WO2004103637A1 - Method and device for machining spectacle lenses - Google Patents

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WO2004103637A1
WO2004103637A1 PCT/EP2004/005336 EP2004005336W WO2004103637A1 WO 2004103637 A1 WO2004103637 A1 WO 2004103637A1 EP 2004005336 W EP2004005336 W EP 2004005336W WO 2004103637 A1 WO2004103637 A1 WO 2004103637A1
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WO
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spectacle lens
sensor
block
spectacle
machining
Prior art date
Application number
PCT/EP2004/005336
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German (de)
French (fr)
Inventor
Frank Janetta
Sebastian Beil
Winfried Feuster
Original Assignee
Weco Optik Gmbh
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Filing date
Publication date
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Priority to EP04733550A priority patent/EP1628803B1/en
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    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B9/00—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor
    • B24B9/02—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground
    • B24B9/06—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain
    • B24B9/08—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass
    • B24B9/14—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of optical work, e.g. lenses, prisms
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B24—GRINDING; POLISHING
    • B24B—MACHINES, DEVICES, OR PROCESSES FOR GRINDING OR POLISHING; DRESSING OR CONDITIONING OF ABRADING SURFACES; FEEDING OF GRINDING, POLISHING, OR LAPPING AGENTS
    • B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
    • B24B49/16—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the load

Definitions

  • the invention relates to a method and a device for shaping spectacle lenses by means of a CNC-controlled spectacle lens processing machine with a spectacle lens holding shaft that holds the spectacle lens by means of a block or suction cup and a processing tool that can be adjusted relative to the spectacle lens holding shaft.
  • the machining pressure can be set such that it is just large enough for a large radius of the spectacle lens touching the grinding wheel to prevent the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft from slipping, whereby the machining pressure can be increased as the radius becomes smaller and this increases Magnification is dependent on the one hand on the permissible instantaneous torque exerted by the processing pressure on the spectacle lens, but on the other hand must not be so great that the spectacle lens is damaged or even destroyed.
  • the processing pressure can be controlled by means of a quantity of data from a computer which also controls the shaping of the spectacle lens by means of this quantity of data.
  • the control of the machining pressure can be effected by changing the torque transmitted by the servomotor moving the machining tool relative to the spectacle lens holding shaft, the change in torque being able to be carried out either by means of a torque-controlled servomotor or by means of a torque-controlled coupling between the servomotor and the feedable machining tool.
  • the invention described therein is also based on the problem of creating a method and a device for shaping the peripheral edge of spectacle lenses and for possibly subsequently attaching a facet, with which slipping through of the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft is reliably avoided, and with which the shaping of the peripheral edge of eyeglass lenses can be carried out as quickly as possible without the risk of breaking or damaging the eyeglass lenses, this method and the device should be designed and constructed in a simple manner and should not require any complicated control.
  • the machining force acting on the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft always remains below a predeterminable value at which the spectacle lens does not slip through with certainty.
  • This method has the advantage that it can also be integrated into a spectacle lens edge processing machine by retrofitting, independently of the control of the mold processing.
  • the method according to the invention is independent of whether the shaping of the spectacle lens is CNC-controlled or by copy grinding using a shaping disc.
  • the torque of the spectacle lens holding shaft can be measured in different ways, for example by measuring the torque of the drive motor of the spectacle lens holding shaft. This torque is proportional to the current consumption, so that the measurement of the torque can be achieved by measuring the current consumption of the drive motor.
  • the torque of the drive motor on the housing of the drive motor can be measured if this housing is rotatably mounted on an elastic support and the path of the elastic support is measured.
  • the control of the rotational speed of the spectacle lens holding shaft can either be carried out in such a way that it is reduced proportionally to the exceeding of a predetermined value of the torque or by stopping the spectacle lens holding shaft as long as a predetermined value of the torque is exceeded.
  • the device for shaping the peripheral edge of spectacle lenses and, if appropriate, subsequently attaching a facet with a driven spectacle lens holding shaft that holds the spectacle lens and a processing tool that can be moved in relation to the spectacle lens holding shaft has a measuring device for measuring the torque of the spectacle lens holding shaft and a control device for this The force of the processing tool acting on the spectacle lens to reduce this force by reducing the rotational speed of the spectacle lens holding shaft, if necessary to a standstill, if and as long as the torque exceeds a predetermined value.
  • the control device can act on the drive of the spectacle lens holding shaft, in the sense of reducing the speed of the spectacle lens holding shaft, possibly until it comes to a standstill.
  • the measuring device for measuring the torque preferably has an elastic support for the rotatably mounted housing of the drive motor for the spectacle lens holding shaft, it being possible for a displacement sensor cooperating with the control device to be arranged on the support and the control device for reducing the speed of the spectacle lens holding shaft in proportion to the exceeding of a predetermined path of the encoder.
  • a particularly advantageous embodiment of the known device is obtained when the elastic support is pre-tensioned so that movement only when the pre-tension is exceeded, i. H. of the predetermined torque occurs and in which an electrical contact interacts with the elastic support, which interrupts the power supply to the drive motor when the bias voltage is exceeded.
  • the method described in DE 199 14 174 AI and the device can be combined with the method described in DE 196 16 536 AI, so that on the one hand the Machining pressure is increased in a controlled manner as a function of the respective radius in the contact area of the spectacle lens touching the machining tool from a large radius to a small radius and, on the other hand, the speed of the spectacle lens holding shaft is possibly reduced to a standstill if and as long as the torque exceeds the predetermined value.
  • this method can be carried out, for example, with the system according to DE 195 27 222 C2.
  • the determined values of a possible shift of the raw glass on the holder can be compared continuously or in cycles by calculation with a maximum permissible value of the shift, so that the processing of the raw glass then and only if the maximum permissible value of the relocation is exceeded.
  • the detection of a displacement of the raw glass on the holder is a sign that the holding force of the raw glass on the holder is too low for the selected machining force and / or machining speed, it can be provided according to a further advantageous embodiment of the method that after the detection If the displacement does not exceed the maximum permissible value, the machining force and / or the machining speed are reduced.
  • the invention is based on the problem of creating a method and an apparatus for shaping spectacle lenses with which slipping or displacement of the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft is avoided with certainty and with which the shaping of spectacle lenses is carried out as quickly as possible without the risk of breaking or Damage to the lenses taking into account mechanical softness in the system and with possible minor hindrance to the work process is feasible.
  • the machining process can be controlled taking into account the measurement values excluding the mechanical softness in the system so that, for example, the infeed of the machining tool and / or the rotation of the spectacle lens holding shaft, if any, and / or the speed of the machining tool, if it is a rotating machining tool, should always be set so that a maximum machining speed is achieved without the risk of damage to the spectacle lens or without producing unusable spectacle lenses, the machining process being hampered as little as possible becomes.
  • the invention is based on the idea of obtaining an "intelligent" block or suction device by arranging a sensor in or on the block or suction device, which generates measurement signals which correspond to the load state acting on the spectacle lens during the shaping process, taking advantage of the fact that the block or suction cup deforms more or less depending on the load condition or a pressure corresponding to the load condition acts on the sensor.
  • the method defined above can be carried out using an active or passive electronic sensor or using an optical sensor.
  • the measured values can be transmitted from the sensor to a transducer without contact or by means of cable connections, plug-in or sliding contacts.
  • the device according to the invention for the shaping of spectacle lenses from a CNC-controlled spectacle lens processing machine with an eyeglass lens holding shaft holding the spectacle lens by means of a block or suction cup and a processing tool that can be adjusted in relation to the spectacle lens relative to the eyeglass lens holding shaft has at least one measuring condition that acts on the spectacle lens during the shaping Sensor on, which is arranged in or on the block or suction device and which transmits the measured values to a transducer which forwards the measured values to the CNC control of the lens processing machine in a machine-suitable form.
  • the senor is designed as an active electronic component, this can consist of a pressure- or deformation-sensitive, miniaturized electronic circuit.
  • the senor consists of a passive electronic or electromechanical component
  • this can consist, for example, of a pressure or deformation-sensitive resonant circuit arranged in or on the block or suction device, or of a pressure or deformation-sensitive measuring resistor arrangement.
  • a contactless measured value transmission arrangement can be provided from the sensor to the measured value transducer, which can preferably consist of a coil arrangement coupled to the resonant circuit.
  • the sensor can preferably consist of at least one reflecting optical component arranged in or on the block or suction cup, onto which light beams are directed, the deflection or scattering of the block or deformation measured by the measurement sensor Suction cups by loading are a measure of the loading condition.
  • the measured value pickup can be designed as a CCD camera, from which a light beam emanates and is reflected back onto the CCD camera by the reflecting sensor.
