CN1460834A - 镜框形状检测装置 - Google Patents

Abstract

一种镜框形状检测装置包括测量元件夹持机构。测量元件夹持机构沿形成于镜框边缘的内周表面的框槽在基本无载荷状态下夹持测量元件。测量元件夹持机构包括杆、平衡弹簧和撤回机构。杆可垂直地运动，并且其具有上面安装有测量元件的上端部。平衡弹簧向上推动杆从而在形状检测时夹持处于装载位置的测量元件。撤回机构定期地将测量元件撤到撤回位置从而对边缘形状执行三维测量。另外，本发明还公开一种用于镜框形状检测装置的夹具。

Description

镜框形状检测装置

技术领域

本发明涉及一种用于检测眼镜框的框架形状和框架模板或镜片的形状的镜框形状检测装置，以及用于将框架模板和镜片安装到镜框形状检测装置上的夹具。

背景技术

通常，镜框的框架边缘(边)的形状从顶部看时是沿着佩戴者的脸部弯曲的。由于此原因，形状检测常采用镜框形状检测装置在三维内环境中执行。因此该检测数据在具有r(测量元件在径向上的位移)、θ(测量元件在水平面上相对于测量单元上任意点的旋转方向的位移)和Z(测量元件在垂直方向上的位移)的柱面坐标***中表示。为此，镜框形状检测装置包括在径向上驱动测量元件的水平驱动机构、在水平面上旋转测量元件的旋转驱动机构以及垂直地驱动测量元件的垂直驱动机构。在形状检测过程中，测量元件沿着形成于边缘内周表面上的框架槽而移动，从而测量出r、θ和Z的位移。算术地计算出这些位移量以便测量边缘的形状(例如日本的实用新型公开No.6-55130和6-55126)。

图30显示了传统镜框形状检测装置中使用的测量元件的垂直驱动机构。注意该装置的代表性示例是磁性的。参照图30，附图标记1表示镜框的边缘(框边)；2表示具有V形截面并形成于边缘1的内周表面上的槽的框槽；3是测量元件；4是横向可动并可旋转的回转工作台；5是安置在回转工作台4里的滑动片；以及6是测量元件3的垂直驱动机构(具有这种结构的传统装置包括例如，HOYA公司生产的框架示踪器GT1000)。

滑动片5与马达驱动电线(未显示)连接后能移动，并且它在恒力弹簧的作用下偏向一个方向。在这种安排下，当进行形状检测时，测量元件3在径向上以预定检测力F(例如F＝40g)按压边缘1的框槽2。

垂直驱动机构6由上端连接测量元件3的杆7、支撑着杆7做垂直运动的旋转杠杆8、在检测形状时把旋转杠杆8向上推的线性步进传动器9等构成。杆7贯穿滑动片5因此能垂直地移动并且不能旋转。销轴11通过轴承12可旋转地安装在杆7的中部。用于检测杆7的垂直运动以作为测量元件3在垂直方向上的位移(Z)的线性传感器13布置在杆7的下端侧。稍后将参照图30和31描述该线性传感器的具体实施例。该传感器的操作将在后面描述。当不进行检测时，杆7从旋转杠杆8释放并且由于自重而移至最低位置，从而将测量元件3撤退到最低位置的撤回位置T。

旋转杠杆8的中部由轴14轴向地支撑从而在垂直方向上旋转，且近端部分8a在螺旋拉伸弹簧15的作用下向上偏移。这使得旋转杠杆8提供了沿图30中逆时针方向旋转的惯性。在正常状态下，通过由橡胶等物制成的缓冲部件16将末端部分8b按压到滑动片5的下底板5A的上表面，从而从下面承担并支撑销轴11。

线性步进传动器9用于在形状检测时把测量元件3从撤回位置T向上推到装载位置Rd，并且它固定于下底板5A从而直接位于旋转杠杆8之下。当不进行检测时，线性步进传动器9将螺旋杆17下降到静止位置(最低位置)，在该位置其不与旋转杠杆8相接触。当线性步进传动器9通电，则螺旋杆17旋转并上升从而把旋转杠杆8从下向上推。结果，旋转杠杆8绕轴14顺时针方向旋转从而把销轴11向上推。因此，杆7也被向上推从而使测量元件3从滑动片5移至由双点划线表示的装载位置Rd。

通过驱动马达(未显示)将包括滑动片5的测量单元移至左眼测量位置或右眼测量位置。随后，通过另一驱动马达和驱动电线将测量元件3移至由双点划线表示的装载位置Rd，且测量元件3的接触部分3A被压到框槽2的槽壁。然后滑动片5保持在该状态，其中通过恒力弹簧(见稍后将要描述的图12)将接触部分3A压到框槽2的槽壁。接着，随着线性步进传动器9的驱动方向的改变，螺旋杆17逐渐向下移而回到静止位置。因此，随着螺旋杆17向下移，旋转杠杆8也由于螺旋拉伸弹簧15的偏压力而旋转并下降，从而返回到图30中实线指示的原始状态。

另一方面，恒力弹簧以预定检测力F把测量元件3的接触部分3A压到框槽2，因此即使没有旋转杠杆8的支撑测量元件3也不会下降。当回转工作台4在该状态下旋转时，测量元件3的接触部分3A沿着框槽2移动以执行对边缘1的形状检测(r、θ、Z)。

在检测框槽2的形状期间，随着回转工作台4旋转，滑动片5横向移动，且测量元件3的接触部分3A沿着框槽2垂直移动，从而检测滑动片5在回转工作台4上的横向位移(r)、滑动片5的旋转角度θ、以及杆7在垂直方向上的位移Z。根据该操作，三维地检测出边缘形状。回转工作台4的旋转角度(θ)可以利用脉冲马达(步进电机)的控制方法等测量出，而不需要准备任何检测装置。

当要检测边缘形状时，必须使用形状符合框架边缘槽的测量元件。为此，通常利用例如曲线图计数器(abacus counter)形式的探头作为测量元件。将探头的顶部角度设置等于镜片修边器的斜磨轮的槽角(依据工业标准为120°)(例如，日本公开专利No.1-23721)。

在日本公开专利No.1-23721中公开的框架形状检测装置中，测量元件的形状做得几乎与斜磨轮(作为镜片切削工具)的形状一致。这排除了对测量数据进行矫正工作的必要。

当形状测量完成之后，驱动传动器9使螺旋杆17上升，从而使螺旋杆17把旋转杠杆8向上推到销轴11的高度位置。然后滑动片5向后移动从而使测量元件3的接触部分3A从框槽2撤出。

当测量元件3的接触部分3A从框槽2撤出时，由于杆7本身因为自重而试图向下移，旋转杠杆8承担并支撑轴承12。随着传动器9驱动方向后来的变化，螺旋杆17向下移动以使旋转杠杆8逐渐旋转并向下移动从而返回原位置。为此，杆7也和旋转杠杆8一起逐渐向下移动，从而防止杆7突然落下。

利用测量元件顺序地对左右边缘进行上述边缘形状测量(见，例如日本实用新型公开No.6-55128)。

日本实用新型公开No.6-55128中公开的夹着镜框的镜框夹具可以自由地横向移动。通过将该装置移到左边或右边，进行右边缘测量和左边缘测量的切换。当要切换这种边缘测量操作时，通过驱动单元将测量元件暂时撤到下面，以防止边缘与测量元件相接触。

对用于测量高度方向上的位移Z的Z轴测量单元，特别在利用上述测量元件测量边缘形状当中，可以使用光学测量单元(见，例如日本专利公开No.1-305308)或磁性测量单元。

如图31所示，将光学Z轴测量单元A设计成这样，即电荷耦合器件(CCD)线像传感器(line image sensor)B和用作光源的发光二极管C通过测量元件D的下端部分彼此相对地布置。随着测量元件D的垂直移动，在测量元件D的阴影和明亮部分之间的边界(形成于CCD线像传感器B上)也垂直移动。因此，通过检测从CCD线像传感器B的测量表面的一端到该边界的距离，可以测量出测量元件D在垂直方向上的位移Z。

无边框眼镜设计成这样，即通过在镜片下部悬挂尼龙线来支撑镜片，或用贯穿于形成于镜片内的螺丝孔的螺丝来支撑所谓两点框架或三件框架的眼镜。在这种情况下，由于没有框架形状可被测量，因此预备平板形式的框架模板，并测量框架模板的形状。当经过加工的镜片被磨边得尺寸减少并装入合适尺寸的镜框内时，镜片自己可以进行形状测量。为此，这种类型的镜框形状检测装置具有作为附件的夹具。当要测量框架模板或镜片时，将框架模板或镜片固定于夹具内，并将夹具安装在装置上。

作为用在镜框形状检测装置中的夹具，模板夹具是已知的(例如参见日本专利公开No.2000-317795)。该模板夹具的主体内具有以下部件：具有活动轴的模板支撑部件、使活动轴在模板的径向上偏移的弹性元件以及使活动轴按照与弹性元件的偏移方向相反的方向返回的推动元件，活动轴为即将装入形成于模板(框架模板)内的中心孔的轴，并且其可以在模板的径向上移动。模板夹具主体还具有模拟镜片支撑部分，该部分具有用于将杯底座压到固定模拟镜片的底座的活动元件。上述弹性元件将活动元件压到杯的底座。模板夹具主体的一面用作模板支撑部件，且这一面的相反面用作模拟镜片支撑部分。利用模板主体将它翻转，使它可以利用单独夹具来执行模板和模拟镜片的形状测量。

但是上述镜框形状检测装置产生以下所述的各种问题。

首先，由于测量元件3、杆7、销轴11、轴承12等构成了在边缘1形状检测期间垂直移动的活动元件18，因此最好最小化活动元件18的重量从而不向框槽2施加载荷之后检测测量元件3在垂直方向上的位移Z。

但是在上述传统垂直驱动机构6中，由于恒力弹簧用检测力F将测量元件3的接触部分3A压到框槽2的槽壁(使滑动片5朝一个方向偏移从而使测量元件3与框槽2结合)，因此活动元件18的整体重量被作为载荷而施加到框槽2上，并且通过该载荷和检测力F来增加框槽2与接触部分3A之间的摩擦力。为此，如果例如测量元件3的接触部分3A不能沿着框槽2平滑地移动(由于框槽2随着时间而部分地发生变化等等)，则接触部分会从框槽2上脱落。因而，就不能精确地测量垂直方向上的位移Z。

如果恒力弹簧的弹力减少进而减少检测力F从而提高了接触部分3A相对于框槽2的随动特性，则接触部分3A就会很容易从框槽2上脱落。

根据上述日本公开专利No.1-23721中公开的框架形状检测装置，曲线图计数器形式的探头容易从细框槽2脱落，并且很难平滑地控制探头的旋转。此外，如果框槽的开口角度改变，则曲线图计数器形式的探头与框槽之间的接触位置改变，这将导致对径向上的位移r的测量误差。更明确地，如图32A所示，镜框边1的框槽2一般形成为开口角度α为110°的V形槽。但是，根据镜框的情况，框槽具有等于110°和90°的角度α，如图32B和32C所示。因此如果利用顶部角度β为120°的测量元件3来测量边缘形状，则槽底和测量元件3之间的距离W就根据框槽2的开口角α而变化。距离W随着开口角α的递减而增加。

距离W变为径向位移r中的测量误差。为此，为了获得真正的框架形状数据，对于各种类型的框槽2(例如，开口角α为110°、100°、和90°)必须通过分别附加不同的矫正值来矫正实际测量值。

