DE69424949T2

DE69424949T2 - Vorrichtung zum Messen der Konfiguration eines Brillengestells

Info

Publication number: DE69424949T2
Application number: DE69424949T
Authority: DE
Inventors: Takashi Igarashi; Shuichi Sato
Original assignee: Hoya Corp; Hoya Service Corp
Current assignee: Hoya Corp; Hoya Service Corp
Priority date: 1993-01-08
Filing date: 1994-01-07
Publication date: 2000-10-19
Anticipated expiration: 2014-01-08
Also published as: EP0747166B1; EP0747166A3; US5515612A; US5615486A; EP0606171B1; DE69423663T2; DE69423663D1; DE69424949D1; EP0606171A1; EP0747166A2

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

(1) Gebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft eine Einrichtung zum Halten eines Brillengestells.

(2) Beschreibung des Stands der Technik

Beim Messen der Form eines Brillengestells mit Hilfe einer herkömmlichen Messvorrichtung wird ein Messbauteil manuell bewegt und in eine Nut des Gestells eingesetzt, das die Messvorrichtung hält. Anschließend wird ein Messungs-Startknopf gedrückt, um das Messbauteil entlang der Gestellnut zu bewegen.
Es besteht daher Nachfrage nach der Entwicklung einer Messvorrichtung, die mit so wenig Handbedienung wie möglich auskommt.
Zum Erfüllen dieser Anforderung ist eine Vorrichtung entwickelt worden, bei der das Messbauteil automatisch zum Brillengestell bewegt wird, das in einer vorbestimmten Stellung befestigt ist, und in die Gestellnut eingesetzt wird. Die Einrichtung umfasst insbesondere eine Betätigungsvorrichtung zum Bewegen eines Tisches, an dem ein Taster befestigt ist, in der Richtung einer Ebene des Brillengestells (waagrechte Richtung), und eine Hebevorrichtung, die den Taster auf eine vorbestimmte Höhe hebt. Vor Beginn der Messung bewegt die Betätigungsvorrichtung den Tisch waagrecht und positioniert den Taster ungefähr in die Mitte entweder des rechten oder linken Rands des Gestells. Anschließend hebt die Hebevorrichtung den Tasterkopf (Messbauteil) auf die vorbestimmte Höhe, die der Nut im Gestellrand entspricht. Nun bewegt die Betätigungsvorrichtung den Tisch waagrecht in eine Stellung, in der das Messbauteil den Gestellrand berührt.
Wird das Messbauteil automatisch zum Gestell bewegt, das in der vorbestimmten Stellung befestigt ist, so trifft das Messbauteil jedoch die Gestellnut manchmal nicht.
Die Messvorrichtung spannt das Gestell von vorne und hinten ein (in einer Richtung senkrecht zur Gestellebene), und die Gestellnut, in die eine Linse einzusetzen ist, befindet sich nicht immer am Mittelpunkt zwischen der Vorder- und Rückseite des Gestellrands. Wird daher das Messbauteil automatisch auf das Gestell zubewegt, das in der vorbestimmten Haltestellung befestigt ist, und wird dabei angenommen, dass sich die Nut des Gestellrands am Mittelpunkt zwischen der Vorder- und Rückseite des Rands befindet, so kann das Messbauteil gegen die Gestellnut versetzt werden. Beginnt die Messung mit dem derart fehlangeordneten Messbauteil, so werden zumindest für eine gewisse Zeit fortlaufend fehlerhafte Messwerte ausgegeben, auch wenn das Messbauteil anschließend korrekt in der Gestellnut sitzt.
Eine herkömmliche Gestellform-Messvorrichtung, beispielsweise in der geprüften japanischen Patentschrift (KOKOKU) No. 4-55824 offenbart, besitzt einen Taster, der aus einem Gestellmessbauteil aufgebaut ist, das die Form eines wulstartigen Säulenkapitells hat und einen Berührabschnitt, der eine Gestellschablone berührt.
Diese herkömmliche Bauart ist jedoch für zweidimensionale Messungen gedacht, und es tritt die Schwierigkeit auf, dass der Taster kompliziert geformt ist und ein sehr hohes Eigengewicht hat.
Mittlerweile muss man, um die Linsen passend zum Gestell mit hoher Genauigkeit zu bearbeiten, die Gestellform exakt messen; damit ist eine dreidimensionale Messung erforderlich. In diesem Fall fordert man für den Taster, dass das Messbauteil der Gestellnut oder dem Außenrand der Gestellschablone getreu folgt. Insbesondere soll sich der Taster in axialer Richtung leichtgängig bewegen können.
Ist der Taster schwer, so ist beispielsweise der auf dem Gestell oder der Gestellschablone lastende Berührdruck so groß, dass sich das Gestell oder die Gestellschablone verformen kann und die genaue Gestalt des Gestells nicht messbar ist.
Damit sich der Taster, dessen Achse senkrecht verläuft, in vertikaler Richtung exakt und leichtgängig bewegen kann, sollte bevorzugt eine zylindrische Führungseinrichtung um den äußeren Rand einer Tasterhaltewelle herum angeordnet sein. Damit sich die Tasterhaltewelle leichtgängig gegen die Führungseinrichtung bewegen kann, sollte bevorzugt eine geeignete Zwischeneinrichtung zwischen der Tasterhaltewelle und der Führungseinrichtung vorgesehen sein, beispielsweise ein Wälzlager. Zum Automatisieren der Messvorrichtung kann ein zusätzlicher Mechanismus bereitgestellt sein, in dem eine Schiebevorrichtung, die mit einem Motor oder einer ähnlichen Vorrichtung verbunden ist, am unteren Ende der Tasterhaltewelle angeordnet ist und die Haltewelle senkrecht bewegt, so dass der Taster relativ zur Nut des Gestells oder zum Außenrand der Gestellschablone automatisch positionierbar ist.
Wird ein solcher Mechanismus verwendet, und ist die Toleranz für die Zwischeneinrichtung zu eng, die zwischen die Tasterhaltewelle und die Führungseinrichtung eingesetzt ist, so wird die freie senkrechte Bewegung des Tasters während der Messung behindert. Die Schiebevorrichtung kann dann den Taster vor der Messung zwar zufriedenstellend anheben, nach der Messung senkt sich der Taster jedoch möglicherweise nicht, da er durch sein Eigengewicht nicht absinkt.
Um derartige Schwächen zu vermeiden, kann man für die Toleranz der Zwischeneinrichtung, die zwischen die Taster haltewelle und die Führungseinrichtung eingesetzt ist, einen größeren Wert wählen. In diesen Fall senkt sich der Taster nach der Messung durch sein Eigengewicht, wenn er vom Druck befreit wird, den das Gestell oder die Gestellschablone waagrecht auf ihn ausübt. Die Zwischeneinrichtung kann jedoch durch die Zähigkeit des Schmieröls an der Führungseinrichtung haften und sich nicht senken. Erfolgt anschließend eine neue Messung, und hebt sich die Tasterhaltewelle, wobei ihre Achse leicht gegen die Achse der Zwischeneinrichtung oder der Führungseinrichtung geneigt ist, so kann die Tasterhaltewelle nicht gegen die Zwischeneinrichtung gleiten. Nachdem die Zwischeneinrichtung ihre höchstmögliche Stellung eingenommen hat, verhindert sie möglicherweise eine weitere Aufwärtsbewegung der Tasterhaltewelle. Dadurch kann der Taster nicht in der Gestellnut oder am Außenrand der Gestellschablone angeordnet werden.
Im Allgemeinen ist die Gestellform-Messvorrichtung mit einer Haltevorrichtung versehen, die das Gestell während der Messung fest einspannt. Herkömmliche Haltevorrichtungen kann man einteilen in eine Art, bei der das Gestell mit Haltegliedern seitlich gehalten wird, und in eine Art, bei der das Gestell an vier Punkten von oben und unten gehalten wird.
Fig. 1 zeigt eine Draufsichtskizze einer herkömmlichen Haltevorrichtung, die ein Brillengestell mit Hilfe von Haltegliedern hält. Mindestens eines der zwei Halteglieder 307 und 308 ist beweglich, so dass sich die beiden Glieder aufeinander zu und voneinander weg bewegen können. In dieser Haltevorrichtung wird ein Gestell 306 mit einer vorbestimmten Kraft so zwischen die Halteglieder 307 und 308 eingespannt, dass die gegenüberliegenden Flächen der Halteglieder das Gestell an vier Punkten P1 bis P4 an den äußeren Randflächen des linken und rechten Gestellrands 306a und 306b berühren. Damit wird das Gestell 306 festgehalten.
Fig. 2 zeigt eine Seitenansichtsskizze einer herkömmlichen Haltevorrichtung, die ein Gestell an vier Punkten von oben und unten einspannt. Ein bewegliches Teil 312 besitzt ein Halteteil 314a und ein Druckteil 314b, die den Rand 311a eines Gestells 311 von oben und unten einspannen, und ein Halteteil 315a und ein Druckteil 315b, die den anderen Rand 311b von oben und unten einspannen. Ein weiteres bewegliches Teil 313 besitzt zwei Teilepaare mit vergleichbaren Funktionen, d. h. ein Halteteil 316a und ein Druckteil 316b und ein Halteteil 317a und ein Druckteil 317b.
In der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 1 werden die Ränder 306a und 306b seitlich an vier Punkten P1 bis P4 eingespannt. Sind die Ränder 306a und 306b unterschiedlich groß, so berührt das Gestell die Halteglieder nicht an allen vier Punkten P1 bis P4, und es wird schließlich nur an drei Punkten gehalten. Folglich ist das Gestell 306 nicht stabil eingespannt, und seine Lage kann sich während der Messung der Gestellform verschieben. Um eine derartige Verschiebung zu vermeiden, kann man die Haltekraft der Halteglieder 307 und 308 vergrößern. In diesem Fall verformt sich jedoch das Gestell 306, und es wird unmöglich, die Gestellform genau zu messen.
In der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 2 wird das Gestell 311 von oben und unten gehalten. Wird auch nur eine geringe Kraft in Richtung der Ebene des Gestells ausgeübt, so kann sich das Gestell 311 in dieser Richtung verschieben. Um dies zu vermeiden muss man die Einspannkraft des Gestells 311 vergrößern. Wird die Einspannkraft jedoch zu groß, so verformt sich das Gestell 311, und es wird - wie im Fall der Einrichtung gemäß dem Stand der Technik nach Fig. 1 - unmöglich, die Gestellform genau zu messen.
DE-A-41 26 313 offenbart eine Einrichtung zum Halten eines Brillengestells in einer vorbestimmten Lage. Die Ein richtung umfasst die Merkmale, die im Oberbegriff von Anspruch 1 enthalten sind.
Gemäß der Erfindung wird eine Vorrichtung bereitgestellt, die ein Brillengestell in einer im Wesentlichen waagrechten Lage hält, umfassend:
zwei Halteglieder, die jeweils die oberen und unteren Abschnitte des Gestells berühren können, um damit das Gestell zu halten, wobei mindestens eines der beiden Halteglieder eine Berührfläche aufweist, gegen die das Gestell entweder in Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung gedrückt wird,
dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zudem umfasst:
einen Drehmechanismus, der das mindestens eine Halteglied im Wesentlichen parallel zu einer Ebene des Gestells dreht und damit einen Berührwinkel zwischen dem mindestens einen Halteglied und dem Gestell einstellt; und
einen Anschlagmechanismus, der die Drehbewegung des mindestens einen Halteglieds beendet, nachdem der Drehmechanismus den Berührwinkel eingestellt hat.
Die Erfindung wird nun anhand der beiliegenden Zeichnungen beschrieben. Diese stellen bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft dar.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN

