DE4235212A1 - Verbesserungen an maschinen zum schleifen und facettieren von ophthalmischen glaesern - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft automatische Maschinen zum Schleifen und Facettieren von Brillengläsern.

Konventionelle Maschinen zum Schleifen und Facettieren von ophthalmischen Gläsern enthalten einen U-förmigen Schlitten, der verschiebbar und hin- und hergehend auf einer feststehenden Horizontalwelle montiert ist, eine zweite, zwischen den Schen­ keln des U-förmigen Schlittens montierte aus zwei Teilen, zwi­ schen denen das zu bearbeitende Glas eingespannt ist, gebildete senkrecht drehende Welle, und eine dritte drehende Horizontal­ welle, welche die verschiedenen Trimm- und Facettierschleifkör­ per trägt.

Wenn ein Rohling eines optischen Glases mit dickem Rand in die Form der Fassung ausgefräst worden ist, hat die Schnittfläche des Glases eine zylindrische Form, und es muß eine Facet­ tieroperation mit Führung des Glases zur Formung einer Facette auf seiner Schnittfläche mit V-Querschnitt zwischen den Rändern seines Umfangs ausgeführt werden, wobei diese Facette in der Auskehlung der Fassungsnut liegen muß.

Die Ausführung einer solchen Facette mit Handsteuerung ist außerordentlich schwierig; deshalb hat man auf das "Freie Facetten"-System zurückgegriffen, nach welchem man die Schnitt­ fläche des Rohlings in eine V-förmige Auskehlung eines Schleif­ körpers einführt und die das freie Glas haltende Welle sich während des Schleifvorgangs in Translationsbewegung verschieben läßt.

Mit diesem System wird jedoch kein völlig befriedigendes Ergeb­ nis erzielt.

In der Patentschrift FR-A-24 56 304 wird eine Vorrichtung zur Messung zwischen einem festgelegten Punkt der gewünschten Kon­ tur eines ophthalmischen Glases und der Tangentialebene am Pol der konvexen Fläche dieses Glases beschrieben.

Diese Vorrichtung enthält einen auf dem Schlitten parallel zur Achse der Schablone und des Glases beweglich montierten Bausatz aus zwei Fühlern, wobei der eine mit dem Glas, und der andere mit der Schablone zusammenwirkt, und ein Fühler in Kontakt mit der Oberfläche des Glases ist.

Je nach Drehung des Glases erbringt der in Kontakt mit der Oberfläche des Glases befindliche Fühler eine Anzeige durch Verschiebung eines Zeigers auf einem mit Gradteilung versehenen Anzeigeinstrument.

Weil bei dieser Vorrichtung nur ein einziger Punkt des Glases für einen gegebenen Winkel desselben abgetastet wird, muß wegen der Tatsache, daß sich der Schleifpunkt je nach Durchmesser des Schleifkörpers und der unrunden Formen der Fassungen unter­ schiedlich verschiebt, eine Korrekturberechnung vorgenommen werden.

Die Erfindung betrifft eine automatische Maschine zum Schleifen und Facettieren ophthalmischer Gläser des Typs, der einen Meß­ fühler enthält und in dem eine Korrekturberechnung nicht erfor­ derlich ist.

Eine Maschine dieses Typs ist in der Patentschrift EP-A-02 81 480 B1 beschrieben und dargestellt, in welcher ein Fühler in Kontakt mit der Schnittfläche des Glases ist und seine Oberfläche durch Ränder gebildet wird, die an mehrere be­ wegliche oder schwingungsfähige Elemente angrenzen, die so adaptiert sind, daß sie bei ihren Verschiebungen auf empfindli­ che Meßfühler wirken.

Diese Konzeption ist insofern nicht völlig befriedigend, weil sich einerseits ihre Genauigkeit manchmal als unzureichend er­ weist, und andererseits die Gefahr besteht, daß gelenkige Teile der beweglichen Elemente verschmutzt werden.

