DE3724814A1 - Vorrichtung zum abtasten einer brillenglasoeffnung in einer brillenfassung - Google Patents
Vorrichtung zum abtasten einer brillenglasoeffnung in einer brillenfassungInfo
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Description
Die Erfindung bezieht sich allgemein auf eine Vorrichtung zum
Abtasten des Umrisses eines Gegenstands und betrifft
insbesondere eine Vorrichtung zum Abtasten des inneren Umfangs
einer Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung und zum
Erzeugen einer Anzahl von Koordinaten, die jeweils eine
zugeordnete Position längs des abgetasteten Weges darstellen
und gemeinsam die Größe und die Form der abgetasteten
Brillenglasöffnung in der Brillenfassung kennzeichnen.
Üblicherweise wird ein optischer Brillenglaspreßling mittels
einer dafür vorgesehenen Vorrichtung umrißkopiert oder
randgeschliffen, um ihn der Brillenglasöffnung in einer
Brillenfassung anzupassen. In einer solchen
Umrißkopiervorrichtung wird eine Schablone, welches im
wesentlichen eine Nachbildung der Größe und der Form der
Brillenglasöffnung in einer zugeordneten Brillenfassung ist,
üblicherweise als Führung zum Steuern der
Umrißkopiervorrichtung benutzt, so daß das umrißkopierte
Brillenglas richtig in die Öffnung in der Fassung paßt. Im
allgemeinen liefert ein Brillenfassungshersteller derartige
Schablonen für jeden der verschiedenen Brillenfassungstypen,
die er verkauft. Diese Schablonen werden üblicherweise
gekennzeichnet und häufig auf ein durch den Benutzer solcher
Schablonen unterhaltenes Lager genommen. In
Brillenglasumrißkopiergeschäften, in denen ein Lager von
Schablonen gehalten wird, wird eine Schablone, die einem
bestimmten Brillenfassungstyp zugeordnet ist, aus dem Lager
ausgewählt, wobei angenommen wird, daß eine solche Schablone
im Lager ist, und die Schablone wird in der
Umrißkopiervorrichtung benutzt, um ein optisches Brillenglas
umrißzukopieren und es so der Brillenglasöffnung in der
Brillenfassung bestimmten Typs anzupassen.
In den vergangenen Jahren haben es die Vermehrung der
Brillenfassungstypen und eine vergrößerte Anzahl von
Brillenfassungsherstellern für diejenigen, die mit einem
Lager von Schablonen arbeiten, unpraktisch gemacht, eine
Schablone für jeden der verschiedenen Brillenfassungstypen
zu bestellen und auf Lager zu halten, und zwar zum Teil wegen
des größeren Raumbedarfes, der zum Lagern der größeren Anzahl
unterschiedlicher Schablonen notwendig ist. Darüber hinaus ist
der Vorgang des Auswählens einer bestimmten Schablone aus dem
Lager schwieriger, unbequemer und zeitraubender geworden.
Häufig kann in einer großen Werkstätte eine bestimmte
Schablone in Gebrauch sein und daher für die Auswahl nicht
verfügbar sein.
Ein weiteres Problem, das mit dem Umrißkopieren oder
Randschleifen eines optischen Brillenglases auf die Größe und
Form der Brillenglasöffnung in einer bestimmten Fassung
gemäß einer der Fassung zugeordneten Schablone verbunden ist,
besteht darin, daß die Brillenglasöffnung in der
Brillenfassung, welche einem bestimmten Fassungstyp
zugeordnet ist, von Fassung zu Fassung nicht gleich zu sein
braucht. Gelegentlich kann ein optisches Brillenglas, das
mittels einer Schablone umrißkopiert worden ist, die eine
Nennbrillenglasöffnungsform hat und für einen bestimmten
Fassungstyp geliefert worden ist, nicht richtig in die
Brillenglasöffnung einer tatsächlichen Brillenfassung dieses
Typs passen.
Es wäre deshalb erwünscht, zum Überwinden der vorgenannten
Probleme, die mit der Verwendung einer Brillenglasschablone
zum Umrißkopieren von optischen Brillengläsern verbunden
sind, nicht irgendeine dieser Schablonen im voraus zu liefern,
also bevor sie benötigt werden, sondern vielmehr statt dessen
eine Schablone zu erzeugen, unmittelbar bevor der Umrißkopier-
oder Randschleifvorgang ausgeführt wird, indem der innere
Umfang der Brillenglasöffnung der tatsächlichen Brillenfassung
abgetastet wird, bei der die Schablone benutzt werden soll.
Eine Anzahl von Methoden und Vorrichtungen sind bereits
benutzt worden, um eine Schablone entweder direkt oder
indirekt anhand einer Brillenfassung oder durch Abtasten der
Brillenglasöffnung in der Brillenfassung herzustellen. Es ist
üblicherweise erforderlich, daß die Brillenglasöffnung richtig
zentriert ist, so daß der mechanische Mittelpunkt einer
Schablone, die der Größe und Form der zugeordneten
Brillenglasöffnung entspricht, mit dem "Kasten"-Mittelpunkt
der Brillenglasform zusammenfällt, wenn das sogenannte
Kastenmeßsystem benutzt wird, um eine Brillenglasöffnung, ein
Brillenglas oder eine Schablone zu bemessen (vgl. das Buch
von Clifford W. Brooks, ESSENTIALS FOR OPHTHALMIC LENS
WORK, 1983, The Professional Press, Inc. S. 224 und 225).
Der Kastenmittelpunkt ist definiert als der Mittelpunkt des
kleinsten Rechtecks, welches die Brillenglasform unter Verwendung
von horizontalen und vertikalen Linien umschließt. Die
Schablonengröße oder Abmessung A ist als der Abstand zwischen
den beiden vertikalen Seiten des Kastens definiert. Der
Abstand zwischen der Oberseite und der Unterseite des Kastens
ist die Vertikalabmessung oder Abmessung B der Schablone. Weil
ein sehr kleiner Fehler von einigen Zehntelmillimetern beim
Zentrieren einer Schablone zu einem nicht richtig passenden
Brillenglas führen kann, wird eine gitterartige
Maßstabseinteilung, die manchmal auf einen Schablonenrohling
gedruckt ist und aus gemessenen Abständen links, rechts,
oberhalb und unterhalb von einem Ursprung besteht, benutzt,
um das richtige Zentrieren der Brillenglasöffnung der
Brillenfassung zu unterstützen. Nachdem die Brillenfassung
zentriert ist, wird die Brillenöffnungsform abgetastet, und
der Schablonenrohling wird längs der markierten Umrißlinie
zugeschnitten. Jegliche Rauhigkeit in dem Schablonenrand
wird mit einer Feile oder einer Schleifscheibe geglättet. Bei
einer Schablone, die unter Verwendung des oben beschriebenen
Verfahrens hergestellt wird, kann nicht gewährleistet werden,
daß sie dieselbe Größe wie die Brillenglasöffnung in der
Brillenfassung hat, sofern nicht eine Kompensation für die
Dicke des Abtaststiftes, die Tiefe der Nut für die
Brillenglasumfangswulst (eyewire) und dgl. erfolgt.
Das vorstehend beschriebene Verfahren des Abtastens der
Brillenglasöffnung einer Brillenfassung zum Bestimmen der
Größe und der Form der Brillenglasöffnung erfordert einen
hohen Grad an Geschicklichkeit, ist zeitraubend, und die
sich aufgrund des Abtastens ergebende Schablone ist
möglicherweise fehlerbehaftet.
Die Erfindung beseitigt deshalb die vorgenannten Probleme und
Beschränkungen durch Schaffung einer Vorrichtung zum
Abtasten des inneren Umfangs der Brillenglasöffnung in einer
Brillenfassung, um für eine Anzahl von abgefühlten Positionen
längs des Abtastweges jeweils einen Satz von Koordinaten zu
erzeugen, die den Weg und gemeinsam abmessungsmäßig die Größe
und die Form der abgetasteten Brillenglasöffnung kennzeichnen.
Weiter schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum Abtasten des
äußeren Umfangs eines Brillenglases oder einer Schablone, um
für eine Anzahl von abgefühlten Positionen längs des
Abtastweges jeweils einen Satz von Koordinaten zu erzeugen,
die den Weg definieren und gemeinsam die Größe und die Form
des abgetasteten Brillenglases oder der abgetasteten
Schablone kennzeichnen.
Ferner wird gemäß der Erfindung in einem Speicher der Satz
von Koordinaten abgespeichert, der die Größe und die Form der
einer bestimmten Brillenfassung zugeordneten
Brillenglasöffnung kennzeichnet, um sie bei Bedarf
anschließend wiederfinden zu können.
Schließlich schafft die Erfindung eine Vorrichtung zum
Abtasten des inneren Umfangs einer Brillenglasöffnung in
einer Brillenfassung, wobei die Vorrichtung relativ billig
ist, einfach im Gebrauch ist, zuverlässig ist und in der
Lage ist, ein Abtastergebnis genau zu kopieren.
Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Abtasten
des inneren Umfangs einer Brillenglasöffnung in einer
Brillenfassung und zum Erzeugen einer Anzahl von Koordinaten,
von denen jede eine zugeordnete Position längs des
abgetasteten Weges darstellt. Die Vorrichtung enthält einen
Brillenfassungsträger oder eine Brillenfassungsbrücke zum
Festhalten der Brillenglasöffnung in der Brillenfassung in
einer Ebene, die zu einer Bezugsebene im wesentlichen
parallel ist. Eine Abtasteinrichtung, die einen Taster
aufweist, der durch eine Tasterhaltevorrichtung gehalten
wird und in der Nähe des Brillenfassungsträgers bewegbar ist,
ist zum Abtasten des inneren Umfangs der Brillenglasöffnung in
einer Brillenfassung, welche auf dem Träger angeordnet ist,
vorgesehen. Der Taster bewegt sich in einer Ebene, die zu der
Bezugsebene parallel ist, wenn er der als Führung dienenden
Nut für die Umfangsrandwulst des Brillenglases an dem inneren
Umfang der Brillenglasöffnung folgt. Eine Abfühleinrichtung,
die mit der Abtasteinrichtung verbunden ist, arbeitet mit der
Abtasteinrichtung zusammen und fühlt die Abtasteinrichtung in
einer Anzahl von Positionen längs des Abtastweges ab. Eine
Recheneinrichtung, die auf die Abfühleinrichtung anspricht,
bestimmt für eine Anzahl von Positionen längs des Abtastweges
jeweils eine Koordinate, die die zugeordnete Position
definiert, und ein Satz derartiger Koordinaten wird in
gegenseitigen Abstandsintervallen bestimmt, um die Größe
und die Form der abgetasteten Brillenglasöffnung
dimensionsmäßig zu kennzeichnen.
In einer bevorzugten Ausführungsform werden Drehgeber durch
Drehgeberarme angetrieben, welche mit einer
Tasterhalteeinrichtung verbunden und durch diese bewegt
werden, wenn die Brillenglasöffnung in der Brillenfassung
abgetastet wird. Ein Mikroprozessor berechnet die Koordinaten
für eine vorbestimmte Anzahl von abgefühlten Positionen längs
des Tasterhalteeinrichtungsweges und bestimmt die
Kastenabmessungen A und B, den Kasten- oder mechanischen
Mittelpunkt sowie die Radien in einer Anzahl von Positionen
auf dem Umfang der Brillenglasöffnung zusätzlich zu anderen
Abmessungsdaten, um die Größe und die Form der
Brillenglasöffnung zu kennzeichnen.