Es zeigt:
Fig. 1 eine Draufsichtskizze einer herkömmlichen Haltevorrichtung, in der ein Gestell von Haltegliedern gehalten wird;
Fig. 2 eine Seitenansichtsskizze einer weiteren herkömmlichen Haltevorrichtung, in der ein Gestell an vier Punkten von oben und unten gehalten wird;
Fig. 3 eine perspektivische Darstellung einer Gestellform-Messvorrichtung;
Fig. 4 eine perspektivische Darstellung der Rückseite der Gestellform-Messvorrichtung mit einem abgenommenem Gehäuse;
Fig. 5 eine Draufsicht eines Mittenabschnitts eines Grundteils;
Fig. 6 eine Querschnittsdarstellung des Grundteils entlang der Linie A-A in Fig. 5;
Fig. 7 eine Querschnittsdarstellung der Gestellform- Messvorrichtung entlang der Linie B-B in Fig. 4;
Fig. 8 eine Darstellung eines ersten Zustands der Gestellform-Messvorrichtung in Fig. 7;
Fig. 9 eine Darstellung eines zweiten Zustands der Gestellform-Messvorrichtung in Fig. 7;
Fig. 10 eine Seitenansicht eines Anfangsbetätigungsmechanismus in Z-Richtung;
Fig. 11 eine Querschnitts-Seitenansicht eines Käfigs, eines unteren Endes des Tasters und eines oberen Endes einer Schiebewelle in vergrößertem Maßstab;
Fig. 12 eine perspektivische Darstellung des Käfigs;
Fig. 13 eine teilweise aufgeschnittene Darstellung des Tasters mit einer Fase;
Fig. 14 eine Querschnittsansicht, die darstellt, wie der Taster und seine zugehörigen Teile angeordnet sind;
Fig. 15 eine perspektivische Darstellung eines Gestellform-Messabschnitts;
Fig. 16 eine Seitenansicht des Gestellform-Messabschnitts gesehen aus der Richtung, die der Pfeil A in Fig. 15 angibt;
Fig. 17 ein Blockdiagramm des Aufbaus des Steuerabschnitts, der den Betriebsablauf der Gestellform-Messvorrichtung steuert;
Fig. 18 eine perspektivische Darstellung der Gestellform-Messvorrichtung, die erläutert, wie ein Brillengestell gehalten wird;
Fig. 19 eine Draufsicht eines Zustands, in dem ein Gestellhalteglied gegen einen oberen Abschnitt des Gestells gedrückt wird;
Fig. 20 eine Ansicht eines ersten Zustands eines Gestellhalteabschnitts;
Fig. 21 eine Ansicht eines zweiten Zustands des Gestellhalteabschnitts;
Fig. 22(A) einen Aufriss der Gestellhaltevorrichtung der Gestellform-Messvorrichtung;
Fig. 22(B) eine Draufsicht der Gestellhaltevorrichtung der Gestellform-Messvorrichtung;
Fig. 23 ein Flussdiagramm eines Gestellhaltevorgangs, den die Steuerschaltung ausführt;
Fig. 24 ein Flussdiagramm, das Einzelheiten des Schritts S11 in Fig. 23 darstellt;
Fig. 25(A) eine erste Querschnittsdarstellung, die erläutert, wie sich ein Tasterkopf in eine Gestellnut einfügt;
Fig. 25(B) eine zweite Querschnittsdarstellung, die erläutert, wie sich der Tasterkopf in eine Gestellnut einfügt;
Fig. 26 eine Skizze, die die Form eines Gestells darstellt;
Fig. 27 eine Darstellung eines Teils des Gestells, gesehen aus der Richtung, die der Pfeil 71 in Fig. 26 angibt; und
Fig. 28 eine Vorderansicht eines Gestells, die die Bewegung eines Tasterkopfs erläutert.

BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN

Es sei an dieser Stelle darauf hingewiesen, dass die Erfindung eine Halteeinrichtung wie in Anspruch 1 bestimmt betrifft. Bezugnahmen auf andere Vorrichtungen dienen nur der Erläuterung.
Fig. 3 zeigt eine perspektivische Darstellung einer Einrichtung zum Messen der Form eines Brillengestells. Eine Gestellform-Messvorrichtung 201 besitzt ein Gehäuse 202 als äußeres Bauteil, das einen Gestellhalteabschnitt, einen Gestellform-Messabschnitt, einen Steuerabschnitt zum Steuern der Arbeit des Halteabschnitts und des Messabschnitts usw. einschließt. Der Gestellhalteabschnitt, der Gestellform-Messabschnitt und der Steuerabschnitt werden im Weiteren in der angegebenen Reihenfolge beschrieben.

