DE69814196T2

DE69814196T2 - Linsenschleifgerät

Info

Publication number: DE69814196T2
Application number: DE1998614196
Authority: DE
Inventors: Toshiaki Gamagori-shi Mizuno; Ryoji Toyokawa-shi Shibata
Original assignee: Nidek Co Ltd
Current assignee: Nidek Co Ltd
Priority date: 1997-02-10
Filing date: 1998-02-09
Publication date: 2004-04-08
Anticipated expiration: 2018-02-10
Also published as: DE69814196D1; ES2198609T3; EP0857539A3; EP0857539A2; EP0857539B1

Description

Hintergrund der Erfindung
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Linsenschleifvorrichtung, die zum Schleifen des Umfangs einer Brillenlinse verwendet wird, genauer eine Vorrichtung, die geeignet ist zum Schleifen der winkeligen Kantenpositionen der Brillenlinse.
Eine Vorrichtung ist bekannt im Stand der Technik, welche eine Brillenlinse schleift, so dass diese in einen Brillenrahmen passt. In einem Optikergeschäft bearbeitet ein Optiker den Umfang jeder Brillenlinse so, dass sie mit einer Abschrägung oder einer Nut versehen wird, welche in einen Brillenrahmen passt, den ein Kunde ausgewählt hat, und er befestigt die bearbeitete Linse in dem Rahmen.
Die derart geschliffene Linse weist an beiden Vorder- und Rückenden der Kante einen winkeligen Bereich auf. Wenn solche winkeligen Abschnitte intakt gelassen werden, können sie möglicherweise den Benutzer verletzen oder ein Grund für ein Brechen oder eine andere Beschädigung der Linse werden. Deshalb ist es für Linsenbearbeiter üblich, die winkeligen Kantenpositionen der Linse abzufasen.
Üblicherweise wird das Abfasen mit einem Handschleifer mit einer drehenden Schleifscheibe, begrenzt durch konische Schrägen, durchgeführt, und der Optiker, der eine Linse hält, zwingt deren Kante in Kontakt mit der Abfasungsscheibe und fast die winkeligen Kantenbereiche ab, um der Kante die gewünschte Form mittels visueller Prüfung zu geben.
Jedoch erfordert das Abfasen mit dem Handschleifer Geschicklichkeit und ist nicht einfach zu erreichen in einer Weise, dass zufriedenstellende Resultate erzielt werden. Für einen ungeübten Optiker ist die Bedienung zeitaufwändig und garantiert kein Schleifen zur gewünschten Form. Zusätzlich wird dem Optiker eine beträchtliche Last auferlegt.
Unter diesen Umständen wurde es vorgeschlagen, dass eine Linsenschleifvorrichtung zur Verfügung gestellt wird mit einer Abfasungsfähigkeit, so dass das Abfasen automatisch erfolgen kann. In dieser Art von Vorrichtung wird die Linse, die auf einer Drehwelle gehalten wird, und die Abfasungsscheibe gedreht und die Kante der Linse wird abfast, während eine Steuerung derart durchgeführt wird, dass die Kantenposition der Linse relativ zur Oberfläche der Abfasungsscheibe verändert wird.
Zum erfolgreichen Steuern des Abfasungsvorgangs ist es notwendig, dass die dreidimensionalen Positionen der Linsendrehwelle und der Abfasungsscheibe so bestimmt werden, dass sie ein geeignetes Verhältnis erfüllen. Wenn jedoch eine ausreichende Toleranz vorgesehen ist im Hinblick auf die Sicherstellung, dass die Abfasungsscheibe die Linsendrehwelle nicht stört, erhöht sich der kleinste Durchmesser der Linse, der bearbeitet werden kann, wodurch es schwierig wird, Linsen mit einem kleinem minimalen Durchmesser, wie z. B. einen Kneifer, zu bearbeiten.
Die EP 0 510 462 A1 offenbart eine Linsenschleifvorrichtung gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1. Diese Linsenschleifvorrichtung fast eine Ecke ab, die durch eine Linsenebene und eine Umfangsbodenebene einer Linse definiert ist, und umfasst einen Abfasungsschleifstein zum Abfasen der Ecke, eine Antriebseinrichtung und eine Steuereinheit zum Bestimmen des relativen Positionsverhältnisses, das notwendig ist, um die gewünschte Fasenform zu erhalten.
Im Hinblick darauf ist es ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Linsenschleifvorrichtung vorzusehen, mit der die winkeligen Kantenbereiche einer Linse leicht auf die gewünschte Form abgefast werden können.
Ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Linsenschleifvorrichtung vorzusehen, mit der die gewünschte Menge der Abfasung leicht bestimmt werden kann und in Übereinstimmung mit einer bestimmten Kantendicke eingegeben werden kann.
Noch ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung ist es, eine Linsenschleifvorrichtung vorzusehen, welche die Breite einer Abfasungsscheibe effektiver nutzt, so dass diese die Linsendrehwelle nicht stört, wodurch sich der kleinste Durchmesser der Linse, der bearbeitet werden kann, verringert und eine leichte Steuerung des kleinsten Linsendurchmessers ermöglicht wird.
Diese Ziele werden mit einer Linsenschleifvorrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 erreicht. Die Unteransprüche beinhalten bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
In den beigefügten Zeichnungen:
1 ist eine perspektivische Ansicht des allgemeinen Aufbaus der Linsenschleifvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein Diagramm, das die Anordnung der Schleifscheiben in der Vorrichtung aus 1 zeigt;
3 ist eine Seitenansicht der oberen und unteren Teile eines Linsenspannfutters, die mit 100 bzw. 150 bezeichnet sind;
4 ist eine perspektivische Ansicht der Vorrichtung zum Bewegen eines Linsenschleifteils 300R;
5 ist eine Schnittansicht der Konfiguration des Linsenschleifteils 300R;
6 ist ein Diagramm, das darstellt, wie die Drehrichtungen der Schleifscheiben und der gerade bearbeiteten Linse mit den Drehlasten, die auf die Linse wirken, in Relation stehen;
7 ist ein Diagramm, das die Vorgehensweise einer Linsendicke-Messvorrichtung 400 darstellt;
8 ist ein Blockdiagramm, das den allgemeinen Aufbau eines Steuer- und Regelsystems für die Vorrichtung aus 1 zeigt;
9(a) und 9(b) zeigen, wie die abgeschrägte Kante der Rückfläche einer Linse nachfolgend auf der Grundlage eines Verhältnisses abgefast wird;
10 zeigt einen Bildschirm, der eine eingegebene Abfasungsgröße und ein simuliertes Bild anzeigt;
11 zeigt verschiedene Einstellungen des Abfasungsverhältnisses und der Versetzungsmenge in eine Tabellenform, aus der die passenden Werte ausgewählt werden;
12 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Bestimmung der Abfasungsdaten zeigt, um so sicherzustellen, dass ein Spannfutterhalter nicht von einer Abfasungsscheibe gestört wird;
13 ist ein Diagramm, das darstellt, wie die Kantenposition ermittelt wird, welche als eine Folge des Feinbearbeitungsvorgangs erhalten wird in dem Fall, wenn Abschrägen durchgeführt wird, um einen verjüngten Fasenboden zu erhalten;
14 ist ein Diagramm, das ein modifiziertes Verfahren zum Bestimmen des Abfasungsverhältnisses der Linsenkante darstellt;
15(a) und 15(b) zeigen eine bearbeitete Linse mit einer spitz zulaufenden Oberfläche auf dem Fasenboden in der Abschrägung, bzw. eine bearbeitete Linse mit einer verjüngten Kantenoberfläche in der Ebene; und
16 zeigt eine Schleifscheibe, die verwendet wird zum Bearbeiten einer Linse in die in 15(a) oder 15(b) gezeigte Form.