Ausführungsbeispiele der Erfindung werden im folgenden unter
Bezugnahme auf die Zeichnungen näher beschrieben. Es zeigt
Fig. 1 eine Teildraufsicht auf die
Brillenfassungsabtastvorrichtung nach
der Erfindung, welche strichpunktiert
eine Brillenfassung zeigt, die auf dem
Fassungsträger ruht und durch eine
Halteeinrichtung in ihrer Lage gehalten
wird, einen Taster und eine zugeordnete
Tasterhalteeinrichtung, eine Daten- und
Kommandoeingabetastatur zum Aktivieren
und Steuern der Vorrichtung sowie eine
alphanumerische Anzeigeeinrichtung,
Fig. 2 eine Vorderansicht der
Brillenfassungsabtastvorrichtung nach
Fig. 1,
Fig. 3 eine Draufsicht auf die
Brillenfassungsabtastvorrichtung nach
Fig. 1, welche die Geberarme zeigt, die
mit der Tasterhalteeinrichtung an einem
Ende drehbar verbunden und jeweils an
ihrem freien Ende mit einer
Drehgebereinrichtung verschiebbar
gekuppelt sind,
Fig. 4 eine Seitenschnittansicht der
Tasterhalteeinrichtung, welche einen
Endteil jedes Geberarms mit der
Einrichtung verbunden zeigt,
Fig. 5 teilweise weggeschnitten in einer
Seitenansicht einen der Geberarme, der
mit seiner zugeordneten
Drehgebereinrichtung verschiebbar
gekuppelt ist,
Fig. 6 eine schematische Ansicht der
Drehgebereinrichtung nach der Linie
6-6 in Fig. 5,
Fig. 7 eine Seitenansicht des Tasters, der beim
Abtasten der Brillenglasumfangswulstnut
am inneren Umfang einer
Brillenglasöffnung benutzt wird,
Fig. 8 eine Seitenansicht des Tasters, der beim
Abtasten des äußeren Umfangs eines
Brillenglases oder einer Schablone
benutzt wird,
Fig. 9 eine Seitenansicht einer
Brillenglashalteblockeinrichtung
zum Festhalten eines Brillenglases zur
Umfangsabtastung mit der Vorrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 10 eine Unteransicht der
Brillenglashalteblockeinrichtung nach
Fig. 9,
Fig. 11 eine Seitenansicht einer
Schablonenhalteblockeinrichtung
zum Festhalten einer Schablone zur
Umfangsabtastung mit der Vorrichtung
nach der Erfindung,
Fig. 12 eine Unteransicht der
Schablonenhalteblockeinrichtung
nach Fig. 11,
Fig. 13 eine Draufsicht auf eine weitere
Ausführungsform der
Brillenfassungsabtastvorrichtung nach
der Erfindung, in der ein
Digitalisiertablett mit einem Sensor in
der Tasterhalteeinrichtung
zusammenwirkt, um die Koordinate zu
bestimmen, welcher jeder abgefühlten
Position längs des Abtastweges
zugeordnet ist, und
Fig. 14 in einer teilweise weggeschnittenen
Seitenansicht die Tasterhalteeinrichtung,
welche in der Ausführungsform der
Brillenfassungsabtastvorrichtung nach
Fig. 13 benutzt wird.
In den Fig. 1 und 2 ist die Brillenfassungsabtastvorrichtung
nach der Erfindung dargestellt und mit 10 bezeichnet. Die
Abtastvorrichtung 10 hat ein Gehäuse 12, das einen unteren
Teil 14 und einen oberen Teil oder Deckel 16 aufweist, der
zur Befestigung an dem unteren Teil 14 vorgesehen ist. Das
Gehäuse 12 hat außerdem eine im wesentlichen ebene
Oberfläche 30, längs welcher eine Tasterhalteeinrichtung 32
in einer Ebene bewegt wird, die zu der Ebene der Oberfläche 30
im wesentlichen parallel ist.
Der Deckel 16 des Gehäuses 12 weist eine Tastatur 18 zum
Eingeben von Daten oder anderer Information in Form von
digital codierten elektrischen Signalen zum Aktivieren und
Steuern des Betriebes der Abtastvorrichtung 10 auf. Die
Tastatur 18 ist bekannt und ist vorzugsweise mit einer
Membran abgedeckt, um die elektrischen Kontakte, die den
einzelnen Tasten zugeordnet sind, vor Verunreinigung zu
schützen.
Der Deckel 16 ist in Fig. 1 teilweise weggeschnitten gezeigt,
um eine elektronische Schaltungsplatte 20 sichtbar zu machen,
auf der elektronische Komponenten wie die Steuer-, Rechen- und
andere Schaltungsanordnung der
Brillenfassungsabtastvorrichtung 10 angeordnet und miteinander
verbunden sind. Elektrische Steuersignale, welche z.B. Starten
des Abtastens, Initialisieren, Drucken, usw. repräsentieren,
werden über eine elektrische Mehrdrahtleitung 22 in die
Schaltungsplatte 20 eingegeben und von dieser abgegeben. Die
Leitung 22 ist mit den verschiedenen Unterbaugruppen
verbunden, aus denen die Brillenfassungsabtastvorrichtung 10
aufgebaut ist und die in der folgenden Beschreibung leicht
erkennbar sind.
Ein Steuergerät oder Mikroprozessor 24 ist auf der
Schaltungsplatte 20 angeordnet und enthält einen
Befehlsvorrat in Form eines Steuerprogramms. Das Steuergerät 24
arbeitet aufgrund von verschiedenen eingegebenen und
abgefühlten elektrischen Signalen und leitet gemäß dem
Befehlsvorrat den Betrieb der Brillenfassungsabtastvorrichtung
10.
Ein Optionswählschalter 26 ist auf der Schaltungsplatte 20
befestigt und mit dem Steuergerät 24 elektrisch verbunden. Der
Schalter 26 ist ein 8-Bit-Schalter mit Dual-in-Line- oder
Steckgehäuse und wird in eine unter mehreren Positionen
ausgewählte gewünschte Position gebracht, um so eine
entsprechende Kombination unter mehreren verschiedenen
Kombinationen von Ausgangsinformation auszuwählen, die der
Kennzeichnung der Größe und der Form einer abgetasteten
Brillenglasöffnung, eines abgetasteten Brillenglases oder einer
abgetasteten Schablone zugeordnet ist. Die vorbestimmten
Kombinationen können beispielsweise die Box- oder
Kastenabmessungen der Brillenglasöffnung in der Brillenfassung
umfassen, die als A- und B-Abmessungen bezeichnet werden, und
den Kastenmittelpunkt oder mechanischen Mittelpunkt des
Kastens und demgemäß der Brillenglasöffnung. Nachdem die
Kastenabmessungen und der mechanische Mittelpunkt bestimmt
worden sind, werden der längste oder effektive Durchmesser ED,
der durch den Brillenglasöffnungsmittelpunkt geht, und dessen
zugeordneter Winkel berechnet. Der effektive Durchmesser ED
wird benutzt, um eine Mindestbrillenglaspreßlingsgröße
auszuwählen, um zu gewährleisten, daß eine gewünschte Form
aus ihm geschnitten werden kann, d.h. ein Brillenglas weder
dicker als notwendig noch zu dünn an seinen Rändern für eine
bestimmte gewählte Brillenfassung geschliffen wird. Gemäß
einer Option, die durch die Betätigung des Schalters 26
gewählt wird, werden Radienlängen an einer vorbestimmten
Anzahl von gegenseitigen Abstand aufweisenden Stellen längs
des Abtastweges berechnet. Beispielsweise kann eine gewählte
Option bewirken, daß der Befehlsvorrat Radienlängen in 90°-
Intervallen berechnet und anzeigt, und eine weitere gewählte
Option kann bewirken, daß der Befehlsvorrat Radienlängen in
45°-lntervallen längs des abgetasteten Weges berechnet und
anzeigt. Kombinationen, die sich von den vorbestimmten
Kombinationen unterscheiden, können realisiert werden, indem
der Befehlsvorrat modifiziert wird. Es wird zwar eine
vorbestimmte Anzahl von Radien berechnet und angezeigt, der
Befehlsvorrat in der bevorzugten Ausführungsform kennzeichnet
jedoch eine bestimmte Abtastung durch Berechnen von 400
Radienlängen und von deren zugeordneten Winkeln.
Eine alphanumerische Anzeigeeinrichtung 28 ist auch auf dem
Deckel 16 befestigt und mit einer elektronischen
Schaltungsanordnung, welche auf der Schaltungsplatte 20
angeordnet ist, verbunden, welche die Anzeigeeinrichtung
auch elektrisch steuert. Die Anzeigeeinrichtung 28 dient als
Bedienerführung durch Anzeigen von Nachrichten und Befehlen
zum Ausführen der Abtastprozedur. Die Anzeigeeinrichtung 28
zeigt auch den Wert von Abmessungsdaten an, welche der
Kennzeichnung der Größe und der Form einer abgetasteten
Brillenglasöffnung, eines abgetasteten Brillenglases oder
einer abgetasteten Schablone zugeordnet sind. Die
Anzeigebetriebsart wird aktiviert, nachdem eine Abtastung
abgeschlossen ist, um die Abmessungsdaten anzuzeigen, indem
die ANZEIGE-Funktionstaste 17 auf der Tastatur 18 gedrückt
wird. Die Anzeigeeinrichtung 28 ist allgemein bekannt und dem
Fachmann geläufig.
Eine Brillenfassungstrageinrichtung oder -brücke, die mit 34
bezeichnet ist, weist eine Brückenfläche 36 auf, auf der eine
Brillenfassung, die in Fig. 1 strichpunktiert gezeigt und mit
38 bezeichnet ist, ruht und so ausgerichtet ist, daß der Teil
der Brillenfassung, welcher die Brillenglasöffnung 40
aufweist, sich freitragend über den Bereich der Oberfläche 30
erstreckt, durch den sich die Tasterhalteeinrichtung 32
bewegt. Die Brückenfläche 36 ist etwas profiliert, um sie
einer leichten Krümmung der Brillenfassung anzupassen, die die
Ebene der Brillenglasöffnung bildet. Die Brücke 34 ist um eine
Achse 42 schwenkbar, welche sich parallel zu der Oberfläche 30
und axial durch ein Ende 44 der Brücke erstreckt. Die Brücke
34 und eine Brillenglasfassung, welche auf der Brückenfläche
36 ruht, drehen sich in der Richtung eines Pfeils 46 zu der
Oberfläche 30 hin und von derselben weg, so daß die
Ausrichtung der Ebene der Brillenglasöffnung in der Nähe der
Tasterhalteeinrichtung 32 während der Abtastprozedur im
wesentlichen parallel zu der Ebene der Oberfläche 30 ist. Die
Drehung der Brücke 34 wird durch eine Einstell- oder
Justiervorrichtung 48 gesteuert, die eine Gewindewelle 50
aufweist, welche in ein Joch 52 geschraubt ist, einen
Einstellknopf 54, der an der Welle befestigt ist und, wenn er
gedreht wird, bewirkt, daß sich die Welle linear in Richtung
eines Pfeils 56 bewegt. Die Brücke 34 schwenkt um die Achse
42, wenn ein Ende 58 der Gewindewelle 50 mit einem Anschlag
60 der Brücke in Kontakt kommt und gegen diesen drückt. Die
Brücke 34 hat eine begrenzte Schwenkbewegung um eine
Winkelstrecke, die zu der Strecke proportional ist, um die
sich das Ende 58 der Welle 50 in der Richtung des Pfeils 56
bewegt.