I. Aufbau der Gestellform-Messvorrichtung

I-1. Aufbau des Gestellhalteabschnitts

Ein Gehäuse 203 mit rechteckiger, rahmenartiger Form ist auf der Oberseite des Gehäuses 202 montiert, siehe Fig. 3. Im Gehäuse 203 ist eine Gestellhaltevorrichtung 204 befestigt. Die Gestellhaltevorrichtung 204 ist im Wesentlichen aus einem hinteren Halter 205 und einem vorderen Halter 206 aufgebaut. Den vorderen und den hinteren Halter 205 und 206 kann man gleichzeitig in entgegengesetzten Richtungen parallel zur Tiefenrichtung der Messvorrichtung verschieben. Hierbei sind allgemein verschiedene Richtungen abhängig von der Ausrichtung der Gestellform-Messvorrichtung 201 bezeichnet. Insbesondere ist ein Teil der Einrichtung 201, an der eine Bedientafel 223 angeordnet ist, als Vorderteil bezeichnet. Zahlreiche Bauteile sind mit näheren Bestimmungen bezeichnet, z. B. "vorne", "hinten", "links", "rechts", "oben", "unten" usw., so wie sie gesehen von der Vorderseite der Einrichtung 201 angeordnet sind.
An der Vorderseite des hinteren Halters 205 ist eine Kontaktplatte 207 angeordnet. In die Kontaktplatte 207 sind nahe an ihrer Mitte Öffnungen 207a und 207b eingeschnitten. Vom hinteren Halter 205 stehen jeweils durch die Öffnungen 207a bzw. 207b die Klemmabschnitte 208 und 209 vor, die die jeweiligen unteren Abschnitte der linken und rechten Ränder eines Gestells von oben und unten einspannen. Wird ein Knopf 210 betätigt, so spannen die Klemmabschnitte 208 und 209 jeweils den zugehörigen Rand mit einem vorbestimmten Druck von oben und unten ein, und sie richten die Mitte des Rands in Dickenrichtung auf eine vorbestimmte Einspannposition aus.
Die Kontaktplatte 207 ist mit Schienen 211 und 212 versehen, die von einer Seite zur anderen (bzw. waagrecht) verlaufen. Auf den Schienen 211 und 212 sind jeweils Hilfsteile 213 bzw. 214 gleitfähig montiert. Die Hilfsteile 213 und 214 dienen zum Einspannen des unteren Gestellabschnitts von den Seiten der rechten und linken Ränder und ordnen damit das Gestell an.
Der vordere Halter 206 besteht hauptsächlich aus einem Gestellhalteteil 215 und einem Trägerteil 216, das das Teil 215 trägt. Das Gestellhalteteil 215 ist auf einem Befestigungsabschnitt 217 montiert, damit es sich in einer waagrechten Ebene in einem vorbestimmten Winkelbereich um den Abschnitt 217 drehen kann. Die Rückseite des Gestellhalteteils 215 ist als im Wesentlichen ebene Fläche ausgebildet, die mit den oberen Abschnitten der Gestellränder in Berührung gebracht wird.
Das Gestellhalteteil 215 ist mit Schienen 218 und 219 versehen, die von einer Seite zur anderen (bzw. waagrecht) verlaufen. Auf den Schienen 218 und 219 sind jeweils Hilfsteile 220 und 221 gleitfähig montiert. Die Hilfsteile 220 und 221 dienen zum Einspannen des oberen Gestellabschnitts von den Seiten der rechten und linken Ränder und ordnen damit das Gestell an.
Nachdem der vordere und der hintere Halter 205 und 206 ein Brillengestell korrekt halten, beginnt die automatische Gestellformmessung mit Hilfe eines Tasters 30. Dies wird im Weiteren beschrieben. Die automatische Messung erfolgt durch einen Befehl von einer Tafel 223, die am Vorderteil des Gehäuses 202 angebracht ist.
Auf der Tafel 223 befinden sich allgemein ein Startknopf 223a, ein Anhalteknopf 223b, ein Einspannknopf 223c und ein Knopf 223d zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen. Der Startknopf 223a dient zum Starten der automatischen Messung. Der Anhalteknopf 223b dient zum Anhalten der automatischen Messung in der Mitte. Den Einspannknopf 223c verwendet man dazu, die Klemmabschnitte 208 und 209 um ein sehr kleines Stück zur Rückseite der Einrichtung hin (nach hinten) zu bewegen. Drückt man den Einspannknopf 223c, so wird das Gestellhalteteil 215 automatisch in der momentanen Winkellage fixiert. Der Knopf 223d zum Vorwärts- und Rückwärtsbewegen dient dazu, die Vorwärts- und Rückwärtsbewegung des Tasters 30 während einer manuellen Formmessung zu steuern.
Fig. 4 zeigt eine perspektivische Darstellung der Rückseite der Gestellform-Messvorrichtung 201 mit abgenommenem Gehäuse 203. Im Folgenden werden verschiedene Richtungen - wie oben angegeben - abhängig von der Ausrichtung der Gestellform-Messvorrichtung 201 bezeichnet. Der Teil der Einrichtung 201, an der sich die Tafel 223 befindet, wird als Vorderteil bezeichnet. Ausgehend davon werden verschiedene nähere Bestimmungen verwendet, z. B. "vorne", "hinten", "links", "rechts", "oben", "unten" usw.
Die Gestellhaltevorrichtung 204 ist auf der Oberseite 202a des Gehäuses 202 angeordnet. Der vordere und der hintere Halter 205 und 206 sind verschiebbar auf einem Tisch 224 montiert. Der Tisch 224 ist mit einer Kunstharzlage 224b bedeckt. In ihn ist eine Öffnung 224a geschnitten, in der sich der Taster 30 bewegen kann. An den linken und rechten Kanten des Tisches 224 sind die Seitenrahmen 225 bzw. 226 angeordnet. Eine stangenförmige Welle 227 verbindet die Vorderenden der Seitenrahmen 225 und 226 miteinander. Eine weitere stangenförmige Welle 228 verbindet die rückwärtigen Enden der Seitenrahmen 225 und 226 miteinander.
Die hintere Welle 228 ist mit einer waagrechten Antriebseinheit 229 verbunden (von einer Seite zur anderen wirkend), die mit dem Gerätekörper verbunden ist. In der waagrechten Antriebseinheit 229 ist ein Motor 229a für den waagrechten Antrieb untergebracht, der an einem Ende seiner Drehwelle ein Ritzel 229b hat. Der Motor 229a für den waagrechten Antrieb ist so angeordnet, dass das Ritzel in eine nicht dargestellte Zahnstange eingreift, die auf der Welle 228 ausgebildet ist. Durch eine Drehung des Motors 229a für den waagrechten Antrieb gleitet die Welle 228 abhängig von der Drehrichtung des Motors nach links oder rechts. Gleitet die Welle 228 seitwärts, so bewegen sich der Tisch 224 und verschiedene daran befestigte Bauteile, beispielsweise der vordere und der hintere Halter 205 und 206, gemeinsam mit.
Am Seitenrahmen 225 sind in der Nähe des vorderen und des hinteren Endabschnitts die Riemenscheiben 230a bzw. 230b montiert. Um die Riemenscheiben 230a und 230b ist ein Draht 231 geschlungen. In vergleichbarer Weise sind jeweils (nicht dargestellte) Riemenscheiben in der Nähe des vorderen und des hinteren Endabschnitts des Seitenrahmens 226 montiert. Um die Riemenscheiben ist ein Draht 232 geschlungen.
Mit den Drähten 231 und 232 sind jeweils die Enden 216a und 216b (das Ende 216b ist nicht dargestellt) des Trägerteils 216 des vorderen Halters 206 verbunden, und die Enden 233a bzw. 233b eines L-förmigen Teils 233, das die Kontaktplatte 207 des hinteren Halters 205 trägt. Im Einzelnen ist das Trägerteil 216 nur an der Innenseite eines jeden Drahts 231 und 232 mit Schrauben befestigt. Das Grundteil 233 ist nur an der Außenseite eines jeden Drahts 231 und 232 mit Schrauben befestigt.
Die gegenüberliegenden Enden 216a und 216b des Trägerteils 216 und die gegenüberliegenden Enden 233a und 233b des Grundteils 233 sind verschiebbar auf (nicht dargestellten) Schienen montiert, die an den Seitenrahmen 225 und 226 angeordnet sind. Das Ende 216a des Trägerteils 216 ist mit einer Schraube auch an einem Ende einer Konstantkraftfeder 234 befestigt. Das andere Ende der Konstantkraftfeder 234 ist auf eine Büchse 235 gewickelt, die an der Rückseite des Seitenrahmens 225 angebracht ist, so dass das Trägerteil 216 nach hinten gezogen wird.
Bei der beschriebenen Anordnung ruhen die vorderen und hinteren Halter 205 und 206 normalerweise ungefähr in der Mitte des Tisches 224 und berühren einander. Bewegt die Bedienperson einen der Halter von Hand gegen die Zugkraft der Konstantkraftfeder 234, so gleiten die Halter 205 und 206 jeweils um die gleiche Entfernung in entgegengesetzte Richtungen. Bewegt man den hinteren Halter 205 um ein gewisses Stück nach hinten, so gleitet der vordere Halter 206 um das gleiche Stück nach vorn.
Am hinteren Ende des Grundteils 233 sind angeordnet: der Knopf 210, die Antriebseinheiten 236 und 237 für die senkrechte Richtung, die die Klemmabschnitte 208 bzw. 209 vertikal bewegen, eine hintere Antriebseinheit 238, die den Knopf 210 und die Klemmabschnitte 208 und 209 relativ zum Grundteil 233 nach hinten bewegt, und ein Bremsmechanismus 239, der die Bewegung des Grundteils 233 abbremst.
Der Knopf 210 ist über eine Riemenscheibe 240 und einen Draht 241 mit den inneren Mechanismen der Antriebseinheiten 236 und 237 für die senkrechte Richtung verbunden. Wird der Knopf 210 niedergedrückt, so überträgt der Draht 241 die Abwärtsbewegung auf den inneren Mechanismus der Antriebseinheiten 236 und 237 für die senkrechte Richtung. Dadurch bewegen sich die Klemmabschnitte 208 und 209 vertikal.
Die verschiedenen auf dem Grundteil 233 angeordneten Vorrichtungen werden nun ausführlich beschrieben.
Fig. 5 zeigt eine Draufsicht des mittleren Abschnitts des Grundteils 233. Das Grundteil 233 besitzt einen senkrechten Abschnitt 233c, an dem die Kontaktplatte 207 befestigt ist, und einen waagrechten Abschnitt 233d, auf dem ein Gleittisch 242 verschiebbar angeordnet ist. Am Gleittisch 242 sind der Knopf 210, die Antriebseinheiten 236 und 237 für die senkrechte Richtung, ein Teil der Rückwärts-Antriebseinheit 238 und ein Teil des Bremsmechanismus 239 befestigt.
Die Rückwärts-Antriebseinheit 238 ist hauptsächlich aus einen Rückwärts-Antriebsmotor 238a, einer Zahnstange 238c und einem Grundteil 238d aufgebaut. Der Rückwärts-Antriebsmotor 238a ist an dem Grundteil 238d befestigt. Die Zahnstange 238c ist mit Schrauben am Gleittisch 242 befestigt. Das Grundteil 238d ist an einer Befestigungsplatte 233e montiert, die vertikal aus dem hinteren Ende des waagrechten Abschnitts 233d aufsteigt.
Auf der Welle des Rückwärts-Antriebsmotors 238a ist ein Ritzel 238b befestigt, das in die Zahnstange 238c eingreift. Dreht sich der Rückwärts-Antriebsmotor 238a, so wird die Kraft über das Ritzel 238b auf die Zahnstange 238c übertragen. Damit verschiebt sich der gesamte Gleittisch 242 nach vorne oder hinten.
Der Bremsmechanismus 239 ist im Wesentlichen aus einem Gleitstück 239a, einem Bremsteil 239b und einem konvexen Teil 239c aufgebaut. Das Gleitstück 239a ist mit Schrauben am Gleittisch 242 befestigt, so dass es sich zusammen mit dem Tisch 242 vorwärts oder rückwärts bewegt. Befindet sich der Gleittisch 242 in der nächstmöglichen Stellung bezüglich des senkrechten Abschnitts 233c des Grundteils 233, so ist das Gleitstück 239a vom konvexen Teil 239c getrennt. Wird der Gleittisch 242 um einen vorbestimmten Abstand nach hinten bewegt, so berührt der hintere Teil des Gleitstücks 239a den Kopf des konvexen Teils 239c.
Fig. 6 zeigt eine Querschnittsdarstellung des Grundteils entlang der Linie A-A in Fig. 5. Wie dargestellt ragen aus der Kontaktplatte 207 nur die Klemmteile 208a bis 208d, die den Klemmabschnitt 208 bilden (die Abbildung zeigt nur die Klemmteile 208a und 208c), nach vorn heraus. Die oberen Klemmteile 208a und 208b sind an einem oberen Antriebsteil 236a der Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung befestigt. Die unteren Klemmteile 208c und 208d sind an einem unteren Antriebsteil 236b der gleichen Einheit 236 befestigt.
Zwischen dem dargestellten Klemmteilepaar (208a, 208c) und dem Klemmteilepaar (208b, 208d), das sich hinter dem in Fig. 6 dargestellten Paar befindet, ist ein senkrechter Kontaktstab 208e angeordnet. Der Kontaktstab 208e dient zum Halten eines Brillengestells zusammen mit den Klemmteilen 208a bis 208d und auch zum Aufrechterhalten eines konstanten Abstands zwischen dem Gestell und der Kontaktplatte 207.
Die oberen und unteren Antriebsteile 236a und 236b sind so angeordnet, dass sie senkrecht entlang einer Welle 236c beweglich sind, die durch ihre Mitte verläuft. Sie berühren einander normalerweise durch die Einwirkung einer Feder 236d nahe an der Mitte der Welle 236c. Das obere und das untere Antriebsteil 236a und 236b sind beide über ein Verbindungsteil 236f mit einem rotierenden Teil 236e verbunden.
Das rotierende Teil 236e ist über den Draht 241, siehe Fig. 4, mit dem Knopf 210 verbunden. Wird der Knopf 210 niedergedrückt, so dreht sich das rotierende Teil 236e in einer Ebene senkrecht zur Papieroberfläche, und das obere und das untere Antriebsteil 236a und 236b bewegen sich aufwärts bzw. abwärts. Trennen sich das obere und das untere Antriebsteil 236a und 236b auf diese Weise voneinander, so heben bzw. senken sich die daran befestigten Klemmteile 208a bis 208d entsprechend. Drückt die Bedienperson den Knopf 210 nicht mehr nieder, so kehren das obere und das untere Antriebsteil 236a und 236b durch die Kraft der Feder 236d in ihre Ausgangslage zurück. Damit bewegen sich die oberen und unteren Klemmteile 208a bis 208d um ein gleich großes Stück aufwärts oder abwärts, und der Mittelpunkt des Einspannhubs wird nicht verschoben. Dabei wird die Lage, in der ein Brillengestell gehalten wird, von unterschiedlich dicken Gestellrändern nicht beeinflusst.
Die Antriebseinheit 237 für die senkrechte Richtung und der Klemmabschnitt 209 sind im Wesentlichen genauso aufgebaut wie die Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung bzw. der Klemmabschnitt 208, die auch neben ihnen angeordnet sind. Sie werden daher nicht mehr beschrieben.
Die Antriebseinheit 236 für die senkrechte Richtung ist normalerweise in größtmöglicher Nähe zur Kontaktplatte 207 angeordnet und gleitet nach hinten, wenn der Motor 238a angesteuert wird. Der Motor 238a arbeitet immer dann, wenn der Klemmknopf 223c auf der Tafel 223 niedergedrückt wird, um den Gleittisch 242 ein vorbestimmtes Stück zu verschieben. Die Rückwärtsbewegung des Gleittischs 242 erfolgt jedoch nur zweimal hintereinander. Wird der Klemmknopf 223c dreimal nacheinander gedrückt, so dreht sich der Motor 238a in umgekehrter Richtung und führt den Tisch 242 in seine Ausgangslage zurück.
Bei jeder Rückwärtsbewegung des Gleittischs 242 bewegen sich auch die Klemmteile 208a bis 208d und das Gleitstück 239a nach hinten. Hat sich der Tisch 242 einmal verschoben, so berührt das Gleitstück 239a den Kopf des konvexen Teils 239c und schiebt das Bremsteil 239b nach unten. Das Bremsteil 239b ist senkrecht um einen Zapfen 239e schwenkbar.
Mit dem rückwärtigen Ende des Bremsteils 239b ist ein Ende der Feder 239d verbunden; ihr anderes Ende ist an der Befestigungsplatte 233e angebracht. Die elastische Kraft der Feder 239d hält das Bremsteil 239b normalerweise nahezu waagrecht. Drückt das Gleitstück 239a das konvexe Teil 239c nieder, so schwenkt das Bremsteil 239b um den Zapfen 239e nach unten und wird gegen die Kunstharzlage 224b auf dem Tisch 224 gedrückt. Dadurch entsteht ein reibender Eingriff zwischen dem Bremsteil 239b und der Lage 224b, und die Bewegung des gesamten Grundteils 233 wird abgebremst. Die Position sowohl des hinteren Halters 205 als auch des vorderen Halters 206 in der Tiefenrichtung der Einrichtung bleiben jedoch fest.
Es wird nun der Aufbau des vorderen Halters 206 beschrieben.
Fig. 7 zeigt eine Querschnittsdarstellung der Gestellform-Messvorrichtung entlang der Linie B-B in Fig. 4. Das Gestellhalteteil 215 ist über einer oberen Platte 216c des Trägerteils 216 angeordnet, und ist über eine Schraube 217a und Lager 217b im Montageabschnitt 217 waagrecht schwenkbar gehalten. Das Gestellhalteteil 215 ist mit etwas Spiel eingebaut, so dass es auch eine senkrechte Schwenkbewegung über einen sehr kleinen Winkel ausführen kann. Innerhalb des Gestellhalteteils 215 ist ungefähr auf dessen halber Höhe eine Zwischenplatte 215a ausgebildet.
Ein links in Fig. 7 dargestellter Schiebemotor 243 ist auf dem Trägerteil 216 montiert. An der Welle des Schiebemotors 243 ist ein Schiebeteil 243a befestigt. Es ragt durch eine in die obere Platte 216c geschnittene Öffnung 216d in den Raum, den das Gestellhalteteil 215 umgibt. Das Schiebeteil 243a ist ein zylindrisches Teil, dessen Durchmesser geringfügig kleiner ist als die Breite zwischen der vorderen und hinteren Innenwand des Gestellhalteteils 215. Das Schiebeteil 243a stößt gegen die Innenwand des Gestellhalteteils 215, wenn das Teil 215 waagrecht um einen vorbestimmten Winkel gedreht wird, und verhindert damit eine weitere Drehung des Gestellhalteteils 215.
Zudem ist das Schiebeteil 243a so angeordnet, dass es im Normalzustand die Zwischenplatte 215a gerade berührt oder durch einen engen Spalt (T) davon getrennt ist, siehe Fig. 8. Wird der Schiebemotor 243 betätigt, so hebt sich das Schiebeteil 243a und schiebt die Zwischenplatte 215a nach oben, wodurch sich das gesamte Gestellhalteteil 215 geringfügig im Uhrzeigersinn neigt, siehe Fig. 7 und 8.
Ein Anschlag 244 ist mit einer Schraube am rechten Teil (Fig. 7) der oberen Platte 216c befestigt. Der Anschlag 244 ist so angeordnet, dass im Normalzustand ein kleiner Spalt 245 (AT in Fig. 8) zwischen der oberen Fläche des Anschlags und der Zwischenplatte 215a vorhanden ist. Wird der Schiebemotor 243 betätigt und das Gestellhalteteil 215 geneigt, siehe Fig. 9, so berührt der Anschlag 244 die Zwischenplatte 215a, und die Reibungskraft verhindert eine waagrechte Drehung des Gestellhalteteils 215. Da in der Praxis das Gestellhalteteil 215 um einen sehr kleinen Winkel geneigt ist, beeinflusst die Neigung des Teils 215 in keiner Weise den Berührzustand mit dem Brillengestell. Als anderes Mittel zum Beenden der Schwenkbewegung kann man einen zusätzlichen Motor verwenden, der die Schwenkbewegung steuert, oder man kann anstelle des erläuterten Beispiels einen zusätzlichen Mechanismus bereitstellen, der ein Teil enthält, das die Schwenkbewegung steuert.
Es wird nun ein Anfangsbetätigungsmechanismus in Z-Richtung beschrieben, der den Taster 30 in axialer Richtung (Z-Richtung) in eine vorbestimmte waagrechte Stellung bewegt.
Fig. 10 zeigt eine vergrößerte Seitenansicht eines Oberteils des Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung in Fig. 16, der später ausführlich beschrieben wird. Der Betätigungsmechanismus ist an der Gleitplatte 16 befestigt und besteht aus einem Z-Richtungs-Motor 61, der umfasst: einen Schrittmotor, eine durch den Z-Richtungs-Motor 61 angetrie bene Getriebebaugruppe 62, eine Schiebewelle 63, die durch den Z-Richtungs-Motor 61 verläuft und durch die Getriebebaugruppe 62 in senkrechter Richtung (Fig. 10) bewegt wird, und einen Ursprungssensor 64, der vom unteren Ende der Schiebewelle 63 betätigt wird.
Die Schiebewelle 63 verbleibt normalerweise in einer Stellung, in der der Ursprungssensor 64 eingeschaltet ist. Führt man dem Z-Richtungs-Motor 61 eine vorbestimmte Anzahl elektrischer Impulse zu, so hebt er die Schiebewelle 63 an und drückt den Taster 30 nach oben. Der Z-Richtungs-Motor 61 hält an, wenn der Taster 30 eine vorbestimmte Position erreicht. Der Taster 30 wird in dieser Stellung gehalten, bis elektrischer Strom in Gegenrichtung durch den Z-Richtungs-Motor 61 geleitet wird. Speist man Strom in Gegenrichtung in den Z-Richtungs-Motor 61 ein, so senkt er die Schiebewelle 63 ab, und der Ursprungssensor 64 schaltet ein. Daraufhin wird die Stromeinspeisung in den Motor 61 beendet.

