用於校準機加工眼鏡片所用機器的樣板以及使用這種樣板的設備和方法

2023-05-15 17:00:36 3

專利名稱：用於校準機加工眼鏡片所用機器的樣板以及使用這種樣板的設備和方法
技術領域：
本發明總體上涉及用於機加工眼鏡片的校準設備，其中這種校準必須定期進行以便對每個它的參數都具有精確的參考。更具體地說，本發明涉及用於校準機加工設備的校準樣板，該機加工設備具有用於閉鎖(鎖止)眼鏡片的閉鎖裝置以及用於機加工眼鏡片的機加工裝置，該樣板包括適合於緊固到所述閉鎖裝置上的緊固件部分和圍繞所述緊固件部分布置的校準部分。本發明還涉及適合於藉助這種校準樣板進行校準的機加工設備。本發明還提供藉助如上所述的校準樣板來校準機加工設備的工具的位置的方法。
背景技術：
文獻EP 0744246公開了一種上述類型的校準樣板,該樣板用於安裝在機加工設備上眼鏡片所處的位置，該機加工設備一方面裝配有用於閉鎖眼鏡片的兩個臂，另一方面裝配有砂輪，該砂輪具有斜磨槽。那種校準樣板整體上為具有邊緣面的盤的形式，該盤具有限定兩個角點的凹入後縮部。在校準中，當把校準樣板閉鎖在機加工設備的兩個閉鎖臂之間時，利用那些角點來確定閉鎖臂的軸線相對於砂輪的軸線的徑向位置和角位置。在其圓形部分上，校準樣板的邊緣面還具有斜面形橫截面區域。在校準期間，利用該斜面來確定砂輪的斜磨槽相對於閉鎖臂的軸線的軸向位置。儘管已經發現這種校準樣板在校準砂輪相對於閉鎖臂的位置時完全有效，但仍發現它不適合於校準機加工設備可能包括的其它工具的位置。尤其是，它不適合於校準鑽具的位置、開槽砂輪的位置或者甚至裝配到機加工設備上的倒角砂輪的位置。 為進行這種校準，機加工設備的用戶因此必須請求有資質的技術員。為進行校準，這些技術員一般利用大約20個眼鏡片來進行試驗，這些試驗是漫長、乏味和困難的，在反覆試驗後才能校準機加工設備的鑽具、開槽砂輪和倒角砂輪的位置。

發明內容
為補救現有技術的上述缺點，本發明提出一種新穎的校準樣板(模板)，以使之能快速而簡單地實施校準機加工設備所有工具的位置的方法。具體地說，本發明提出一種如引言中所述的校準樣板，其中所述校準部分由適於通過所述機加工裝置進行機加工的材料製成，並具有多個形狀圖案(成形圖案)和多個可見標識符，每個可見標識符都能可視地與所述形狀圖案中的一個相關聯。因此，通過本發明，校準樣板不僅能通過與機加工設備的工具接觸來使用一如文獻EPO 744 246中所述的樣板已經應用的那樣，而且還能通過用這些工具進行機加工來使用。特別地，在只有一個校準用的參數值在機加工操作之間變動的情況下，校準樣板可以在每個形狀圖案中用同樣的控制設定點通過給定的工具進行機加工。那樣，校準樣板因而使用戶能將那些不同的機加工操作的結果進行比較並推斷其中哪個數值最適合於待校準的參數。與其中進行最佳機加工的形狀圖案相關聯的可見標識符因而能將待校準的參數值按實用方式輸入到機加工設備的計算機控制單元中。本發明的校準樣板的另一些有利且非限制性特徵如下:-所述形狀圖案全都具有相同的形狀；-所述形狀圖案圍繞所述緊固件部件以規則的間隔分布在所述校準部分上；-每個形狀圖案和每個相關聯的可見標識符都圍繞所述緊固件部分分布(遍布)在所述校準部分的一個面的給定角扇區上；-每個形狀圖案都包括多個截然不同的定心標記；-所述定心標記的至少其中之一包括標靶(作為標靶的部件);-所述定心標記的其中一個的標靶包括圍繞所述緊固件部分定心的圓弧，所述定心標記中的另一個的標靶包括相對於所述緊固件部分為徑向的標記；-所述可見標識符由截然不同的數字和/或字母構成；-將校準樣板用模塑法製成整體部件，所述可見標識符和所述形狀圖案在所述校準部分上凸起地(呈浮雕狀)形成；-所述校準部件具有邊緣面，該邊緣面具有圍繞緊固件部分的圓形部分和至少一個相對於所述圓形部分後縮以限定兩個角點的局部後縮部；-所述校準部分具有邊緣面，該邊緣面包括圍繞緊固件部分的圓形部分，該邊緣面具有斜面形狀的橫斷面；-所述校準部分具有前部面(正面)和後部面(背面),該前部面和後部面基本上是平面並包括兩個突起部，每個突起部都從它的前部面和後部面的相應一個伸出，這兩個突起部均具有基本平行於所述前部面和後部面的平坦底部，這些平坦底部通過部分為平面並相對於其傾斜的連接壁連接在一起；以及-所述校準部分具有前部面和後部面，並包括從它的前部面和後部面伸出的凸銷(栓柱)。本發明還涉及一種適於藉助於這種校準樣板進行校準的機加工設備，該機加工設備包括:-用於閉鎖眼鏡片的閉鎖裝置；-用於機加工所述眼鏡片的機加工裝置，該機加工裝置包括下列工具的至少其中之一:鑽具，開槽齒輪和倒角工具；-用於控制所述機加工裝置相對於所述閉鎖裝置的位置的控制單元；-由該控制單元控制的信息顯示裝置；和-用戶可接近的輸入裝置，它使得用戶能輸入數據並適合於將所述數據傳輸到所述控制單元。按照本發明，該機加工設備是設計成:
