專利名稱：讀取眼鏡架的鏡框溝緣的輪廓的方法
技術領域：
本發明一般涉及測量尺寸，如在制造一副適合于特定佩戴者的眼鏡期 間所需要的。更具體地說，本發明涉及一種讀取眼鏡架的鏡框溝緣的輪廓的方法， 所述方法包括接觸步驟和探測(仿形、掃描)步驟，上述接觸步驟使溝緣 的底部與屬于探測器并沿探測器的軸線指向(延伸，定向)的探測指接觸 或者與屬于探測器并沿探測平面延伸的探測片接觸，在上述探測步驟期間 探測器沿溝緣移動以測量溝緣的底部，而同時繞旋轉軸線轉動。本發明的特別有利的應用是它對具有彎曲較大的鏡架的眼鏡的應用。
背景技術：
由眼鏡師所進行的工作的技術部分是在由佩戴者所選定的鏡架中安裝一副眼鏡片。這種安裝由5個主要操作構成.讀取由佩戴者所選定的鏡架的鏡框溝緣的輪廓，亦即圍繞鏡架的每 個鏡框內部的溝槽的輪廓； *個鏡片定心，所述定心是確定每個鏡片在鏡架中占據的位置， 以便相對于佩戴者的眼睛合適地定心； 探測每個鏡片，所述探測用于確定表征鏡片輪廓的期望形狀的各點 的坐標；然后 將每個鏡片成形，所述成形是將鏡片的輪廓機加工或切削到所希望 的形狀，所述形狀提供了規定的定心參數；最后-斜削，所述斜削是形成斜面，以將鏡片保持在鏡架所包括的溝緣中。 在本發明的范圍內，所考慮的是讀取鏡架的鏡框溝緣的輪廓的第一操作。具體地，目艮鏡師必須探測所選定的眼鏡架的鏡框的內輪廓，以準確地 確定表征溝緣的底部的輪廓的坐標。知道這種輪廓使得眼鏡師能在鏡片已 經成形并斜削后縮小每個鏡片的形狀，以使它們能安裝在鏡架中。
一般，為了實施這種操作，眼鏡師利用在專利文獻EP 0 819 967中所 述或者如專利文獻EP 1 037 008所述的那種溝^廓讀取裝置。那些輪廓 讀取裝置具有一適合于繞旋轉軸線樞轉的探測器，該探測器垂直于鏡架的 平均平面，并包括沿著一與上述旋轉軸線垂直的軸線指向的探測指。探測 指尤其包括一個適于插入溝緣中以確定溝緣輪廓的三維坐標的端部。
這種操作的特殊目的是很精確地追蹤每個待讀取的鏡框中所包括的溝 緣底部，以便能儲存溝緣形狀的準確數字圖像。
申請人良現，在某些形狀和尺寸的鏡架下，尤其是在強烈地彎曲(即 具有很大的曲率)的鏡架的情況下，已知讀取方法不能產生完全令人滿意 的結果，這樣可能導致在那種類型的鏡架上安裝鏡片很困難。
發明內容
本發明的目的是提供一種輪廓讀取方法，所述方法不僅更準確，而且 也更通用，亦即能讀取更廣范圍的鏡架形狀和尺寸。
更具體地說，本發明提供一種讀取溝緣的輪廓的方法，在所述方法中 探測片或探測指(探測針、探測頭)至少當位于鏡架的鏡框的鏡腿區域時 傾斜地指向鏡架的鏡框并指向其待面向佩戴者的眼睛的后側，以使探測軸 線或探測平面與垂直于探測器的旋轉軸線的平面形成一非零的探測角。
因此，通過本發明，探測器的探測指的端部保持與溝緣的底部接觸。 申請人:發現，讀取溝緣時的誤差來自在某些條件下探測指的探測端片不能 到達溝緣的底部這一事實。
當一副眼鏡的鏡架有大的曲率(即該鏡架較強地彎曲)時，常常由于 外觀的原因，溝緣也有大的曲率。另夕卜，該曲率通常與溝錄4皮扭轉相關聯。 在這些情況下，可以認為目艮鏡架的溝緣局部"偏斜(歪斜，扭曲)"。
這就是在讀取這種眼鏡的鏡框溝^廓時，由于探測軸線平行于鏡架的整體平面，而使探測指與所讀取的溝緣的側面接觸的原因。探測指與溝 緣側面之間的 抵觸因此阻止探測指的端部到達溝緣的底部。從而探測 指的端端沿溝緣的側表面滑動。遺憾的是，需要獲得的是溝緣底部的形狀。 因此這種滑動歪曲了溝緣底部的讀數。
為探測指適當地選定傾斜角可用來彌補該問題，因為當鏡架強烈地偏 斜時，它不再與所讀取的溝緣的側面相互作用，從而使探測指的端部能探 測溝緣的底部。
按照本發明的第一特征，在探測步驟期間，當放在鏡架的鏡框的鼻架 區域中時，探測片或探測指傾斜地指向鏡架的鏡框并指向它的后側，或者
指向鏡架的鏡框并指向它的前側，其中探測角小于20。。
有利地，在探測步驟期間，探測片或探測指傾斜地指向鏡架的鏡框并
指向它的后側，而與該探測片或探測指設置在鏡框上的位置無關。
按照本發明的輪廓讀取方法的另一特征，在接觸步驟之前，使眼鏡架
與其最大總尺寸無關地相對于旋轉軸線定位。
有利地，鏡架的鏡框的最大總尺寸為125mm (亳米)-150mm。
有利地，在探測期間，探測器繞它的旋轉軸線轉動360。。
有利地，在形成接觸的接觸步驟之前，實施將鏡架閉鎖在夾持機構中
的步驟，所述夾持機構限定一與探測器的旋轉軸線垂直的整體平面。
按照本發明的另一有利特征，在探測步驟期間，探測片或探測指當放
在鏡架的鏡框的鏡腿區域中時傾斜地指向鏡架的鏡框并指向它的后側，其
中探測角為小于或等于40。。
另外，在探測步驟期間，有至少一個機會是探測器傾斜地指向鏡架的
鏡框并指向它的后側，同時探測角為大于或等于5。。
