专利名称：调节镜片钻孔工具的钻孔方向的设备和方法
技术领域：
本发明一般涉及一对矫正眼镜的镜片在镜框上的安装，尤其涉及用于调节镜片钻孔工具的方位的方法和设备。
背景技术：
眼镜商的技术部分在于将一对镜片安装在佩带者选择的镜框内或镜框上，以使每个镜片相对佩带者的相应眼睛适当定位，从而最好地执行镜片所设计的光学功能。为此，必须执行某些操作。
选定镜框后，眼镜商必须确定每只眼睛的瞳孔在镜框坐标中的位置。因此，眼镜商主要确定与佩带者的形态相关的两个参数，即瞳孔间距离和瞳孔相对于镜框的高度。
至于镜框本身，通常具有几种替换的镜框类型，包括使用最广泛的玻璃镜框、具有(Nylor类型的)半框的槽状镜框以及具有孔的无框镜框。本发明涉及无框型镜框。由于这种类型的镜框舒适、漂亮，因此变得越来越流行。
还需要确定适于选定镜框的镜片形状，这通常利用模板或专用于读取镜框的边框内轮廓的器械或者实际上通过制造商预录或提供的电子文件来进行。
从该几何输入数据开始，有必要对每个镜片进行廓形加工。对镜片进行廓形加工以使其能安装在目标佩带者选定的镜框内或镜框上包括改变镜片的轮廓以使其能匹配镜框和/或期望的镜片形状。廓形加工包括切边以使镜片周缘成形，并且根据镜框有框还是无框而通过镜片特定点处成形的紧固件孔夹紧，该加工还包括对镜片适当地斜切和/或钻孔。切边(或适当的廓形加工)包括去除镜片可能多余的周缘部分，从而将镜片的轮廓从通常为圆形的初始形状改变为与眼镜镜框的相关的随机形状，或者，当镜框是无框类型时，仅改变为预期的外观形状。切边操作之后通常为倒角操作，倒角操作包括使镜片的两个尖锐的边缘光滑或对其进行修整。这些切边、倒角和斜切操作通常在同一廓形加工装置上连续执行，该廓形加工装置一般由称作修边器的磨削机器构成，并装配有套数合适的砂轮。
当镜框为具有已钻孔镜片的无框型时，镜片的切边以及可能的对尖锐边缘的修平(倒角)之后使对镜片适当钻孔，以用于安装镜腿和无框镜框的鼻架。如果修边器装配有相应的工具，则钻孔可以在修边器上执行，或者可在不同的钻孔机器上进行钻孔。在本发明的范围内，注意力主要集中在钻孔中不同自由度运动的精度和费用上。除了上述一般的问题外，本发明尤其涉及在研磨机上，或者更一般地，在包括廓形加工装置的机器上钻孔。这样，该机器不仅具有廓形加工装置，而且具有特别用于钻孔的设备。
目前，通常使用手动精修操作在镜片上钻孔。从而其精度直接依赖于执行钻孔操作的操作者的灵巧程度。
近年来，接合在修边机器中的部分自动化钻孔装置已经出现在市场上。在用于对镜片修边的机器中接合上述功能对于执行该操作操作者的方便性以及对于由此获得的精度的增加的贡献是显而易见的。
增加功能除了带来技术和经济上的困难外，主要困难在于，如本行业所理解的，需要进行高质量的钻孔，以使钻孔所形成的孔的轴线垂直于钻孔点的切线。考虑到需要放置就位的致动器和编码器的尺寸，安装这种定位功能需要为机器设计新颖的结构。这种困难使得某些制造商只是简单地去掉钻孔轴线的定位功能，从而钻孔轴线是固定的并且与镜片的枢摆轴线平行。这样，当其用于前表面有曲率的镜片时，很快就会在功能适应性上产生限制。
具体而言，用于对镜片廓形加工的研磨机主要包括一框架，该框架首先承载一安装成在驱动马达的控制下围绕轴线旋转的加工站，该加工站装配有一个或多个修边砂轮以及一个或多个斜切砂轮并且可能有倒角砂轮；其次承载一与所述砂轮的轴线平行安装的托架，其两个轴位于同一轴线上以用于卡止和旋转镜片。这两个轴安装成在一个或两个驱动马达的控制下围绕同一轴线(也就是卡止轴线)转动，并且在另一马达的控制下相互沿轴向滑动。这两个轴中的每一个都具有面对另一个轴的自由端的自由端，因此，这两个轴的相对的自由端适于通过沿轴向夹紧待处理镜片而卡止该镜片。
托架安装成相对于镜框运动，首先，在沿砂轮的轴线推动该托架的推力装置的控制下相对于所述轴线横向运动(接下来是称作“复制”的运动)，其次，在适当的控制装置(通常称作“输送”装置)的控制下平行于砂轮的轴线沿轴向运动。
为了相对于砂轮的轴线横向移动(复制)-因为必需将镜片放在砂轮上以复制出各种半径的预期镜片轮廓，可将托架安装成平行于所述轴线枢转(在该情况下，托架通常称作“摇板”)，或者将该托架安装成垂直于所述轴线平移。
为了在镜片修边以后对镜片进行钻孔或开槽，可在适当的位置将钻孔和/或开槽和/或倒角模块可选地安装在移动支承件上。
发明内容
本发明的一个目的在于解决上述精确性和费用问题。
