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HINTERGRUND
DER ERFINDUNG
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Die
Erfindung bezieht sich auf eine Linsenschleifvorrichtung entsprechend
dem Oberbegriff des Anspruchs 1 und ein Linsenschleifverfahren zum Schleifen
einer Linse zur Anpassung an die Gestalt eines Brillengestells.
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In
einer Linsenschleifvorrichtung zum Schleifen einer Brillenlinse,
um sie an die Gestalt eines Brillengestells anzupassen, wird eine
Linse bearbeitet während
sie zwischen zwei Linsenrotationswellen eingespannt ist. Um die
Linse einzuspannen, wird zuerst eine Befestigungs-(Sicherungs-)schale
auf die vordere Oberfläche
der Linse in die mit einer Zentriervorrichtung bestimmten gewünschten
Position gesetzt. Die Basis der Befestigungs-(Sicherungs-)schale
ist in einen Schalenbehälter
eingefügt,
der an einer der zwei Linsenrotationswellen angebracht ist, und die
Linse ist mit ihrer rückseitigen
Oberfläche
eingespannt und wird dabei mit einer auf der anderen Linsenrotationswelle
angebrachten Linsenaufnahme in Position gehalten.
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Die
Linse, die geschliffen wird, ist unter der Spannung der durch die
Linsenschleifscheibe bereitgestellten Reaktions- und Rotationskräfte. Wenn
die Einspannkraft kleiner ist als die Spannung, kann die axiale
Fehlausrichtung der Linse eintreten. Um dieses Problem zu vermeiden
und die notwendige Einspannkraft sicherzustellen, wird eine Linse
mit einem ausreichenden Durchmesser zur Bearbeitung geschliffen,
indem eine kreisförmige
Befestigungs-(Sicherungs-)schale mit einem großen Durchmesser quer über die
Anbringungsoberfläche
und eine kreisförmige
Linsenaufnahme, auch mit einem großen Durchmesser, verwendet
werden.
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Wenn
jedoch eine Linse für "Großmutterbrillen", die eine kleine
Entfernung zwischen den oberen und den unteren Rändern hat, unter Verwendung
einer Befestigungs-(Sicherungs-)schale, eines Schalenbehälters und
einer Linsenaufnahme bearbeitet wird, die von den gleichen Größen sind
wie im Falle einer Bearbeitung von Linsen mit ausreichendem Durchmesser
zur Bearbeitung, werden diese Komponenten mit der Linsenschleifscheibe
interferieren; um dieses Problem zu vermeiden, müssen sie durch Komponenten
kleineren Durchmessers ersetzt werden, die speziell zur Verwendung
bei der Bearbeitung von Linsen für "Großmutterbrillen" bestimmt sind.
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Jedoch
ist das Austauschen des Schalenbehältnisses und der Linsenaufnahme
entsprechend des zu bearbeitenden Linsendurchmessers nicht nur zeitraubender
als man gewöhnlich
erwarten wird, sondern auch beschwerlich. Häufige Austauschvorgänge werden
die Effizienz des Linsenbearbeitungsbetriebs in einem Linsenbearbeitungszentrum
vermindern, wo eine große
Anzahl von Linsen kollektiv auf Anforderung von Optikergeschäften bearbeitet werden.
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US 4 561 213 offenbart eine
Vorrichtung zum Polieren der Ränder
von Linsen, die einen Linsenhalter, einen Motor zum rotieren des
Linsenhalters und einen Handschraubmechanismus zum Öffnen und Schließen des
Linsenhalters umfasst. Ferner ist dort ein Polierkissen, ein Motor
zum Rotieren des Polierkissens und eine Handschwenkmechanismus zum Schwenken
des Polierkissens zum Linsenhalter und davon weg vorgesehen. Ein
Behälter
für Polierschleifmittel
ist vorgesehen und ferner ein Handschraubmechanismus zum axialen
Bewegen des Polierkissens, um verschiedenen Bereiche des Polierkissens
mit durch den Linsenhalter gehaltenen Linsen in Eingriff zu bringen.
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US 3 745 720 offenbart eine
Maschine zum Schleifen, Feinbearbeiten und Anfasen der Ränder von
Linsen zu einer musterhaften Größe und Randgestalt.
Eine Größen-Steuerkurve
erlaubt die Steuerung der Größe zu jeder
gewünschten Feineinstellung
mit vollständiger
Genauigkeit. Ein Schleifen eines Linsenrohlings zu einem ausgewählten Muster wird
durch eine Meister-Steuerkurve gesteuert, die einen Arbeitsschlitten
zum Schleifen der Linse nach Muster und Größe und zur Feinbearbeitung
und zum Anfasen des Randes zu jeder gewünschten Fasenmitte führt. Der
Linsenschleifbetrieb ist von Anfang bis Ende vollständig automatisch
bei völliger
Steuerung, und die Maschine kommt automatisch zum Stehen, wenn die
Linse zu der gewählten
Musterendgröße gestaltet
und geschliffen worden ist.