因此，首先，使探測器適合于至少在相對于整體平面(與鏡架的整體
平面一致)彎曲最大的鏡框區域(鏡腿區域)足夠傾斜，其次，該探測器
不會過度傾斜成可以在相對于鏡架的整體平面彎曲很少或根本不彎曲的區
域(鼻架區域)中讀取鏡框。因此，無論待讀取的鏡框如何，由探測器所
呈現的探測角都可避免探測器和鏡架的鏡框之間的任何機械干涉。有利地，探測步驟是通過使探測指終端處的基本為球形的讀取器端片 沿眼鏡架的鏡框溝緣的底部滑動來實施的。在這些情況下并且有利地，探 測指的終端具有小于讀取器端片的直徑的厚度。
因此，讀取器端片可更容易地插入鏡架的溝緣，同時用于探測器的終 端的這種小尺寸有助于避免探測器和鏡架的鏡框之間的任何機械干涉。
按照本發明的有利特征，在讀取鏡架的鏡框時探測角是不變的。在這
種情況下，有利地，探測角是在IO。 -20。的范圍內，并優選15。。
這樣，這種探測角值使得能在傾斜很大的區域中并且也能在不傾斜的
區域中等同地讀取鏡架的鏡框。該探測角值還使得能讀取具有很小曲率的
鏡架的鏡框溝緣的輪廓。
有利地，探測指是可拆卸的。
因此，如果探測指折斷或損壞，則可容易地更換。探測指也可更換為 具有不同探測角的探測指，該探測角更適合于待探測的眼鏡架。
按照本發明的特別有利的特征,探測器具有至少兩個可互換的探測指， 所述兩個可互換的探測指當安裝時具有不同的探測角。
因此，當目艮鏡師目測出待讀取的鏡架彎曲很大時，可將起初安裝在探 測器上的探測指更換成更好適合于待讀取的鏡架的曲率的探測指。
按照本發明的另 一特征，探測器具有多個可選擇性致動的探測指。
因此，可將一個探測指自動更換成另一個探測指，而不用對眼鏡師的 部分的手動作用。另外，在已經初次探測鏡架的鏡框之后，如果在輪廓的 讀數中檢測出誤差，則可在自動更換探測指之后，選擇性地第二次探測鏡 架的鏡框。
在本發明的第二實施例中，使探測角在探測步驟期間改變。在這種情
況下，有利地，當探測器探測鏡架的鏡框的4yt區域時，探測角處于最大
值；而當探測器探測鏡架的鏡框的鼻架區域時，探測角處于最小值。
因此，探測角可在讀取鏡框時變化，以準確而自動地適應待讀取的眼
鏡架的鏡框的形狀。
有利地，在該變型實施例中，對于具有多個可,皮選擇性致動的探測指的探測器，在探測步驟期間致動至少兩個明顯不同的探測指。
因此，為了適合鏡架的形狀，可在讀取期間將最初起動的探測指更換 成更好適合于由探測器讀取的區域的彎度的探測指。
另外，有利地，在探測步驟期間，使探測角隨著探測指的三維位置的 變化而連續地改變。
因此，為了適合于鏡框的形狀，探測指可以連續地改變，以自動而很 準確地適合于由探測器讀取的區域的曲率。因此，能實時使探測指的取向 適合于待讀取的鏡框溝緣的取向。從而避免了探測指和待讀取的鏡框之間 的任何干涉的可能性。
有利地，當探測器安裝成繞平行于旋轉軸線的托架軸線樞轉時，探測 片或探測指指向由探測器以相對于它的圍繞上述托架軸線的圓周方向的非 零角繞該托架軸線轉動所描繪的圃的外部。
有利地，探測片或探測指指向由圍繞托架軸線相對于繞該托架軸線的
圓周方向成10° -20°并優選15°的角(轉動)的探測器所描繪的圓的外 部。
因此，即使探測指未指向相對于托架軸線的徑向方向，該探測指一般 仍垂直于與溝緣的輪廓相切的方向，如在投影到垂直于托架軸線的平面上 的投影圖所看到的。
有利地，探測器通過被電子和/或計算機裝置控制的馬達裝置移動，以 使探測片或探測指保持連續地與溝緣的底部接觸。
有利地，目艮鏡架強烈地彎曲，并且在它的整體平面和一軸線之間具有 大于20°的曲率角，所述軸線穿過溝緣的兩個點并相對于上述整體平面呈 現最大傾斜角。
下面參照作為非限制性示例給出的附圖所作的說明使本發明所包括的 內容及如何實施本發明變得很清楚。在附圖中
圖l是容納眼鏡架的輪廓讀取裝置的透視圖，從該眼鏡架中通過探測圖2和圖3是取自圖1的裝置的轉臺的下側透視圖，圖2和3示出從
兩個不同角度看去的由轉臺支承的讀取裝置子組件；
圖4A和4B分別是探測器的側視圖和俯視圖； 圖5是通過探測器讀取的鏡框形狀的剖視圖； 圖6是示出每個鏡框的曲度的眼鏡架俯視圖； 圖7A和7B是鏡框的溝緣在圍繞其輪廓的兩個點的剖視圖； 圖8是本發明第一變型實施方案中的探測器的側視圖； 圖9A是本發明第二變型實施方案中的探測器的側視圖；以及 圖9B是從圖1的探測器裝置中取出的并帶有構成本發明第二變型實 施方案的轉臺從下面看去的透視圖。
具體實施例方式
圖1是從使用者角度看去的輪廓讀取裝置1第一實施例的整體視圖。 該裝置1包括頂蓋2,所述頂蓋2覆蓋除中心頂部部分之外的整個裝置。