  • the CCD camera detects the deflection or scattering of the beam due to the deformation of the block or suction cup due to the load which arises during the machining of the mold and transmits a control signal to the CNC control of the spectacle lens processing machine for controlling the machining process.
  • Fig. 1 is a perspective view of an inventive
  • FIG. 2 shows a schematic top view, partly in section of a block or suction device, showing a sensor embedded therein,
  • Fig. 3 is a schematic side view of the block or sucker according to Figure 2 and
  • Fig. 4 is a schematic plan view, partly in section, one
  • Spectacle lens processing machine for processing the spectacle lens edge and an optical surface according to a second embodiment.
  • a housing 1 is shown of a CNC-controlled spectacle lens edge grinding machine, known per se, shown in FIG. 1, in whose grinding chamber 2 three grinding wheels 3 are arranged on a shaft 4.
  • One of the grinding wheels with a cylindrical surface is used to pre-grind the outline shape of a spectacle lens, while the other two grinding wheels are used to grind different roof facets onto the shape-ground spectacle lens.
  • Coaxial, rotatable, hollow half shafts 5, 6 are arranged parallel to the shaft 4 with the grinding wheels 3, of which the half shaft 6 is axially displaceable.
  • the half-shafts 5, 6 have at their ends holders in the form of holding heads, of which a block or sucker 8 is shown, between which a raw glass 9 can be clamped. The pinching can take place automatically or via a handle 7.
  • the spectacle lens holding shaft 5, 6 and the grinding wheels 3 can be set relative to one another for the edge processing of the raw glass 9.
  • the peripheral edge is ground in accordance with a predetermined shape of the spectacle lens in a known manner CNC-controlled by means of a control device 12.
  • the control device 12 is connected to an input device in the form of a keyboard 14, by means of which the predetermined outline shape, the decentration values and, if given, are used , enter the axis position of a cylindrical or prismatic cut.
  • the entered values can be displayed on a monitor 15.
  • the block or suction device 8 is placed on the raw glass 9 in a precise position by means of a suitable device and then inserted into the spectacle lens edge grinding machine.
  • the block or sucker 8 can, as described in EP 0 235 543 AI, be formed and consist of a toothed flange 23 and a head 24. The teeth 23 and a slot 25 arranged in the head 24 are used for precise positioning with respect to the half shaft 6.
  • the block or sucker 8 is made of plastic and a sensor 10 in the form of a resonant circuit made up of an inductor, a capacitor and a resistor is embedded in the head 24.
  • a sensor 10 in the form of a resonant circuit made up of an inductor, a capacitor and a resistor is embedded in the head 24.
  • an oscillation excitation device 11 is arranged in the half-wave 6 and is connected to a measured value pickup 13. This vibration excitation device 11 can stand still with respect to the half-wave 6 or rotate with it.
  • the components of the resonant circuit forming the sensor 10 are arranged in such a way that the resonance frequency of the resonant circuit is changed by the deformation of the block or sucker 8 due to the load occurring during the machining process.
  • the oscillation circuit If the oscillation circuit is now excited by the oscillation excitation device 11, the energy introduced into this oscillation excitation device 11 is damped by the oscillation of the oscillation circuit forming the sensor 10.
  • the evaluation of the damping or the determination of the respective resonance frequency gives measured values for the deformation of the block or suction pad 8 and thus of the load that occurs during the machining process.
  • These measurement signals arrive at the transducer 13 and from there to the control device 12, where they are evaluated for the control of the processing of the lens edge by means of the grinding wheels 3.
  • the machining process can be controlled by the control device 12, taking mechanical softness in the system into account, so that the machining is carried out at the greatest possible speed, but without the risk of damage or damage
  • the machined spectacle lens 9 becomes unusable and can be carried out with the least possible hindrance to the machining process.
  • an active sensor in the form of a pressure- or deformation-sensitive, miniaturized electronic circuit can also be used on the block or sucker 8
  • a precise measurement of the forces occurring on the spectacle lens due to the grinding process can be carried out.
  • the measurement takes place on-line during grinding, so that the control of the infeed parameters is possible in a closed control loop. Because the measurement is carried out directly on the lens, mechanical softness in the system can be excluded and at the same time the grinding process is hampered as little as possible.
  • the measurement can determine the entire voltage state in the block or suction cup 8, i.e. H. which include pressure, shear and compression loads.
  • FIG. 4 there is only one hollow shaft 19 with a block or suction pad 20 which is attached on one side to the spectacle lens 9 and covers almost the entire surface thereof.
  • the spectacle lens 9 is held on the block or suction cup 18 by means of a vacuum.
  • a vacuum connection 21 is provided on the hollow shaft 19.
  • the hollow shaft 19 is rotatably mounted on a bearing block 16 fixed to the housing, while the grinding wheels 3 can be adjusted in a manner not shown by means of a control device 12 in a CNC-controlled manner in the X direction and the Z direction.
  • a surface processing device 17, which is also controlled by the control device 12, is provided, which is only shown schematically and carries out the processing of the free optical surface of the spectacle lens 9 before or after the edge processing by means of the grinding wheels 3 in a CNC-controlled manner by the control device 12.
  • the spectacle lens 9 can be positioned precisely on the block or suction device 18 with the aid of a handling device 26, which is also controlled by the control device 12.
  • the block or sucker 18 has a sensor 20 in the form of a reflective optical Elements on.
  • a transducer 22 is arranged in the form of a CCD camera.
  • a light beam 27 emanates from the CCD camera 22 and strikes the sensor 20 in the form of the reflecting optical element and is reflected back to the CCD camera 22.
  • the sensor 20 Due to the deformation of the block or suction cup 18 due to the forces occurring during the processing of the spectacle lens 9 by means of the grinding wheels 3 or the surface processing device 17, the sensor 20 is deformed or deflected in the form of the reflecting optical element, so that the radiation reflected back to the CCD camera 22 28 is scattered or distracted.
  • This scattering or deflection is a measure of the load condition of the spectacle lens 9 during the machining process and is passed to the control device 12, which controls the machining process in such a way that even at the maximum machining speed there is no risk of damage to the spectacle lens 9 or becoming unusable.
  • the CCD camera 22 can rotate with the hollow shaft 19, so that sliding contacts, not shown, are required for the measured value transmission. If the CCD camera 22 is fixed with respect to the hollow shaft 19, a direct cable connection can be established via plug contacts.
  • the measured value transmission in the form of the beams 27, 28 takes place between the sensor 20 and the CCD camera 22 without contact.

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Abstract

The invention relates to a method and a device for machining spectacle lenses using a computer numeric controlled (CNC) spectacle-lens grinding machine. Said device comprises a spectacle lens securing shaft (5, 6, 19) that secures the spectacle lens (9) by means of a block or suction element (8, 18) and a machining tool (3) that can be advanced in a controlled manner relative to the spectacle lens (9). According to said method, the stress exerted on the spectacle lens (9) during the machining process is measured by means of at least one sensor (10, 20) that is located in or on the block or suction element (8, 18). The measured values are then transmitted to the CNC controller of the spectacle-lens grinding machine and the machining process is controlled in accordance with the measured values.

Description

ECO Optik GmbH ECO Optik GmbH
"Verfahren und Vorrichtung zum Formbearbeiten von Brillengläsern""Method and device for shaping spectacle lenses"
Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formbearbeiten von Brillengläsern mittels einer CNC-gesteuerten Brillenglasbearbeitungsmaschine mit einer das Brillenglas mittels eines Blocks oder Saugers haltenden Brillenglashaltewelle und einem mit Bezug auf das Brillenglas relativ zur Brillenglashaltewelle gesteuert zustellbaren Bearbeitungswerkzeug.The invention relates to a method and a device for shaping spectacle lenses by means of a CNC-controlled spectacle lens processing machine with a spectacle lens holding shaft that holds the spectacle lens by means of a block or suction cup and a processing tool that can be adjusted relative to the spectacle lens holding shaft.