Beschreibung des bevorzugten Ausführungsbeispiels
Eine Linsenschleifvorrichtung gemäß einem Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben.
Aufbau der gesamten Vorrichtung
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 1 eine Hauptbasis und 2 bezeichnet eine Nebenbasis, die an der Hauptbasis 1 befestigt ist. Ein Linsenspannfutter-Oberteil 100 und ein Linsenspann futter-Unterteil 150 halten eine zu bearbeitende Linse mittels ihrer jeweiligen Spannfutterwellen während sie bearbeitet wird. Eine Linsendicke-Messvorrichtung 400 ist unterhalb des Linsenspannfutter-Oberteils 100 in der Tiefe der Nebenbasis 2 untergebracht.
Bezugszeichen 300R bzw. 300L bezeichnen rechte und linke Linsenschleifteile, die jeweils Schleifscheiben zum Linsenschleifen auf ihren Drehwellen aufweisen. Jedes der Linsenschleifteile 300R und 300L wird von einer Bewegungseinrichtung (später beschrieben) gehalten, so dass sie in der vertikalen und horizontalen Richtung in Bezug auf die Nebenbasis 2 beweglich sind. Wie in 2 gezeigt, sind eine Grobschleifscheibe 30 für Kunststoffe und eine Feinschleifscheibe 31 auf der Drehwelle des Linsenschleifteils 300L befestigt. Ferner ist eine Vorderflächen-Abfasungsschleifscheibe 32 mit einer konischen Oberfläche koaxial an der oberen Endfläche der Feinschleifscheibe 31 befestigt, während eine Rückflächen-Abfasungsschleifscheibe 33 mit einer konischen Oberfläche koaxial an der unteren Endfläche der Grobschleifscheibe 30 befestigt ist. Auf der anderen Seite ist eine Spiegel-Feinschleifscheibe 34 auf der Drehwelle des Linsenschleifteils 300R befestigt. Eine Grobschleifscheibe 30 für Kunststoffe, welche die gleiche ist wie diejenige des Linsenschleifteils 300L, eine Vorderflächen-Spiegel-Abfasungsschleifscheibe 35 mit einer konischen Oberfläche und eine Rückflächen-Spiegel-Abfasungsschleifscheibe 36 mit einer konischen Oberfläche sind koaxial an der Drehwelle des Linsenschleifteils 300R befestigt. Die Durchmesser dieser Schleifscheiben sind relativ klein, d. h. ungefähr 60 mm.
Die Abfasungsoberflächen jeder der Abfasungsschleifscheiben 32, 33, 35 und 36 ist 4 mm in der Höhe und 45° in der Neigung.
Eine Anzeigeeinheit 10 zum Anzeigen der Bearbeitungsdaten und anderer Informationen und eine Eingabeeinheit 11, die es dem Nutzer ermöglicht, Daten oder einen Befehl in die Linsenschleifvorrichtung einzugeben, sind in der Vorderfläche eines Körpers der Vorrichtung vorgesehen. Bezugszeichen 12 bezeichnet eine schließbare Tür.
Aufbau der Hauptbestandteile
< Linsenspannfutterteil >
3 zeigt das Linsenspannfutter-Oberteil 100 und das Linsenspannfutter-Unterteil 150.
(1) Linsenspannfutter-Oberteil
Ein Befestigungsblock 101 ist an der Nebenbasis 2 befestigt. Ein Gleichstrommotor 103 zum vertikalen Bewegen einer Spannfutterwelle 121 ist auf dem Befestigungsblock 101 mittels einer Befestigungsplatte 102 befestigt. Die Drehkraft des Gleichstrommotors 103 wird über eine Riemenscheibe 104, einen Synchronriemen 108 und eine Riemenscheibe 107 auf eine Förderschnecke 105 übertragen. Wenn sich die Förderschnecke 105 dreht, treibt eine Mutter 124, die mit der Förderschnecke 105 in Eingriff ist, einen Spannfutter-Wellenhalter 120 vertikal an, während sie von einer Führungsschiene 109, die am Befestigungsblock 101 befestigt ist, geführt wird. Ein Mikroschalter 110 ist am Befestigungsblock 101 befestigt, der eine Referenzposition erfasst, wenn der Spannfutter-Wellenhalter 120 angehoben wird.
Ein Pulsmotor 130 zum Drehen der Spannfutterwelle 121 ist am obersten Bereich des Spannfutter-Wellenhalters 120 befestigt. Die Drehkraft des Pulsmotors 130 wird über ein Zahnrad 131, das an seiner Drehwelle befestigt ist, und ein Relaiszahnrad 132 auf ein Zahnrad 133, das an der Spannfutterwelle 121 befestigt ist, übertragen, um die Spannfutterwelle 121 zu drehen. Das Bezugszeichen 124 bezeichnet einen Linsenhalter, der an der Spannfutterwelle 121 befestigt ist.
Bezugszeichen 135 bezeichnet einen Photosensor und 136 eine Lichtabschirmplatte, die an der Spannfutterwelle 121 befestigt ist. Der Photosensor 135 erfasst eine Drehreferenzposition der Spannfutterwelle 121.
(2) Linsenspannfutter-Unterteil
Eine untere Spannfutterwelle 152 wird drehbar von einem Spannfutter-Wellenhalter 151 über Lager 153 und 154 gehalten, und der Spannfutter-Wellenhalter 151 ist an der Hauptbasis 1 befestigt. Ein Zahnrad 155 ist am unteren Ende der Spannfutterwelle 152 befestigt. Die Drehkraft eines Pulsmotors 156 wird über eine Zahnradanordnung (nicht gezeigt), die ähnlich zum Gegenstück in dem oberen Spannfutterteil ist, auf die Spannfutterwelle 152 übertragen, um die Spannfutterwelle 152 zu drehen. Bezugszeichen 159 bezeichnet einen Linsenhalter, der an der Spannfutterwelle 152 befestigt ist.
Bezugszeichen 157 bezeichnet einen Photosensor und 158 eine Lichtabschirmplatte, die am Zahnrad 155 befestigt ist. Der Photosensor 157 erfasst eine Drehreferenzposition der Spannfutterwelle 152.
< Bewegungsvorrichtung für Linsenschleifteil >
4 zeigt eine Vorrichtung zum Bewegen des rechten Linsenschleifteils 300R. (Da eine Bewegungsvorrichtung für das linke Linsenschleifteil 300L symmetrisch zu dem für das rechte Linsenschleifteil 300R ist, wird diese nicht beschrieben).