Eine Brillenfassungshalteeinrichtung 62 ist auf einer
Plattform 82 drehbar befestigt, welche neben der Brücke 34
angeordnet ist und benutzt wird, um eine Brillenfassung in
einer Position oberhalb des Bewegungsbereiches der
Tasterhalteeinrichtung 32 während des Abtastprozesses zu
halten. Die Halteeinrichtung 62 weist einen Arm 64 auf, der
schwenkbeweglich in Richtung eines Pfeils 68 und um eine
Achse 66 ist, welche sich insgesamt rechtwinkelig zu der
Oberfläche 30 erstreckt. Der Arm 64 weist eine langgestreckte
Stange 70 auf, die an einem Ende in einem Befestigungsteil 72
und an ihrem entgegengesetzten, freien Ende 76 in einem Griff
74 angeordnet ist. Das Befestigungsteil 72 ist durch eine
Befestigungsvorrichtung in Form einer Bundschraube 80 drehbar
gehalten, welche durch eine Öffnung 78 in dem Befestigungsteil
72 hindurchgeht und in die Oberfläche 81 der Plattform 82
eingeschraubt ist. Die Befestigung kann auch ein
Bajonettverschluß oder irgendein anderer geeigneter bekannter
Verschluß sein.
Das Befestigungsteil 72 weist außerdem einen federbelasteten
Kolben 83 auf, der so angeordnet ist, daß er auf eine Anzahl
von Einschnitten 84 ausrichtbar und mit diesen in Eingriff
bringbar ist, welche längs der Oberfläche einer
viertelkreisförmigen Konsole 86 gebildet sind, die an der
Oberfläche 81 der Plattform 82 mittels Schrauben 85 befestigt
ist. Sofern der Arm 64 nicht bewegt wird, bewirkt der Eingriff
des Kolbens 83 und eines Einschnittes 84, daß der Arm in jeder
der Einschnittpositionen längs der Konsole 86 stationär
bleibt. Die Positionierung des Arms 64 an einer Stelle, welche
einem der Einschnitte entspricht, wird durch eine
Bedienungsperson so gewählt, daß der Arm in seiner besten
Ausrichtung längs der Konsole 86 ist, um eine Brillenfassung
während der Abtastprozedur festzuhalten. Die
Viertelkreiskonsole 86 weist auch einen Einschnitt 88 auf, der
benutzt wird, um den Arm 64 in einer Ruheposition zu halten.
Die Brillenfassungshalteeinrichtung 62 weist ein
Brillenfassungsanlageteil 90 auf, das sich koaxial längs der
Oberfläche der Stange 70 des Arms 64 verschiebt. Das
Anlageteil 90 ist mittels Daumendruck bis in Kontakt mit der
Brillenfassung verschiebbar. Eine Brillenfassung wird auf die
Brückenfläche 36 aufgebracht und über der Oberfläche 30 wie
oben erläutert ausgerichtet. Die Brillenfassung wird
zusätzlich an einer Vorderrandfläche 91 der Brücke 34 in
Anlage gebracht. Die Randflächen 92 bzw. 91 liegen in
derselben Ebene und dienen als Ausrichteinrichtung für eine
Brillenfassung, so daß die A-Achse der Brillenfassung richtig
in bezug auf die A-Achse eines Brillenglases oder einer
Schablone ausgerichtet ist, welche der Brillenglasöffnung in
der Brillenfassung zugeordnet ist. Wenn es sich bei der
Brillenfassung um einen Typ handelt, bei dem sich ein
vorstehendes Nasenteil oberhalb der Brillenfassung erstreckt,
wird die Brillenfassung um 180° gedreht, so daß der untere
Teil der Brillenfassung mit den Randflächen 92 und 91 in
Kontakt ist, um die richtige A-Achsenausrichtung zu
erzielen. Wenn das Anlageteil 90 die Brillenfassung 38
berührt, kippt es etwas seitwärts und verspannt sich selbst,
um die Brillenfassung an einer Bewegung zu hindern, ohne daß
Kraft auf die Brillenfassung durch zusätzlichen Daumendruck
ausgeübt wird, und das Anlageteil 90 selbst wird an einer
weiteren Bewegung auf der Oberfläche der Stange 70 gehindert.
Infolgedessen wird eine Brillenfassung in Position gehalten,
ohne daß die Brillenglasöffnung in der Brillenfassung verzogen
wird. Dieses Merkmal ist besonders wichtig, wenn
Brillenöffnungen in Metallbrillenfassungen abgetastet werden,
da eine Metallbrillenfassung durch Ausübung minimaler Kraft
leicht verzogen wird.
Es wird nun weiter auf die Fig. 1 und 2 und zusätzlich auf die
Fig. 3 und 4 Bezug genommen. Die Tasterhalteeinrichtung 32 ist
wie dargestellt drehbar um eine Längsachse 114 mit zwei
Geberarmen 96 bzw. 98 gekuppelt. Der Geberarm 96 ist an einem
Ende 100 in einem Stangenende 102 axial gelagert. Das
Stangenende 102 weist ein Kugellager 104 auf und ist am besten
in Fig. 4 zu erkennen. Ebenso weist der Geberarm 98 ein Ende
106 auf, das in einem Stangenende 108 axial gelagert ist. Das
Stangenende 108 weist ein Kugellager 110 auf und ist ebenfalls
in Fig. 4 am besten zu erkennen. Die Kugellager 104 und 110
sind in Deckung miteinander und mit einer zylindrischen Achse
112. Die Achse 112 ist zu der Achse 114 koaxial, welche sich
longitudinal längs des radialen Mittelpunktes der
Halteeinrichtung 32 erstreckt, und ist im wesentlichen
rechtwinkelig zu der unteren Fläche 116 der Halteeinrichtung
32. Der innere Laufring 118 des Kugellagers 104 und der innere
Laufring 120 des Kugellagers 110 sind mit der Achse 112 zur
Bewegung mit derselben und mit der Halteeinrichtung 32, wenn
diese sich längs der Oberfläche 30 bewegt, verbunden. Der
äußere Laufring 122 des Lagers 104 ist an dem Stangenende 102
zur Drehbewegung mit diesem und um die Achse 112 sowie die
Achse 114 fest angebracht. Der äußere Laufring 124 des Lagers
110 ist ebenso an dem Stangenende 108 zur Drehbewegung mit dem
Stangenende um die Achse 112 sowie die Achse 114 fest
angebracht. Die Kugellager 104, 110 und ihre zugeordneten
Stangenenden 102, 108 werden gewählt, um eine seitliche
Bewegung zwischen den Oberflächen des inneren und des äußeren
Laufringes des Lagers sowie zwischen den Oberflächen des
inneren Laufringes und der Achse 112 zu minimieren. Das
Vorhandensein einer seitlichen Bewegung in einem der Lager
oder zwischen der Kupplung der Achse 112 und eines
Stangenendes führt zu reduzierter Genauigkeit und zu
übermäßigen Toleranzen zwischen den Abmessungsdaten, welche
durch die Abtastvorrichtung 10 erzeugt werden, und den
tatsächlichen Abmessungen einer abgetasteten
Brillenglasöffnung.
Die Tasterhalteeinrichtung 32 weist einen Taststift oder
Taster 126 auf, der am besten in Fig. 7 zu erkennen ist und
einen axial langgestreckten, zylindrischen unteren Teil 128
hat. Der Außendurchmesser des unteren Teils 128 ist im
wesentlichen gleich dem Innendurchmesser von Kugellaufbuchsen
111, 113, welche koaxial zu der Achse 112 angeordnet sind. Der
Taster 126 ist in der Achse 112 und den Kugellaufbuchsen 111,
113 koaxial beweglich in der Richtung eines Pfeils 130
angeordnet, um eine kontinuierliche Justierung der vertikalen
Höhe des Tasters 126 zum Kompensieren von Differenzen in dem
Relativabstand zwischen der Brillenglasumfangswulstnut eines
Typs von Brillenfassung, der auf der Brücke 34 und der
Oberfläche 30 positioniert ist, und der
Brillenglasumfangswulstnut einer Brillenfassung anderen Typs
zu kompensieren, die auf der Brücke 34 und der Oberfläche 30
positioniert ist. Eine solche Vertikalbewegung kann
beispielsweise auch auftreten, wenn der Relativabstand
zwischen der Brillenfassungsumfangswulstnut, welche dem
Brillenfassungstyp zugeordnet ist, und der Oberfläche 30 sich
in verschiedenen Meßpunkten längs des Innenumfangs der
Brillenglasöffnung verändert. Ein Futter 115 umschließt eine
Nut 117, welche in dem oberen Teil des unteren Teils 128
vorgesehen ist und benutzt wird, den Taster 126 in Richtung
des Pfeils 130 anzuheben.
Das obere Ende 131 des Tasters 126 weist einen in
Umfangsrichtung nach außen V-förmigen Teil 132 auf, der einen
Scheitel 134 hat, welcher für den komplementären Eingriff in
die Brillenglasumfangswulstnut einer Brillenglasöffnung
ausgebildet ist. Vorzugsweise hat der Scheitel 134 einen
Winkel 136 zwischen dem maximalen Winkel einer
Brillenglasumfangswulstnut gemäß der Festlegung in den ANSI-
Normen und dem maximalen Winkel der Fase an einem Brillenglas.
Der maximale Nutwinkel wird auf 110° eingestellt, und der
maximale Fasenwinkel wird auf 130° eingestellt. Infolgedessen
liegt der Tasterwinkel 136 zwischen den beiden Maximalwinkeln
und beträgt vorzugsweise 120°.
Gemäß den Fig. 3 und 4 weist die
Brillenfassungsabtastvorrichtung 10 eine Luftpumpe oder eine
andere geeignete Luftkomprimiereinrichtung 138 auf, die über
eine Leitung 142 mit einer Öffnung 140 verbunden ist, welche
sich durch den Körper der Halteeinrichtungsbewegungsfläche 30
erstreckt, um Luft dem Bereich zwischen der unteren Fläche 116
der Tasterhalteeinrichtung 32 und der Oberfläche 30
zuzuführen, wodurch der Luftdruck, welcher zwischen den
Flächen 116 und 30 gebildet wird, bestrebt ist, die
Tasterhalteeinrichtung 32 anzuheben. Der Anhebevorgang, der
durch den Luftdruck hervorgerufen wird, erleichtert die
Bewegung der Tasterhalteeinrichtung 32 durch eine
Bedienungsperson, wenn die Tasterhalteeinrichtung auf ihrem
Abtastweg bewegt wird, um den inneren Umfang der
Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung abzutasten. Der
Durchmesser der Basis der Tasterhalteeinrichtung 32 ist
ausreichend groß, so daß die Basis die Öffnung 140 in jedem
der verschiedenen Punkte auf der Oberfläche 30, über die sich
die Tasterhalteeinrichtung 32 bewegt, bedeckt.