另外，由于用于测量框槽2的开口角α的单元或附件是所需的，因此检测装置本身的制造成本会增加。

在测量元件3M具有半球状接触部分的情况下，如图33所示。可以将接触点P₁和P₂移动到框槽2的较深侧，该位置比曲线图计数器形式的测量元件3与框槽2的接触点q₁和q₂深，因此即使框槽2在高度方向上的位移Z突然改变测量元件3M也不会容易地从框槽2脱落。

但是，随着测量元件4的接触部分3MA直径D的增加，在测量元件3是曲线图计数器形式的情况下接触点P₁和P₂会从框槽2的槽底离去。因而，测量元件3M在检测期间容易从框槽2脱落。

在上述传统的镜框形状检测装置中，当完成了框槽2的形状检测，而且测量元件3暂时地撤退到位于下部的撤回位置T时，驱动传动器9抬高螺旋杆17从而推动旋转杠杆8，因此从下面支撑销轴11。然后反向驱动传动器9以降下螺旋杆17，从而连同旋转杠杆8一起逐渐降下杆7，因而防止杆7突然脱落。

但是，由于该结构(其中的活动元件由测量元件3、杆7、销轴11、轴承12等构成)随着其自重下降而使测量元件3撤退到撤回位置T，因此如果活动元件在运动过程中由于滑动片5和杆7之间的摩擦等而受到阻碍时，则测量元件3就不能撤退到撤回位置T。

进一步考虑Z轴测量单元。图31中显示的传统Z轴测量单元A使用测量元件D的下端部分作为测量单元的部件。为此，测量元件D必须通过Z轴测量单元A而伸长到所测的长度。因此，测量元件D的下端部分延伸到滑板E的下面以增加镜框形状检测装置自身的高度，这导致了阻碍形成致密结构。

在图30中显示的传统Z轴测量单元13中，在Z轴测量单元A中，传感杆13B整体地从杆7的下端延伸，因此杆7的总长度增加，这造成了减少镜框形状检测装置高度的困难。

如上所述，对不使用框边的类型的眼镜的形状检测是利用框架模板和模板夹具来执行的。

传统夹具使用螺丝作为推动元件，通过旋转推动元件使模板装进模板夹具或从其上拆下，从而向前或向后移动活动轴。因此，如果推动元件移动较长的距离，则推动元件必须旋转许多次。因而，模板不能单触地装上或拆下，这将花费很多时间来装/拆，导致了糟糕的操作。

此外，由于弹性元件通过活动元件偏移活动轴，因此当要装或拆模拟镜片时，必须通过旋转推动元件来使活动轴和活动元件靠着弹性元件移动。为此，不能单触地装或拆模拟镜片；因而需要很长一段时间来装或拆。

上述传统的镜框形状检测装置具有三种测量模式，即眼镜框测量模式、框架模板测量模式、以及镜片测量模式。另外，眼镜框具有左、右边缘、左、右框架模板以及左、右镜片。因此，在每个测量模式中，必须标明是进行左侧测量还是右侧。

因此，通常当要进行测量时，操作者操作配置在控制面板上的按钮以指定眼镜框测量模式、框架模板测量模式以及镜片测量模式其中的一种，同时也指定是执行左侧测量还是右侧。

进行两种指定，即测量模式的指定和对左侧或右侧测量的指定，这样给操作者强加了很重的精神负担。这会导致指定错误。

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种镜框形状检测装置，其能减少由于将活动元件(包括测量元件、杆等等)***几乎无载荷状态下的框槽中而施加在测量元件接触框槽的接触部分上的测量压力，并能防止接触部分从框槽脱落、边缘变形等等，还能精确地测量垂直方向上的位移。

本发明的另一目的在于提供一种镜框形状检测装置，其能执行精确测量而且即使测量时框槽具有不同的开口角度也不会使测量元件脱落，并且不论开口角度如何对测量值进行矫正。

本发明还有一目的在于提供一种镜框形状检测装置，其能可靠地将测量元件从装载位置撤到撤回位置，而且其强制地撤回而不是利用其自重从而使它在运动时不会出现停止情况。

本发明还有一目的在于提供一种镜框形状检测装置，其能通过设置用于测量测量元件在高度方向上的位移的Z轴测量单元的方案以减少装置本身的高度。

本发明还有一目的在于提供一种夹具，与现有技术相比，其使得用于测量无边框眼镜形状的框架模板装配和拆卸得要快，因而提高了操作性能。

本发明还有一目的在于提供一种夹具，其能够实现快速地装卸镜片，因而提高了操作性能。

本发明还有一目的在于提供一种镜框形状检测装置，其能自动地区分测量模式是设置为框架模板还是镜片，以及是要进行左侧测量还是右侧测量。

为了达到上述目的，根据本发明，其提供一种镜框形状检测装置，包括：沿形成于镜框边缘的内周表面的框槽在基本无载荷状态下夹持测量元件的测量元件夹持机构，该测量元件夹持机构包括：具有在其上安装着测量元件的上端部的可垂直活动杆；用于向上推动杆从而在形状检测时在装载位置夹持测量元件的平衡弹簧，以及定期地将测量元件撤到撤回位置从而对边缘形状执行三维测量的撤回机构。

根据本发明，其提供一种夹持用于测量无边镜框形状的框架模板的镜框形状检测装置夹具，包括：具有模板安装部分的夹具主体；贯穿形成于框架模板中心的中心孔以将框架模板固定于模板安装部分的固定螺钉；以及将所述固定螺钉固定于模板安装部分的固定销钉；其中所述固定螺钉具有外螺纹部分，所述模板安装部分具有所述固定螺钉***其中的安装孔，所述固定螺钉具有轴向形成于外螺纹部分表面中的销导向槽，以及所述固定销钉具有沿与螺钉安装孔的轴垂直的方向延伸进螺钉安装孔的顶端部，当顶端部***螺钉安装孔时所述固定销钉位于销导向槽内并与所述固定螺钉的外螺纹部分的螺纹槽相结合，从而当所述固定螺钉紧固时用于固定所述固定螺钉。

根据本发明，其提供一种夹持用于测量无边镜框形状的框架模板的镜框形状检测装置夹具，包括：具有镜片安装部分的夹具主体，该镜片安装部分包括：固定于所述夹具主体内的杯形轴，可拆卸地安装在杯形轴上并夹持镜片的跃动杯，具有跃动压件的镜片压轴，其通过沿与跃动杯的轴垂直的方向按压跃动杯而将跃动杯固定于所述夹具主体上，且所述镜片压轴可移动地安置在所述夹具主体内，用于沿跃动压件按压跃动杯的方向偏压镜片压轴的偏压装置，以及固定螺钉，其与所述夹具主体螺纹式结合并通过将镜片压轴移动到与偏压装置的偏压方向相反的方向，从而把跃动杯从由跃动压件产生的压缩状态下释放出来。

根据本发明，其提供一种夹具，包括：夹持用于测量无边镜框形状的框架模板的镜框形状检测装置夹具和安装所述夹具的夹具安装部分；其中所述夹具包括：具有模板安装部分的夹具主体，贯穿形成于框架模板中心的中心孔以将框架模板固定于模板安装部分的固定螺钉，以及将所述固定螺钉固定于模板安装部分的固定销钉，其中所述固定螺钉具有外螺纹部分，模板安装部分具有所述固定螺钉***其中的安装孔，所述固定螺钉具有轴向形成于外螺纹部分表面中的销导向槽，以及固定销钉具有沿与螺钉安装孔的轴垂直的方向伸进螺钉安装孔的顶端部，当顶端部***螺钉安装孔时固定销钉位于销导向槽内并与所述固定螺钉的外螺纹部分的螺纹槽相结合，从而当所述固定螺钉紧固时用于固定所述固定螺钉。

根据本发明，提供一种夹具，包括：夹持用于测量无边镜框形状的框架模板的镜框形状检测装置夹具和安装所述夹具的夹具安装部分；所述夹具包括：具有镜片安装部分的夹具主体，以及该镜片安装部分包括：固定于所述夹具主体内的杯形轴，可拆卸地安装在杯形轴上并夹持镜片的跃动杯，具有跃动压件的镜片压轴，其通过沿与跃动杯的轴垂直的方向按压跃动杯而将跃动杯固定于所述夹具主体上，且镜片压轴可移动地安置在所述夹具主体内，用于沿跃动压件按压跃动杯的方向上偏压镜片压轴的偏压装置，以及固定螺钉，其与所述夹具主体螺纹式相结合并通过将镜片压轴移动到与偏压装置的偏压方向相反的方向，从而把跃动杯从由跃动压件产生的压缩状态下释放出来。

根据本发明，其提供一种检测镜框的框槽形状以及框架模板或镜片的外周形状的镜框形状检测装置，其包括：具有夹具安装部分的外壳，所述夹具安装部分沿开口部的一侧边而形成，所述开口部向上开口且镜框或镜片其中***；夹持框架模板或镜片的夹具；以及自动区分机构，其安装在夹具安装部分上并对用于框架模板和镜片的测量模式自动进行区分；其中所述夹具包括：模板安装部分，所述模板安装部分具有安装有左或右框架模板的一个表面；以及镜片安装部分，所述镜片安装部分具有与上述表面面相对的另一表面，其上安装有左或右镜片，所述夹具翻转并安装在夹具安装部分上，这样当要测量框架模板时框架模板面朝下，而当要测量镜片时镜片面朝下，所述夹具安装部分包括第一固定部分和第二固定部分，当要测量左框架模板或镜片时所述夹具固定在第一固定部分上，而要测量右框架模板或镜片时夹具固定在第二固定部分上，所述自动区分机构包括：第一传感器，其安置在第一固定部分上并检测安装的所述夹具，以及第二传感器，其安置在第二固定部分上并检测安装的所述夹具。

根据本发明，其提供一种检测镜框的框槽形状以及框架模板或镜片的外周形状的镜框形状检测装置，其包括：具有夹具安装部分的外壳，所述夹具安装部分沿开口部的一侧边而形成，所述开口部向上开口且镜框或镜片其中***；夹持框架模板或镜片的夹具；以及自动区分机构，其安装在夹具安装部分上并对用于框架模板和镜片的测量模式自动进行区分；其中所述夹具包括：模板安装部分，所述模板安装部分具有安装有左或右框架模板的一个表面；以及镜片安装部分，所述镜片安装部分具有与上述表面面相对的另一表面，其上安装有左或右镜片，所述夹具翻转并安装在夹具安装部分上，这样当要测量框架模板时框架模板面朝下，而当要测量镜片时镜片面朝下，所述夹具安装部分包括：第一固定部分，当要测量左框架模板或镜片时所述夹具固定在第一固定部分上；以及第二固定部分，当要测量右框架模板或镜片时所述夹具固定在第二固定部分上；所述自动区分机构包括：第一传感器，其安置在第一固定部分上并检测安装的左框架模板，第二传感器，其用于检测安装的左镜片，第三传感器，其安置在第二固定部分上并检测安装的右框架模板，以及第四传感器，其用于检测安装的右镜片。

附图说明

图1是显示根据本发明的镜框形状检测装置的整体结构的局部展开透视图；

图2是图1中的镜框形状检测装置的主件的截面图；

图3是用于解释镜框形状检测装置的Z方向测量元件(ME)夹持机构的操作的主件截面图；

图4是当从图3中的箭头A所指示的方向观看时，Z方向ME夹持机构在载入框槽时的截面图；

图5是装载时的侧视图；

图6是形状检测时的侧视图；

图7是当从滑动片的前侧观看时滑动片的透视图；

图8是当倾斜地从滑动片的前侧观看时滑动片的透视图；

图9A、9B是撤回机构的旋转杠杆的透视图和旋转杠杆的分解透视图；

图10是显示滑动片的驱动机构的示意平面图；

图11是沿着图10中的XI-XI线所截取的截面图；

图12是显示测量元件与边缘的框槽相接触的部分的视图；

图13A、13B和13C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为1.6mm时的距离R的视图；

图14A、14B和14C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为1.8mm时的距离R的视图；

图15A、15B和15C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为2.0mm时的距离R的视图；

图16A、16B和16C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为2.1mm时的距离R的视图；

图17A、17B和17C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为2.2mm时的距离R的视图；

图18A、18B和18C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°，而接触部分的直径D设为2.4mm时的距离R的视图；

