专利名称：用于辨识透镜样板和眼镜框周边的轮廓的人工设备的制作方法
技术领域：
本实用新型一般地涉及眼镜业的领域，确切地说涉及获取待安装在穿孔眼镜框上
的透镜样板轮廓和圆形或半圆形眼镜框的周边形状。 它具体地涉及一种包括适于通过接触来测定透镜样板轮廓或眼镜框周边轮廓的 探头的轮廓辨识设备。
背景技术：
光学行业的技术部分在于将一对矫正眼透镜安装在佩戴者选定的眼镜框上。 主要存在三种类型的眼镜框。"圆形"框架包括两个周边，其中待嵌入具有斜边缘面的透镜。"半圆形"框架包括两个半圆形弓形件，对着每个弓形件安装透镜边缘面的一部 分。透镜在这些弓形件上的保持因而是由连至弓形件端部且插入沿透镜边缘面实现的槽中 的线材来确保的。"穿孔"框架包括分支和设有凸销的桥，所述凸销适于嵌入在透镜上实现的穿孔 中。这些框架通常与透镜样板或展示透镜一起提供，这使之能够看到组装后的一对眼镜的 最终形状。 无论佩戴者选择哪种框架， 一对眼镜的制备包括四个主要操作-获取相对于佩戴者选定的眼镜框的几何特征(周边形状，或弓形件的形状、或透
镜样板轮廓形状和穿孔的位置)，-定心透镜，这在于对着佩戴者的眼睛来恰当地定位和定向透镜，然后-加工透镜，这在于在考虑所获取的几何特征以及限定的定心参数的前提下，按照
期望的形状对透镜的周边切割或修轮廓，最后-精加工透镜，这在于在透镜的边缘面上实现斜面或槽，或者打穿框架固定孔。 眼镜制造者的具体目标是对每个眼透镜修轮廓以使得它能够在机械上适配于所
选的框架，同时确保它最好地发挥出针对它而设计的光学功能。 在本实用新型的范围内，主要关注用于获取框架几何特征的第一操作。 在实践中，如果眼镜框是圆形或半圆形的，则眼镜制造者使用用于自动辨识周边
的设备，该设备适于接触眼镜框的周边或弓形件以确定其形状。 这种轮廓辨识设备包括安装在底座上的具有三个活动度的探头、用于按照这三个 活动度来电驱动所述探头的装置、以及适于一方面引导所述驱动装置以使得所述探头沿着 周边或弓形件滑动而另一方面测定所述探头的位置的伺服电引导装置。 为了避免所述探头在扫描过程中对眼镜框施加过大的力，这会造成框架变形以及 辨识出错的不当后果，所述驱动装置在位置上和/或在应力上受到控制。它们按照预测的 引导策略而被更准确地引导，按照该策略估计周边或弓形件的形状以在上述力保持不变的 条件下引导所述探头。 然而，由于眼镜框的形状变化非常大，这个策略并不总是令人满意的。伺服的实现和产生也是困难且昂贵的。难以适配所有类型的框架几何，并且在一些情况下造成辨识周 期大大减慢而有损于生产率。 另外，轮廓辨识设备的自动化通常不在框架扫描之前完成，需要不同的人工操作。 例如，按照眼镜框用于儿童、呈大凸肚形或小凸肚形、呈圆形或半圆形等等，需要人工选择 框架材料(以使得所述引导装置能够调整探头施加于框架上的力)、人工选择不同的辨识 模式或者将框架人工定位成指定配置。 辨识设备的自动化因而不会带来很多的人工操作。这种自动化也不能在人工操作 的不良执行的情况下避免辨识差错。 最后，为使得所述辨识设备性能较好，需要使用高准确度的驱动装置，而这种驱动 装置价格昂贵且可靠性并非最佳。 另外，这种轮廓辨识设备通常不能测定穿孔框架的所有几何特征。 一些轮廓辨识
设备能够测定透镜样板轮廓，但是能测定透镜样板穿孔位置的轮廓辨识设备非�：奔鞍�
虫 贝° 通常，眼镜制造者在装备专用于穿孔框架的附加设备方面十分受限，所述附加设 备例如是能够对透镜样板拍片且按照该片来确定该样板形状和其穿孔位置的图像获取和 处理设备。
发明内容本实用新型的目的是提出一种特别可靠的、不太昂贵的轮廓辨识设备，该设备用 于测定眼镜框的所有几何特征，所述眼镜框是穿孔的、半圆形或圆形的。 为此，根据本实用新型，提出一种用于辨识透镜样板轮廓和眼镜框周边轮廓的设 备，包括-透镜样板和眼镜框的支撑件，-主滑架(chariot)，其以第一和第二自由度被安装在所述支撑件上从而可以在 主平面中是活动的，-探头，其适于通过机械接触来扫描保持于所述支撑件中的透镜样板和眼镜框，并 且以第三自由度被安装在所述主滑架上以沿着水平的第三滑动轴、基本上垂直于所述主平 面地滑动，-用于按照第一和第二自由度驱动所述主滑架的驱动装置，其由连至该主滑架且 使用者可达到的操纵杆构成。 因此，由于本实用新型，所述轮廓辨识设备不必设置探头的电引导装置和电驱动