Eine vertikale Gleitbasis 201 ist vertikal gleitfähig entlang zweier Führungsschienen 202, die an der Vorderfläche der Nebenbasis 2 befestigt sind. Ein klammerförmiger Spindelhalter 203 ist an der rechten Seitenfläche der Nebenbasis 2 befestigt. Ein Pulsmotor 204R ist am oberen Ende des Spindelhalters 203 befestigt und eine Kugelumlaufspindel 205, die drehbar vom Spindelhalter 203 gehalten wird, ist mit der Drehwelle des Pulsmotors 204R verbunden. Ein Mutterblock 206 umfasst eine Mutter, die über ein Gewinde mit der Kugelumlaufspindel 205 in Eingriff ist, und ist an der Seitenfläche der vertikalen Gleitbasis 201 befestigt. Wenn der Pulsmotor 204R die Kugelumlaufspindel 205 dreht, wird die vertikale Gleitbasis 201 entsprechend in der vertikalen Richtung bewegt, während sie von den Führungsschienen 202 geführt wird. Eine Feder 207 ist zwischen der Nebenbasis 2 und der vertikalen Gleitbasis 201 vorgesehen. Das heißt, die Feder 207 zwingt die vertikale Gleitbasis 201 nach oben, um die nach unten gerichtete Belastung der vertikalen Gleitbasis 201 auszugleichen, wodurch ihre vertikale Bewegung erleichtert wird.
Ein Photosensor 208R ist am Spindelhalter 203 befestigt, und eine Lichtabschirmplatte 209 ist am Mutterblock 206 befestigt. Der Photosensor 208R bestimmt eine Referenzposition der vertikalen Bewegung der vertikalen Gleitbasis 201 durch Erfassen der Position der Lichtabschirmplatte 209.
Bezugszeichen 210 bezeichnet eine horizontale Gleitbasis, an welcher das Linsenschleifteil 300R befestigt ist. Die horizontale Gleitbasis 210 ist in der horizontalen Richtung entlang zweier Führungsschienen 211 gleitfähig, welche an der Vorderfläche der vertikalen Gleitbasis 210 befestigt sind. Eine Vorrichtung zum Bewegen der horizontalen Gleitbasis 210 ist im Grunde die gleiche wie die oben beschriebene Bewegungsvorrichtung für die vertikale Gleitbasis 201. Ein klammerförmiger Spindelhalter 212 ist am unteren Ende der vertikalen Gleitba sis 201 befestigt und hält drehbar eine Kugelumlaufspindel 213. Ein Pulsmotor 214R ist an der Seitenfläche des Spindelhalters 212 befestigt, und die Kugelumlaufspindel 213 ist mit der Drehwelle des Pulsmotors 214R verbunden. Die Kugelumlaufspindel 213 ist über ein Gewinde mit einem Mutterblock 215 in Eingriff, welcher an der unteren Oberfläche der horizontalen Gleitbasis 210 befestigt ist. Wenn der Pulsmotor 214R die Kugelumlaufspindel 213 dreht, bewegt sich die horizontale Gleitbasis 210, die am Mutterblock 215 befestigt ist, entsprechend in der horizontalen Richtung entlang der Führungsschienen 211.
Ein Photosensor 216R ist am Spindelhalter 212 befestigt, und eine Lichtabschirmplatte 217 ist am Mutterblock 215 befestigt. Der Photosensor 216R ermittelt eine Referenzposition der horizontalen Bewegung der horizontalen Gleitbasis 210 durch Erfassen der Position der Lichtabschirmplatte 217.
< Linsenschleifteil >
5 ist eine seitliche Schnittansicht des Aufbaus des rechten Linsenschleifteils 300R. Eine Wellenstützbasis 301 ist an der horizontalen Gleitbasis 210 befestigt. Ein Gehäuse 305 ist am Vorderbereich der Wellenstützbasis 301 befestigt und hält drehbar darin eine sich vertikal erstreckende Drehwelle 304 über Lager 302 und 303. Eine Gruppe von Schleifscheiben einschließlich einer Grobschleifscheibe 30 usw. sind am unteren Bereich der Drehwelle 304 befestigt.
Ein Servomotor 310R zum Drehen der Schleifscheiben ist an der obersten Oberfläche der Wellenstützbasis 301 mittels einer Befestigungsplatte 311 befestigt. Die Drehkraft des Servomotors 310R wird über eine Riemenscheibe 312, einen Riemen 313 und eine Riemenscheibe 306 auf die Drehwelle 304 übertragen, wodurch die Gruppe der Schleifscheiben gedreht wird.
Da das linke Linsenschleifteil 300L symmetrisch zum rechten Linsenschleifteil 300R ist, wird dessen Aufbau nicht beschrieben.
Mit der Antriebssteuerung an den Pulsmotoren der oben beschriebenen Bewegungsvorrichtungen wird jedes der rechten und linken Linsenschleifteile 300R und 300L vertikal und horizontal in Bezug auf die Linse, die von den oberen und unteren Spannfutterwellen 121 und 152 gehalten werden, bewegt. Diese Bewegungen der rechten und linken Schleifteile 300R und 300L bringen ausgewählte Schleifscheiben in Kontakt mit der Linse, so dass die ausgewählten Schleifscheiben die Linse schleifen. Es sei angemerkt, dass in diesem Ausführungsbeispiel die Drehachse der Spannfutterwellen 121 und 152 des Linsenspannfutter-Oberteils 100 und des Linsenspannfutter-Unterteils 150 so angeordnet ist, dass sie auf einer geraden Linie, welche die Mitten der zwei entsprechenden Wellen 304 der Linsenschleifteile 300R und 300L verbindet, liegt (siehe 6).
< Linsendicke-Messvorrichtung >
7 zeigt den Linsendicke-Messvorrichtung 400 (1).
Die Linsendicke-Messvorrichtung 400 umfasst einen Messarm 527 mit zwei Fühlern 523 und 524, eine Drehvorrichtung wie z. B. einen Gleichstrommotor (nicht gezeigt) zum Drehen des Messarms 527, eine Sensorplatte 510 und Lichtschranken 504 und 505 zum Erfassen der Drehung des Messarms 527, um somit die Steuerung der Drehung des Gleichstrommotors zu ermöglichen, eine Erfassungseinrichtung wie z. B. ein Potentiometer 506 zum Erfassen des Ausmaßes der Rotation des Messarms 527, um somit die Formen der vorderen und hinteren Oberflächen der Linse zu erhalten. Der Aufbau der Linsendicke-Messvorrichtung 400 ist im Grunde der gleiche wie der in der ungeprüften japanischen Patentveröffentlichung Nr. Hei. 3-20603 und im US-Patent Nr. 5,333,412, eingereicht von oder übertragen an den vorliegenden Bevollmächtigten, Offenbarte, auf welche für Details der Linsendicke-Messvorrichtung 400 Bezug genommen wird. Ein Unterschied von der in der japanischen Veröffentlichung 3-20603 offenbarten Vorrichtung ist, dass die Linsendicke-Messvorrichtung 400 der 7 so gesteuert ist, dass sie sich in Vorwärts-Rückwärts-Richtung (angezeigt durch Pfeile in 7) in Bezug auf die Linsenschleifvorrichtung mittels einer Vorwärts-Rückwärts-Bewegungseinrichtung 630, basierend auf den Kantenbearbeitungsdaten, bewegt.
