DE4417533A1 - Verfahren zum CNC-gesteuerten Formschleifen der Dachfacette eines Brillenglases - Google Patents

Verfahren zum CNC-gesteuerten Formschleifen der Dachfacette eines Brillenglases

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Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum CNC-gesteuerten Formschleifen des Umfangsrandes und der Dachfacette eines Brillenglases entsprechend der Form eines ausgewählten Brillengestells und den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers.
Aus ästhetischen Gründen soll die Dachfacette auf dem Umfangsrand eines formgeschliffenen Brillenglases von der Vorderkante überall den gleichen Abstand aufweisen, auch wenn das Brillenglas eine von der kreisrunden Form stark abweichende Gestalt hat.
Ist die Vorderseite des Brillenglases rein sphärisch, so liegt eine mit konstantem Abstand zur Vorderkante des Brillenglases hergestellte Dachfacette ebenfalls auf einer Kugelfläche mit dem gleichen Mittelpunkt wie die Kugelfläche der Vorderfläche des Brillenglases. Wird ein Brillenglas durch Kopierschleifen nach einer dem Brillengestell entsprechenden Formscheibe hergestellt, läßt sich ein konstanter Abstand der Dachfacette von der Vorderfläche des Brillenglases entweder dadurch erreichen, daß ein Taster an der Vorderfläche des Brillengestells anliegt und die Relativverschiebung einer Schleifscheibe mit Bezug auf das Brillenglas in axialer Richtung steuert oder indem die Axialverschiebung mittels eines sogenannten Panhardstabes bewirkt wird, dessen Länge dem Radius der sphärischen Vorderfläche des Brillenglases abzüglich des Abstandes der Dachfacette von der Vorderkante des Brillenglases entspricht.
Beim CNC-gesteuerten Formschleifen des Umfangsrandes und der Dachfacette eines Brillenglases liegen die Form des Brillenglases und die persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers in Form einer Datenmenge vor, mit denen sich die Brillenglasrandschleifmaschine so steuern läßt, daß ein Brillenglasrohling mit den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers entsprechend der Form des ausgewählten Brillengestells geschliffen und die Dachfacette so auf den Umfangsrand des formgeschliffenen Brillenglases gelegt wird, daß sie auf dem gesamten Umfang auf dem Umfangsrand verläuft und/oder einen bestimmten Abstand zur Vorderkante des formgeschliffenen Brillenglases einhält.
Um die die Form des Brillengestells betreffenden Daten zu gewinnen, ist es bekannt, das Brillengestell in eine Vorrichtung zum Abtasten der Facettennut einzusetzen und die Datenmenge in dreidimensionaler Form aufzunehmen. Hierbei ist zu beachten, daß die Facettennut in einem Brillengestell aufgrund von Herstellungstoleranzen oder Formabweichungen nicht zwangsläufig auf einer Kugelfläche liegen muß.
Eine Vorrichtung zum dreidimensionalen Abtasten von Brillengestellen ist im deutschen Gebrauchsmuster G 86 08 291.4 der Anmelderin beschrieben.
In der deutschen Offenlegungsschrift 34 10 040 ist des weiteren eine CNC-gesteuerte Brillenglasrandschleifmaschine beschrieben, bei der die Außenoberfläche und die Innenoberfläche eines in die Brillenglasrandschleifmaschine eingespannten Brillenglasrohlings auf einer der Brillenglasform entsprechenden Kurve durch zwei federnd gelagerte, stiftförmige Fühler abgetastet wird, die ständig unmittelbar an dem Glas anliegen und deren axiale Stellung Potentiometern mitgeteilt wird, wobei die durch diese Potentiometer ermittelten Werte und Daten einem Rechner oder einem Datenspeicher weitergegeben werden, der daraus den räumlichen Verlauf der Vorderkante und Hinterkante des Brillenglases sowie die jeweilige Glasdicke berechnet und aus einer gespeicherten Datenmenge von verschiedenen Dachfacetten diejenige Dachfacette ausgewählt, die sich auf dem Umfangsrand des formgeschliffenen Brillenglases anbringen läßt, ohne den Umfangsrand an irgendeiner Stelle zu verlassen.
