ES2198609T3 - Aparato de pulir lentes. - Google Patents
Aparato de pulir lentes.Info
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Abstract
UN APARATO PARA TRABAJAR LENTES CON MUELA, MEJORADO PARA ASEGURARSE DEL BISELADO FACIL DESEADO DE LAS PORCIONES DE BORDE ANGULARES. EL APARATO MEJORADO PARA EL TRABAJO CON MUELA DE LENTES COMPRENDE UN ELEMENTO DE ENTRADA PARA LA INTRODUCCION DE DATOS SOBRE LA FORMA DE UNA LENTE A TRATAR, UN ELEMENTO PARA DETECTAR LA POSICION DEL BORDE DE LA LENTE EN CUESTION EN BASE A LOS DATOS INTRODUCIDOS EN DICHO ELEMENTO DE ENTRADA, UN PRIMER ELEMENTO CALCULADOR PARA DETERMINAR LOS DATOS DE TRATAMIENTO DE LOS TRATAMIENTOS TOSCOS Y FINOS DE LA LENTE EN CUESTION EN BASE A LA POSICION DEL BORDE DETECTADA POR DICHO ELEMENTO DE DETECCION Y LOS DATOS INTRODUCIDOS EN DICHO ELEMENTO DE ENTRADA, UN ELEMENTO BISELADOR QUE TIENE UNA MUELA PARA BISELAR LAS PORCIONES DE LOS BORDES ANGULARES DE LA LENTE FINAMENTE TRATADA Y QUE MUEVE EL EJE DE DICHA MUELA BISELADORA A UNA POSICION RELATIVA AL EJE SUJETA DICHA LENTE EN CUESTION, UN SEGUNDO ELEMENTO CALCULADOR DE VARIA LA CANTIDAD DE BISELADO SEGUN EL ANGULO DEL VECTORDE POSICION DE LA LENTE EN CUESTION EN BASE A LOS DATOS DE TRATAMIENTO OBTENIDOS POR EL PRIMER ELEMENTO CALCULADOR ANTEDICHO, Y UN ELEMENTO PARA CONTROLAR EL TRATAMIENTO DE LA LENTE EN CUESTION EN BASE A LOS DATOS DEL CALCULO DEL PRIMER Y SEGUNDO ELEMENTOS CALCULADORES ANTEDICHOS.
Description
Aparato de pulir lentes.
La presente invención se refiere a un aparato de
pulir lentes que se utiliza para pulir la periferia de una lente de
ocular, más en concreto, a un aparato adecuado para pulir las
porciones de borde angular de la lente de ocular.
Se conoce en la técnica un aparato que pule una
lente de ocular de manera que encaje en una montura de ocular. En
un taller de óptica, un óptico procesa la periferia de cada lente
de ocular de manera que esté provista de un bisel o una ranura que
encaje en una montura de ocular seleccionada por un cliente y
después monta la lente procesada en la montura.
La lente así pulida tiene una porción angular en
ambos extremos delantero y trasero del borde. Si tales porciones
angulares se dejan intactas, pueden herir posiblemente al usuario o
ser una causa de rotura u otro daño de la lente. Por lo tanto, es
práctica común de los procesadores de lentes biselar las porciones
de borde angular de la lente.
El achaflanado se lleva a cabo convenientemente
con una pulidora de mano que tiene una muela abrasiva giratoria
delimitada por pendientes cónicas, y el óptico que sujeta una lente
empuja su borde a contacto con la muela de achaflanar y achaflana
las porciones de borde angular para dar la forma deseada bajo
comprobación visual.
Sin embargo, el achaflanado con la pulidora de
mano requiere pericia y no es fácil de llevar a cabo de manera se
obtengan resultados satisfactorios. Para un óptico experto, la
operación es lenta y no garantiza el pulido a la forma prevista.
Además, se impone al óptico una carga considerable.
Bajo estas circunstancias, se ha propuesto que el
aparato de pulir lentes esté provisto de capacidad de achaflanar de
manera que el achaflanado se pueda efectuar automáticamente. En
este tipo de aparato la lente sujetada en un eje rotativo y la
muela de achaflanar giran juntas, y el borde de la lente es
achaflanado a la vez que el control se efectúa de tal manera que
cambie la posición de borde de la lente con relación a la
superficie de la muela de achaflanar.
Para el control exitoso de la operación de
achaflanado, es necesario que las posiciones tridimensionales del
eje rotativo de lente y la muela de achaflanar se determinen de
manera que cumplan una relación apropiada. Sin embargo, si se deja
una tolerancia suficiente con vistas a garantizar que la muela de
achaflanar no interfiera con el eje rotativo de lente, aumenta el
diámetro más pequeño de la lente que se puede procesar, haciendo
difícil procesar lentes de diámetro mínimo pequeño, tal como
quevedos.
EP 0 510 462 Al describe un aparato de pulir
lentes según la porción de preámbulo de la reivindicación 1. Este
aparato de pulir lentes achaflana una esquina definida por un plano
de lente y un plano periférico pulido de una lente, e incluye una
muela abrasiva de achaflanar para achaflanar la esquina, un
mecanismo de accionamiento y una unidad de control para determinar
una relación posicional relativa necesaria para alcanzar una forma
de chaflán deseada.
En vista de esto, un objeto de la presente
invención es proporcionar un aparato de pulir lentes con el que las
porciones de borde angular de una lente se pueden achaflanar
fácilmente a la forma deseada.
Otro objeto de la invención es proporcionar un
aparato de pulir lentes con el que la cantidad deseada de
achaflanado se puede diseñar fácilmente e introducir según un
grosor de borde especificado.
Otro objeto de la presente invención es
proporcionar un aparato de pulir lentes que hace más efectivo el
uso de la anchura de una muela de achaflanar de manera que no
interfiera con un eje rotativo de lente, reduciendo por ello el
diámetro más pequeño de la lente que se puede procesar y
permitiendo el control fácil del diámetro más pequeño de la
lente.
Estos objetos se logran con un aparato de pulir
lentes que tiene las características de la reivindicación 1. Las
reivindicaciones dependientes incluyen desarrollos preferidos de la
invención.
En los dibujos anexos:
La figura 1 es una vista en perspectiva que
representa la configuración general de un aparato de pulir lentes
según una realización de la presente invención.