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ZUSAMMENFASSUNG
DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung wurde unter diesen Umständen getätigt und hat als Aufgabe, ein
Linsenschleifverfahren und eine Linsenschleifvorrichtung bereit
zu stellen, die in der Lage sind, verschiedene Linsentypen effizient
ohne die Notwendigkeit des Austauschs von Schalenaufnahme und Linsenhalter,
und doch mit einer verminderten Möglichkeit der Fehlausrichtung
in der Achse der Linse während der
Bearbeitung, zu bearbeiten.
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Diese
Aufgabe wird durch die Merkmale der Ansprüche 1 und 5 gelöst. Die
Unteransprüche
enthalten bevorzugte Ausführungsformen
der Erfindung.
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KURZE BESCHREIBUNG
DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen:
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1 zeigt
das allgemeine Layout der Linsenschleifvorrichtung der Erfindung;
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2 veranschaulicht
die oberen und unteren Teile des Linsenspannmechanismus;
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3A und 3B veranschaulichen
zwei Typen von Befestigungsschalen (zur Sicherung), die entsprechend
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der
Erfindung in der Vorrichtung verwendet werden;
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4 veranschaulicht
die Strukturen des Linsenhalters und der Schalenaufnahme in der
Vorrichtung entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung,
wie auch seine Orientierung;
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5 veranschaulicht
die Form des Linsenhalters, die in der Vorrichtung entsprechend
dem bevorzugten Ausführungsbeispiel
der Erfindung verwendet wird;
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6A und 6B veranschaulichen
jeweils die Form der Schalenaufnahme im Querschnitt, die in der
Vorrichtung entsprechend dem bevorzugten Ausführungsbeispiel der Erfindung
verwendet wird;
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7 veranschaulicht
den Mechanismus zum Bewegen des Linsenschleifteils 300R;
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8 ist
eine Seitenquerschnittansicht, die die Struktur des Linsenschleifteils 300R zeigt;
und
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9 ist
ein schematisches Blockdiagramm, das die Steuer/Regeleinheit in
der Linsenschleifvorrichtung der Erfindung zeigt.
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BESCHREIBUNG
DES BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSBEISPIELS
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Eine
Linsenschleifvorrichtung entsprechend einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden
Erfindung wird im folgenden mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen
beschrieben.
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Konfiguration
der gesamten Vorrichtung
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In 1 bezeichnet
Bezugszeichen 1 eine Hauptbasis und 2 bezeichnet
eine Unterbasis, die an der Hauptbasis 1 befestigt ist.
Ein oberes Linsenspannteil 100 und ein unteres Linsenspannteil 150 halten
eine durch ihre jeweiligen Spannwellen zu bearbeitende Linse, während ihrer
Bearbeitung. Ein Linsenkonfigurations-Messbereich 400 (siehe,
zum Beispiel, Japanisches Patent Kokai Publikation Nr. 3-20603)
ist unter dem oberen Linsenspannteil 100 in der Tiefe der
Unterbasis 2 untergebracht. Bezugszeichen 300R und 300L bezeichnen
jeweils rechte und linke Linsenschleifteile, von denen jedes Schleifscheiben 30 auf
seiner Rotationswelle zum Linsenschleifen besitzt, wie eine Grobschleifscheibe
für Kunststoff,
eine Feinschleifscheibe und Anfasschleifscheiben für rückwärtige und
vordere Oberflächen. Jede
der Linsenschleifteile 300R und 300L wird durch
einen Bewegungsmechanismus (später
beschrieben) gehalten, um so in den vertikalen und horizontalen
Richtungen bezüglich
der Unterbasis 2 bewegbar zu sein.
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Eine
Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen von Bearbeitungsdaten und
anderen Informationen und eine Eingabeeinheit 11, die es
dem Nutzer erlaubt, Daten oder eine Anweisung an die Linsenschleifvorrichtung
einzugeben, sind in der vorderen Oberfläche des Gehäuses der Vorrichtung vorgesehen.
Bezugszeichen 12 bezeichnet eine schließbare Tür.
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Struktur der
Haupteile
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<Linsenspannteil>
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(1) Oberes Linsenspannteil
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In 2 ist
ein Halterblock 101 an der Unterbasis 2 befestigt,
und ein Gleichstrommotor 103 zum vertikalen Bewegen einer
Spannwelle 121 ist oben auf dem Halterblock 101 mittels
einer Montageplatte 102 angebracht. Die Rotationskraft
des Gleichstrommotors 103 wird durch eine Riemenscheibe 104,
einen Zahnriemen 108 und eine Riemenscheibe 107 an
eine Vortriebschraube 105 übertragen. Wenn die Vortriebschraube 105 rotiert
wird, treibt eine mit der Vortriebschraube 105 im Eingriff
stehende Mutter 125 einen Spannwellenhalter 120 vertikal
an, während
er durch eine an dem Halterblock 101 befestigten Führungsschiene 109 geführt wird.
