlstiftes 15 steht

Am Schaft 21 ist koaxial ein zylindrisch-topfförmiger Anker 38 befestigt, der zusammen mit mindestens einem auf der Platte 35 angeordneten Wandler 40 den Signalgeber 38,40 bildet (Fig. 3).

In der unbeeinflußten Ausgangslage des Ankers 38 hat dessen Kante in jedem Punkt einen gleichen Abstand von der Platte 35 und der Wandler 42, der beispielsweise als elektrische Induktivität ausgebildet sein kann, gibt kein Signal ab. Wenn das Brillengestell 11 den Fühlstift 15 jedoch zu irgendeiner Kippbewegung veranlaßt, so wird durch die entsprechende Bewegung des Ankers 38 am Wandler 40 ein Signal erzeugt, das den Antrieb für die das Brillengestell 11 haltende Platte 10 veranlaßt, diese derart zu verdrehen, daß die Drehbewegung des Fühlstiftes 15 kompensiert wird.

Bei den in F i g. 4 bis 7 dargestellten Ausführungsformen steht die Platte 35 insgesamt geneigt gegenüber der Achse des Fühlstiftes 15, so daß der am Schaft 21 befestigte Anker 38 mit seinem Topfrand die Platte 35 in einem Punkt berührt.

Bei dieser Bauweise kann der Fühlstift 15 von seiner Ruhelage aus nach beiden Seiten nur auf einer kreisrundförmigen Bahn verschwenkt werden. Zu diesem Zweck könnte die Platte 35 außerdem eine gegenüber der Kante des Ankers 38 gekrümmte Oberfläche erhalten, wobei die konvexe Krümmungsfläche zum Anker 38 hin gerichtet wäre.

Bei der Ausführungsform gemäß Fig.4 bis 7 sind zwei Wandler 40 symmetrisch beiderseits der durch die Achse des Fühlstiftes 15 verlaufenden Ebene vorgesehen.

Aus F i g. 4 bis 6 ist zu ersehen, daß jeder Wandler 40 von einer Tragplatte 42 gehalten ist, die mit Hilfe einer Mikrometereinrichtung 43, 44, 45, 46 höhenverstellbar ist. Hierzu ist die Tragplatte 42 mit zwei Führungszapfen 43 versehen, die sich axial gegenüber der Platte 35 verschieben lassen; einer von ihnen unmittelbar, der andere mittels einer Büchse 44, deren Außenfläche ein Gewinde aufweist und mit einer Mikrometermuucr 45 zusammenarbeitet, die ihrerseits auf eine Gewindespindel 46 wirkt, deren Steigung von derjenigen des Gewindes auf der Büchse 44 abweicht, und die an dem zugeordneten Führungszapfen 43 angebracht ist.

Gemäß F i g. 7 ist jeder Wandler 40 auf einer Wippe 47 angebracht, die bei 48 gegenüber der Platte 35 durch Mikrometerschrauben 49, die beiderseits des Drehpunktes 48 mit Abstand von diesem angeordnet sind, verschwenkbar ist.

Hierzu 3 Blatt Zeichnungen

Claims (3)

Patentansprüche:

1. Elektromechanischen Tastkopf zum Abtasten der Öffnungskontur von Brillengestellen beim Formatschleifen vcn Brillenglaslinsen mit einem axialbeweglich und um seine Achse schwenkbar gelagerten Taster, der einen in die Öffnungskontur des Brillengestells eingreifenden Fühler aufweist und einen elektrischen, aus einem ortsfest angeordneten Wandler und einem in diesen eintauchenden Anker bestehenden Signalgeber beaufschlagt, der den die Vorschubbewegung des Werkzeugs der verwendeten Schleifmaschine erzeugenden Motor steuert, dadurch gekennzeichnet, daß die Lagerung (33) des Tasters (15,20,21) als Kugelgelenk (32, 34) ausgebildet und der Fühler (15,20) im Schaft (21) des Tasters (S) axialbeweg'.ich geführt ist und daß der Anker (38) als eine am Taster (15, 20, 21) konzentrisch zu seiner Achse befestigte, topfförmig ausgebildete Scheibe gestaltet ist.

2. Elektromechanischer Tastkopf nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (40) in mehrere, in regelmäßigen Winkelabständen voneinander angeordnete Einzelwandler unterteilt ist.

3. Elektromechanischer Tastkopf nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Wandler (40) bzw. die Einzelwandler mittels einer Mikrometereinrichtung (43 bis 46) in bezug auf den Anker (38) einstellbar ist bzw. sind.