为此，本发明提供了一种用于调节镜片钻孔工具的钻孔轴线的方位的设备，所述调节围绕至少一个基本横向于所述钻孔轴线延伸的枢摆轴线进行，镜片固定到能围绕镜片枢摆轴线旋转的支承件上，该设备包括使钻孔工具的钻孔轴线能相对于镜片支承件的所述旋转轴线围绕所述枢摆轴线执行枢转运动的枢转装置；以及用于调节钻孔工具关于所述枢摆轴线的角位置的调节装置，该设备包括用于使钻孔工具以第一运动自由度相对于待钻镜片运动或反之的第一运动装置，该运动与钻孔工具的钻孔轴线围绕所述枢摆轴线的枢转不同，所述调节装置布置成通过钻孔工具相对于待钻镜片的相对运动的所述第一自由度来控制钻孔工具的钻孔轴线围绕所述枢摆轴线的枢转。
与此方式类似，本发明还提供了一种调节镜片钻孔工具的钻孔轴线的方位的方法，该方位调节围绕基本垂直于所述钻孔轴线的至少一个枢摆轴线进行，包括使钻孔轴线围绕枢摆轴线的枢转，该方法的特征在于，为了调节钻孔轴线的方位，通过与钻孔工具的钻孔轴线围绕所述枢摆轴线的枢转不同的、该钻孔工具相对于待钻镜片的平移或倾斜的第一相对运动控制钻孔轴线关于所述枢摆轴线的枢转。
这使得能利用其它钻孔部件的以及任选的其上安装调节装置的修边机器的运动自由度来简单而精确地调节钻孔工具的钻孔轴线的方位。可以发现，可通过使用提供横向运动的装置而非使用仅使钻孔工具枢转的专用装置来使钻孔工具围绕枢摆轴线枢转。这种使钻孔工具进行横向运动的装置总是需要调节钻孔工具与镜片的相对位置，以使钻孔工具能与待钻镜片适当地对齐定位。此外，为了执行所述位置调节，这些横向运动装置需要精确。从而，本发明这样节省了装置，即，使横向运动装置不仅有调节钻孔工具在镜片平面上的位置的主要功能，而且还使所述装置具有调节所述钻孔工具的轴线相对于镜片的方位以便沿预期方位在镜片上钻孔的次要功能。
从而，具有下述优点·本发明能结合进现有设备中；·可高精度地进行方位调节；·使用机器中已有的轴执行定位功能；·不需要增加额外的致动节器或编码器；·这样装配节约了机器的总体积；·省钱。
下面参考实施方式和非限制性示例的附图给出的说明将使本发明及其实施方式清楚。在附图中
图1是修边器的总体透视图；图2是装配有钻头和根据本发明的调节所述钻头的方位的装置的修边器透视图；图3是从另一角度看到的图2中修边器的放大局部透视图，其示出在指状件接合定位坡道之前的钻头方位调节装置；图4是从另一角度看去的细部透视，其示出独立的钻孔模块；图5是包含钻头轴线的图4中平面V上的钻孔模块的剖视图；图6是图5中平面VI-VI的剖视图，其特别示出用于制动钻孔工具的定向枢转的装置；图7是图6中平面VII-VII的剖视图；图8是调节装置的凸轮成形部的表面细部图；图9是与图3类似的透视图，其示出接合在调节装置的凸轮停靠区域的钻孔工具的指状调节件；图10是与图9类似的透视图，其示出在钻孔工具的指状调节件上重新初始化坡道的动作；图11是与图10类似的透视图，其示出在钻孔工具的指状调节件上调节坡道的动作；图12是与图3类似的透视图，其示出在已经调整方位后，钻孔工具的指状调节件从调节装置的凸轮上脱离；图13示出沿钻孔工具的定位轴线的多余位移的图解；图14是与图4类似的视图，其示出另一种实施方式，其中，钻孔轴线围绕其定位轴线的旋转被控制为沿待钻镜片的轴线基本平行的方向偏移；图15是图14中实施方式的透视图，其示出钻孔体部的坡道杠杆与所述装置结构的固定倾斜支柱之间的配合。
具体实施例方式
本发明的修边器设备可以为任何形式的用于切除或移除材料的机器，其适于修整镜片的轮廓，以使该镜片能装配在选定镜框的边框中。例如，这种机械工具可以是下面示例将要描述的研磨机、或者切削机械或者激光或喷水切割机等。
在图1所示的示例中，修边器按常规方式包括自动研磨机10，其通常称作数控研磨机。具体地，修边器包括在底座1上安装成围绕第一轴线A1自由枢转的摇板11，该第一轴线A1实际为水平轴线。下面将详细说明对这种枢转的控制。
为保持和旋转待加工的镜片例如L，修边器装配有用于进行夹持和旋转驱动的两个轴12和13。这两个轴12和13在称为卡止轴线的第二轴线A2上相互对准，该第二轴线与第一轴线A1平行。这两个轴12和13在马达(未示出)的驱动下通过摇板11上的公用驱动机构(未示出)同步旋转。这种用于同步旋转驱动的公用机构是常规类型并且本身是公知的。
在一种变型中，也能通过机械地或电子地同步的两个不同马达驱动所述两个轴。
轴12、13的旋转ROT由中央电子计算机系统(未示出)例如集成的微型计算机或一套专用集成电路(ASIC)进行控制。
各轴12、13都具有一自由端，所述自由端彼此相对并且装配有各自的卡止夹头62、63。这两个夹头62、63围绕轴线A2大致环形对称，并且各自具有大致横向的贴合面64、65，以用于抵靠镜片L的对应面。