Um diesen Nachteilen abzuhelfen, schlägt die Erfindung eine Ma­ schine zum Schleifen und Facettieren ophthalmischer Gläser des Typs vor, der einen im Verhältnis zu einer Welle als Träger von Schleifmitteln zum Fräsen und Facettieren parallel und senk­ recht in Translations- und Schwingungsbewegung beweglich ange­ ordneten Schlitten, und einen Meßfühler zur Messung des Ab­ stands S1 zwischen der Tangentialebene am Pol der konvexen Flä­ che des Glases und dem Rand der Fläche und zur Messung des Wer­ tes L2, die der Dicke der Schnittfläche des Glases entspricht, enthält, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler eine Fläche besitzt, deren Krümmung mit der Krümmung des Schleifkörpers identisch ist, und der eine Matrix mit Abtastelementen enthält, die mit der Schnittfläche des Glases zusammenwirken und von denen jedes mit einem einem Fühler entsprechenden Teil verbun­ den ist, an den es ein Signal überträgt, das für den Durchgang eines dem entsprechenden Abtastelement gegenüberstehenden Teils der Schnittfläche des Glases repräsentativ ist.

Nach anderen Merkmalen der Erfindung

• - ist jedes Erfassungselement durch einen elementaren recht­ winkeligen Teil der Oberfläche des Meßfühlers, deren beide Seiten parallel zur Achse des Schleifkörpers stehen, gebil­ det;
• - ist die Oberfläche des Meßfühlers transparent und lücken­ los, und der Fühler ist ein aus einer Matrix mit elementa­ ren photochromen Fühlern gebildeter optischer Fühler;
• - ist der Fühler aus einer Matrix elementarer Fühler gebil­ det, von denen jeder mit einem entsprechenden elementaren Teil der Fläche des Meßfühlers durch Wellenübertragungsmit­ tel verbunden ist;
• - ist zwischen den Fühler und die Fläche des Meßfühlers eine Optik zur Formung eines Bildes auf der photochromen Fläche des Fühlers, das mit demjenigen der Fläche des Meßfühlers homothetisch ist, geschaltet;
• - enthält die Maschine elektronische Signalanalyse- und Signalumformungsmittel, die auf den Fühler zur Umwandlung in Steuerdaten für Verschiebungen des Schlittens übertragen werden;
• - ist der Meßfühler neben dem Schleifkörper angeordnet, wobei die Oberfläche des Meßfühlers zur Oberfläche des Schleif­ körpers konzentrisch ist;
• - ist der Meßfühler auf dem Schlitten der Maschine für seine Verschiebung gemäß einer zur Welle des Schleifkörpers zwi­ schen einer von der Schnittfläche des Glases entfernten Stellung und einer nahe der Schnittfläche des Glases akti­ ven Stellung senkrechten Richtung beweglich montiert,
• - ist die Oberfläche des Meßfühlers in positiver Stellung in Kontakt mit der Schnittfläche des Glases;
  Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden beim Lesen/ der folgenden detaillierten Beschreibung offensichtlich, auf die mit den beigefügten Zeichnungen Bezug genommen wird. In diesen Zeichnungen sind:
• - Fig. 1 eine schematische Teilansicht einer Schleif- und Facettiermaschine konventioneller Struktur, bei der die Er­ findung angewandt ist;
• - Fig. 2 ein Aufriß vom Ende der Maschine in Fig. 1;
• - Fig. 3 eine schematische Perspektivansicht des Meßfühlers; und
• - Fig. 4 eine schematische Teilansicht einer Variante, in welcher der Meßfühler beweglich auf dem Schlitten der Maschine montiert ist.

Unter Bezugnahme auf die Zeichnungen, und spezieller auf die Fig. 1 und 2, enthält eine konventionelle Schleif- und Facettiermaschine einen auf einer (nicht dargestellten) Hori­ zontalwelle sich hin- und herbewegenden U-förmigen Schlitten 1, zwischen dessen Schenkeln eine zweite Horizontalwelle 2 aus zwei Teilen drehbar montiert ist, zwischen die ein Rohling 3 eines ophthalmischen Glases eingespannt ist, der auf einem auf einer dritten Horizontalwelle 5 drehbar montierten Schleifkör­ per 4 gefräst worden ist.

Wie an sich bekannt ist, enthält die Maschine einen Meßfühler 6 in rechtwinkeliger Position zu dem sich drehenden Rohling 3, und einen anderen (nicht dargestellten) Fühler in Position des Schlittens 1 in zur Welle 2 paralleler Translationsbewegung.

In Funktion wird der Schlitten 1 abgesenkt, um den Rohling 3 in Kontakt mit dem Schleifkörper 4 zu bringen.