Beim Vermessen eines Brillenglases nach dieser Methode oder nach einem in der deutschen Patentschrift 38 42 601 der Anmelderin beschriebenen Verfahren, bei dem die Vorder- und die Hinterkante eines vorgeschliffenen Brillenglases durch einen Tastkopf vermessen wird, gehen Abweichungen des Brillenglases von der sphärischen Form in die Messung ein. Derartige Abweichungen können sich aus einem dem sphärischen Schliff überlagerten prismatischen oder zylindrischen Schliff sowie aus der Anordnung eines Nahteils ergeben. Auch die Dezentration der optischen Achse des Brillenglases mit Bezug auf die geometrische Achse des Brillenglases bzw. den geometrischen Mittelpunkt des Brillengestells spielt eines Rolle.
Wird nun ein Brillenglas nach den mittels einer Vorrichtung zum Abtasten der Facettennut eines Brillengestells ermittelten Daten CNC-gesteuert formgeschliffen und anschließend in einem Fertigschliff die entsprechende Dachfacette angebracht, muß grundsätzlich eine rechnerische Überprüfung erfolgen, ob ein entsprechend der vermessenen Facettennut ermittelter Verlauf der Dachfacette auf dem gesamten Umfangsrand des formgeschliffenen Brillenglases verläuft, insbesondere unter Berücksichtigung der Vorgabe, daß die Dachfacette möglichst überall einen gleichen, vorgebbaren Abstand von der Vorderkante des formgeschliffenen Brillenglases aufweisen soll.
Es wurde nun festgestellt, daß sich ein unter diesen Voraussetzungen formgeschliffenes und mit einer Dachfacette versehenes Brillenglas nicht immer ohne weiteres in das ausgewählte Brillengestell einsetzen läßt. Dies bedingt ein Nachbearbeiten des Brillenglases, das zeitaufwendig ist und eine gewisse Geschicklichkeit erfordert. Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zum CNC-gesteuerten Formschleifen des Umfangsrandes und der Dachfacette eines Brillenglases zu schaffen, mit dem sich Brillengläser, die für ein bestimmtes Brillengestell bestimmt sind und entsprechend den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers hergestellt sind, ohne Nacharbeit in das ausgewählte Brillengestell einsetzen lassen.
Ausgehend von dieser Aufgabenstellung wird ein Verfahren vorgeschlagen, das erfindungsgemäß aus folgenden Schritten besteht:
  • - Bestimmen der Länge des Umfangs des Facettennutscheitels eines ausgewählten Brillengestells,
  • - Bestimmen der Länge des Umfangs des Scheitels einer im Bereich des Umfangsrandes eines Brillenglases, das für dieses Brillengestell bestimmt ist und entsprechend den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers bearbeitet ist oder werden soll, verlaufenden Dachfacette,
  • - Vergleich der Länge der Facettennut mit der der Dachfacette,
  • - falls erforderlich, Verändern der Lage und/oder des Verlaufs der Dachfacette auf dem Umfangsrand des Brillenglases derart, daß die Abweichung der Länge der Facettennut von der der Dachfacette innerhalb vorgegebener, zulässiger Grenzen liegt und
  • - Fertigschleifen der Dachfacette mit den sich aus dem Vergleich ergebenden, ggf. veränderten Werten.
Die Erfindung geht von der Erkenntnis aus, daß durch die persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers ein Verlauf der Dachfacette bedingt ist, der nicht mit dem Verlauf der Facettennut eines ausgewählten Brillengestells übereinstimmen muß, obwohl das formgeschliffene Brillenglas genau der Form des Brillengestells entspricht, daß sich jedoch ein Brillenglas mit einer von der Facettennut abweichenden Dachfacette problemlos in das Brillengestell einsetzen läßt, wenn die Länge der Dachfacette mit der Länge der Facettennut des ausgewählten Brillengestells übereinstimmt. Diese Erkenntnis beruht auf der Feststellung, daß sich ein Brillengestell aufgrund seiner Verformbarkeit verhältnismäßig leicht an den von dem Verlauf der Facettennut abweichenden Verlauf einer Dachfacette eines formgeschliffenen Brillenglases anpassen läßt, daß jedoch dann Probleme mit der Anpassung auftreten, wenn die Länge der Dachfacette nicht mit der Länge der Facettennut übereinstimmt.
Indem nun erfindungsgemäß die Länge der Facettennut des Brillengestells und die Länge der Dachfacette des Brillenglases miteinander verglichen werden und, falls erforderlich, die Lage und/oder der Verlauf der Dachfacette auf dem Umfangsrand des Brillenglases verändert werden derart, daß die Abweichung der Länge der Facettennut von der der Dachfacette innerhalb gegebener, zulässiger Grenzen liegt, ohne daß jedoch die Form bzw. die Abmessungen des formgeschliffenen Brillenglases verändert werden, läßt sich auf einfache, in die CNC-Steuerung der Brillenglasrandschleifmaschine einprogrammierbare Weise erreichen, daß sich das formgeschliffene Brillenglas ohne Nacharbeit in das ausgewählte Brillengestell einsetzen läßt.