Ein Mikroschalter 110 ist an dem Halterblock 101 angebracht,
welcher eine Referenzposition erfasst, wenn der Spannwellenhalter 120 hochgefahren
ist.
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Ein
Pulsmotor 130 zum Rotieren der Spannwelle 121 ist
an dem oberen Bereich des Spannwellenhalters 120 befestigt.
Die Rotationskraft des Pulsmotors 130 wird über ein
Getriebe 131, das mit seiner Rotationswelle verbunden ist,
und ein Übersetzungsgetriebe 132 auf
ein Getriebe 133 übertragen,
das an der Spannwelle 121 angebracht ist, um die Spannwelle 121 anzutreiben.
Bezugszeichen 124 bezeichnet einen an der Spannwelle 121 angebrachten
Linsenhalter (später
im Detail beschrieben). Bezugszeichen 135 bezeichnet einen
Fotosensor und 136 bezeichnet eine Lichtabschirmplatte,
die auf der Spannwelle 121 angebracht ist. Der Fotosensor 135 erfasst eine
Rotationsreferenzposition der Spannwelle 121.
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(2) Unteres Linsenspannteil
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In 2 ist
eine untere Spannwelle 152 drehbar von einen Spannwellenhalter 151 durch
Lager 153 und 154 gehalten, und der Spannwellenhalter 151 ist
an der Hauptbasis 1 befestigt. Ein Getriebe 155 ist
am unteren Ende der Spannwelle 152 befestigt. Die Rotationskraft
eines Pulsmotors 156 wird über eine Getriebeanordnung
(nicht gezeigt), die ihrem Gegenstück in dem oberen Spannteil ähnlich ist, übertragen,
um die Spannwelle 152 zu rotieren. Bezugszeichen 159 bezeichnet
eine an der Spannwelle 152 angebrachte Schalenaufnahme,
die eine mit einer zu bearbeitenden Linse fest verbundene Befestigungs(Sicherungs-)schale
aufnimmt, wodurch sie die Linse hält (später im Detail bezüglich dieser
Anordnung beschrieben). Bezugszeichen 157 bezeichnet einen
Fotosensor und 158 bezeichnet eine Lichtabschirmplatte,
die an dem Getriebe 155 angebracht ist. Der Fotosensor 157 erfasst
eine Rotationsreferenzposition der Spannwelle 152.
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(C) Befestigungs-(Sicherungs-)schale,
Linsenhalter und Schalenaufnahme
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Die
in der Vorrichtung des in Betracht stehenden Ausführungsbeispiels
zu verwendende Befestigungs(Sicherungs-)schale wird jetzt mit Bezug auf
die 3A und 3B beschrieben.
Die mit 160 in 3A bezeichnete
Befestigungs(Sicherungs-)schale ist für die Bearbeitung einer gewöhnlichen
Linse, mit einem großen
zu bearbeitenden Durchmesser, zur Verwendung vorgesehen, und sie umfasst
eine zylindrische Basis 160a, die in die Schalenaufnahme 159 eingefügt wird,
eine in der Basis 160a gebildete Schlüsselnut 160b, und
einen Schalenbereich 160c, um die Linse in Position zu
befestigen. Der Schalenbereich 160c ist derart, dass eine
zu der zugehörigen
Linsenrotationswelle senkrechte Oberfläche von kreisförmiger Gestalt
ist (ungefähr
22 bis 24 mm im Durchmesser), mit Radien desselben Wertes, und die
nach oben zeigende Seite, wie in 3A gesehen,
bildet ein konisches Profil. Die nach unten zeigende Seite des Schalenbereiches 160c sieht
im Profil eine leicht konkave Schräge vor und kann an die vordere
Oberfläche
der Linse mittels eines doppelseitiges Kissens 170 angeheftet werden.
Die Basis 160a hat auch eine darauf gebildete Positionsmarkierung 160d zur
Feststellung des oberen oder unteren Randes der anzubringenden Linse
(und somit von dem Nutzer getragen). Die Befestigungs-(Sicherungs-)schale
mit diesem strukturellen Design ist mit einer bekannten Formtechnik
unter Verwendung einer Mischung von Polycarbonate und Glasfasern
hergestellt und hat eine größere Steifigkeit
als Gummisaugschalen.