輪廓讀取裝置1還具有一組兩個夾爪3，其中至少一個夾爪3可相對 于另一個夾爪移動，以便兩個夾爪3可以彼此接近或遠離地移動，因此形 成一夾緊裝置。每個夾爪3還具有兩個夾鉗，每個夾鉗都由兩個活動短柱 4制成，所述短柱4適于在它們之間夾緊眼鏡架10。這樣可以使鏡架10 在輪廓讀取裝置1上保持固定。給定夾鉗的短柱4之間的接觸點限定一整 體平面K，當鏡架10設置在輪廓讀取裝置1上時，該整體平面K與鏡架 10的整體平面相對應。
鏡架10的"整體平面K"這一術語是指與鏡架10的對稱平面垂直的 平面，該平面包含其中鏡架支靠短柱4的點。
在通過蓋2的中心頂部開口可見的左側空間中，可看到一結構5。 一 板(不可見)可在該結構5上沿傳遞軸線D平移。在該板上可轉動地安裝 有轉臺6。因此該轉臺6適于在傳遞軸線D上采取兩個位置第一位置， 在該第一位置中，轉臺6的中心位于夾持與鏡架10的右眼對應的鏡框的兩
10對短柱4之間；第二位置，在該第二位置中，轉臺6的中心位于夾持與鏡 架10的左眼對應的鏡框的兩對短柱4之間。
轉臺6具有一旋轉軸線B,所述旋轉軸線B定義為垂直于轉臺6的前 表面并貫穿該轉臺的中心的軸線。因此該軸線相對于鏡架10的位置獨立于 鏡架10的最大總體尺寸。
轉臺6還包括一圓弧形的橢圓狹槽7，穿過所述橢圓狹槽7伸出一探 測器8，所述探測器8包括支承桿8A和在支承桿8A端部處的探測指9， 探測指9具有一讀取器端片9C，所述讀取器端片9C用于沿鏡架10的輪 廓行進，以通過與鏡架10接觸來探測該鏡架10。
轉臺6被三個導輪(未示出)引導以繞其旋轉軸線B旋轉，所述三個 導輪圍繞轉臺的周緣規則地設置，并保持低靠輪廓讀取裝置1的該轉臺。 或者，可通過馬達-編碼器(未示出)控制這些導輪，該馬達-編碼器使得 轉臺6能在控制下轉動，并能在任何時候讀取該轉臺的角位置T。
在這個實施例中，可以看出，圓弧形狹槽7具有大致與轉臺6的半徑 相應的長度，并且該長度在轉臺6的中心與其周緣之間延伸。由狹槽7描 繪的圓弧定心在托架軸線A上。
在已經拆開裝置l后，可將轉臺6從結構5中取出。這樣，該轉臺將 如圖2和3所示。圖2的透視圖示出一溝槽14，所述溝槽14設置圍繞轉 臺6的整個圓周設置在該轉臺的邊緣面中。溝槽14與板的導輪相配合。轉 臺6承載讀取器子組件15。圖2和3示出從兩個不同的視角看去的讀取器 子組件15。讀取器子組件15包括軸承16，所述軸承16安裝托架軸17, 該托架軸17安裝成相對于轉臺6旋轉。這個托架軸17具有一托架軸線A 作為它的軸線。
參見圖2，托架軸17上安裝有托架臂18。托架臂18在其一端承載一 套筒20，所述套筒20使得托架臂18能繞托架軸線A轉動，并且也使該托 架臂能沿所述軸線平移。托架臂18在其遠離套筒20的端部處具有一柱形 支承件21，所述支承件21承載探測器8的支承桿8A，以保證該支承桿8A 的軸線保持與托架軸線A平行。這種配置使得探測器8能在垂直于轉臺6的旋轉軸線B的平面中沿狹 槽7的圓弧移動，在這個實施例中旋轉軸線B平行于軸線A。另外，當托 架臂18沿軸線A滑動時，探測器8可以相對于轉臺6的前表面進行縮回 和伸出運動。
讀取器子組件15還具有附接到軸17的基部上的導臂22。導臂22的 長度足夠到達狹槽17。導臂22具有一帶齒的半圓部分26，所述半圓部分 26定心在托架軸線A上。半圓形部分26的齒與中間齒輪27接合，該中間 齒輪則與馬達-編碼器28的齒輪(未示出)嚙合，所述馬達編碼器28安裝 在支架29上，該支架29固定到轉臺6上。中間齒輪27的齒未示出，以便 保持圖面的清晰。導臂22具有一垂直支架30，所述垂直支架30平行于托 架軸線A延伸，并具有一固定于其上的馬達-編碼器31，所述馬達-編碼器 31帶有齒輪32，該齒輪32與一沿托架臂18的套筒20延伸的齒條33嚙合。 該齒條33平行于托架軸線延伸。齒輪32的齒出于與上勤目同的清晰原因 而未示出。
因此，馬達-編碼器28適于使探測器8繞托架軸線A樞轉。因此，能 在探測器8上沿力軸線E施加一橫向力Ft。該力軸線E定義為貫穿支W 8A的軸線并與狹槽7所描繪的圓弧相切的軸線。
馬達-編碼器31適于4吏探測器沿平行于托架軸線A的軸線平移移動。 因此它用來施加一重量補償轉矩Cz,所述重量補償轉矩Cz在探測器8上 沿平行于托架軸線A的軸線感生一軸向力Fa。
因此，這些軸向力Fa和橫向力Ft用來在探測器上傳遞一總力F。因 此，軸向力Fa相應于總力F的軸向分量，而橫向力Ft相應于總力F的橫 向分量。
圖4A和4B示出探測器8的頂端，其中包括探測指9。該探測指9具 有兩個功能端。首先，在第一端，該探測指具有基本為矩形的支承部9A。 該支承部9A使得探測指能通過緊固機構11、 12緊固到探測器8的支# 8A上。在這個實施例中，緊固機構ll、 12包括定心短柱12和與穿透支承 桿8A中的錐形孔配合的螺釘。因此，探測指9是可拆卸的。探測指9還在第二端一即它的終端9B—具有一讀取器端片9C,所述 端片9C基本上是球形，并設計成與鏡架10的溝緣10A的底部配合。從支 承部9A朝向終端9B，探測指9A呈現逐漸變細的細長形狀。因此，從XY 平面的剖面看去，讀取器端片9C具有大于終端9B的厚度的直徑。這個特 征使得能避免終端9B干涉鏡架10,這樣防止讀取器端片9C與鏡架10的 溝緣10A的底部之間的接觸。