装置。它因而更加健壮、更可靠并且不太昂贵。电子装置的减轻使得其与眼镜制造者的其
他设备的连接更容易，所述其他设备例如是廓型加工设备、光学定心设备等。 由于使用者可以灵活地人工移动探头，他不仅可以使用探头来扫描眼镜框轮廓或
透镜样板轮廓，还可以扫描透镜样板的其中一个表面来定位其穿孔的准确位置。他还可以
使用该探头来扫描眼透镜的表面以获取其三维形状。 其探头沿着基本上垂直于主平面的轴而滑动安装在所述主滑架上的这种辨识设 备结构特别适于人工辨识眼镜框的轮廓。实际上，使用者施加于所述主滑架上的人工力指 向主平面中。这个人工的力不会对探头沿第三滑动轴的滑动造成任何影响。探头沿第三滑动轴的位置因而不会受到人工力的变化的影响。这特别地减少了沿第三滑动轴的框架脱 轨、变形或移动的风险。 另外，由于所述探头沿水平轴活动安装在主滑架上，重力作用不会影响该探头相 对于所述主滑架的轴向位置。 所述设备的人类工程学也是有利的，特别是因为操作者是在主平面中驱动操纵杆 并且不需要沿第三滑动轴的移动。 根据本实用新型的轮廓辨识设备的其他非限制性有利特征如下-设置与所述第一、第二和第三自由度相关联的三个编码器，以及连至所述编码器
且能够测定所述探头相对于所述支撑件的位置的信息和/或电子单元；-所述第一和第二自由度是通过所述主滑架相对于所述支撑件沿着非平行的第一 和第二滑动轴平移而形成的；-设置中间滑架，该中间滑架以第一自由度安装在所述支撑件上以沿着第一滑动 轴滑动，并且所述主滑架以第二自由度安装在该中间滑架上以沿着第二滑动轴滑动；-所述探头包括沿着第三轴指向保持在所述保持装置中的透镜样板或眼镜框的穿 孔扫描尖头；-设置了力采集装置，所述力横跨第三滑动轴并且是由所述探头施加于保持在所 述保持装置中的眼镜框上或透镜样板上的；-所述操纵杆经由可弹性变形的连接件而连至所述主滑架，所述采集装置适于采 集所述连接件的弹性变形特征数据；禾口-所述支撑件限定一保持平面，保持于所述支撑件中的眼镜框和透镜样板的总平 面与该保持平面相混合，该总平面基本上平行于所述主平面或者可相对于该主平面而定 向。
参考附图，通过阅读下面作为非限制性实例而给出的描述，将更好地理解本实用 新型及其实现。其中-图！是根据本实用新型的轮廓辨识设备的透视图； _图2是设有穿孔的透镜样板的剖视图，图1的轮廓辨识设备的探头嵌入所述穿孔 中；-图3是眼镜框周边的剖视图，其中放置了图1的轮廓辨识设备的探头；禾口-图4禾P 5是图1的轮廓辨识设备的主滑架的两个实施例的剖视图。
具体实施方式在本说明书中关注的是对于代表"圆形"和"穿 L"眼镜框的形状的几何特征的测定。 圆形眼镜框100(图1和3)包括两个周边101，每个都设有分支102并且通过桥 (图中未显示)彼此相连。 也称为圆圈的周边101可以具有不同的形状(方形、椭圆形、伸长形等)。应当理 解，术语"圆圈"实际上决非对所说明的构件形状的限制。[0051] 每个周边101具有整体上流线型的截面。 一整体上呈二面角形的接合槽贯穿其内 表面，一般称为槽103，其中眼透镜的切片施加于该内表面上。眼透镜的斜切片因而可以嵌 入槽103中以正确地保持在眼镜框100上。 可以相对于这个眼镜框100限定出一个总平面P2，当眼镜框100的两个分支102 处于展开位置且与这个框架的桥相切时，该总平面与这两个分支正交。 穿孔的眼镜框本身具有桥和两个分支(未显示)，但是不具有周边。分支和桥配备 有一个或多个适于嵌入眼透镜中设置的穿孔中的凸销，以使得这些透镜和框架一起形成一 对刚性的眼镜。 当佩戴者选择一对其框架为穿孔型的眼镜时，这对眼镜向其呈递两个展示透镜，
一般称为透镜样板200 (图2)。这个透镜样板200是使得眼镜制造者能够确定如何按照透
镜样板轮廓加工佩戴者的眼透镜以将该眼透镜安装在眼镜框上的模型。 每个透镜样板200为此而具有确定的周边并且穿有穿孔201，通常是两个或四个