Nach der Erfindung enthält die Maschine einen in seiner Gesamt­ heit durch das Referenzzeichen 7 gekennzeichneten Meßfühler mit einer konvexen Außenfläche 8, deren Krümmung mit der Krümmung des Schleifkörpers 4 identisch und konzentrisch ist, wobei der Meßfühler neben dem Schleifkörper auf einem geeigneten Träger (9) montiert ist.

In der in den Figuren dargestellten Ausführungsform ist der Meßfühler 7 im wesentlichen aus einem Block aus optisch trans­ parentem Werkstoff gebildet, der radial nach außen durch die gekrümmte konvexe Fläche 8, deren Krümmung mit derjenigen des Schleifkörpers 4 identisch und zu dieser letzteren konzentrisch ist, begrenzt ist.

Die Fläche 8 ist ein Teil der seitlich durch vier zueinander senkrechte Seitenflächen, die eine Abtastfläche rechtwinkeliger Kontur begrenzen, begrenzten zylindrischen Fläche.

Wie in Fig. 3 dargestellt, kann die Fläche 8 praktisch in ein rechtwinkeliges Netz, dessen Seiten nach den zur Achse 5 des Schleifkörpers 4 parallel bzw. senkrecht stehenden Achsen X und Y ausgerichtet sind, aufgeteilt werden.

Jede Masche 11 begrenzt einen rechtwinkeligen elementaren Teil der Fläche 8, die somit im Sinne der Erfindung aus einer Matrix mit Abtastelementen gebildet ist, wobei sich die Schnittfläche 12 des Glases, die in Kontakt mit der Fläche 8 des Meßfühlers oder dieser letzteren am nächsten gelegenen Fläche kommen kann, gegenüber den Abtastelementen verschiebt.

Die untere transparente Fläche 13 des Blocks 10 des Meßfühlers 7 ist gegenüber einem photochromen Fühler 14 angeordnet.

Die photochrome Fläche 15 des Fühlers 14 wird zum Beispiel durch die Fläche eines lichtempfindlichen COD-Fühlers und durch eine Matrix aus elementaren Fühlern oder Bildelementen 16 ge­ bildet.

Das Netzwerk der Fläche 15 des Fühlers ist natürlich ein recht­ winkeliges Netzwerk der zu den Achsen X und Y parallelen Achsen X′ bzw. Y′.

Dies ist in Wirklichkeit das praktische Bild der Fläche 15 auf der Fläche 8 des Meßfühlers, welches das quadratische Linien­ netz der letzteren bildet.

Die Anzahl der Maschen 11 entspricht folglich der Anzahl der Maschen 16, und diese Anzahl bestimmt die Genauigkeit der Ana­ lyse des Meßfühlers.

Sofern das erforderlich ist, wird zwischen Fläche 15 und Fläche 8 eine Vergrößerungsoptik 17, die zum Beispiel in den Block 10 integriert ist, geschaltet.

Es ist auch möglich, Anzahl und Stellung der Maschen 11 der Fläche 8, denen gegenüber ein Teil der Schnittfläche 12 des Glases liegt, momentan zu erkennen, diese Daten werden dann den vom Fühler 6 und vom Verschiebefühler des Schlittens geliefer­ ten Daten hinzugefügt.

Durch Drehung des Rohlings 3 auf dem Meßfühler 7 wird am gesam­ ten Umfang des Rohlings eine Meßreihe von L1 und L2 erzielt. Die in einem Mikroprozessor gespeicherten entsprechenden Signale ermöglichen dann eine sehr genaue Steuerung des Motors, der den Schlitten 1 in Translationsbewegung nach Plazierung der Schnittfläche des Rohlings auf den Facettierschleifkörper 18 verschiebt.

In der in Fig. 4 gezeigten Variante kann der Meßfühler 7 auf den Schlitten 1 montiert werden. Diese Variante erfordert je­ doch zur Anhebung und Absenkung des in aktiver Stellung in Kon­ takt mit oder ganz in der Nähe der Schnittfläche des Glasroh­ lings befindlichen Meßfühlers 7 einen (nicht dargestellten) zusätzlichen Mechanismus.

Fachleute wissen, daß für die Positionierung des Rohlings auf den Meßfühler natürlich eine Antriebsregelung des Schlittens in Translationsbewegung vorgesehen ist.