I-1-1. Aufbau des Tasters

Es wird nun der Aufbau des Tasters im Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung beschrieben, siehe Fig. 10.
Fig. 11 zeigt eine Querschnitts-Seitenansicht eines Gehäuses, des unteren Endes des Tasters und des oberen Endes der Schiebewelle in vergrößertem Maßstab. Ein äußerer Zylinder 65 ist in einer Hülse 31 angeordnet, die an der Gleitplatte 16 befestigt ist. Im äußeren Zylinder 65 ist ein Käfig 49 angeordnet. Der Aufbau des Käfigs 49 wird anhand von Fig. 12 erklärt.
Fig. 12 zeigt eine perspektivische Darstellung des Käfigs 49. Der Käfig 49 enthält eine große Anzahl Kugeln 49a bis 49n und einen zylindrischen Halter 49p, der die Kugeln drehbar festhält. Jede der Kugeln 49a bis 49n steht innen und außen über den Halter 49p vor.
Der Säulenabschnitt des Tasters 30 verläuft im Inneren des Käfigs 49, siehe nochmals Fig. 11, und hat einen Außendurchmesser, der geringfügig kleiner ist als der Innendurchmesser des Käfigs 49 (d. h. der Durchmesser eines Zylinders, der entsteht, wenn man die innersten Punkte der Kugeln 49a bis 49n verbindet). Genauer gesagt besteht ein Unterschied von ungefähr 1% zwischen dem Außendurchmesser des Säulenabschnitts und dem Innendurchmesser des Käfigs 49. Dieser kleine Spalt ermöglicht das Gleiten des Säulenabschnitts des Tasters 30 gegen den Käfig 49.
In die untere Endfläche des Tasters 30 ist ein Loch 30a geschnitten. Das Loch 30a ist um die Achse des Säulenabschnitts des Tasters 30 zugespitzt. Die Schiebewelle 63 ist bezüglich des Lochs 30a, das der Welle 63 gegenüberliegt, exzentrisch angeordnet. Die Schiebewelle 63 ist insbesondere so angeordnet, dass, wenn sie sich hebt, ein am distalen Ende ausgebildeter axialer Vorsprung 63a die zugespitzte Fläche des Lochs 30a berührt. Der Vorsprung 63a hat beispielsweise eine abgerundete Spitze und eine kugelige Form.
Durch diese exzentrische Anordnung ist der Taster 30 geringfügig gegen die Längsrichtung des Käfigs 49 geneigt, wenn ihn die Schiebewelle 63 nach oben schiebt. Folglich berührt der Säulenabschnitt des Tasters 30 den Käfig 49 teilweise eng, wobei kein Gleiten zwischen den beiden Teilen zulässig ist. Wird der Taster 30 angehoben, so hebt sich auch der Käfig 49 um eine Strecke, die genau halb so groß ist wie die Strecke, um die der Taster 30 gehoben wird.
Der Taster 30 weist am Rand eine Fase 30b auf, siehe Fig. 11, die an einem Mittenabschnitt des Säulenabschnitts ausgebildet ist und einen Außendurchmesser hat, der größer ist als der Außendurchmesser des Säulenabschnitts und kleiner als der Innendurchmesser des äußeren Zylinders 65. Die axiale Position der Fase 30b ist so eingestellt, dass das untere En de der Fase 30b das obere Ende des Käfigs 49 berührt, wenn sich der Käfig 49 in einer vorbestimmten untersten Stellung befindet (der in Fig. 14 gezeigten Stellung) und sich der Taster 30 in einer vorbestimmten untersten Stellung befindet (die in Fig. 14 dargestellte Ursprungsposition).
Fig. 13 zeigt eine teilweise aufgeschnittene Darstellung der Form des Tasters 30 mit der Fase 30b. Fig. 14 zeigt eine Querschnittsdarstellung, die angibt, wie der Taster 30 und die Umgebungsteile angeordnet sind.