图19是夹具的截面图；

图20是夹具的底视图；

图21是用于解释安装框架模板的过程的视图；

图22是用于解释安装框架模板的过程的视图；

图23是用于解释安装框架模板的过程的视图；

图24是显示在测量左框架模板时夹具安装位置和传感器位置的视图；

图25是显示在测量左镜片时夹具安装位置和传感器位置的视图；

图26是显示在测量右框架模板时夹具安装位置和传感器位置的视图；

图27是显示在测量右镜片时夹具安装位置和传感器位置的视图；

图28是显示传感器状态的视图；

图29是显示操作程序的流程图；

图30是传统磁性垂直驱动机构的截面图；

图31是传统的光学Z轴测量单元的截面图；

图32A、32B和32C是显示当框槽的开口角α为110°、100°和90°时，接触部分的顶部与框槽之间的距离的视图；以及

图33是显示接触点位置之间的差别的视图。

具体实施方式

下面将参照附图中所示的实施例对本发明进行详细说明。

图1至11显示了根据本发明的镜框形状检测装置的实施例。

参照图1至11，镜框形状检测装置整个由附图标记20表示，它具有基本为矩形的平行六面体形状的盒状外壳21。

在形成外壳21的上表面的上盖21A的前端部上安装有开关面板22。开口部25形成于外壳21的中央部分内。要测量的镜框24、镜片207或框架模板300通过开口部25从上面装进外壳。具有L形横截面的金属装置29安装在开口部25的前沿侧上。

金属装置29形成了夹具208的安装部分，夹具208用于测量镜片207或框架模板300(代替镜框24)的外周形状。夹具208一般由盖板210覆盖。当要测量框架模板300或镜片207时，将盖板210移去。

以下部件和单元布置在外壳21的中央部内：可在水平面内旋转并可横向移动的回转工作台33、夹紧回转工作台33并在回转工作台33上彼此相对且能同时接近或分开的一对前、后夹紧单元34A、34B(图2)、沿着形成于镜框24的左右边缘(框边)35A、35B的内围部分中的框槽36(图3和12)移动的测量元件37、控制整个装置的控制部分(未显示)、检测测量元件37的三维运动即径向位移r的r轴测量单元(未显示)、测量测量元件37在水平面内绕边缘35A(35B)里的任意点O旋转的旋转角度θ的θ轴测量单元(未显示)、自动地测量垂直方向上的位移Z的Z轴测量单元100，等等。

最好地显示在图1中的开关面板22具有启动按钮40、选择按钮41、复位按钮42、数据按钮43、上/下按钮44、LCD显示单元45等等。启动按钮40用于启动镜框24、镜片207、或框架模板300的形状测量。当数据灯46为绿色时允许测量，而当灯为红色时禁止测量。选择按钮41用于选择形状测量的状态。在镜框24的情况下，按照双眼、右眼和左眼的顺序来执行形状测量。在镜片207和框架模板300的情况下，形状测量从右或左侧开始。

当在形状测量期间按压复位按钮42时，停止测量，且测量元件37返回到静止位置。当在静止位置按压该按钮时，复位静止位置。当在等待数据转换期间按压该按钮时，数据被清除。当在完成形状检测之后按压数据按钮43时，数据灯46由绿色变为红色，测量数据自动地传送到精加工机床或管理计算机。形状测量完之后，数据灯46由绿色变为红色从而指示数据传送的预备状态。上/下按钮44允许操作者在手控方式下调节例如测量元件37在向后、向前和垂直方向上的位置。LCD显示单元45显示自动模式、手动模式、错误代码等等。

如图1中最好地示出，镜框24是作为测量目标的框架，它通过开口部25装进外壳21，这样边缘35A、35B就位于下部，而两个侧支架38A、38B位于上部，并且夹紧单元34A、34B分别夹紧左、右边缘35A、35B。

最好地显示在图1中的夹紧单元34A、34B具有几乎相同的结构，其滑动片51A、51B每个都由可向后和向前移动的夹紧基座52和覆盖夹紧基座52的上盖53构成。夹紧装置54布置在这些滑动片中。前滑动片51A和后滑动片51B通过电线彼此耦合从而以相对的方向移动相同的距离。这些滑动片一般由恒力弹簧支撑，在该状态下它们彼此最接近。因此如果用手握住一个滑动片，例如后滑动片51B，并在该状态下向后移，则前滑动片51A就会同时向前移动相同的距离从而离开后滑动片51B。当后滑动片51B向后移动而被释放时，前和后滑动片51A、51B由于恒力弹簧的弹力而以互相靠近的方向移动相同的距离，因此它们返回原始位置。

如图2和3所示，夹紧装置54由两个夹销54a、54b构成，它们在垂直方向上彼此相对地布置并由该方向上的凸轮机构(未显示)同时操作从而靠近和分开。安排了总计四个夹紧装置54；夹紧装置54成对地布置在前、后侧上。这两对夹紧装置54布置在夹紧单元34A、34B的每个上。构成夹紧装置54的两个夹销54a、54b的末端部从形成于上盖53中的长槽56向外伸出从而在垂直方向上延长。这些销一般保持在打开的状态下(彼此间隔开)。

当要把镜框24装进镜框形状检测装置20时，这对前、后夹紧单元34A、34B彼此间隔开来，镜框24通过开口部25***外壳21。然后边缘35A、35B插在每个夹紧装置54的上、下夹销54a、54b之间并保持在其高度上。当在该状态下用手握住后滑动片51B并使其向后移动时，前滑动片51A就会同时向后移动。通过这些滑动片51A、51B将边缘35A、35B向前和向后夹紧，并且将各个边缘35A、35B的上、下边缘部置于下夹销54b上。当按压启动按钮40时，通过驱动马达(未显示)使夹销54a、54b彼此靠近地移动从而夹紧各个边缘35A、35B的上、下边缘部。当夹销54a、54b靠近以夹紧边缘35A、35B时，滑动片51A、51B通过挡块(未显示)而定位于夹紧位置，从而完成镜框24在外壳21内的安装。

图1、2和3中显示的回转工作台33可旋转地安装在滑动台60(图3)上，它们可在横向上相互移动。当要检测镜框24、镜片207、或框架模板300的形状时，利用脉冲马达(未显示)使回转工作台33作稍微超过一圈的旋转。此时，由θ轴测量单元(未显示)测得的回转工作台33的旋转角(实际上是提供给马达的脉冲数量)作为测量元件37在水平面里的旋转方向上的位移(θ)。长槽61形成于回转工作台33的上表面中，从而与测量元件37一致地径向贯穿台面中心。

滑动台60通过电线连接到DC马达(未显示)，且它被设计成当检测左边的边缘35A、镜片207、或框架模板300的形状时向左边移动，而当检测右边的边缘35B、镜片207、和框架模板300的形状时向右边移动。

滑动器62布置在回转工作台33里。滑动器62由上板63和向上弯曲的U形下板64构成，下板64通过螺丝紧固在上板63的下表面。滑动器62包括夹持测量元件37使其在几乎无载荷的状态下垂直移动的Z方向测量元件(ME)夹持机构66、以及将测量元件37撤到最低位置的撤回机构67，最低位置即由图3中的实线所指示的撤回位置T。

滑动器62设置成可在回转工作台33中长槽61的纵向上移动，并被恒力弹簧70偏压到一个方向(由箭头C指示的方向)，如图10和11所示。滑动零件71固定于滑动器62的一个侧面。还利用布置在滑动器62一个侧面上的马达驱动线72的运动来控制恒力弹簧70的偏压力。制动零件73固定于线72。该制动零件73与线72的运动互锁并位于滑动零件71的运动方向的前端位置。因此在普通状态下，其中恒力弹簧70偏压滑动器62，滑动零件71与线72的制动零件73相接触，因此由线72的滑动零件71来限制滑动器62的运动。在两个滑轮75之间伸展的线72随着马达74的驱动而运动。随着该运动，制动零件73也运动，且滑动器62也同时运动。当测量元件37的接触部分37C与框槽36相接触时，滑动器62由于接受到恒力弹簧70的偏压力而停止在此位置上(测量起始状态)。

由于图10中显示的马达74连续旋转且线72运动，因此制动零件73单独地离开滑动零件71。当沿着偏压方向布置的光敏元件76感应到该运动时，马达74停止。相应的位置变为制动零件73的撤回位置。

当完成测量后，制动零件73通过逆过程返回其原始位置。注意当测量元件37接触到框槽36时，r轴测量单元(未显示)(参见例如上述的附图标记1和2；HOYA公司生产的框架示踪器GT1000)就测量出滑动器62的径向位移r，也就是从边缘35A(35B)中的任意点O到接触点P(参见图1)的水平距离。参照图10和11，附图标记77表示滑动器62的滑动轴(导杆)。

参照图3，测量元件37安装在杆65的上端，杆65垂直地贯穿回转工作台33的长槽61和形成于上板63中的通孔，从而测量元件37位于回转工作台33之上。测量元件37由安装在杆65的上端的L形主体37A和垂直地从主体37A的上端部延伸的细长销37B构成，杆65是Z方向ME夹持机构66的部件。销37B的末端部形成接触部分37C，它顺序地***边缘35A、35B的框槽36内并被预定检测力F压到槽壁。如图12所示，接触部分37C具有直径D设置为1.6mm＜D＜2.2mm的半球形。

将接触部分37C的直径D设置为1.6mm＜D＜2.2mm是由于以下原因。即使框槽36具有不同的开口角α(图12)：110°、100°、和90°，测量元件37的接触部分37C也不会从框槽36脱落，并可以可靠地进行测量。此外，对于所有的开口角α：110°、100°、和90°，当120°的斜面V与框槽36相接触时，从斜面顶点S到接触部分37C的中心O₀的距离R就变得彼此大约相等。此设置使得必须依据框槽36来测量开口角α。另外，这还可以仅通过将预定矫正值加到与开口角α无关的测量值上来矫正测量值。

参照图3，Z方向ME夹持机构66由杆65和平衡弹簧80构成，杆65具有安装在上端的测量元件37，平衡弹簧80用于把杆65向上推从而夹持几乎无载荷状态下的测量元件37。杆65贯穿回转工作台33的长槽61和形成于上板63中的通孔以便垂直运动。板81固定于杆65的下端。

通过平衡弹簧80将杆65向上偏压。但是在正常状态下，撤回机构67将杆65向下推，如图3中所示，从而把测量元件37撤退到撤回位置T。当启动镜框24的形状测量操作时，从撤回机构67释放杆65并将其向上推从而使其保持在垂直位置，此时测量元件37的接触部分37C的轴面对边缘35A(35B)的框槽36，该垂直位置即装载位置Rd(见图3)。

在该实施例中，将平衡弹簧80的弹力设置为这样，即当平衡弹簧80的偏压力使由测量元件37、杆65、板81、销96(稍后将进行说明)、感应杆102以及其他可以垂直移动的零件等构成的活动元件85向上移动从而使测量元件37向上移到装载位置Rd时，活动元件85的重量和平衡弹簧80的偏压力之间保持预定平衡。这使得当在几乎无载荷的状态下夹持活动元件85时可以执行形状测量。在该情况下，最好将活动元件85的重量设置等于平衡弹簧80的弹力从而设置无载荷状态。但是实际上，考虑到平衡弹簧80的精确度和耐久性(根据绳的安装，如果有的话，其不能吸收弹簧自身精确度的误差)，要将平衡弹簧80的弹力设置得稍微大于活动元件85的重量。