La figura 2 es un diagrama que representa la
disposición de muelas abrasivas en el aparato de la figura 1.
La figura 3 es una vista lateral que representa
las partes superior e inferior de un plato de lente que se indican
respectivamente con 100 y 150.
La figura 4 es una vista en perspectiva que
representa el mecanismo para mover una parte de pulir lentes
300R.
La figura 5 es una vista en sección que muestra
la configuración de la parte de pulir lentes 300R.
La figura 6 es un diagrama que ilustra cómo las
direcciones de rotación de las muelas abrasivas y la lente que se
procesa están relacionadas con las cargas rotacionales ejercidas en
la lente.
La figura 7 es un diagrama que ilustra la acción
de un aparato medidor de grosor de lente 400.
La figura 8 es un diagrama de bloques que
representa la configuración general de un sistema de control para
el aparato de la figura 1.
Las figuras 9(a) y 9(b) ilustran
cómo el borde biselado de la superficie trasera de una lente se
achaflana después en base a una relación.
La figura 10 muestra una pantalla que presenta
una cantidad introducida de achaflanado y una imagen simulada.
La figura 11 muestra múltiples conjuntos de
relación de achaflanado y cantidad de desviación en forma tabulada
de los que se han de seleccionar valores apropiados.
La figura 12 es un diagrama que ilustra un método
para determinar datos de achaflanado para garantizar que una muela
de achaflanar no interfiera con un soporte de plato.
La figura 13 es un diagrama que ilustra cómo
determinar la posición de borde que se obtiene como consecuencia
del procesado de acabado en caso de que el biselado se lleve a cabo
para producir una parte inferior biselada ahusada.
La figura 14 es un diagrama que ilustra un método
modificado de determinar la relación de achaflanar el borde de
lente.
La figura 15(a) y 15(b) ilustran
una lente procesada de manera que tenga una superficie ahusada en
la parte inferior de bisel en el biselado, y una lente procesada de
manera que tenga una superficie de borde ahusada en el alisado,
respectivamente.
Y la figura 16 ilustra una muela de pulir usada
para procesar una lente a la forma mostrada en la figura
15(a) o la figura 15(b).
Un aparato de pulir lentes según una realización
de la presente invención se describirá a continuación con
referencia a los dibujos anexos.
En la figura 1, el número de referencia 1 denota
una base principal, y 2 denota una base secundaria que está fijada
a la base principal 1. Una parte superior de plato de lente 100 y
una parte inferior de plato de lente 150 sujetan una lente a
procesar por medio de sus respectivos ejes de plato durante el
procesado. Una sección de medición de grosor de lente 400 está
alojada debajo de la parte superior de plato de lente 100 en la
profundidad de la base secundaria 2.
Los símbolos de referencia 300R y 300L
representan respectivamente partes derecha e izquierda de pulir
lentes teniendo cada una muelas abrasivas para el pulido de lentes
en su eje rotativo. Cada una de las partes de pulir lentes 300R y
300L se mantiene por un mecanismo de movimiento (que se describe más
adelante) de manera que se pueda mover en las direcciones vertical
y horizontal con respecto a la base secundaria 2. Como se
representa en la figura 2, una muela basta 30 para plástico y una
muela de acabado 31 están montadas en el eje rotativo de la parte
de pulir lentes 300L. Además, una muela abrasiva de achaflanado de
superficie frontal 32 que tiene una superficie cónica, está unida
coaxialmente a la superficie de extremo superior de la muela de
acabado 31, mientras que una muela de abrasiva de achaflanado de
superficie trasera 33 que tiene una superficie cónica, está unida
coaxialmente a la superficie de extremo inferior de la muela de
desbastado 30. Por otra parte, una muela abrasiva de acabado
especular 34 está montada en el eje rotativo de la parte de pulir
lentes 300R. Una muela de desbastado 30 para plástico que es la
misma que la de la parte de pulir lentes 300L, una muela abrasiva
de achaflanado especular de superficie frontal 35 que tiene una
superficie cónica, y una muela abrasiva de achaflanado especular de
superficie trasera 36 que tiene una superficie cónica, están
montadas coaxialmente en el eje rotativo de la parte de pulir lentes
300R. El diámetro de estas muelas abrasivas es relativamente
pequeño, es decir, de aproximadamente 60 mm. La superficie de
achaflanado de cada una de las muelas abrasivas de achaflanado 32,
33, 35 y 36 tiene 4 mm de altura y 45º de inclinación.
En la superficie frontal de un cuerpo del aparato
se ha dispuesto una unidad de visualización 10 para visualizar
datos de procesado y otra información y una unidad de entrada 11
para que un usuario pueda introducir datos o una instrucción en el
aparato de pulir lentes. El número de referencia 12 denota una
puerta cerrable.
La figura 3 ilustra la parte superior de plato de
lente 100 y la parte inferior de plato de lente 150.
Un bloque de fijación 101 está fijado a la base
secundaria 2. Un motor CC 103 para mover verticalmente un eje de
plato 121 está montado encima del bloque de fijación 101 por medio
de una chapa de montaje 102. La fuerza rotacional del motor CC 103
se transmite mediante una polea 104, una correa temporizadora 108 y
una polea 107 a un tornillo de alimentación 105. Cuando se hace
girar el tornillo de alimentación 105, una tuerca 124 que engrana
con el tornillo de alimentación 105 mueve verticalmente un soporte
de eje de plato 120 mientras es guiado por un carril de guía 109
fijado al bloque de fijación 101. En el bloque de fijación 101 está
montado un microinterruptor 110 que detecta una posición de
referencia cuando el soporte de eje de plato 120 está elevado.
Un motor de pulsos 130 para girar el eje de plato
121 está fijado a la porción superior del soporte de eje de plato
120. La fuerza rotacional del motor de pulsos 130 se transmite,
mediante un engranaje 131 que está unido a su eje rotativo y un
engranaje de relé 132, a un engranaje 133 que está unido al eje de
plato 121, para girar el eje de plato 121. El número de referencia
124 denota un soporte de lente unido al eje de plato 121.