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Die
durch 161 in 3B gekennzeichnete Befestigungs(Sicherungs-)schale
ist für
den Gebrauch vorgesehen, wenn eine Linse für "Großmutters
Brille" bearbeitet
wird, und sie besitzt eine Basis 161a, eine Schlüsselnut 161b und
eine Markierung 161d, die dieselben Gestalten haben wie
die mit der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 verwendeten für den Gebrauch
bei der Bearbeitung gewöhnlicher Linsen.
Der Schalenbereich 161c der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 161 ist
derart, dass eine zu der zugehörigen
Linsenrotationswelle senkrechte Oberfläche von länglicher Gestalt ist, mit einem
etwas kleineren Durchmesser als der Schalenbereich 160c (aber
mit Radien von gleichem Wert), vorausgesetzt, dass die oberen und
unteren Bögen
des Kreises teilweise abgeschnitten waren, um lineare Bereiche vorzusehen.
Die resultierende Breite zwischen den linearen Bereichen ist auf
18 mm eingestellt, sodass eine in der Breite in vertikaler Richtung kleine
Linse für "Großmutters
Brille" ohne Interferenz zwischen
der Befestigungs(Sicherungs-)schale 161 und der Linsenschleifscheibe
effektiv bearbeitet werden kann. Der Schalenbereich 161c ist
an die vordere Oberfläche
der Linse mittels eines doppelseitigen Kissens 171 angeheftet,
wobei er zwischen dem oberen und unteren Rand einen kleineren Abstand
hat als das Kissen 170.
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Das
strukturelle Design des Linsenhalters 124 und der Schalenaufnahme 159 wird
jetzt mit Bezug auf 4, 5, 6A und 6B beschrieben.
Der Linsenhalter 124 umfasst ein Gummikontaktelement 124a,
das mit der rückwärtigen Oberfläche der
einzuspannenden Linse in Kontakt gebracht werden soll, und einer
Halterung 124b für
das Kontaktelement 124a. Ein Querschnitt des Linsenhalters 124 (der
senkrecht zu der verbundenen Rotationswelle ist) hat eine längliche
Gestalt, oder einen Kreis, von dem die oberen und unteren Bögen abgeschnitten
sind, wie in 4 und 5 gezeigt.
Die verbleibenden beiden Bögen
R1 mit demselben Radius r1 sind derart, dass ein gedachter Kreis,
auf dem diese beiden Bögen
R1 liegen, einen Durchmesser hat, der im allgemeinen für die Bearbeitung
gewöhnlicher
Linsen derselbe oder etwas kleiner ist als der Außendurchmesser
der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160. Die linearen
Bereiche L1 des Linsenhalters 124 an den oberen und unteren
Rändern,
wie in 5 zu sehen, sind durch eine Entfernung beabstandet,
die während
der Bearbeitung einer Linse für "Großmutters
Brille" nicht mit
der Schleischeibe interferiert. Als Richtzahlen kann der Radius
r1 auf 11 mm eingestellt werden, und r2, welcher die kürzeste Entfernung
von der Mitte der Rotationswelle zu jedem der linearen Bereiche
L1 darstellt, ist auf 9 mm eingestellt. Wenn die Entfernung zwischen
den oberen und unteren Ränder
des Linsenhalters 124 auf nicht mehr als 19 mm eingestellt
ist, können
fast alle Linsengrößen für "Großmutters
Brille" effektiv
bearbeitet werden.
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Die
Schalenaufnahme 159 hat einen länglichen Querschnitt, der in
Gestalt dem Linsenhalter 124 ähnlich ist und der denselben
(oder etwas kleiner) Außendurchmesser
hat wie letzterer. Wie in 6A und 6B gezeigt,
hat die Schalenaufnahme 159 ein Loch 159a, in
welches die Basis 160a der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 eingefügt werden
soll, und ein Schlüsselelement 159b,
das in die Schlüsselnut 160b in
der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 eingreifen soll,
ist auf dem Grund des Lochs 159a ausgebildet. Das obere
Ende 159c der Schalenaufnahme 159 hat eine konkave
konische Schräge,
welche den Schalenbereich 160c der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 durch
Berührung
mit seiner konischen Schräge
halten soll. Eine laterale Seite der Schalenaufnahme 159 hat
eine Positionsmarkierung 159d, die zur Unterstützung bei der
Montage der Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 gebildet
ist, nachdem sie an der Linse befestigt wurde.
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Mit
der oben beschriebenen Gestalt kann die Schalenaufnahme 159 nicht
nur die Schale 160 zum Befestigen gewöhnlicher Linsen halten, sondern auch
die Schale 161 zur Befestigung der Linse für "Großmutters
Brille" in einer
Weise, dass die durch die kürzeste
Entfernung beabstandeten linearen Bereiche den entsprechenden linearen
Bereichen der letzteren Linse entsprechen, wodurch ihre Bearbeitung
ohne Interferenz mit der Schleifscheibe ermöglicht wird.