Der Geberarm 96 hat eine variable Länge und weist eine axial
langgestreckte Stange auf, deren freies Ende 144 durch eine
Drehgebereinrichtung 146 gehalten ist. Der Arm 96 ist in einer
durch einen Pfeil 148 angegebenen Richtung hin- und her
bewegbar, wenn sich die Länge des Arms ändert, wenn die
Tasterhalteeinrichtung 32 über die Oberfläche 30 bewegt wird.
Das Ende 144 des Arms 96 legt einen gekrümmten Weg zurück,
der durch einen Pfeil 150 angegeben ist, wenn sich die
Drehgebereinrichtung 146 um eine Achse 152 dreht. Die Achse
152 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinkelig zu einer
Ebene, die zu der Ebene der Oberfläche 30 parallel ist, und
quer zur einer Achse 154, welche sich axial in Längsrichtung
durch den Mittelpunkt des Arms 96 erstreckt.
Der Geberarm 98 hat im wesentlichen den gleichen Aufbau wie
der Geberarm 96. Der Geberarm 98 hat eine variable Länge und
weist eine axial langgestreckte Stange auf, deren freies Ende
156 durch eine Drehgebereinrichtung 158 gehalten ist. Der
Geberarm 98 ist in einer durch einen Pfeil 160 angegebenen
Richtung hin- und her bewegbar, wenn sich die Länge des Arms
ändert, wenn die Tasterhalteeinrichtung 32 über die Oberfläche
30 bewegt wird. Das Ende 156 des Geberarms 98 bewegt sich auf
einem gekrümmten Weg, der durch einen Pfeil 162 angegeben ist,
wenn die Drehgebereinrichtung 158 sich um eine Achse 164 dreht.
Die Achse 164 erstreckt sich im wesentlichen rechtwinkelig zu
einer Ebene, die zu der Ebene der Oberfläche 30 parallel ist,
und quer zu einer Achse 166, welche sich axial in
Längsrichtung durch die Mitte des Arms 98 erstreckt.
Die Drehgebereinrichtungen 146 und 158 sind auf einer
Befestigungsplatte 168 in einem gegenseitigen Abstand C
befestigt. Die Befestigungsplatte 168 ist an dem Basisteil 14
des Gehäuses 12 befestigt. Der Abstand C zwischen den
Drehachsen 152, 164, welche den Gebereinrichtungen 146 bzw.
158 zugeordnet sind, bildet eine Seite eines Dreiecks. Die
Daten, die die Strecke C darstellen und ihr entsprechen,
werden durch den Mikroprozessorbefehlsvorrat in Verbindung
mit Daten benutzt, welche die Änderung der Länge der Arme 96
und 98 darstellen und dieser Änderung entsprechen, die durch
die Gebereinrichtungen 146 und 158 abgefühlt wird, was im
folgenden näher erläutert ist.
In Fig. 3 ist die Länge des Geberarms 96 mit dem Buchstaben A
bezeichnet und stellt die Strecke von der Drehachse 152 der
Drehgebereinrichtung 146 bis zu der vertikalen Achse 114 der
Tasterhalteeinrichtung 32 dar. Die Länge des Geberarms 98 ist
mit dem Buchstaben B bezeichnet und stellt die Strecke
zwischen der Drehachse 164 der Drehgebereinrichtung 158 und
der Längsachse 114 der Tasterhalteeinrichtung 32 dar. Die
Längsachse 114 der Tasterhalteeinrichtung 32 geht quer durch
den Schnittpunkt der Achsen 154 und 166 der Arme 96 und 98.
Wie im folgenden erläutert wird eine X, Y-Koordinate, welche
dem Schnittpunkt der Achse 114 der Tasterhalteeinrichtung 32
mit einem Datenpunkt in einem Datenraum längs der Oberfläche
30 entspricht, berechnet, indem trigonometrische Beziehungen
und die arithmetischen Werte der Längen A, B und C benutzt
werden.
In den Fig. 3, 5 und 6 sind die Drehgebereinrichtung 158 und
ihr zugeordneter Geberarm 98 ausführlicher gezeigt. Die
Drehgebereinrichtung 146 und der Geberarm 96 haben gleiche
Elemente und arbeiten auf dieselbe Weise wie die
Drehgebereinrichtung 158 und der Geberarm 98. Infolgedessen
werden der Kürze halber im folgenden der Geberarm 98 und seine
zugeordnete Drehgebereinrichtung 158 näher beschrieben, und
diese Beschreibung gilt auch für den Geberarm 96 und seine
zugeordnete Drehgebereinrichtung 146.
Ein Zahnstangentrieb 169 ist in Längsrichtung längs des Arms
98 und mit Abstand von diesem an dessen freiem Ende 156
befestigt. Die Zähne 170 des Zahnstangentriebs 169 sind für
einen Antriebseingriff mit Zähnen eines Ritzels 172
vorgesehen. Das Ritzel 172 ist mit einem Ende einer Welle 176
verbunden, und das andere Ende der Welle ist mit einem
Drehgeber 174 verbunden. Der Drehgeber 174 ist an einem
Gehäuse 178 befestigt, und das Gehäuse 178 ist mit der
Befestigungsplatte 168 durch eine Achse 180 verbunden. Die
Welle 180 ist mit einem Ende 181 in einer
Befestigungseinrichtung 182 drehbar befestigt und mit ihrem
anderen Ende 184 in dem unteren Teil des Gehäuses 178
gelagert. Die Drehgebereinrichtung 158 dreht sich um die
Schwenkachse 164, welche sich axial durch die Mitte der Achse
180 erstreckt und die Achse 166 des Arms 98 rechtwinkelig
schneidet. Die Schwenkachse 164 geht im wesentlichen durch
den Eingriffsschnittpunkt der Zähne 170 des Zahnstangentriebs
169 und der Zähne des Ritzels 172 hindurch, so daß die Drehung
der Drehgeberwelle für eine gegebene lineare Bewegung des
Geberarms 98 in allen Drehstellungen um die Schwenkachse 164
dieselbe ist.
Der Zahnstangentrieb 169 ist mit dem Ende 156 des Arms 98
durch Endkupplungsteile 186 und 188 verbunden. Die
Endkupplungsteile 186, 188 haben eine Öffnung, durch die der
Arm hindurchgeführt ist, und sind mit einem geteilten
Abschnitt versehen, so daß eine Schraube oder eine andere
Vorrichtung benutzt werden kann, um den geteilten Abschnitt
zusammenzuziehen, um die Oberfläche des Arms zu erfassen und
festzuhalten. Die Kupplungsteile 186 und 188 sind lösbar, um
das Ausrichten des Zahnstangentriebs 169 auf das Ritzel 172
und die Drehgebereinrichtung 158 zu erleichtern. In der
dargestellten Ausführungsform weist das Kupplungsteil 186
eine Schraube 190 zum Festspannen und Lockern des
Kupplungsteils an dem Arm 98 auf, und das Kupplungsteil
188 weist eine Schraube 192 zum Festspannen und Lockern
dieses Kupplungsteils an dem Arm 98 auf.
Die Drehgebereinrichtung 158 weist außerdem eine
Vorspanneinrichtung 194 auf, welche die Zähne 170 der
Zahnstange 169 in Eingriff mit den Zähnen des Ritzels 172
drückt. Die Vorspanneinrichtung 194 weist ein Andrückglied
196 auf, welches an dem Drehgebergehäuse 178 durch einen
Bolzen 198 drehbar befestigt ist, welcher durch eine
Öffnung an einem Ende des Andrückgliedes 196 und durch eine
Öffnung in dem Gehäuse 178, welche mit der Andrückgliedöffnung
in Deckung ist, hindurchgeführt ist. Der Bolzen 198 wird an
dem Gehäuse durch eine Mutter 200 gehalten. Eine Vorspannfeder
202 ist zwischen einer Fläche des Andrückgliedes 196 und einer
vertikalen Innenwandfläche des Gehäuses 178 angeordnet und
drückt das andere Glied 196 in Richtung eines Pfeils 204 gegen
die hintere Fläche 206 des Zahnstangentriebs 169. Die
Vorspanneinrichtung 194 gewährleistet, daß die Zähne 170 des
Zahnstangentriebs 169 in festem Eingriff mit den Zähnen des Ritzels
172 sind, um Spiel zwischen den Zähnen des Zahnstangentriebs und
des Ritzels im wesentlichen zu eliminieren, wenn der Arm 98 den
Zahnstangentrieb bewegt. Infolgedessen eliminiert der
formschlüssige Eingriff zwischen den Zahnstangenzähnen 170
und dem Ritzel 172 das Auftreten eines Drehfehlers, der
normalerweise auf den Drehgeber 174 übertragen würde, wenn
der Arm 98 durch die Tasterhalteeinrichtung 32 beim Abtasten
der Brillenglasöffnung bewegt wird.
Die Drehgebereinrichtung 146, welche dem Geberarm 96
zugeordnet ist, arbeitet ähnlich wie die Drehgebereinrichtung
158. Die Drehgebereinrichtung 146 weist einen Drehgeber 208
auf, eine Welle und ein Ritzel 210, das zum Antreiben des
Drehgebers mit der Welle verbunden ist. Der Arm 96 weist
einen Zahnstangentrieb 212 auf, der mit dem Arm 96 verbunden
ist, und der Zahnstangentrieb weist eine Reihe von Zähnen 214
auf, welche mit den Zähnen des Ritzels 210 in Eingriff sind,
um den Drehgeber 208 zu drehen, wenn sich der Arm 96 bewegt.
Eine Vorspanneinrichtung 216 weist ein Andrückglied 218 und
eine Vorspannfeder 220 auf, welche das Andrückglied 218
gegen die hintere Fläche 222 der Zahnstange 212 drückt, um
die Zahnstangenzähne 214 in Kontakt mit den Zähnen des
Ritzels 210 zu halten. Der formschlüssige Eingriff zwischen
den Zahnstangenzähnen und dem Ritzel eliminiert im
wesentlichen jedes Spiel zwischen den Zahnstangenzähnen und
verhindert das Auftreten eines Drehfehlers an dem Drehgeber
208, wenn der Arm 96 während des Abtastvorganges bewegt wird.
Die Drehgeber 174 und 208 sind elektrisch mit einer
elektronischen Schaltungsanordnung verbunden, welche auf der
Schaltungsplatte 20 (in Fig. 1 gezeigt) angeordnet ist und
die durch die Drehgeber erzeugten elektrischen Signale
abfühlt. Der Drehgeber, der bei der Erfindung benutzt wird,
kann irgendeiner von mehreren unterschiedlichen Typen sein,
und solche Drehgeber sowie deren Betriebskennlinien sind
allgemein bekannt. Vorzugsweise ist der Drehgeber ein
optisch-inkrementeller, richtungsempfindlicher Drehgeber,
der Impulse mit gleichmäßigem Abstand erzeugt, wenn die
Drehgeberwelle gedreht wird.