I-2. Aufbau des Gestellform-Messabschnitts

Fig. 15 und 16 zeigen die Gesamtanordnung des Gestellform-Messabschnitts. Dabei zeigt Fig. 15 eine perspektivische Darstellung des Messabschnitts, und Fig. 16 eine Seitenansicht des Messabschnitts, gesehen aus der Richtung, die der Pfeil A in Fig. 15 angibt. Der Gestellform-Messabschnitt ist unter dem Gestellhalteabschnitt in Fig. 3 angeordnet.
Der Messabschnitt umfasst eine Messeinheit 1, die die Kontur einer Nut misst, die in jeden Rand eines Brillengestells Fr eingeschnitten ist, das die Gestellhaltevorrichtung unbeweglich in einer vorbestimmten Stellung hält. Die Messeinheit 1 enthält ein U-förmiges rotierendes Grundteil 2, das ein Motor 6 in θ-Richtung dreht, und zwar über eine Steuerriemenscheibe 3, die an der Unterseite des rotierenden Grundteils 2 befestigt ist, einen Steuerriemen 4 und eine Steuerriemenscheibe 5. Ein Winkelgeber 9, der über die Steuerriemenscheibe 3 mit dem Steuerriemen 4 verbunden ist, erfasst den Drehwinkel. Der Motor 6 und der Winkelgeber 9 sind an einer Grundplatte 10 des Messabschnitts befestigt (damit man die anderen Teile des Messabschnitts besser sehen kann, zeigt Fig. 15 nur einen Teil der Grundplatte 10). Die Steuerriemenscheibe 3 und das rotierende Grundteil 2 sind in (nicht dargestellten) Lagern auf der Grundplatte 10 drehbar gehalten.
Das rotierende Grundteil 2 der Messeinheit 1 besitzt zwei Seitenplatten 11 und 12 und eine rechteckige Mittelplatte 13, die die beiden Seitenplatten miteinander verbindet. Zwei parallele Gleitführungswellen 14 und 15 verlaufen zwischen den Seitenplatten 11 und 12. Auf den Gleitführungswellen 14 und 15 ist eine Gleitplatte 16 so waagrecht angeordnet, dass sie auf den Gleitführungswellen 14 und 15 in der Richtung R verschiebbar ist. Zum leichtgängigen Führen der Gleitplatte 16 weisen die Gleitführungen 17 und 18 drehbare Rollen auf, die an der Unterseite der Gleitplatte 16 befestigt sind. Die Rollen sind auf gegenüberliegenden Flächen der Gleitführungen 17 und 18 so angeordnet, dass die Gleitführungen 17 und 18 die Gleitführungswellen 14 und 15 von außen halten.
Auf die Gleitplatte 16 wirkt die Kraft der Konstantkraftfeder 20 in der Verschieberichtung R derart ein, dass die Gleitplatte 16 zur Seitenplatte 12 gezogen wird. Ein Ende der Konstantkraftfeder 20 ist auf eine Büchse 21 gewickelt, siehe Fig. 16, die ihrerseits mit einem Träger 23 an der Seitenplatte 12 befestigt ist. Das andere Ende der Konstantkraftfeder 20 ist an einem Teil der Gleitplatte 16 befestigt. Die Konstantkraftfeder 20 dient dazu, den Taster stets in die Nut des Gestells Fr zu drücken.
Der Abstand r, um den die Gleitplatte 16 in die Richtung R bewegt wird, wird mit einem Reflexions-Weggeber 24 gemessen, der als Verschiebungsmaßstab dient. Der Weggeber 24 umfasst eine Skala 25, die zwischen den Seitenplatten 11 und 12 des rotierenden Grundteils 2 verläuft, einen an der Gleitplatte 16 befestigten Detektor 26, der entlang der Skala 25 bewegbar ist, einen Verstärker 27 und ein flexibles Kabel 28, das den Verstärker 27 mit dem Detektor 26 verbindet. Der Verstärker 27 ist auf einem Halter 29 montiert, der an der Seitenplatte 12 befestigt ist.
Bewegt sich die Gleitplatte 16, so bewegt sich der Detektor 26 mit und hält stets einen gleichen Abstand von der Oberfläche der Skala 25. Der Detektor 26 speist dabei über das flexible Kabel 28 ein Impulssignal in den Verstärker 27 ein. Der Verstärker 27 verstärkt das Eingangssignal und gibt das entstehende Signal in einen später beschriebenen Zähler ein.
Die Gleitplatte 16 hält den Taster 30, der als Messbauteil dient. Der Taster 30 ist in der Hülse 31 angeordnet, die an der Gleitplatte 16 befestigt ist. Der genannte Käfig 49 (siehe Fig. 10-12) führt den Taster so, dass er sich drehen kann und in senkrechter Richtung (Z-Richtung) beweglich ist. Der Taster 30 hat einen Kopf 32, der die Form eines wulstartigen Säulenkapitells hat. Der Tasterkopf 32 wird durch die Einwirkung der Konstantkraftfeder 20 in die Nut des Gestells Fr gedrückt und bewegt sich entlang der Gestellnut Fr, wenn sich das rotierende Grundteil 2 dreht.
Der Taster 30 bewegt sich abhängig von der Randform in der Radiusrichtung des Gestellrands Fr. Der Weggeber 24 misst wie erwähnt über die Hülse 31 und Gleitplatte 16 die in Radiusrichtung durchlaufene Entfernung, d. h. den in Richtung R durchmessenen Abstand r.
Der Taster 30 bewegt sich entsprechend der Krümmung der Gestellrands Fr auch in Z-Richtung. Eine Z-Achsen-Messvorrichtung 33, die als Verschiebungsmaßstab dient, misst die in Z-Richtung durchlaufene Entfernung. Die Z-Achsen-Messvorrichtung 33, siehe Fig. 10, ist an der Gleitplatte 16 befestigt und umfasst einen CCD-Linienbildsensor 34 (CCD = Charge- Coupled Device) und eine Leuchtdiode 35 (LED, LED = Light- Emitting Diode) als Lichtquelle.
Der CCD-Linienbildsensor 34 und die Leuchtdiode 35 sind einander gegenüberliegend angeordnet. Der Taster 30 hebt und senkt sich abhängig von der Krümmung des Gestellrands Fr an einem Ort zwischen dem Sensor 34 und der Leuchtdiode 35. Damit verschiebt sich auch die Grenze zwischen dem Schatten des Tasters 30 und dem hellen Bereich, der sich auf dem CCD-Linienbildsensor 34 ausbildet, nach oben und unten, da der Taster 30 die Lichtstrahlen der Leuchtdiode 35 unterbricht. Der CCD-Linienbildsensor 34 erfasst die Entfernung vom Ende einer Messebene des Sensors zur Grenze und misst damit die Verschiebung z des Tasters 30 in Z-Richtung. Der CCD-Linienbildsensor 34 setzt die Helligkeit an jedem Punkt der Messebene in eine entsprechende Spannung um. Nach dem Empfang eines äußeren Startimpulses gibt der CCD-Linienbildsensor 34 nacheinander ab dem Ende der Messebene synchron zu von außen zugeführten Taktimpulsen Spannungen aus, die von der Helligkeit der Einzelpunkte abhängen. Ein Komparator setzt diese Spannungen in Binärsignale um. Die senkrechte Verschiebung des Tasters 30 wird gemessen, indem man die Anzahl der Taktimpulse zählt, und zwar ab der Erzeugung des Startimpulses solange, bis der Binärsignalpegel von "0" auf "1" geht, d. h., bis zu dem Punkt, der der Grenze zwischen dem Tasterschatten und dem hellen Bereich entspricht.
Der Messabschnitt ist auch mit einem Motordrehungs-Begrenzungsmechanismus 36 versehen, der den Motor 6 nach der Formmessung anhält, siehe Fig. 16. Dieser Mechanismus umfasst ein die Drehung begrenzendes L-förmiges Metallteil 37, das an der Randfläche der Steuerriemenscheibe 3 befestigt ist, eine senkrecht verlaufende Unterbrecherstange 38, die von dem L-förmigen Metallteil 37 betätigt wird, eine mit der Unterbrecherstange 38 zusammengebaute Unterbrecherplatte 39, die waagrecht verläuft, ein Paar Federn (nicht dargestellt), die an der Unterbrecherplatte 39 und der Unterbrecherstange 38 waagrecht in entgegengesetzten Richtungen ziehen und dadurch die Teile beweglich halten, und Photounterbrecher 41a und 41b, die gemeinsam mit der Unterbrecherplatte 39 betrieben werden. Die Photounterbrecher 41a und 41b und die beiden Federn sind an der Grundplatte 10 befestigt.
Das die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37 verschiebt die Unterbrecherstange 38, und es wird ein Signal erzeugt, wenn die Unterbrecherplatte 39 die Photounterbrecher 41a und 41b durchläuft und das Licht unterbricht. Eine im Weiteren beschriebene Steuerschaltung hält den Motor 6 an, wenn sie dieses Signal empfängt.
Der Messabschnitt enthält zudem, siehe Fig. 16, einen Anfangsbetätigungsmechanismus 50 in R-Richtung, der den Taster 30 vor der Formmessung in R-Richtung in eine vorbestimmte Stellung bewegt (ungefähr die Mitte des Gestellrands). Der Mechanismus 50 ist aufgebaut aus: einem R-Richtungs-Motor 51, der einen an der Seitenplatte 12 befestigten Schrittmotor umfasst, einer am R-Richtungs-Motor 51 montierten Riemenscheibe 52, einer an der Seitenplatte 11 befestigten Riemenscheibe 53, einem Draht 54, der die Riemenscheiben 52 und 53 verbindet, einer Schraubenfeder 55 und einem Anschlag 56, die einzeln in der Mitte des Drahts 54 angeordnet sind, und einem an der Gleitplatte 16 befestigten Berührteil 57, das den Anschlag 56 stets von rechts berührt, siehe Fig. 16.
Der Anschlag 56 wird nun ausführlich beschrieben. Nach dem Abschluss der Formmessung bewegt der R-Richtungs-Motor 51 den Anschlag 56 in eine vorbestimmte Ursprungslage nahe an der Riemenscheibe 53 und hält ihn dort. Daher ist die Gleitplatte 16 vor Beginn einer nachfolgenden Formmessung nahe an der Riemenscheibe 52 angeordnet. Durch das Einspeisen einer vorbestimmten Anzahl elektrischer Stromimpulse bewegt der R-Richtungs-Motor 51 den Anschlag 56 nach links, siehe Fig. 16. Durch die Wirkung der Konstantkraftfeder 20 bewegt sich auch das Berührteil 57 nach links. Damit bewegt sich auch die Gleitplatte 16 nach links. Hat sich die Gleitplatte 16 in die Nähe einer vorbestimmten Position bewegt, so hält der R-Rich tungs-Motor 51 an. Anschließend hebt der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung den Kopf 32 des Tasters 30 auf eine vorbestimmte Höhe an. Nachfolgend dreht sich der R-Richtungs-Motor 51 in die gleiche Richtung und bewegt den Anschlag 56 nach links, siehe Fig. 16, Damit bewegen sich das Berührteil 57 und dementsprechend die Gleitplatte 16 nach links. Dadurch berührt der Kopf 32 des Tasters 30 den Rand des vorher befestigten Gestells Fr. Die Linksbewegung der Gleitplatte 16 und des Berührteils 57 enden, der Anschlag 56 bewegt sich jedoch weiter nach links in eine vorbestimmte Stellung, in der die Stromversorgung des R-Richtungs-Motors 51 unterbrochen wird.
Nun erfolgt die Formmessung. Nach Abschluss der Formmessung dreht sich der R-Richtungs-Motor 51 in umgekehrter Richtung und bewegt den Anschlag 56 in die vorbestimmte Ursprungslage nahe an der Riemenscheibe 53, und der Anschlag 56 wird wie beschrieben dort festgehalten. Damit wird die Gleitplatte 16 in einer Stellung nahe an der Riemenscheibe 52 gehalten.

I-3. Aufbau des Steuerabschnitts

Fig. 17 zeigt ein Blockdiagramm des Aufbaus des Steuerabschnitts, der die Abläufe im Gestellhalteabschnitt und im Gestellform-Messabschnitt steuert. Eine Steuerschaltung 42, die einen Microcomputer umfasst, ist auf einer Steuerschaltungsplatine angeordnet, die sich im Gehäuse 202 befindet (Fig. 4).

I-3-1. Anordnung des Steuerabschnitts, der den Halteabschnitt steuert

Die Steuerschaltung 42, siehe Fig. 17, erhält ein Betätigungssignal vom Startknopf 223a, vom Anhalteknopf 223b, vom Klemmknopf 223c oder vom Vorwärts-Rückwärts-Bewegungsknopf 223d auf der Tafel 223. Abhängig vom Betätigungssignal steuert die Steuerschaltung 42 den Rückwärtsmotor 238a, den Schiebemotor 243 oder den Waagrechtmotor 229a. Die Steuerschaltung 42 weist einen eingebauten Speicher 42a auf. Wird ein Betätigungssignal vom Klemmknopf 223c eingegeben, so speichert der Speicher 42a die Anzahl der in ihn eingegebenen Signale.