El número de referencia 135 denota un fotosensor
y 136 denota una placa de blindaje de luz que está montada en el
eje de plato 121. El fotosensor 135 detecta una posición de
referencia de rotación del eje de plato 121.
Un eje de plato inferior 152 se soporta
rotativamente por un soporte de eje de plato 151 mediante cojinetes
153 y 154, y el soporte de eje de plato 151 está fijado a la base
principal 1. Un engranaje 155 está fijado al extremo inferior del
eje de plato 152. La fuerza rotacional de un motor de pulsos 156 se
transmite al eje de plato 152 por un dispositivo de engranajes (no
representado) que es similar a la contrapartida en la parte de
plato superior, para girar el eje de plato 152. El número de
referencia 159 denota un soporte de lente unido al eje de plato
152.
El número de referencia 157 denota un fotosensor
y 158 denota una placa de blindaje de luz que está montada en el
engranaje 155. El fotosensor 157 detecta una posición de referencia
de rotación del eje de plato 152.
La figura 4 ilustra un mecanismo para mover la
parte derecha de pulido de lente 300R. (Dado que un mecanismo de
movimiento para la parte izquierda de pulido de lente 300L es
simétrico con el de la parte derecha de pulido de lente 300R, no se
describirá).
Una base deslizante vertical 201 puede deslizar
verticalmente a lo largo de dos carriles de guía 202 que están
fijados a la superficie frontal de la base secundaria 2. Un
sujetador roscado en forma de soporte 203 está fijado a la
superficie lateral derecha de la base secundaria 2. Un motor de
pulsos 204R está fijado al extremo superior del sujetador roscado
203, y un tornillo de bola 205 que se soporta rotativamente por el
sujetador roscado 203 está acoplado al eje rotativo del motor de
pulsos 204R. Un bloque de tuerca 206 tiene una tuerca que está
enganchada a rosca con el tornillo de bola 205, y está fijado a la
superficie lateral de la base deslizante vertical 201. Cuando el
motor de pulsos 204R gira el tornillo de bola 205, la base
deslizante vertical 201 se desplaza consiguientemente en la
dirección vertical mientras es guiada por los carriles de guía 202.
Un muelle 207 está dispuesto entre la base secundaria 2 y la base
deslizante vertical 201. Es decir, el muelle 207 empuja la base
deslizante vertical 201 hacia arriba para cancelar la carga
descendente de la base deslizante vertical 201, facilitando por
ello su movimiento vertical.
Un fotosensor 208R está fijado al sujetador
roscado 203, y una placa de blindaje de luz 209 está fijada al
bloque de tuerca 206. El fotosensor 208R determina una posición de
referencia del movimiento vertical de la base deslizante vertical
201 detectando la posición de la placa de blindaje de luz 209.
El número de referencia 210 denota una base
deslizante horizontal a la que se fija la parte de pulir lentes
300R. La base deslizante horizontal 210 puede deslizar en la
dirección horizontal a lo largo de dos carriles de guía de
deslizamiento 211 que están fijados a la superficie frontal de la
base deslizante vertical 201. Un mecanismo para mover la base
deslizante horizontal 210 es básicamente el mismo que el mecanismo
de movimiento antes descrito para la base deslizante vertical 201.
Un sujetador roscado en forma de soporte 212 está fijado al extremo
inferior de la base deslizante vertical 201, y sujeta rotativamente
un tornillo de bola 213. Un motor de pulsos 214R está fijado a la
superficie lateral del sujetador roscado 212, y el tornillo de bola
213 está acoplado al eje rotativo del motor de pulsos 214R. El
tornillo de bola 213 está en enganche roscado con un bloque de
tuerca 215 que está fijado a la superficie inferior de la base
deslizante horizontal 210. Cuando el motor de pulsos 214R gira el
tornillo de bola 213, la base deslizante horizontal 210 que está
fijada al bloque de tuerca 215 se desplaza por consiguiente en la
dirección horizontal a lo largo de los carriles de guía 211.
Un fotosensor 216R está fijado al sujetador
roscado 212, y una placa de blindaje de luz 217 está fijada al
bloque de tuerca 215. El fotosensor 216R determina una posición de
referencia del movimiento horizontal de la base deslizante
horizontal 210 detectando la posición de la placa de blindaje de luz
217.
La figura 5 es una vista en sección lateral que
representa la estructura de la parte derecha de pulido de lente
300R. Una base de soporte de eje 301 está fijada a la base
deslizante horizontal 210. Una carcasa 305 está fijada a la porción
delantera de la base de soporte de eje 301, y sujeta rotativamente
un eje rotativo que se extiende verticalmente 304 mediante
cojinetes 302 y 303. Un grupo de muelas abrasivas incluyendo una
muela basta 30, etc, está montado en la porción inferior del eje
rotativo 304.
Un servo motor 310R para girar las muelas
abrasivas está fijado a la superficie superior de la base de
soporte de eje 301 mediante una chapa de montaje 311. La fuerza
rotacional del servo motor 310R se transmite mediante una polea 312,
una correa 313 y una polea 306 al eje rotativo 304, girando por
ello el grupo de las muelas de pulir.
Puesto que la parte izquierda de pulido de lente
300L es simétrica con la parte derecha de pulido de lente 300R, su
estructura no se describirá.
Con el control de accionamiento en los motores de
pulsos de los mecanismos de movimiento antes descritos, cada una de
las partes derecha e izquierda de pulir lentes 300R y 300L se
desplaza vertical y horizontalmente con respecto a la lente
sujetada por los ejes de plato superior e inferior 121 y 152. Estos
movimientos de las partes de pulir derecha e izquierda 300R y 300L
ponen las muelas abrasivas seleccionadas en contacto con la lente,
de manera que las muelas abrasivas seleccionadas pulan la lente. Se
hace notar que en esta realización el eje de rotación de los ejes
de plato 121 y 152 de la parte superior de plato de lente 100 y la
parte inferior de plato de lente 150 está dispuesto de manera que
esté situado en la línea recta que conecta los centros de los dos
ejes respectivos 304 de las partes de pulir lentes 300R y 300L
(véase la figura 6).
La figura 7 ilustra la sección de medición de
grosor de lente 400 (figura 1).