-對所述控制單元編程以在顯示裝置上顯示校準樣板的可見標識符；-所述輸入裝置能選擇所顯示的標識符中的一個；和-所述控制單元適合於隨著所選擇的標識符的變化校準所述工具相對於所述閉鎖裝置的位置。本發明還提供一種藉助於如上所述的校準樣板來校準機加工設備的工具的位置的方法，所述工具具有由機加工設備的控制單元隨著被校準參數校正的控制設定點的變化來控制的至少一個運動自由度，該方法包括以下步驟:a)將校準樣板的緊固件部分緊固到機加工設備的閉鎖裝置上；b)通過使用機加工設備的工具在校準樣板的每個形狀圖案上應用控制設定點來機加工該校準樣板的校準部分，所述控制設定點相似但其中在每個形狀圖案中都修改校準參數；c)用戶目視選擇其中一個經過機加工的形狀圖案，S卩，其中機加工的執行被認為最佳的圖案；d)用戶讀出與所選擇的形狀圖案相關聯的可見標識符；e)用戶用機加工設備的輸入裝置來輸入已讀出的可見標識符；和f)將用來機加工所選擇的形狀圖案的數值定為校準參數。根據本發明的校準方法的其它有利但非限制性的特徵如下:-所述工具具有由機加工設備的控制單元控制隨著通過第二校準參數校正的控制設定點的變化來控制的至少一個第二運動自由度，通過在每個形狀圖案中使用相似但其中第二校準參數在每個形狀圖案中都修改的控制設定點機加工校準樣板的校準部分來重複步驟b)_f)；-所述機加工設備包括另一工具，該另一工具具有由控制單元控制隨著通過另一校準參數校正的另一控制設定點的變化來控制的至少一個運動自由度，通過在每個形狀圖案中用相似但其中所述另一校準參數在每個形狀圖案中都修改的控制設定點機加工校準樣板的校準部分來重複步驟b) -f)；-設有記錄(存儲)分配給校準參數的數值的步驟g)，在該步驟中以一個位置和/或用所述分配的數值的特有形狀來機加工校準樣板；-在步驟g)中，機加工的位置和/或形狀是經校準的校準參數特有的；-設有最後檢驗校準樣板的步驟g』)，在該步驟中將校準樣板的邊緣面機加工成具有預定形狀，從而使之能合適地目視檢驗校準參數；以及-在步驟g』)中，所述預定形狀在校準樣板的邊緣面上形成至少一個角，如果第一校準參數合適，則該角與校準樣板的標記對準。


下面參照作為非限制性例子給出的附圖的說明將示出本發明是什麼和如何實施。在附圖中:圖1是本發明的機加工設備的示意透視圖；圖2是本發明的校準樣板的示意透視圖；圖3是圖2的校準樣板在已經被用來校準圖1中機加工設備的鑽具之後的示意透視圖；圖4是圖2的校準樣板在已被用來校準圖1中機加工設備的倒角砂輪的第一部分之後的示意透視圖；圖5是圖2的校準樣板在已被用來校準圖1中機加工設備的倒角砂輪的第二部分之後的示意透視圖；圖6是圖2的校準樣板在已被用來校準圖1中機加工設備的開槽砂輪的第一運動自由度之後的示意透視圖；圖7是圖2的校準樣板在已被用來校準圖1中機加工設備的開槽砂輪的第二運動自由度之後的示意透視圖；圖8是圖2的校準樣板在已被用來最終檢驗圖1中機加工設備的校準之後的示意透視圖；和圖9是圖2的校準樣板在其中已標有圖1的機加工設備的校準參數值之後的示意透視圖。
具體實施例方式機加工設備為了機加工眼鏡片100，可使用機加工設備，該機加工設備的實施形式為用於切削或去除材料以便修改眼鏡片的輪廓以使它的形狀與眼鏡框周圍的形狀相匹配的任何機器。在圖1示意示出的實施例中，機加工設備由通常稱為「數字控制式」的自動磨床200以已知方式構成。該專用磨床200包括:-搖杆201，該搖杆201安裝在一結構(未示出)上以便繞基準軸線A5尤其是水平軸線自由地樞轉，並用來支承待機加工的眼鏡片100 ；-一組砂輪210、211，該組砂輪210、211限於在平行於基準軸線A5的砂輪軸線A6上旋轉並且還合適地由電機(未示出)驅動而旋轉；-精加工組件220，該精加工組件220安裝成繞砂輪軸線A6旋轉並裝有用於精加工眼鏡片100的工具，準確地說在該實施例中裝有開槽砂輪222、倒角砂輪223和用於給眼鏡片100鑽孔的鑽孔裝置221 ;和-用於觸及(感知)眼鏡片100的觸針組件260,該觸針組件260具體包括在觸針軸線A4上相互對準並安裝成沿觸針軸線A4平移移動以便觸及眼鏡片100的前部面和後部面的兩個觸杆261和262。搖杆201裝配有鏡片閉鎖支承件，該鏡片閉鎖支承件在本實施例中由兩個夾緊軸202和203形成，這兩個夾緊軸202和203也用來使眼鏡片100旋轉以便進行機加工。這兩個軸202和203在平行於軸線A5的閉鎖軸線A7上相互對準。每個軸202和203都具有一個面向另一個軸的自由端的自由端。其中一個軸202的自由端裝配有用於閉鎖眼鏡片100的閉鎖卡盤，而另一個軸203的自由端具有用於容納預先緊固到眼鏡片100上的塊體的空腔。這兩個軸中的第一軸202不能沿著閉鎖軸線A7平移。相反，這兩個軸中的第二軸203可以沿著閉鎖軸線A7平移移動，以便在兩個閉鎖卡盤之以軸向壓縮作用夾緊眼鏡片100。
如圖1中示意示出的，砂輪組210、211包括圍繞砂輪軸線A6同軸安裝的多個砂輪，各砂輪均用於對眼鏡片100的專用機加工操作以便機加工。該組砂輪尤其包括粗加工砂輪210和斜磨(倒邊，磨斜邊)砂輪211，該粗加工砂輪210取繞砂輪軸線A6迴轉的圓柱體的形式並具有155毫米的直徑，該斜磨砂輪211基本上相同，但沿著其長度的半途具有三角形橫截面的斜磨槽。因此粗加工砂輪210是用於使眼鏡片產生粗糙度的粗加工工具。斜磨砂輪211是用於機加工眼鏡片100的邊緣面以使之具有適於接合在眼鏡框周圍的槽中的斜面形橫向輪廓的精加工工具。該組砂輪當然可包括其它砂輪，例如拋光砂輪。砂輪組210由安裝成能沿砂輪軸線A6平移移動的託架(未示出)承載。砂輪承載件託架的平移運動稱為「轉移」 TRA。可以理解，該實施例的思想是使砂輪相對於鏡片移動，但在變型實施例中也可使鏡片軸向移動，而砂輪保持處於固定位置。磨床200還包括連杆230，該連杆230的一端相對於所述結構鉸接以便繞基準軸線A5樞轉，該連杆的另一端相對於螺母231鉸接以便繞平行於基準軸線A5的軸線AS樞轉。螺母231自身安裝成沿著與基準軸線A5垂直的複製軸線A9平移移動。如圖1中示意示出的，螺母231是與螺杆232處於螺旋接合的攻絲螺母，所述螺杆232沿著複製軸線A9對準並被電機233驅動而旋轉。