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Der
Schalenbereich 159 hat quer über die linearen Bereiche einen
kleineren Durchmesser als quer über
die Bogenbereiche, aber in dem Fall der Bearbeitung einer gewöhnlichen
Linse mit einem großen
zu bearbeitenden Durchmesser, stellt die Verwendung einer aus einem
steifen Material hergestellten Befestigungs(Sicherungs-)schale 160 sicher,
das die notwendige Befestigungskraft quer über den gesamten Bereich des
Außendurchmessers
des Schalenbereichs 160c bewahrt bleibt, und es gibt für die Haltekraft
auf der Schalenaufnahme 159 keine Möglichkeit, unzureichend zu
werden. In Anbetracht dessen wird sich die Haltekraft der Schalenaufnahme 159 selbst
dann nicht stark vermindern, wenn sie in zylindrischer Gestalt mit
demselben Durchmesser in jedem Teil gemacht wird, um die Bearbeitung
einer Linse für "Großmutters
Brille" zu berücksichtigen.
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<Bewegungsmechanismus für Linsenschleifteil>
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7 veranschaulicht
einen Mechanismus zum Bewegen des rechten Linsenschleifteils 300R. (Da
ein Bewegungsmechanismus für
das linke Linsenschleifteil 300L symmetrisch zu dem für das rechte
Linsenschleifteil 300R ist, wird er nicht beschrieben.)
Wenn ein Pulsmotor 204R eine Kugelgewindespindel 205 rotiert,
um einen mit der Kugelgewindespindel 205 im Eingriff stehenden
Mutternblock 206 zu bewegen, wird eine vertikale Gleitbasis 201 entsprechend
in der vertikalen Richtung bewegt, während sie von einem Paar Führungsschienen 202 geführt wird,
die an der vorderen Oberfläche
der Unterbasis 2 befestigt sind. Wenn ein Pulsmotor 214R eine Kugelgewindespindel 213 rotiert,
wird eine horizontale Gleitbasis 210, an der der rechte
Linsenschleifteil 300R angebracht ist, entsprechend in
horizontaler Richtung entlang einem Paar von Führungsschienen 211 bewegt,
die an der vorderen Oberfläche
der Vertikalen Gleitbasis 201 befestigt sind.
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<Linsenschleifteil>
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8 ist
eine Seitenquerschnittansicht, die die Struktur des rechten Linsenschleifteils 300R zeigt.
Eine Wellenträgerbasis 301 ist
an der horizontalen Gleitbasis 210 befestigt. Ein Gehäuse 305 ist
an dem vorderen Bereich der Wellenträgerbasis 301 befestigt,
und hält
darin drehbar durch die Lager 302 und 303 eine
vertikal sich erstreckende Rotorwelle 304. Eine Gruppe
von Schleifscheiben 30 ist an dem unteren Bereich der Rotationswelle 304 angebracht. Ein
Servomotor 310R zum Rotieren der Schleifscheiben ist an
der oberen Oberfläche
der Wellenträgerbasis 301 mittels
einer Montageplatte 311 befestigt. Die Rotationskraft des
Servomotors 310R wird über
eine Riemenscheibe 312, einen Riemen 313 und eine
Riemenscheibe 306 auf eine Rotationswelle 304 übertragen,
wodurch die Gruppe der Schleifscheiben 30 rotiert wird.
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Da
der linke Linsenschleifteil 300L zu dem rechten Linsenschleifteil 300R symmetrisch
ist, wird seine Struktur nicht beschrieben.
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Mit
der Antriebssteuerung/-regelung auf dem Pulsmotor des oben beschriebenen
Bewegungsmechanismus, wird jedes der rechten und linken Linsenschleifteile 300R und 300L bezüglich der
durch die obere und untere Spannwellen 121 und 152 gehaltenen
Linse vertikal und horizontal bewegt. Diese Bewegungen der rechten
und linken Schleifteile 300R und 300L bringen
ausgewählte
Schleifscheiben in Kontakt mit der Linse, sodass die ausgewählten Schleifscheiben
die Linse schleifen. Es ist angemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel
die Rotationsachse der Spannwellen 121 und 152 des
oberen Linsenspannteils 100 und des unteren Linsenspannteils 150 so
angeordnet ist, dass sie auf einer geraden Linie liegt, die die
Mitten der beiden jeweiligen Wellen 304 der Linsenschleifteile 300R und 300L verbindet.