La sección de medición de grosor de lente 400
incluye un brazo medidor 527 que tiene dos palpadores 523 y 524, un
mecanismo de rotación tal como un motor CC (no representado) para
girar el brazo medidor 527, una placa detectora 510 y
fotointerruptores 504 y 505 para detectar la rotación del brazo
medidor 527 para permitir por ello el control de la rotación del
motor CC, un mecanismo de detección tal como un potenciómetro 506
para detectar la cantidad de rotación del brazo medidor 527 para
obtener por lo tanto las formas de las superficies delantera y
trasera de la lente. La configuración de la sección de medición de
grosor de lente 400 es básicamente la misma que la descrita en la
Publicación de Patente japonesa no examinada número Hei
3-20603 y la Patente de Estados Unidos número
5.333.412 presentada por o cedida al cesionario de la presente, a
las que se hace referencia para los detalles de la sección de
medición de grosor de lente 400. Una diferencia de la descrita en
la publicación japonesa 3-20603 es que la sección
de medición de grosor de lente 400 de la figura 7 se controla de
manera que se mueva en la dirección
delantera-trasera (indicada por flechas en la
figura 7) con relación al aparato de pulir lentes por unos medios de
movimiento delantero-trasero 630 en base a datos de
procesado de borde.
La medición del grosor de la lente (grosor de
borde) se lleva a cabo de la siguiente manera. El brazo medidor 527
se hace girar, es decir, se eleva, de manera que el palpador 523 se
ponga en contacto con la superficie delantera de refracción de
lente. Manteniendo al mismo tiempo el palpador 523 en contacto con
la superficie delantera de refracción de lente, la lente se hace
girar además de controlar la sección de medición de grosor de lente
400 de manera que se mueva hacia adelante o hacia atrás por los
medios de movimiento delantero-trasero 630, de
manera que se obtenga la forma de la superficie delantera de
refracción de lente (en el borde de la lente a formar). Después, la
forma de la superficie trasera de refracción de lente (en el borde
de la lente a formar) se obtiene igualmente girando la lente y
desplazando el grosor de la sección de medición de lente 400
manteniendo al mismo tiempo el palpador 524 en contacto con la
superficie trasera de refracción de lente. El grosor de la lente
(grosor de borde) se obtiene en base a las formas de las
superficies delantera y trasera de refracción de lente.
El grosor de la lente se mide de tal manera que
el brazo medidor 527 se gire hacia arriba desde su posición inicial
inferior y los palpadores 523 y 524 se ponen respectivamente en
contacto con las superficies de refracción delantera y trasera de
la lente. Por lo tanto, es preferible que el eje rotativo del brazo
medidor 527 esté equipado con un muelle helicoidal o análogos que
cancele la carga descendente del brazo medidor 527.
La figura 8 es un diagrama de bloques que
representa una configuración general de un sistema de control del
aparato de pulir lentes.
El carácter de referencia 600 denota una unidad
de control que controla todo el aparato. La unidad de visualización
10, unidad de entrada 11, microinterruptor 110, y fotosensores
están conectados a la unidad de control 600. Los motores para mover
o girar las partes respectivas están conectados a la unidad de
control 600 mediante excitadores 620-628. Los
excitadores 622 y 625, que están conectados respectivamente al
servo motor 310R para la parte derecha de pulido de lente 300R y el
servo motor 310L para la parte izquierda de pulido de lente 300L,
detectan el par de los servo motores 310R y 310L durante el
procesado y realimentan el par detectado para la unidad de control
600. La unidad de control 600 usa la información de par para
controlar el movimiento de las partes de pulir lentes 300R y 300L
así como la rotación de la lente.
El número de referencia 601 denota un circuito
interface que sirve para transmitir y recibir datos. Se puede
conectar un aparato medidor de forma de montura de ocular 650, un
ordenador central 651 para gestionar datos de procesado de lente,
un lector de código de barras 652, etc, al circuito interface 601.
Una memoria de programa principal 602 guarda un programa para poner
en funcionamiento el aparato de pulir lentes. Una memoria de datos
603 guarda datos que se suministran mediante el circuito interface
601, datos de medición de grosor de lente, y otros datos.
A continuación se describirá la operación del
aparato de pulir lentes que tiene la configuración antes
descrita.
El óptico introduce datos sobre la forma de una
montura de ocular (plantilla) determinados con un aparato medidor
de forma de montura de ocular (véase, por ejemplo, la Patente de
Estados Unidos número 5.228.242). La unidad de visualización 10
proporciona una representación gráfica de la forma de lente (forma
de lente blanco) en base a los datos de montura de ocular y esto
prepara el aparato para recibir la entrada de condiciones de
procesado. Observando la pantalla de la unidad de visualización 10,
el óptico manipula la unidad de entrada 11 para introducir datos de
configuración tal como el valor PD (y el valor FPD) y la altura del
centro óptico. Después, el óptico introduce datos sobre el material
constituyente de la lente, el de la montura y sobre si la lente es
para el ojo derecho o el izquierdo.
El óptico también manipula la unidad de entrada
11 para seleccionar el modo a realizar (es decir, biselado,
alisado, procesado especular (pulido) o análogos) y entra en el
modo seleccionado. En un centro de procesado donde se procesan de
manera centralizada órdenes de muchos talleres de óptica, los varios
datos necesarios se transmiten al ordenador 651 mediante líneas de
comunicaciones públicas y el procesado se realiza en base a los
datos recibidos. En las páginas que siguen, se describe una
realización de la invención con referencia al caso en el que el
biselado va seguido de achaflanado.
El óptico realiza procesado preliminar de la
lente y la pone en el eje de plato 152. A la terminación de la
preparación para el procesado, el óptico pulsa el botón ARRANQUE en
la unidad de entrada 11 para poner en marcha el aparato.
En respuesta a la señal de ARRANQUE, la unidad de
control 600 controla las acciones de los medios de movimiento
delantero-trasero 630 y la sección de medición de
grosor de lente 400 y la rotación de la lente en plato de tal manera
que la posición de borde (grosor de borde) de la lente en un
sistema de coordenadas donde la posición del eje óptico de la lente
esté en el origen, se mida en base a la información de
configuración, información de forma de montura de ocular
(incluyendo datos de procesado de borde) y análogos. En base a la
información obtenida sobre la posición de borde y según un programa
predeterminado, la unidad de control 600 realiza cálculos de bisel
para obtener datos sobre el biselado a realizar en la lente. Como
para el cálculo de los datos de biselado, se han propuesto varios
métodos incluyendo la determinación de una curva a partir de curvas
de superficie delantera y trasera, dividir el grosor de borde y la
combinación de estos dos métodos. Para detalles del cálculo de los
datos de biselado, se puede consultar la Patente de Estados Unidos
cedida conjuntamente numero 5.347.762.