Um das Formbearbeiten des Umfangsrandes von Brillengläsern möglichst rasch ohne Gefahr des Zerbrechens oder Beschädigens der Brillengläser durchzuführen und dabei ein Durchrutschen des in die Brillenglashaltewelle eingespannten Brillenglases mit Sicherheit zu vermeiden, ist es gemäß der DE 196 16 536 AI derselben Anmelderin bekannt, die Kraft, mit der das Bearbeitungswerkzeug gegen das Brillenglas geführt wird, in Abhängigkeit vom jeweiligen Radius im Anlagebereich des das Bearbeitungswerkzeug berührenden Brillenglases von einem großen Radius zu einem kleinen Radius gesteuert zu vergrößern. Hierdurch läßt sich der Bearbeitungsdruck so einstellen, daß er bei einem großen, die Schleifscheibe berührenden Radius des Brillenglases gerade so groß ist, daß ein Durchrutschen des in die Brillenglashaltewelle eingespannten Brillenglases gerade vermieden wird, wobei sich der Bearbeitungsdruck mit kleiner werdendem Radius vergrößern läßt und diese Vergrößerung einerseits wiederum vom zulässigen, durch den Bearbeitungsdruck auf das Brillenglas ausgeübten augenblicklichen Drehmoment abhängig ist, andererseits aber nicht so groß werden darf, daß dadurch das Brillenglas beschädigt oder gar zerstört wird.In order to carry out the shaping of the peripheral edge of spectacle lenses as quickly as possible without risk of breaking or damaging the spectacle lenses and thereby preventing the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft from slipping, it is known according to DE 196 16 536 A1 by the same applicant, the force with which guides the machining tool against the spectacle lens, in a controlled manner, depending on the radius in the contact area of the spectacle lens touching the machining tool, from a large radius to a small radius. As a result, the machining pressure can be set such that it is just large enough for a large radius of the spectacle lens touching the grinding wheel to prevent the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft from slipping, whereby the machining pressure can be increased as the radius becomes smaller and this increases Magnification is dependent on the one hand on the permissible instantaneous torque exerted by the processing pressure on the spectacle lens, but on the other hand must not be so great that the spectacle lens is damaged or even destroyed.
Bei diesem bekannten Verfahren läßt sich der Bearbeitungsdruck mittels einer Datenmenge eines Rechners steuern, der auch das Formbearbeiten des Brillenglases mittels dieser Datenmenge steuert. Insbesondere läßt sich die Steuerung des Bearbeitungsdrucks durch Veränderung des vom das Bearbeitungswerkzeug relativ zur Brillenglashaltewelle bewegenden Stellmotors übertragenen Drehmoments bewirken, wobei sich die Veränderung des Drehmoments entweder mittels eines drehmomentgeregelten Stellmotors oder mittels einer drehmomentgeregelten Kupplung zwischen dem Stellmotor und dem zustellbaren Bearbeitungswerkzeug durchführen läßt.In this known method, the processing pressure can be controlled by means of a quantity of data from a computer which also controls the shaping of the spectacle lens by means of this quantity of data. In particular, the control of the machining pressure can be effected by changing the torque transmitted by the servomotor moving the machining tool relative to the spectacle lens holding shaft, the change in torque being able to be carried out either by means of a torque-controlled servomotor or by means of a torque-controlled coupling between the servomotor and the feedable machining tool.
Das vorbeschriebene Verfahren und die dazugehörige Vorrichtung haben sich bewährt, jedoch ist hiermit keine Regelung in Abhängigkeit vom Abtragsverhalten und dem Eingriffszustand möglich. Aus der DE 196 32 340 AI ist es bekannt, das Drehmoment des Antriebsmotors einer Brillenglashaltewelle und/oder einer Schleifscheibenspindel in einer Brillenglasrandschleifmaschine zu messen und zum Steuern der Bearbeitungskraft zu verwenden. Eine Veränderung der Bearbeitungskraft wird durch Einwirkung auf eine Höhenverstellvorrichtung für die Brillenglashaltewelle erreicht, die so angesteuert wird, daß ein Zapfen absinkt, und zwar so, daß sich ein vorgegebener Schleifdruck im Berührungsbereich zwischen dem Rohglas und der Schleifscheibe ergibt.The above-described method and the associated device have proven themselves, but no regulation depending on the removal behavior and the state of engagement is possible with this. From DE 196 32 340 AI it is known to measure the torque of the drive motor of a spectacle lens holding shaft and / or a grinding wheel spindle in a spectacle lens edge grinding machine and to use it to control the machining force. A change in the machining force is achieved by acting on a height adjustment device for the spectacle lens holding shaft, which is controlled in such a way that a pin sinks in such a way that a predetermined grinding pressure results in the contact area between the raw glass and the grinding wheel.
Das vorbeschriebene Verfahren hat sich bewährt, ließ sich jedoch vereinfachen, indem eine Trennung der Steuerung der Formgebung des Brillenglases von der Steuerung des Anpreßdrucks gemäß der DE 199 14 174 AI vorgenommen wurde.The method described above has proven itself, but could be simplified by separating the control of the shaping of the spectacle lens from the control of the contact pressure in accordance with DE 199 14 174 A1.
Der darin beschriebenen Erfindung liegt ebenfalls das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formbearbeiten des Umfangsrandes von Brillengläsern und zum ggf. anschließenden Anbringen einer Facette zu schaffen, mit denen ein Durchrutschen des in die Brillenglashaltewelle eingespannten Brillenglases mit Sicherheit vermieden wird, und mit denen das Formbearbeiten des Umfangsrandes von Brillengläsern möglichst rasch ohne Gefahr des Zerbrechens oder Beschädigens der Brillengläser durchführbar ist, wobei dieses Verfahren und die Vorrichtung einfach gestaltet bzw. aufgebaut sein sollen und keine komplizierte Steuerung erfordern sollen.The invention described therein is also based on the problem of creating a method and a device for shaping the peripheral edge of spectacle lenses and for possibly subsequently attaching a facet, with which slipping through of the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft is reliably avoided, and with which the shaping of the peripheral edge of eyeglass lenses can be carried out as quickly as possible without the risk of breaking or damaging the eyeglass lenses, this method and the device should be designed and constructed in a simple manner and should not require any complicated control.
Ausgehend von dieser Problemstellung wird bei einem Verfahren der eingangs erwähnten Art gemäß der DE 199 14 174 AI vorgeschlagen, daß das Drehmoment der Brillenglashaltewelle gemessen, das Formbearbeiten des Umfangsrandes des sich drehenden Brillenglases mit einer vorgebbaren, einstellbaren Kraft des Bearbeitungswerkzeugs durchgeführt wird, wenn und solange das Drehmoment kleiner oder gleich einem vorgegebenen Wert ist und die auf das Brillenglas wirkende Kraft des Bearbeitungswerkzeugs durch Vermindern der Drehzahl der Brillenglashaltewelle, ggf. bis zum Stillstand, herabgesetzt wird, wenn und solange das Drehmoment den vorgegebenen Wert übersteigt.Based on this problem, it is proposed in a method of the type mentioned in DE 199 14 174 AI that the torque of the spectacle lens holding shaft is measured, the shaping of the peripheral edge of the rotating spectacle lens is carried out with a predeterminable, adjustable force of the processing tool, if and for as long the torque is less than or equal to a predetermined value and the force of the machining tool acting on the spectacle lens is reduced by reducing the rotational speed of the spectacle lens holding shaft, if necessary to a standstill, if and as long as the torque exceeds the predetermined value.
Dadurch bleibt die auf das in die Brillenglashaltewelle eingespannte Brillenglas wirkende Bearbeitungskraft stets unterhalb eines vorgebbaren Wertes, bei dem ein Durchrutschen des Brillenglases mit Sicherheit nicht eintritt. Dieses Verfahren hat den Vorteil, daß es sich unabhängig von der Steuerung der Formbearbeitung ggf. auch durch Nachrüstung in eine Brillenglasrandbearbeitungsmaschine integrieren läßt. Beispielsweise ist das erfindungsgemäße Verfahren unabhängig davon, ob die Formbearbeitung des Brillenglases CNC-gesteuert oder durch Kopierschleifen anhand einer Formscheibe erfolgt. Das Messen des Drehmoments der Brillenglashaltewelle läßt sich auf unterschiedliche Weise durchführen, beispielsweise durch Messen des Drehmoments des Antriebsmotors der Brillenglashaltewelle. Dieses Drehmoment ist proportional zur Stromaufhahme, so daß sich das Messen des Drehmoments durch Messen der Stromaufnahme des Antriebsmotors erreichen läßt. Ebenso läßt sich das Drehmoment des Antriebsmotors am Gehäuse des Antriebsmotors messen, wenn dieses Gehäuse geringfügig drehbar an einer elastischen Abstützung gelagert ist und der Weg der elastischen Abstützung gemessen wird.As a result, the machining force acting on the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft always remains below a predeterminable value at which the spectacle lens does not slip through with certainty. This method has the advantage that it can also be integrated into a spectacle lens edge processing machine by retrofitting, independently of the control of the mold processing. For example, the method according to the invention is independent of whether the shaping of the spectacle lens is CNC-controlled or by copy grinding using a shaping disc. The torque of the spectacle lens holding shaft can be measured in different ways, for example by measuring the torque of the drive motor of the spectacle lens holding shaft. This torque is proportional to the current consumption, so that the measurement of the torque can be achieved by measuring the current consumption of the drive motor. Likewise, the torque of the drive motor on the housing of the drive motor can be measured if this housing is rotatably mounted on an elastic support and the path of the elastic support is measured.