穿孔，穿孔的直径随所选眼镜框的商标和模型的变化而变化。 可以相对于透镜样板200限定一总平面P2，该总平面在其几何中心的高度上与透 镜样板的前表面相切。 所公开的能够测定穿孔眼镜框的透镜样板轮廓和圆形眼镜框轮廓的几何特征的 设备还可以用于测定"半圆形"眼镜框的几何特征。 回想一下，半圆形眼镜框包括两个弓形件，也称为半圆或半周，它们之间通过桥相 连并且每个都配备有一个分支。这种眼镜框的弓形件的几何特征的测定能够以与测定圆形 眼镜框周边的几何特征的相同方式来进行。 设备 图1示出了人工驱动的辨识设备1。 这个辨识设备1包括底座30，该底座配备有支撑件和用于扫描透镜样板200和眼 镜框100的装置50 、60 、80。 所述支撑件特别地包括板34，该板具有矩形板的形状，其一个边缘以直角向辨识 设备l的高处折迭，并且其内表面位于水平工作平面之上。所述支撑件还包括焊接在板34 的L形切片之一上的垂直的侧板31 。它还包括空心的具有矩形截面的梁32，该梁在对着板 34的折迭边缘相对的一侧、对着该板并与该板保持一定距离地从所述侧板开始延伸。这个 梁32沿着轴Al、垂直于侧板31而延伸。它具有位于工作平面之上的内表面。 高度较低的两个肋35被设于板34的上表面之上。这两个肋35彼此保持较小距 离地、从板34的折迭边缘开始平行于侧板31而延伸。 所述支撑件还包括用于将透镜样板200和眼镜框阻塞在板34上的装置40。这个 阻塞装置40包括两个开槽的凸销36，这两个凸销从对着折迭边缘的板34的边缘向梁32的 方向延伸。 在图1显示的辨识设备1的实施例中，每个开槽的凸销36具有平行于梁34的轴 Al的槽。这两个槽被设计用于容纳眼镜框100的两个周边IOI，这一方面能够保持眼镜框 100、另一方面能够确保眼镜框100正确地定位在底座30中。在这个位置中，眼镜框100的 分支102位于板34的折迭边缘之上，并且眼镜框的总平面P2平行于梁32的轴Al而延伸。 根据所述辨识设备的一个未示出的变型，可以设想每个开槽的凸销具有多个槽。由于这些槽，所述眼镜框可以被这样定位在辨识设备1中其总平面P2围绕着垂直轴或者 平行于梁32的轴Al而延伸或者相对于轴Al而倾斜地延伸。应当理解，当眼镜框具有较大 的弯曲度并且其总平面P2平行于轴Al而延伸时，两个周边101在相对于梁32的轴Al倾 斜的中间平面中延伸。由于每个开槽凸销的多个槽，所述眼镜框可以被这样安装在辨识设 备1中周边101中的一个的中间平面平行于梁32的轴Al而延伸。 在另一个变型中，如同一图所示，开槽的凸销可以相对于所述板而旋转地安装，以
使得眼镜框100的总平面P2相对于梁32的轴Al的定向可以被调整。 阻塞装置40还包括适于被支撑在眼镜框100的桥上的杆41 ，从而将这个框架阻塞
在板34的开槽凸销36的槽中。 这个杆41具有围绕与梁32的轴Al平行的轴而旋转安装在底座30上的臂的形状。 它为此而具有安装在轴(图中未显示)上的自由转动的开口的穿孔端部，所述轴被固定在 底座30的两个肋35之间。 这个杆41的自由端本身形成适于抵靠在眼镜框100的桥上的颊部42。 为了确�：愣ǖ闹С挪⒔詹糠獗赵谘劬悼�100上，阻塞装置40包括用于将杆40
拉回底座30的板34的回动装置。 这些回动装置在这里由牵引弹簧(未显示)构成，所述牵引弹簧嵌在设于肋35之 间的轴上，在杆41与板34之间是压縮的。 最后，杆41在其上表面上包括夹持装置43，所述夹持装置使得使用者能够将杆41 围绕其轴转动从而释放眼镜框100。 由于阻塞装置40的形状，眼镜框100的周边101的内部没有被任何构件阻塞。因 此，每个周边101的内表面的整个轮廓可以被自由地扫描，而阻塞装置40不会干扰进行该 扫描的装置。 阻塞装置40还适于借助于附加配件而将透镜样板200刚性保持在底座30上。 为此，可以设想使用例如文件EP 0 750 172和US 5 802 731中介绍的底座的配 件。这个底座呈板形，适于替代眼镜框100而垂直保持在杆41与板34的开槽凸销36之间 的位置。这个板包括中心凸销，在该凸销上可以镶嵌相应地设于透镜样板200中的中心开 口 。由于这个底座，透镜样板200仅通过其中心开口而被保持，以使得其整个外围可以自由 地被扫描并且阻塞装置40不会干扰进行该扫描的装置。 