連杆230還具有例如由霍爾效應元件構成的接觸傳感器234，該接觸傳感器234與搖杆201的對應元件相互作用。連杆230繞基準軸線A5並相對於水平面的樞軸角寫成BI。該角BI與螺母231沿著複製軸線A9平移時的垂直運動線性相關，所述垂直運動寫成RES。精加工組件220可繞砂輪軸線A6樞轉運動，該運動稱為收回移動的自由度並寫成ESC。準確地說，精加工組件220設有齒輪(未示出)，該齒輪與裝配到電動機的驅動軸上的砂輪嚙合，該電動機緊固到砂輪託架上。該運動自由度使得能將精加工工具221、222、223移向或移離眼鏡片100。在精加工工具中，開槽砂輪222和倒角砂輪223安裝在精加工組件220的旋轉軸上，該軸是與基準軸線A5平行的旋轉軸線A3。裝在精加工組件220內部的電機用來驅動這兩個精加工工具222和223旋轉以便研磨眼鏡片100。在該實施例中示出的開槽砂輪222取盤的形式，該盤的軸線與旋轉軸線A3 —致。它具有小的厚度，約為I毫米厚，因此能在眼鏡片100的邊緣面中製成小寬度的槽。倒角砂輪223具有柱形的中心部分和兩個其軸線與旋轉軸線A3的軸線一致的錐形端部部分。它的兩個錐形端部部分用來給眼鏡片100的邊緣面的前、後邊緣倒角。該實施例中的鑽具221包括固定式安裝在精加工組件220上的支承件和安裝成在支承件上繞平行於基準軸線A5的軸線旋轉的鑽頭。該鑽具221因此用來在夾緊在兩個軸202和203之間的眼鏡片100中鑽孔。用來觸及眼鏡片100的兩個杆261和262是繞觸針軸線A4的圓柱體形狀，但它們的相對的端部是弄尖的，以便在精密點處觸及眼鏡片100的每個面。這兩個杆261和262被電機(未示出)驅動而沿觸針軸線A4平移，以便移離鏡片的對應面或強制這些面接觸，由此確定所觸及的點的三維坐標。
最後，磨床200包括用來控制它的不同運動自由度的控制單元251，該控制單元屬於電子/或計算機類型並且尤其用來控制:.用於驅動第二軸203平移的電機；.用於驅動兩個軸202和203旋轉的電機；.用於驅動砂輪託架沿著轉移方向TRA平移的電機；.用於驅動螺母231沿著複製方向RES平移的電機233 ；.用於驅動精加工組件220朝收回方向ESC旋轉的電機；.用於驅動開槽砂輪222和倒角砂輪223旋轉的電機；.用於驅動鑽具221的鑽頭旋轉的電機；.用於驅動兩個觸杆261和262平移的電機。如圖1中所示，控制單元作為連接到磨床200上的臺式計算機實現。當然，在變型方案中，磨床的軟體部分能直接在磨床的電子電路中實現。控制單元也可以是遠程計算機，它與磨床在專用或公用網絡上通信，例如用網際協議(IP)來通信。最後，磨床200包括人機接口(MMI)252，在本實施例中，該人機接口 252包括顯示屏253、鍵盤254和適於與控制單元251通信的滑鼠255。該MMI252使用戶能通過顯示屏253輸入數值以用於相應控制磨床200。當然，為了實施切削和精加工操作來合適地將眼鏡片100成形，對所述不同軸線彼此相關準確地識別是合適的。更確切地說，基準軸線A5和砂輪軸線A6是相對於磨床200的結構固定的軸線，因此合適的是在整個旋轉參考系中適當地識別基準軸線A5相對於砂輪軸線A6的角位置，如角BI所限定的。同樣，合適的是適當地識別軸202和203繞閉鎖軸線A7的角位置。還合適的是，適當地識別砂輪組210、211沿砂輪軸線A6的軸向位置。同樣適用於砂輪組的砂輪210和211的直徑，其中既適用於它們的外徑，又適用於斜磨槽的底部的直徑。對於鑽具221來說，合適的是識別它的鑽頭的端部的位置，以便在準確的點處給鏡片鑽孔並鑽到準確的深度。還合適的是識別開槽砂輪222的邊緣面(每次機工操作而減少的直徑)和倒角砂輪223的錐形端部(每次機加工操作而改變的形狀)的位置。柃準樣板對所述各種識別來說，當開始實施操作時必需校準砂輪200，且必需定期更新這種校準，尤其是每次改變或磨光砂輪210和211以及精加工工具221、222、223時。圖2-9中所示的校準樣板I特別用來方便這種校準。如圖2中所示，設計成安裝在磨床200上取代眼鏡片100的位置以進行校準的校準樣板I具有圍繞軸線Al的盤20 (「校準部分」)的總體形狀，其中短柱10 (「緊固部分」)從它的中心區伸出並適合於使它能安裝在磨床200的第二軸203的接收腔中。具體地說，短柱10包括圍繞主軸線Al的圓柱形的套管11以及包圍該套管11的鋸齒狀軸環12。由於其套管11和其鋸齒狀軸環12，該校準樣板I適於被閉鎖在磨床的第二軸203上，然後被剛性地緊固在磨床200的兩個軸202和203之間。
套管11的圓形端部具有槽13和孔14，該槽13沿該套管的一個直徑延伸。通過槽13和孔14，能正確地識別校準樣板I在磨床200的軸202、203上的角位置和軸向位置。校準樣板I的邊緣面21在它的周邊的一部分上是圓形，該校準樣板包括兩個相對於所述圓凹入的後縮部23。每個後縮部23都在它的兩端處具有兩個角點24。這些後縮部23中的第一個一較小的那個一具有凹入(空心)的二面體的形狀。它的兩個角點24隔開不太遠，因此使它們能接觸小直徑的砂輪，例如倒角砂輪223。第二後縮部23具有凹入的圓形形狀。它的兩個角點24相互間隔開較大距離，因此使它們能接觸大直徑的砂輪如斜磨砂輪211。在所示的實施例中，該第二後縮部23的兩個角點24圍繞主軸線Al相互間隔開90°。校準樣板I的邊緣面21的餘下部分22是圓形。在該圓形部分22的兩個相鄰分段25和26上，校準樣板I的邊緣面21具有斜面形外輪廓。