Die Linsendicke(Kantendicke)-Messung wird in der folgenden Weise durchgeführt. Der Messarm 527 wird gedreht, das heißt angehoben, so dass der Fühler 523 in Kontakt mit der vorderen Refraktionsoberfläche der Linse gebracht wird. Während der Fühler 523 mit der vorderen Refraktionsoberfläche der Linse in Kontakt bleibt, wird die Linse ebenfalls gedreht sowie die Linsendicke-Messvorrichtung 400 gesteuert, um sich vorwärts und rückwärts mittels der Vorwärts-Rückwärts-Bewegungseinrichtung 630 zu bewegen, so dass die Form der vorderen Refraktionsoberfläche der Linse (an der zu bildenden Kante der Linse) erhalten wird. Dann wird die Form der hinteren Refraktionsoberfläche der Linse (an der zu bildenden Kante der Linse) in ähnlicher Weise durch Drehen der Linse und durch Bewegen der Linsendicke-Messvorrichtung 400 erhalten, während der Fühler 524 in Kontakt mit der hinteren Refraktionsoberfläche der Linse bleibt. Auf der Grundlage der Form der vorderen und hinteren Refraktionsoberflächen der Linse wird die Linsendicke (Kantendicke) erhalten.
Die Linsendicke wird so gemessen, das der Messarm 527 von seiner unteren Anfangsposition nach oben gedreht wird und die Fühler 523 und 524 werden jeweils in Kontakt mit der vorderen bzw. der hinteren Refraktionsoberfläche der Linse gebracht. Deshalb ist es bevorzugt, dass die Drehwelle des Messarms 527 mit einer Schraubenfeder oder dergleichen ausgestattet ist, welche die nach unten gerichtete Belastung des Messarms 527 ausgleicht.
< Steuer- und Regelsystem >
8 ist ein Blockdiagramm, das einen allgemeinen Aufbau eines Steuer- und Regelsystems der Linsenschleifvorrichtung zeigt.
Bezugszeichen 600 bezeichnet eine Steuer- und Regeleinheit, welche die gesamte Vorrichtung steuert. Die Anzeigeeinheit 10, Eingabeeinheit 11, Mikroschalter 110 und Photosensoren sind mit der Steuereinheit 600 verbunden. Die Motoren zur Bewegung oder Drehung der entsprechenden Teile sind mit der Steuereinheit 600 über Treiber 620–628 verbunden. Die Treiber 622 und 625, die jeweils mit dem Servomotor 310R für das rechte Linsenschleifteil 300R bzw. dem Servomotor 310L für das linke Linsenschleifteil 300L verbunden sind, erfassen das Drehmoment der Servomotoren 310R und 310L während der Bearbeitung und geben das erfasste Drehmoment zurück an die Steuereinheit 600. Die Steuereinheit 600 verwendet die Drehmomentinformation zum Steuern der Bewegung der Linsenschleifteile 300R und 300L sowie der Drehung der Linse.
Bezugszeichen 601 bezeichnet einen Schnittstellenschaltkreis, der dazu dient, Daten zu übertragen und zu empfangen. Eine Brillenrahmenform-Messvorrichtung 650, ein Hauptrechner 651 zum Verarbeiten der Linsenbearbeitungsdaten, ein Strichcodeleser 652 usw. können mit dem Schnittstellenschaltkreis 601 verbunden sein. Ein Hauptprogrammspeicher 602 speichert ein Programm zum Betrieb der Linsenschleifvorrichtung. Ein Datenspeicher 603 speichert Daten, die über den Schnittstellenschaltkreis 601 geliefert werden, Linsendicke-Messdaten oder andere Daten.
Betrieb
Der Betrieb der Linsenschleifvorrichtung mit dem oben beschriebenen Aufbau wird nachfolgend beschrieben.
Der Optiker gibt die Daten über die Form eines Brillenrahmens (Schablone), wie von einer Brillenrahmenform-Messvorrichtung (siehe z. B. US-Patent Nr. 5,228,242) ermittelt, ein. Die Anzeigeeinheit 10 gibt eine graphische Darstellung der Linsenform (Ziellinsenform) auf der Grundlage der Brillenrahmendaten aus und dies versetzt die Vorrichtung in die Lage, die Eingabe von Bearbeitungsbedingungen zu empfangen. Während er auf den Bildschirm der Anzeigeeinheit 10 blickt, bedient der Optiker die Eingabeeinheit 11, um Layoutdaten einzugeben, wie z. B. den Wert der Verschreibung und die Höhe des optischen Zentrums. Nachfolgend gibt der Optiker Daten über das Material der Linse und das des Rahmens ein und ob die Linse für das rechte oder linke Auge ist.
Der Optiker bedient ebenfalls die Eingabeeinheit 11, um den auszuführenden Modus auszuwählen (d. h. Abschrägen, Glätten, Spiegelung (Polieren) oder dergleichen) und gibt den gewählten Modus ein. In einem Bearbeitungscenter, in dem Bestellungen von vielen Optikergeschäften in einer zentralisierten Weise bearbeitet werden, werden die verschiedenen notwendigen Daten an den Computer 651 über öffentliche Kommunikationsleitungen übertragen und die Bearbeitung wird auf der Grundlage der empfangenen Daten ausgeführt. Auf den nachfolgenden Seiten wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung unter Bezugnahme auf den Fall, bei dem Abschrägen von Abfasen gefolgt wird, beschrieben.
Der Optiker führt eine vorbereitende Bearbeitung der Linse durch und platziert sie auf der Spannfutterwelle 152. Nach Be endigung der Vorbereitung zur Bearbeitung drückt der Optiker den START-Schalter auf der Eingabeeinheit 11, um die Vorrichtung zu starten.
In Antwort auf das START-Signal steuert die Steuereinheit 600 die Vorgehensweise der Vorwärts-Rückwärts-Bewegungseinrichtung 630 und der Linsendicke-Messvorrichtung 400 und die Drehung der eingespannten Linse, so dass die Kantenposition (Kantendicke) der Linse in einem Koordinatensystem, wo die Position der optischen Achse der Linse an ihrem Ursprung ist, gemessen wird auf der Grundlage der Layoutinformation, der Brillenrahmenform-Information (einschließlich der Kantenbearbeitungsdaten) und dergleichen. Auf der Grundlage der erhaltenen Information über die Kantenposition und in Übereinstimmung mit einem vorbestimmten Programm, führt die Steuereinheit 600 Abschrägungsberechnungen durch, um Daten über da an der Linse durchzuführende Abschrägung zu erhalten. Für die Berechnung der Abschrägungsdaten wurden verschiedene Verfahren vorgeschlagen, einschließlich der Bestimmung einer Kurve von den vorderen und hinteren Oberflächenkurven, Dividieren der Kantendicke und die Kombination dieser beiden Verfahren. Bezüglich Details der Berechnung der Abschrägungsdaten wird auf das allgemein übertragene US-Patent Nr. 5,347,762 verwiesen.
Wenn die Berechnungen zum Abschrägen abgeschlossen sind, zeigt die Anzeigeeinheit 10 die Form der Abschrägung an der Position der geringsten Kantendicke (die Kantenposition ist variabel) an und der Optiker drückt, nach der Überprüfung der angezeigten Form der Abschrägung, nochmals den START-Schalter, wenn kein Problem auftrat.