作为变型，可以使用其他类型的阻塞装置，这些阻塞装置也不会干扰对透镜样板 或眼镜框的扫描。 辨识设备1的扫描装置在这里被设计成通过机械接触而辨识出通过阻塞装置40 来保持的透镜样板200和眼镜框100的形状。 更确切地，这些扫描装置包括以第一 自由度X安装于底座30的梁32上的中间滑 架50、以第二自由度Y安装在中间滑架50上的主滑架90 (图4)、以及以第三自由度Z安装 于主滑架90上的探头80。 这三个自由度X、Y、Z在这里通过中间滑架50相对于梁32、主滑架90相对于中间 滑架50以及探头80相对于主滑架90、沿着彼此正交的第一、第二和第三滑动轴Al、 A2、 A3 的平移而形成。这些平移通常借助于标准商业导轨而获得。 在这种情况下，梁32为此而在其转向板34的表面上具有形成轨道37的直线槽，该轨道沿着第一滑动轴A1而水平地延伸。 呈空心平行六面体形的中间滑架50相应地在其转向梁32的表面上包括嵌入梁32 的轨道37中的垫块(未显示)。 该垫块因而使得中间滑架50能够在轨道37中沿着第一滑动轴Al而自由地滑动。 为了相对于底座30而定位中间滑架50，梁32内部设置第一编码器(未显示)，该 第一编码器具有啮合在齿条中的齿轮，所述齿条相应地设在中间滑架50的垫块上并且沿 着第一滑动轴A1延伸。 中间滑架50在其与具有垫块的表面相对的表面上具有形成轨道51的直线槽，该 轨道沿着第二滑动轴A2垂直地延伸。 如图4所示，主滑架90包括围绕第三滑动轴A3转动的基本上成圆柱体的轴91 ，其 一端设有嵌入中间滑架50的轨道51中的垫块92。 该垫块92在这种情况下呈沿第二滑动轴A2延长的平行六面体形。其上表面和下 表面每个都具有嵌入中间滑架50的轨道51中的槽93。这个垫块92因而使得主滑架90能 够自由地在轨道51中沿第二滑动轴A2滑动。 为了相对于中间滑架50而定位主滑架90，该中间滑架50内部设有第二编码器 (未显示)，该第二编码器具有啮合在齿条94中的齿轮，所述齿条相应地设置在垫块92上 并且沿着第二滑动轴A2延伸。 总之，在这里，主滑架90以第一和第二自由度X、Y被安装在底座30上从而能够在
与由阻塞装置40保持的眼镜框的总平面P2基本上平行的主平面Pl中移动。 如图3和4所示，探头80包括直径较小的杆81，该杆的第一端部连至嵌在主滑架
90的轴91的自由端上的套筒(douille)84，而另一端适于通过机械接触而扫描眼镜框100
或透镜样板200。 套筒84呈圆柱体管的形状并且通过其第一端部嵌在主滑架90的轴91上。它在内 部具有嵌入设于轴91中的凹槽中的纵向肋，以使得它能够沿着这个轴91自由地滑动。这 个套筒84因而使得探头80能够沿着第三滑动轴A3在主滑架90的轴91上自由地滑动。 套筒84的第二端部本身由具有中心开口 81B的壁81A封闭，杆81的第一端部穿 过该中心开口 。杆81的这个端部通过两个滚珠轴承87而连至套筒84，这两个滚珠轴承的 外圈通过力被嵌入套筒84内部并且其内圈容纳杆81。探头80因而围绕第三滑动轴A3而 被自由地转动安装在套筒84上。隔板88能够保持着两个滚珠轴承87彼此保持一定距离。 嵌入相应地设于探头80的杆81中的槽中的两个卡环(circlip)89能够将杆81轴向阻塞 在套筒84上。 为了相对于主滑架90而定位探头80，主滑架90配备有第三编码器70，该第三编 码器具有啮合在齿条86中的齿轮71 ，该齿条相应地设于套筒84上并且沿着第三滑动轴A3 延伸。 如图2和3所示，杆81的位于套筒84对面的第二端部包括围绕第三滑动轴A3转 动的圆锥形扫描点83，其底部的直径大约等于4毫米并且顶端角度大约等于60度。 杆81另外设有厚度较薄的扫描盘82，其切片在这里是倾斜的V形。这个扫描盘 82垂直于第三滑动轴A3而延伸并且定心于该第三滑动轴。它在所说明的例子中与扫描尖 头83的底部相连结。