每個分段25、26都圍繞主軸線Al遍布一基本等於60°的角。形成在這兩個分段25和26上的斜面(斜切部)具有不同的峰角，它們中的一個等於90°，另一個等於120°。校準樣板I的邊緣面21的圓形部分22的其餘部分是圍繞主軸線I的平滑且圓形的柱體。校準樣板I還包括兩個空心突起部50和51，所述突起部總體上圍繞主軸線Al遍布圓弧延伸，各突起部均從該校準樣板的兩個面之一伸出。這些空心突起部50、51的底部52、53是平的且平行於校準樣板I的面延伸。它們通過連接壁54連續地連 接在一起，所述連接壁54也基本上是平面且總體上相對於校準樣板I傾斜地延伸，從而與其形成約45°的角。校準樣板I還具有兩個從它的兩個面伸出的凸銷60，這兩個凸銷60彼此對齊並且基本上垂直於所述面。在它的前部面上，校準樣板I還一方面具有多個形狀圖案30，另一方面具有多個可見標識符40，每個標識符40都可見地與相應的一個形狀圖案30相關聯。形狀圖案30是幾何圖形，在該處機加工校準樣板I以使它能對磨床200的精加工工具進行校準，如下面更詳細說明的。可見標識符40是符號，該符號使用戶能識別每個形狀圖案30並能由用戶通過MMI252輸入以便選擇優選形狀圖案30。如圖2中所示，通過將各個形狀圖案30和相關可見標識符40放在校準樣板I前部面的共用且唯一的區域來使形狀圖案30和可見標識符40相關聯。為此，在該實施例中將校準樣板I的前部面的一半一即與後縮部23相對的一半一分成兩個通過部分中斷的分離器線70成對分開的相等且相鄰的角扇區。因此這兩個角扇區中分別設有十個形狀圖案30和十個可見標識符40。在本實施例中，各可見標識符由寫成「O」到「9」的數字組成。這些數字沿著短柱10的邊緣分布，且它們被分離器線70明顯地成對分開。在一種變型中，可以設想以其他方式形成可見標識符，例如通過截然不同的字母(A到J)或通過截然不同的幾何圖形(正方形、圓形、星形、菱形…)形成。形狀圖案30具有全部相同的形狀和大小，並且它們以規則的間隔繞主軸線Al分布。在該實施例中，每個形狀圖案30都由三個截然不同的定心標記31、32、33構成。如下面將詳細說明的，這些定心標記31、32、33限定只機加工一次的區域，以便校準磨床200的各精加工工具的一個運動自由度。各形狀圖案30的三個定心標記31、32、33在本實施例中由對應角扇區的兩個分離器線70以及由分離圓弧31B、31C、32B、32C、33B、33C限定，所述分離圓弧定心在主軸線Al上並從一個分離器線70延伸到另一個分離器線。位於校準樣板I內側的第一定心標記31上沒有線或幾何圖形。位於校準樣板I外側的第二定心標記33包括第一標靶33A。具體地說，該第一標靶33A的形式為位於相對於主軸線Al是徑向並且以相等的距離從對應角扇區的兩個分離器線70延伸的軸線上的線，該標靶線在它的中心處中斷。位於上述兩個定心標記31、33之間的第三定心標記32具有第二標靶32A。在本實施例中，第二標靶32A的形式為圓弧，該圓弧定心在主軸線Al上並且以距兩個對應分離器圓弧32B、32C相等的距離從對應角扇區的兩個分離器線70之一朝向另一個延伸，該第二標靶在它的中心處中斷。有利地，校準樣板I是作為整體模塑件用一種在正常的溫度和壓力條件下適合於通過磨床200的精加工刀具221，222，223機加工的材料製成。更具體地說，將材料選擇成在這種正常的溫度和壓力條件下具有範圍在1900兆帕(MPa)到2500MPa的範圍內的楊氏模量。通常，該校準樣板I優選地由已知的並用來製造眼鏡片的材料製成。更具體地說，在本實施例中，它由聚碳酸酯製成。在本實施例中，可見標識符40和形狀圖案30是在模塑法製造期間在它的前部面上凸起地製成，這由於低成本而是有利的。當然，在一種變型中，可見標識符40和形狀圖案30可用其他方法形成。作為例子，它們可以印刷在校準樣板上。它們也可以取用於粘著在校準樣板上的粘貼件的形式。校準方法為了在磨床200上使用校準樣板1，必需進行一定數量的操作，這些操作優選地按下列次序進行。首先將校準樣板I在磨床200的兩個軸202和203之間安放就位，同時保證它的槽13和它的孔14與相應地設置在磨床200的第二軸203上的肋和凸銷接合，因此能相對於閉鎖軸線A7準確地識別校準樣板I的角位置和軸向位置。此後，控制單元251使搖杆201在它的螺母231的控制下向下移動，直至校準樣板I通過它的角點24的其中之一壓在粗加工砂輪210上。然後當連杆230在來自螺母231的驅動下持續移動時只要該連杆230移離搖杆201，就通過接觸傳感器234檢測相應的接觸。然後通過使軸202、203樞轉至它的另一個角點24開始壓在粗加工砂輪210上來使校準樣板I圍繞閉鎖軸線A7的角位置增量。再一次，接觸傳感器234檢測相應的接觸。然後將角度BI的值儲存在存儲器中以作為基準用來繪製在眼鏡片100的機加工期間使搖杆201下降的設定點表。此後，使校準樣板I通過它的斜面25抵靠斜磨砂輪211。然後使斜磨砂輪211沿砂輪軸線A6軸向移動，因此能識別它的斜磨槽相對於軸202、203的軸向位置。然後同樣將該角位置的數值儲存在存儲器中以作為用於建立設定點表的基準。此後，使校準樣板I通過它的斜面壓靠斜磨砂輪211，以使它的斜面開始接觸斜磨槽的底部以便在該槽底部處識別斜磨砂輪211的直徑。該數值同樣儲存在存儲器中以作為擬定設定點表的基準。所識別的各種值由此使之能有效地相對於軸202、203校準粗加工砂輪210和斜磨砂輪211的位置。然後校準觸杆261、262相對於軸202、203的位置。為此，使觸杆261、262到達它們的回位止擋處，然後移動成相互對接以便很好限定它們各自參考系的原點。然後使它們移動以便抵靠在凸銷60的端部上，從而監測它們相對於磨床200的軸202、203的位置。為了監測它們的線性度，使它們移動以便壓在其中一個空心突起部50的底部52的兩相對邊上，然後使它們滑向另一個空心突起部51的底部53，而越過連接壁54。它們各自的運動被合適地識別，因而使之能確定兩個杆261、262中每一個的線性