有利地，如圖5所示，探測指9沿探測軸線C延伸，該探測軸線相對 于鏡架10的整體平面K呈非零的探測器角Al。
如圖4A所示，這個探測軸線C在XZ平面中相對于軸線X呈現沿逆 時針方向約15。的探測器角Al。因此，目艮鏡架10和探測器8布置成使得 當鏡架10位于緊固機構3、 4中時，探測指9傾斜地指向鏡架10的鏡框， 并指向鏡架10的后側，所述鏡架10的后側將面向佩戴者的眼睛。
另外，如圖4B所示，探測軸線C在垂直于探測器8的旋轉軸線B的 XY平面中，并相對于與狹槽7相切的力軸線E，沿逆時針方針成約15。 的角AB。因此，探測指9面向轉臺6的外部，并且面向由狹槽7相對于 繞托架軸線A的圓周方向描繪的圓弧的外部。
探測指9可有利地替換為其它探測指，該其它探測指的探測軸線呈現 不同的且更適于其它類型鏡架的探測角。
在一種變型中，探測指9可以與探測器8的其M分一起形成的為一 體件。該探測指也可以是彎曲的。在這些情況下，探測軸線C定義為與探 測指9的端部相切的軸線。
當將鏡架10放在輪廓讀取裝置1中時，鏡架10的每個點都可以用三 維空間中的三個座標限定。坐標系的原點對應于轉臺6的前表面的中心， 并可以使用直立柱面坐標系，在所述坐標系中，第三軸線對應于轉臺6的 旋轉軸線B，并限定待探測的點的高程(海拔，高度)Z。因此，眼鏡架上 的點由其半徑、角位置和高程Z確定。
輪廓讀取裝置1還具有電子和/或計算機裝置，所述裝置首先用來控制 馬達-編碼器28、 31，其次用來拾取并儲存通過馬達-編碼器28、 31傳送到該裝置的數據。
在該實施例中，對于鏡架10尤其要注意的是相對于鏡架10的鏡框的 整體平面強烈地彎曲，即強烈地呈現拱形。這種鏡架的例子在圖5中示出。
鏡架的曲率(或彎度)可通過曲率角J測量。曲率角J對應于在鏡架 10的鏡框的整體平面K (包括使鏡架的鏡框互連的鼻梁架的垂直平面)與 軸線L之間形成的角度，所述軸線L定義成穿過溝緣10A的兩個不同點(通 常一個點位于鏡框的鼻架部分附近，另一個點接近鏡框的鏡腿部分)并相 對鏡架10的鏡框的整體平面K成最大傾斜角的軸線。
術語"強烈地彎曲，，在本文中是指鏡架的曲率角J大于20。。
這種強烈彎曲的鏡架10 —般也存在溝緣10A的扭轉，本文中這種扭 轉稱為"偏斜"。
如可以從圖6中看出的，鏡架10的每個鏡框都可分為四個明顯不同的 區域
首先是第一區域，所述第一區域位于佩戴者的鼻子附近，在PO和 Pl之間。該第一區域的彎度很小并且"偏斜"很小。
還可看到第二區域，所述第二區域位于鏡架的底部部分上，在Pl 和P2之間。沿著該區域，鏡架10的彎度和"偏斜"迅速增加。該區域中 的鏡架的"偏斜"幅度更具體地在圖7A中示出。
.在P2和P3之間還可看到第三區域。沿著該區域，鏡架的彎度和"偏 斜，，達到其最大值，然后減小。該區域中的鏡架的"偏斜"幅度更具體地 在圖7B中示出。
-最后，可從P3到P0看到第四區域。沿著該區域，溝緣10A的"偏 斜"和彎度強烈地減小。
可以看出，這些點PO、 Pl、 P2和P3各自具有沿軸線Z的位置，所 述位置分別用標號ZO、 Zl、 Z2和Z3表示。這些沿軸線Z的位置在本文 中稱為"高程"。還可以看出，當鏡架10安M輪廓讀取裝置1中時，軸 線Z平行于旋轉軸線B。
在開始探測之前，將眼鏡架10插在夾爪3的短柱4之間，以使鏡架10的每個鏡框準備沿一路徑被探測，該路徑通過在與鏡架10的底部相對 應的兩個短柱4之間插入探測器開始，然后沿鏡架10的溝緣10A行進， 以覆蓋鏡架10的鏡框的整個圓周。在該插入之后，電子和/或計算機裝置 校準重量補償轉矩Cz，以使探測器8處于平衡狀態，而與它的高程無關。 在操作中，起初是將探測器8插在與佩戴者的右眼對應的鏡框中。為 此，利用馬達和齒條連接(未示出)4吏其上安裝轉臺6的板移動，以將轉 臺6的中心設置在兩個夾爪3的兩對短柱4之間，所述兩對短柱4夾持與
佩戴者的右目M目對應的鏡架10的鏡框。
然后探測指9自動地處于高程ZO。該高程ZO是已知的，并且與位于 夾持鏡架10的兩個短柱4之間的中途的點的高程相對應。為將讀取器端片 9C放在這個高程Z0處，讀取器子組件15具有一使探測器8能平行于軸 線A移動的板載機構。該機構包括該馬達-編碼器31，所述馬達-編碼器31 適于將套筒20并因此將托架臂18沿軸17定位在希望的高度處。因此探測 器8可以沿軸線Z移動。
