KR100956545B1 - 3-dimensional automatic eyeglass frame/pattern form measuring method - Google Patents

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Abstract

형상 왜곡을 최소화하여, 측정의 정확도를 향상시킨 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법이 개시된다. 상기 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치는 안경테 또는 패턴을 고정하는 고정부; 상기 안경테 또는 패턴에 접하고, 상기 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 탐침부를 포함하며, 상기 탐침부의 회전을 통하여, 상기 안경테 또는 패턴의 접점의 위치 정보를 얻는 스타일러스부; 및 상기 위치 정보로부터, 상기 접점에 있어서, 상기 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 산출하고, 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 기초로 상기 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절하는 제어부를 포함한다. 또한, 상기 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법은 탐침부가 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 단계; 상기 안경테 또는 패턴의 접점에서의 회전 각도, R축 방향 위치 변위, 및 Z축 방향 위치 변위를 포함하는 위치 정보를 얻는 단계; 상기 위치 정보로부터, 상기 접점에 있어서, 상기 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 법선 벡터 기울기 변화를 산출하는 단계; 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 기초하여, 상기 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절하는 단계를 포함한다. Disclosed are a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring method which minimize shape distortion and improve the accuracy of the measurement. The 3D automatic eyeglass frame / pattern shape measuring device includes a fixing part for fixing the eyeglass frame or pattern; A stylus part contacting the spectacle frame or pattern, the probe part rotating in contact with the spectacle frame or pattern, and obtaining position information of the contact point of the spectacle frame or pattern through rotation of the probe part; And from the positional information, at the contact point, calculate a change in the normal vector slope and the normal vector slope in the probe portion traveling direction, and based on the change in the normal vector slope, the rotational speed and / or the working pressure of the probe portion. It includes a control unit for adjusting. In addition, the three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring method comprising the steps of rotating the probe portion in contact with the spectacle frame or pattern; Obtaining position information including a rotation angle, an R-axis position displacement, and a Z-axis position displacement at the contact point of the spectacle frame or pattern; Calculating, from the position information, at the contact point, a normal vector slope and a normal vector tilt change in the probe portion traveling direction; Adjusting the rotational speed and / or working pressure of the probe based on the change of the normal vector slope.

안경테, 패턴, 탐침, 회전속도, 압력 Spectacle frame, pattern, probe, speed, pressure

Description

형상 왜곡을 최소화한 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법{3-dimensional automatic eyeglass frame/pattern form measuring method}3-dimensional automatic eyeglass frame / pattern form measuring method with minimized shape distortion

본 발명은 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것으로서, 더욱 상세하게는 형상 왜곡을 최소화하여, 측정의 정확도를 향상시킨 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법에 관한 것이다.The present invention relates to a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and a measuring method, and more particularly to a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and measuring method to minimize the shape distortion, thereby improving the measurement accuracy. .

안경 조제는 안경 착용자의 시력 교정 처방에 맞는 원형 렌즈(blank lens)를 안경테 형상에 맞도록 가공하는 과정이다. 안경 조제사는 안경테/패턴 형상 측정기를 이용하여, 안경테 또는 그에 상응하는 모조 패턴의 형상을 측정한 다음, 이를 이용하여 렌즈 가공기(이하, 렌즈 엣저(lens edger))에서 렌즈를 가공한다. 보통, 안경테는 렌즈 가공 방식에 따라서, 온테(full-frame), 반무테(half-frame), 및 무테(rimless frame)의 세 가지로 구분된다. 온테(full-frame)는 금속, 플라스틱 등 의 재질로 이루어진 안경테로 안경 렌즈 전체를 둘러싸는 형태이며, 반무테(half-frame)는 안경 렌즈의 일부(대개는 렌즈 상측 절반 정도)를 안경테로 둘러싸고, 안경테가 없는 부분의 렌즈 가장자리에 홈을 형성한 다음, 상기 홈에 줄을 걸어 렌즈를 고정하는 형태이며, 무테(rimlessframe)는 안경 렌즈를 둘러싸는 프레임이 없으며, 좌우 안경 렌즈는 브릿지(bridge)로 연결되고, 안경을 귀에 거는 다리와 렌즈가 나사 등으로 고정되는 방식이다. Eyeglass preparation is a process of processing a blank lens that fits the corrective prescription of the spectacles wearer to fit the shape of the spectacle frame. The spectacle formulator measures the shape of the spectacle frame or a corresponding dummy pattern using a spectacle frame / pattern shape measuring instrument, and then processes the lens in a lens processing machine (hereinafter referred to as a lens edger). In general, eyeglass frames are classified into three types: full-frame, half-frame, and rimless frame, depending on the lens processing method. On-frame (full-frame) is a frame made of metal, plastic, etc. that surrounds the entire spectacle lens, half-frame (half-frame) surrounds a part of the spectacle lens (usually about half of the upper lens) with a frame , A groove is formed at the edge of the lens without the frame, and then a line is fixed to the groove to fix the lens. A rimless frame does not have a frame surrounding the lens and the left and right eyeglass lenses are bridged. And the legs and lenses that hold the glasses to your ears are fixed with screws.