在所示的示例中，夹头62是一体件，并且紧固成不在轴12的自由端上发生任何移动，包括滑动或转动。夹头63包括两部分用于与镜片L配合并为此具有作业面65的贴合刀头66以及与下面将详细说明的轴13的自由端配合的柄部67。刀头66通过万向接头68连接到柄部67上，该万向接头68传递围绕轴线A2的转动，同时也使刀头66能围绕任何垂直于轴线A2的轴线旋转。夹头的作业面64、65优选覆盖有薄的塑料材料或弹性材料衬层。衬层的厚度约为1毫米(mm)到2mm。例如，该衬层可由柔性聚氯乙烯(PVC)或氯丁橡胶构成。
轴13可沿卡止轴线A2朝另一个轴12平移，从而将镜片L沿轴向压紧在两个卡止夹头62、63之间。通过驱动马达控制轴13以及进行这种轴向平移，该马达通过由中央电子计算机系统控制的致动机构(未示出)起作用。另一个轴12在卡止轴线A2上位置固定。
修边器设备还包括由至少一个砂轮14构成的组，所述砂轮14被限制在平行于第一轴线A1的第三轴线A3上旋转并且同样由马达(未示出)适当地驱动以旋转。为了简化，轴线A1、A2、A3在图1中都用点画线表示，图1示出修边器结构的普遍原理，这种结构本身总是公知的。表示本发明的更具体的实施方式在图2和后面的图中示出。
实际上，如图2所示，修边器10具有一包括多个砂轮14的组，所有砂轮都安装在第三轴线A3上，以用于粗磨和精磨待加工的镜片12的边缘。每个砂轮都适合于所廓形加工的镜片的材料并且适合于所执行的操作类型(粗磨、精磨、矿物或合成材料等)。
砂轮组装配在轴线为A3的公共轴上，该轴用于在修边操作中驱动砂轮旋转。该公共轴(图中不可见)通过由电子计算机系统控制的电动马达20驱动而旋转。
砂轮14组也可以在轴线上A3平移，这种平移由马达控制。具体地，整组砂轮14、轴和马达一起装载在托架21上，托架21本身则安装在固定于结构1上的滑动件22上以沿第三轴线A3滑动。承载砂轮的托架21的平移运动称作传送，在图2中用TRA表示。这种传送由被中央电子计算机系统控制的马达驱动机构(未示出)例如螺母螺杆系统或齿条系统控制。
为使承载砂轮14的轴线A3和镜片的轴线A2之间的间距能在修边过程中变化，要使用能围绕轴线A1枢转的摇板11。这种枢转导致夹持在轴12和13之间的镜片L移动-此时为基本垂直的移动，从而使镜片靠近或远离砂轮14。这种活动在图中标记为RES，该活动性使得复制电子计算机系统中编制的预期边缘形状成为可能。这种复制运动RES由中央电子计算机系统控制。
在图1所示的示例中，为执行这种复制，修边器10包括连杆16，该连杆在一端绕与摇板11相同的第一轴线A1铰接到底座1上，在另一端绕与第一轴线A1平行的第四轴线A4铰接到螺母17上，该螺母17安装成沿与第一轴线A1垂直的称作复制轴线的第五轴线A5移动，其中，在所述连杆16和摇板11之间还配合有接触传感器18。仅作为示例，该接触传感器18由霍耳效应元件构成或者仅仅是电触点。
如图1所示，螺母17带有螺纹并且与带螺纹的杆15螺纹接合，该杆15与第五轴线A5对准并通过复制马达19旋转。马达19由中央电子计算机系统控制。摇板11绕轴线A1相对于水平方向的枢转角记作T。枢转角T与螺母17沿轴线A5的垂直平移R相关联。当适当夹持在两个轴12和13之间的待加工镜片L与砂轮14相接触时，该镜片上的材料被移除，直到摇板11靠在接触传感器8上而搭接连杆16，这将被该传感器1检测到。
在如图2所示的变型中，摇板11直接铰接在安装成沿复制轴线A5移动的螺母17上。设置与摇板相关联的应变仪以测量作用在镜片上的加工进给力。从而，在整个加工过程中，作用在镜片上的磨削进给力被连续测量，控制螺母17以及由此导致的摇板11的行进，从而使该进给力保持低于最大设定值。对于不同的镜片来说，该设定值与镜片材料和形状相应。
总之，为了按给定的轮廓加工镜片L，首先，在马达19的控制下使螺母17沿第五轴线A5移动以控制复制运动，其次，使支承轴12和13实际上在控制它们的马达的控制下一起绕第二轴线A2枢转。摇板11的横向复制运动RES和保持镜片的轴12、13的旋转运动ROT一起由适当为此编程的电子计算机系统(未示出)控制，从而镜片L轮廓上的所有点都被相继加工成合适的直径。
图2所示的修边器还具有精修模块25，该精修模块25承载安装在公共轴32上的倒角轮和开槽轮30、31，该公共轴32可以在基本横向于保持镜片的轴12、13的轴线A2以及复制轴线A5的方向上以一个自由度运动。该运动自由度称作退回，并图中标记为ESC。