撤回机构67由具有可垂直移动的螺丝杆91的线性步进传动器90、通过线性步进传动器90而旋转的旋转杠杆92、偏置弹簧93等构成；线性步进传动器90固定于下板64上用作释放撤出状态的驱动单元，偏置弹簧93由螺旋拉伸弹簧形成，该弹簧把旋转杠杆92沿图3中的反时针方向偏压。这种偏置弹簧93的上、下端分别连接到旋转杠杆92以及下板64的水平底板部分。

如图9A、9B所示，旋转杠杆92由两个杠杆元件92A、92B构成，它们由弯曲金属板形成并且通过螺丝(未显示)而彼此整体耦合。一个杠杆元件92A由杠杆体92A-1、接合件92A-2和固定件92A-3构成；从侧面看杠杆体92A-1具有反向的L形，并且它由水平板部分92A-1a和垂直板部分92A-1b构成，接合件92A-2从水平板部分92A-1a的一侧边延伸并支靠到螺丝杆91可以支托的地方，固定件92A-3从水平板部分92A-1a的下表面垂直向下延伸。固定件92A-3中形成有两个螺纹孔92C。

另一个杠杆元件92B由板状主体92B-1、固定件92B-2和一对左右弯件92B-3构成；主体92B-1的宽度朝着末端逐渐递减且它可以从上面紧靠销96，销96从邻近杆65下端部的部分垂直延伸，固定件92B-2从主体92B-1的近端部分的后缘垂直向下延伸，这对弯件92B-3从主体92B-1的近端部分的两侧边垂直向下延伸。固定件92B-2具有两个螺钉安装孔92D，通过拧固定螺钉将它固定到固定件92A-3，固定螺钉贯穿这些螺钉安装孔92D而进入螺纹孔92C。这对弯件92B-3分别具有通孔92E。

通过轴95来轴向地支撑该旋转杠杆92从而使其可垂直旋转，轴95贯穿这对弯件92B-3的通孔92E。如图2所示，当不进行测量时，通过偏置弹簧93的弹力使主体92B-1从上面开始紧密接触销96从而将杆65逆着平衡弹簧80的偏压力向下推并将测量元件37撤退到撤回位置T。此时，螺旋杆91已经向下移动到静止位置。该偏置弹簧93由螺旋拉伸弹簧形成，且其上、下端分别连接到旋转杠杆92以及下板64的水平底板部分。将偏置弹簧93的弹力设置得大于平衡弹簧80的弹力。

用于检测螺丝杆91的起始传感器97(图3)布置在传动器90之下。通过螺旋杆91打开和关闭此起始传感器97。当螺旋杆91处于静止位置时，起始传感器97保持打开状态。当利用传动器90驱动而使螺旋杆91向上移动时，关闭起始传感器97。

在检测镜框24的形状时，当通过激励传动器90而旋转并抬升螺旋杆91时，通过螺旋杆91克服偏置弹簧93的张力将接合件92A-2向上推，并且旋转杠杆92顺时针方向旋转以便设置为实质水平的状态。在该状态下，传动器90暂时停下并在由此形成的高度位置上由螺丝杆91固定住。图4和5显示了这种状态。也就是，当旋转杠杆92顺时针方向旋转时，主体92B-1也以相同方向旋转。因此，通过平衡弹簧(螺旋压缩弹簧)80的偏压力将杆65逐渐升高。当接合件92A-2移动到预定高度位置时，传动器90停下，且测量元件37从撤回位置T移动到装载位置Rd。装载位置Rd也是框槽36的中心位置。当测量元件37***框槽36中时，则螺丝杆91进一步向上移动，且接合件92A-2按照斜向上的方向旋转到撤回位置。于是测量元件37变得脱开旋转杠杆92的垂直驱动，并开始进行测量(见图6)。

当杆65从旋转杠杆92释放并停在旋转杠杆92上时，销96位于主体92B-1下面的足够距离处，从而允许杆65垂直移动。也就是说，在形状检测时杆65与旋转杠杆92完全间隔开，且杆65保持垂直运动以允许测量垂直方向上的位移Z。

活动元件85的重量与平衡弹簧80的偏压力保持平衡的位置比测量元件37的装载位置Rd(与框槽36的中心重合)高大约1至5mm。测量时测量元件37在垂直方向上的位移Z大约为±10mm。

在该实施例中，考虑到随着时间流逝部件(包括平衡弹簧80)质量的变化、装配误差等等，保持上述平衡的高度位置没有与框槽36的位置最好地匹配。轻微按压平衡弹簧80以便留出位置调节的空间。理想地，当测量元件37的接触部分37C与边缘35A、35B的框槽36结合时最好不在Z轴方向上施加载荷。当弹簧伸展到极限时，从结构的观点上看就很难从该位置再向上做位置调整了。相反，当压弹簧时，就能容易地进行上述位置调整了。

在该方式下，从测量状态切换到非测量状态，撤回机构67强制降低杆65，并且把测量元件37从装载位置Rd撤退到撤回位置T。这防止杆65由于运动过程的摩擦等而停止，并可以可靠地把测量元件37撤到撤回位置T。

当完成了边缘的形状测量后，驱动传动器90降低螺丝杆91。因此，旋转杠杆92在偏置弹簧93的张力下反时针方向旋转，并且主体92B-1按压销96以强制降低杆65，从而把测量元件37从装载位置Rd撤出。

水平板81固定于杆65的下端，并且如上所述压缩弹簧80布置于板81和板64之间。用于检测测量元件37在垂直方向上的位移Z的Z轴测量单元(Y轴测量装置)100安装在板81的上表面。Z轴测量单元100由传统的已知的线性测量单元制成，并由环状探头101和用作磁力测定器(磁力传感器)的感应杆102构成，探头101通过L形配件安装在上板63的下表面上，并且感应杆102以非接触状态贯穿探头101以便可以垂直移动。

换言之，Z轴测量单元100的感应杆102和上面描述的杆相邻并平行于杆65，并且探头101和感应杆102相邻。该感应杆贯穿固定于滑动片62的环状探头101并与杆65互锁。

探头101由9个轴向布置的平面线圈组成。在这些线圈中，五个奇数的(1、3、5、7、9)线圈包括初级励磁线圈，而四个偶数的线圈(2、4、6、8)包括次级励磁线圈。感应杆(磁力测定器)102由圆柱部件中交替排列的磁性和非磁性球构成，圆柱部件由非磁性材料如SUS303制成。感应杆102从上述板81垂直向上延伸从而定位于杆65的一侧。当感应杆102和杆65一起垂直位移时，探头101的感应线圈中产生感应电压。通过检测此感应电压并对该电压进行信号处理，来检测感应杆102在垂直方向上的位移作为测量元件37在垂直方向上的位移Z。平衡弹簧80放置在板81的下表面和下板64之间。

使用具有这种结构的Z轴测量元件100，消除了在杆65(上面安装有检测元件37)的下方给Z轴测量装置留出空间的必要性，这是因为Z轴测量单元100是由从板81向上垂直延伸的环状探头101和贯穿探头101的感应杆102组成。这使降低镜框形状测量装置20的高度成为可能，并因此实现了一种紧凑结构。

另外，因为仅要求把Z轴测量单元100安装在侧壁的空间(该空间位于滑动片62的内部并包围杆65，这样就不会与撤回机构67发生冲突)中，因此其能够容易地安装。

检测杆108也安置在滑动片62上。此检测杆108用作镜片207或框架模板300的外周形状检测元件。检测杆108贯穿安装在上板63上的圆柱部件109，从而可以垂直移动，检测杆108的上端接近直接位于回转工作台33的长槽61下部的一末端部分。检测杆108通过螺旋拉伸弹簧110而向上偏移，并由旋转阻止销轴111防止旋转。旋转阻止销轴111从检测杆108的下端部的外部表面延伸。旋转阻止枢轴的远端部分滑动地***缝隙112从而可以在垂直方向上伸长，该缝隙形成于下板64的垂直平板部分中。

检测杆108具有可以打开或关闭限位开关113的枢轴状操作元件114，并通常由推动销115保持在最低位置。当每操作推动销115一次时，它就夹紧检测杆108。当每操作推动销115两次时，它就释放夹紧状态并移到检测状态。对于推动销115，可使用商业性推动销。限位开关113检测检测杆108的使用或非使用状态。当检测杆108向下移动到最低位置并且它的状态由推动销115夹紧时，操作部件114推动并转动可移动片113a，而且限位开关保持在断开状态。当检测杆108向上移动并且由于操作部件114引起的可移动片113a的挤压状态被释放时，限位开关113接通。当检测杆108被向下推时，因为检测杆108由于推动销115而产生的夹紧状态被释放，检测杆108就被螺旋拉伸弹簧110向上拉而移动到安装位置Rdo，在该位置其能够接触镜片207或框架模板300。在这种情况下，与边缘35A、35B的形状检测不同，对镜片207或框架模板300的形状检测是二维检测，即检测径向的位移r和旋转角度θ。因此，检测杆108不需要保持在浮动状态，从而可以在旋转阻止销轴111和缝隙112的上端壁紧密接触时进行检测。

限位开关113检测检测杆108的使用和非使用状态。当检测杆108向下移动到最低位置时，它的状态由推动销115保持，通过操作元件114推动并旋转可移动片113a，限位开关113保持在断开状态。当检测杆108向上移动并且由于操作部件114造成的可移动片113a的挤压状态被释放时，限位开关113接通。

本发明力图找到接触部分的最佳直径。例如，本发明人已经做了改变框槽的开口角度α和检测元件接触部分直径D的试验。当直径D设定在预定范围内时，更具体地说，1.6mm＜D＜2.2mm时，通过试验和纠错之后，发现接触部分不容易从框槽36脱落，而且当允许使用通用的矫正值时，没有必要针对框槽36的不同开口角度α而使用不同的矫正值。

此发现将参照附图15到18进行描述。根据本发明的该实施例，提供一种镜框形状测量装置，其中检测元件的接触部分被制成半球形，直径D设定为预定范围内的值来防止检测元件从具有不同开口角度α的框槽中脱落，从而实现可靠的检测，并能用相同的矫正值矫正检测值而不用考虑开口角度α。

参考图12，边缘35A、35B的框槽36通常制成开口角度为110°、100°、90°的V形槽。另外，斜磨轮的角度被标准化为120°，因此始终是常数。角度为120°的斜面镜片装进设置有具有任意开口角度12α的框槽36的镜框中。另一方面，检测元件37的接触部分37C被制成凸起的半球形，且不考虑开口角度α地将直径设定为大于1.6mm并小于2.2mm(1.6mm＜D＜2.2mm)。假设直径D以这种方式设定在1.6mm＜D＜2.2mm的范围内。如果直径D保持相同，当接触部分37C的120°斜面V(V形突起)和框槽36接触时，从斜面顶点S到接触部分37C的中心O₀的距离R就变得彼此近似相等。这使得不必再根据开口角度α改变附加到检测数据的矫正值，因此可以用同一个矫正值进行矫正。如果直径D等于或小于1.6mm，距离R之间的差别会不希望地增加。如果直径等于或大于2.2mm，距离R之间的差别缩小，但是从框槽36的最深部分到接触部分37C的接触点P1和P2之间的距离增加。这就不希望地使检测组件37较容易从框槽36脱落。