Die Steuerung der Drehzahl der Brillenglashaltewelle kann entweder in der Weise erfolgen, daß sie proportional zur Überschreitung eines vorgegebenen Wertes des Drehmoments herabgesetzt wird oder indem die Brillenglashaltewelle solange stillgesetzt wird, wie ein vorgegebener Wert des Drehmoments überschritten ist.The control of the rotational speed of the spectacle lens holding shaft can either be carried out in such a way that it is reduced proportionally to the exceeding of a predetermined value of the torque or by stopping the spectacle lens holding shaft as long as a predetermined value of the torque is exceeded.
Die Vorrichtung zum Formbearbeiten des Umfangsrandes von Brillengläsern und zum ggf. anschließenden Anbringen einer Facette mit einer das Brillenglas haltenden, angetriebenen Brillenglashaltewelle und einem mit Bezug auf die Brillenglashaltewelle gesteuert bewegbaren Bearbeitungswerkzeug weist eine Meßvorrichtung zum Messen des Drehmoments der Brillenglashaltewelle und eine Steuervorrichtung für die auf das Brillenglas wirkende Kraft des Bearbeitungswerkzeugs zum Herabsetzen dieser Kraft durch Herabsetzen der Drehzahl der Brillenglashaltewelle, ggf. bis zum Stillstand, auf, wenn und solange das Drehmoment einen vorgegebenen Wert übersteigt.The device for shaping the peripheral edge of spectacle lenses and, if appropriate, subsequently attaching a facet with a driven spectacle lens holding shaft that holds the spectacle lens and a processing tool that can be moved in relation to the spectacle lens holding shaft, has a measuring device for measuring the torque of the spectacle lens holding shaft and a control device for this The force of the processing tool acting on the spectacle lens to reduce this force by reducing the rotational speed of the spectacle lens holding shaft, if necessary to a standstill, if and as long as the torque exceeds a predetermined value.
Die Steuervorrichtung kann auf den Antrieb der Brillenglashaltewelle, im Sinne eines Herabsetzens der Drehzahl der Brillenglashaltewelle, ggf. bis zum Stillstand, wirken.The control device can act on the drive of the spectacle lens holding shaft, in the sense of reducing the speed of the spectacle lens holding shaft, possibly until it comes to a standstill.
Vorzugsweise weist die Meßvorrichtung zum Messen des Drehmoments eine elastische Abstützung des drehbar gelagerten Gehäuses des Antriebsmotors für die Brillenglashaltewelle auf, wobei an der Abstützung ein mit der Steuervorrichtung zusammenwirkender Weggeber angeordnet sein kann und die Steuervorrichtung ein Herabsetzen der Drehzahl der Brillenglashaltewelle proportional zur Überschreitung eines vorgegebenen Weges des Weggebers bewirkt.The measuring device for measuring the torque preferably has an elastic support for the rotatably mounted housing of the drive motor for the spectacle lens holding shaft, it being possible for a displacement sensor cooperating with the control device to be arranged on the support and the control device for reducing the speed of the spectacle lens holding shaft in proportion to the exceeding of a predetermined path of the encoder.
Eine besondere vorteilhafte Ausführungsform der bekannten Vorrichtung ergibt sich, wenn die elastische Abstützung so vorgespannt ist, daß eine Bewegung erst bei Überschreiten der Vorspannung, d. h. des vorgegebenen Drehmoments eintritt und bei der ein elektrischer Kontakt mit der elastischen Abstützung zusammenwirkt, der die Stromversorgung des Antriebsmotors bei Überschreiten der Vorspannung unterbricht.A particularly advantageous embodiment of the known device is obtained when the elastic support is pre-tensioned so that movement only when the pre-tension is exceeded, i. H. of the predetermined torque occurs and in which an electrical contact interacts with the elastic support, which interrupts the power supply to the drive motor when the bias voltage is exceeded.
Das in der DE 199 14 174 AI beschriebene Verfahren und die Vorrichtung lassen sich mit dem in der DE 196 16 536 AI beschriebenen Verfahren kombinieren, so daß einerseits der Bearbeitungsdruck in Abhängigkeit vom jeweiligen Radius im Anlagebereich des das Bearbeitungswerkzeug berührenden Brillenglases von einem großen Radius zu einem kleinen Radius gesteuert vergrößert wird und andererseits die Drehzahl der Brillenglashaltewelle ggf. bis zum Stillstand herabgesetzt wird, wenn und solange das Drehmoment den vorgegebenen Wert übersteigt.The method described in DE 199 14 174 AI and the device can be combined with the method described in DE 196 16 536 AI, so that on the one hand the Machining pressure is increased in a controlled manner as a function of the respective radius in the contact area of the spectacle lens touching the machining tool from a large radius to a small radius and, on the other hand, the speed of the spectacle lens holding shaft is possibly reduced to a standstill if and as long as the torque exceeds the predetermined value.
Das Problem des Durchrutschens des in die Brillenglashaltewelle eingespannten Brillenglases während der Bearbeitung ist auch in der DE 100 13 650 CI angesprochen:The problem of slipping of the spectacle lens clamped into the spectacle lens holding shaft during processing is also addressed in DE 100 13 650 CI:
Beim Bearbeiten der optischen Oberflächen und/oder des Randes von Brillengläsern, insbesondere beim neuerdings immer wichtiger werdenden Hochleistungsbearbeiten und insbesondere bei nur einseitig an der Halterung gehaltenen Brillengläsern können aufgrund der bei der Bearbeitung auftretenden Kräfte Verlagerungen des Brillenglases an der Halterung der Brillenglashaltewelle eintreten. Diese Verlagerungen können zu einer Desaxierung des Rohglases bezüglich der Drehachse und /oder einem Verdrehen, d.h. einer Veränderung der Winkellage des Rohglases bezüglich der Halterung, führen. Wird diese Verlagerung nicht bemerkt, ist das fertiggestellte Brillenglas unbrauchbar, da entweder seine optischen Werte nicht den geforderten bzw. eingegebenen Werten entsprechen oder die Dezentration nicht mit den eingegebenen Werten übereinstimmt. Auch kann sich ergeben, daß die Achsenlage eines zylindrischen oder prismatischen Schliffs, die Lage eines Nahteils oder die Winkellage des Progressionskanals eines Gleitsichtglases nicht mit den eingegebenen Werten übereinstimmen.When machining the optical surfaces and / or the edge of spectacle lenses, in particular in the case of high-performance machining that has recently become more and more important, and in particular in the case of spectacle lenses that are only held on one side on the holder, displacements of the spectacle lens can occur on the holder of the spectacle lens holding shaft due to the forces occurring during processing. These displacements can lead to a relaxation of the raw glass with respect to the axis of rotation and / or a twisting, i.e. a change in the angular position of the raw glass with respect to the holder. If this shift is not noticed, the finished spectacle lens is unusable because either its optical values do not correspond to the required or entered values or the decentration does not match the entered values. It can also result that the axis position of a cylindrical or prismatic section, the position of a close-up part or the angular position of the progression channel of a varifocal lens do not match the entered values.
Dieses Problem wird mit dem Verfahren und der Vorrichtung gemäß der DE 100 13 650 CI in der Weise gelöst, daß ein laufendes oder taktweises Überprüfen der Lage des Rohglases an der Halterung während der Bearbeitung mittels eines Sensors erfolgt und eine festgestellte Verlagerung des Rohglases an der Halterung laufend oder taktweise in die Werte zur Brillenglasbearbeitung während der Bearbeitung einbezogen wird.This problem is solved with the method and the device according to DE 100 13 650 CI in such a way that the position of the raw glass on the holder is checked continuously or in cycles during processing by means of a sensor and a detected displacement of the raw glass on the holder is continuously or intermittently included in the values for lens processing during processing.
Dieses Verfahren läßt sich bei entsprechender Anpassung beispielsweise mit der Anlage gemäß DE 195 27 222 C2 durchführen.With appropriate adaptation, this method can be carried out, for example, with the system according to DE 195 27 222 C2.
Aufgrund des beschriebenen Verfahrens wird die Produktion von Ausschuß beim Bearbeiten der optischen Oberflächen und/oder des Randes des Rohglases fast vollständig vermieden, da die durch den Sensor aufgenommenen Werte einer ggf. aufgetretenen Verlagerung in die Bearbeitung des Rohglases einfließen.On the basis of the described method, the production of rejects when processing the optical surfaces and / or the edge of the raw glass is almost completely avoided, since the values recorded by the sensor of a possible shift flow into the processing of the raw glass.