特别地，这种退回运动包括精修模块25围绕轴线A3的枢转。具体而言，该模块25由固定在管状套筒27上的臂26承载，该管状套筒27安装在托架21上以围绕轴线A3枢转。为控制其枢转，该套筒27在其远离臂26的一端设有与一齿轮(图中未示出)啮合的齿状轮28，该齿轮安装在固定于托架21的马达29的轴上。
总之，可以看出，这种修边器具有的运动自由度如下·镜片的旋转，其使得镜片能绕保持该镜片的轴线转动，该轴线基本垂直于镜片的总平面；·复制，其包括镜片和砂轮之间的横向相对运动(即，在镜片总平面上的运动)，从而能复制预期镜片形状轮廓的不同半径；·传送，其包括镜片相对于砂轮的轴向(即，垂直于镜片总平面)的移动，从而使镜片能与预期的修边砂轮对齐定位；以及·退回，其包括精修模块相对于镜片沿与复制方向不同的方向的横向运动，从而精修模块能移动到其使用位置和存放位置。
在本文中，本发明的一般目的是使修边器包括钻孔功能。为此，模块25设有钻具35，该钻具35的芯轴装配有夹头36，以用于在钻孔轴线A6上保持钻头37。
钻具35安装在模块25上以围绕枢摆轴线A7枢转，该枢摆轴线A7基本横向于砂轮14的轴线A3和复制轴线A5，从而基本与模块25的退回方向ESC平行。因此，钻孔轴线A6能围绕枢摆轴线A7-即在接近垂直的平面内-枢转。钻具35的枢转在图中记作PIV。这是唯一用于钻孔的运动自由度。
然而，将钻孔功能集成在修边器中意味着钻孔工具必须准确地与镜片中待钻的孔的位置对准。在本发明中，希望在最佳地使用现有加工运动自由度的同时来实现这种定位，并且首先要避免产生额外的运动自由度以及/或者额外的钻孔控制机构。
根据本发明，该定位通过使用与钻孔功能无关的两种现有运动自由度，即退回ESC和传送TRA来实施。退回和传送这两种运动自由度用于补充定位钻具35的钻孔轴线A6。
因此，为实现钻孔功能，模块25被控制围绕轴线A3枢转(退回ESC)以采用多个主要角位置，包括·存放位置(未示出)，其中该模块远离镜片保持轴12、13并且在不使用时存放在保护盖(未示出)下面，从而在没有冲突风险的情况下释放了在砂轮14上加工镜片时所需要的空间；·用于调节钻具35的方位的位置范围，其中，围绕枢摆轴线A7调节钻头37的钻孔轴线A6的方位，下面有详细说明；以及·钻孔位置，该钻孔位置对于不同的镜片是相同的，其中，钻孔时的复制RES作业行程中，钻具35的钻头37位于镜片保持轴12、13和砂轮14之间，基本在轴线A2的垂直上方，或者一般地，位于或靠近镜片的轴线A2所延伸的路径(柱形空间)，下面有详细说明。
存放位置本身不属于本发明的主题，因此不具体描述。
使用下面特别参考图4及其后的附图所说明的装置和方式调节钻具35的钻孔轴线A6围绕枢摆轴线A7的方位。
为枢转地安装在模块25上，钻具35的体部34具有轴线为A7的柱形套筒40，该套筒枢转地容纳在形成在模块25的体部42内并位于同一轴线A7上的相应孔41中。因此，钻具35能在一定角位置范围内围绕枢摆轴线A7枢转，该角位置范围对应于当模块25进入钻孔位置时钻孔轴线A6相对于待钻镜片的倾角。该角位置范围由固定到模块25的体部42上并在图4中可见的两个角度止挡在实体上限定。
套筒40围绕枢摆轴线A7的枢转由摩擦制动装置连续地制动。在本示例中，这些制动装置的形式为鼓式制动器，其包括具有垂直于轴线A7的轴线A8的活塞50。该活塞容纳在轴线为A8的孔43内，该孔43通向套筒40的孔41内。因此，活塞50能沿轴线A8滑动。该活塞具有面对钻具35的套筒40设置的端部51，该端部设有梯形截面的突起52，该突起形成新月形的制动段，该制动段适于与形成在套筒40的外表面上的梯形截面的对应槽53配合，从而形成制动鼓。复位弹簧47部分容纳在中空的活塞50内。该弹簧被压缩在活塞50的中空部的端壁和装在模块25的体部42的孔43内的塞子55之间。因此，活塞50的制动段52持续推靠钻具35的套筒40，以对钻具35的套筒40围绕枢摆轴线A7的枢转施加摩擦制动力。为尽可能地执行所述制动功能，制动段52和/或槽53可设置适当的摩擦衬层。
在所示的示例中，制动活塞51不是可脱开的，因此其持续地施加制动作用。然而，可以考虑设置用于解除对钻具围绕枢摆轴线枢转的制动的装置。这样，这种可在接合用于调节钻具的方位的装置的同时起动这种离合装置。
所获得的制动作用必须足够大，以抵抗钻孔过程中由钻孔和廓形加工力所产生的扭矩。
用于调节钻具35的钻孔轴线16围绕枢摆轴线A7的方位的装置包括两个彼此相对运动的部分，其具有两个运动自由度一个使这两个部分能相互接合和脱离的接合自由度，一个使得调节装置的这两个部分在已经接合后能动态配合以使钻具35围绕枢摆轴线A7枢转从而调节钻孔轴线A6与枢摆轴线A7的倾角的调节自由度。