Nachfolgend ändert sich der Bildschirm der Anzeigeeinheit 10, um die eingegebenen Daten über das Ausmaß der Abfasung anzuzeigen und ein simuliertes Bild der Bearbeitung auszugeben. 9a zeigt ein Beispiel eines Abfasens, welches in einer solchen Weise durchgeführt wird, dass die Breite der Fasenschulter (Dicke am Fasenboden) auf der Rückfläche einer abgeschrägten Linse mit einem spezifischen Verhältnis entlang des gesamten Umfangs dividiert wird (alternativ kann die Kantendicke des Bereichs, der sich von der Vorderseite der Rückfläche der Linse erstreckt, dividiert werden). Das Verhältnis des Abfasens der Rückfläche der Linse wird als 100% angenommen, wenn das Abfasen bis zu einem Punkt weitergeführt wird, an dem die geneigte Oberfläche der Abschrägung die Fasenschulter kreuzt.
Die Daten über die Abfasungsmenge können eingegeben werden durch Eingabe der Zahl für das Abfasungsverhältnis, dargestellt auf dem in 10 gezeigten simulierten Bild, wo die Zahl durch 730 dargestellt ist. Wenn gewünscht, kann die Abfasungsmenge, welche mit einem festgelegten Verhältnis (welches als Bearbeitungspunkt P in 9a bezeichnet ist) dividiert werden soll, versetzt sein, so dass eine parallele Verschiebung um Δd in Richtung entweder der vorderen oder der hinteren Oberfläche der Linse erreicht wird (siehe 9b). In diesem alternativen Fall gibt der Optiker die Zahl für die Versetzung ein, die in einem mit 731 bezeichneten Fenster in 10 erscheint. Ein Abfasungsverhältnis von 0% und eine Versetzung von 0,3 bedeutet, dass die Kante entlang des gesamten Umfangs der abgeschrägten Linse einheitlich um eine Menge von 0,3 mm abgefast ist.
Wenn die Vorrichtung so voreingestellt ist, dass die Linse mit einer Feinschleifscheibe abgeschrägt wird, um ein verjüngte Oberfläche am Fasenboden (siehe 15a) zu erhalten oder die Linse zu glätten, um eine verjüngte Kantenoberfläche (siehe 15b) vorzusehen, wird die Position der Kante, die als Folge der Feinbearbeitung erwartet wird, als eine Basis zur Berechnung der Abfasungsmenge bestimmt. Da der von der verjüngten Oberfläche der Feinschleifscheibe geformte Winkel be kannt ist (siehe 16), kann die Position der Kante, die schließlich erhalten wird, leicht bestimmt werden, wenn die Wölbung der vorderen (oder hinteren) Oberfläche der Linse bekannt ist. Zur Annäherung kann das folgende Verfahren angewandt werden (siehe 13). Beim Abschrägen werden die Kantenpositionen an zwei Punkten Q1 (wo eine geneigte Oberfläche der Abschrägung die Fasenschulter kreuzt) und Q2 (für den Scheitelpunkt der Abschrägung), die beide einem Radiusvektorwinkel entsprechen, für den gesamten Umfang der Linse mittels der Linsendicke-Messvorrichtung 400 bestimmt. Man verbindet die bestimmten Kantenpositionen an den zwei Punkten Q1 und Q2 mit einer geraden Linie L1 (sogar für die Wölbung der hinteren Oberfläche der Linse ist die Abweichung zwischen jedem der zwei Punkte und der Position der Kante, die als ein Ergebnis der Bearbeitung erhalten wird, so klein, dass für praktische Zwecke sicher geschlossen werden kann, dass die Position der Kante, die als Ergebnis der Bearbeitung erhalten wird, auf der geraden Linie, die diese beiden Punkte verbindet, liegt), und ein Punkt Q3, an dem die Linie L1 eine gerade Linie L2, entsprechend einem Winkel, der von der verjüngten Oberfläche der Feinschleifscheibe gebildet wird, kreuzt, wird mit der Position der Kante ersetzt, welche als Ergebnis der Feinbearbeitung erhalten wird.
Es ist nicht unbedingt notwendig, die Kantenposition an zwei Punkten, wie oben beschrieben, zu messen; wenn die Linse nur einen kleinen Krümmungsgrad aufweist, kann das gerade gewünschte Abfasen ebenso erreicht werden, indem ein Abfasungsverhältnis größer als ein bestimmter Wert gesetzt ist (z. B. 6 höher, wenn der Winkel, der von der verjüngten Oberfläche der Feinschleifscheibe gebildet wird, 2,5° ist).
Ein anderer Weg, um das Abfasungsverhältnis der Linsenkante zu bestimmen, ist wie folgt (siehe 14). Es sei hier angenommen, dass die gerade Line L1 (zur deren Definition siehe oben) die Arbeitsoberfläche der Abfasungsscheibe an einem Punkt S1 kreuzt und dass die Abfasungsscheibe die Kantenoberfläche an einem Punkt S2 kreuzt, welche von S1 um einen Abstand D1 entfernt ist. Wenn der Abstand von S1 zu S3, an welchem eine schiefe Line der Abschrägung die Fasenschulter kreuzt, als D2 bezeichnet wird, wird das Abfasungsverhältnis, das durch D1/D2 ausgedrückt wird, in einer solchen Weise bestimmt, dass der Punkt S2 der Bearbeitungspunkt P ist.
Auf der Basis der so gemessenen Informationen über die Kantenposition, der berechneten Informationen über die Abschrägungsposition und des eingegebenen Wertes für die Abfasungsmenge bestimmt die Steuereinheit 600 den Bearbeitungspunkt P für die Kantenabfasung entlang des gesamten Umfangs der Linse, wodurch eine Ortskurve der Linsenabfasung erzeugt wird (x_n, y_n, z_n) (n = 1, 2, 3, ... N). In Abhängigkeit von der Kantendicke der Linse und der Position ihrer Abschrägung, weist die Rückfläche der Linse möglicherweise keine Fasenschulter in verschiedenen Bereichen auf. Durch Erhalten der Ortskurve der Linsenabfasung werden solche Bereiche von der Fasenbearbeitung ausgeschlossen.
Nachfolgend führt die Steuereinheit 600 auf der Basis der erhaltenen Ortskurve der Linsenabfasung Korrekturberechnungen zum Bestimmen der Daten über die Abfasung durch, um sicher zu stellen, dass die Spannfutterwellen 121 und 152 (Spannfutterhalter) nicht von irgendeiner Schleifscheibe gestört werden (siehe 12).