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<Steuer-/Regelsystem>
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9 ist
ein Blockdiagramm, das eine allgemeine Anordnung eines Steuer-/Regelsystems
einer Linsenschleifvorrichtung zeigt. Bezugszeichen 600 bezeichnet
eine Steuereinheit, die die gesamte Vorrichtung steuert. Die Anzeigeeinheit 10,
Eingabeeinheit 11, Mikroschalter 110 und Fotosensoren
sind mit der Steuereinheit 600 verbunden. Die Motoren zum Bewegen
und Rotieren der jeweiligen Teile sind über Treiber bzw. Antriebe 620–628 mit
der Steuereinheit 600 verbunden. Die Antriebe 622 und 625,
die jeweils mit dem Servomotor 310R für das rechte Linsenschleifteil 310R und
mit dem Servomotor 310L für den linken Linsenschleifteil 300L,
erfassen das Drehmoment der Servomotoren 310R und 310L während der
Bearbeitung und melden das erfasste Drehmoment an die Steuereinheit 600 zurück. Die
Steuereinheit 600 verwendet die Drehmomentinformation,
um die Bewegung der Linsenschleifteile 300R und 300L wie
auch die Rotation der Linsen zu steuern.
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Bezugszeichen 601 bezeichnet
einen Schnittstellenschaltkreis, der dazu dient, die Daten zu übertragen
und zu empfangen. Eine Brillenrahmenform-Messvorrichtung 650, ein Hostrechner 651 zum
Verwalten von Linsenbearbeitungsdaten, ein Barcode-Lesegerät 652,
etc. können
an den Schnittstellenschaltkreis angeschlossen werden. Ein Hauptprogrammspeicher 602 speichert
ein Programm zum Betreiben der Linsenschleifvorrichtung. Ein Datenspeicher 603 speichert
Eingabedaten, Messdaten der Linsendicke, und andere Daten.
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Betrieb
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Der
Betrieb der Linsenschleifvorrichtung mit der oben beschriebenen
Konfiguration wird im Folgenden beschrieben. Zuerst wird eine Beschreibung über den
Betrieb für
die Bearbeitung der gewöhnlichen
Linse von großem
Durchmesser gegeben.
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Der
Bediener gibt die Daten über
die Gestalt eines Brillenrahmens (Schablone) ein, wie mit einer Brillenrahmenform-Messvorrichtung bestimmt
(siehe, zum Beispiel, US-Patent No. 5,228,242). Anzeigeeinheit 10 stellt
eine grafische Darstellung der Linsengestalt (Ziellinsengestalt)
auf den Brillenrahmendaten basierend dar, und dies macht die Vorrichtung bereit
zum Entgegennehmen der Eingabe der Bearbeitungsbedingungen. Auf
den Schirm der Anzeigeeinheit 10 schauend, bedient der
Bediener die Eingabeeinheit 11, um Layout-Daten, wie PD
Wert (und FPD Wert), die Höhe
der optischen Mitte und den Winkel der Astigmatismusachse (zylindrische
Achse) einzugeben. Der Bediener gibt Daten über das Material der Linse
ein, dem gewählten
Modus, der ausgeführt
werden soll (d.h., Anfasen, Planschleifen, spiegelnde Verarbeitung
(Polieren) oder dergleichen) und andere notwendige Bearbeitungsbedingungen.
In einem Bearbeitungszentrum, in dem Aufträge von vielen Optikergeschäften in
zentralisierter Weise behandelt werden, werden die verschiedenen
notwendigen Daten über öffentliche
Kommunikationsleitungen auf den Computer 651 übertragen,
und der Computer 651 gibt die derart empfangenen Daten
ein.
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Der
Bediener macht weitere Vorbereitungen für die Linsenbearbeitung, indem
er die Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 mit der vorderen Oberfläche der
Linse verbindet und mittels des haftenden Kissens 170 befestigt.
Die Befestigungs(Sicherungs-)schale 160 wird mit einem
wohlbekannten Verfahren angebracht indem eine Zentriervorrichtung so
verwendet wird, dass die optische Mitte der Linse und der Winkel
der Astigmatismusachse spezifizierten Beziehungen mit der Mitte
der Schale 160 und der Schlüsselnut 160b genügen, und
dass die Markierung 160d der oberen Kante der Linse gegenüberliegt.
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Wenn
die Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 passend angebracht
ist, ist ihre Basis 160a so orientiert, dass sie bezüglich der
Schleifvorrichtung nach unten zeigt und in die Schalenaufnahme 159 mit
der Schlüsselnut 160b eingepasst
ist, wobei der Schlüssel 159b im
Eingriffszustand ist, um sicherzustellen, dass die Markierung 160d mit
der Markierung 159d auf der Schalenaufnahme 159 ausgerichtet
ist. Als Ergebnis ist die Linse so positioniert, dass sie einer
spezifizierten Beziehung mit der Spannwelle 152 genügt. Vor
dem Start der Schleifoperation erfasst der Fotosensor 157 die
Position der Lichtabschirmplatte 158, um die Spannwelle 152 voreinzustellen, so
dass sie in einer spezifizierten anfänglichen Position eingestellt
ist.