在所示的示例中，调节装置包括固定到钻具35的体部34并具有球形端部39的指状件38，并包括具有凸轮槽51并固定到修边器的底座1上的盘状件50。
盘状件50具有基本垂直于传送TRA的方向-或换句话说在本示例中垂直于轴线A2和A3-的平面作业面58。由于本示例中的轴线A2和A3是水平的，因此盘状件50的作业面58是垂直的。当模块25处于调节角范围内时，如图2、3、9、10、11和12所示，盘状件50的作业面58朝向钻具35的指状件38的端部39。
盘状件50的凸轮槽由设置在该盘状件50的作业面58中的沟槽51构成。所述在图8中更清楚地示出的沟槽大致呈倒V形，其分支部构成两个具有不同功能的部分·停靠或接合区域53，该区域用于停靠和接合指状件38的端部39，还用于初始化钻具35绕枢摆轴线A7的倾斜；·调节部52，该调节部用于调节钻具35相对枢摆轴线A7的倾角。
沟槽51的接合区域53张开朝向模块25的存放位置，从而在由模块25的角度止挡限定的角范围内，无论钻具35相对于枢摆轴线A7的倾角如何，指状件38的端部39都能接合在该沟槽51中。沟槽的接合区域53具有顶壁56和底壁57，所述壁为平面的或略有弯曲并且在它们之间形成大于20°-例如为35°-的二面角。底壁57具有相对于模块25朝钻孔位置的退回ESC方向向上的斜面。
调节部52具有平行的顶壁54和底壁55，所述壁与模块25的退回运动ESC的基本水平的方向相对，所述壁具有与重新初始化坡道57反向相对的斜面。因此，本示例中的斜面相对于模块25的朝向钻孔位置的退回运动ESC的方向向下。
使用凸轮的调节装置实施方式不是限制性的。在一种变型中，可以提供调节钻具35的方位的替代方案。例如·用齿扇代替凸轮；·用驱动蜗杆的齿轮代替钻具的方位指状件，蜗杆与和钻具的枢摆轴线A7相关联的齿轮啮合；位置则通过齿轮和蜗杆之间连接的不可逆性维持。
无论如何，在操作中，利用模块的传送和退回运动(TRA和ESC)在电子计算机系统的控制下自动调节钻孔轴线A6关于枢摆轴线A7的倾角，从而使钻具的指状件38与凸轮盘状件50对齐，更准确地说，首先与停靠和接合区域53的上倾底面57配合，然后与调节部52的顶面54配合。调节操作包括五个利用模块25的运动自由度的步骤。
在第一步骤中，电子计算机系统控制退回运动以使模块25进入总是相同的预定停靠位置，在该位置钻具35的指状件38的端部39与盘状件的停靠区域53配合。
在可以称作停靠步骤的第二步骤中，电子计算机系统控制传送运动TRA，从而使钻具35的指状件38的端部39进入沟槽51的停靠区域53，如图9所示。
可以看出，顶壁56不执行机械功能。该顶壁离底壁57足够远，从而即便钻具处于极限角位置指状件38的端部39也能停靠。因此，指状件38的端部39在任何时候都不会接触顶壁56。
在称作重新初始化步骤的第三步骤中，电子计算机系统控制模块25的退回运动ESC以使该模块向钻孔位置运动。
沟槽51的区域53的重新初始化功能由底壁57执行，该底壁57形成指状件38的端部39的重新初始化坡道。该重新初始化坡道57布置成相对于钻具35的指状件38的端部39在模块25的退回枢转ESC过程中所遵循的路线倾斜，从而在模块25朝向其钻孔位置-即朝向镜片退回枢转的过程中，指状件38的端部39与重新初始化坡道57接合并在其上滑动，由此强制钻具35围绕枢摆轴线A7朝向一对应于与镜片保持及枢摆轴线A2平行的钻孔轴线A6的初始角位置枢转。如图10所示，当指状件38的球形端部39到达重新初始化坡道57的顶部时，即到达所述初始角位置。
在第四步骤中，电子计算机系统如在前面的重新初始化步骤中一样继续控制模块25的退回运动ESC，以使其朝向钻孔位置移动。在该模块已经越过重新初始化坡道57的顶部后，指状件38的端部39因模块25向钻孔位置的枢转ESC而继续行进，这主要通过沟槽51的调节部52进行。
底壁55不执行机械功能，并且在任何时候也不接触指状件38的端部39。调节部52的倾角调节功能由顶壁54执行，该顶壁54形成坡道以用于通过与指状件38的端部39的接合调节倾角。该调节坡道54布置成与钻具35的指状件38的端部39在模块25执行退回枢转ESC时的路径相倾斜。调节坡道54的斜坡与重新初始化坡道57的斜坡反向相对，从而在模块25朝钻孔位置-即朝向镜片退回枢转的过程中以及在越过重新初始化坡道57的顶部后，指状件38的端部39与调节坡道54接合并在其上滑动，由此强制钻具35围绕枢摆轴线A7从初始角位置向与钻孔轴线A6的预期方位相应的角位置枢转，如图11所示。