Die Länge des Umfangs des Facettennutscheitels eines ausgewählten Brillengestells läßt sich mittels eines Wegmessers bestimmen, jedoch wird bevorzugterweise die Facettennut eines ausgewählten Brillengestells mittels einer Abtastvorrichtung dreidimensional vermessen und werden aus den gemessenen Daten die Länge des Umfanges des Facettennutscheitels berechnet. Liegen nämlich die gemessenen Daten z. B. in Form von Polarkoordinaten für den radialen Umfangsverlauf und in Form von zusätzlichen Koordinaten in Achsrichtung des Brillenglases vor, besteht eine eindeutige mathematische Beziehung zwischen dem Winkel, dem Radius und der Achskoordinate der Raumkurve des Facettennutscheitels, mittels der sich unter Verwendung eines geeigneten Algorithmus die Länge der Facettennut berechnen läßt.
Ähnlich kann der Rechner einer CNC-gesteuerten Brillenglasrandschleifmaschine aus den Formdaten eines ausgewählten Brillengestells und den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers die Länge des Umfangs des Scheitels der im Bereich des Umfangsrandes des Brillenglases verlaufenden Dachfacette berechnen. Diese Berechnung kann mit der Vorgabe erfolgen, daß die Facette überall den gleichen Abstand zur Vorderkante des Umfangsrandes des Brillenglases aufweisen soll.
Stellt sich nun beim Vergleich der Länge der Facettennut mit der der Dachfacette heraus, daß die Abweichung außerhalb eines vorgegebenen Grenzwertes liegt, kann das Anpassen der Länge der Dachfacette an die der Facettennut durch Verändern des Abstandes der Dachfacette zur Vorderkante des Umfangsrandes des Brillenglases und/oder des Radius und/oder des Mittelpunktes einer durch die Dachfacette verlaufende Kugelfläche erfolgen.
Beim Verändern des Abstandes der Dachfacette zur Vorderkante des Umfangsrandes des Brillenglases ist es im Extremfall möglich, diesen Abstand periodisch zwischen einem Kleinstwert und einem Größtwert zu verändern, so daß die Dachfacette wellenförmig verläuft, um, falls es erforderlich sein sollte, einen sehr großen Längenunterschied auszugleichen.
Um die Länge der Dachfacette zu ermitteln, können die Vorderseite und die Hinterseite eines Brillenglasrohlings entsprechend dem Verlauf des Umfangsrandes des zu schleifenden Brillenglases hinsichtlich ihrer Raumkurve und der Glasdicke abgetastet, eine geeignete Dachfacette ermittelt, die Länge dieser Dachfacette mit der Länge der Facettennut verglichen und, falls erforderlich, die Lage und/oder der Verlauf der Dachfacette verändert werden.
Vorzugsweise werden jedoch die Vorderseite und die Rückseite eines hinsichtlich seiner Form vorgeschliffenen Brillenglases entlang den Kanten bezüglich der Raumkurven und der Glasdicke abgetastet, eine geeignete Dachfacette ermittelt, die Länge dieser Dachfacette mit der Länge der Facettennut verglichen und, falls erforderlich, die Lage und/oder der Verlauf der Dachfacette verändert.
Die Erfindung wird nachstehend anhand der als Anlage beigefügten Zeichnungen des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:
Fig. 1 eine Draufsicht auf einen Brillenglasrohling und ein daraus herzustellendes Brillenglas,
Fig. 2 einen Schnitt gemäß II-II in Fig. 1 mit Darstellung eines Minusglases und
Fig. 3 einen Schnitt entlang der Linie II- II in Fig. 1 mit Darstellung eines Plusglases.
Aus einem kreisförmigen Brillenglasrohling 1 soll ein Brillenglas 2 hergestellt werden, dessen Form beispielsweise durch Abtasten eines ausgewählten Brillengestells mittels einer Abtastvorrichtung gemäß der Gebrauchsmusterschrift G 86 08 291.4 der Anmelderin gewonnen wird. Die Form des Brillenglases 2 liegt dann digitalisiert in Form einer dreidimensionalen Datenmenge vor, die den Radius ϕ und Winkel Θ vom geometrischen Mittelpunkt des Brillengestells sowie den Verlauf der Raumkurve der Facettennut dieses Brillengestells senkrecht zu dem Radiusvektor beinhalten.