Man nehme ein orthogonales Koordinatensystem, in dem die X-Achse eine Richtung, in der sich die Abfasungsscheibe entweder nach rechts oder links der Schleifvorrichtung in Bezug auf die Linsendrehwellen (Spannfutterwellen 121 und 152) bewegt, darstellt, die Y-Achse eine Richtung, in der sich die Schleifscheibe hin- und her bewegt, und die Z-Achse eine Höhenrich tung darstellt. Dann wird die Oberfläche der Abfasungsscheibe durch die folgende Gleichung ausgedrückt: (x – X)2 + (y – Y)2 = (z – Z)2tan2θ (Gleichung 1)wobei X die Entfernung entlang der X-Achse zwischen den Mitten der Linsendrehwelle und der Schleifscheiben-Drehwelle ist, Y die Entfernung entlang der Y-Achse zwischen den Mitten der Linsendrehwelle und der Schleifscheiben-Drehwelle ist, Z die Entfernung entlang einer Z-Achse von einer Referenzposition zum imaginären Scheitelpunkt einer konischen Schleifscheibe, und θ der Neigungswinkel der Oberfläche der Schleifscheibe ist. Demzufolge wird Z dargestellt durch: Z = z – {1/tan2θ·[(x – X)2 + (y – Y)2]}1/2 (Gleichung 2)
Bei der Vorrichtung der Erfindung, Y = 0 und θ = 45 Grad, so dass tanθ = 1 und Gleichung 2 wie folgt umgeschrieben werden kann: Z = z – {(x – X)2 + y2}1/2 (Gleichung 3)
Durch Ersetzen der Ortskurve der Linsenabfasung (x_n, y_n, z_n) in Gleichung 3 als entsprechende Werte von x, y und z, kann man einen Maximalwert für Z bestimmen, um so die Höhe der Abfasungsscheibe zu berechnen (Versetzung von der Referenzposition), was eine wirksame Nutzung der Breite der Abfasungsscheibe ermöglicht, während sichergestellt ist, dass die Linsendrehwelle nicht von irgendeiner Schleifscheibe gestört wird. Im Falle der Verwendung eines zylindrischen Koordinatensystems, werden x und y in Gleichung 2 in ein Polarsystem umgewandelt.
Das Verfahren zum Berechnen des Wertes von Z in Gleichung 2 ist wie folgt. Als erstes wird der Wert von X bestimmt. Die folgende Beschreibung nimmt den Fall an, dass die hintere Oberfläche der Linse mittels der Abfasungsscheibe 33 (oder 36) abgefast wird.
Es sei ebenso angenommen, dass der Arbeitspunkt der Abfasungsscheibe, welcher den Bearbeitungspunkt P berührt, an einem Durchmesser von 54 mm liegt, was geringfügig oberhalb des niedrigsten Punktes der Scheibe ist. Als erstes wird eine Rechenoperation zum Erhalten einer Korrektur der zweidimensionalen Bearbeitung (d. h. Korrektur des Durchmessers der Abfasungsscheibe) durchgeführt (siehe z. B. das allgemein übertragene US-Patent Nr. 5,347,762; wenn gewünscht, kann eine Annäherung durchgeführt werden durch Vorsehen einer Versetzung der Ortskurve der Korrektur, welche in einem Grobbearbeitungsschritt durchgeführt wird) und die sich daraus ergebende Ortskurve wird verwendet als Referenzortskurve der Abfasung. Diese wird verglichen mit einer minimalen Ortskurve der Abfasung (welche voreingestellt ist durch Addieren des Durchmessers des Spannfutterhalters zum maximalen Durchmesser der Abfasungsscheibe und ebenso Addieren eines Toleranzabstandes) und in Bereichen, in denen die Referenzortskurve kleiner ist als die minimale Ortskurve der Abfasung, werden die Werte der letzteren ersetzt, wodurch eine korrigierte Referenzortskurve X_n erzeugt wird.
Nachfolgend wird der Wert X an einer gegebenen Position in Bezug auf die Linsendrehwelle von der korrigierten Referenzortskurve zum Abfasen X_n bestimmt. Der bestimmte Wert von X und die Linsenabfasungsortkurve (x_n, y_n, z_n) werden in Gleichung 3 eingesetzt, um einen Maximalwert für Z zu bestimmen, oder Zmax. Der entsprechende Bearbeitungspunkt wird als der Bearbeitungspunkt der Abfasung verwendet. In dem nächsten Schritt wird die Ortskurve der Linsenabfasung (x_n, y_n, z_n) um die Linsendrehwelle gedreht um einen kleinen Einheitswinkel und der entsprechende Wert für Zmax wird durch Wiederholen der oben beschriebenen Prozedur ermittelt. Wenn der Drehwinkel als ζ_i (i = 1, 2, 3, ..., N) beschrieben wird, wird Zmax entlang des gesamten Umfangs der Linse berechnet, wodurch korrigierte Daten über die Abfasung (X_i, Zmax_i, ζ_i) (i = 1, 2, 3, ..., N) erzeugt werden, wobei Zmax_i der Maximalwert von Z an jedem (i und X_i der entsprechende Wert von X_n ist.
In diesem Verfahren wird der Wert für X (die Entfernung zwischen den Mitten der Linsendrehwelle und der Abfasungsscheiben-Drehwelle) zuerst ermittelt zum Korrigieren des Ausmaßes der Bewegung der Abfasungsscheibe entlang der Z-Achse (in einer Richtung parallel zur optischen Achse der Linse) und dies ermöglicht, dass das Abfasen mit dem Bereich der Schleifscheibe mit größerem Durchmesser durchgeführt wird, auch für eine Linsenkante, die der vorgenannten minimalen Ortskurve der Abfasung entspricht. Somit kann eine wirksamere Nutzung der Breite der Abfasungsscheibe realisiert werden, um den kleinsten Linsendurchmesser, der bearbeitet werden kann, zu verringern. Als ein weiterer Vorteil erleichtert die Bestimmung des Wertes für X im ersten Schritt die Steuerung des minimalen Linsendurchmessers, während die Störung verhindert wird.
Wenn die Position der Oberfläche der Abfasungsscheibe, die am Maximaldurchmesser in der Richtung der Z-Achse liegt, wie aus Zmax_i berechnet (und welche Zmax_i + 30 mm ist in diesem Ausführungsbeispiel), niedriger ist als die Kantenposition, die von der Kantendickemessung an der Position von Zmax_i (die Kantenposition an der hinteren Oberfläche im betroffenen Fall) bestimmt wurde, schließt die Steuereinheit 600 daraus, dass „Abfasen unmöglich" ist und signalisiert dies dem Optiker durch Ausgeben einer entsprechenden Meldung auf der Anzeigeeinheit 10.
Infolge der vorgenannten Berechnung der Abfasungsdaten gibt die Anzeigeeinheit 10 ein simuliertes Bild auf der Grundlage der berechneten Bearbeitungsdaten aus, wie beispielhaft in 10 gezeigt. Das Bild umfasst eine Linsenformanzeige 710 auf der Grundlage der Ziellinsenformdaten, sowie einen Zeiger 711, der um die Bearbeitungsmitte dreht, eine Markierung 712, die die Position einer maximalen Kantendicke anzeigt und eine Markierung 713, welche die Position einer minimalen Kantendicke anzeigt.
Das Bild beinhaltet auch eine Fasenquerschnittsform 720 an der Kantenposition, wo der Drehzeiger 711 liegt. Der ursprüngliche Bildschirm zeigt eine Fasenquerschnittsform an der Markierung 712 an, welche die Position einer maximalen Kantendicke darstellt. Wenn ein Schalter auf der Eingabeeinheit gedrückt wird, um den Zeiger 711 um die Bearbeitungsmitte zu drehen, wird die Fasenquerschnittsform 720 eine andere Form annehmen, entsprechend der Information über den dazugehörigen Radiusvektor.