已经达到设备的预期倾角后，模块25的退回枢转ESC被电子计算机系统终止。此时设备的构型如图11所示。
最后，在称作脱开步骤的第五以及最后的步骤中，电子计算机系统使砂轮14执行平移传送运动TRA，以使指状件38与凸轮盘状件50脱开接合，如图12所示。
随后，其方位已经被调节的钻具35通过由套筒40上的活塞50施加的制动作用保持该方位。
图14和15示出设备的另一实施方式以及调节钻头37的轴线A6的方位的另一实施方法。在该实施方式中，修边器的与上述实施方式中的元件相同的元件采用与图1至图13相同的附图标记。
仅改变了用于调节钻具35的方位的装置。这些装置包括固定到钻具53的体部34上的杠杆60，该杠杆60沿横向于枢摆轴线A7的方向纵向延伸从而与钻头37的钻孔轴线A6形成30°到50°的夹角。当模块25通过其退回运动ESC已经就位后，该杠杆60适于配合与修边器的底座1相关联的位置固定的倾斜止挡件61。
为将杠杆60放置到与止挡件61相互接合的位置，电子计算机系统为此控制模块25的枢转运动ESC。然后，杠杆60相对于传送TRA的方向倾斜延伸。
然后，电子计算机系统使砂轮14和模块25执行平移传送运动TRA，从而使杠杆60与止挡件61接合，并且通过在所述止挡件上滑动而使杠杆60因坡道效应枢转，由此使固定在其上的钻具35的体部34同样枢转。当钻孔轴线A6到达预期方位时传送运动TRA停止，然后，杠杆60通过沿与接合方向相反的方向退回枢转ESC而脱离止挡件61。应该注意到，这种通过坡道杠杆60在止挡件61上的倾斜-滑动作用来调节钻头方位的技术使得在宽的角范围内调节方位成为可能，尤其是不仅能准确调节镜片前表面的法向钻孔精确方位，而且能使钻具从初始位置平行于轴线A2枢转多达110°，从而能以精确调节的方位沿钻削方向钻削镜片的边缘表面，该钻削方向基本与钻孔区域的镜片中平面(在与镜片的前后表面相切的平面之间的平面)平行。
由此确定钻具的轴线A6的方位以后，就可对镜片进行钻孔。
为此，电子计算机系统操纵模块25的退回枢转ESC，从而使模块25与待钻孔镜片L对齐。更具体地，控制退回运动ESC以将钻孔工具35的钻头37相对于待钻孔镜片L布置成使钻头37的钻孔轴线A6与待钻孔的预期轴线一致，该待钻孔轴线是相对于镜片L适当地定位和定向的。
这样，在适于钻镜片L的作业进给行程C内，钻孔工具35相对于待钻镜片L实施的相对平移进给运动基本沿钻头37的钻孔轴线35。为此，相对于待钻镜片L，钻孔工具35仅有两种运动组合传送运动TRA和复制运动RES。
这样就利用传送运动TRA获得了钻孔进给的第一分量，该传送运动TRA在于使砂轮14沿轴线A3轴向平移，该轴线A3也与待钻镜片L的轴线A2基本平行。可以看到，该传送轴线A3是位置固定的，并且不能随钻孔轴线A6的方位变化而改变。换句话说，传送TRA的方向与钻孔轴线A6的方位不同并且相互独立。从而，通常假定钻孔轴线A6不与轴线A3平行(现有技术当在钻孔点处沿与镜片表面垂直的方向钻孔时是这样的)，独自进行该平移运动TRA将不足以沿钻孔轴线方向获得合适的进给。必须对形成在传送TRA的轴线A3的方向和钻孔轴线A6方向之间的角度进行“补偿”。如果不进行这种补偿，所钻的孔将为椭园形并且形状不受控制，并且作用在镜片表面上的破坏角会将导致镜片表面的材料被撕裂。
这种在钻孔轴线A6和传送轴线A3之间的方位差由镜片L相对于钻孔工具35的组合相对横向偏移补偿，该钻孔工具35沿与钻孔轴线A6的枢摆轴线A7基本垂直的方向平移或倾斜。为了获得这种相对横向偏移，电子计算机系统具体地使摇板11执行复制枢转RES。
在所示实施方式中，复制横向偏移RES伴随着沿钻孔工具35的枢摆轴线A7的多余偏移E。然而，在作业进给行程C内，这种多余偏移保持低于0.2mm，优选低于0.1mm。
在图13中，其示出钻孔动力学的示意图。图13的平面与镜片L的轴线A2平行。该图平面上可见的边缘轨迹有·表面S(A2)的轨迹，此处是柱形表面，其由镜片L相对钻孔工具35的横向偏移RES过程中镜片L的轴线A2表示；以及·钻孔平面P(A6)的轨迹，由围绕枢摆轴线A7枢转的钻孔工具的钻孔轴线A6表示。
沿枢摆轴线A7的多余偏移E由平面P(A6)和表面S(A2)之间的距离构成。在本示例中，该多余偏移的最大值发生在行程C的终点，该处由标记Emax表示。
在钻孔过程中，即当模块25在其退回运动ESC过程中处于钻孔位置时，钻孔工具35的钻孔轴线A6的枢摆轴线A7布置成使钻孔平面P(A6)在作业钻孔行程C的范围内靠近由镜片的轴线A2表示的表面S(A2)。
应该容易理解到，通过使钻孔平面P(A6)和表面S(A2)之间的距离最小，最大多余偏移Emax也会最小。