Im Hinblick darauf, daß die Lage der Pupille des Brillenträgers in der Regel vom geometrischen Mittelpunkt des Brillengestells abweicht und diese Dezentrationswerte als X-, Y-Koordinaten vorliegen, ist der Brillenglasrohling 1 entweder in eine Brillenglasrandschleifmaschine um die X-, Y-Werte versetzt einzuspannen, oder die X-, Y-Werte werden in die Polarkoordinaten ϕ, Θ der Brillenglasform eingerechnet und beim CNC-gesteuerten Formschleifen berücksichtigt. Hierfür läßt sich eine Brillenglasrandschleifmaschine verwenden, wie sie z. B. in der deutschen Offenlegungsschrift 33 16 619 beschrieben ist.
In Fig. 2 ist ein Schnitt entlang der Linie II-II in Fig. 1 dargestellt. Die Bereiche des kreisförmigen Brillenglasrohlings 1, die beim Formschleifen des Brillenglases 2 entfallen, sind schraffiert dargestellt.
Der Brillenglasrohling 1 und das formgeschliffene Brillenglas 2 weisen eine sphärische Vorderfläche 7 mit dem Radius RV und eine sphärische Hinterfläche 8 mit dem Radius RH auf. Die Mittelpunkte dieser Flächen 7, 8 liegend auf einer Achse 20.
Das formgeschliffene Brillenglas 2 weist einen Umfangsrand 10 auf, der durch eine Vorderkante 4 und eine Hinterkante 5 begrenzt ist. Auf dem Umfangsrand 10 ist eine Dachfacette 6 mit einem Scheitel 3 angebracht, die von der Vorderkante 4 des formgeschliffenen Brillenglases 2 und damit von der Vorderfläche 7 des Brillenglasrohlings 1 einen Abstand A₁ aufweist. Da die Vorderfläche 7, wie bereits erwähnt, eine Kugelfläche ist, liegt auch die Dachfacette 6 auf einer Kugelfläche mit dem Radius RF die denselben Mittelpunkt wie der Radius RV aufweist. Die Länge dieser Dachfacette 6 läßt sich wegen der eindeutigen Beziehung zwischen den Polarkoordinaten des Umfangsrandes 10 und der Koordinaten in Richtung der optischen Achse 20 genau berechnen.
Weicht nun die Länge dieser Dachfacette 6 von der mittels der Tastvorrichtung ermittelten Länge der Facettennut des ausgewählten Brillengestells ab, läßt sich eine Anpassung vornehmen, indem z. B. der Radius RF verkleinert und/oder der Mittelpunkt auf der optischen Achse 20 verschoben wird. Dies erfolgt rechnerisch mittels einer geeigneten Programmierung des Rechners der CNC-Steuerung für die Brillenglasrandschleifmaschine.
Erfordern die persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers eine zylindrischen oder prismatischen Schliff bzw. soll das Brillenglas einen Nahteil aufweisen, ergeben sich zusätzliche Abweichungen, die beispielsweise durch eine gestrichelte Vorderfläche 9 dargestellt ist. Wird in diesem Fall die Dachfacette 6 mit dem Kugelradius RF geschliffen, vergrößert sich der Abstand der Dachfacette im unteren Bereich auf den Abstand A₂, so daß sich daraus ein Überstand des Brillenglases über das Brillengestell nach vorne ergibt, was aus ästhetischen Gründen unerwünscht ist. Wird der Lauf der Dachfacette 6 so geändert, daß er wieder einen überall gleichen Abstand A₁ von der Vorderfläche 9 erhält, verändert sich die Länge der Dachfacette 6 und stimmt möglicherweise nicht mehr mit der Länge der Facettennut des ausgewählten Brillengestells überein. Auch in diesem Fall läßt sich jedoch eine Anpassung der Länge der Dachfacette dadurch erreichen, daß der Radius RF der Dachfacette und/oder die Lage des Mittelpunkts auf oder neben der optischen Achse 20 verändert werden.