图13A到18C表示的是当框槽36的开口角度α分别设定为110°、100°、90°以及接触部分37C的直径D分别设定为1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm和2.4mm时的距离R。

如图13A到13C所示，当直径D设定为1.6mm时，在图13A中显示的α＝110°的情况下R＝0.896mm；在图13B中显示的α＝100°的情况下R＝0.875mm；在图13C中显示的α＝90°的情况下R＝0.861mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.035mm(0.896-0.861)。考虑到该差别0.035mm的意义，框槽36的周长可以被看作一个准数。

通常，当每个边缘35A、35B的框槽36的周长和在斜面处理过程中形成于镜片***中的斜面V的周长之差超过0.2mm时，镜片207和框槽36之间的安装状态就恶化了。假设认为镜框24的框架形状是一个圆。在这种情况下，如果在径向上的上述差别变为0.35mm，框架中的该误差整体增加大约6倍(2Л＝2×3.14)以达到大约0.21mm，该数值超出了上述允许误差0.2mm。

考虑到允许的直径误差接近0.2mm。当直径D设定为1.6mm时，如图13A到13C所示，在图14A所示的α＝110°的情况下R＝1.018mm；在图14B所示的α＝100°的情况下R＝1.005mm；以及在图14C所示的α＝90°的情况下R＝1.002mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.016mm。框架的整体误差变成0.096mm(2Л×0.016)，该值充分小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.0mm时，如图15A到15C所示，在图15A所示的α＝110°的情况下R＝1.14mm；在图15B所示的α＝100°的情况下R＝1.136mm；以及在图15C所示的α＝90°情况下R＝1.136mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.004mm。框架的整体误差变成0.024mm，该值充分小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.1mm时，如图16A到16C所示，在图16A所示的α＝1 10°的情况下R＝1.201mm；在图16B所示的α＝100°的情况下R＝1.2mm；以及在图16C所示的α＝90°的情况下R＝1.2mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.001mm。框架的整体误差变成0.006mm(2Л×0.001)，该值充分小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.2mm时，如图17A到17C所示，在图17A所示的α＝110°的情况下R＝1.262mm；在图1 7B所示的α＝100°的情况下R＝1.262mm；以及在图17C所示的α＝90°的情况下R＝1.262mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0。

另一方面，如图17A到17C所示当接触部分37C的直径D增长时，带有框槽36的接触部分向外移动。这种情形使得接触部分37C不希望地容易从框槽36中脱落。

当直径D设定为2.4mm时，如图18A到18C所示，在图18A所示的α＝110°的情况下R＝1.383mm；在图18B所示的α＝100°的情况下R＝1.383mm；以及在图18C所示的α＝90°的情况下R＝1.262mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0。然而，接触部分37C不希望地容易从框槽36中脱落。

接触部分37C的直径D因此设定为1.6mm或更大，并最大限制为接近2.1mm的值。

下面将参照附图29的流程图描述具有上述结构的镜框形状测量装置20的操作过程。

首先，该装置被通电(步骤200)。

当要执行边缘35A、35B的形状检测(框架示踪)时(步骤201)，镜框24通过开口部25***外壳21，并且通过一对夹紧装置34A、34B分别夹紧边缘35A、35B。

接着通过选择按钮41设定形状检测的状态(步骤202)。

通过操作起动按钮40来顺序检测边缘35A、35B的形状(步骤203)。

在检测状态中，数据按钮43发出绿光。当形状检测完成时，数据按钮由绿变红来提醒操作者检测完成。

已经经过形状检测的边缘35A、35B的检测数据自动传送到抛光机或管理计算机中(步骤205)。

当要执行框架模板300的形状检测(模式示踪)(步骤206)时，框架模板300固定于夹具208上(步骤207)。

接着移开盖210，将夹具208定位并固定在金属装置29上(步骤208)。

通过选择按钮41设定形状检测的条件(右侧、左侧)(步骤209)。

设定检测杆108，并且操作启动按钮40以进行框架模板300的形状检测(步骤210)。

通过上述步骤203、204和205完成框架模板300的形状检测。

当要执行镜片207的形状检测(镜片示踪)(步骤211)时，镜片207固定于夹具208上(步骤212)。接着移开盖210，并且将夹具208安置并固定在金属装置29上(步骤213)。通过上述步骤209、210、203、204和205完成镜片207的形状检测。

框架模板300由合成树脂制造，并具有中心孔286和两个在中心孔286两侧的定位孔287，如图21所示。一副框架模板300的上、下表面分别用于左眼(L)和右眼(R)。

镜片207是加边的镜片。两种具有对称形状的镜片根据左眼(L)和右眼(R)各自的尺寸而分别制备。

参照图1、2和图19到23，夹具208具有金属夹具主体290。夹具主体290由基本为正方形板形式的固定部分290A和基本为正方形块形式的臂部分290B组成，臂部分290B整体地从固定部分290A的后端延伸。两个成对的永久磁铁292a、292b、和293a、293b分别嵌入固定部分290A的上表面和下表面291a、291b。永久磁铁292a、292b和293a、293b用于把夹具208固定到金属装置29的夹具安装部分B上，并且它适当安排在前后方向的间隔中，从而位于固定部分290A的横向的中心线上。

另外，在上表面上的永久磁铁292a、292b分别与下表面上的永久磁铁293a、293b相对。固定部分290A具有两个定位销294a、294b和一个检测销295，检测销贯穿上表面和下表面291a、291b。两个定位销294a、294b用于把夹具208安置在金属装置29的夹具安装部分B上，并形成永久磁铁292a、293a的两侧，其前侧距离基本相等。

检测销295用于区分框架模板300和镜片207的检测模式，并设置成上末端位于上部永久磁铁292b的左侧。结果，检测销295的下端位于下永磁铁293b的右侧，如图20所示。

臂部分290B采用正方形块的形式，它的宽度小于固定部分290A而厚度和长度大于它。上表面296a和固定部分290A的上表面齐平，下表面296b位于下表面291b的下方。臂部分290B的远端部分的上表面形成模板安装部分297。模板固定支架350固定到模板安装部分297。模板固定支架350具有矩形块状形状，其上表面形成有框架模板300的安装表面300a。如图21所示，此安装表面300a中形成有螺钉安装孔301，两个定位销302从该螺钉安装孔301的两侧延伸。定位销302装进框架模板300的定位孔287内，从而将框架模板300定位于安装表面300a。

另外，将定位销303打入模板固定支架350的一个侧表面。此定位销303用于固定螺钉安装孔301内的固定螺钉304。该固定螺钉304用于把框架模板300固定到安装表面300a。远端部分303a制成圆锥形形状，并凸进螺钉安装孔301。凸出的长度设置为稍小于固定螺钉304的螺纹305a的高度(螺纹槽305b的深度)。

如图21所示，固定螺钉304由外螺纹部分304A和头部304B组成，外螺纹部分304A通过框架模板300的中心孔286***螺钉安装孔301，头部304B与外螺纹部分304A的最接近末端整体形成。轴向延长的销导向槽310形成于外螺纹部分304A的表面上。销导向槽310的远端向着外螺纹部分304A的远端面敞开。将销导向槽310的宽度设定为大于定位销303的外部直径以允许它被***。外螺纹部分304A上形成有双头螺纹，并且螺纹305a和螺纹槽305b由销导向槽310分离开。通过滚花处理在头部304B的圆周表面上形成滚花(凹进和凸出)，从而在操作时防止打滑。在该实施例中，由于利用如上述双头螺纹的多头(multi-start)螺纹作为固定螺钉304，因此仅仅通过轻轻前后移动固定螺钉304就可以把定位销的远端装进螺纹槽中。

参照图19，制动销311在固定部分290A和臂部分290B之间的边缘部分从夹具主体290的上表面凸出。在框架模板300的形状检测中，当夹具208翻转并安装在金属装置29的夹具安装部分B上时，制动销311就在前侧和夹紧单元34A的后表面接触以防止夹紧单元34A向后移动。

臂部分290B的前端面112位于固定部分290A的下方。在测量镜片207的形状时，当夹具208以正常状态安装在金属装置29的夹具安装部分B上时，前端面112在前侧与夹紧单元34A的后表面相接触，如图2所示，从而形成制动表面，该制动表面防止夹紧单元34A向后移动。

镜片安装部分313形成于臂部分290B的下表面上。此镜片安装部分313包括上面装有跃动杯(leap cup)315的杯形轴314、镜片压轴316、螺旋压缩弹簧317以及固定螺钉318；跃动杯315用于夹持可拆卸安装的镜片207，镜片压轴可在夹具主体290的纵向上移动，螺旋压缩弹簧317用作将镜片压轴316从夹具主体290向后偏压的偏压装置，固定螺钉318用于使镜片压轴316按照与螺旋压缩弹簧317的偏压方向相反的方向即向前移动。

通过把基座向后压而将跃动杯315的基座315a固定于夹具主体290的跃动压件319固定于镜片压轴316的下表面，镜片压轴316具有多个固定螺钉320。

杯形轴314、镜片压轴316和螺旋压缩弹簧317存储于存储孔321中，该孔形成于臂部分290B的内中心部分中从而可以向后和向前伸长。存储孔321对臂部分290B的后端面是敞开的。

杯形轴314具有小盘状的形状。装配部分323和定位凸出物324从杯形轴314的下表面凸起。装配部分323是具有矩形截面的凸出物，且它形成于杯形轴314的中心内从而径向延伸。杯形轴314固定于存储孔321的后端部中，并且装配部分323和定位凸出物324凸进形成于臂状部分290B的下表面296b上的长槽325中，从而可以前后方向伸长。长槽325的中心部分和存储孔321相通。

跃动杯315的基座315a的上表面具有其中安装有杯形轴314装配部分323的装配凹进部分326和其中安装有定位凸出物324的小装配凹进部分327。镜片207固定于具有双层涂覆胶带的跃动杯315的下表面。

镜片压轴316可滑动地布置在存储孔321中。在向后和向前方向伸长的凹进部分330形成于镜片压轴316的下表面的后端部，以防止其和杯形轴314发生冲突。将螺旋压缩弹簧317存储在存储孔321的前侧以沿固定螺钉318的方向(即向后)偏压镜片压轴316。

固定螺钉318用于将跃动杯315从跃动挤压部319制造的压紧状态中释放出来，并且被拧进固定于臂部分290B后端面的螺丝座331中。固定螺钉318的远端面与镜片压轴316的远端面相接触。固定螺钉318上形成有三螺纹。

跃动压部319可滑动地存储在长槽325中。当镜片压轴316由于受到螺旋压缩弹簧317的偏置力而向后移动时，跃动压部319也一起向后移动，并挤压跃动杯315基底315a的前表面。通过以这种方式将基底315a压到长槽325的后末端壁上，将跃动杯315固定于夹具290以防止它从杯形轴314脱落。

在具有这种结构的夹具208中，为了使框架模板300安装到模板固定支架350的安装表面300a上，将定位销302装进定位孔287中以定位框架模板300，并使它与安装表面300a相接触(图21)。该固定螺钉304于是通过框架模板300的中心孔286而***模板固定支架350的螺钉安装孔301中。此时，***固定螺钉304以防止定位销303的远端部分303a接触和损坏外螺纹部分304A的螺纹305a或不要损坏销本身。即，将固定螺钉304插进螺钉安装孔301中，这样定位销303和销导向槽310彼此配合来定位销导向槽310中的远端部分303a(图21)。然后用手握住固定螺钉304的头部304B并沿锁紧它的方向旋转(图22)。