Vorzugsweise können die festgestellten Werte einer ggf. eingetretenen Verlagerung des Rohglases an der Halterung laufend oder taktweise rechnerisch mit einem maximal zulässigen Wert der Verlagerung verglichen werden, so daß die Bearbeitung des Rohglases dann und nur dann abgebrochen wird, wenn der maximal zulässige Wert der Verlagerung überschritten wird.Preferably, the determined values of a possible shift of the raw glass on the holder can be compared continuously or in cycles by calculation with a maximum permissible value of the shift, so that the processing of the raw glass then and only if the maximum permissible value of the relocation is exceeded.
Da das Feststellen einer Verlagerung des Rohglases an der Halterung ein Zeichen dafür ist, daß die Haltekraft des Rohglases an der Halterung für die gewählte Bearbeitungskraft und/oder Bearbeitungsgeschwindigkeit zu niedrig ist, kann gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausgestaltung des Verfahrens vorgesehen sein, daß nach dem Feststellen einer den maximal zulässigen Wert nicht überschreitenden Verlagerung die Bearbeitungskraft und/oder die Bearbeitungsgeschwindigkeit herabgesetzt werden.Since the detection of a displacement of the raw glass on the holder is a sign that the holding force of the raw glass on the holder is too low for the selected machining force and / or machining speed, it can be provided according to a further advantageous embodiment of the method that after the detection If the displacement does not exceed the maximum permissible value, the machining force and / or the machining speed are reduced.
Der Erfindung liegt das Problem zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Formbearbeiten von Brillengläsern zu schaffen, mit denen ein Durchrutschen oder ein Verlagern des in die Brillenglashaltewelle eingespannten Brillenglases mit Sicherheit vermieden wird und mit denen das Formbearbeiten von Brillengläsern möglichst rasch ohne Gefahr des Zerbrechens oder Beschädigens der Brillengläser unter Berücksichtigung mechanischer Weichheiten im System und mit möglicher geringer Behinderung des Arbeitsprozesses, durchführbar ist.The invention is based on the problem of creating a method and an apparatus for shaping spectacle lenses with which slipping or displacement of the spectacle lens clamped in the spectacle lens holding shaft is avoided with certainty and with which the shaping of spectacle lenses is carried out as quickly as possible without the risk of breaking or Damage to the lenses taking into account mechanical softness in the system and with possible minor hindrance to the work process is feasible.
Ausgehend von dieser Problemstellung wird ein Verfahren der eingangs erwähnten Art vorgeschlagen mit den Schritten:Based on this problem, a method of the type mentioned at the beginning is proposed with the steps:
- Messen des während der Formbearbeitung auf das Brillenglas wirkenden Belastungszustandes mittels mindestens eines im oder am Block oder Sauger angeordneten Sensors,Measuring the load state acting on the spectacle lens during the shaping by means of at least one sensor arranged in or on the block or suction device,
- Übertragen der Meßwerte an die CNC-Steuerung der Brillenglasbearbeitungsmaschine und- Transfer the measured values to the CNC control of the lens processing machine and
- Steuern des Bearbeitungsprozesses unter Berücksichtigung der Meßwerte.- Control of the machining process taking into account the measured values.
Durch die unmittelbar im oder am Block oder Sauger durchgeführte Messung des während der Formbearbeitung auf das Brillenglas wirkenden Belastungszustandes, z. B. die Druck- und/oder Scher- und/oder Stauchbelastung, läßt sich der Bearbeitungsprozeß unter Berücksichtigung der die mechanischen Weichheiten im System ausschließenden Meßwerte so steuern, daß beispielsweise die Zustellung des Bearbeitungswerkzeuges und/oder die Drehung der Brillenglashaltewelle, falls gegeben, und /oder die Drehzahl des Bearbeitungswerkzeugs, falls es sich um ein sich drehendes Bearbeitungswerkzeug handelt, stets so eingestellt werden, daß eine maximale Bearbeitungsgeschwindigkeit erreicht wird, ohne daß die Gefahr einer Beschädigung des Brillenglases eintritt oder unbrauchbare Brillengläser hergestellt werden, wobei der Bearbeitungsprozeß möglichst wenig behindert wird.Due to the measurement carried out directly in or on the block or suction cup, the load state acting on the spectacle lens during the shaping, for. B. the pressure and / or shear and / or compression load, the machining process can be controlled taking into account the measurement values excluding the mechanical softness in the system so that, for example, the infeed of the machining tool and / or the rotation of the spectacle lens holding shaft, if any, and / or the speed of the machining tool, if it is a rotating machining tool, should always be set so that a maximum machining speed is achieved without the risk of damage to the spectacle lens or without producing unusable spectacle lenses, the machining process being hampered as little as possible becomes.
Die Erfindung beruht auf dem Gedanken, einen "intelligenten" Block oder Sauger durch Anordnen eines Sensors im oder am Block oder Sauger zu gewinnen, der Meßsignale erzeugt, die dem während der Formbearbeitung auf das Brillenglas wirkenden Belastungszustand entsprechen, wobei die Tatsache genutzt wird, daß sich der Block oder Sauger in Abhängigkeit vom Belastungszustand mehr oder weniger verformt bzw. auf den Sensor ein dem Belastungszustand entsprechender Druck wirkt.The invention is based on the idea of obtaining an "intelligent" block or suction device by arranging a sensor in or on the block or suction device, which generates measurement signals which correspond to the load state acting on the spectacle lens during the shaping process, taking advantage of the fact that the block or suction cup deforms more or less depending on the load condition or a pressure corresponding to the load condition acts on the sensor.
Das vorstehend definierte Verfahren läßt sich mit Verwendung eines aktiven oder passiven elektronischen Sensors oder mit Verwendung eines optischen Sensors durchführen.The method defined above can be carried out using an active or passive electronic sensor or using an optical sensor.
Die Übertragung der Meßwerte vom Sensor an einen Meßwertaufhehmer kann berührungslos oder mittels Kabelverbindungen, Steck- oder Schleifkontakten erfolgen.The measured values can be transmitted from the sensor to a transducer without contact or by means of cable connections, plug-in or sliding contacts.
Die erfindungsgemäße Vorrichtung zum Formbearbeiten von Brillengläsern aus einer CNC- gesteuerten Brillenglasbearbeitungsmaschine mit einer das Brillenglas mittels eines Blocks oder Saugers haltenden Brillenglashaltewelle und einem mit Bezug auf das Brillenglas relativ zur Brillenglashaltewelle gesteuert zustellbaren Bearbeitungswerkzeug weist mindestens einen den auf das Brillenglas während der Formbearbeitung wirkenden Belastungszustand messenden Sensor auf, der im oder am Block oder Sauger angeordnet ist und der die gemessenen Meßwerte auf einen Meßwertaufnehmer überträgt, der die Meßwerte an die CNC-Steuerung der Brillenglasbearbeitungsmaschine in maschinengeeigneter Form weiterleitet.The device according to the invention for the shaping of spectacle lenses from a CNC-controlled spectacle lens processing machine with an eyeglass lens holding shaft holding the spectacle lens by means of a block or suction cup and a processing tool that can be adjusted in relation to the spectacle lens relative to the eyeglass lens holding shaft has at least one measuring condition that acts on the spectacle lens during the shaping Sensor on, which is arranged in or on the block or suction device and which transmits the measured values to a transducer which forwards the measured values to the CNC control of the lens processing machine in a machine-suitable form.
Wenn der Sensor als aktives elektronisches Bauelement ausgeführt wird, kann dieses aus einem druck- oder verformungsempfindlichen, miniaturisierten elektronischen Schaltkreis bestehen.If the sensor is designed as an active electronic component, this can consist of a pressure- or deformation-sensitive, miniaturized electronic circuit.
Wenn der Sensor aus einem passiven elektronischen oder elektromechanischen Bauelement besteht, kann dieses beispielsweise aus einem im oder am Block oder Sauger angeordneten druck- oder verformungsempfindlichen Schwingkreis oder aus einer druck- oder verformungsempfindlichen Meßwiderstandsanordnung bestehen.If the sensor consists of a passive electronic or electromechanical component, this can consist, for example, of a pressure or deformation-sensitive resonant circuit arranged in or on the block or suction device, or of a pressure or deformation-sensitive measuring resistor arrangement.
Bei einem als druck- oder verformungsempfindlichen Schwingkreis ausgebildeten Sensor kann eine berührungslose Meßwertübertragungsanordnung vom Sensor an den Meßwertaufhehmer vorgesehen sein, die vorzugsweise aus einer mit dem Schwingkreis gekoppelten Spulenanordnung bestehen kann.In the case of a sensor designed as a pressure or deformation-sensitive resonant circuit, a contactless measured value transmission arrangement can be provided from the sensor to the measured value transducer, which can preferably consist of a coil arrangement coupled to the resonant circuit.