Cuando se terminan los cálculos para biselar, la
unidad de visualización 10 visualiza la forma de un bisel en la
posición para mínimo grosor de borde (la posición de borde es
variable), y el óptico, después de comprobar la forma visualizada
del bisel, pulsa de nuevo el botón ARRANQUE si no hay problemas.
Después, la pantalla de la unidad de
visualización 10 cambia a visualizar los datos introducidos sobre
la cantidad de achaflanado y proporcionar una imagen de procesado
simulada. La figura 9a ilustra un caso ejemplar de achaflanado que
se lleva a cabo de tal forma que la anchura de saliente de bisel
(grosor de la parte inferior de bisel) en la superficie trasera de
una lente biselada se divida en una relación especificada a lo
largo de la periferia completa (alternativamente, se puede dividir
el grosor de borde del área que se extiende desde la superficie
delantera a la trasera de la lente). La relación de achaflanado de
la superficie trasera de la lente se supone que es 100% si el
achaflanado se continúa hasta el punto donde una superficie
inclinada del bisel cruza el saliente de bisel.
Los datos sobre la cantidad de achaflanado se
pueden introducir introduciendo el número para la relación de
achaflanado visualizada en la imagen simulada representada en la
figura 10 donde el número se indica por 730. Si se desea, la
cantidad de achaflanado que se va dividir en una relación
especificada (que se designa como punto de procesado P en la figura
9a) puede ser desviada de tal manera que haga un desplazamiento
paralelo por \Deltad hacia la superficie delantera o trasera de
la lente (véase la figura 9b). En este caso alternativo, el óptico
introduce el número para la desviación que aparece en una ventana
indicada con 731 en la figura 10. Una relación de achaflanado de 0%
y una desviación de 0,3 significa que el borde a lo largo de la
periferia completa de la lente biselada se achaflana uniformemente
una cantidad de 0,3 mm.
Si el aparato está preestablecido para biselar la
lente con una muela de acabado de manera que proporcione una
superficie ahusada en la parte inferior de bisel (véase la figura
15a) o alisar la lente de manera que proporcione una superficie de
borde ahusada (véase la figura 15b), la posición del borde, que se
espera como consecuencia del procesado de acabado, se determina
como base para calcular la cantidad de achaflanado. Dado que se
conoce el ángulo formado por la superficie ahusada de la muela de
acabado (véase la figura 16), la posición del borde a obtener
eventualmente se puede determinar fácilmente si se conoce la curva
de la superficie delantera (o trasera) de la lente. Para
aproximación, se puede adoptar el método siguiente (véase la figura
13). Al biselar, las posiciones de borde en dos puntos Q1 (donde
una superficie inclinada del bisel cruza el saliente de bisel) y Q2
(para el vértice de bisel), correspondientes ambos a un ángulo de
radio vector, se determinan para la periferia completa de la lente
por medio del aparato medidor de grosor de lente 400. Conectar las
porciones de borde determinadas en los dos puntos Q1 y Q2 con una
línea recta L1 (incluso para la curva de la superficie trasera de
la lente, la separación entre cada uno de los dos puntos y la
posición del borde que se obtiene como consecuencia del procesado
es tan pequeña que a efectos prácticos, se puede concluir con
seguridad que la posición del borde que se obtiene como
consecuencia de procesar líneas en la línea recta que conecta dichos
dos puntos), y un punto Q3 en el que la línea L1 cruza una línea
recta L2 correspondiente al ángulo formado por la superficie
ahusada de la muela de acabado sustituye a la posición del borde
que se obtiene como consecuencia del procesado de acabado.
No es absolutamente necesario medir la posición
de borde en dos puntos como se ha descrito anteriormente; si la
lente tiene solamente un grado pequeño de curvatura, se puede
realizar casi el achaflanado deseado estableciendo una relación de
achaflanado más alta que un cierto valor (por ejemplo, 6% o más si
el ángulo formado por la superficie ahusada de la muela de acabado
es 2,5º).
Otra forma de determinar la relación de
achaflanado del borde de lente es la siguiente (véase la figura
14). Supóngase aquí que la línea recta L1 (para su definición,
véase supra) cruza la superficie de trabajo de la muela de
achaflanar en el punto S1 y que la muela de achaflanar cruza la
superficie de borde en el punto S2, que está espaciado de S1 una
distancia de D1. Si la distancia de S1 a S3 a la que una línea
oblicua del bisel cruza el saliente de bisel se escribe como D2, la
relación de achaflanado que se expresa por D1/D2 se determina de
forma que el punto S2 sea el punto de procesado P.
En base a la información así medida sobre la
posición de borde, la información calculada sobre la posición de
bisel y el valor introducido para la cantidad de achaflanado, la
unidad de control 600 determina el punto de procesado P para
achaflanado de borde a lo largo de la periferia completa de la
lente, produciendo por ello un lugar de achaflanado de lente
(x_{n}, Y_{n}, z_{n}) (n=1, 2, 3,... N). Dependiendo del
grosor de borde de la lente y la posición de su bisel, la
superficie trasera de la lente puede no tener un saliente de bisel
en varias zonas. Al obtener el lugar de achaflanado de lente, tales
zonas se excluyen de la operación de achaflanado.
Después, la unidad de control 600 se basa en el
lugar obtenido de achaflanado de lente para efectuar cálculos
correctivos para determinar datos sobre achaflanado para garantizar
que ninguna muela abrasiva interfiera con los ejes de plato 121 y
152 (soporte plato) (véase la figura 12).