在这种情况下，由于形成外螺纹部分304A的螺纹305a和螺纹槽305b在销导向槽310侧壁的开口端边缘上交替形成，因此远端部分303a可以与依靠定位销303定位的螺纹305a相配合。在这种情况下，即使固定螺钉304被旋转，它也不能被紧固，这是因为远端部分303a开始与螺纹305a接触。基于此原因，在旋松方向轻轻(约1/2螺距)转动该固定螺钉，从而使定位销303的远端部分303a与螺纹槽305b相配合。当固定螺钉304在这种状态下以旋紧方向转动时，定位销303的远端部分303a移动到销导向槽310外侧并移至螺纹槽305b。当拧紧固定螺钉304，螺纹槽305b的槽壁紧压定位销303的远端部303a以把固定螺钉304固定到螺钉安装孔301中，从而把框架模板300固定到模板固定支架350的安装表面300a。图23显示了这种状态。在这种情况下，紧固固定螺钉304需要的转数在一转以内。

由于固定螺钉304的外螺纹部分304A是双头螺纹，因此固定螺钉304前进的距离可以设定为外螺纹部分304A的螺距的两倍。换言之，因为螺纹305a和螺纹槽305b之间的间距是单头螺纹的1/2螺距，因此通过在轴向上轻轻移动固定螺钉304能够使定位销303的远端部分303a与螺纹槽305b相匹配。

当要从夹具208移开框架模板300时，沿松动方向旋转固定螺钉304，以使定位销303的远端部分303a回到销导向槽310中。此时，当紧固操作时旋转固定螺钉304在一转以内。在定位销303的远端部分303a回到销导向槽310中之后，从螺钉安装孔301和中心孔286中拔出固定螺钉304，并且从夹具208移去框架模板300。

采用这种对框架模板300的安装结构，可以仅通过把固定螺钉304***螺钉安装孔301，其中定位销303与销导向槽310相匹配，然后在一转内以旋转角度拧紧固定螺钉304来安装框架模板300。这样可以实现方便和快速地安装框架模板300。另外，仅通过在一转内以旋转角度旋松固定螺钉304可以方便迅速地移去框架模板300。

为了把镜片207安装在夹具208的镜片安装部分313上，将镜片207固定到具有双层胶带涂层的跃动杯315的下表面。

随后，将跃动杯315的装配凹进部分326安装在杯形轴314的安装部分323上，同时，将定位凸出物324装进安装凹进部分327。此时，为了更方便地把跃动杯315安装在杯形轴314上，事先紧固固定螺钉318来使镜片压轴316向前按压螺旋压缩弹簧317。

当固定螺钉318在跃动杯315安装到杯形轴314后被拧松时，镜片压轴316通过螺旋压缩弹簧317的偏置力向后移动。因而，跃动挤压部316向后挤压跃动杯315的基座315a，并且把它压到长槽325的后末端壁，从而把镜片207安装在夹具208上。螺旋压缩弹簧317挤压镜片压轴316，并且跃动挤压部319将跃动杯315挤压到夹具主体290。因此，跃动杯315不可能从杯形轴314中脱落。

当要从夹具208移走镜片207时，紧固固定螺钉318克服螺旋压缩弹簧317向前移动镜片压轴316，从而将跃动杯315从跃动挤压部319造成的被挤压状态中释放出来。其后，从杯形轴314移走跃动杯315。

在这种情况，由于固定螺钉318是三头螺纹，则在旋转一圈后它前进的距离是普通单头螺纹前进距离的三倍。即，通过成倍增加螺纹数目，螺丝前进的距离也增加。这样允许快速抽出镜片207，从而很快地把跃动杯315从跃动压力产生的挤压状态中释放出来。因此，可以很快地装配和取下镜片。

夹具208在夹具主体290的上、下表面上分别提供模板安装部分297和镜片安装部分313。因此，当即将检测框架模板300时，夹具208翻转以允许框架模板300安装进凹部21中。当要检测镜片207时，将夹具208定位并固定到金属装置29(具有面朝上的模板安装部297)的夹具安装部分B，从而允许镜片207装进外壳21内。

金属装置29的夹具安装部分B和用于区分框架模板300和镜片207的检测模式的自动区分机构将在下面描述。

参照图24到27，上面安装有夹具208的金属装置29由磁性材料制成，其具有上表面用作夹具的安装部B。夹具安装部B具有第一、第二固定部分340A、340B，夹具208可选择地定位并安装在其上。第一、第二固定部分340A、340B在金属装置29的宽度方向上彼此间隔开预定距离。第一固定部分340A处于当要检测左框架模板300(L)或左镜片207(L)时夹具208被夹紧的位置。第二定固部分340B处于当要检测右框架模板300(R)或右镜片207(R)时夹具208被夹紧的位置。

两个定位孔341a、341b和两个检测孔343a、343b形成于第一固定部分340A中，与两个定位销294a、294b以及从夹具主体290的固定部分290A延伸的检测销295相对应。同样地，两个定位孔342a、342b和两个检测孔344a、344b形成于第二固定部分340B中，与两个定位销294a、294b和从夹具主体290的固定部分290A延伸的检测销295相对应。定位孔341a、341b、342a、342b可以是贯穿金属装置29下表面的通孔，或是其内的盲孔。检测孔343a、343b、344a和344b是贯穿金属装置29下表面的孔。

一共四个传感器，即第一到第四传感器SW1、SW2、SW3、SW4，成对排列在对应于第一、第二固定部分340A、340B的金属装置29下表面的左、右部分上。这些传感器和上述的检测销295构成了用于检测框架模板300和镜片207的形状的自动区分机构K。

自动区分机构K的布置等将在下面进行更详细地描述。第一到第四传感器中的每一个SW1、SW2、SW3和SW4都有光发射元件和通过检测孔343a、343b、344a、344b中对应的一个而彼此面对排列的光接收元件，光接收元件光学地检测夹具208的检测销295。每个传感器通常保持在关闭状态，其中从光发射元件发出的光由光接收元件接收。当从光发射元件发出的光被检测销295阻挡时，传感器就开启。引起的信号发送到控制部分。根据从第一到第四传感器SW1、SW2、SW3和SW4之一接收到的检测信号，控制部分就自动区分是否设定框架模板300或镜片207的检测模式，以及是要检测左或右框架模板300还是左或右镜片207，并切换检测模式。

该操作的实施例将在下面进行描述。当要检测左框架模板或镜片时，夹具208固定到第一固定部分340A。此时，第一或第二传感器SW1或SW2检测夹具208的安装。当要检测右框架模板或镜片时，夹具208固定在第二固定部分340B。此时，第三或第四传感器SW3或SW4检测夹具208的安装。

该操作的另一个实施例将在下面进行描述。当要检测左框架模板或镜片时，夹具208固定到第一固定部分340A。如果左框架模板此时已安装好，则第一检测器SW1对此进行检测。如果左镜片已安装好，则第二检测器SW2对此进行检测。当要检测右框架模板或镜片时，夹具208固定到第二固定部分340B。如果右框架模板此时已安装好，第三检测器SW3对此进行检测。如果右镜片已安装好，第四检测器SW4对此进行检测。

更具体地说，当要检测左框架模板300(L)时，框架模板300(L)定位在夹具208的安装表面100a，并用固定螺钉304固定。其后，如图24所示，夹具208翻转以把框架模板300(L)定位在下侧，并且夹具主体290的固定部分290A定位并固定于金属装置29的固定部分340A上。通过把两个定位销294a、294b插进定位孔341a、341b并且将永磁铁292a、292b与金属装置29彼此磁力地连接来完成这种定位和夹紧操作。

此时，检测销295插进左检测孔343a。结果，检测销295挡住了从第一传感器SW1的发光二极管发出的光线，传感器SW1开启。然后因此引起的信号传送到控制部分。控制部分基于从传感器SW1的检测信号检测通过夹具208而安装在第一固定部分340A上的左框架模板300(L)，并且发出命令以通过使用检测杆108而对左框架模板300(L)进行形状检测。

当要检测左镜片207(L)时，镜片207(L)被安装在夹具208上。更具体地说，上面安装有镜片207(L)的跃动杯315(图19)安装在杯形轴314上。然后通过螺旋压缩弹簧317的偏置力使镜片压轴316向后移动，从而使跃动挤压部319挤压跃动杯315的基座315a并把它固定于长槽325的后末端壁上。上面安装有镜片207(L)的夹具208于是被定位并被固定在金属装置29的第一固定部分340A上，如图2和25所示。通过把两个定位销294a、294b插进定位孔341a、341b并且使下永磁铁293a、293b与金属装置29彼此磁力地连接来完成这种定位和夹紧操作。在这种情况下，夹具208不需要翻转，并且检测销295插进左检测孔343b内。结果，检测销295挡住传感器SW2的发光二极管发出的光线来开启传感器SW2。然后检测信号发送到控制部分。控制部分基于从传感器SW2的检测信号，检测通过夹具208而安装在第一固定部分340A的左镜片207(L)，并且发出命令以使用检测杆108对左镜片207(L)进行形状检测。

当要检测右框架模板300(R)时，框架模板300(R)固定到夹具208。其后，如图26所示，夹具208翻转以把框架模板300(R)定位在下侧，并且夹具主体290的固定部分290A定位并夹紧在金属装置29的固定部分340B上。通过把两个定位销294a、294b插进定位孔341a、341b并且将永磁铁292a、292b与金属装置29彼此磁力地连接来完成这种定位和夹紧操作。此时，检测销295插进右检测孔344a。结果，检测销295挡住了从第一传感器SW3的发光二极管发出的光线，传感器SW3开启。于是引起的信号传送到控制部分。控制部分基于从传感器SW3的检测信号而检测通过夹具208安装在固定部分340B的右框架模板300(R)，并且发出命令以使用检测杆108对右框架模板300(R)进行形状检测。

当要检测右镜片207(R)时，该镜片207(R)被安装在夹具208的镜片安装部313上，然后夹具208定位并夹紧在金属装置29的固定部分340B上，如图21所示，象左镜片207(L)的情况一样。这种定位和固定的操作可以通过把两个定位销294a、294b插进定位孔342a、342b并且将永磁铁293a、293b与金属装置29彼此磁力地连接来完成。在这种情况下，夹具208不需要翻转。当夹具208固定到固定部分340B，检测销295挡住了从传感器SW4的发光二极管发出的光线，传感器SW4开启。于是引起的信号传送到控制部分。控制部分基于从传感器SW4的检测信号检测通过夹具208而安装在固定部分340B的右镜片207(R)，并且发出命令以使用检测杆108对右镜片207(R)进行形状检测。

如上所述，第一、第二定位部分340A、340B在夹具安装部B上，以及总共四个传感器，即传感器SW1、SW2、SW3、SW4分别成对地排列在固定部分340A、340B上。在这种排列中，基于这些传感器的检测信号，能够区分框架模板300和镜片207以及左、右框架框架模板300和右镜片207的检测模式。这消除了操作者在控制面板22侧指明每次检测的检测模式的需要，因此减少了操作者的负担。尤其是，这可以防止操作者发生指定错误。

图28显示的是第一到第四传感器SW1、SW2、SW3、SW4和第5传感器SW5的开关状态。参照图28，通过上述的夹紧单元34A或34B开启或关闭第五传感器SW5。当夹紧单元34A、34B在框架模板300或镜片207的检测过程中彼此保持间隔开时，此开关保持开启。当夹紧单元34A、34B接近并且夹紧镜框24来检测镜框24的边缘形状时，该开关关闭。当由此发生的信号传送到控制部分时，控制部分检测镜框24是否安装好，并发出指令以使用测量元件37来执行镜框形状检测。