然后探測指9在其中保持鏡架10的平面中朝向點P0移動，該點P0 與將鏡架10夾持在它的下部位置的兩個短柱4間的點相對應。為此，使繞 軸線A的組合旋轉運動能到達導臂22和托架臂18，從而使由馬達28驅動 的導臂22能驅動探測器8沿狹槽7繞軸線A轉動。
在這個初始位置中，當讀取器端片9C設置在點P0處時，轉臺6限定 的角位置T為零。轉臺6的導輪則能使讀取器子組件15相對于固定結構5 轉動，讀取器子組件15裝在轉臺6上。馬達-編碼器(未示出)驅動插在 溝槽14中的輪，該馬達-編碼器不僅用來使轉臺6轉動，而且還用來通知 電子和/或計算機裝置有關探測器8相對于其初始位置所成角位置T的值。
當轉臺6開始轉動時，探測器8的角位置T的值增加。探測器8沿溝 緣的底部移動，并在半徑和高程中通過溝緣10A導向。當將探測器插入鏡 架10的與佩戴者的右眼對應的鏡框中時，探測器8沿逆時針方向移動。
有利地，因為探測軸線C相對于鏡架10的整體平面K呈現非零的探 測角Al，所以在探測指9和待探測的鏡架10的鏡框之間沒有機械干涉發生。因此，讀取器端片9C和探測指9保持與溝緣10A的底部接觸。因為 探測軸線C相對于鏡架10的整體平面成約15°的探測角Al,所以當溝緣 "偏斜，，約15。時，探測指9在XZ平面中基本垂直于溝緣IOA(見圖4A )。 另外，當鏡架10不"偏斜"時，探測角A1足夠小，從而避免了機械干涉 的出現。同樣，當鏡架10的"偏斜"很大時，這個探測角Al的值用來避 免任何機械干涉。
因為探測器8在探測指9上的前進運動通過繞軸線A的旋轉實現，所 以由探測指9的探測軸線C在XY平面呈現的角度(見圖4B)使探測器8 能呈現以下形式，即，在待探測的點處基本垂直于鏡架的溝緣的切線。
讀取器端片9C和溝緣10A間的接觸通過馬達-編碼器28和31保證。 這些馬達-編碼器探測器8上施加總力，以使讀取器端片9C能保持與溝緣 IOA的底部接觸。所施加的最小總力與橫向力Ft和軸向力Fa相對應，所 述橫向力Ft使探測器能保持低靠溝緣IOA，所述軸向力Fa用來抵消探測 器8和托架臂18的重量。
當轉臺6轉動時，馬達-編碼器31因而;l^作用的，然而，該馬達-編 碼器也起編碼器的作用，以用于讀取托架臂18沿軸線A的連貫位置。這 些位置使電子和/或計算機裝置總是能知道讀取器端片9C相對于轉臺6的 徑向坐標和角坐標。已知轉臺6的中心相對于結構5的坐標，則電子和計 算機裝置因此可以確定讀取器端片9C在與結構5結合的固定坐標系中的 徑向坐標和角坐標。
同樣，馬達-編碼器31還施加一重量補償力Cz，所述重量補償力Cz 至少用iMv工地^氐消由托架臂18和探測器8所構成的組件的重量。馬達-編碼器31同時還起編碼器的作用，由此使電子和/或計算機裝置能知道探 測器8的讀取器端片9C的高程Z。
因此，這些馬達-編碼器一起首先使探測器8能探測鏡架的整個溝緣， 其次使電子和/或計算機裝置能確定由探測器8探測的點的三維坐標，及隨 后在探測器8已準確地探測溝緣10A的底部之后的一組表征溝緣底部的輪 廓的點的三維坐標。
16電子和/或計算機系統因此控制探測器8的角位置，直至它達到360° 為止。然后引導探測指9的輪停止。從而與佩戴者的右目M目對應的鏡框的 溝緣10A提供已知形狀的輪廓。
為探測鏡架的第二鏡框，探測器8在鏡架10的下方沿軸線Z向下移 動。然后板沿傳遞軸線D橫向移動，以達到它的第二位置，在所述第二位 置中，轉臺6位于夾持與佩戴者的左目M目對應的鏡框的兩個夾爪3的短柱 4之間。
然后探測器8自動放在鏡架10的第二鏡框內的高度Z0處，以采取措 施在鏡架10的笫二鏡框底部的兩個緊固短柱4之間低靠所述鏡框的溝緣。
然后用與上勤目同的方式探測溝緣，但是沿逆時針方向。
本發明決不限于上面說明和顯示的實施例，本領域技術人員可以應用 在本發明的精神范圍內的任何變型。
因此，在如圖8所示的輪廓讀取裝置1的變型實施例中，支承桿8A 可以具有至少兩個能被選擇性地致動的探測器9和9，。
在這個實施例中，探測器8具有兩個探測指9、 9，與上述探測指相同 的笫一探測指9以及一第二探測指9，。該第二探測指9，也具有一支承部9A， 和一設有讀取器端片9C，的終端9B，。然而，該第二探測指9，沿探測軸線C， 指向，該探測軸線C，與鏡架10的整體平面K形成一與探測角Al不同的 探測角Al，。該探測角Al，可以等于例如25。。在這個實施例中，第二探 測指9，用于探測存在很大曲率角J的鏡架。
在該變型實施例中，支承桿8A的高端提供兩個與YZ平面平行的平 坦部。這兩個平坦部用于背靠背地容納兩個探測指9、 9，的支承部9A、 9A，， 以使它們沿兩個共平面的軸線C、 C，指向。