8[0096] 如图1所述，辨识设备1还包括适于测定探头80相对于底座30的位置并且确定 扫描的透镜样板或扫描的周边形状的信息和/或电子单元20。 例如图l所示，这个信息和/或电子单元20由使用者的台式电脑的中央单元构 成。 这个台式电脑通常包括作为用户接口 10的显示屏幕11、键盘12和鼠标13。 其中央单元配备有连至第一、第二和第三编码器70中的每一个的采集卡。这个采 集卡使得该中央单元能够解释由所述编码器发送的信号从而使其能够确定探头80的即时 位置。 这个中央单元另外配备有计算软件，其一方面能够根据探头80的连续位置而推 断出所扫描的透镜样板或扫描的周边形状，另一方面能够在显示屏幕11上显示所扫描的 透镜样板或所扫描的周边的推断形状。这个计算软件特别地被设计成使得使用者能够按照 他希望扫描的透镜样板或圆形眼镜框周边、在扫描之前选择两种计算模式中的一种或另一 种。 最后，辨识设备1包括用于按照第一和第二自由度X、Y来驱动主滑架90的驱动装 置。根据本实用新型的一个特别有利的特征，这些驱动装置仅由操纵杆60构成，该操纵杆 与主滑架90机械相连并且可由使用者达到。 例如图1和4所示，操纵杆60包括管状框架61，其轴与第三滑动轴A3相混合。这 个框架61在内部限定出腔66，主滑架90部分地放置在该腔中。 这个腔66在一侧被前盖63封闭而在另一侧被后盖62封闭。 每个盖子62、63呈圆盘形并且通过三个固定螺钉64与框架61相联结，所述三个 固定螺钉嵌入设于盖子周边上的三个开口中并且被旋紧在相应地设于框架61中的三个螺 丝孔中。 后盖62还具有中心开口 67，主滑架90的轴91穿过该中心开口 ，以使得仅有主滑 架90的垫块92凸出于操纵杆60的腔66之外。 轴90A和后盖62刚性地联结在一起，例如通过焊接、粘结或通过力装配。 前盖63也具有中心开口 65，探头80的杆81穿过该中心开口 ，从而使得该探头的 扫描尖头83和扫描盘82凸出于操纵杆60的腔66之外。中心开口 65的直径在这里大约 等于杆81的直径，从而引导探头80沿第三滑动轴A3的平移。 为了用扫描尖头83扫描透镜样板200的穿孔201或者为了用扫描盘82的前表面 82A扫描眼镜框100的周边101的前边缘(图2)，优选地用合适的回动装置拉回所述探头 以与透镜样板200或眼镜框100接触。操纵操纵杆60的使用者因而能够保证探头80 —直 与透镜样板200或周边101保持接触。 例如图4所示，所述回动装置在这里由编码器70构成，该编码器具有牵引功能 (也就是发动机_编码器)并且被弓I导以对齿条87持续施力，从而将探头80拉回由阻塞装 置40保持的眼镜框100或透镜样板200。 根据本实用新型的特定实施例，可以设想辨识设备1包括横向应力Fl采集装置 (图3)。这个横向应力Fl在这里被定义成由探头80的扫描盘82沿着与第三滑动轴A3正 交的轴而施加于由阻塞装置40保持的眼镜框100或透镜样板上的力。 当使用者操纵操纵杆60以扫描眼镜框100的周边101时，他在操纵杆60上施加
9与第三滑动轴A3正交的、朝向主平面P1中的力，从而确保扫描盘82的斜切片与周边101 的槽103保持接触。然而，应当避免使用者对操纵杆60施加过大的力，过大的力会导致眼 镜框变形并且使得对周边IOI的形状的辨识出差错。上述采集装置为此而用于向使用者通 知对辨识设备l的不当使用。 在这个实施例中，为了容纳这些采集装置，操纵杆60的结构与图4所示的操纵杆 的结构略有不同。 确切地说，如图5所示，操纵杆60的前盖63的中心开口 65的直径是不相等的，但 是严格大于探头80的杆81的直径。 如该图所示，操纵杆60还包括可弹性变形的连接件66，该连接件插在后盖62与框 架61之间。主要应力Fl的采集装置因而用来采集所述连接件66的弹性变形的特征数据。 这个连接件66在这里由用泡沫塑料或橡胶制成的较厚的平垫片构成，该垫片的 厚度使得操纵杆60的轴在横向应力Fl的强度加大时能够相对于第三滑动轴A3稍微地倾 斜。 所述采集装置本身在这里包括应力计量仪，该计量仪适于度量连接件66的弹性 变形并且向台式电脑的中央单元20的采集卡发送代表该变形的信号。这个应力计量仪可 以可选地通过固定在后盖62上或固定在框架61上而并入连接件66中。 