上述实施例已经举例说明了这样的情况：其中使用第一到第四传感器SW1、SW2、SW3和SW4来在模板300和镜片207之间进行框架区分以及对要执行左眼检测和右眼检测进行区分。然而，本发明并不限于此。如果通过使用操作开关来指定检测左眼或右眼，则两个传感器SW可以省略。

第一、第二、第三和第四传感器(SW1、SW2、SW3、和SW4)检测检测销295，从而检测夹具208是否安装在第一或第二固定部分340A或340B上。在这种情况下，把检测销295从夹具208的中心向左或向右移动可以防止当将夹具208翻转并安装它时操作者发生错误安装。

对于传感器SW1到SW4，可以使用光学检测检测销295的传感器。

下面将参照图12到18C描述镜框24的边缘35A、35B和测量元件37的接触部分37C之间的关系。

参照图12，框槽36的边缘35A、35B通常形成开口角α为110°、100°、和90°的V形槽。另外，斜磨轮的角度标准化为120°，因而总是常数。角度为120°的斜面透镜装进框槽36具有任何开口角12α的镜框内。

另一方面，测量元件37的接触部分37C被制成凸起的半球形状，并且直径D被设定为大于1.6mm小于2.2mm(1.66mm＜D＜2.2mm)而不考虑开口角α。假设直径D以这种方式被设定在1.66mm＜D＜2.2mm的范围内。如果直径D保持不变，当接触部分37C的120°斜面(V形突出)开始与框槽36接触时，从斜面顶点S到接触部分37C中心O₀的距离R就变得大约彼此相等。这使根据开口角度α而改变附加到检测数据的矫正值变得没有必要，因此允许用相同的矫正值进行矫正。如果直径D等于或小于1.6mm，距离R之间的差别就会不希望地增加。如果直径等于或大于2.2mm，则距离R之间的差别减少，但是从框槽36最深处到接触部分37C的接触点P1和P2之间的距离增大了。这将使测量元件37不希望地容易从框槽36中脱落。

图13A到18C表示的是当框槽36的开口角度α分别设定为110°、100°、和90°，而接触部分37C的直径D分别设定为1.6mm、1.8mm、2.0mm、2.1mm、2.2mm和2.4mm时的距离R。

如图13A到13C所示，当直径D设定为1.6mm时，在图13A中显示的α＝110°的情况下R＝0.896mm；在图13B中显示的α＝100°的情况R＝0.875mm；在图13C中显示的α＝90°的情况下R＝0.861mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.035mm(0.896-0.861)。考虑到该差别0.035mm的意义，框槽36的周长可以被看作一个准数。

通常，当每个边缘35A、35B的框槽36的周长与在斜面处理过程中形成于镜片***中的斜面V的周长之差超过0.2mm时，镜片207和框槽36之间的安装状态就恶化了。假设认为镜框24的框架形状是一个圆。在这种情况下，如果径向上的上述差别变为0.35mm，框架中的该误差整体增加大约6倍(2Л＝2×3.14)从而变成大约0.21mm，该数值超出了上述允许误差0.2mm。

考虑到允许的直径误差接近0.2mm。当直径D设定为1.6mm，如图13A到13C所示，在图14A所示的α＝110°的情况下R＝1.018mm；在图14B所示的α＝100°的情况下R＝1.005mm；以及在图14C所示的α＝90°的情况下R＝1.002mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.016mm。框架的整体误差变成0.096mm(2Л×0.016)，该值充分小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.0mm时，如图15A到15C所示，在图15A所示的α＝110°的情况下R＝1.14mm；在图15B所示的α＝100°的情况下R＝1.136mm；以及在图15C所示的α＝90°情况下R＝1.136mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.004mm。框架的整体误差变成0.024mm，该值充分地小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.1mm，如图16A到16C所示，在图16A所示的α＝110°的情况下R＝1.201mm；在图16B所示的α＝100°的情况下R＝1.2mm；以及在图16C所示的α＝90°的情况下R＝1.2mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0.001mm。框架的整体误差变成0.006mm(2Л×0.001)，该值充分小于上面允许的误差0.2mm。

当直径D设定为2.2mm，如图17A到17C所示，在图17A所示的α＝110°的情况下R＝1.262mm；在图17B所示的α＝100°的情况下R＝1.262mm；以及在图17C所示的α＝90°的情况下R＝1.262mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0。

另一方面，当接触部分37C的直径D如图17A到17C增长时，带有框槽36的接触部分向外移动。这种不理想的情形使得接触部分37C容易从框槽36中脱落。

当直径D设定为2.4mm，如图18A到18C所示，在图18A所示的α＝110°的情况下R＝1.383mm；在图18B所示的α＝100°的情况下R＝1.383mm；以及在图18C所示的α＝90°的情况下R＝1.262mm。α＝110°时和α＝90°时该距离的差别为0。然而，接触部分37C不希望地容易从框槽36中脱落。

接触部分37C的直径D因此设定为1.6mm或更多，并最大限制为接近2.1mm的值。

下面将参照附图29的流程图描述具有上述结构的镜框形状测量装置20的操作过程。

首先，该装置被通电(步骤200)。当要执行边缘35A、35B的形状检测(框架示踪)时(步骤201)，镜框24通过开口部25***外壳21，并且通过一对夹紧装置34A、34B分别夹紧边缘35A、35B。接着通过使用选择按钮41设定形状检测的状态(步骤202)。通过操作起动按钮40来顺序检测边缘35A、35B的形状(步骤203)。在检测状态中，数据按钮43发出绿光。当形状检测完成时，数据按钮由绿变红来提醒操作者检测完成。已经经过形状检测的边缘35A、35B的检测数据自动传送到抛光机或管理计算机(步骤205)。

当要执行框架模板300的形状检测(模式示踪)(步骤206)时，框架模板300固定于夹具208上(步骤207)。接着移开盖210，将夹具208定位并固定在金属装置29上(步骤208)。通过选择按钮41设定形状检测的状态(右侧、左侧)(步骤209)。设定检测杆108，并且操作启动按钮以进行框架模板300的形状检测(步骤210)。通过上述步骤203、204、和205完成框架模板300的形状检测。

当要执行镜片207的形状检测(镜片示踪)(步骤211)时，镜片207固定于夹具208上(步骤212)。接着移开盖210，并且将夹具208安置并固定在金属装置29上(步骤213)。通过上述步骤209、210、203、204和205完成镜片207的形状检测。

在具有上述结构的镜框形状测量装置20中，在执行边缘35A、35B的形状检测时，可移动部件85的重量(举例来说10到13kg)与平衡弹簧80的弹力平衡，可动部件85由测量元件37、杆65等组成并可垂直移动。因此，测量元件37的接触部分37C在几乎无载荷的状态下与框槽36接触。

实际上，由于测量元件37的安装位置Rd被设定为稍高于(大约1到5mm)框槽36的中心，所以当接触部分37C和框槽36结合时，测量元件37必须被轻轻向下推。基于此原因，平衡弹簧80根据测量元件37向下移动的距离被压缩一定数量，并且利用发生的反作用力将杆65向上推从而将接触部分37C压到框槽36的上槽壁。因而，平衡弹簧80的应力中加上了施加到框槽36的载荷。但是，此载荷非常轻，从而几乎可以忽略。例如，假设平衡弹簧的弹性系数是0.32(g/mm)，则当测量元件37降低5mm并与框槽36结合时，施加到框槽36的载荷是1.6g(0.32×5)，而当测量元件37垂直位移±10mm时，施加到框槽36的载荷是±3.2g(0.32×10)。这些载荷与可动部件85的重量(10到13g)相比足够轻，从而几乎可以忽略。

因此，在检测时接触部分37C相对于框槽36表现出良好的随动特性，并变得难以从框槽36脱落。另外，由于实现了几乎无载荷状态，因此与图30中所示的传统装置相比，相对框槽36挤压测量元件37的接触部分37C的径向检测力F可以减少至约30g，从而进一步提高了接触部分37C的随动特性。采用上述结构，可使边缘35A、35B很少变形。这使得高精度地检测垂直方向上的位移Z成为可能。

对于在上述实施例中使用的平衡弹簧和偏置弹簧，可以使用螺旋压缩弹簧、螺旋拉伸弹簧等。另外，对于该实施例中使用的驱动单元，可使用公知的装置来控制操作，例如，使用线性步进电机或电机。

在上述实施例中，传感探头101安置在滑动片62侧，感应杆102从板81垂直延伸。然而，本发明并不限于此。传感探头101可以固定到杆65上，并且感应杆102可以安置在滑动片62侧。即，只要允许传感探头101与感应杆102能相对垂直移动的任何结构都可以使用。

如上所述，因为根据本发明的镜框形状测量装置具有用于夹紧几乎无载荷状态下的测量元件以使它垂直移动的Z方向ME夹紧机构，因此相对槽框架挤压测量元件接触部分的径向检测压力可以减小。这防止测量元件从框槽中脱落，并防止边缘变形。因此，能够精确检测测量元件在垂直方向上的位移。

另外，因为Z方向夹紧装置ME由可垂直移动杆和平衡弹簧组成，平衡弹簧将杆向上推并且在形状检测期间把它保持浮动状态的预定位置，因此该合成结构简单而且只需要少数量的组件。因此，该机构能以低成本制造。

而且，与框槽相接触的测量元件的接触部分形成为半球形，并且直径D设定为1.6mm＜D＜2.2mm。因此，对于所有的开口角度110°、100°、和90°，从斜面顶点到接触部分中心的距离制成彼此大致相等。这使得可以仅使用预定矫正值而不考虑开口角度地矫正检测值。另外，事先不需要检测框槽的开口角度。因此检测可以很快地进行，并且装置本身可以低成本制造。

在从检测状态切换到非检测状态时，通过撤回机构而不是自重来强制地降低杆从而将其从装载位置撤出到空载位置。这防止了杆在撤出过程中停止，并允许测量元件可靠地撤退到空载位置。另外，撤回机构的结构很简单。

本发明中使用的Z轴测量单元使用感应杆和传感探头，感应杆和上面安装有测量元件37的杆相邻并平行，传感探头安置在与传感杆相邻的位置。传感探头或感应杆被设计成与杆的操作同时垂直移动。与现有技术不同，从而不需要在上面安装有检测元件的杆下方为Z轴测量单元确保一个空间。这使降低镜框形状测量装置的高度和减小其尺寸成为可能。

另外，由于仅要求把Z轴测量单元放在围绕滑动片内的杆的旁侧间距中以不与撤回机构发生干涉，因此Z轴测量单元可以方便地进行安装。

如上所述，在根据本发明的镜框形状测量装置中，因为用于检测杆在垂直方向上的位移作为测量元件在垂直方向上的位移的Z轴测量单元由位于该杆一侧的检测杆和传感探头组成，感应杆通过该探头可相对垂直移动，因此不需要在该杆的下方为Z轴测量单元确保安装位置。因此，镜框形状测量单元的高度可以降低，从而实现了与传统装置相比的紧凑结构。

在上述实施例中，双头螺纹用作固定螺钉304，三头螺纹用作固定螺钉318。然而，本发明不限于此，并且任何复头螺纹都能够使用，只要螺纹头的数目等于或多于两个。

在上述的实施例中，夹具208具有模板安装部297和镜片安装部分313，从而其既能夹紧框架模板300又能夹紧镜片207。然而，本发明不限于此，还可以使用专用框架模板夹具和专用镜片夹具。

假设要检测无边镜框的形状。在这种情况下，如上所述，如果使用根据本发明的夹具和镜框形状测量装置，则因为固定螺钉可以仅在一转之内被紧固和放松，所以框架模板能够很快地从夹具上装卸，提高了可操作性。另外，由于仅要求在固定螺钉上形成轴向销导向槽并把夹紧销插进螺钉安装孔，因此该结构能够简化并且可以低成本制造。