度參數。然後校準鑽具211相對於軸202、203的位置(見圖3)。因而將鑽具221看成相對於軸202、203具有三個運動自由度P、θ、z。第一運動自由度P準確地說由精加工組件220繞砂輪軸線A6樞轉以使鑽具221的鑽頭沿徑向移向校準樣板I的能力構成。第二運動自由度Θ由軸202、203相對於砂輪軸線A6樞轉因而使之能與第一運動自由度結合來將鑽具221的鑽頭放在面向校準樣板I的期望位置中的能力構成。最後，第三運動自由度ζ由砂輪組和精加工組件220沿砂輪軸線A6平移以使鑽具221的鑽頭沿軸向移向校準樣板I以對其鑽孔的能力構成。在對眼鏡片100或校準樣板I鑽孔的同時，控制單元251因此產生三個控制設定點P。、0。、2。，以用於聯合控制鑽具211的三個運動自由度P、θ、z。這三個控制設定點P。、Θ。、2。各自通過校準參數P。、Θ q、Zq對每個鑽孔操作進行校正。這些校準參數用來補償所謂的「漂移」誤差一即由精加工工具的逐漸磨損所引起的誤差，以及補償所謂的「製造」誤差一即由磨床決不會與它的理論設計絕對相同這一事實所引起的誤差。在該實施例中，各校準參數P 0> Θ PZtl均由對應控制設定點加於其上的常數形成。因而鑽具221位置的校準包括確定三個控制設定點P。、Θ。、zc的校準參數P。、
0 O、zO0在該實施例中，這三個校準參數P 0> θ 0>Zo用機加工校準樣板I的形狀圖案30的三個連續步驟連續地(相繼地)確定。更確切地說，在第一步驟期間，控制單元251著手確定用於涉及鑽具221的第三運動自由度ζ的控制設定點ζ。的校準參數Z(1。控制單元通過將該校準參數Ztl設定為儲存在它的只讀存儲器(ROM)中的預定第一值開始。此後，控制單元251使精加工組件220執行收回運動ESC並且使兩個軸202、203繞閉鎖軸線A7樞轉，以將鑽具221的鑽頭的自由端放置成基本上面向校準樣板I的其中一個角扇區一具體地說是通過數值O識別的角扇區一的第一定心標記31的中心。然後控制單元251使鑽具211的鑽頭旋轉並且然後使精加工組件220平移移動TRA,以使鑽具221的鑽頭接近校準樣板1，直至一其中鑽頭被認為將校準樣板I鑽孔達到約
0.1毫米深度的預定位置。然後重複該操作以對校準樣板I的其他角扇區中的每一個的第一定心標記31鑽孔。因此控制單元251使下列操作連續地進行:-使精加工組件 220平移移動TRA以便將鑽頭移離校準樣板I;-使兩個軸202、203繞閉鎖軸線A7樞轉，以便把鑽頭的自由端放置成基本上面向下一角扇區的第一定心標記的中心；和-使精加工組件220平移移動TRA以便將鑽頭移向校準樣板I直至其中認為鑽頭已把校準樣板I鑽孔到約0.1毫米深度的預定位置。儘管如此，在每個鑽孔操作之前，控制單元251都通過使之增量預定常數來修改校準參數Ζ(ι。在本實施例中，該常數大於認為給校準樣板I鑽孔的深度。 因此鑽孔操作對每個形狀圖案用類似但不嚴格相同的方式進行。在這些鑽孔操作結束時，用戶目視檢查校準樣板1，然後識別哪個可見標識符40與鑽孔到0.1毫米深度的定心標記31相關聯。為此，用戶確定其上出現第一鑽孔痕跡的第一角扇區的可見標識符40的編號。如圖3中所示，這是編號4。控制單元251然後使顯示屏253顯示能輸入任何一個可見標識符40的數值的菜單。因此用戶能用鍵盤254來輸入所選擇的角扇區的可見標識符的編號。最後，控制單元251將在對選定的角扇區的第一定心標記31鑽孔時處於使用中的校準參數的值提供給校準參數z0。這樣，控制單元251 保證在隨後的機加工操作期間鑽頭的自由端的實際軸向位置正好對應於期望的位置。在第二步驟期間，控制單元251著手確定用於鑽具221的第一運動自由度P的控制設定點P。的校準參數P O。為此，它按類似於第一步驟所用的方式著手，通過將該校準參數P ^設定到預定值開始，然後控制校準樣板I的每個角扇區中第二定心標記32的鑽孔。儘管如此，在該步驟中，控制單元251在每個鑽孔操作之前通過使之增量預定的常數來自己修改校準參數P ^的值。在這些鑽孔操作結束時，用戶目視檢查校準樣板I，然後確定與其中鑽具已在標靶32Α的中心給校準樣板I鑽孔的中心標記32相關聯的可見標識符40的編號。如圖3中所不，這是編號4。用戶然後用鍵盤254輸入選定的角扇區的可見標識符40的編號，並且控制單元將在對選定的角扇區中對第二定心標記32鑽孔時處於使用中的參數值提供給校準參數P 00在第三步驟期間，控制單元251著手確定用於鑽具221的第二運動自由度Θ的控制參數Θ。的校準參數Θ 00為此，從類似於第一和第二步驟期間所用的方式著手，通過將校準參數Θ^設定到預定值，然後通過使第三定心標記33在校準樣板I的每個角扇區中被鑽孔開始。儘管如此，在該步驟中，控制單元251在每個鑽孔操作之前通過使之增量預定的常數值來自己修改校準參數Θ ^的值。在這些鑽孔操作結束時，用戶目視檢查校準樣板I並確定與其中鑽具已在標靶33Α的中心對校準樣板I鑽孔的定心標記33相關聯的可見標識符40的編號。如圖3中所不，這是編號4。