中央单元20的计算软件因而可以处理由应力计量仪发送的信号并且当所测量的 应力指明横向应力Fl的强度超过预定阈值时将差错信号显示在显示屏幕11上，所述阈值 在01.至1牛顿之间，优选地等于0. 5牛顿。 作为变型，可以使用用于采集连接件66变形的其他采集装置，这些采集装置也能 够检测到强度等于所述阈值的横向应力F1的特征应力或者移动。例如，具有光-模拟传感 器的叉形件可以安装在框架61的腔66中以测量框架61相对于主滑架90的相对移动。 例如图1所示，辨识设备1的第三滑动轴A3水平地延伸，以使得探头80相对于主 滑架90的轴向位置不会受到任何重力作用。 因此，提供用于补偿探头80的质量的装置来避免当辨识透镜样板200或眼镜框 100的形状时探头重量影响其轨迹是无益的。 另外，如图3所示，当使用者对着周边101的槽103的底部镶嵌探头80的扫描盘 82时，其由于在槽103底部的重量而得到保持。 作为变型，可以设想以不同的方式来放置或安排底座，以使得第三滑动轴例如垂 直地延伸。在这个变型中，所述辨识设备包括用于补偿探头80的质量的装置，以使得对于 透镜样板200或眼镜框100的形状的辨识不会受到重力的任何影响。这些装置可以例如由 弹簧、配重或甚至是主滑架的发动机_编码器来形成。 辨识方法 按照待辨识元件是眼镜框100的周边101还是透镜样板200、以两个部分来说明辨 识方法。 为了扫描眼镜框100的周边101之一，所述方法包括三个主要步骤。它特别包括 将眼镜框100阻塞在支撑件30、40中的第一步骤、抵靠住眼镜框100的周边101的槽103 来放置探头80的第二步骤、以及扫描周边101轮廓的第三步骤，也就是说从槽103的底部。 在第一步骤期间，未来佩戴者所选择的眼镜框100被安装在辨识设备1中(图1)。为此，使用者抓住操纵杆41并且将其扳至高位从而将眼镜框100的周边101插入开槽凸销 36的槽中，然后他松开操纵杆41以使得该操纵杆的颊部42抵靠住眼镜框100的桥。眼镜 框100因而完全地保持在底座30中。 在第二步骤期间，使用者抓住最初对着底座30的板34的探头80的杆81，然后他 将探头80的扫描盘82定位成对着周边101的槽103的底部，如图3特别显示的那样。在 重力作用下，扫描盘82在使用者松开杆81时保持在其位置上。使用者因而在其台式电脑 上选择与周边扫描相应的计算模式。 在第三步骤期间，使用者抓住操纵杆60，然后他将该操纵杆移至主平面P1中，以 使得探头80的扫描盘82沿着周边101的槽103的底部滑动并且接触整个圆形轮廓。 由于探头80相对于操纵杆60和V形槽103沿着第三滑动轴A3自由地平移，因此 当使用者对探头80施加适当的横向应力Fl时，扫描盘沿着槽103的底部滑动而不会沿着 该槽103的两侧中的一侧登上来。 在这个第三步骤期间，计算软件测定了探头80的轨迹的多个特征点的空间坐标。 为此，所述软件从使用者在其台式电脑上选定相应的周边扫描计算模式那一刻起 就开始每十分之一秒测定一个点的空间坐标。 然后，当所述软件检测到所辨识的一个新点的空间坐标大致等于所识别的第一个 点的空间坐标时，这意味着探头80走遍了周边101的全部轮廓，所述软件停止测定空间坐 标。然后它计算辨识周边IOI的轮廓的总持续时间，如果这个持续时间小于或等于5秒，它 就在屏幕11上发送差错信号以命令使用者重新以更慢的速度辨识周边的形状。 如果这个持续时间超过5秒，该软件就计算所测定的点的重心的空间坐标，然后 它确定每个测定点的导数。如果这个导数在两个测定的连续点之间是不同的，超过O. lmm/ rad(对于通常围绕重心而隔开360/800度的角度的点而言)，则这意味着发现断点并且该 辨识没有正确地进行，该计算软件在屏幕11上发送差错信号以命令使用者重新仔细地辨 识周边形状。 作为变型，可以设想当使用者通过用户接口 IO发出停止命令时所述软件停止测 定周边轮廓的点的坐标。根据这个变型，在使用者发出该命令之后，所述软件进行自动检测 周边轮廓的点的步骤，在该步骤期间证实探头已经为扫描整个周边101的轮廓而准确地实 现了全部绕转。 如果所述探头只进行了全部绕转的一部分，则这意味着没有完全测定轮廓，所述 软件在屏幕11上发送差错信号以命令使用者重新进行辨识。 