另外，根据本发明的夹具使用复头螺纹作为用于释放由跃动压件产生的挤压状态下的跃动杯的固定螺钉，因此镜片可以很快安装和拆卸。

在上述实施例中，检测销295在从夹具208的固定部分290A中心按照宽度方向偏移到左侧的位置上垂直延伸，来防止夹具在翻转后被错误地安装在夹具的安装部分B。然而，本发明不限于此，可以在宽度方向上夹紧部分的中心设置检测销295。

根据本发明的镜框形状测量装置具有在外壳的夹具安装部分上的第一、第二夹紧部分和各个安装部分上的传感器。因此，根据夹具的安装位置可以自动区分是否要检测框架模板或镜片。

另外，如果传感器成对地安置在各自的夹紧部分上，则可以同时区分检测的是左眼还是右眼。在这种情况下，因此，操作者不需要通过操作按钮指定检测模式以及每次检测左眼或右眼，因而提高了可操作性。这也可以防止出现任何人工指定错误。

另外，如果由第一、第二、第三或第四传感器检测到的检测销位于从夹具中心向左或向右偏移的位置，则可以防止操作者在翻转夹具时出现错误安装。

Claims (17)

1.一种镜框形状检测装置，其包括：

测量元件夹持机构(66)，其沿形成于镜框(24)的边缘(35A、35B)的内周表面上的框槽(36)在基本无载荷状态下夹持测量元件(37)，

所述测量元件夹持机构(66)包括：

具有在其上安装着测量元件(37)的上端部的可垂直活动杆(65)，

用于向上推动杆(65)从而在形状检测时在装载位置夹持测量元件(37)的平衡弹簧(80)，以及

定期地将测量元件(37)撤到撤回位置从而对边缘形状执行三维测量的撤回机构(67)。

2.根据权利要求1所述的检测装置，还包括：

使所述测量元件夹持机构(66)可向左和向右移动的滑动片(62)；以及

始终以左、右方向中的一个方向偏压所述滑动片(62)的恒力弹簧(70)。

3.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于撤回机构(67)包括：

克服平衡弹簧(80)的弹力向下推动杆(65)从而将所述杆从装载位置撤到撤回位置的旋转杠杆(92)；

弹力大于平衡弹簧(80)并且逆着杆(65)按压旋转杠杆(92)的偏置弹簧(93)；以及

在边缘形状检测时通过克服偏置弹簧(93)作用推动旋转杠杆从而用旋转杠杆(92)将杆(65)从压缩状态释放出来的撤出状态释放驱动单元。

4.根据权利要求3所述的检测装置，其特征在于杆(65)具有与旋转杠杆(92)相结合的销(96)。

5.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：

所述装置还包括具有所述测量元件夹持机构(66)并且连同杆(65)一起垂直运动的活动元件(85)，以及

平衡弹簧(80)的弹力设置得稍微大于活动元件(85)的重量。

6.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：

测量元件(37)包括：

安装在杆(65)的上端的主体(37A)；和

与形成于镜框(24)的边缘(35A、35B)的内周表面上的框槽(36)相接触的接触部分(37C)；

接触部分(37C)形成为半球形；以及

接触部分的直径D为1.6mm＜D＜2.2mm。

7.根据权利要求1所述的检测装置，其特征在于：

所述装置还包括用于检测杆(65)在垂直方向上的位移以作为测量元件在垂直方向上的位移的Z轴测量单元(100)，

所述Z轴测量单元(100)包括邻近并平行于杆(65)的感应杆(102)；以及

设置成临近感应杆(102)的探头(101)；以及

探头(101)和感应杆(102)中的一个与杆在垂直方向上的运动同步运行。

8.根据权利要求7所述的检测装置，其特征在于探头(101)包括磁性传感器。

9.一种夹持用于测量无边镜框形状的框架模板(300)的镜框形状检测装置夹具，其包括：

具有模板安装部分(297)的夹具主体(290)；

贯穿形成于框架模板(300)中心的中心孔以将框架模板(300)固定于模板安装部分(297)的固定螺钉(304)；以及

将所述固定螺钉(304)固定于模板安装部分(297)的固定销钉(303)；

其中所述固定螺钉(304)具有外螺纹部分(304A)，

所述模板安装部分(297)具有所述固定螺钉(304)***其中的安装孔(301)，

所述固定螺钉(304)具有轴向形成于外螺纹部分(304A)表面中的销导向槽(310)，以及

所述固定销钉(303)具有沿与螺钉安装孔(301)的轴垂直的方向延伸进螺钉安装孔(301)的顶端部，当顶端部***螺钉安装孔(301)时所述固定销钉位于销导向槽(310)内并与所述固定螺钉(304)的外螺纹部分(304A)的螺纹槽(305b)相结合，从而当所述固定螺钉(304)紧固时用于固定所述固定螺钉(304)。

10.根据权利要求9所述的夹具，其特征在于所述固定螺钉(304)为多头螺纹。

11.一种夹持用于测量无边镜框形状的框架模板(300)的镜框形状检测装置夹具，其包括：

具有镜片安装部分(313)的夹具主体(290)，

该镜片安装部分(313)包括：

固定于所述夹具主体(290)内的杯形轴(314)，

可拆卸地安装在杯形轴(314)上并夹持镜片(207)的跃动杯(315)，

具有跃动压件(319)的镜片压轴(316)，其通过沿与跃动杯的轴垂直的方向按压跃动杯而将跃动杯(315)固定于所述夹具主体(290)上，且所述镜片压轴可移动地安置在所述夹具主体(290)内，

用于沿跃动压件(319)按压跃动杯(315)的方向偏压镜片压轴(316)的偏压装置，以及

固定螺钉(318)，其与所述夹具主体(290)螺纹式结合并通过将镜片压轴(316)移动到与偏压装置(117)的偏压方向相反的方向，从而把跃动杯(315)从由跃动压件(319)产生的压缩状态下释放出来。

12.根据权利要求11所述的夹具，其特征在于固定螺钉(318)为多头螺纹。

13.一种夹具，其包括夹持用于测量无边镜框形状的框架模板(300)的镜框形状检测装置夹具(208)和安装所述夹具的夹具安装部分(B)；

其中所述夹具(208)包括：

具有模板安装部分(297)的夹具主体(290)，

贯穿形成于框架模板(300)中心的中心孔以将框架模板(300)固定于模板安装部分(297)的固定螺钉(304)，以及

将所述固定螺钉(304)固定于模板安装部分(297)的固定销钉(303)，

其中所述固定螺钉(304)具有外螺纹部分(304A)，

模板安装部分(297)具有所述固定螺钉(304)***其中的安装孔(301)，

所述固定螺钉(304)具有轴向形成于外螺纹部分(304A)表面中的销导向槽(310)，以及

固定销钉(303)具有沿与螺钉安装孔(301)的轴垂直的方向伸进螺钉安装孔(301)的顶端部，当顶端部***螺钉安装孔(301)时固定销钉位于销导向槽(310)内并与所述固定螺钉(304)的外螺纹部分(304A)的螺纹槽(305b)相结合，从而当所述固定螺钉(304)紧固时用于固定所述固定螺钉(304)。

14.一种夹具，其包括夹持用于测量无边镜框形状的框架模板(300)的镜框形状检测装置夹具(208)和安装所述夹具的夹具安装部分(B)；

所述夹具(208)包括：

具有镜片安装部分(313)的夹具主体(209)，以及

该镜片安装部分(313)包括：

固定于所述夹具主体(290)内的杯形轴(314)，

可拆卸地安装在杯形轴(314)上并夹持镜片(207)的跃动杯(315)，

具有跃动压件(319)的镜片压轴(316)，其通过沿与跃动杯的轴垂直的方向按压跃动杯而将跃动杯(315)固定于所述夹具主体(290)上，且镜片压轴可移动地安置在所述夹具主体(290)内，

用于沿跃动压件(319)按压跃动杯(315)的方向上偏压镜片压轴(316)的偏压装置(117)，以及

固定螺钉(318)，其与所述夹具主体(290)螺纹式相结合并通过将镜片压轴(316)移动到与偏压装(117)的偏压方向相反的方向，从而把跃动杯(315)从由跃动压件(319)产生的压缩状态下释放出来。

15.一种检测镜框(24)的框槽(36)形状以及框架模板(300)或镜片(207)的外周形状的镜框形状检测装置，其包括：

具有夹具安装部分(B)的外壳(21)，所述夹具安装部分(B)沿开口部的一侧边而形成，所述开口部向上开口且镜框或镜片(207)其中***；

夹持框架模板(300)或镜片(207)的夹具(208)；以及

自动区分机构(SW1、SW2、SW3、SW4、K)，其安装在夹具安装部分(B)上并对用于框架模板(300)和镜片(207)的测量模式自动进行区分；

其中所述夹具(208)包括：

模板安装部分(297)，所述模板安装部分具有安装有左或右框架模板(300)的一个表面；以及

镜片安装部分(313)，所述镜片安装部分(313)具有与上述表面面相对的另一表面，其上安装有左或右镜片(207)，

所述夹具翻转并安装在夹具安装部分(B)上，这样当要测量框架模板(300)时框架模板(300)面朝下，而当要测量镜片(207)时镜片(207)面朝下，

所述夹具安装部分(B)包括第一固定部分(340A)和第二固定部分(340B)，当要测量左框架模板(300)或镜片(207)时所述夹具(208)固定在第一固定部分上，而要测量右框架模板(300)或镜片(207)时夹具固定在第二固定部分上，

所述自动区分机构(K)包括：

第一传感器(SW1)，其安置在第一固定部分(340A)上并检测安装的所述夹具(208)，以及

第二传感器(SW3)，其安置在第二固定部分(340B)上并检测安装的所述夹具(208)。

16.一种检测镜框(24)的框槽(36)形状以及框架模板(300)或镜片(207)的外周形状的镜框形状检测装置，其包括：

具有夹具安装部分(B)的外壳(21)，所述夹具安装部分(B)沿开口部的一侧边而形成，所述开口部向上开口且镜框或镜片(207)其中***；

夹持框架模板(300)或镜片(207)的夹具(208)；以及

自动区分机构(SW1、SW2、SW3、SW4、K)，其安装在夹具安装部分(B)上并对用于框架模板(300)和镜片(207)的测量模式自动进行区分；

其中所述夹具(208)包括：

模板安装部分(297)，所述模板安装部分具有安装有左或右框架模板(300)的一个表面；以及

镜片安装部分(313)，所述镜片安装部分(313)具有与上述表面面相对的另一表面，其上安装有左或右镜片(207)，

所述夹具翻转并安装在夹具安装部分(B)上，这样当要测量框架模板(300)时框架模板(300)面朝下，而当要测量镜片(207)时镜片(207)面朝下，

所述夹具安装部分(B)包括：

第一固定部分(340A)，当要测量左框架模板(300)或镜片(207)时所述夹具(208)固定在第一固定部分上；以及

第二固定部分(340B)，当要测量右框架模板(300)或镜片(207)时所述夹具(208)固定在第二固定部分上；

所述自动区分机构(K)包括：

第一传感器(SW1)，其安置在第一固定部分(340A)上并检测安装的左框架模板(300)，

第二传感器(SW3)，其用于检测安装的左镜片(207)，

第三传感器(SW3)，其安置在第二固定部分(340B)上并检测安装的右框架模板(300)，以及

第四传感器(SW4)，其用于检测安装的右镜片。

17.根据权利要求16所述的检测装置，其特征在于所述夹具(208)包括由第一、第二、第三或第四传感器(SW1-SW4)检测的检测销(295)。

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