然後用戶用鍵盤254輸入選定的角扇區的可見標識符40的編號，控制單元251將在選定的角扇區中對第三定心標記33鑽孔時處於使用中的參數值提供給校準參數Θ。。這樣，鑽具221的所有運動自由度P、Θ和ζ都準確地進行了校準。然後校準倒角砂輪223相對於軸202、203的位置(見圖4和5)。這尤其包括確定用戶為給眼鏡片的兩個邊緣的每一個倒角所優選的進給深度。因而將倒角砂輪223看成相對於軸202、203具有三個運動自由度P 』、θ 』、ζ』，這些運動自由度對應於鑽具的運動自由度P、θ、ζ。在對鏡片或校準樣板I進行倒角時，控制單元251產生三個控制設定點P。』、Θ。』、ζ。』，以用於控制倒角砂輪223的三個 運動自由度的組合。在該校準操作中，這些控制設定點中只有一個控制設定點P。』通過校準參數P校正。修改該單個校準參數Po』足以修改倒角砂輪223的進給深度。在設法對該校準參數P c/確定理想值之前，控制單元251利用粗加工砂輪210對校準樣板I的整個輪廓進行粗加工，以便減小它的直徑並使形狀圖案30和後縮部23消失。校準樣板I然後具有基本上是繞主軸線Al的圓柱體的邊緣面。此後，控制單元251使精加工組件220沿砂輪軸線A6平移移動，以便將倒角砂輪223的錐形第一端放置成與倒角樣板I的邊緣面21的前邊緣齊平。控制單元還使兩個軸202,203繞閉鎖軸線A7樞轉以便將校準樣板I的第一角扇區放置成面向倒角砂輪223。然後控制單元251將校準參數P C1 』設定為儲存在它的ROM中的第一預定值。此後它使精加工組件220平移移動ESC並轉移移動TRA以便開始對眼鏡片的邊緣面21的前邊緣倒角。它還使兩個軸202、203繞閉鎖軸線A7樞轉以便沿著該第一邊緣持續這種倒角。儘管如此，每次倒角砂輪223從校準樣板I的一個角扇區轉到下一個角扇區時，控制單元251都使校準參數P ^』的值增量一預定的常數。因此，校準樣板I具有其深度沿著該樣板的輪廓變動的倒角部27A。在該倒角操作結束時，用戶目視檢查校準樣板1，然後確定其中倒角27A具有期望深度的角扇區。然後用戶利用鍵盤254輸入所選定的角扇區的可見標識符40的編號，控制單元251將在對選定的角扇區倒角時處於使用中的參數的值提供給校準參數Ptl'然後進行同樣的程序，其中再次對校準樣板進行粗加工以便消除第一倒角部27A，然後在使用倒角砂輪223的第二錐形端時形成其尺寸沿著校準樣板I的後邊緣變動的第二倒角部27B。該第二倒角部因此用來確定用於校準參數P 的新的值，該新的值與待發現的第一值相同或不同。此後，當隨後機加工眼鏡片時，用於校準參數Pc/的值可能不同，這視倒角是在鏡片的前邊緣上還是在後邊緣上進行而定。最後，校準開槽砂輪222相對於軸202、203的位置(見圖6和7)。更具體地說，這包括確定用戶為給眼鏡片開槽所優選的進給深度，以及監測開槽砂輪222相對於軸202、203的軸向位置(沿著砂輪軸線A6)。然後將開槽砂輪222看成具有三個運動自由度P 」、Θ 」、z」，這三角運動自由度對應於鑽具221的運動自由度P、θ、ζ。在給鏡片或校準樣板I開槽時，控制單元251產生三個控制設定點P。」、θ/』、ζ。」，以用於聯合控制開槽砂輪222的三個運動自由度。對這種校準來說，這些控制設定點中只有兩個控制設定點P。」和ζ。」通過寫成P ο」和Zj的校準參數校正。只修改這兩個校準參數P J和Ztl」就足以修改進給深度和校正開槽砂輪222相對於軸202、203的軸向位置。為此，在第一步驟期間，控制單元251使校準樣板I的整個輪廓被粗加工以消除在校準樣板I的後邊緣上形成的第二倒角部27B，因此它的邊緣面21再次基本上是繞主軸線Al迴轉的圓柱體。此後，控制單元使精加工組件220沿著砂輪軸線A6平移移動，以將開槽砂輪222沿著校準樣板I的邊緣面21置於基本為半途的位置。它還使軸202、203樞轉以將校準樣板I的第一角扇區放置成面向開槽砂輪222。此後，控制單元251將校準參數P C1 」設定為儲存在它的ROM中的第一預定值。此後，控制單元251使開槽砂輪222繞它的軸線旋轉，然後使精加工組件220收回ESC移動到其中開槽砂輪222被認為在校準樣板I的邊緣面21中形成給定深度的槽28A的位置。然後重複該操作以便在校準樣板I的其它角扇區的每一個中機加工其它的槽。儘管如此，在每個開槽操作之前，控制單元251通過使之增量預定的常數來修改校準參數P ο」的數值。在該開槽操作結束時，用戶目視檢查校準樣板1，然後確定其中開槽28A具有用戶的優選深度的角扇區的可見標識符40的編號。此後，用戶利用鍵盤254輸入選定的角扇區的可見標識符40的編號，控制單元251將在對選定的角扇區開槽時處於使用中的參數的值提供給校準參數P O」。在該第二步驟期間，控制單元251著手確定校準參數Z(l」。為此，它按類似於第一步驟所用的方式著手，通過將校準參數Ztl」設定為預定值開始，並再次粗加工校準樣板I以消除槽28A，然後在校準樣板I的10個角扇區內在其邊緣面21中機加工10個新的槽28B。儘管如此，在每個機加工操作之前，控制單元251都通過使之增量預定的常數來自己修改校準參數Zci 」的值。在這些開槽操作結束時，槽28B因此沿著校準樣板I的主軸線Al具有不同的位置。然後用戶目視檢查校準樣板1，並確定其中槽28B的位置橫跨樣板的邊緣面最佳定中心的可見標識符40的編號。然後用戶使用鍵盤254輸入該可見標識符40的編號，控制單元在給選定的角扇區開槽時將該參數值提供給校準參數Z0」。