In Fig. 3 ist ein kreisförmiger Brillenglasrohling 11 als Plusglas dargestellt, aus dem ein formgeschliffenes Brillenglas 12 hergestellt werden soll. Das formgeschliffene Brillenglas 12 weist eine Vorderfläche 17 und eine Hinterfläche 18 auf, die eine Vorderkante 14 und eine Hinterkante 15 ergeben. Auf dem Umfangsrand 19 des formgeschliffenen Brillenglases 12 ist eine Dachfacette 16 angeordnet, die hier mit einem wellenförmigen Verlauf dargestellt ist. Diese Darstellung dient als Veranschaulichung der Möglichkeit, die Länge des Scheitels 13 der Dachfacette innerhalb verhältnismäßig großer Grenzen an die Länge der Facettennut des ausgewählten Brillengestells anzupassen, wenn es die Verhältnisse erfordern.
Die Vorderkanten 4 bzw. 14, die Hinterkanten 5, 15 und die jeweilige Dicke des formgeschliffenen Brillenglases 2, 12 lassen sich beispielsweise mittels der in der deutschen Patentschrift 38 42 601 beschriebenen Vorrichtung der Anmelderin vermessen und eine den Umfangsrand 10 bzw. 19 nicht verlassende Dachfacette 6 bzw. 16 berechnen, deren Verlauf sich dann noch rechnerisch in der angegebenen Weise korrigieren läßt, wenn die Länge des Scheitels 3 bzw. 13 der Dachfacette 6 bzw. 16 von der Länge des Scheitels der Facettennut des ausgewählten Brillengestells so weit abweicht, daß eine Korrektur erforderlich ist.
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren lassen sich formgeschliffene Brillengläser herstellen, die den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers entsprechen, die Form des vom Brillenträger ausgewählten Brillengestells aufweisen und sich ohne Nacharbeit in dieses ausgewählte Brillengestell einsetzen lassen.

Claims (7)

1. Verfahren zum CNC-gesteuerten Formschleifen des Umfangsrandes und der Dachfacette eines Brillenglases mit den Schritten:
  • - Bestimmen der Länge des Umfangs des Facettennutscheitels eines ausgewählten Brillengestells,
  • - Bestimmen der Länge des Umfangs des Scheitels einer im Bereich des Umfangsrandes eines Brillenglases, das für dieses Brillengestell bestimmt ist und entsprechend den persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers bearbeitet ist oder werden soll, verlaufenden Dachfacette,
  • - Vergleich der Länge der Facettennut mit der der Dachfacette,
  • - falls erforderlich, Verändern der Lage und/oder des Verlaufs der Dachfacette auf dem Umfangsrand des Brillenglases derart, daß die Abweichung der Länge der Facettennut von der der Dachfacette innerhalb vorgegebener, zulässiger Grenzen liegt und
  • - Fertigschleifen der Dachfacette mit den sich aus dem Vergleich ergebenden, ggf. veränderten Werten.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Facettennut eines ausgewählten Brillengestells mittels einer Abtastvorrichtung dreidimensional vermessen und aus den gemessenen Daten die Länge des Umfanges des Scheitels der Facettennut berechnet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in einen Rechner einer CNC-gesteuerten Brillenglasrandschleifmaschine die Formdaten eines ausgewählten Brillengestells und die persönlichen optometrischen Daten des Brillenträgers eingegebenen und die Länge des Umfanges des Scheitels einer im Bereich des Umfangsrandes des Brillenglases verlaufenden Dachfacette berechnet wird.
4. Verfahren nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Länge des Umfangs des Scheitels einer mit konstantem Abstand zur Vorderkante des Umfangsrandes des Brillenglases verlaufenden Dachfacette berechnet wird.
5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß das Anpassen der Länge der Dachfacette an die der Facettennut durch Verändern des Abstands der Dachfacette zur Vorderkante des Umfangsrandes des Brillenglases und/oder des Radius und/oder des Mittelpunktes einer durch die Dachfacette verlaufenden Kugelfläche erfolgt.
6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite und die Rückseite eines Brillenglasrohlings entsprechend dem Verlauf des Umfangsrandes des zu schleifenden Brillenglases hinsichtlich ihrer Raumkurven und der Glasdicke abgetastet, eine geeignete Dachfacette ermittelt, die Länge dieser Dachfacette mit der Länge der Facettennut verglichen und, falls erforderlich, die Lage und/oder der Verlauf der Dachfacette verändert werden.
7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorderseite und die Rückseite eines hinsichtlich seiner Form vorgeschliffenen Brillenglases entlang den Kanten bezüglich der Raumkurven und der Glasdicke abgetastet, eine geeignete Dachfacette ermittelt, die Länge dieser Dachfacette mit der Länge der Facettennut verglichen und, falls erforderlich, die Lage und/oder der Verlauf der Dachfacette verändert werden.
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