具体地，布置钻孔工具35的枢摆轴线A7，以使钻孔平面P(A6)·与由镜片L的轴线A2表示的表面S(A2)相切；·在作业进给行程C的范围内，相对于以镜片L的轴线表示的平面S(A2)的最大偏移量为0.2mm，优选少于0.1mm。
在一种变型中，使复制横向偏移RES不伴随沿钻孔工具35的枢摆轴线A7的多余偏移。为此，例如，改变承载镜片的轴12、13的复制运动RES的动力学，从而这种运动只有纯平移而没有任何倾斜。
重要的是，可以注意到，电子计算机系统避免了触发镜片L绕轴线A2的任何旋转ROT。从而，轴12和13维持位置固定的旋转，同时执行钻孔。在一种变型中，电子计算机系统根据与钻孔轴线定位无关的动力功能使轴12、13绕轴线A2转动，例如，通过以恒定并且仅依赖摇板11的复制枢转RES速率的速度执行ROT，以及/或者以砂轮14和模块25的传送平移运动TRA的速度执行旋转ROT。
最终，电子计算机系统使退回运动ESC得以执行，以将模块25存放在其盖下面。
权利要求
1.一种用于调节镜片钻孔工具的钻孔轴线(A6)的方位的设备，所述调节围绕至少一个基本横向于所述钻孔轴线延伸的枢摆轴线(A7)进行，镜片固定在能围绕镜片旋转轴线旋转的支承件上，该设备包括使钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)能相对于镜片支承件的所述旋转轴线围绕所述枢摆轴线执行枢转运动(PIV)的枢转装置；以及用于调节钻孔工具(35)关于所述枢摆轴线的角位置的调节装置；该设备的特征在于，该设备包括用于使钻孔工具(35)能以与钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)不同的第一运动自由度(ESC；TRA)相对于待钻镜片(L)运动或反之的第一运动装置，所述调节装置布置成通过钻孔工具(35)相对于待钻镜片(L)的所述第一相对运动自由度来控制钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)。
2.根据权利要求1所述的设备，其特征在于该设备包括第二运动装置，以用于使钻孔工具能以与钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)以及与所述第一运动自由度(ESC；TRA)不同的第二运动自由度(TRA；ESC)相对于镜片运动或反之，其中，所述调节装置能通过钻孔工具(35)相对于待钻镜片(L)的所述第二运动自由度(TRA；ESC)接合和脱开接合。
3.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述调节装置包括与钻孔工具(35)相关联的第一部分(38)以及独立于钻孔工具(35)的第二部分(50)，这两个部分能通过所述接合的第二相对运动自由度(TRA；ESC)相互接合和脱开接合。
4.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于所述第一运动自由度(ESC)基本横向于钻孔方向。
5.根据从属于权利要求2的权利要求4所述的设备，其特征在于第二运动自由度(TRA)基本为轴向，其沿与镜片轴线基本平行的方向。
6.根据权利要求1至3之一所述的设备，其特征在于所述第一运动自由度(TRA)基本为轴向，其沿与镜片轴线基本平行的方向。
7.根据从属于权利要求2的权利要求6所述的设备，其特征在于所述第二运动自由度(ESC)基本横向于钻孔方向。
8.根据权利要求2所述的设备，其特征在于所述钻孔工具(35)由在模块(25)上安装成围绕枢摆轴线(A7)枢转的体部(34)承载，该模块(25)本身一方面能以所述第一运动自由度另一方面能以所述第二运动自由度相对于镜片运动或者反之。
9.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于钻孔工具(35)的体部(34)设有基本横向于枢摆轴线(A7)的指状调节件或杠杆(38；60)。
10.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于所述调节装置包括凸轮或坡道(51；60)。
11.根据上述权利要求之一所述的设备，其特征在于所述调节装置包括用于防止钻孔工具围绕所述枢摆轴线枢转的止动装置(50)。
12.根据权利要求11所述的设备，其特征在于所述用于防止钻孔工具枢转的止动装置(50)利用对钻孔工具的枢转的摩擦制动起作用。