有利地，支承部9A和9A，不是相對于支承桿8A的中平面對稱設置。 它們(沿軸線Z)垂直地偏置成使得M測指9、 9，的讀取器端片9C、 9C， 繞所述中平面對稱設置。
另外，本實施例中的探測器8具有額外的運動自由度。更確切地，探 測器8適于在馬達(未示出)的驅動下繞支* 8A的軸線N旋轉180。，所述馬達連接到支M 8A的底部上。
因此，這種裝置使探測器8即使當鏡架10很大地彎曲時也能適合鏡架 IO的曲率。
該變型實施方案中的探測方法與如上所述的方式相同。鏡架10的每個 鏡框都借助于第一探測指9探測。然而，當電子和/或計算機裝置測量溝緣 高程Z4時，轉臺6停止。探測器8則繞支承桿8A的軸線N樞轉180。。 因為讀取器端片9C、 9C，繞支承fr8A的中平面對稱，所以第二探測指9， 的讀取器端片9C，確切地在由第一探測指9的讀取器端片9C所占據的位置 中插入鏡架10的溝緣IOA。然后轉臺6繼續旋轉。
此后，當電子和/或計算機裝置測量溝槽高程Z5 (例如29mm)時， 轉臺6再次停止，并且探測器8再次圍繞支承桿8A的軸線N樞轉180° 。 然后，第一探測指9的讀取器端片9C確切地在由第二探測指9，的讀取器 端片9C，所占據的位置中插入鏡架10的溝緣10A。然后，輪廓讀取裝置l 停止利用第二探測指9探測溝槽IOA。
在輪廓讀取裝置1的第二實施例中，探測器支承桿40設有一探測器 45，該探測器45沿與鏡架10的整體平面K形成探測角Al的探測軸線C 指向，當讀取眼鏡架10的鏡框時，上述探測角Al連續地改變。
如圖9A所示，支承桿40縱向地穿有開口管道40，該管道41相對于 支承桿40的軸線偏離中心。管道41的頂端還i殳有兩個突出部41A,所述 兩個突出部41A相對于平面XZ在它們之間限定一間隙。這兩個突出部41A 是三角形形狀，其中頂點處由相應的開口貫穿。這兩個穿透肋的開口容納 力配合的柱形銷44，所述銷44沿軸線Y延伸。
探測指45的形式為柱形桿，所述柱形桿在其一端處承載讀取器端片 45C，所述讀取器端片45C與上述本發明的第一實施例的讀取器端片相同。 該探測指45也橫向穿透有一孔，該孔^^在柱形銷44上。因此探測指45 適于在上述間隙中繞柱形銷44樞轉，以使探測指45沿其指向的探測軸線 C相對于鏡架10的整體平面K呈現各種探測角Al。
為控制這個探測角Al的值，在探測指45的與讀取器端片45C相對的端部上緊固一金屬絲42。該金屬絲42沿支承桿40中的開口管道41延伸。 金屬絲42的另一端連接到固定在馬達(未示出)上的巻軸，金屬絲42繞 該巻軸巻繞。因此，金屬絲在巻軸上的巻繞用來縮短該金屬絲的工作長度， 并因此增加探測角Al的值。
為減少探測角A1的值，支承桿40包括返回機構，以用于當巻軸退繞 金屬絲42時使探測指45返回到它與鏡架10的整體平面K平行的位置。 返回機構包括補償彈簧43，所述補償彈簧43圍繞開口管道41的開口設置 在金屬絲42附接于其上的探測指45的端部與支承桿40的頂端之間。因此， 當馬達使金屬絲退繞時，補償彈簧在探測指45的端部施加一垂直力，從而 使探測角的值減小。
探測方法以基本與針對本發明第 一 實施例所述方式相同的方式進行。
更具體地說，首先在所述兩個夾爪3的兩對短柱4之間將探測指45 插入鏡架10的鏡框的溝緣10A中，所述兩對短柱4夾持與佩戴者的右眼 相對應的鏡架的鏡框。在這個步驟期間，使連接到金屬絲42的巻軸上的馬 達停止，以4吏探測角A1為零。然后轉臺6開始樞轉，以4吏探測指45的讀 取器端片45C沿溝緣10A的底部移動。
電子和/或計算機系統則設計成隨著對溝緣10A讀取的高程不同來控 制探測角Al的變化。在一種變型中，可以將上述系統設計成隨著轉臺6 的角位置T的變化來控制該角度，或者實際上隨著對在溝緣10A上相對于 轉臺6的中心探測的點所讀取的半徑的變化來控制這個角度。
在任何情況下，電子和/或計算機系統都控制探測角Al,以使它在鏡 架10的鏡框的鏡腿區域中最大而在鼻架區域中最小，而與鏡架的鏡框的最 大總尺寸無關，所述尺寸在125mm-150mm范圍內。術語"鏡腿"區域是 指每個鏡框在它與鏡架的鏡腿分支連接的點附近的區域，而術語"鼻架" 區域是指每個鏡框在它與鏡架的鼻梁架連接的點附近的區域。每個鏡框的 最大總尺寸與鏡架的每個鏡框的最大直徑相對應。
在這個實施例中，當電子和/或計算機系統測量小于ZO的溝緣高程Z 時，連接到金屬絲42的巻軸上的馬達4吏該巻軸保持就位，以使探測角Al保持為零。相反，在測量大于zo的溝緣高程時，可使探測角按下列公式 連續地改變
Al=f ( Z-Z0 )
其中，高程Z和ZO用亳米表示，探測角A1用度(。)表示。所用的 函數f可以例如是"恒等式"。