Die elektrischen Ausgangssignale des Drehgebers werden an
eine Zählschaltung angelegt, die auf der Schaltungsplatte 20
angeordnet ist und die Anzahl der Impulse zählt, welche durch
den Drehgeber erzeugt werden, wenn sich die Drehgeberwelle
von einer Startposition bis zu einer Endposition bewegt. Die
Anzahl der Impulse, die gezählt werden, entspricht der
linearen Bewegung des Drehgeberarms, der dem Drehgeber
zugeordnet ist. Da die relative Änderung in der
Wellendrehposition durch die Anzahl der Impulse bestimmt
wird, welche durch den Drehgeber ab einer Startposition bis
zu einer Endposition erzeugt werden, ist die Start- oder
Nullposition der Welle nicht festgelegt. Infolgedessen kann
die Drehgeberwelle am Anfang in irgendeiner Drehposition
sein, und von dieser Position aus wird die relative
inkrementelle lineare Strecke, die der zugeordnete
Drehgeberarm zurückgelegt hat, bestimmt, indem die Anzahl der
Impulse, welche durch den Drehgeber zwischen einer Start- und
einer Endposition erzeugt worden sind, in lineare Meßeinheiten
umgewandelt werden. Beispielsweise kann ein Zählwert von zehn
Impulsen einer linearen Bewegung von einem Millimeter
äquivalent sein.
Bei der hier beschriebenen Ausführungsform ist der
Mikroprozessor 24 mit jedem Zähler verbunden, der seinem
Drehgeber zugeordnet ist, und liest die Anzahl der Impulse,
welche durch den Zähler während eines Abtastintervalls
gezählt werden, wenn Impulse durch den Drehgeber
erzeugt werden. Der Mikroprozessor 24 berechnet in
Übereinstimmung mit dem Befehlsvorrat und der bekannten
Beziehung zwischen der Anzahl von Impulsen, welche durch die
Drehgeberwellendrehung erzeugt worden sind und einer
bestimmten Strecke entsprechen, die durch den Drehgeberarm
zurückgelegt worden ist, die inkrementelle lineare Strecke,
um die sich der Drehgeberarm während jedes Abtastintervalls
bewegt hat. Die berechnete inkrementelle Strecke wird durch
den Mikroprozessor 24 auf unten näher erläuterte Weise
benutzt, um die rechtwinkelige X, Y-Koordinate für jeden
Datenpunkt in einem Datenraum zu bestimmen, in dem der
Datenpunkt die Lage des Tasters 126 an jeder abgetasteten
Stelle längs des Abtastweges der Einrichtung 32 definiert,
wenn der Taster 126 den inneren Umfang einer
Brillenglasöffnung abtastet.
Die rechtwinkelige X, Y-Koordinateninformation, welche der
Position des Tasters 126 an jeder abgetasteten Stelle auf
seinem Abtastweg entspricht, wird durch die Abtastvorrichtung
folgendermaßen erzeugt. Gemäß den Fig. 1 bis 3 weist der
vordere Rand 92 der Plattform 82 eine V-förmige, vertikale
Bezugsnut 94 auf. Die Lage der Nut 94 wird relativ zu den
Drehachsen 152 und 164, welche den Armen 96 bzw. 98
zugeordnet sind, justiert, und die Lage der Nut wird im
Herstellungszeitpunkt festgelegt. Die Justierung beinhaltet
das Positionieren des Scheitels 134 des Tasters 126, welche
durch die Tasterhalteeinrichtung 32 in der Nut 94 gehalten
wird, und das Justieren der Position des vorderen Randes
92 und demgemäß der Nut 94, so daß die Längen A und B,
welche den Armen 96 bzw. 98 zugeordnet sind, einander
gleich sind. In Wirklichkeit haben die Längen A und B eine
bekannte, vorbestimmte Größe, wenn die Vorrichtung gemäß
einer Fertigungsentwurfsspezifikation aufgebaut ist. Die
Länge C zwischen den Drehpunkten 152 und 164 ist fest und
ebenfalls gleich einer bekannten vorbestimmten Länge. Die
Längen A, B und C repräsentieren die Längen der drei Seiten
eines Dreiecks, und, wenn das Dreieck in einen kartesischen
Koordinatendatenraum übertragen wird, d.h. einem
rechtwinkeligen Koordinatendatenraum überlagert wird, wobei
sich der Scheitel des Winkels, den die Seiten A und C
bilden, im Ursprung befindet, kann die rechtwinkelige X, Y-
Koordinate in dem Schnittpunkt der Seiten A und B relativ
zu dem Ursprung des X, Y-Koordinatendatenraums in jedem Punkt
in dem Datenraum bestimmt werden, indem bekannte
trigonometrische Beziehungen benutzt werden. Es wird zwar
eine Bezugsnut 94 als Eichposition in der dargestellten
Ausführungsform benutzt, dasselbe Ergebnis wird jedoch
erzielt, indem die Tasterhalteeinrichtung 32 in Richtung weg
von der Brücke 34 ausgedehnt wird, so daß die Längen von A
und B, welche den Armen 96 bzw. 98 zugeordnet sind, einander
gleich sind, und indem diese Position als Eichposition
benutzt wird.
Als Beispiel werde hier angenommen, daß die Drehachse 152
der Ursprung des rechtwinkeligen X, Y-Koordinatendatenraums
ist und daß sich die X-Achse längs der Linie erstreckt, welche
durch die Drehachsen 152 und 164 gebildet wird, und daß weiter
die Länge C auf der X-Achse liegt. Weiter werde angenommen,
daß sich die Y-Achse rechtwinkelig zu der X-Achse erstreckt
und durch die Drehpunktachse 152 hindurchgeht und dadurch
die Drehachse 152 zu dem Ursprung des Datenraums macht, d.h.
X(0), Y(0). Mit den vorstehenden Annahmen kann die Lage der
Tasterhalteeinrichtung 32 und demgemäß des Tasters 126 als
eine rechtwinkelige X, Y-Koordinate in jedem Punkt des
Datenraums unter Verwendung folgender Formeln ausgedrückt
werden:
Y = A²-X²
wobei A die Länge des Arms 96, B die Länge des Arms 98, und
C der Abstand zwischen den Drehachsen 152 und 164 ist.
Die Brillenfassungsabtastvorrichtung 10 ist so ausgebildet,
daß sie die Information in rechtwinkeligen X, Y-Koordinaten,
welche die Position des Tasters 126 längs der Bewegungsfläche
repräsentiert, folgendermaßen erzeugt. Die
Tasterhalteeinrichtung 32 wird bewegt, um den Scheitel 134
des Tasters 126 in der Bezugsnut 94 zu positionieren,
nachdem der Vorrichtung 10 Strom zugeführt worden ist. Die
Impulszähler, welche den Drehgebern 174 und 208 zugeordnet
sind, werden initialisiert oder auf null gesetzt, und weil
die Längen A und B bekannt sind, wenn der Taster 126 in der
Nut 94 angeordnet ist, ist die entsprechende X, Y-Koordinate
bekannt. Die Vorrichtung 10 ist geeicht, wenn sich der
Tasterscheitel 134 in der Nut 94 befindet und eine
INITIALISIEREN-Funktionstaste 19 auf der Tastatur 18
betätigt wird. Der Taster 126 wird dann zu dem inneren Umfang
der Brillenglasöffnung bewegt, und der Scheitel 134 wird in
der für die Brillenglasumfangsrandwulst vorgesehenen Nut der
Brillenfassung positioniert, die auf der Brücke 34
festgehalten ist, um den Abtastprozeß zu starten.
Der Abtastprozeß wird eingeleitet durch Betätigen einer
START-Funktionstaste 21 auf der Tastatur 18. Der Mikroprozessor
24 führt den Start einer Abtastung ab und fragt die Inhalte
der Abtastzähler ab, welche den Drehgebern 174 und 208
zugeordnet sind, um festzustellen, ob es eine Änderung in den
Längen A und B gegeben hat, d.h. ob sich der Impulszählwert
der Zähler aufgrund der Drehung der entsprechenden
Drehgeberwelle geändert hat, und, wenn dem so ist, seit der
letzten Abfrage über einen Schwellenzählwert angestiegen ist.
Wenn der Schwellenzählwert überschritten wird, liest der
Mikroprozessor die Zähler ab und speichert den Impulszählwert,
welcher dem abgefühlten Datenpunkt zugeordnet ist. Die
Mikroprozessorbefehlsvorratzykluszeit ist ausreichend schnell,
um inkrementelle Bewegungen des Tasters 126 zu erkennen, und
bewirkt, daß eine Ablesung bei jedem gewünschten Datenpunkt
in dem Datenraum längs der Bewegungsbahn ungeachtet der
Geschwindigkeit aufgezeichnet wird, mit der der Taster an dem
Innenumfang der Brillenglasöffnung entlangbewegt wird. Die
Länge von A und B wird in jedem Datenpunkt bestimmt, indem die
inkrementelle Längenänderung zu der letzten bekannten Länge
algebraisch addiert wird.
Die Daten, welche die inkrementelle Änderung in den Längen A
und B repräsentieren, werden in im wesentlichen gleichen
Abständen längs der Bewegungsbahn und vorzugsweise in
1°-Intervallen um den inneren Umfang der Brillenglasöffnung
gesammelt. Bei Beendigung einer Abtastung berechnet der
Mikroprozessor gemäß dem Befehlsvorrat, welcher die obigen
Formeln enthält, die entsprechenden Koordinaten für jeden
Datenpunkt, der längs der Bewegungsbahn abgefühlt wird. Die
Information, welche die Koordinaten darstellt, die die Größe
und die Form der abgetasteten Brillenglasöffnung festlegen,
wird in ein digital codiertes Signal umgewandelt und in einer
Speichervorrichtung wie z.B. einem RAM usw. für den späteren
Gebrauch und die spätere Verarbeitung durch die
Brillenfassungsabtastvorrichtung 10 abgespeichert. Die
Digitalsignalinformation kann durch andere Hilfsausrüstung
benutzt werden, z.B. eine Randumrißkopier- und
-schleifvorrichtung, oder zu einem entfernten
Datenbasiscomputer zum späteren Gebrauch oder zur späteren
Verarbeitung usw. oder zu einem Brillenglasschablonengenerator
übertragen werden, wie er beispielsweise in einer noch
weiteren gleichzeitig eingereichten deutschen Patentanmeldung
der Anmelderin beschrieben ist, welche ein Verfahren und eine
Vorrichtung zum Herstellen einer Schablone für eine
Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung betrifft und für
welche die Priorität der US-Anmeldung, Serial No. 8 96 616,
vom 14. August 1986 in Anspruch genommen worden ist.
Eine JOB-Funktionstaste 35, die auf der Tastatur 18 angeordnet
ist, wird benutzt, um eine besondere Identifizierungszahl einer
Gruppe von Abmessungsdaten für eine bestimmte Abtastung
zuzuordnen, um den späteren Zugriff und das Wiederauffinden
in dem Speicher der Abtastvorrichtung zu gestatten. Die
Jobnummer wird vor dem Ende einer Abtastung durch Betätigen
der JOB-Funktionstaste 35 und durch Eingeben einer
gewünschten Jobnummer über die numerischen Tasten der
Tastatur 18 eingegeben.
Bei der Erfindung gibt es für das Anzeigen des Endes einer
Abtastung mehrere Möglichkeiten, die im folgenden angegeben
sind. In einem Fall erkennt der Mikroprozessor 24, daß der
Taster 126 eine vollständige Abtastung um eine
Brillenglasöffnung herum ausgeführt hat, indem er feststellt,
daß eine übergroße Zahl von Datenpunktablesungen ermittelt
und aufgezeichnet worden ist. Auf das Erfassen einer
übergroßen Anzahl von abgefühlten Punkten hin begrenzt der
Mikroprozessor 24 die Anzahl auf eine vorbestimmte Anzahl
von Datenpunkten. Die Anzahl von abgefühlten Datenpunkten,
welche pro Abtastung notwendig ist, um eine
Brillenglasöffnung bestimmter Größe genau zu beschreiben, ist
in einer Tabelle in dem Befehlsvorrat vorbestimmt und
gespeichert. In einem anderen Fall kann das Ende einer
Abtastung manuell zu irgendeiner Zeit durch Betätigung
irgendeiner Taste auf der Tastatur 18 signalisiert werden.