13.根据权利要求12所述的设备，其特征在于钻孔工具的制动装置防止该钻孔工具在小于或等于30N.cm的扭矩下枢转。
14.一种用于对镜片进行修形和钻孔的设备，该设备包括如前述权利要求之一所述的用于调节钻孔方向的设备。
15.根据权利要求14所述的设备，其特征在于该设备包括研磨机，该研磨机具有一个或多个砂轮，所述砂轮安装成在基本平行于镜片轴线的轴上旋转；以及用于使镜片和砂轮沿轴线相对平移的装置，所述用于使平移进行的装置构成所述使钻孔工具相对于镜片轴向运动的装置。
16.根据从属于权利要求8的权利要求15所述的设备，其特征在于钻孔工具的所述第二支承件安装在砂轮轴上以围绕所述轴的轴线枢转，所述枢转构成所述横向运动自由度。
17.一种调节镜片(L)钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)的方位的方法，该方位调节围绕至少一个基本横向于所述钻孔轴线的枢摆轴线(A7)进行，所述镜片固定在能围绕镜片的旋转轴线旋转的旋转支承件上，该方法包括使钻孔轴线(A6)相对于镜片支承件的所述旋转轴线围绕所述枢摆轴线枢转(PIV)，该方法的特征在于为调节钻孔轴线(A6)的方位，通过钻孔工具(35)相对于待钻镜片(L)的与钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)不同的平移或倾斜的第一相对运动(ESC；TRA)控制钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)。
18.根据权利要求17所述的方法，其特征在于通过调节装置控制钻孔轴线(A6)的枢转(PIV)，该调节装置通过钻孔工具(35)相对于待钻镜片(L)的第二相对运动(TRA)接合和脱离，该第二相对运动(TRA)与钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)以及所述第一相对运动(ESC)不同。
19.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于所述第一相对运动(ESC)基本横向于钻孔轴线(A6)。
20.根据权利要求19所述的方法，其特征在于所述第二相对运动(TRA)基本为轴向，其沿与待钻镜片(L)的轴线(A2)基本平行的方向(A3)。
21.根据权利要求17或18所述的方法，其特征在于所述第一相对运动(TRA)基本为轴向，其沿与待钻镜片(L)的轴线(A2)基本平行的方向(A3)。
22.根据权利要求21所述的方法，其特征在于所述第二相对运动(ESC)基本横向于钻孔轴线(A6)。
23.根据权利要求17至22之一所述的方法，其特征在于使钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕枢摆轴线枢转(PIV)，以便通过凸轮或坡道(51；60)调节该钻孔轴线的角位置。
24.根据权利要求17至23之一所述的方法，其特征在于阻止或卡止钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕所述枢摆轴线的枢转(PIV)。
25.根据权利要求24所述的方法，其特征在于通过使钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)的枢转(PIV)成为可能的摩擦制动来阻止或卡止该枢转，通过施加能抵抗由制动引起的抗滑扭矩的力来调节钻孔轴线(A6)的方位。
全文摘要
本发明的设备包括使钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)能围绕方位轴线枢转(PIV)的枢转装置以及用于调节钻孔工具(35)关于所述方位轴线的角位置的调节装置。该设备还包括使钻孔工具(35)以第一运动(ESC)自由度相对于待钻镜片(L)运动或反向运动的第一运动装置，该第一运动与钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕方位轴线的枢转(PIV)不同，并且，所述调节装置设计成通过钻孔工具(35)相对于待钻镜片(L)的第一自由度的相对运动来控制钻孔工具(35)的钻孔轴线(A6)围绕方位轴线的枢转(PIV)。
文档编号B28D1/14GK101043976SQ200580036006
公开日2007年9月26日 申请日期2005年8月4日 优先权日2004年10月20日
发明者M·诺彻, J-M·巴尔戈特 申请人:埃西勒国际(通用光学公司)