在這個實施例中，當馬達使巻轉轉動以改變探測角時，電子和/或計算 機系統控制馬達-編碼器28、 31以及轉臺6的角位置，以4吏讀取器端片45 保持與對溝緣10A待探測的點接觸。這種控制用來使支和片40的高程Z 改變并且還使它在轉臺6上的徑向位置改變，以使通過讀取器端片45C探 測的點與探測角的變化地保持相同。
在一種變型中，并且如圖9B中所示，為了在讀取每個鏡框的溝緣10A 的同時改變探測角Al,可將探測器50安裝成繞軸線P樞轉，托架臂18 沿該軸線P指向。
在該變型中，探測器50包括單個柱形桿51,該桿51承載有與之一體 制成的探測指52。該探測指52也具有終端52B，該終端52B具有一放在 其端部處的基本是球形的讀取器端片52C。
輪廓讀取裝置1還包括托安裝在托架臂17上的架臂18。該托架臂18 在一個端具有套筒20，該套筒20使得該托架臂18能繞托架軸線A轉動， 并且還能沿所述軸線平移。托架臂18在遠離套筒20的端部處具有柱形支 承件53，該支承件53安裝成繞軸線P樞轉，所述托架臂沿該軸線指向。 該柱形支承件53通過固定到托架臂18上的馬達(未示出)轉動。因此， 環53相對于托架臂18的樞轉用來改變探測指52沿其指向的探測軸線C 的方向，并且由此用來改變探測角Al。
探測方法以與上面針對本發明第二實施例所述方式相同的方式實施。
權利要求
1. 一種讀取眼鏡架(10)的鏡框溝緣(10A)的輪廓的方法，所述方 法包括接觸步驟和探測步驟，該接觸步驟是使溝緣(10A)的底部與屬于 探測器(8)并沿探測軸線(C)指向的探測指(9; 9，； 45; 52)接觸，或 者與屬于探測器(8)并沿探測平面延伸的探測片接觸，而在所述探測步驟 期間，探測器(8)沿溝緣(10A)移動以探測該溝緣(10A)的底部，同 時繞旋轉軸線(B)轉動，該方法的特征在于，探測片或探測指(9; 9，； 45; 52)，至少當位于鏡架(10)的鏡框的鏡腿區域時，傾斜地指向鏡架(10)的鏡框并指向該鏡框的將面對佩戴者的眼睛安放的后側，以使探測 軸線(C)或者探測平面與垂直于探測器(8)的旋轉軸線(B)的平面形 成一非零的探測角(Al)。
2. 按照權利要求l所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探測步驟期 間，探測片或探測指(9; 9，； 45; 52)當放在鏡架(10)的鏡框的鼻架區 域中時傾斜地指向鏡架(10)的鏡框并指向它的后側，或者指向鏡架(10) 的鏡框并指向它的前側，同時探測角(Al)小于20。。
3. 按照上i^5L利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探測 步驟期間，探測片或探測指(9; 9，； 45; 52)傾斜地指向鏡架(10)的鏡 框并指向它的后側，而與該探測片或探測指設置在鏡框的什么位置無關。
4. 按照上i^K利要求之一所述輪廓讀取方法，其特征在于，在接觸步 驟之前，與眼鏡架的最大總尺寸無關地將該眼鏡架(10)相對于旋轉軸線(B)定位。
5. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，鏡架 (10)的鏡框的最大總尺寸在125mm-150mm的范圍內。
6. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探測 步驟期間，使探測器(8)繞它的旋轉軸線(B)轉動360° 。
7. 按照上a利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在接觸 步驟之前，實施將鏡架(10)鎖閉在夾持機構(3、 4)中的步驟，該夾持機構限定與探測器(8)的旋轉軸線(B)垂直的整體平面(K)。
8. 按照上a利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探測 步驟期間，當放在鏡架(10 )的鏡框的鏡腿區域中時，探測片或探測指(9; 9，； 45; 52 )傾斜地指向鏡架(10)的鏡框并指向它的后側，同時探測角(Al)為小于或等于40。。
9. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探測 步驟期間，至少有一個機會探測器(8)傾斜地指向鏡架(10)的鏡框并指 向它的后側，同時探測角(Al)為大于或等于5。。
10. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探測 步驟是通過使探測指(9; 9，； 52)的終端(9B; 9B，； 52B)處的基本為 球形的讀取器端片(9C; 9C，； 52C)沿眼鏡架(10)的鏡框的溝緣(10A) 的底部滑動來實施的。