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Nach
der Anbringung der Linse auf der Schalenaufnahme 159, berührt der
Bediener den START Knopf auf der Eingabeeinheit 11, um
die Schleifvorrichtung zu starten. Die Vorrichtung prüft zuerst
den minimalen zu bearbeitenden Durchmesser, um zu sehen, ob er einer
spezifizierten Bedingung basierend auf den eingegebenen Brillengestelldaten
und Layout-Daten genügt,
und, abhängig
vom Ergebnis, wählt
sie eine MODE Einstellung zum Bearbeiten entweder einer Linse für "Großmutters
Brillen" oder für eine gewöhnliche
Linse. Alternativ kann dies von dem Bediener vollbracht werden,
der eine geeignete Einstellung mittels eines MODE Schalters auf
der Eingabeeinheit 11 bestimmt. Bei der Bedienung des Bearbeitungszentrums,
können
entweder Daten für eine
für "Großmutters
Brille" zu bearbeitende
Linse zusammen mit den anderen notwendigen Daten in die Vorrichtung
eingegeben werden, oder, alternativ, kann eine automatische Linsenfördervorrichtung
den Typ der zu übernehmenden
Befestigungs-(Sicherungs-)schale identifizieren, sodass die Linsenschleifvorrichtung
die MODE Einstellung auf der Basis des Ergebnisses der Identifizierung
ausführt.
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Wenn
der ausgewählte
Bearbeitungsmodus für
eine gewöhnliche
Linse ist, wird der Linsenhalter 124 länglicher Gestalt passend in
Ausrichtung mit der Astigmatismusachse der auf der Aufnahmeschale 159 angebrachten
Linse orientiert. Zu diesem Zweck wird der Linsenhalter 124 so
um seine Achse rotiert, dass er passend orientiert und, nach diesem
Positionierungsschritt, wird der Linsenhalter 124 in die Spannposition
abgesenkt.
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Die
Orientierung des Linsenhalters 124 ist unten spezifischer
beschrieben. Wenn die zu bearbeitende Linse keinen Astigmatismus
hat, hat ihre rückwärtige Oberfläche gewöhnlich dieselbe
Krümmung
in allen Richtungen, so kann der bogenförmige Bereich R1 des Linsenhalters 124 wirksam
die Linse halten, indem er mit im Wesentlichen dem gesamten Bereich
der Linsenoberfläche
in Kontakt tritt, ungeachtet der Art und Weise, in der der Halter 124 orientiert
ist. Wenn die Linse einen Astigmatismus hat, ist ihre rückwärtige Oberfläche torisch,
sodass der Linsenhalter 124 die Linsenoberfläche nicht
gleichmäßig berühren kann,
abhängig
von seiner Position bezüglich
der Achse des Astigmatismus. Unter den Umständen, dass die zu bearbeitende
Linse einen Astigmatismus hat, wird der Linsenhalter 124 so
um seine Achse rotiert, dass seine kürzeste Achse (eine kleinere
Durchmesserrichtung) sich im Allgemeinen mit der Astigmatismusachse
der auf der Linsenaufnahme 159 angebrachten Linse deckt
(in der Spezifikation der Erfindung wird die Richtung der Astigmatismusachse
auf der negativen Seite genommen), oder derart, dass eine Richtung
senkrecht zu einer Richtung der langen Seite des Linsenhalters 124 (eine Richtung
senkrecht zu einem Hauptdurchmesserrichtung) sich im Allgemeinen
mit der Astigmatismusachse der Linse deckt, und nachdem dies Positionierung
vollständig
ist, wird die Linse eingespannt. Die rückwärtige Oberfläche der
eingespannten Linse ist größtenteils
von dem bogenförmigen
Bereich R1 des Linsenhalters 124 berührt, und der Spanndruck wirkt im
Wesentlichen in derselben Weise wie in dem Fall, in dem der Halter
die Gestalt eines wahren Kreises hat, um die Linse wirksam in Position
zu halten (weil selbst, wenn der Linsenhalter die Gestalt eines
wahren Kreises hat, wirkt der auf eine astigmatische Linse ausgeübte Spanndruck
hauptsächlich
in einer Richtung senkrecht zur Astigmatismusachse wirkt, und nur
ein kleiner Teil wirkt entlang der Astigmatismusachse). Wenn der
Linsenhalter 124 in dieser Weise orientiert ist, ist die
erforderliche Kraft zum Halten der Astigmatismuslinse sichergestellt,
um die Möglichkeit
einer Fehlausrichtung der Linsenachse oder eines Linsenversatzes
entlang der optischen Achse während
der Bearbeitung zu reduzieren.