I-3-2. Anordnung des Steuerabschnitts, der den Messabschnitt steuert

Der Steuerschaltung 42 wird zudem, siehe Fig. 17, aus dem CCD-Linienbildsensor 34 über einen Zähler 44 die Größe der Vertikalbewegung des Tasters 30 zugeführt, und zwar als Verschiebung z des Tasters 30 in Z-Richtung, und ebenso aus dem Weggeber 24 über einen Zähler 45 die Größe der Radialbewegung des Tasters 30 als Verschiebung r der Gleitplatte 16 in R-Richtung. Der Winkelgeber 9 gibt den Umfang der Drehung der Messeinheit 1 als Drehwinkel θ in die Steuerschaltung 42 ein. Nach dem Empfang eines Ursprungssignals aus dem Winkelgeber 9 speichert die Steuerschaltung 42 nacheinander im Speicher 42a den Zählerstand, der zum Weggeber 24 gehört, d. h. die r-Achsen-Daten, und den Zählerstand, der zum CCD-Linienbildsensor 34 gehört, d. h. die z-Achsen-Daten, die beide zu einem Winkelsignal aus dem Winkelgeber 9 gehören. Die Daten θ, r und z werden in eine Rechenschaltung eingegeben (nicht dargestellt), um die dreidimensionale Gestalt des Gestells Fr zu gewinnen.
In die Steuerschaltung 42 werden auch die Signale aus den Photounterbrechern 41a und 41b eingegeben.
Die Steuerschaltung 42 gibt Ansteuersignale in den θ-Richtungs-Antriebsmotor 6, den R-Richtungs-Motor 51 und den Z-Richtungs-Motor 61 ein.
Die Steuerschaltung 42 ist über eine Schnittstelle 43 mit einem Hostcomputer verbunden.

II. Arbeitsweise der Gestellform-Messvorrichtung

II-1. Haltevorgang des Gestellhalteabschnitts

Fig. 18 zeigt eine perspektivische Darstellung der Gestellform-Messvorrichtung und erläutert, wie ein Brillengestell gehalten wird. Bei Betätigung des Knopfs 210 öffnen sich die Klemmteile 208a bis 208d des Klemmabschnitts 208 und die Klemmteile 209a bis 209d des Klemmabschnitts 209 in senkrechter Richtung. Bei in dieser Lage festgehaltenem Knopf 210 wird das Gestell Fr in die geöffneten Klemmabschnitte 208 und 209 derart eingesetzt, dass die unteren Abschnitte der linken und rechten Gestellränder 271 und 272 jeweils in den Abschnitten 208 und 209 liegen. Anschließend wird der Knopf 210 freigegeben. Dadurch spannen die Klemmabschnitte 208 und 209 jeweils die Gestellränder 271 und 272 ein, und das Gestell Fr wird weich gehalten.
Anschließend werden die hinteren und vorderen Halter 205 und 206 aufeinander zu bewegt, damit das Gestellhalteteil 215 die Oberseite des Gestells Fr berührt.
Fig. 19 zeigt eine Draufsicht eines Zustands, in dem das Gestellhalteteil 215 die Oberseite des Gestells Fr berührt. Im Allgemeinen weisen die linken und rechten Ränder eines Gestells eine geringfügig ungleiche Größe auf. Hier sei angenommen, dass der rechte Rand 271 um W kleiner ist als der linke Rand 272, siehe Fig. 20. Berührt das Gestellhalteteil 215 das Gestell Fr mit derartigen Rändern, so dreht es sich um einen kleinen Winkel θ im Uhrzeigersinn um den Befestigungsabschnitt 217, und zwar bezüglich einer Linie parallel zur Kontaktplatte 207. Folglich berührt das Gestellhalteteil 215 das Gestell Fr zuverlässig an zwei Punkten, siehe Fig. 21.
Nachdem die Klemmabschnitte 208 und 209 des hinteren Halters 205 und das Gestellhalteteil 215 des vorderen Halters 206 das Gestell Fr halten, drückt die Bedienperson den Klemmknopf 223c auf der Tafel 223. Daraufhin bewegen sich die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d der Klemmabschnitte 208 und 209 ein sehr kurzes Stück nach hinten. Die Kontaktplatte 207 wird mit dem Gestell Fr in Berührung gehalten, und nur die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d werden ins Innere der Kontaktplatte 207 gezogen. Die Größe des Rückzugs hängt von der Breite des Gestellrands ab (der Rückzug ist groß bei einem dicken Kunststoffgestell und klein bei einem dünnen Metallgestell) und wird mit dem Klemmknopf 223c eingestellt. Dadurch wird verhindert, dass der Taster 30 die Klemmabschnitte 208 und 209 während der Messung der Gestellform berührt. Beim Zurückziehen der Klemmabschnitte 208 und 209 hält der Bremsmechanismus 239 die hinteren und vorderen Halter 205 und 206 in den dann eingenommenen Stellungen. Nach Abschluss des Rückzugs wird der Schiebemotor 243 des vorderen Halters 206 angesteuert, siehe Fig. 7. Dadurch wird das Gestellhalteteil 215 in der dann eingenommenen Lage festgehalten.
Wird in diesem Zustand der Klemmknopf 223c nochmals niedergedrückt, so ziehen sich die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d nochmals um ein kleines Stück zurück. Dies erfolgt, wenn das eingespannte Gestell Fr ein dünnes Gestell ist, beispielsweise ein Metallgestell. Muss das Gestell Fr nochmals neu eingespannt werden, so drückt man erneut auf den Klemmknopf 223c. Dadurch dreht sich der Schiebemotor 243 in entgegengesetzter Richtung und das Gestellhalteteil 215 wird freigegeben.
Nachdem die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d und das Gestellhalteteil 215 das Gestell Fr einspannen, werden die zu den jeweiligen Vorrichtungen gehörenden Hilfsteile 213 und 214 und die Hilfsteile 220 und 221 nach innen geschoben und halten damit das Gestell Fr von gegenüberliegenden Seiten. Damit ist der Gestellhaltevorgang vollendet. Anschließend wird der Startknopf 223a gedrückt. Daraufhin bewegt die in Fig. 4 dargestellte Horizontalantriebseinheit 229 die hinteren und vorderen Halter 205 und 206 nach rechts. Dadurch bewegt sich der rechte Rand 271 des Gestells Fr in die Mitte der Messvorrichtung.

II-1-1. Einsetzvorgang des Tasters in den Gestellrand

Der Taster 30 weist einen Kopf 32 auf, siehe Fig. 22, der als Messbauteil dient, und wird von dem Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung getragen. Der Tasterkopf 32 besitzt spitz zulaufende Flächen, die in eine Nut 101a im Rand des Gestells Fr passen, und ein verrundetes distales Ende, und hat die Form eines wulstartigen Säulenkapitells. Nachdem die Gestellhaltevorrichtung das Gestell Fr hält, hebt der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung den Taster 30 so, dass der Kopf 32 auf einer Höhe mit einer Mittellinie 103 bezüglich der Dicke (Tiefe) des Gestellrands liegt. Der Taster wird in dieser Stellung gehalten. Anschließend bewegt sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung in Richtung des Pfeils 108. Dadurch berührt der Tasterkopf 32 einen Teil des Gestellrands (in einer Lage, die die gestrichelte Linie 106b angibt). In diesem Zustand wirkt auf den Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung stets eine Vorspannkraft in Richtung des Pfeils 108 ein.
Nachdem der Tasterkopf 32 das Gestell Fr berührt hat, wird die Kraft zurückgenommen, die den Kopf 32 auf gleicher Höhe mit der Mittellinie 103 hält. Der Kopf 32 kann sich dadurch in Z-Achsenrichtung frei bewegen. Ist das Gestell Fr so entworfen, dass der Grund der Randnut 101a nicht auf gleicher Höhe mit der Mittellinie 103 liegt, so gleitet der Tasterkopf 32 normalerweise in den Grund der Randnut 101a, und die Randkante des Kopfs 32 nimmt dessen Höhe an.
In gewissen Fällen rutscht der Tasterkopf 32 möglicherweise jedoch nicht in den Grund der Randnut 101a. Unter Berücksichtigung dieses Zustands bewegt der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung dann den Tasterkopf 32 gering fügig in eine Richtung (angegeben durch den Pfeil 109) entgegengesetzt zur Richtung, in der der Tasterkopf 32 während des Messens der Kontur der Randnut 101a bewegt wird. Dadurch bewegt sich der Kopf 32 des Tasters 30 in Z-Achsenrichtung, wenn sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung in Richtung des Pfeils 109 bewegt, und die Kante des Tasterkopfs 32 wird mit dem Grund der Randnut 101a in Berührung gebracht. Dies wird im Weiteren anhand von Fig. 26 bis 28 ausführlich beschrieben.
Nachdem sich der Anfangsbetätigungsmechanismus 60 in Z-Richtung geringfügig in Richtung des Pfeils 109 bewegt hat, bewegt er sich in die Richtung zum Messen der Kontur der Randnut 101a (der Richtung des Pfeils 110, d. h. hin zu einem Abschnitt des Gestells Fr nahe an der Nase des Trägers bei aufgesetztem Gestell Fr), und beginnt mit der Messung der Kontur der Randnut 101a.

II-1-2. Wirkungsweise der Fase am Taster

Nach dem Ende der Formmessung bewegt der R-Richtungs-Motor 51 die Gleitplatte 16 in die Nähe der Riemenscheibe 53, wie bereits anhand von Fig. 16 erklärt. Da die Reaktionskraft, die das Gestell Fr senkrecht zur Achsenrichtung auf den Tasterkopf 32 ausübt, nicht mehr vorhanden ist, löst sich die enge Berührung zwischen dem Säulenabschnitt des Tasters 30 und dem Käfig 49, und die beiden Teile können gegeneinander gleiten. Haftet in diesem Fall der Käfig 49 durch die Zähigkeit des Schmieröls am äußeren Zylinder 65, so kann der Taster 30 für sich gegen den Käfig 49 gleiten und durch sein eigenes Gewicht absinken. Senkt sich der Taster 30 in dieser Weise, so trifft das untere Ende der Fase 30b auf das obere Ende des Käfigs 49 und drückt den Käfig 49 damit nach unten in die in Fig. 14 dargestellte Position.
Da der Käfig 49 in der vorbestimmten untersten Stellung angeordnet ist, wenn die Messung erneut beginnt, verhindert der Käfig 49 niemals die Hubbewegung des Tasters 30. Dadurch ist es möglich, den Kopf 32 des Tasters 30 exakt in der Randnut des Gestells Fr anzuordnen.
Wie oben erwähnt, wird die Randnut des Gestells Fr mit dem Kopf 32 des Tasters 30 verfolgt. Wahlweise kann man den Außenrand einer Gestellschablone mit Hilfe der Aussparung 30c des Tasters 30 verfolgen, siehe Fig. 13.
Wie beschrieben trifft die Fase 30b des Tasters 30 auf das obere Ende des Käfigs 49 und drückt dadurch den Käfig 49 nach unten. Damit kann man verhindern, dass der Käfig 49, auch wenn er durch die Zähigkeit des Schmieröls am äußeren Zylinder 65 haftet und nicht von selbst absinkt, in einer angehobenen Stellung verbleibt. Erfolgt nochmals eine Messung, so kann der Kopf 32 oder die Aussparung 30c des Tasters 30 exakt in der Randnut des Gestells Fr oder am Außenrand der Gestellschablone angeordnet werden. Damit ist die Form exakt messbar.