Ein weiteres Merkmal der Brillenfassungsabtastvorrichtung
10 nach der Erfindung gestattet, den Abstand zwischen den
Brillenglasöffnungen einer Brillenfassung leicht zu
bestimmen. Die Brillenfassung wird auf der Brücke 34 auf
oben beschriebene Weise ausgerichtet und festgehalten
und weiter so positioniert, daß die Nasenbrücke der
Brillenfassung über dem Nahbereich des Tasters 126 und
der Tasterhalteeinrichtung 32 ist. Es wird angenommen, daß
die Vorrichtungs- und Tasterstartposition auf oben
beschriebene Weise geeicht wird. Die DBL (Abstand zwischen
den Brillengläsern oder distance between lens)-Funktionstaste
23, die auf der Tastatur 18 angeordnet ist, wird betätigt,
und der innere Umfang der Brillenglasöffnungen auf der Nasal
seite oder auf beiden Seiten der Nasenbrücke der
Brillenfassung wird abgetastet. Der Mikroprozessor 24
fühlt auf oben beschriebene Weise den Impulszählwert der
Zähler ab, welche den Drehgebern 174 und 208 zugeordnet
sind, und berechnet gemäß dem Befehlsvorrat den Abstand
zwischen den Brillenglasöffnungen und zeigt den
berechneten Abstand auf der Anzeigeeinrichtung 28 an.
Die Abtastvorrichtung 10 kann mit einem Drucker verbunden
werden, der auf einem Aufnahmemedium wie beispielsweise
Papier die Abmessungsdaten gemäß der gewählten Option
ausdruckt, welche die Größe und die Form der
Brillenglasöffnung, den Abstand zwischen den
Brillenglasöffnungen und andere Daten kennzeichnen. Ein
Drucker, der mit der Vorrichtung 10 verbunden ist, wird
durch Betätigen der DRUCK-Funktionstaste 25 auf der Tastatur
18 in Betrieb gesetzt. Die Abmessungsdaten können auch zu
einem Schablonengenerator gesendet werden, der mit der
Abtastvorrichtung 10 verbunden ist, indem die
SENDEN-Funktionstaste 27 auf der Tastatur 18 betätigt wird.
Die Daten werden in der als Beispiel dargestellten
Ausführungsform gesendet, indem das herkömmliche, bekannte
RS-232-Datenformat benutzt wird.
Die Betätigung der AUGE-Funktionstaste 29 auf der Tastatur
18 gestattet einer Bedienungsperson der Abtastvorrichtung
10, entweder die rechte oder die linke Brillenglasöffnung
einer Brillenfassung abzutasten und das Spiegelbild der
abgetasteten Öffnung zu erzeugen, d.h. eine rechte Öffnung
wird als eine linke Öffnung und eine linke Öffnung als eine
rechte Öffnung gekennzeichnet.
Die Abtastvorrichtung 10 kann auch benutzt werden, um die
Größe und die Form eines Brillenglases oder einer Schablone
auf ähnliche Weise wie eine Brillenglasöffnung einer
Brillenfassung zu kennzeichnen. Zu diesem Zweck wird auf
die Fig. 8-12 Bezug genommen. Ein Taster zum Abtasten des
äußeren Umfangs eines Brillenglases oder einer Schablone
ist in Fig. 8 gezeigt und mit 250 bezeichnet. Der Taster
oder Taststift 250 gleicht dem Taststift 126 zum Abtasten
der Nut für die Umfangsrandwulst eines Brillenglases, mit
Ausnahme hinsichtlich der oberen Abtastposition. Der Taster
250 weist einen axial langgestreckten zylindrischen
Abtastteil 252 auf, mit dem der Oberfläche des äußeren
Umfangs eines Brillenglases oder einer Schablone gefolgt
wird. Der Taster 250 hat einen langgestreckten unteren Teil
253 ähnlich dem unteren Teil 128 des Taster 126, und der
untere Teil 253 bewegt sich ebenfalls in Längsrichtung in
den Kugellagern 111, 113 der Tasterhalteeinrichtung 32. Der
Taster 250 hat eine wahlweise vorhandene Nut 251 zum
Aufnehmen einer Klammer ähnlich der Klammer 115, die bei dem
in Fig. 4 gezeigten Taster 126 benutzt wird.
Eine Brillenglasbefestigungsblockbaugruppe, die mit 254
bezeichnet ist, ist in den Fig. 9 und 10 gezeigt und wird
benutzt, um ein abzutastendes Brillenglas freitragend über
dem Bewegungsbereich der Tasterhalteeinrichtung 32 der
Abtastvorrichtung 10 nach Fig. 1 zu halten. Die Baugruppe
254 weist Paßstifte 256 und 258 und ein Befestigungselement
260 auf, das von der Unterseite 262 der Baugruppe vorsteht.
Die Paßstifte 256 und 258 und das Befestigungselement 260
sind für komplementären Eingriff in Paßöffnungen 264, 266
und einem Befestigungselementaufnehmer 268, der längs der
Oberfläche 81 der Plattform 82 angeordnet ist, positioniert.
Das Befestigungselement 260 und der Aufnehmer 268 sind
vorzugsweise schnell lösbar, um eine leichte und schnelle
Befestigung der Baugruppe 254 an und von der Plattform 82
zu gestatten. Die Baugruppe weist einen Arm 270 zum Halten
eines Brillenglasbefestigungsblockes 272 auf.
Ein abzutastendes Brillenglas wird an dem Block 272 mittels
eines doppelseitigen Klebepolsters 274 befestigt, das
bekannt ist. Das Polster 274 wird auf die Befestigungsfläche
276 des Blockes 272 so aufgebracht, daß das zentrale Loch
278 in dem Polster den Kreuzungsschnittpunkt 280 und
Kontrollmarkierungen 281 freiläßt, welch letztere auf den
Schnittpunkt 280 ausgerichtet und auf entgegengesetzten
Seiten der Befestigungsfläche angeordnet sind, welche
freiliegt, um ein richtiges Zentrieren und eine richtige
horizontale Achsenausrichtung eines Brillenglases in bezug
auf die Tasterbewegungsfläche 30 der Abtastvorrichtung 10
zu gestatten. Die Befestigungsfläche 276 des Blockes 272
hat eine leichte Krümmung, um jede Krümmung in der
Oberfläche eines Brillenglases aufnehmen zu können, welches
durch die Baugruppe 254 gehalten wird.
Eine Schablonenbefestigungsblockbaugruppe, die insgesamt
mit 282 bezeichnet ist, ist in den Fig. 11 und 12 gezeigt
und wird benutzt, um eine abzutastende Schablone freitragend
über dem Bewegungsbereich der Tasterhalteeinrichtung 32 der
Abtastvorrichtung nach Fig. 1 zu halten. Die Baugruppe 282
gleicht der Brillenglasbefestigungsblockbaugruppe 254 und
wird an der Oberfläche 81 der Plattform 82 auf oben für die
Brillenglasbefestigungsbaugruppe beschriebene Weise
befestigt, wobei gleiche Teile bei beiden Baugruppen gleiche
Bezugszahlen tragen. Die Schablonenbefestigungsblockbaugruppe
282 weist einen Arm 284 zum Halten eines
Schablonenbefestigungsblockes 286 auf.
Eine abzutastende Schablone wird an dem Block 286 mittels
eines Haltestifts 288 befestigt, der sich rechtwinkelig von
der Unterseite 290 des Blockes aus erstreckt und durch das
Zentrierloch der Schablone hindurchgeht. Der Stift 288 weist
einen federbelasteten Schnäpper 292 zum Festhalten einer
Schablone an dem Block 286 auf. Der Block weist außerdem
Ausrichtstifte 294, 296 mit Abstand von einander und von dem
Haltestift 288 auf, welche mit diesen eine bekannte übliche
Lochspannanordnung bilden.
Der Abtastungstyp, der ausgeführt werden soll, d.h. eine
Abtastung einer Brillenglasöffnung unter Verwendung eines
Tasters 126 oder eines Brillenglases/einer Schablone unter
Verwendung eines Tasters 250 wird durch die Betätigung der
BRILLENGLAS-Funktionstaste 31 auf der Tastatur 18 gewählt.
Der Befehlsvorrat enthält einen Algorithmus zum
Kompensieren der Radiusversetzung des Tasterabtastteils,
wenn die Abmessungsdaten berechnet werden, die die Größe
und die Form der Brillenglasöffnung, des Brillenglases
oder der Schablone kennzeichnen. Der Algorithmus, der zum
Kompensieren der Tasterradiusversetzung benutzt wird,
gleicht dem, der bei Fräsmaschinen benutzt wird, um Teile
richtiger Größe herzustellen. Ohne diese Kompensation hätte
das Brillenglas, welches aufgrund von Abmessungsdaten
hergestellt wird, die durch Abtasten einer
Brillenglasöffnung erzeugt worden sind, für die zugeordnete
Brillenglasöffnung Untergröße, und Brillengläser oder
Schablonen, welche aufgrund von Abmessungsdaten hergestellt
werden, die durch Abtastung eines Brillenglases oder einer
Schablone erzeugt werden, hätten Übergröße.
Die Abmessungsdaten, welche durch eine Abtastung erzeugt
werden, können in vorbestimmtem Ausmaß vergrößert oder
verkleinert werden, indem eine GRÖSSE-Funktionstaste 33 auf
der Tastatur 18 betätigt wird. Die Größe einer Abtastung
kann in Schritten von 0,01 mm bis zu 9,99 mm vergrößert oder
verkleinert werden, indem die GRÖSSE-Funktionstaste 33
betätigt und die gewünschte Größenänderung über die
numerischen Tasten der Tastatur 18 eingegeben wird. Der
Befehlsvorrat berechnet die Radien einer Abtastung auf oben
beschriebene Weise unter Berücksichtigung der gewünschten
Größenänderung.
Es wird nun auf die Fig. 13 und 14 Bezug genommen. Fig. 13
zeigt eine weitere Ausführungsform der
Brillenfassungsabtastvorrichtung, die mit 310 bezeichnet ist.
Die Vorrichtung 310 gleicht der Abtastvorrichtung 10 nach
Fig. 1 und weist ein Gehäuse 312, eine Tastatur 314 zum
Eingeben von Information in Form von digital codierten
elektrischen Signalen zum Aktivieren und Steuern des
Betriebes der Abtastvorrichtung 310 auf. Eine
alphanumerische Anzeigeeinrichtung 316 dient als
Bedienerführung durch Anzeigen von Nachrichten und Befehlen
zum Ausführen der Abtastprozedur. Die Anzeigeeinrichtung
316 zeigt außerdem Koordinateninformation und andere Daten
an, welche in Beziehung zu der Abmessungskennzeichnung einer
abgetasteten Brillenfassungsöffnung oder Schablone oder eines
abgetasteten Brillenglases stehen. Die Vorrichtung 310 weist eine
Brillenfassungshalteeinrichtung oder Brücke 318 auf, auf der
eine Brillenfassung 334, die mit strichpunktierten Linien
gezeigt ist, aufgesetzt und an einem vorderen Rand 332 zur
Abtastung und zum Aufrechterhalten der A-Achsenausrichtung
positioniert wird. Eine Brillenfassungshalteeinrichtung 322
ist an einer oberen Plattform 320 befestigt und neben der
Brücke 318 angeordnet. Die Vorrichtung 310 weist weiter eine
Tasterhalteeinrichtung 324 auf, welche längs der Oberfläche
326 eines Digitalisiertabletts 328 bewegbar ist. Eine
elektrische Leitung 330 überträgt elektrische Signale
zwischen einem Sensor in der Tasterhalteeinrichtung 324 und
einer elektrischen Schaltungsanordnung, welche in dem
Gehäuse 312 angeordnet ist und auf die elektrischen Signale
anspricht.