Considérese un sistema de coordenadas ortogonales
en el que el eje X representa una dirección en la que la muela de
achaflanar se mueve a derecha o izquierda del aparato de pulir con
referencia a los ejes rotativos de lente (ejes de plato 121 y 152),
el eje Y representa una dirección en la que la muela se mueve hacia
atrás y hacia adelante y el eje Z representa una dirección de la
altura. La superficie de la muela de achaflanar se expresa entonces
por la ecuación siguiente:
(x-X)^{2}+(y-Y)^{2}
= (z-Z)^{2}tan^{2}\theta
\hskip1,5cm(ec. 1)
donde X es la distancia a lo largo del eje X
entre los centros del eje rotativo de lente y el eje rotativo de
muela de pulir, Y es la distancia a lo largo del eje Y entre los
centros del eje rotativo de lente y el eje rotativo de muela de
pulir, Z es la distancia tomada a lo largo del eje Z desde una
posición de referencia al vértice imaginario de una muela abrasiva
cónica, y \theta es el ángulo de inclinación de la superficie de
la muela abrasiva. Por lo tanto, Z se expresa
por:
Z =
z-{1/tan^{2}\theta\cdot[(x-X)^{2}+(y-Y)^{2}]}^{1/2}
\hskip0,5cm(ec. 2)
Con el aparato de la realización, Y=0 y
\theta=45 grados, de modo que tan\theta=1 y la ecuación 2 se
puede reescribir como:
z =
z-{(x-X)^{2}+y^{2}}^{1/2}
\hskip2cm(ec. 3)
Sustituyendo el lugar de achaflanado de lente
(x_{n}, y_{n}, z_{n}) en la ecuación 3 como valores
respectivos de x, y y z, se puede determinar un valor máximo de Z
para calcular la altura de la muela de achaflanar (desplazamiento
desde la posición de referencia) que permite el uso efectivo de la
anchura de la muela de achaflanar a la vez que se garantiza que
ninguna muela abrasiva interfiera con el eje rotativo de lente. En
el caso de usar un sistema de coordenadas cilíndricas, x y y en la
ecuación 2 se transforman en un sistema polar.
El procedimiento para calcular el valor de Z en
la ecuación 2 es el siguiente. En primer lugar, se determina el
valor de X. La descripción siguiente supone el caso de achaflanar
la superficie trasera de la lente por medio de la muela de
achaflanar 33 (o 36).
Supóngase también que el punto de trabajo de la
muela de achaflanar que contacta el punto de procesado P está a un
diámetro de 54 mm que es ligeramente superior al punto más bajo de
la rueda. En primer lugar, se lleva a cabo una operación aritmética
para lograr una corrección de procesado bidimensional (es decir,
corrección del diámetro de la muela de achaflanar) (véase, por
ejemplo, la Patente de Estados Unidos cedida conjuntamente número
5.347.762; si se desea, la aproximación se puede efectuar previendo
una desviación al lugar de corrección que se lleva a cabo en un
paso de procesado basto) y el lugar resultante se usa como un lugar
de referencia de achaflanado. Esto se compara con un lugar de
achaflanado mínimo (que se preestablece añadiendo el diámetro del
soporte de plato al diámetro máximo de la muela de achaflanar y
añadiendo también una distancia de tolerancia) y en zonas donde el
lugar de referencia es menor que el lugar de achaflanado mínimo,
los valores de éste último se sustituyen, produciendo por ello un
lugar de referencia corregido X_{n}.
Después, el valor de X en una posición dada
referenciada al eje rotativo de lente se determina a partir del
lugar de referencia corregido para achaflanado X_{n}. El valor
determinado de X y el lugar de achaflanado de lente (x_{n},
y_{n}, z_{n}) se sustituyen en la ecuación 3 para determinar un
valor máximo de Z, o Zmax. El punto de procesado correspondiente se
usa como el punto de procesado de achaflanado. En el paso
siguiente, el lugar de achaflanado de lente (x_{n}, y_{n},
z_{n}) se gira alrededor del eje rotativo de lente mediante un
pequeño ángulo unitario y el valor correspondiente de Zmax se
determina repitiendo el procedimiento antes descrito. Escribiéndose
el ángulo de rotación como
\hbox{ \zeta _{i} (i=1, 2, 3,...,
N)}, Zmax se calcula a lo largo de la periferia completa de
la lente, produciendo por ello datos corregido sobre achaflanado
(X_{i}, Zmax_{i}, \zeta_{i}) (i=1, 2, 3,..., N) donde
Zmax_{i} es un valor máximo de Z en cada \zeta_{i} y x_{i}
es el valor correspondiente de X_{n}.
En este método, primero se determina el valor de
X (la distancia entre los centros del eje rotativo de lente y el
eje rotativo de muela de achaflanar) para corregir la cantidad de
movimiento de la muela de achaflanar a lo largo del eje Z (en una
dirección paralela al eje óptico de la lente) y esto permite
realizar achaflanado con la porción de mayor diámetro de la muela
incluso para el borde de lente que corresponde a dicho lugar mínimo
de achaflanado. Así, se puede realizar un uso más eficaz de la
anchura de la muela de achaflanar para reducir el diámetro más
pequeño de la lente que se puede procesar. Como una ventaja
adicional, determinar el valor de X en el primer paso permite
controlar el diámetro mínimo de la lente a la vez que se evita la
interferencia.
Si la posición de la superficie de la muela de
achaflanar que está al diámetro máximo en la dirección del eje Z,
calculado a partir de Zmax_{i} (y que es Zmax_{i} + 30 mm en
la realización), es menor que la posición de borde determinada por
medición del grosor de borde en la posición de Zmax_{i} (la
posición de borde en la superficie trasera en el caso que se
considera), la unidad de control 600 llega a la conclusión de que
el ``achaflanado es imposible'' y lo indica al óptico
proporcionando un mensaje relevante en la unidad de visualización
10.
Como resultado de dicho cálculo de datos de
achaflanado, la unidad de visualización 10 proporciona una imagen
simulada basada en los datos de procesado calculados, representados
típicamente en la figura 10. La imagen incluye una visualización de
forma de lente 710 en base a los datos de forma de lente blanco,
así como un cursor 711 que gira alrededor del centro de procesado,
una marca 712 que indica la posición de un grosor de borde máximo y
una marca 713 que indica la posición de un grosor de borde mínimo.