II-2. Haltesteuerungsvorgang für den Gestellhalteabschnitt

Fig. 23 zeigt ein Flussdiagramm eines Gestellhaltevorgangs, den die Steuerschaltung 42 (Fig. 17) ausführt.
[S1] Es wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c auf der Tafel 223 niedergedrückt wird. Wird der Knopf 223c gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S2. Wenn nicht, wird Schritt S1 wiederholt ausgeführt.
[S2] Abhängig von dem im Speicher 42a gespeicherten Daten wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c nach dem Zurücksetzen zum ersten Mal gedrückt wird. Wird der Knopf 223c zum ersten Mal gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S3. Wenn nicht, geht der Ablauf zum Schritt S5.
[S3] Der Rückwärtsmotor 238a wird angesteuert und bewegt die Klemmabschnitte 208 und 209 um einen Schritt nach hinten.
[S4] Zeitgleich mit der Rückwärtsbewegung im Schritt S3 wird der Schiebemotor 243 angesteuert, um die Drehbewegung des Gestellhalteteils 215 zu beenden.
[S5] Abhängig von dem im Speicher 42a gespeicherten Daten wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c nach dem Zurücksetzen zum zweiten Mal gedrückt wird. Wurde der Knopf 223c vorher bereits einmal gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S6. Wenn nicht (die momentane Betätigung ist also die dritte Betätigung), so geht der Ablauf zum Schritt S7.
[S6] Der Rückwärtsmotor 238a wird angesteuert und bewegt die Klemmabschnitte 208 und 209 um einen weiteren Schritt nach hinten.
[S7] Der Rückwärtsmotor 238a wird in umgekehrter Richtung angesteuert und bewegt die Klemmabschnitte 208 und 209 nach vorne in die Ursprungsposition, d. h. in die Stellung vor dem Beginn der Einstellung.
[S8] Der Schiebemotor 243 wird in umgekehrter Richtung angesteuert und die Einspannung des Gestellhalteteils 215 löst sich.
[S9] Es wird festgestellt, ob der Klemmknopf 223c niedergedrückt ist. Ist der Knopf 223c gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S2. Wenn nicht, geht der Ablauf zum Schritt S10.
[S10] Es wird festgestellt, ob der Startknopf 223a gedrückt ist. Ist der Knopf 223a gedrückt, so geht der Ablauf zum Schritt S11. Wenn nicht, kehrt der Ablauf zum Schritt S9 zurück.
[S11] Der Waagrechtmotor 229a wird angesteuert und bewegt den rechten Rand 271 des Gestells Fr zur Mitte der Einrichtung. Anschließend wird die Form des rechten Rands 271 mit dem Taster 30 gemessen. Der Messvorgang wird im Weiteren ausführlich anhand von Fig. 24 beschrieben. Nachdem der rechte Rand 271 mit Hilfe des Tasters 30 ausgemessen ist, wird der Waagrechtmotor 229a nochmals angesteuert und bewegt nun den linken Rand 272 zur Mitte der Einrichtung. Es folgt das gleichartige Ausmessen der Form des linken Rands 272. Die durch die Formmessung ermittelten Daten werden im Speicher 42a der Steuerschaltung 42 gespeichert.
Wird während der Messung der Gestellform der Anhalteknopf 223b gedrückt, so hält die Steuerschaltung 42 den Messvorgang sofort an.
Da das Gestellhalteteil 215 wie beschrieben in einer waagrechten Ebene schwenkbar ist, kann es das Gestell Fr auch dann ohne Versagen an zwei Punkten berühren, wenn das zu messende Gestell Fr rechte und linke Ränder mit unterschiedlicher Größe oder Form hat. Damit muss das Gestell Fr nicht fest in die vorderen und hinteren Halter 205 und 206 eingespannt werden und wird dennoch zuverlässig festgehalten. Man kann das Gestell Fr also halten, ohne dass es sich verformt, und eine exakte Gestellformmessung ist umsetzbar.
In der obigen Ausführungsform ist das Gestellhalteteil 215 des vorderen Halters 206 waagrecht schwenkbar. Es kann jedoch auch wahlweise der rückwärtige Halter 205 so entworfen sein, dass er waagrecht schwenkbar ist.
Wie beschrieben ist mindestens eines der zwei Halteteile in einer Ebene schwenkbar, die zur Ebene des Gestellrands im Wesentlichen parallel ist, und die Schwenkbewegung kann durch einen Anschlagmechanismus angehalten werden. Damit kann man auch ein Gestell zuverlässig halten, dessen linke und rechte Gestellränder unterschiedlich groß sind, ohne dass eine große Kraft erforderlich ist, und man kann die Gestellform exakt vermessen, ohne das Gestell zu verformen.

II-3. Messsteuervorgang für den Gestellform-Messabschnitt

Fig. 24 zeigt ein Flussdiagramm mit Einzelheiten des Schritts S11 in Fig. 23, d. h. des Gestellform-Messvorgangs. Es wird nur der Formmessvorgang für einen der Gestellränder anhand des Flussdiagramms erklärt.
[S111] Der R-Richtungs-Motor 51 wird in Drehung versetzt, wodurch der Taster 30, der sich dann in der Ausgangslage nahe an der Riemenscheibe 53 befindet, mit Hilfe des Anschlags 56, des Berührteils 57, der Gleitplatte 16 usw. waagrecht ungefähr in die Mitte eines Rands des Gestells Fr bewegt wird. Anschließend wird der R-Richtungs-Motor 51 angehalten.
[S112] Nachfolgend wird der Z-Richtungs-Motor 61 in Drehung versetzt und dadurch die Schiebewelle 63 angehoben, d. h., der Taster 30 wird angehoben. Erreicht der Kopf 32 des Tasters 30 eine vorbestimmte Position auf der Z-Achse, so wird der Z-Richtungs-Motor 61 angehalten und die Schiebewelle 63 in dieser Stellung gehalten. Die Schiebewelle 63 ist nun nach oben frei beweglich. Die vorbestimmte Position auf der Z-Achse stellt die Position in gleicher Höhe mit der Mittellinie 103 in Fig. 22 dar.
[S113] Der R-Richtungs-Mvtor 51 dreht sich in der gleichen Richtung wie im Schritt S111 weiter und bewegt den Anschlag 56 in die vorbestimmte Position. Anschließend wird der R-Richtungs-Motor 51 angehalten. Durch die Einwirkung der Konstantkraftfeder 20 folgt das Berührteil 57 in diesem Fall dem Anschlag 56. Nachdem der Kopf 32 des Tasters 30 das Gestell Fr berührt, folgt das Teil 57 dem Anschlag 56 nicht mehr. Die Bewegung des Berührteils 57, der Gleitplatte 16 usw. ist beendet, nachdem der Tasterkopf 32 das Gestell Fr berührt hat. In diesem Berührzustand wird der Kopf 32 des Tasters 30 gegen das Gestell Fr gedrückt, wobei die Konstantkraftfeder 20 die waagrechte Kraft ausübt.
Zu diesem Zeitpunkt verhindert die Schiebewelle 63 eine Abwärtsbewegung des Tasters 30 in Z-Achsen-Richtung, der Taster 30 kann sich jedoch nach oben frei bewegen. Berührt der Tasterkopf 32 eine untere geneigte Fläche Fr1 der Nut des Gestells Fr und sitzt die Randkante des Tasterkopfs 32 nicht im Nutgrund (beispielsweise bei einem Gestell Fr, bei dem die Randnut bezüglich des Gestells geringfügig nach oben ausge terkopf 32 die geneigte Fläche der Nut berührt, oder wenn der Tasterkopf 32 anstatt auf die geneigten Flächen gegen einen anderen Abschnitt des Rands gedrückt wird. Dieses Problem kann im folgenden Schritt gelöst werden.
[S115] Der Motor 6 wird so in Drehung versetzt, dass sich der Taster 30 gegen die Messrichtung θ bewegt (d. h. zu einem Gestellabschnitt nahe am Ohr des Trägers, wenn das Gestell aufgesetzt ist, siehe unten). Anschließend drückt das die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37 auf die Unterbrecherstange 38. Unterbricht die Unterbrecherplatte 39 das Licht, das auf die Photounterbrecher 41a und 41b fällt, so wird die Drehung des Motors 6 abhängig von einem Signal angehalten, das durch die Lichtunterbrechung erzeugt wird. Durch die Bewegung des Tasters 30 gegen die Messrichtung θ ist ein Gleiten zwischen dem Tasterkopf 32 und der Randnut selbst dann möglich, wenn die Reibungskraft so groß ist, dass der Tasterkopf 32 nicht in den Grund der Randnut gleiten kann, obwohl der Kopf 32 die geneigte Fläche der Nut berührt. Die Kante des Tasterkopfs 32 kann schließlich auch dann mit dem Grund der Randnut in Berührung gebracht werden, wenn der Tasterkopf 32 anstatt auf die geneigten Flächen der Nut gegen einen anderen Randabschnitt gedrückt wird. Dieser Fall wird anhand von Fig. 26 bis 28 erklärt.
Fig. 26 zeigt Gestellränderformen, wobei der obere Teil eine Vorderansicht der Gestellränder und der untere Teil eine Ansicht der Ränder von unten zeigt. Der rechte und der linke Rand eines Gestells Fr ist wie dargestellt im Allgemeinen bezüglich der Richtung 70 einer Brillenebene geneigt, und jeder Rand ist entlang des Gesichts des Brillenträgers gekrümmt.
Fig. 27 zeigt einen Teil des Gestells Fr gesehen aus der Richtung des Pfeils 71 in Fig. 26. Dabei entsprechen die rechten und linken Seiten jeweils der Nasenseite bzw. Ohrseite des Gestells. Die unteren und oberen Seiten entsprechen jeweils der vorderen bzw. hinteren Seite der Brille. Da der Gestellrand wie erwähnt gekrümmt ist, biegt sich der in Fig. 27 dargestellte Rand auf dem Weg nach links (zur Ohrseite des Gestells) allmählich nach oben.
Allgemein sind Brillengestelle so entworfen, dass die Randnut für ein gefälligeres Aussehen um so weiter vorne liegt, je breiter das Gestell ist (je dicker der Rand ist). D. h., siehe Fig. 27, die Randnut 73 liegt tiefer als die Mitte des Gestellrands. Das Gestell Fr wird dadurch gehalten, dass es die Klemmteile 208a bis 208d und 209a bis 209d des Halteabschnitts von oben und unten einspannen. Der Kopf 32 des Tasters 30 wird an einer Stelle gegen das Gestell Fr gedrückt, die zwischen dem Klemmteil 208a (208b, 209a, 209b) und dem entsprechenden Klemmteil 208c (208d, 209c, 209d) liegt. Ist daher das Gestell breit (Randdicke), und wird der Kopf 32 des Tasters 30 gegen einen Abschnitt des Gestells Fr gedrückt, der nicht die Randnut 73 ist, so kann der Tasterkopf 32 nur an einem Abschnitt hinter der Randnut 73 angeordnet werden (aufwärts in Fig. 27).
Zieht man die Biegung des Gestellrands und die Lage in Betracht, die der Tasterkopf einnimmt, wenn die Gestellbreite (Randdicke) groß ist, so wird der Taster 30 waagrecht zur Ohrseite des Gestells Fr bewegt (Pfeil 74), d. h. gegen die Messrichtung θ. Dadurch kann man den Kopf 32 des Tasters 30 verlässlich in die Randnut 73 einsetzen, siehe die gestrichelte Linie. Der Taster 30 kann sich zu diesem Zeitpunkt frei in Z-Achsenrichtung bewegen. Greift auch nur ein Abschnitt des Kopfs 32 in die Randnut 73 ein, so berührt die Randkante des Tasterkopfs 32 den Grund der Randnut 73, und zwar durch die Einwirkung der geneigten Fläche der Nut 73 und durch die Vorspannkraft der Konstantkraftfeder 20.
[S116] Der Motor 6 wird entgegen der Drehrichtung in Schritt S115 in Drehung versetzt (hin zur Nasenseite des Gestells Fr), wobei sich der Taster 30 entlang des Gestellrands in Messrichtung θ bewegt, wobei er sich dreht und die Randnut berührt.
Fig. 28 zeigt eine Vorderansicht des Gestells und erläutert die Bewegungen des Kopfs 32 des Tasters 30 in den Schritten S115 und S116. Wie dargestellt bewegt sich im Fall des rechten Rands 271 des Gestells Fr der Tasterkopf 32 zunächst entlang der Randnut (Pfeil 75) zur Ohrseite des Gestells. Anschließend bewegt sich der Tasterkopf zur Nasenseite (Pfeil 76), und die Messung kann beginnen. In ähnlicher Weise wird im Fall des linken Rands 272 der Tasterkopf 32 zuerst entlang der Randnut (Pfeil 77) zur Ohrseite des Gestells bewegt und dann zur Nasenseite (Pfeil 78), um mit der Messung zu beginnen.
[S117] Nachdem der Taster 30 die Ausgangsposition der Messung eingenommen hat, beginnt das Messen der Kontur der Randnut des Gestells Fr. Der Weggeber 24 erfasst die Größe der Bewegung des Tasters 30 in Radiusrichtung als Verschiebung r der Gleitplatte 16 in Richtung R. Die Größe der Bewegung des Tasters 30 in senkrechter Richtung erfasst der CCD-Linienbildsensor 34 als Verschiebung z des Tasters 30 in Richtung Z. Beim Empfang des Ursprungssignals aus dem Winkelgeber 9 speichert die Steuerschaltung 42 nacheinander im Speicher 42a den zum Weggeber 24 gehörenden Zählerstand r (R-Achsen-Daten) und den zum CCD-Linienbildsensor 34 gehörenden Zählerstand z (Z-Achsen-Daten), der dem Winkelsignal θ aus dem Winkelgeber 9 entspricht. Anhand der Daten θ, r und z wird die dreidimensionale Gestalt des Gestells Fr ermittelt.
[S118] Nach einer Umdrehung des Drehtisches 2 drückt das die Drehung begrenzende L-förmige Metallteil 37 auf die Un terbrecherstange 38. Die Unterbrecherplatte 39 unterbricht das auf die Photounterbrecher 41a oder 41b fallende Licht, woraufhin der Motor 6 stehen bleibt und die Messung aus Schritt S117 angehalten wird.
Der Tasterkopf in der obigen Ausführungsform besitzt die Form eines wulstartigen Säulenkapitells mit einem verrundeten distalen Ende. Er kann jedoch irgendeine andere Form aufweisen, solange er einen Abschnitt enthält, der auf die geneigten Flächen (sich verjüngenden Flächen) der Randnut eines Gestells passt. Der Tasterkopf kann beispielsweise einen trapezartigen, kreisförmigen oder elliptischen Querschnitt haben.
Wie beschrieben wird der Kopf 32 des Tasters 30, der automatisch an der vorbestimmten Position des Gestells Fr angeordnet worden ist, einmal entgegen der normalen Messrichtung entlang der Randnut bewegt, bevor die Messung beginnt. Zu diesem Zeitpunkt kann sich der Taster 30 in Z-Achsenrichtung bewegen. Der Tasterkopf 32 findet daher immer, auch wenn er sich außerhalb der Randnut befindet, in die Randnut hinein, und die Messkante des Kopfs liegt eng am Nutgrund an. Anschließend bewegt man den Taster 30 in normaler Richtung, und die Formmessung beginnt in der Ursprungslage. Auf diese Weise kann man zu Beginn der Messung den Kopf 32 des Tasters 30 exakt gegen die Randnut des Gestells Fr drücken.
Der in der vorbestimmten senkrechten Ausgangslage gehaltene Kopf 32 des Tasters 30 wird waagrecht zum Gestell Fr hin bewegt und mit vorbestimmter Kraft gegen das Gestell Fr gedrückt. Anschließend wird die Kraft weggenommen, die den Tasterkopf 32 in seiner senkrechten Ausgangslage hält. Dieser Vorgang ermöglicht es dem Tasterkopf 32, auf der geneigten Fläche der Randnut des Gestells Fr zu gleiten, und der Tasterkopf 32 kann zu Beginn der Messung exakt in die Randnut des Gestells Fr eingesetzt werden.