因此，在已經執行這兩個步驟之後，開槽砂輪222的三個運動自由度中的兩個運動自由度P 」和ζ」被準確地校準。最後，控制單元251繼續進行檢驗選定的機加工參數Pc^ θρζ^ρ^'ρ^ ρζ。」的最終操作。為此,如圖8中所示,最終檢驗包括沿著八邊形輪廓斜磨校準樣板I的邊緣面21,該八邊形輪廓的一個頂點被認為與校準樣板I的其中一個分離器線71 一致，其中校準樣板I在該分離器線71上鑽孔。用戶然後目視檢查校準樣板1，以便檢驗鑽孔的分離器線71實際上與八邊形的其中一個頂點一致。此後,如果一致,則用戶通過用鍵盤254確認為機加工參數Pd、θ 0> ζ0> P (/、P和Ztl」選定的數值來證實校準的有效性。另外，用戶可以著手再次用新的校準樣板I來校準磨床200，或者用戶可以請求有資質的技術人員。一旦校準由用戶證實，則控制單元251通過最後一次對校準樣板機加工來記錄(存儲)所有分配給不同校準參數Po、θο、Ζο、Po』、P ο」和ζ/的數值(見圖9)。通過這種機加工，能把校準樣板I用作校準的記錄，因為它含有表示提供給不同校準參數的數值的形狀和/或位置的標記。因此校準樣板I能由用於保存以便萬一有問題則技術人員能很容易 獲取校準參數的數值。具體地說，為了記錄鑽具221的三個控制設定點P。、Θ。、zc的校準參數P r Θ。、Z0的數值，控制單元251使之機加工下列項目:-為校準鑽具221的第一運動自由度P選擇的角扇區中的缺口；-當校準鑽具221的第二運動自由度Θ時選擇的角扇區中的通孔；和-當校準鑽具221的第三運動自由度ζ時選擇的角扇區中的盲孔。優選地，然後對校準樣板I進行其它機加工操作以便指定其它校準參數P c/、Qtl』和Zt/的數值。本發明決不限於所示出的實施例，本領域技術人員知道如何按照本發明的精神進行任何改變。尤其是，可以提供不同形狀和/或尺寸的校準樣板的形狀圖案(30)。例如，可設想使第二定心標記(32)的標靶具有不同直徑的圓弧形狀。還可設想使形狀圖案(30)和可見標識符(40)不分布在校準樣板的角扇區上，而是以其他方式例如3行X3行的網格分布。最後，可以將鑽具支承件安裝成在磨床的精加工組件上繞一垂直於基準軸線和鑽頭軸線的軸線樞轉。由於能用這種方式移動，所以鑽頭能沿著鑽孔軸線給鏡片鑽孔，所述鑽孔軸線垂直於在鑽孔點處於鏡片的前部面相切的平面。在該變型中，鑽具的校準可以通過在預定的方位角下將鑽具支承件相對於精加工組件閉鎖來進行。校準還可以用兩個不同角度將鑽具支承件相對於精加工組件閉鎖進行兩次。
權利要求
1.一種用於校準機加工設備(200)的校準樣板(1)，該機加工設備具有用於閉鎖眼鏡片(100)的閉鎖裝置(202，203)和用於機加工眼鏡片(100)的機加工裝置(210，211，221，222，223)，該樣板包括適於緊固到所述閉鎖裝置(202，203)上的緊固件部分(10)和圍繞所述緊固件部分(10)布置的校準部分(20)，其特徵在於，所述校準部分(20)由適於通過所述機加工裝置(210，211，221，222，223)進行機加工的材料製成，並且具有多個形狀圖案(30)和多個可見標識符(40)，每個可見標識符都與所述形狀圖案(30)中的一個可見地相關聯。
2.按照權利要求1所述的校準樣板(1)，其中，所述形狀圖案(30)全都具有相同的形狀。
3.按照權利要求1或2所述的校準樣板(1)，其中，所述形狀圖案(30)圍繞所述緊固件部分(10)以規制的間隔分布在所述校準部分(20)上。
4.按照權利要求1-3之一所述的校準樣板(I)，其中，每個形狀圖案(30)和每個相關聯的可見標識符(40)都圍繞所述緊固件部分(10)在所述校準部分(20)的一個面的一給定的角扇區上延伸。
5.按照權利要求1-4之一所述的校準樣板(I)，其中，每個形狀圖案(30)都包括多個不同的定心標記(31，32，33)。
6.按照權利要求5所述的校準樣板(1)，其中，所述定心標記(31，32，33)中的至少一個包括標靶(32A，33A)。
7.按照權利要求6所述的校準樣板(1)，其中，所述定心標記中的一個(32)的標靶(32A)包括圍繞所述緊固件部分(10)定心的圓弧，所述定心標記中的另一個(33)的標靶(32A)包括相對於所述緊固件部分(10)為徑向的標記。
8.按照權利要求1-7之一所述的校準樣板(1)，其中，所述可見標識符(40)由不同的數字和/或字母構成。
9.按照權利要求1-8之一所述的校準樣板(1)，該校準樣板由模製法製成為整體式部件，其中，所述可見標識符(40 )和所述形狀圖案(30 )在所述校準部分(20 )上凸起地形成。
10.按照權利要求1-9之一所述的校準樣板(1)，其中，所述校準部分(20)具有邊緣面(21)，該邊緣面具有圍繞該緊固件部分(10)的圓形分段(22)和相對於所述圓形分段(22)後縮以限定兩個角點(24)的至少一個局部後縮部(23 )。
11.按照權利要求1-10之一所述的校準樣板(1)，其中，所述校準部分(20)具有邊緣面(21)，該邊緣面具有圍繞緊固件部分(10)的圓形分段(22)，該邊緣面具有斜面形狀(25，26)的橫斷面。
12.按照權利要求1-11之一所述的校準樣板(1)，其中，所述校準部分(20)具有前部面和後部面，所述前部面和後部面基本上是平面並且包括分別從前部面和後部面之一伸出的兩個突起部(50，51)，這兩個突起部(50，51)每個都具有基本上平行於所述前部面和後部面的平坦底部(52，53)，這些平坦底部(52，53)通過連接壁(54)連接在一起，該連接壁局部為平面並且該連接壁相對於所述平坦底部傾斜。