如果探头进行了比全部绕转更多的绕转，则这意味着一些轮廓点被测定两次，所 述软件删除"重叠"，也就是说那些冗余点。 然后，由于中央单元中存储有探头80的扫描盘82的直径，因此所述计算软件处理 所测定点的坐标以推断出槽103的底部的形状并且存储该形状的准确的数字图像。 然后按照沿重心的轴Al的坐标是在0至80毫米之间还是在80至160毫米之间 (相对于位于梁32的自由端上的几何原点)，对这个图像分配数字标签"右"或"左"，这意 味着所测定的轮廓对应于眼镜框100的右或左周边101。 这个步骤结束后，探头80被从槽103中取出并且抵靠住底座30的板34。使用者 然后可以反复进行这些操作以获取眼镜框的第二周边101的槽103的底部的准确数字图像。 最后，所述计算软件命令在显示屏幕11上显示两个周边的形状的数字图像并且 存储这些形状。 在这个第三步骤期间，如果所述辨识设备配备有横向应力Fl的采集装置，则所述 计算软件连续采集由应力计量仪测量的应力，连续推断出横向应力Fl的强度并且将这个 横向应力F1连续与预定阈值相比较。然后，如果这个横向应力F1超过这个阈值(0.5牛 顿)，则所述软件命令在台式电脑的显示屏幕11上显示告警信号以建议使用者通过对操纵 杆60施加较小的力来重新扫描周边101。 所述计算软件还可以用于命令在显示屏幕11上连续地显示所测量的应力值，从 而帮助使用者对周边101施加适当的横向应力Fl。 为了扫描配备有佩戴者选定的穿孔眼镜框的透镜样板200，所述方法包括三个主 要步骤。它特别包括将透镜样板200阻塞在支撑件30、40中的第一步骤、扫描透镜样板200 的轮廓的第二步骤、以及扫描透镜样板的穿孔201的第三步骤。 在第一步骤期间，将透镜样板200从其眼镜框上拆下来。然后将其中心开口嵌在 为此而提供的底座的中心凸销上。透镜样板200因而例如借助于旋紧在这个凸销上的螺母 而被刚性阻塞在这个凸销上。该底座然后嵌入辨识设备1中的、在板34的开槽凸销36的 槽与操纵杆41的颊部42之间的位置。透镜样板200因而良好地保持在底座30中。使用 者然后在其台式电脑上选择与扫描透镜样板相应的计算模式。 在第二步骤期间，使用者抓住操纵杆60，然后他将该操纵杆移至主平面Pl中以使 得杆81沿着透镜样板200的整个轮廓而滑动。 在这个步骤期间，所述计算软件测定探头80在主平面Pl中的轨迹的多个特征点 的坐标。沿着第三滑动轴A3的这些点的坐标没有被处理。然后，由于中央单元20已存储 了杆81的直径，因此该计算软件处理这些坐标以推断出透镜样板200的轮廓在主平面Pl 中的投影形状。它也可以存储这个形状的准确数字图像并且命令在显示屏幕11上显示这 个数字图像。 如扫描眼镜框周边那样，可以设想所述软件自动地命令停止辨识这个轮廓或者由
使用者通过用户接口 io人工命令这个停止。 在第三步骤期间，使用者操纵操纵杆60以将探头80的扫描尖头83与透镜样板
200的前表面接触。然后，他移动该操纵杆以使得扫描尖头83进入透镜样板200的每个穿
孔201，然后再出来并接触围绕每个穿孔201的透镜样板200的前表面。 应当理解，如果辨识设备1包括用于将探头80拉回与透镜样板200接触的位置的
装置，则这个操作变得容易。 在这个步骤期间，当探头位于每个穿孔中并且位于每个穿孔的边缘上时，所述计 算软件特别地测定该探头的空间坐标。这些坐标的测定可以由使用者通过用户接口 10来 人工地命令，或者可以由所述计算软件在检测到探头沿第三滑动轴的突然移动时自动地命 令。这些空间坐标然后按照以下方式被处理。 由于中央单元已经存储了扫描尖头83的顶部的角度值TETA并且所述计算软件已 经获得探头在嵌入穿孔201时以及在位于穿孔201的边缘上时沿第三滑动轴A3的位置Zl 和Z2，因此计算装置通过下面的数学公式来确定这个穿孔201的最小直径Dl :[0152] Dl = 2. tan(TETA/2). (Z2—Z1)。 最后，所述计算软件命令在显示屏幕11上显示与透镜样板200的轮廓的图像重迭 的穿孔201的图像。 在这些不同的操作结束后，台式电脑的中央单元可以向廓形加工单元传送所采集 的所有几何特征，从而使得该廓形加工单元能够加工佩戴者的眼透镜。