Bei einem aus im oder am Block oder Sauger angeordneten, optischen Komponenten bestehenden Sauger, die sich mittels optischer Strahlung auslesen lassen, kann der Sensor vorzugsweise aus mindestens einer im oder am Block oder Sauger angeordneten, reflektierenden optischen Komponente bestehen, auf die Lichtstrahlen gerichtet sind, deren durch den Meßwertaufhehmer gemessene Ablenkung oder Streuung bei Verformung des Blocks oder Saugers durch Belastung ein Maß für den Belastungszustand sind.With an optical component arranged in or on the block or suction device Existing suction cups, which can be read out by means of optical radiation, the sensor can preferably consist of at least one reflecting optical component arranged in or on the block or suction cup, onto which light beams are directed, the deflection or scattering of the block or deformation measured by the measurement sensor Suction cups by loading are a measure of the loading condition.
Der Meßwertaufhehmer kann in diesem Fall als CCD-Kamera ausgebildet sein, von der ein Lichtstrahl ausgeht und vom reflektierenden Sensor auf die CCD-Kamera zurückgeworfen wird. Die CCD-Kamera erfaßt die Ablenkung oder Streuung des Strahls aufgrund der Verformung des Blocks oder Saugers durch die während der Formbearbeitung entstehende Belastung und gibt ein Steuersignal an die CNC-Steuerung der Brillenglasbearbeitungsmaschine zur Steuerung des Bearbeitungsprozesses weiter.In this case, the measured value pickup can be designed as a CCD camera, from which a light beam emanates and is reflected back onto the CCD camera by the reflecting sensor. The CCD camera detects the deflection or scattering of the beam due to the deformation of the block or suction cup due to the load which arises during the machining of the mold and transmits a control signal to the CNC control of the spectacle lens processing machine for controlling the machining process.
Die Erfindung wird nachstehend anhand zweier in der Zeichnung dargestellter Ausführungsbeispiele des näheren erläutert. In der Zeichnung zeigen:The invention is explained below with reference to two exemplary embodiments shown in the drawing. The drawing shows:
Fig. 1 eine perspektivische Ansicht einer erfindungsgemäßenFig. 1 is a perspective view of an inventive
Brillenglasrandschleifmaschine,Spectacle lens edging machine,
Fig. 2 eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt eines Blocks oder Saugers mit Darstellung eines darin eingebetteten Sensors,2 shows a schematic top view, partly in section of a block or suction device, showing a sensor embedded therein,
Fig. 3 eine schematische Seitenansicht des Blocks oder Saugers gemäß Figur 2 undFig. 3 is a schematic side view of the block or sucker according to Figure 2 and
Fig. 4 eine schematische Draufsicht, teilweise im Schnitt, einerFig. 4 is a schematic plan view, partly in section, one
Brillenglasbearbeitungsmaschine zum Bearbeiten des Brillenglasrandes und einer optischen Oberfläche gemäß einer zweiten Ausführungsform.Spectacle lens processing machine for processing the spectacle lens edge and an optical surface according to a second embodiment.
Von einer in Fig. 1 dargestellten, an sich bekannten, CNC-gesteuerten Brillenglasrandschleifmaschine ist ein Gehäuse 1 dargestellt, in deren Schleifkammer 2 drei Schleifscheiben 3 an einer Welle 4 angeordnet sind. Eine der Schleifscheiben mit zylindrischer Oberfläche dient zum Vorschleifen der Umrißgestalt eines Brillenglases, während die beiden anderen Schleifscheiben zum Anschleifen unterschiedlicher Dachfacetten an das formgeschliffene Brillenglas dienen.A housing 1 is shown of a CNC-controlled spectacle lens edge grinding machine, known per se, shown in FIG. 1, in whose grinding chamber 2 three grinding wheels 3 are arranged on a shaft 4. One of the grinding wheels with a cylindrical surface is used to pre-grind the outline shape of a spectacle lens, while the other two grinding wheels are used to grind different roof facets onto the shape-ground spectacle lens.
Parallel zur Welle 4 mit den Schleifscheiben 3 sind koaxiale, drehbare, hohle Halbwellen 5, 6 angeordnet, wovon die Halbwelle 6 axial verschiebbar ist. Die Halbwellen 5, 6 weisen an ihren Enden Halterungen in Form von Halteköpfen auf, von denen ein Block oder Sauger 8 dargestellt ist, zwischen denen sich ein Rohglas 9 einklemmen läßt. Das Einklemmen kann automatisch oder über eine Handhabe 7 erfolgen. Die Brillenglashaltewelle 5, 6 und die Schleifscheiben 3 lassen sich für die Randbearbeitung des Rohglases 9 relativ zueinander zustellen.Coaxial, rotatable, hollow half shafts 5, 6 are arranged parallel to the shaft 4 with the grinding wheels 3, of which the half shaft 6 is axially displaceable. The half-shafts 5, 6 have at their ends holders in the form of holding heads, of which a block or sucker 8 is shown, between which a raw glass 9 can be clamped. The pinching can take place automatically or via a handle 7. The spectacle lens holding shaft 5, 6 and the grinding wheels 3 can be set relative to one another for the edge processing of the raw glass 9.
Das Schleifen des Umfangrandes entsprechend einer vorgegebenen Form des Brillenglases erfolgt in bekannter Weise CNC-gesteuert mittels einer Steuereinrichtung 12. Die Steuereinrichtung 12 steht mit einer Eingabevorrichtung in Form einer Tastatur 14 in Verbindung, mittels derer sich die vorgegebene Umrißgestalt, die Dezentrationswerte und, falls gegeben, die Achsenlage eines zylindrischen oder prismatischen Schliffs eingeben lassen. Auf einem Monitor 15 lassen sich die eingegebenen Werte darstellen.The peripheral edge is ground in accordance with a predetermined shape of the spectacle lens in a known manner CNC-controlled by means of a control device 12. The control device 12 is connected to an input device in the form of a keyboard 14, by means of which the predetermined outline shape, the decentration values and, if given, are used , enter the axis position of a cylindrical or prismatic cut. The entered values can be displayed on a monitor 15.
Vor dem Einspannen des Rohglases 9 zwischen den Halbwellen 5, 6 wird der Block oder Sauger 8 mittels einer geeigneten Vorrichtung positionsgenau auf das Rohglas 9 aufgesetzt und dann in die Brillenglasrandschleifmaschine eingesetzt. Der Block oder Sauger 8 kann, wie in der EP 0 235 543 AI beschrieben, ausgebildet sein und aus einem verzahnten Flansch 23 sowie einem Kopf 24 bestehen. Zum winkelgenauen Positionieren bezüglich der Halbwelle 6 dienen die Verzahnung 23 sowie ein im Kopf 24 angeordneter Schlitz 25.Before the raw glass 9 is clamped between the half-shafts 5, 6, the block or suction device 8 is placed on the raw glass 9 in a precise position by means of a suitable device and then inserted into the spectacle lens edge grinding machine. The block or sucker 8 can, as described in EP 0 235 543 AI, be formed and consist of a toothed flange 23 and a head 24. The teeth 23 and a slot 25 arranged in the head 24 are used for precise positioning with respect to the half shaft 6.
Der Block oder Sauger 8 besteht aus Kunststoff und in den Kopf 24 ist ein Sensor 10 in Form eines Schwingkreises aus einer Induktivität, einer Kapazität und einem Widerstand eingebettet. In unmittelbarer Nachbarschaft zum Sensor 10 ist in der Halbwelle 6 eine Schwingungsanregungseinrichtung 11 angeordnet, die mit einem Meßwertaufhehmer 13 in Verbindung steht. Diese Schwingungsanregungseinrichtung 11 kann bezüglich der Halbwelle 6 stillstehen oder sich mit dieser mitdrehen. Die Komponenten des den Sensor 10 bildenden Schwingkreises sind so angeordnet, daß durch die Verformung des Blocks oder Saugers 8 aufgrund der beim Bearbeitungsprozeß auftretenden Belastung die Resonanzfrequenz des Schwingkreises verändert wird. Wird der Schwingkreis nun durch die Schwingungsanregungseinrichtung 11 angeregt, so wird die in diese Schwingungsanregungseinrichtung 11 eingebrachte Energie durch das Anschwingen des den Sensor 10 bildenden Schwingkreises gedämpft. Die Auswertung der Dämpfung oder die Ermittlung der jeweiligen Resonanzfrequenz ergibt Meßwerte für die Verformung des Blocks oder Saugers 8 und damit der auftretenden Belastung während des Bearbeitungsprozesses. Diese Meßsignale gelangen an den Meßwertaufnehmer 13 und von dort aus zur Steuereinrichtung 12, wo sie für die Steuerung der Brillenglasrandbearbeitung mittels der Schleifscheiben 3 ausgewertet werden.The block or sucker 8 is made of plastic and a sensor 10 in the form of a resonant circuit made up of an inductor, a capacitor and a resistor is embedded in the head 24. In the immediate vicinity of the sensor 10, an oscillation excitation device 11 is arranged in the half-wave 6 and is connected to a measured value pickup 13. This vibration excitation device 11 can stand still with respect to the half-wave 6 or rotate with it. The components of the resonant circuit forming the sensor 10 are arranged in such a way that the resonance frequency of the resonant circuit is changed by the deformation of the block or sucker 8 due to the load occurring during the machining process. If the oscillation circuit is now excited by the oscillation excitation device 11, the energy introduced into this oscillation excitation device 11 is damped by the oscillation of the oscillation circuit forming the sensor 10. The evaluation of the damping or the determination of the respective resonance frequency gives measured values for the deformation of the block or suction pad 8 and thus of the load that occurs during the machining process. These measurement signals arrive at the transducer 13 and from there to the control device 12, where they are evaluated for the control of the processing of the lens edge by means of the grinding wheels 3.