II-3-1. Ergänzende Erklärung der Arbeitsweise des Tasters

Im Folgenden wird die Arbeitsweise des Tasters, dessen Anordnung anhand von Fig. 11 und 12 beschrieben wurde, in Zusammenhang mit dem oben erläuterten Formmessvorgang ergänzend erklärt.
Bei der Drehung des Z-Richtungs-Motors 61 hebt sich die Schiebewelle 63. Dadurch hebt sich auch der Taster 30, und sein Kopf 32 erreicht die vorbestimmte Position auf der Z-Achse. In diesem Fall hebt sich auch der Käfig 49 aus seiner untersten Stellung um die halbe Hubhöhe des Tasters 30. Wird die Drehung des Z -Richtungs-Motors 61 angehalten, so bleiben der Taster 30 und der Käfig 49 jeweils in ihren angehobenen Stellungen (Schritt S112).
Anschließend dreht sich der Z-Richtungs-Motor 61 in umgekehrter Richtung, wobei die Schiebewelle 63 absinkt. Erzeugt der Ursprungssensor 64 ein Ein-Signal, so wird der Motor 61 angehalten. Da der Kopf 32 des Tasters 30 gegen das Gestell Fr gedrückt wird und die Reaktionskraft in einer Richtung senkrecht zu seiner Achse erfährt, ist der Taster 30 gegen die Längsrichtung des Käfigs 49 geringfügig geneigt. Damit liegt der Säulenabschnitt des Tasters 30 teilweise eng am Käfig 49 an, und die beiden Teile können nicht gegeneinander gleiten. Dadurch bleibt der Käfig 49 in seiner angehobenen Stellung, wenn die Schiebewelle 63 absinkt (Schritt S114).
Erfolgt nun anschließend die Formmessung oder wird der Taster 30 entgegen der Messrichtung θ bewegt, so muss sich der Kopf 32 des Tasters 30 leichtgängig in Z-Richtung bewegen, wenn er der Kontur der Randnut des Gestells Fr folgt. Da der Käfig 49 wie beschrieben in der angehobenen Stellung bleibt, kann er sich nach unten bewegen. Sinkt der Taster 30 ab, so senkt sich der Käfig 49 um die Hälfte der Strecke, um die sich der Taster 30 nach unten bewegt. Damit behindert der Käfig 49 die Abwärtsbewegung des Tasters 30 nicht. Damit kann sich der Taster 30 leichtgängig in senkrechter Richtung bewegen, und es wird dadurch möglich, die Werte exakt zu erfassen, die den Ort in Z-Achsenrichtung darstellen.
In der obigen Einrichtung ist das Loch 30a in der unteren Endfläche des Tasters 30 ausgebildet. Der Taster 30 kann wahlweise so ausgebildet sein, dass eine konische Fläche aus der unteren Endfläche koaxial zu ihr herausragt.
Wie beschrieben sind die Schiebewelle 63 und die untere Endfläche des Tasters 30 so angeordnet, dass an einer Stelle auf den Taster 30 gedrückt wird, die exzentrisch zu seiner Achse liegt. Bei dieser Anordnung ist keine Verschiebung zwischen dem Taster 30 und dem Käfig 49 möglich. Hebt sich der Taster 30, so hebt sich auch der Käfig 49 um genau die halbe Hubstrecke des Tasters 30. Wird anschließend die Form gemessen, so kann der Käfig 49 selbst absinken, und ermöglicht damit, dass sich der Taster 30 nach unten bewegt. Damit kann sich der Tasterkopf 32 leichtgängig in senkrechter Richtung bewegen, und es wird möglich, die Form exakt zu messen.
Die vorausgehende Darstellung erläutert lediglich die Grundgedanken einer erfindungsgemäßen Halteeinrichtung für ein Brillengestell. Da Fachleute leicht zahlreiche Abwandlungen und Veränderungen erkennen können, ist nicht beabsichtigt, die Erfindung auf den genauen Aufbau und die Anwendungen einzuschränken, die beschrieben und dargestellt wurden. Es wird davon ausgegangen, dass alle geeigneten Abwandlungen der Halteeinrichtung in den Bereich der Erfindung fallen, der im beigefügten Anspruch bestimmt ist.
In der beschriebenen besonderen Ausführungsform der Erfindung ist die Brille in einer Einrichtung zum Messen der Gestalt des Gestells so montiert, dass die Ränder in einer im Wesentlichen waagrechten Ebene liegen. Das Messbauteil 32 wird daher während des Messvorgangs in der beschriebenen Weise waagrecht und senkrecht bewegt. Der Fachmann erkennt natürlich, dass die besondere beschriebene Ausrichtung der Komponenten für die Erfindung nicht wesentlich ist. Bezüge im Anspruch auf waagrechte und senkrechte Positionen oder Bewegungen dienen der Klarheit im Zusammenhang mit der besonderen beschriebenen Ausführungsform. Es ist beabsichtigt, dass diese Begriffe den Bereich des Anspruchs nur auf Positionen oder Bewegungen in entsprechenden senkrechten Ebenen begrenzen. In vergleichbarer Weise ist beabsichtigt, dass Bezüge im Anspruch auf Aufwärts- und Abwärtsbewegungen nur Hin und Her gehenden Bewegungen in jeweils einer der zueinander senkrechten Ebenen bezeichnen.
Desgleichen sollten Bezugnahmen auf obere und untere Abschnitte des Gestells und die Vorder- und Rückseite des Gestells lediglich in Bezug auf eine Brille gesehen werden, die ein Träger im Gesicht trägt. Bezüge auf Aufwärts- und Abwärtsrichtungen des Gestells sollten genauso aufgefasst werden.

Claims

1. Vorrichtung, die ein Brillengestell in einer im Wesentlichen waagrechten Lage hält, umfassend:

zwei Halteglieder (205, 206), die jeweils die oberen und unteren Abschnitte des Gestells (Fr) berühren können, um damit das Gestell (Fr) zu halten, wobei mindestens eines der beiden Halteglieder (206) eine Berührfläche aufweist, gegen die das Gestell (Fr) entweder in Aufwärtsrichtung oder Abwärtsrichtung gedrückt wird,

dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zudem umfasst:

einen Drehmechanismus, der das mindestens eine Halteglied (206) im Wesentlichen parallel zu einer Ebene des Gestells (Fr) dreht und damit einen Berührwinkel zwischen dem mindestens einen Halteglied (206) und dem Gestell (Fr) einstellt; und

einen Anschlagmechanismus, der die Drehbewegung des mindestens einen Halteglieds (206) beendet, nachdem der Drehmechanismus den Berührwinkel eingestellt hat.