Um die Fasenform zu ändern, werden die numerischen Werte des Abfasungsverhältnisses 730 und der Versetzungsbetrag 731 geändert durch Drücken der entsprechenden Schalter auf der Eingabeeinheit 11. Auf der Grundlage der wieder eingegebenen Werte berechnet die Steuereinheit 600 erneut die Daten der Abfasung und stellt die Fasenquerschnittsform auf der Grundlage der neu berechneten Daten dar.
Wenn die Werte des Abfasungsverhältnisses und der Versetzungsbetrag vorläufig tabelliert werden, wie in 11 gezeigt, so dass der Optiker die passenden Werte wählen kann, wird das Verfahren zum Ändern der entsprechenden Wert weniger umständlich, um eine größere Bequemlichkeit zu bieten.
Die oben beschriebene Berechnung der Fasendaten und die Simulation der Abfasung werden getrennt durchgeführt für die hintere und die vordere Linsenoberfläche.
Wenn die gewünschte Fasenquerschnittsform erhalten ist, drückt der Optiker wieder die START-Taste. In Antwort auf das sich daraus ergebende Signal werden Grobbearbeitung, Abschrägung und Abfasung nacheinander automatisch informiert.
Bei der Grobbearbeitung werden sowohl die rechte als auch die linke Grobschleifscheibe 30 auf die gleiche Höhe wie die Linse gebracht und danach werden die Linsenschleifteile 300R und 300L angetrieben, um in Richtung der Linse zu gleiten. Die rechte und die linke Grobschleifscheibe 30 werden in Richtung der Linse bewegt, während sie sich drehen, wodurch die Linse allmählich von zwei Richtungen geschliffen wird. Das Ausmaß der Bewegung der rechten und der linken Grobschleifscheibe 30 wird unabhängig voneinander auf der Grundlage der Billenrahmenform-Information gesteuert. Die Steuereinheit 600 überwacht auch das Drehmoment (Belastungsstrom) jedes der zwei Servomotoren 310R und 310L, so dass, wenn ein vorbestimmter oberer Grenzwert des Drehmoments erreicht wird, die Steuereinheit 600 die Drehung der Linse und, zur gleichen Zeit, die Bewegung der Grobschleifscheibe 30, welche die obere Drehmomentgrenze erreicht hat, in Richtung der Linse stoppt (oder veranlasst die gleiche Grobschleifscheibe, ein wenig rückwärts zu drehen). Dies verhindert, dass eine zu große Belastung auf die Linse wirkt, wodurch Probleme wie Linsenbruch vermieden werden. Wenn das Drehmoment auf ein bestimmtes erlaubtes Niveau des Drehmoments abgefallen ist, erlaubt die Steuereinheit 600 der Linse, sich wieder zu drehen, wodurch der Schleifvorgang wieder gestartet wird.
Wenn der Grobbearbeitungsschritt endet, geht das Verfahren zu einem Abschrägungsschritt. Auf der Basis der im Datenspeicher 603 gespeicherten Abschrägungsdaten führt die Steuereinheit 600 ein Abschrägen durch Steuerung der Höhe der V-Nut der Feinschleifscheibe 31 durch (oder die Feinschleifscheibe 34, wenn die eingegeben Instruktion eine Spiegelbearbeitung verlangen (Polieren)) und der Bewegung in Richtung der Linse.
Wenn der Abschrägungsschritt endet, geht das Verfahren weiter zu einem Abfasungsschritt. Auf der Grundlage der im Datenspeicher 603 gespeicherten Abfasungsdaten steuert die Steuereinheit 600 die Bewegung der Vorderflächen-Abfasungsscheibe 32 und der Rückflächen-Abfasungsscheibe 33 sowohl vertikal als auch in Richtung zur Linse (wenn die eingegebene Instruktion eine Spiegelbearbeitung (Polieren) verlangt, werden die Abfasungsscheiben 35 und 36 eingesetzt).
Die Höhe der Abfasungsscheibe 32 wird so gesteuert, dass der Punkt an einem Durchmesser von 54 mm, was geringfügig größer ist als der minimale Durchmesser, mit dem Bearbeitungspunkt P an der Kante der drehenden Linse übereinstimmt. Diese Steuerung, kombiniert mit der Bewegung der Abfasungsscheibe 32 in Richtung der Linse, stellt sicher, dass die Kante der Linse automatisch auf die gewünschte Form abgefast wird. Deshalb wird die Breite der Abfasungsscheibe wirksam genutzt, um die geplante Abfasung zu erreichen.
Während sich das vorhergehende Ausführungsbeispiel auf Abschrägen bezog, sei angemerkt, dass das zu erreichende Abfasungsverhältnis nach dem Glätten bestimmt wird für die Kantendicke des Bereichs, der sich von der Vorderseite der Rückfläche der Linse erstreckt. Das Ausmaß des Versatzes kann ebenfalls in einer ähnlichen Weise eingegeben werden. Die Steuereinheit 600 erhält Daten über die Abfasungsortskurve der Linse auf der Grundlage dieser Eingaben und führt die oben beschriebene Korrekturberechnung durch, um die Abfasungsdaten zu erhalten.
Um Abfasen in verschiedenen Mengen in verschiedenen Bereichen der Linsenform zu erreichen, kann die Kantendicke (oder die Breite der Fasenschulter) durch ein gewünschtes Verhältnis über den gesamten Umfang dividiert werden oder, alternativ, Bereiche zum Durchführen der Abfasung in verschiedenen Mengen können über den gesamten Kantenumfang definiert werden. Zum Beispiel bei der Linsenformanzeige 710 auf dem in 10 gezeigten simulierten Bild werden nicht nur die vordere oder hintere Oberfläche der abzufasenden Linse, sondern auch der Bereich für eine unterschiedliche Menge der Fase (der durch Start- und Endpunkte zu definieren ist) und die Menge der Abfasung dieses Bereichs festgelegt. Die Menge der Abfasung ist nicht nur gleichbleibend, sondern auch variabel durch Eingabe verschiedener Werte des Verhältnisses und der Versetzungsmenge. In dem beschriebenen Fall sollte eine Korrektur durchgeführt werden, um einen glatten Übergang zwischen benachbarten bestimmten Bereichen vorzusehen.
Die Vorrichtung des Ausführungsbeispiels kann auch so ausgelegt sein, um Brillenlinsen speziell für rahmenlose Brillen zu bearbeiten, so dass ein Bereich der vorderen oder hinteren Linsenoberfläche abgefast ist, um einen speziellen Effekt im Design zu erzielen. Um eine solche spezielle Abfasung durchzuführen, kann ein allgemeines Abfasungsverfahren in einem Speicher gespeichert werden, um Abfasungsdaten im Zusammenhang mit anderen Bearbeitungsdaten zu generieren oder, alternativ, können die Abfasungsdaten, die der Ziellinsenform entsprechen, in einem Speicher gespeichert werden. Die Vorrichtung steuert, nachdem ihr die Abfasungsdaten zugeführt wurden, die Funktion der Linsendrehwelle und der Linsenschleifteile R und L in einer solchen Weise, dass die Linse auf eine bestimmte Fasenform geschliffen wird.