La imagen también incluye una forma en sección transversal
achaflanada 720 en la posición de borde donde está situado el
cursor rotativo 711. La pantalla inicial visualiza una forma en
sección transversal achaflanada en la marca 712 que indica la
posición de un grosor de borde máximo. Si se pulsa un interruptor
en la unidad de entrada para girar el cursor 711 alrededor del
centro de procesado, la forma en sección transversal achaflanada
720 asumirá una forma diferente correspondiente a la información
sobre el vector de radio asociado.
Para cambiar la forma achaflanada, los valores
numéricos de la relación de achaflanado 730 y la cantidad de
desviación 731 se cambian pulsando los interruptores asociados en
la unidad de entrada 11. En base a los valores reintroducidos, la
unidad de control 600 recalcula los datos sobre achaflanado y
visualiza la forma en sección transversal achaflanada en base a los
datos recalculados.
Si los valores de relación de achaflanado y la
cantidad de desviación se tabulan preliminarmente como se
representa en la figura 11 de manera que el óptico pueda
seleccionar valores apropiados, el procedimiento para cambiar los
valores respectivos se puede hacer menos engorroso para
proporcionar mayor facilidad.
El cálculo antes descrito de los datos de
achaflanado y la simulación de achaflanado se realizan por separado
para las superficies trasera y delantera de lente.
Cuando se obtenga la forma en sección transversal
achaflanada deseada, el óptico pulsará de nuevo el botón ARRANQUE.
En respuesta a la señal resultante, se informan automáticamente
sucesivamente procesado basto, biselado y achaflanado.
En procesado basto, ambas muelas de desbastado
derecha e izquierda 30 se ponen a la misma altura que la lente y,
después, se mueven las partes de pulir lentes 300R y 300L para
deslizarlas hacia la lente. Las muelas de desbastado derecha e
izquierda 30 se mueven hacia la lente cuando giran, puliendo por lo
tanto gradualmente la lente desde dos direcciones. Las cantidades
de movimiento de las muelas de desbastado derecha e izquierda 30 se
controlan independientemente una de otra en base a la información
de forma de montura de ocular. La unidad de control 600 también
comprueba el par rotativo (corriente de carga) de cada uno de los
dos servo motores 310R y 310L de tal manera que cuando se ha
alcanzado un límite superior predeterminado del par rotativo, la
unidad de control 600 detiene la rotación de la lente y, al mismo
tiempo, detiene el movimiento hacia la lente de la muela basta 30
que ha llegado al límite superior de par (o hace que la misma muela
basta se invierta un poco). Esto evita que se ejerza una carga
excesiva en la lente, evitando por ello problemas tal como rotura de
lente. Cuando el par rotativo ha disminuido a un nivel especificado
de par permitido, la unidad de control 600 permite que la lente
gire de nuevo, reiniciando por ello la operación de pulido.
Cuando termina el paso de desbastado, el proceso
pasa a un paso de biselado. En base a los datos de biselado
almacenados en la memoria de datos 603, la unidad de control 600
realiza biselado controlando la altura de la ranura en V de la
muela de acabado 31 (o la muela de acabado 34 si la instrucción
introducida es para procesado especular (pulido)) y su movimiento
hacia la lente.
Cuando termina el paso de biselado, el proceso
después pasa a un paso de achaflanado. En base a los datos de
achaflanado almacenados en la memoria de datos 603, la unidad de
control 600 controla el movimiento de la muela de achaflanado de
superficie delantera 32 y la muela de achaflanado de superficie
trasera 33 tanto verticalmente como hacia la lente (si la
instrucción introducida es para procesado especular (pulido), se
sustituyen las muelas de achaflanado 35 y 36).
La altura de la muela de achaflanar 32 se
controla de manera que el punto en un diámetro de 54 mm que es
ligeramente mayor que el diámetro mínimo coincida con el punto de
procesado P en el borde de la lente rotativa. Este control,
combinado con el movimiento de la muela de achaflanar 32 hacia la
lente garantiza que el borde de la lente se achaflane
automáticamente a la forma deseada. Como resultado, la anchura de
la muela de achaflanar se utiliza efectivamente para llevar a cabo
el achaflanado previsto.
Aunque la realización anterior se refiere a
biselar, se deberá observar que la relación de achaflanado a
efectuar después del alisado se determina para el grosor de borde
del área que se extiende desde la superficie delantera a la trasera
de la lente. La cantidad de desviación también se puede introducir
de forma similar. La unidad de control 600 obtiene datos sobre el
lugar de achaflanado de lente en base a estas entradas y realiza el
cálculo correctivo antes descrito para obtener datos de
achaflanado.
Para efectuar achaflanado en cantidades variables
en zonas diferentes de la forma de lente, el grosor de borde (o la
anchura del saliente de bisel) se puede dividir por una relación
deseada en la periferia completa o, alternativamente, se puede
diseñar rangos para efectuar achaflanado en cantidades variables
sobre toda la periferia de borde. Por ejemplo, dada la
visualización de forma de lente 710 en la imagen simulada
representada en la figura 10, se designan no sólo la superficie
delantera o trasera de la lente a achaflanar, sino también el rango
para una cantidad variada de achaflanado (a especificar por puntos
de inicio y fin) y la cantidad de achaflanado de dicho rango. La
cantidad de achaflanado no es sólo constante, sino también variable
introduciendo diferentes valores de relación y cantidad de
desviación. En el caso que se considera, la corrección se deberá
hacer para proporcionar una conexión suave entre rangos designados
adyacentes.
El aparato de la realización también puede ser
adaptado para procesar lentes de cristal particularmente las de
gafas sin aro, de tal manera que una porción de la superficie
delantera o trasera de lente se achaflane para obtener un efecto de
diseño especial. Para efectuar tal achaflanado de diseño especial,
se puede almacenar un método de achaflanado generalizado en una
memoria para producir datos de achaflanado en asociación con otros
datos de procesado o, alternativamente, se puede almacenar en una
memoria los datos de achaflanado correspondientes a la forma de
lente blanco. El aparato, después de recibir los datos de
achaflanado, controla las acciones del eje rotativo de lente y las
partes de pulir lentes R y L de tal forma que la lente se pula a una
forma achaflanada designada.