Die Vorrichtung 310 arbeitet ähnlich wie die
Brillenfassungsabtastvorrichtung 10 nach Fig. 1, die oben
beschrieben worden ist, und die Arbeitsweise der Brücke 318
und der Brückendreheinrichtung 336 gleicht der der Brücke
34 bzw. der Brückeneinstelleinrichtung 48 nach Fig. 1. Die
Brillenfassungshalteeinrichtung 322 nach Fig. 8 gleicht im
Aussehen und in der Arbeitsweise der
Brillenfassungshalteeinrichtung 62 nach Fig. 1. Ein
Mikroprozessor, beispielsweise einer, der dem Mikroprozessor
24 nach Fig. 1 gleicht, ist in der
Brillenfassungsabtastvorrichtung 310 angeordnet und enthält
einen ähnlichen Befehlssatz zum Steuern des Betriebes der
Vorrichtung.
Das Digitalisiertablett 328 nach Fig. 13 kann von
herkömmlichem Aufbau und ein von der Numonics Corporation
hergestellter Typ sein. Digitalisiertabletts und deren
Arbeitsweise sind bekannt.
Die Tasterhalteeinrichtung 324 weist einen Taster 238 auf,
der dem Taster 126 der oben beschriebenen Vorrichtung 10
gleicht. Der Taster 238 hat einen Scheitel 240, welcher die
für die Brillenglasumfangswulst vorgesehene Nut einer
Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung erfaßt und als
Führung dient, wenn sich der Taster bewegt, um dem inneren
Umfang einer Brillenglasöffnung zu folgen. In der
Tasterhalteeinrichtung 324 kann auch ein Taster ähnlich dem
Taster 250 nach Fig. 8 zum Abtasten des äußeren Umfangs
eines Brillenglases oder einer Schablone benutzt werden.
Die Abtastprozedur gleicht der oben beschriebenen, und der
Mikroprozessor 24 spricht auf eine Schaltungsanordnung an,
welche mit einem Zeiger 232 in der Tasterhalteeinrichtung
324 verbunden ist. Wenn die Tasterhalteeinrichtung 324 über
das Digitalisiertablett 328 bewegt wird, fühlt der Zeiger
Signale ab, die jeder Koordinate längs der Bewegungsbahn
entsprechen. Die durch den Zeiger 232 abgefühlte Information
wird in jedem Datenpunkt längs der Bewegungsbahn des Tasters
238 aufgezeichnet, wenn dieser dem inneren Umfang einer
Brillenglasöffnung abtastet. Bei Beendigung einer Abtastung
berechnet der Mikroprozessor 24 gemäß dem Befehlsvorrat
und aus der abgefühlten Koordinateninformation auf oben
beschriebene Weise die Abmessungen des sogenannten Kastens,
den mechanischen Mittelpunkt, den längsten Durchmesser
sowie die Radien der abgetasteten Brillenglasöffnung, um die
Größe und die Form der abgetasteten Brillenglasöffnung
abmessungsmäßig zu kennzeichnen.
Die Information, welche der Größe und der Form der
Brillenglasöffnung zugeordnet ist und im allgemeinen durch
eine radiale Länge und deren zugeordneten Winkel dargestellt
wird, wird in ein digital codiertes Signal umgewandelt und
in einer Speichereinrichtung in der Vorrichtung 310 für
späteren Zugriff durch eine Bedienungsperson und zur
Verwendung zum Beispiel in Verbindung mit einer
Hilfsausrüstung wie z.B. einer Brillenglasrandschleif- und
-umrißkopiervorrichtung, einer entfernten Computerdatenbasis,
einem Schablonengenerator oder einem Drucker abgespeichert.
Eine Vorrichtung zum Abtasten des inneren Umfangs einer
Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung zum Erzeugen
einer Anzahl von Koordinaten, die jeweils eine Position
längs des Abtastweges festlegen und gemeinsam die Größe und
die Form der Brillenglasöffnung, eines Brillenglases oder einer
Schablone kennzeichnen, ist in mehreren Ausführungsformen
beschrieben worden, über die hinaus Modifizierungen im
Rahmen der Erfindung möglich sind.
Claims (18)
1. Vorrichtung zum Abtasten einer Brillenglasöffnung in
einer Brillenfassung und zum Erzeugen eines Satzes von
Koordinaten zum Kennzeichnen der Größe und der Form der
abgetasteten Brillenglasöffnung, gekennzeichnet durch:
einen Brillenfassungsträger (34, 62) zum Halten der Brillenglasöffnung (40) in einer Ebene, welche zu einer Bezugsebene (30) im wesentlichen parallel ist, wobei die Bezugsebene eine Anzahl von Datenpunkten enthält, die einen Datenraum bilden,
eine Abtasteinrichtung (32, 100, 106), die in der Nähe des Brillenfassungsträgers und parallel zu der Bezugsebene bewegbar ist, um dem inneren Umfang der Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung zu folgen, welche auf dem Träger angeordnet ist;
eine Abfühleinrichtung (96, 98, 146, 158, 174, 178), die mit der Abtasteinrichtung (32, 100, 102) verbunden ist, zum Abfühlen der Abtasteinrichtung in einer Anzahl von Datenpunkten in dem Datenraum längs der Bewegungsbahn der Abtasteinrichtung, und
eine Recheneinrichtung (24), die auf die Abfühleinrichtung anspricht und den Satz von Koordinaten berechnet, welche jedem Datenpunkt längs der Bewegungsbahn zugeordnet sind.
einen Brillenfassungsträger (34, 62) zum Halten der Brillenglasöffnung (40) in einer Ebene, welche zu einer Bezugsebene (30) im wesentlichen parallel ist, wobei die Bezugsebene eine Anzahl von Datenpunkten enthält, die einen Datenraum bilden,
eine Abtasteinrichtung (32, 100, 106), die in der Nähe des Brillenfassungsträgers und parallel zu der Bezugsebene bewegbar ist, um dem inneren Umfang der Brillenglasöffnung in einer Brillenfassung zu folgen, welche auf dem Träger angeordnet ist;
eine Abfühleinrichtung (96, 98, 146, 158, 174, 178), die mit der Abtasteinrichtung (32, 100, 102) verbunden ist, zum Abfühlen der Abtasteinrichtung in einer Anzahl von Datenpunkten in dem Datenraum längs der Bewegungsbahn der Abtasteinrichtung, und
eine Recheneinrichtung (24), die auf die Abfühleinrichtung anspricht und den Satz von Koordinaten berechnet, welche jedem Datenpunkt längs der Bewegungsbahn zugeordnet sind.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtasteinrichtung (32, 100, 106) aufweist:
einen ersten Taster (126), der einen axial langgestreckten, zylindrischen Körper (128) mit einem oberen Abtastabschnitt (131) hat, wobei der Abtastabschnitt einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Scheitel (134) an seiner äußeren Oberfläche zum komplementären Erfassen der für die Brillenglasumfangswulst vorgesehenen Nut längs des inneren Umfangs der Brillenglasöffnung einer Brillenfassung hat, und
eine Tasterhalteeinrichtung (32), die eine Basis an einem Ende und einen Turmteil am anderen Ende entgegengesetzt zu der Basis sowie eine Längsachse hat, die sich zwischen der Basis und dem Turm durch den radialen Mittelpunkt der Einrichtung erstreckt, wobei der Turm einen axial langgestreckten, zylindrischen Hohlraum zum Aufnehmen und verschiebbaren Halten des ersten Tasters zur Axialbewegung in einer Richtung, welche zu der Bezugsebene im wesentlichen rechtwinkelig ist, und zu einer Brillenfassung, welche auf dem Träger angeordnet ist, hin und von derselben weg hat.
einen ersten Taster (126), der einen axial langgestreckten, zylindrischen Körper (128) mit einem oberen Abtastabschnitt (131) hat, wobei der Abtastabschnitt einen sich in Umfangsrichtung erstreckenden Scheitel (134) an seiner äußeren Oberfläche zum komplementären Erfassen der für die Brillenglasumfangswulst vorgesehenen Nut längs des inneren Umfangs der Brillenglasöffnung einer Brillenfassung hat, und
eine Tasterhalteeinrichtung (32), die eine Basis an einem Ende und einen Turmteil am anderen Ende entgegengesetzt zu der Basis sowie eine Längsachse hat, die sich zwischen der Basis und dem Turm durch den radialen Mittelpunkt der Einrichtung erstreckt, wobei der Turm einen axial langgestreckten, zylindrischen Hohlraum zum Aufnehmen und verschiebbaren Halten des ersten Tasters zur Axialbewegung in einer Richtung, welche zu der Bezugsebene im wesentlichen rechtwinkelig ist, und zu einer Brillenfassung, welche auf dem Träger angeordnet ist, hin und von derselben weg hat.
3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abtasteinrichtung aufweist:
einen ersten Geberarm (96), der ein Drehzapfenende (100) und ein freies Ende (144) entgegengesetzt zu dem Drehzapfenende hat;
einen zweiten Geberarm (98), der ein Drehzapfenende (106) und ein freies Ende (156) entgegengesetzt zu dem Drehzapfenende hat;
wobei der erste und der zweite Geberarm jeweils an ihrem Drehzapfenende mit der Tasterhalteeinrichtung (36) zur begrenzten Drehbewegung um die Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) und in einer zu der Bezugsebene (30) im wesentlichen parallelen Ebene verbunden sind;
eine erste Einrichtung (146), die mit der Vorrichtung verbunden ist, zum verschiebbaren Halten des freien Endes (144) des ersten Arms (96) zur Hin- und Herbewegung in der Längsrichtung des ersten Arms, wobei die den ersten Arm tragende Einrichtung um eine erste Drehachse (152) drehbar ist, welche zu der Bezugsebene normal ist und quer durch die Längsachse des ersten Arms hindurchgeht;
eine zweite Einrichtung (158), die mit der Vorrichtung verbunden ist, zum verschiebbaren Halten des freien Endes (156) des zweiten Arms zur Hin- und Herbewegung in der Längsrichtung des zweiten Arms, wobei die den zweiten Arm tragende Einrichtung um eine zweite Drehachse (164) drehbar ist, welche zu der Bezugsebene normal ist und quer durch die Längsachse des zweiten Arms hindurchgeht;
wobei die erste und die zweite Armtrageinrichtung (146, 158) entgegengesetzt zueinander in einer festen Beziehung gegenseitigen Abstands längs einer ersten Linie angeordnet sind und wobei der Abstand (C) zwischen der ersten und der zweiten Drehachse die Länge einer Seite eines Dreiecks bildet;
wobei der erste Geberarm (96) weiter eine variable Länge hat, wobei die Länge gleich dem Abstand zwischen der ersten Drehachse (152) und der Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) ist, und wobei die Länge des ersten Arms die zweite Seite des Dreiecks darstellt;
wobei der zweite Geberarm (98) weiter eine variable Länge hat, wobei diese Länge gleich dem Abstand zwischen der zweiten Drehachse (164) und der Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) ist, und wobei die Länge des zweiten Arms die dritte Seite des Dreiecks darstellt; und
wobei der Taster (126) eine Eichposition hat, in der die Länge des ersten Arms und die Länge des zweiten Arms bekannt und gleich einer vorbestimmten Länge sind, wobei die Eichposition des Tasters durch einen Satz von Koordinaten festgelegt ist, die einen Bezugsdatenpunkt in dem Datenraum darstellen.