Das vorstehende Ausführungsbeispiel wurde beschrieben unter Bezugnahme auf eine Vorrichtung, bei der sowohl die Linse als auch die Schleifscheiben-Drehwellen in vertikaler Richtung angeordnet sind, aber dies ist nicht der einzige Fall der Erfindung und sie ist auch anwendbar auf eine Vorrichtung eines solche Typs, dass die Linsendrehwelle und die Drehwelle der Abfasungsscheibe (welche die winkeligen Kantenbereiche der Linse schleift) beide horizontal sind, und ein Wagen, der die Linsendrehwelle hält, wird geschwenkt oder gedreht.
Die Erfindung ist ebenso anwendbar auf eine Vorrichtung mit einer Schleifscheibe, deren Drehwelle senkrecht zur Linsendrehwelle ist. In diesem Fall kann die Berechnung der Abfasungsdaten erreicht werden durch Durchführung einer Koordinatenübertragung in einer solchen Weise, dass die Drehwelle der Abfasungsscheibe um 90 Grad gedreht wird, um mit der Richtung der Linsendrehwelle übereinzustimmen.
Im vorstehenden Ausführungsbeispiel werden die Abfasungsdaten vom Optiker erhalten, der das Abfasungsverhältnis und das Ausmaß der Versetzung manuell eingibt. Wenn gewünscht, kann der gesamte Vorgang von der Grobbearbeitung zur Feinbearbeitung automatisiert werden durch Vorsehen eines Programms, in dem die Abfasungsdaten variabel sind mit anderen Daten wie z. B. die Kantendickedaten (oder sogar Daten, die anzeigen, ob die durchzuführende Bearbeitung Abschrägen oder Glätten ist oder ob die Brille, mit der die Linse verwendet werden soll, vom rahmenlosen Typ ist). Wenn gewünscht, können die Bearbeitungsdaten, die vom automatischen Bearbeitungsprogramm bestimmt werden, so eingerichtet werden, dass sie variabel sind.

Claims

Linsenschleifvorrichtung zum Schleifen eines Umfangs einer Brillenglaslinse, umfassend: – eine Eingabeeinrichtung (11, 601) zum Eingeben von Daten über die Bearbeitungsform der Linse; – eine Erfassungseinrichtung (400) zum Ermitteln der Kantenposition der Linse auf Grundlage der von der Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten; – eine erste Berechnungseinrichtung (600) zum Ermitteln der Bearbeitungsdaten über die Grob- und Feinbearbeitung der Linse auf Grundlage der von der Erfassungseinrichtung erfassten Kantenposition und den von der Eingabeeinrichtung eingegebenen Daten; – eine Abfasungseinrichtung, welche eine Schleifscheibe (32, 33, 35, 36) zum Abfasen der winkeligen Kantenpositionen der feinbearbeiteten Linse umfasst und eine Welle (304) der Schleifscheibe relativ zu einer Welle (121, 152), welche die Linse hält, bewegt; und – eine Steuereinrichtung zum Steuern der Bearbeitung der Linse; – dadurch gekennzeichnet, dass – die Schleifvorrichtung ferner umfasst: – eine zweite Berechnungseinrichtung mit einem Rechner (600), welcher eine Position zum Abfasen durch Dividieren der auf der Grundlage der erfassten Kantenposition erhaltenen Kantendicke in jeder Radiusrichtung der Linse durch ein Verhältnis ermittelt, – wobei die Bearbeitung durch die Steuereinrichtung auf der Grundlage des Ergebnisses der Berechnung durch die erste und die zweite Berechnungseinrichtung gesteuert wird.
Linsenschleifvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Rechner die Position zum Abfasen durch Dividieren der Kantendicke nach der Ausbildung einer Abschrägung oder Nut ermittelt.
Linsenschleifvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei der Rechner die Position zum Abfasen durch Versetzen des Divisionspunktes ermittelt.
Linsenschleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, ferner umfassend eine Einrichtung (11), mit welcher der Bediener zumindest entweder das Divisionsverhältnis oder die Größe der Versetzung oder beides eingibt.
Linsenschleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, ferner umfassend eine Einrichtung (10) zum Vorsehen einer graphischen Anzeige der Form der winkeligen Kantenpositionen der Linse auf der Grundlage der Ergebnisse der Berechnung durch die erste und die zweite Berechnungseinrichtung.
Linsenschleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, ferner umfassend eine Einrichtung (10) zum Vorsehen eines Simulationsbildes der Bearbeitung einschließlich der Form der Kante der abgefasten Linse in der Radiusrichtung auf der Grundlage des Berechnungsergebnisses durch die zweite Berechnungseinrichtung.
Linsenschleifvorrichtung nach Anspruch 6, ferner umfassend eine Einrichtung (10) zum Eingeben zumindest des Divisionsverhältnisses und der Größe der Versetzung.
Linsenschleifvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei der Rechner umfasst: – eine Einrichtung (600) zum Ermitteln einer Abfasungsortskurve auf der Grundlage der von der Erfassungseinrichtung erfassten Kantenposition; – eine Einrichtung (600) zum Ermitteln einer Referenz-Abfasungsortskurve auf der Grundlage der Abfasungsortskurve; – eine Einrichtung (600) zum Ermitteln einer korrigierten Ortskurve durch Korrigieren der Referenz-Ortskurve um sicherzustellen, dass die Schleifscheibe nicht die Linsenhaltewelle stört; und – eine Einrichtung (600) zum Ermitteln der Abfasungsposition auf der Grundlage der korrigierten Ortskurve und der Abfasungsortskurve, – wobei die Grob- und Feinbearbeitungen durch die Steuereinrichtung auf der Grundlage der Bearbeitungsdaten gesteuert werden und das Abfasen durch die Steuereinrichtung auf der Grundlage der Abfasungsposition und der korrigierten Ortskurve gesteuert wird.
Linsenschleifvorrichtung nach Anspruch 8, wobei die Linsenhaltewelle und die Schleifscheibenwelle parallel zueinander angeordnet sind, und wobei die Einrichtung zum Ermitteln der Abfasungsposition einen Maximalwert für Z in der folgenden Gleichung ermittelt: (x – y)² + (y – Y)² = (z – Z)²tan²θ – wobei – X: die Entfernung entlang der X-Achse zwischen den Mitten der Linsenhaltewelle und der Schleifscheibenwelle ist; – Y: die Entfernung entlang der Y-Achse zwischen den Mitten der Linsenhaltewelle und der Schleifscheibenwelle ist; – Z: die Entfernung entlang der Z-Achse von einer Referenzposition zur imaginären Spitze der Schleifscheibe ist; und – θ: der Neigungswinkel der konischen Schleifoberfläche der Schleifscheibe entlang der Z-Achse ist, – wobei die X- und Y-Achsen orthogonale Koordinatenachsen in einer Ebene senkrecht zur Linsenhaltewelle sind, und die Z-Achse eine Koordinatenachse in einer Richtung parallel zur Linsenhaltewelle ist.
Linsenschleifvorrichtung nach Anspruch 9, ferner umfassend eine Einrichtung (600) zum Ausgeben eines Signals für „Bearbeitung unmöglich" an den Bediener, wenn die Position für einen Maximaldurchmesser der Schleifscheibe, ermittelt von dem Maximalwert von Z, kleiner als ein festgelegter Referenzwert ist.