Aufgrund der dauernden Messung der beim Bearbeitungsprozeß auftretenden Belastungen läßt sich der Bearbeitungsprozeß unter Berücksichtigung mechanischer Weichheiten im System über die Steuereinrichtung 12 so steuern, daß die Bearbeitung mit der größtmöglichen Geschwindigkeit, jedoch ohne Gefahren der Beschädigung oder des Unbrauchbarwerdens des bearbeiteten Brillenglases 9 und mit möglichst geringer Behinderung des Bearbeitungsprozesses durchführbar ist.Due to the continuous measurement of the loads occurring during the machining process, the machining process can be controlled by the control device 12, taking mechanical softness in the system into account, so that the machining is carried out at the greatest possible speed, but without the risk of damage or damage The machined spectacle lens 9 becomes unusable and can be carried out with the least possible hindrance to the machining process.
Anstelle eines passiven Sensors 10 in Form eines Schwingkreises läßt sich am Block oder Sauger 8 auch ein aktiver Sensor in Form eines druck- oder verformungsempfindlichen, miniaturisierten elektronischen Schaltkreises verwendenInstead of a passive sensor 10 in the form of an oscillating circuit, an active sensor in the form of a pressure- or deformation-sensitive, miniaturized electronic circuit can also be used on the block or sucker 8
Des weiteren ist es möglich, am oder im Block oder Sauger 8 eine druck- oder verformungsempfindliche Meßwiderstandsanordnung vorzusehen, die in bekannter Weise als Brückenschaltung ausgebildet ist und hochempfindlich auf Druckeinwirkung oder Verformung des Blocks oder Saugers 8 reagiert.Furthermore, it is possible to provide a pressure or deformation-sensitive measuring resistor arrangement on or in the block or sucker 8, which is designed in a known manner as a bridge circuit and is highly sensitive to the action of pressure or deformation of the block or sucker 8.
Mit Hilfe des erfindungsgemäßen Verfahrens und der erfindungsgemäßen Vorrichtung läßt sich eine präzise Messung der am Brillenglas aufgrund des Schleifprozesses auftretenden Kräfte durchführen. Die Messung erfolgt on-line während des Schleifens, so daß die Regelung der Zustellparameter in einem geschlossenen Regelkreis möglich ist. Dadurch, daß die Messung unmittelbar am Brillenglas erfolgt, lassen sich mechanische Weichheiten im System ausschließen und wird zugleich der Schleifprozeß so wenig wie möglich behindert. Die Messung kann den gesamten Spannungszustand im Block oder Sauger 8, d. h. die Druck-, Scher- und Stauchbelastung umfassen.With the help of the method and the device according to the invention, a precise measurement of the forces occurring on the spectacle lens due to the grinding process can be carried out. The measurement takes place on-line during grinding, so that the control of the infeed parameters is possible in a closed control loop. Because the measurement is carried out directly on the lens, mechanical softness in the system can be excluded and at the same time the grinding process is hampered as little as possible. The measurement can determine the entire voltage state in the block or suction cup 8, i.e. H. which include pressure, shear and compression loads.
Bei der in Figur 4 dargestellten Ausführungsform ist nur eine Hohlwelle 19 mit einem Block oder Sauger 20 vorhanden, der einseitig am Brillenglas 9 befestigt ist und fast dessen gesamte Oberfläche bedeckt. Das Brillenglas 9 ist am Block oder Sauger 18 mittels Vakuum gehalten. Zu diesem Zweck ist an der Hohlwelle 19 ein Vakuumanschluß 21 vorgesehen. Die Hohlwelle 19 ist an einem gehäusefesten Lagerbock 16 drehbar gelagert, während die Schleifscheiben 3 in nicht dargestellter Weise mittels einer Steuereinrichtung 12 CNC-gesteuert in X-Richtung und Z-Richtung verstellbar sind.In the embodiment shown in FIG. 4, there is only one hollow shaft 19 with a block or suction pad 20 which is attached on one side to the spectacle lens 9 and covers almost the entire surface thereof. The spectacle lens 9 is held on the block or suction cup 18 by means of a vacuum. For this purpose, a vacuum connection 21 is provided on the hollow shaft 19. The hollow shaft 19 is rotatably mounted on a bearing block 16 fixed to the housing, while the grinding wheels 3 can be adjusted in a manner not shown by means of a control device 12 in a CNC-controlled manner in the X direction and the Z direction.
Bei dieser Ausfuhrungsform ist eine ebenfalls durch die Steuereinrichtung 12 gesteuerte Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 17 vorgesehen, die nur schematisch dargestellt ist und die Bearbeitung der freien optischen Oberfläche des Brillenglases 9 vor oder nach der Randbearbeitung mittels der Schleifscheiben 3 CNC-gesteuert durch die Steuervorrichtung 12 durchführt.In this embodiment, a surface processing device 17, which is also controlled by the control device 12, is provided, which is only shown schematically and carries out the processing of the free optical surface of the spectacle lens 9 before or after the edge processing by means of the grinding wheels 3 in a CNC-controlled manner by the control device 12.
Das Brillenglas 9 läßt sich mit Hilfe eines Handhabungsgerätes 26, das ebenfalls durch die Steuereinrichtung 12 angesteuert wird, positionsgenau an den Block oder Sauger 18 ansetzen.The spectacle lens 9 can be positioned precisely on the block or suction device 18 with the aid of a handling device 26, which is also controlled by the control device 12.
Der Block oder Sauger 18 weist einen Sensor 20 in Form eines reflektierenden optischen Elements auf. In der Hohlwelle 19 ist ein Meßwertaufhehmer 22 in Form einer CCD- Kamera angeordnet. Von der CCD-Kamera 22 geht ein Lichtstrahl 27 aus und trifft auf den Sensor 20 in Form des reflektierenden optischen Elements und wird zur CCD-Kamera 22 zurückgestrahlt. Durch die Verformung des Blocks oder Saugers 18 aufgrund der während des Bearbeitungsprozesses des Brillenglases 9 mittels der Schleifscheiben 3 oder der Oberflächenbearbeitungsvorrichtung 17 auftretenden Kräfte wird der Sensor 20 in Form des reflektierenden optischen Elements verformt oder abgelenkt, so daß die zur CCD-Kamera 22 zurückgeworfene Strahlung 28 gestreut oder abgelenkt wird.The block or sucker 18 has a sensor 20 in the form of a reflective optical Elements on. In the hollow shaft 19, a transducer 22 is arranged in the form of a CCD camera. A light beam 27 emanates from the CCD camera 22 and strikes the sensor 20 in the form of the reflecting optical element and is reflected back to the CCD camera 22. Due to the deformation of the block or suction cup 18 due to the forces occurring during the processing of the spectacle lens 9 by means of the grinding wheels 3 or the surface processing device 17, the sensor 20 is deformed or deflected in the form of the reflecting optical element, so that the radiation reflected back to the CCD camera 22 28 is scattered or distracted.
Diese Streuung oder Ablenkung ist ein Maß für den Belastungszustand des Brillenglases 9 während des Bearbeitungsprozesses und wird zur Steuereinrichtung 12 geleitet, die den Bearbeitungsprozeß so steuert, daß auch bei maximaler Bearbeitungsgeschwindigkeit keine Gefahr der Beschädigung oder des Unbrauchbarwerdens des Brillenglases 9 besteht.This scattering or deflection is a measure of the load condition of the spectacle lens 9 during the machining process and is passed to the control device 12, which controls the machining process in such a way that even at the maximum machining speed there is no risk of damage to the spectacle lens 9 or becoming unusable.