einen ersten Geberarm (96), der ein Drehzapfenende (100) und ein freies Ende (144) entgegengesetzt zu dem Drehzapfenende hat;
einen zweiten Geberarm (98), der ein Drehzapfenende (106) und ein freies Ende (156) entgegengesetzt zu dem Drehzapfenende hat;
wobei der erste und der zweite Geberarm jeweils an ihrem Drehzapfenende mit der Tasterhalteeinrichtung (36) zur begrenzten Drehbewegung um die Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) und in einer zu der Bezugsebene (30) im wesentlichen parallelen Ebene verbunden sind;
eine erste Einrichtung (146), die mit der Vorrichtung verbunden ist, zum verschiebbaren Halten des freien Endes (144) des ersten Arms (96) zur Hin- und Herbewegung in der Längsrichtung des ersten Arms, wobei die den ersten Arm tragende Einrichtung um eine erste Drehachse (152) drehbar ist, welche zu der Bezugsebene normal ist und quer durch die Längsachse des ersten Arms hindurchgeht;
eine zweite Einrichtung (158), die mit der Vorrichtung verbunden ist, zum verschiebbaren Halten des freien Endes (156) des zweiten Arms zur Hin- und Herbewegung in der Längsrichtung des zweiten Arms, wobei die den zweiten Arm tragende Einrichtung um eine zweite Drehachse (164) drehbar ist, welche zu der Bezugsebene normal ist und quer durch die Längsachse des zweiten Arms hindurchgeht;
wobei die erste und die zweite Armtrageinrichtung (146, 158) entgegengesetzt zueinander in einer festen Beziehung gegenseitigen Abstands längs einer ersten Linie angeordnet sind und wobei der Abstand (C) zwischen der ersten und der zweiten Drehachse die Länge einer Seite eines Dreiecks bildet;
wobei der erste Geberarm (96) weiter eine variable Länge hat, wobei die Länge gleich dem Abstand zwischen der ersten Drehachse (152) und der Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) ist, und wobei die Länge des ersten Arms die zweite Seite des Dreiecks darstellt;
wobei der zweite Geberarm (98) weiter eine variable Länge hat, wobei diese Länge gleich dem Abstand zwischen der zweiten Drehachse (164) und der Tasterhalteeinrichtungslängsachse (114) ist, und wobei die Länge des zweiten Arms die dritte Seite des Dreiecks darstellt; und
wobei der Taster (126) eine Eichposition hat, in der die Länge des ersten Arms und die Länge des zweiten Arms bekannt und gleich einer vorbestimmten Länge sind, wobei die Eichposition des Tasters durch einen Satz von Koordinaten festgelegt ist, die einen Bezugsdatenpunkt in dem Datenraum darstellen.
4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß
die Abfühleinrichtung aufweist:
eine erste Streckenabfühleinrichtung (208), die mit dem ersten Geberarm (96) verbunden und diesem zugeordnet ist, zum Abfühlen einer Änderung der Länge des ersten Arms und entsprechend der Tasterbewegung von einem ersten abgefühlten Datenpunkt zu einem zweiten abgefühlten Datenpunkt in dem Datenraum, und
eine zweite Streckenabfühleinrichtung (174), die mit dem zweiten Geberarm (98) verbunden und diesem zugeordnet ist, zum Abfühlen einer Änderung der Länge des zweiten Arms und entsprechend der Bewegung des Tasters von dem ersten zu dem zweiten abgefühlten Datenpunkt.
eine erste Streckenabfühleinrichtung (208), die mit dem ersten Geberarm (96) verbunden und diesem zugeordnet ist, zum Abfühlen einer Änderung der Länge des ersten Arms und entsprechend der Tasterbewegung von einem ersten abgefühlten Datenpunkt zu einem zweiten abgefühlten Datenpunkt in dem Datenraum, und
eine zweite Streckenabfühleinrichtung (174), die mit dem zweiten Geberarm (98) verbunden und diesem zugeordnet ist, zum Abfühlen einer Änderung der Länge des zweiten Arms und entsprechend der Bewegung des Tasters von dem ersten zu dem zweiten abgefühlten Datenpunkt.
5. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die erste Streckenabfühleinrichtung (208) einen ersten inkrementellen, richtungsempfindlichen Drehgeber aufweist.
daß die zweite Streckenabfühleinrichtung (174) einen zweiten inkrementellen Drehgeber aufweist;
daß die Recheneinrichtung (24) eine Einrichtung aufweist zum algebraischen Bestimmen der inkrementellen Änderung der Länge des ersten und des zweiten Arms (96, 98) und entsprechend der Bewegung des Tasters (126) von dem ersten zu dem zweiten abgefühlten Datenpunkt sowie zum Berechnen der neuen Längen des ersten und des zweiten Arms, welche dem sich in dem zweiten abgefühlten Datenpunkt befindlichen Taster zugeordnet sind,
wobei die Recheneinrichtung (24) weiter eine Einrichtung aufweist zum Berechnen gemäß einem vorbestimmten Algorithmus und unter Verwendung der Längen des ersten und des zweiten Arms in dem zweiten abgefühlten Datenpunkt des Koordinatensatzes, welcher den zweiten abgefühlten Datenpunkt in dem Datenraum definiert.
daß die erste Streckenabfühleinrichtung (208) einen ersten inkrementellen, richtungsempfindlichen Drehgeber aufweist.
daß die zweite Streckenabfühleinrichtung (174) einen zweiten inkrementellen Drehgeber aufweist;
daß die Recheneinrichtung (24) eine Einrichtung aufweist zum algebraischen Bestimmen der inkrementellen Änderung der Länge des ersten und des zweiten Arms (96, 98) und entsprechend der Bewegung des Tasters (126) von dem ersten zu dem zweiten abgefühlten Datenpunkt sowie zum Berechnen der neuen Längen des ersten und des zweiten Arms, welche dem sich in dem zweiten abgefühlten Datenpunkt befindlichen Taster zugeordnet sind,
wobei die Recheneinrichtung (24) weiter eine Einrichtung aufweist zum Berechnen gemäß einem vorbestimmten Algorithmus und unter Verwendung der Längen des ersten und des zweiten Arms in dem zweiten abgefühlten Datenpunkt des Koordinatensatzes, welcher den zweiten abgefühlten Datenpunkt in dem Datenraum definiert.
6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß
die Recheneinrichtung (24) weiter eine Einrichtung aufweist
zum Berechnen des Satzes von Koordinaten für nur diejenigen
benachbarten Datenpunkte längs der Bewegungsbahn, welche in
einem vorbestimmten Abstand von einem unmittelbar zuvor
abgefühlten Datenpunkt sind.
7. Vorrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß
eine vorbestimmte Anzahl von Datenpunkten längs der
Bewegungsbahn abgefühlt wird und daß eine gleiche Anzahl
von Koordinaten, welche die vorbestimmte Anzahl von
Datenpunkten bilden, berechnet wird.
8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 2 bis 7,
gekennzeichnet durch eine ebene Oberfläche (30) in der
Nähe des Brillenfassungsträgers zum Tragen der
Tasterhalteeinrichtung (32), welche sich auf dieser
Oberfläche bewegt.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, gekennzeichnet durch eine
Luftfedereinrichtung (138, 140, 142) zum Erzeugen eines
Luftkissens zwischen der tragenden Oberfläche (30) und der
Basis (116) der Tasterhalteeinrichtung (32), wodurch ein
Luftüberdruck zwischen der Basis und der tragenden
Oberfläche geschaffen wird, durch den die
Tasterhalteeinrichtung von der Oberfläche weggedrückt wird,
um die Bewegung der Tasterhalteeinrichtung auf ihrer
Bewegungsbahn zu erleichtern.
10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Luftfedereinrichtung eine Leitungsanordnung (142)
aufweist zum Fördern von unter Druck stehender Luft aus
einer Luftquelle (138) zu dem Bereich der tragenden
Oberfläche, wo diese durch die Basis bedeckt ist.
11. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet,
daß die Einrichtung (138) zum Fördern von Druckluft eine
Leitung aufweist, die mit der Tasterhalteeinrichtungsbasis
verbunden ist, wobei die Basis eine Öffnung (140) aufweist
zum Leiten der Luft zu dem Bereich zwischen der Basis
(116) und der Oberfläche (30).
12. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Abfühleinrichtung (232) ein Digitalisiertablett
(326) aufweist und daß die Abtasteinrichtung (324) mit
dem Digitalisiertablett (326) zusammenwirkt, um ein Signal
zu erzeugen, welches die Position der Abtasteinrichtung
(232) in einer Anzahl verschiedener Datenpunkte in dem
Datenraum darstellt, wenn sich die Abtasteinrichtung auf der
Bewegungsbahn bewegt.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 12,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum Umwandeln
des Satzes von Koordinaten, welche einem abgefühlten
Datenpunkt längs der Bewegungsbahn zugeordnet sind, in
eine äquivalente Radiuslänge und einen zugeordneten
Drehwinkel.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 13,
gekennzeichnet durch eine Einrichtung (24) zum Bestimmen
der Abmessungen A und B eines das Brillenglas
umschließenden Kastens und des mechanischen Mittelpunkts,
welcher einer abgetasteten Brillenglasöffnung zugeordnet
ist.
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (24) zum Bestimmen des effektiven
Durchmessers (ED) der abgetasteten Brillenglasöffnung.
16. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
eine Einrichtung (34) zum Halten eines Brillenglases in der zu der Bezugsebene (30) parallelen Ebene, und
einen zweiten Taster (250), der einen axial langgestreckten, zylindrischen Körper hat, welcher einen Basisabschnitt (253) und einen oberen Abtastabschnitt (252) aufweist, wobei der obere Abtastabschnitt axial langgestreckt und zylindrisch ist und wobei der zweite Abtaster zur Axialbewegung durch die Tasterhalteeinrichtung (32) gehalten ist.
eine Einrichtung (34) zum Halten eines Brillenglases in der zu der Bezugsebene (30) parallelen Ebene, und
einen zweiten Taster (250), der einen axial langgestreckten, zylindrischen Körper hat, welcher einen Basisabschnitt (253) und einen oberen Abtastabschnitt (252) aufweist, wobei der obere Abtastabschnitt axial langgestreckt und zylindrisch ist und wobei der zweite Abtaster zur Axialbewegung durch die Tasterhalteeinrichtung (32) gehalten ist.
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, gekennzeichnet durch
eine Einrichtung (282) zum Halten einer Schablone in der
zu der Bezugsebene parallelen Ebene.
18. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 7 bis 17, dadurch
gekennzeichnet, daß die vorbestimmte Anzahl von Datenpunkten
gleich 400 ist.
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