La realización anterior se ha descrito con
referencia a un aparato que tiene tanto la lente como ejes
rotativos de muelas abrasivas montados en una dirección vertical,
pero éste no es el único caso de la invención y también es aplicable
a un aparato de tal tipo que el eje rotativo de lente y el eje
rotativo de la muela de achaflanar (que pule las porciones de borde
angular de la lente) sean horizontales, y se pivota o gira un carro
que sujeta el eje rotativo de lente.
La invención también es aplicable a un aparato
que tiene una muela de achaflanar cuyo eje rotativo es
perpendicular al eje rotativo de lente. En este caso, el cálculo de
los datos de achaflanado se puede llevar a cabo realizando
transformación de coordenadas de tal forma que el eje rotativo de la
muela de achaflanar se gire 90 grados para que coincida con la
dirección del eje rotativo de lente.
En la realización anterior, los datos de
achaflanado los obtiene el óptico que introduce manualmente la
relación de achaflanado y la cantidad de desviación. Si se desea,
todo el proceso desde el desbastado hasta el procesado final se
pueden automatizar previendo un programa en el que los datos de
achaflanado son variables con otros datos tal como datos de grosor
de borde (o incluso datos que indican si el procesado a realizar es
biselado o alisado o si los oculares con los que se ha de utilizar
la lente son de un tipo sin aro). Si se desea, los datos de
procesado a determinar por el programa de procesado automatizado
pueden estar adaptados de manera que sean variables.
Claims (10)
1. Un aparato de pulir lentes para pulir la
periferia de una lente de ocular, incluyendo:
- -
- medios de entrada (11, 601) para introducir datos sobre la forma de procesado de la lente;
- -
- medios detectores (400) para detectar la posición de borde de la lente en base a los datos introducidos por dichos medios de entrada;
- -
- primeros medios de cálculo (600) para determinar datos de procesado sobre los procesados basto y fino de la lente en base a la posición de borde detectada por dichos medios detectores y los datos introducidos por dichos medios de entrada;
- -
- medios de achaflanado que tienen una muela (32, 33, 35, 36) para achaflanar las posiciones de borde angular de la lente procesada finamente y que mueven un eje (304) de dicha muela con relación a un eje (121, 152) que sujeta la lente; y
- -
- medios de control para controlar el procesado de la lente;
- caracterizado
- porque
- -
- el aparato de pulir incluye además:
- -
- segundos medios de cálculo que tienen un calculador (600) que determina una posición para achaflanar dividiendo el grosor de borde, obtenido en base a la posición de borde detectada, en cada dirección de radio de la lente por una relación;
- -
- por lo que el procesado es controlado por dichos medios de control en base al resultado del cálculo realizado por dichos medios de cálculo primeros y segundos.
2. El aparato de pulir lentes como se expone en
la reivindicación 1, donde dicho calculador determina la posición
para biselar dividiendo el grosor de borde después de la formación
de bisel o ranura.
3. El aparato de pulir lentes como se expone en
la reivindicación 1 o 2, donde dicho calculador determina la
posición para achaflanar desviando el punto de división.
4. El aparato de pulir lentes como se expone en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, que incluye además medios
(11) por los que un operador introduce al menos la relación de
división o la cantidad de desviación o ambas.
5. El aparato de pulir lentes como se expone en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, que incluye además medios
(10) para proporcionar una visualización gráfica de la forma de las
posiciones de borde angular de la lente en base a los resultados
del cálculo realizado por dichos medios de cálculo primeros y
segundos.
6. El aparato de pulir lentes como se expone en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5, que incluye además medios
(10) para proporcionar una imagen de procesado simulada incluyendo
la forma del borde de la lente achaflanada en la dirección de radio
en base al resultado del cálculo realizado por dichos segundos
medios de cálculo.
7. El aparato de pulir lentes como se expone en
la reivindicación 6, que incluye además medios (10) para introducir
al menos la relación de división y la cantidad de desviación.
8. El aparato de pulir lentes como se expone en
cualquiera de las reivindicaciones 1 a 7, donde dicho calculador
incluye
- -
- medios (600) para determinar un lugar de achaflanado en base a la posición de borde detectada por dichos medios detectores;
- -
- medios (600) para determinar un lugar de achaflanado de referencia en base a dicho lugar de achaflanado;
- -
- medios (600) para determinar un lugar corregido corrigiendo dicho lugar de referencia para garantizar que la muela no interfiera con el eje de sujeción de lente; y
- -
- medios (600) para determinar la posición de biselado en base a dicho lugar corregido y dicho lugar de achaflanado,
- -
- por lo que los procesados basto y fino son controlados por dichos medios de control en base a dichos datos de procesado y el achaflanado es controlado por dichos medios de control en base a dicha posición de achaflanado y dicho lugar corregido.
9. El aparato de pulir lentes como se expone en
la reivindicación 8, donde dicho eje de sujeción de lente y dicho
eje de muela se disponen paralelos entre sí y donde dichos medios
para determinar la posición de achaflanado determinan un valor
máximo de Z en la ecuación siguiente:
(x-X)^{2}+(y-Y)^{2}=(z-Z)^{2}tan^{2}\theta
donde
- -
- X: la distancia a lo largo del eje X entre los centros del eje de sujeción de lente y el eje de muela;
- -
- Y: la distancia a lo largo del eje Y entre los centros del eje de sujeción de lente y el eje de muela;
- -
- Z: la distancia a lo largo del eje Z desde una posición de referencia al vértice imaginario de la muela; y
- -
- \theta: el ángulo de inclinación de la superficie cónica de pulido de la muela a lo largo del eje Z,
- -
- donde los ejes X e Y son ejes de coordenadas ortogonales en un plano perpendicular a dicho eje de sujeción de lente, y el eje Z es un eje de coordenadas en una dirección paralela al eje de sujeción de lente.
10. El aparato de pulir lentes como se expone en
la reivindicación 9, que incluye además medios (600) para enviar al
operador una señal de ``procesado imposible'' cuando la posición
para un diámetro máximo de dicha muela determinada a partir del
valor máximo de dicho Z es menor que una referencia
especificada.
Applications Claiming Priority (4)
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|---|---|---|---|
| JP4147797 | 1997-02-10 | ||
| JP4147897 | 1997-02-10 | ||
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