Weil der Radius des Meßfühlers mit dem Radius des Schleifkör­ pers identisch ist, muß darauf hingewiesen werden, daß in der Vorrichtung der Schleifpunkt berücksichtigt ist, und die Vor­ richtung die Ablesung einer theoretisch unbegrenzten Menge von Messungen am Gesamtumfang des Glases ermöglicht, und deshalb auf Korrekturberechnungen verzichtet werden kann.

Es muß betont werden, daß die Erfindung den Wegfall der Ausfüh­ rung einer freien Facette ermöglicht, indem von der Fräsphase direkt auf die Phase der geführten Facette übergegangen wird, wobei immer noch die Möglichkeit besteht, eine freie Facette auszuführen, wenn das gewünscht wird.

Die Erfindung ist nicht auf die Verwendung eines photochromen Fühlers beschränkt, sondern kann auch vorsehen, Radar- oder Sonar- Erfassungs- und Übertragungsmittel zu verwenden, d. h. ganz allgemein die Verwendung von Wellen, die zur Übertragung von Signalen, die für das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein eines Teils der Schnittfläche des Glases gegenüber der Oberflä­ che des Meßfühlers, wobei diese letztere selbst virtuell sein kann, repräsentativ sind, reflektiert werden.

Claims (9)

1. Maschine zum Schleifen und Facettieren ophthalmischer Glä­ ser des Typs, der einen Schlitten (1) enthält, der im Ver­ hältnis zu einer Welle als Träger von Schleifkörpern zum Fräsen (4) und zum Facettieren (18) und eines Meßfühlers (7) für die Messung des Abstands L1 zwischen der Tangen­ tialebene am Pol der konvexen Fläche des Glases und dem Rand der Fläche, und für die Messung des Wertes von L2, welcher der Dicke der Schnittfläche (12) des Glases (3) entspricht, in Translations- und Schwingungsbewegung paral­ lel und senkrecht beweglich ist, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Meßfühler (7) eine Oberfläche (8) besitzt, deren Krümmung mit derjenigen des Schleifkörpers identisch ist, und die eine Matrix aus Abtastelementen (11) enthält, die mit der Schnittfläche (12) des Glases zusam­ menwirken, und von denen jedes mit einem entsprechenden Teil eines Fühlers (14) verbunden ist, an den es ein Signal; überträgt, das für den Durchgang eines Teils der Schnitt­ fläche (12) des Glases gegenüber dem entsprechenden Abtast­ element repräsentativ ist.

2. Schleifmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß jedes Abtastelement aus einem rechtwin­ keligen elementaren Teil (11) der Fläche (8) des Meßfüh­ lers, deren beide Seiten parallel zur Achse (5) des Schleifkörpers (4) stehen, gebildet ist.

3. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 oder 2, da­ durch gekennzeichnet, daß der Fühler aus einer Matrix elementarer Fühler gebildet wird, von denen jeder mit einem entsprechenden elementaren Teil der Fläche des Meßfühlers durch Wellenübertragungsmittel verbunden ist.

4. Schleifmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Fläche (8) des Meßfühlers (7) trans­ parent und lückenlos ist, und dadurch, daß der Fühler (14) ein optischer aus einer Matrix mit elementaren photochromen Fühlern (16) gebildeter Fühler ist.

5. Schleifmaschine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeich­ net, daß zwischen den Fühler (14) und die Fläche (8) des Meßfühlers (7) eine Optik (17) zur Formung eines Bildes auf der photochromen Fläche (15) des Fühlers, das mit dem der Fläche des Meßfühlers homothetisch ist, geschaltet ist.

6. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß sie elektronische Signalanalyse und -übertragungsmittel enthält, die auf den Fühler zur Umwandlung in Daten für die Steuerung der Ver­ schiebungen des Schlittens übertragen werden.

7. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (7) neben dem Schleifkörper (4) angeordnet ist, wobei die Krüm­ mung der Fläche des Meßfühlers mit derjenigen des Schleif­ körpers konzentrisch ist.

8. Schleifmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß der Meßfühler (7) auf dem Schlit­ ten (1) der Maschine für seine Verschiebung nach einer zur Welle des Schleifkörpers zwischen einer von der Schnittfläche des Glases entfernten Position und einer aktiven Position nahe der Schnittfläche des Glases beweglich montiert ist.

9. Schleifmaschine nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Fläche (8) des Meßfühlers (7) in aktiver Position die Schnittfläche (12) des Glases kontaktiert.