13.按照權利要求1-12之一所述的校準樣板(I)，其中，所述校準部分(20)具有前部面和後部面，並且包括從前部面和後部面的每一個伸出的凸銷(60 )。
14.一種機加工設備,包括: -用於閉鎖眼鏡片(100)的閉鎖裝置(202，203)；-用於機加工所述眼鏡片(100)的機加工裝置(210，211，221，222，223)，該機加工裝置包括下列工具中的至少一個:鑽具(221)，開槽砂輪(222)和倒角工具(223)； -用於控制所述機加工裝置(210，211，221，222，223)相對於所述閉鎖裝置(202，203)的位置的控制單元(251)； -由所述控制單元(251)控制的信息顯示裝置(253);以及 -輸入裝置(252)，用戶能操作該輸入裝置以便能輸入數據，該輸入裝置適於將所述數據傳輸給所述控制單元(251); 其特徵在於，為了藉助於按照權利要求1-13之一所述的校準樣板(I)來校準所述工具相對於所述閉鎖裝置(202，203)的位置: -所述控制單元(251)被編程以便在所述顯示裝置(253 )上顯示在所述校準樣板(I)上出現的可見標識符(40)； -所述輸入裝置(252)允許選擇所顯示的標識符中的一個； -所述控制單元(251)適合於隨著所選擇的標識符的變化來校準所述工具相對於所述閉鎖裝置(202，203)的位置。
15.一種藉助於按照權利要求1所述的校準樣板(I)來校準按照權利要求14所述的機加工設備(200)的工具的位置的方法，所述工具具有至少一個運動自由度(P，θ，z)，所述至少一個運動自由度由該機加工設備(200)的控制單元(251)隨著控制設定點(P。，Θ。，zc)的變化來控制，所述控制設定點通過校準參數(Ptl, Qtl, Z(l)校正，該方法包括以下步驟: a)將校準樣板(I)的緊固件部分(10)緊固在機加工設備(200)的閉鎖裝置(202，203)上； b)通過使用該機加工設備(200)的工具而在該校準樣板的每個形狀圖案(30)上對該校準樣板(I)的校準部分(20)進行機加工，其中應用控制設定點(P。，Θ。，z。)，所述控制設定點是相似的，但其中校準參數(Po，Θ。，z0)在每個形狀圖案(30)中進行了修改； c)用戶目視選擇已被機加工的形狀圖案(30)中的一個形狀圖案，亦即在其上機加工被認為最佳執行的形狀圖案； d)用戶讀取與選定的形狀圖案(30)相關聯的可見標識符(40)； e)用戶使用機加工設備(200)的輸入裝置(252)輸入已經讀出的可見標識符(40);以及 f)將用來機加工所選定的形狀圖案(30)的數值配置為校準參數(PC1, θ0, ζ0)ο
16.按照權利要求15所述的校準方法，其中，所述工具具有至少一個第二運動自由度(P，θ，ζ)，所述至少一個第二運動自由度由機加工設備(200)的控制單元(251)隨著由第二校準參數(P。，Θ。，ζ0)校正的控制設定點(P。，Θ c, zc)的變化來控制，通過在每個形狀圖案(30)中用控制設定點(P。，Θ。，zc)對校準樣板(I)的校準部分(20)進行機加工來重複步驟b)至f)，這些控制設定點(P。，9。，2。)是相似的，但其中針對每個形狀圖案(30)修改了第二校準參數(P。，θ0, ζ0)ο
17.按照權利要求15或16所述的校準方法，其中，所述機加工設備(200)包括另一個工具，該另一個工具具有由控制單元(251)隨著通過另一個校準參數(P μ θ0, Ζ(ι)校正的另一個控制設定點(P。，Θ。，Zc)的變化來控制的至少一個運動自由度(P，θ，ζ),通過在每個形狀圖案(30)中用控制設定點(P。，Θ。，zc)對校準樣板(I)的校準部分(20)進行機加工來重複步驟b)至f)，這些控制設定點(P。，Θ。，zc)是相似的，但其中針對每個形狀圖案(30)修改了所述另一個校準參數(P μ θ0, ζ0)ο
18.按照權利要求15-17之一所述的校準方法，包括記錄配置給校準參數(Pμ θ0,Ζο)的數值的步驟g)，在該步驟g)中，以具有所配置的數值的特徵的形狀和/或位置來機加工該校準樣板(I)。
19.按照權利要求18所述的校準方法，其中，在步驟g)中，機加工的位置和/或形狀具有校準過的校準參數(Pd，Θ (|，Z0)的特徵。
20.按照權利要求15-19之一所述的校準方法，包括最後檢驗校準樣板(I)的步驟g』)，在該步驟g』)中，以預定形狀機加工該校準樣板(I)的邊緣面(21)，以使目視檢驗校準參數(P。，Θ y Ztl)是合適的成為可能。
21.按照權利要求20所述的校準方法，其中，在步驟g』)中，所述預定形狀在校準樣板(I)的邊緣面(21)上形成至少一個角，如果第一校準參數(P μ Qtl, Z(l)是合適的，則該角與校準樣板(I)的標記(71)對 準。
全文摘要
本發明涉及一種用於校準機加工設備的校準樣板(1)，該機加工設備配備有用於固定的裝置和用於機加工眼鏡片的裝置，該校準樣板包括用來附接到所述固定裝置上的附接部分(10)和圍繞所述附接部分形成的校準部分(20)。按照本發明，所述校準部分由能通過所述機加工裝置機加工的材料製成，並且具有多個成形的圖案(30)和多個可見標識符(40)，每個可見標識符都可見地與所述成形的圖案中的一個相關聯。
文檔編號B24B9/14GK103167931SQ201180049683
公開日2013年6月19日 申請日期2011年9月5日 優先權日2010年10月15日
發明者M·諾徹, L·熱塞爾斯 申請人:埃西勒國際通用光學公司