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Ein
weiterer Vorteil der Orientierung des Linsenhalters 124 in
der oben beschriebenen Weise ist, dass die rückwärtige Oberfläche der
Linse den Spanndruck in derselben Position aufnimmt wie die durch
die Befestigungs-(Sicherungs-)schale 160 gehaltene vordere
Oberfläche,
und dies verhindert wirksam Linsenbruch, der andernfalls auftreten
würde, wenn
die vordere Oberfläche
der Linse in anderen Positionen gehalten wird als ihre rückwärtige Oberfläche.
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Wenn
gewünscht,
kann die Orientierung des Linsenhalters 124, die der spezifizierte
Beziehung mit der astigmatischen Achse der zu bearbeitenden Linse
genügt,
durch Positionierung mittels Rotation der Schalenaufnahme 159 um
ihre Achse erzielt werden. In diesem alternativen Fall ist die Rotation
der zu bearbeitenden Linse unter Bezug auf die derart bestimmte
Rotationsposition gesteuert.
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Nachdem
die Linsenaufspannung beendet ist, steuert die Steuereinheit 600 die
Bewegungen der Vorwärts-Rückwärts-Bewegungsvorrichtung 630, der
Linsenkonfigurations-Messgruppe 400 und so weiter, um die
Konfiguration (Randposition) der Linse, basierend auf den eingegeben
Brillenrahmen-Konfigurationsdaten
und anderen notwendigen Daten zu messen. Danach stellt die Steuereinheit 600 auf
der Basis der über
die Randposition der Linse erhaltenen Informationen in Übereinstimmung
mit einem spezifizierten Programm Daten zum Anfasen der Linse zur
Verfügung.
Im Anschluss daran steuert die Einheit 600 die Rotation
der Spannwellen 121 und 152 auf der Basis der
Bearbeitungsdaten, den Betrieb der Linsenschleifteile 300R und 300L und den
Betrieb des Mechanismus, um diese zu bewegen, derart, dass Grobschleifen,
Feinschleifen (Fertigbearbeitung) und Anfasen hintereinander ausgeführt werden.
In den jeweiligen Bearbeitungsstadien werden spezifizierte Schleifscheiben
in Positionen aufgestellt, die der Höhe der zu bearbeitenden Linse entsprechen.
Während
der Bearbeitung werden die Spannwellen 121 und 152 im
Gleichlauf rotiert. Für Einzelheiten
der Bearbeitungsvorgänge
sollte Bezug genommen werden auf die Europäische Patentveröffentlichung
Nr. 798 076 A1.
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Als
nächstes
wird die Bearbeitung von "Großmutters
Brille" beschrieben.
Wie in dem Fall der Bearbeitung gewöhnlicher Linsen, gibt der Bediener die
Brillenrahmendaten, Layout-Daten und andere notwendige Daten ein,
um Vorbereitungen für
die Bearbeitung der betreffenden Linse zu treffen. Die zugehörige Befestigungs-(Sicherungs-)schale 161 wird
an der Linse angebracht, um einer spezifizierten Positionsbeziehung
mit dem Linsen-Layout zu genügen, und
anschließend
in die Aufnahmeschale 159 eingepasst, wobei darauf geachtet
wird, dass sichergestellt ist, dass die längliche Schalenaufnahme 159 mit der
Befestigungs-(Sicherungs-)schale 161 in Deckung ist, die
auch von länglicher
Gestalt ist.
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Basierend
auf den eingegebenen Daten ist die Betriebsweise der Schleifvorrichtung
für die
Bearbeitung der Linse von "Großmutters
Brille" eingestellt.
In dieser Betriebsweise ist der Linsenhalter 124 derart
orientiert, dass seine längliche
Gestalt sich mit der Schalenaufnahme 159 deckt, ungeachtet
der Daten der Astigmatismusachse der Linse (wobei mit der Rotation
des Linsenhalters 124 um seine Achse begonnen wird). Mit
dieser Orientierung decken sich der Linsenhalter 124, die
Befestigungs(Sicherungs-)schale 161 und die Schalenaufnahme 159 miteinander
in ihrer länglichen
Gestalt, wodurch es ermöglicht
wird, dass die Linse bearbeitet wird, ohne mit der Schleifscheibe
zu interferieren.
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Wie
auf den vorhergehenden Seiten beschrieben, bietet die vorliegende
Erfindung den Vorteil, dass eine gewöhnliche Linse mit einem großen zu bearbeitenden
Durchmesser und eine Linse für "Großmutters
Brille" effizient
bearbeitet werden können,
ohne spezielle Schalenaufnahme und Linsenhalter zu verwenden, und
dazu ist die mögliche Fehlausrichtung
in der Achse einer gewöhnlichen Linse
ausreichend reduziert.