11. 按照權利要求10所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探測指(9; 9，； 52)的終端(9B; 9B，； 52B)具有比所述讀取器端片(9C; 9C，； 52C) 的直徑小的厚度。
12. 按照上a利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，當讀 取鏡架(10)的鏡框時，探測角(Al)不改變。
13. 按照權利要求12所述的輪廓讀取方法，其特征在于，所述探測 角(Al)在lO。 -20°范圍內，并優選15° 。
14. 按照權利要求12或13所述的輪廓讀取方法，其特征在于，所述 探測指(9)是可拆卸的。
15. 按照權利要求14所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探測器(8) 具有至少兩個可互換的探測指(9)，所述兩個探測指(9)在安裝后呈現 不同的探測角(Al)。
16. 按照權利要求12-15之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探 測器(8)具有能被選擇性地致動的多個探測指(9， 9，)。
17. 按照權利要求1-11之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在探 測步驟期間使得所述探測角(Al)變化。
18. 按照權利要求17所述的輪廓讀取方法，其特征在于，當探測器 (8)探測鏡架(10)的鏡框的鏡腿區域時，探測角(Al)處于最大值。
19. 按照權利要求17或18所述的輪廓讀取方法，其特征在于，當探 測器(8)探測鏡架(10)的鏡框的鼻架區域時，探測角(Al)處于最小 值。
20. 按照要求17-19之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，對于具 有多個能被選擇性致動的探測指(9， 9，)的探測器(8),在探測步驟期 間依次致動至少兩個截然不同的探測指(9， 9，)。
21. 按照權利要求17-19之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，在 探測步驟期間，使探測角(Al)隨著探測指(45)的三維位置的變化而連 續地改變。
22. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，當探 測器(8)安裝成繞平行于旋轉軸線(B)的托架軸線(A)樞轉時，探測 片或探測指(9; 9，； 45; 52)指向由探測器(8)所描繪的圓的外部，所 述探測器(8)繞托架軸線(A)以一相對于繞所述托架軸線(A)的圓周 方向成非零角的角轉動。
23. 按照權利要求22所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探測片或 探測角(9、 9，； 45; 52)指向由繞托架軸線(A)的探測器(8)所描繪的 圓的外部，其中該探測器(8)相對于該探測器的繞托架軸線(A)的圓周 方向成IO。 -20°并且優選15。的角。
24. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，探測 器(8)通過馬達裝置(28; 31)移動，所述馬達裝置由電子和/或計算機 裝置控制，以使探測片或探測指(9、 9，； 45; 52 )保持連續地與溝緣(10A) 的底部接觸。
25. 按照上述權利要求之一所述的輪廓讀取方法，其特征在于，目艮鏡 架(10)強烈地彎曲，并在它的整體平面(K)和一軸線(A)之間呈現大 于20。的曲率角(J)，所述軸線(L)穿過溝緣(10A)的兩個點并相對 于該整體平面(K)具有最大的傾斜角。
全文摘要
本發明涉及一種探測眼鏡架的鏡框的溝緣輪廓的方法，所述方法包括接觸步驟和探測步驟，該接觸步驟使溝緣的底部與屬于探測器(8)并沿探測軸線(C)指向的探測指(9)接觸，或者與屬于探測器并沿探測平面延伸的探測片接觸，而在所述探測步驟期間，探測器沿該溝緣移動，以探測溝緣的底部，同時繞旋轉軸線轉動。按照本發明，探測片或探測指至少當位于鏡架的鏡框的鏡腿區域時，傾斜地指向鏡架的鏡框并指向它的面向佩戴者的眼睛放置的后側，以使探測軸線或者探測平面與垂直于探測器旋轉軸線的平面形成一非零的探測角(A1)。
文檔編號G01B5/20GK101313195SQ200680043282
公開日2008年11月26日 申請日期2006年11月20日 優先權日2005年11月23日
發明者L·茹阿爾 申請人:埃西勒國際通用光學公司
專業數控銑床產品供應商
20年生產經驗，實力工廠，精工品質，質量有保障