Die CCD-Kamera 22 kann sich mit der Hohlwelle 19 mitdrehen, so daß für die Meßwertübertragung nicht dargestellte Schleifkontakte erforderlich sind. Wenn die CCD- Kamera 22 bezüglich der Hohlwelle 19 feststeht, läßt sich eine direkte Kabelverbindung über Steckkontakte herstellen.The CCD camera 22 can rotate with the hollow shaft 19, so that sliding contacts, not shown, are required for the measured value transmission. If the CCD camera 22 is fixed with respect to the hollow shaft 19, a direct cable connection can be established via plug contacts.
Zwischen dem Sensor 20 und der CCD-Kamera 22 erfolgt die Meßwertübertragung in Form der Strahlen 27, 28 selbstverständlich berührungslos. Of course, the measured value transmission in the form of the beams 27, 28 takes place between the sensor 20 and the CCD camera 22 without contact.

Claims

WECO Optik GmbHP a t e n t a n s p r ü c he WECO Optik GmbH patent claims
1. Verfahren zum Formbearbeiten von Brillengläsern mittels einer CNC-gesteuerten Brillenglasbearbeitungsmaschine mit einer das Brillenglas (9) mittels eines Blocks oder Saugers (8; 18) haltenden Brillenglashaltewelle (5, 6; 19) und einem mit Bezug auf das Brillenglas (9) relativ zur Brillenglashaltewelle (5, 6; 19) gesteuert zustellbaren Bearbeitungswerkzeug (3; 17) mit den Schritten:1. A method for shaping spectacle lenses by means of a CNC-controlled spectacle lens processing machine with a spectacle lens holding shaft (5, 6; 19) holding the spectacle lens (9) by means of a block or suction pad (8; 18) and one relative to the spectacle lens (9) Machining tool (3; 17) for the spectacle lens holding shaft (5, 6; 19) controlled with the steps:
- Messen des während der Formbearbeitung auf das Brillenglas (9) wirkenden Belastungszustands mittels mindestens eines im oder am Block oder Sauger (8; 18) angeordneten Sensors (10; 20),- Measuring the load state acting on the spectacle lens (9) during the shaping process by means of at least one sensor (10; 20) arranged in or on the block or suction device (8; 18),
- Übertragen der Meßwerte an die CNC-Steuerung (12) der Brillenglasbearbeitungsmaschine,- transfer of the measured values to the CNC control (12) of the lens processing machine,
- Steuern des Bearbeitungsprozesses unter Berücksichtigung der Meßwerte.- Control of the machining process taking into account the measured values.
2. Verfahren nach Anspruch 1 mit Verwendung eines aktiven elektronischen Sensors (10).2. The method according to claim 1 using an active electronic sensor (10).
3. Verfahren nach Anspruch 1 mit Verwendung eines passiven elektronischen Sensors (10).3. The method according to claim 1 using a passive electronic sensor (10).
4. Verfahren nach Anspruch 1 mit Verwendung eines optischen Sensors (20).4. The method according to claim 1 using an optical sensor (20).
5. Verfahren nach Anspruch 2,3 oder 4 mit einer berührungslosen Übertragung der Meßwerte vom Sensor (10; 20) an einen Meßwertaufhehmer (13; 22).5. The method according to claim 2, 3 or 4 with a contactless transmission of the measured values from the sensor (10; 20) to a measured value receiver (13; 22).
6. Verfahren nach Anspruch 2 oder 3 mit Verwendung von Kabelverbindungen, Steckoder Schleifkontakten zur Übertragung der Meßwerte vom Sensor (10; 20) an einen Meßwertaufhehmer (13; 22).6. The method according to claim 2 or 3 with the use of cable connections, plug or sliding contacts for the transmission of the measured values from the sensor (10; 20) to a transducer (13; 22).
7. Vorrichtung zum Formbearbeiten von Brillengläsern (9)aus einer CNC-gesteuerten Brillenglasbearbeitungsmaschine mit7. Apparatus for shaping spectacle lenses (9) from a CNC-controlled spectacle lens processing machine
- einer das Brillenglas (9) mittels eines Blocks oder Saugers (8; 18) haltenden Brillenglashaltewelle (5, 6; 19),- One holding the spectacle lens (9) by means of a block or suction cup (8; 18) Spectacle lens holding shaft (5, 6; 19),
- einem Bearbeitungswerkzeug (3; 17) für das Brillenglas (9),- A processing tool (3; 17) for the spectacle lens (9),
- wobei die Brillenglashaltewelle (5, 6; 19) und das Bearbeitungswerkzeug (3; 17) relativ zueinander gesteuert zustellbar sind,- The spectacle lens holding shaft (5, 6; 19) and the processing tool (3; 17) can be fed in a controlled manner relative to one another,
- mindestens einem den auf das Brillenglas (9) während der Formbearbeitung wirkenden Belastungszustand messenden, im oder am Block oder Sauger (8; 18) angeordneten Sensor (10; 20),- at least one sensor (10; 20) which measures the load state acting on the spectacle lens (9) during the machining of the mold, arranged in or on the block or sucker (8; 18),
- einem die durch den Sensor (10; 20) gemessenen Meßwerte aufnehmenden und an die CNC-Steuerung (12) der Brillenglasbearbeitungsmaschine übertragenden Meßwertaufhehmer (13; 22).- One of the measured values measured by the sensor (10; 20) and transmitted to the CNC control (12) of the lens processing machine measuring transducer (13; 22).
8. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Sensor (10) aus einem aktiven, elektronischen Bauelement besteht.8. The device according to claim 7, wherein the sensor (10) consists of an active, electronic component.
9. Vorrichtung nach Anspruch 8, bei der der Sensor (10) aus einem druck- oder verformungsempfindlichen, miniaturisierten elektronischen Schaltkreis besteht.9. The device according to claim 8, wherein the sensor (10) consists of a pressure or deformation sensitive, miniaturized electronic circuit.
10. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Sensor (10) aus einem passiven elektronischen oder elektromechanischen Bauelement besteht.10. The device according to claim 7, wherein the sensor (10) consists of a passive electronic or electromechanical component.
11. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Sensor (10) aus einem im oder am Block oder Sauger (8) angeordneten, druck- oder verformungsempfindlichen Schwingkreis besteht.11. The device according to claim 10, wherein the sensor (10) consists of a pressure or deformation-sensitive resonant circuit arranged in or on the block or sucker (8).
12. Vorrichtung nach Anspruch 10, bei der der Sensor (10) aus einer im oder am Block oder Sauger angeordneten, druck- oder verformungsempfindlichen Meßwiderstandsanordnung besteht.12. The apparatus of claim 10, wherein the sensor (10) consists of a pressure or deformation-sensitive measuring resistor arrangement arranged in or on the block or sucker.
13. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der eine berührungslose Meßwertübertragungsanordnung (11; 27, 28) vom Sensor (10, 20) an den Meßwertaufhehmer (13; 22) vorgesehen ist.13. Device according to one of claims 8 to 12, in which a contactless measured value transmission arrangement (11; 27, 28) from the sensor (10, 20) to the measured value receiver (13; 22) is provided.
14. Vorrichtung nach Anspruch 11 und 13, bei der die Meßwertübertragungsanordnung (11) aus einer mit dem Schwingkreis (10) gekoppelten Spulenanordnung besteht. 14. The apparatus of claim 11 and 13, wherein the measured value transmission arrangement (11) consists of a coil arrangement coupled to the resonant circuit (10).
15. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 8 bis 12, bei der zwischen dem Sensor (10, 20) und dem Meßwertaufhehmer (13, 22) eine Kabelverbindung, ein Steck- oder ein Schleifkontakt angeordnet sind.15. Device according to one of claims 8 to 12, in which a cable connection, a plug or a sliding contact are arranged between the sensor (10, 20) and the measured value pick-up (13, 22).
16. Vorrichtung nach Anspruch 7, bei der der Sensor (20) aus im oder am Block oder Sauger (18) angeordneten optischen Komponenten besteht, die sich mittels optischer Strahlung (27, 28) auslesen lassen.16. The apparatus of claim 7, wherein the sensor (20) consists of optical components arranged in or on the block or sucker (18), which can be read out by means of optical radiation (27, 28).
17. Vorrichtung nach Anspruch 16, bei der der Sensor (20) aus im oder am Block oder Sauger (18) angeordneten reflektierenden optischen Komponenten besteht, auf die Lichtstrahlen (27) gerichtet sind, deren durch den Meßwertaufhehmer gemessene Ablenkung oder Streuung (28) bei Verformung des Blocks oder Saugers (18) durch Belastung ein Maß für den Belastungszustand sind. 17. The apparatus according to claim 16, wherein the sensor (20) consists of reflecting optical components arranged in or on the block or suction device (18), onto which light beams (27) are directed, the deflection or scattering (28) of which is measured by the measured value pick-up. if the block or suction cup (18) is deformed by loading, it is a measure of the loading condition.
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