权利要求一种用于辨识透镜样板(200)和眼镜框(100)周边(101)的轮廓(1)的人工辨识设备，包括-支撑件(30、40)，其用于支撑透镜样板(200)和眼镜框(100)，-主滑架(90)，其以第一和第二自由度(X、Y)被安装在所述支撑件(30、40)上从而可以在主平面(P1)中活动，-探头(80)，其适于通过机械接触扫描被保持在所述支撑件上的所述透镜样板(200)或所述眼镜框(100)，并且以第三自由度(Z)被安装在所述主滑架(90)上从而沿着基本上垂直于所述主平面(P1)的第三滑动轴(A3)滑动，-驱动装置(60)，其用于按照所述第一和第二自由度(X、Y)来驱动所述主滑架(90)，其是由连至所述主滑架(90)且使用者可达到的操纵杆(60)构成的，其特征在于，所述第三滑动轴(A3)是水平的。
2. 根据权利要求1所述的辨识设备，其中，设有与所述第一、第二和第三自由度(X、Y、Z)相关联的三个编码器(70)，以及连至所述编码器(70)且适于相对于所述支撑件(30、40)测定所述探头(80)的位置的信息和/或电子单元(20)。
3. 根据权利要求1或2所述的辨识设备，其中，所述第一和第二自由度(X、Y)是通过所述主滑架(90)相对于所述支撑件(30、40)沿非平行的第一和第二滑动轴(A1、A2)的平移而形成的。
4. 根据权利要求3所述的辨识设备，包括中间滑架(50)，所述中间滑架以所述第一自由度(X)被安装在所述支撑件(30、40)上从而沿着所述第一滑动轴(Al)滑动，并且所述主滑架以所述第二自由度(Y)被安装在所述中间滑架上从而沿着所述第二滑动轴(A2)滑动。
5. 根据权利要求1或2所述的辨识设备，其中，所述探头(80)包括用于扫描透镜样板(200)或透镜的穿孔的扫描尖头(83)，所述扫描尖头沿着所述第三滑动轴(A3)而指向被保持在所述支撑件(30、40)中的所述透镜样板(200)或所述眼镜框(100)。
6. 根据权利要求1或2所述的辨识设备，其中，设有用于采集由所述探头施加在保持于所述支撑件(30、40)中的所述透镜样板(200)或所述眼镜框(100)上的、横跨所述第三滑动轴(A3)的力的采集装置(20)。
7. 根据权利要求6所述的轮廓辨识设备，其中，所述操纵杆(60)经由可弹性变形的连接件(66)而连至所述主滑架(90)，所述采集装置(20)适于采集所述连接件(66)的弹性变形的特征数据。
8. 根据权利要求7所述的辨识设备，其中，所述采集装置包括适于测量所述特征数据的应力计量仪。
9. 根据权利要求1或2所述的轮廓辨识设备，其中，所述支撑件(30、40)限定一保持平面(P2)，该保持平面与保持在所述支撑件(30、40)中的所述透镜样板(200)或所述眼镜框(100)的总平面相混合，所述总平面基本上平行于所述主平面(Pl)。
10. 根据权利要求1或2所述的轮廓辨识设备，其中，所述支撑件(30、40)限定一保持平面(P2)，该保持平面与保持在所述支撑件(30、40)中的所述透镜样板(200)或所述眼镜框(100)的总平面相混合，所述总平面可以相对于所述主平面(Pl)而定向。
专利摘要本实用新型涉及一种用于辨识透镜样板和眼镜框100周边101的轮廓1的人工辨识设备，包括支撑件(30、40)，其用于支撑透镜样板和眼镜框；主滑架(90)，其以第一和第二自由度(X、Y)被安装在所述支撑件上从而可以在主平面(P1)中活动；探头(80)，其以第三自由度(Z)被安装在所述主滑架上从而沿着基本上垂直于所述主平面(P1)的第三滑动轴(A)3滑动；以及驱动装置(60)，其用于按照其第一和第二自由度(X、Y)来驱动所述主滑架。根据本实用新型，所述驱动装置是由连至所述主滑架且使用者可达到的操纵杆构成的。
文档编号G01B21/20GK201488721SQ200920158429
公开日2010年5月26日 申请日期2009年6月3日 优先权日2008年6月13日
发明者M·诺彻 申请人:埃西勒国际通用光学公司
专业数控铣床产品供应商
20年生产经验，实力工厂，精工品质，质量有保障