안경 렌즈를 원하는 형상으로 가공하는 렌즈 엣저는, 다음과 같은 부류의 가공 방식이 존재하며, 각 방식에 따라 가공 기계의 구성과 동작 방식이 달라지게 된다. 수동식 렌즈 엣저는 안경테 형상을 원형 렌즈 위에 그리고, 절삭기를 이용해 조제자가 손으로 직접 모양을 가공하는 방식의 기계이다. 패턴드 엣저 방식은 형상을 만들기 쉬운 무른 플라스틱류의 원판을 조제자가 직접 안경테 모양과 사이즈에 맞게 가공하고, 이 패턴 형상과 가공할 원형 렌즈를 기계에 함께 장착해 원형 렌즈를 상기 패턴과 동일한 모양으로 복사해 내는 방식의 기계이다. 자동 패턴드 엣저 방식은 패턴드 엣저와 렌즈 가공 방식은 동일하나 자동으로 안경테 형상을 측정하여 패턴을 만들어 주는 방식의 기계이다. 무패턴 엣저 방식은 안경테 형상을 자동으로 측정하고 이 데이터를 이용하여 패턴없이 직접 렌즈를 가공하는 방식의 기계이다. 일반적으로, 반무테나 무테 안경의 경우, 온테 안경의 경우와는 달리, 안경테를 직접 측정하지 않고, 안경에 처음 장착되어 나오는 도수가 없는 가짜 렌즈 모양(이하, 데모 렌즈)을 이용하여 안경의 형상을 얻게 된다(편의상 별다른 구분이 필요하지 않은 경우, 데모 렌즈와 모조 패턴은 모두 패턴이라 칭한다. 구분이 필요한 경우에는, 데모 렌즈의 경우를 구분하여 칭함.).The lens edger for processing the spectacle lens into a desired shape includes the following types of processing methods, and the configuration and operation method of the processing machine vary according to each method. The manual lens edger is a machine that draws the shape of the spectacle frame on a circular lens and uses a cutting machine to process the shape directly by the formulator. The patterned edger method processes the disc of soft plastic, which is easy to make shape, according to the shape and size of the glasses frame.The pattern shape and the circular lens to be processed are attached to the machine together to make the circular lens the same shape as the above pattern. It's a copy machine. The automatic patterned edger method is the same as the patterned edger and the lens processing method, but it automatically measures the shape of the eyeglass frame to make a pattern. The patternless edger method automatically measures the shape of the frame and uses this data to process the lens directly without a pattern. In general, unlike the case of half-rimless or rimless glasses, unlike on-tele eyeglasses, the shape of the eyeglasses is determined by using a fake lens shape (hereinafter referred to as a demonstration lens) that does not measure the frame directly and uses the non-determined degree of power that is first attached to the glasses. (If, for convenience, no distinction is required, both the demo lens and the dummy pattern are referred to as patterns. If the distinction is necessary, the case of the demonstration lens is referred to separately.)

안경 제조에 사용되는 종래의 기계는, 형취 기능과 렌즈 절삭 기능을 가진다. 두 기능은 하나의 기계에 통합되어 있는 경우도 있고, 각각 독립되어 별도의 장치로 사용되는 경우도 있다. 이러한 기계에서 형취 작업은, 안경테(온테) 또는 안경 패턴을 대상으로, 그 형상 정보를 취득하기 위한 것이다. 형상 정보는 2차원 자동 안경테/패턴 형상 데이터 측정기의 경우는 그 모양 데이터만을, 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정기는 그 모양과 커브 정보를 읽어 낸다. 취형기, 즉, 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정기는, 안경테의 형상 정보를 얻기 위해 엔코더가 장착된 탐침을 이용해 미세 각도 만큼씩 회전 및 이동하면서, 중심에서 안경테/패턴까지의 각 위치에서의 엔코더 값을 기록한다. 이때, 탐침과 안경테와의 밀착상태가 유지되어야 안경테의 형상 정보를 정확하게 측정할 수 있다. 통상적으로, 스타일러스(stylus)라는 탐침이 안경테/패턴에 밀착하여 360도를 회전하면서 읽기 기능을 수행한다. 그런데 안경테에 따라서는 탐침이 안경테의 모양 변화에 제대로 따라가지 못하고 탐침이 밀리는 현상이 나타난다. 이 현상으로 인해, 안경테/패턴의 형상이 왜곡되어, 형상 데이터의 정확도가 떨어지고 울퉁불퉁하게 읽히는 결과가 나타난다. The conventional machine used for eyeglass manufacturing has a mold shape function and a lens cutting function. The two functions can be integrated into one machine, or they can be used as separate devices. In such a machine, a shaping | molding operation is for acquiring the shape information about a spectacle frame (on-frame) or a spectacle pattern. In the case of the two-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape data measuring device, the shape information reads only the shape data, and the three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring device reads the shape and curve information. The preformer, that is, the three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring instrument, is an encoder at each position from the center to the spectacle frame / pattern while rotating and moving by a fine angle using an encoder equipped with an encoder to obtain shape information of the spectacle frame. Record the value. In this case, the shape information of the spectacle frame may be accurately measured when the probe and the spectacle frame are in close contact with each other. Typically, a probe called a stylus performs a reading function by rotating 360 degrees in close contact with an eyeglass frame / pattern. However, depending on the spectacle frame, the probe may not follow the shape change of the spectacle frame and the probe may be pushed. This phenomenon distorts the shape of the spectacle frame / pattern, resulting in poor accuracy of the shape data and uneven reading.

자동 안경테/패턴 형상 측정 장치에 있어서, 형상 데이터 왜곡에 대하여 살 펴본다. 도 1은 통상적인 안경테/패턴 형상 측정 장치에 있어서, 형상 측정 왜곡을 설명하는 도면으로, 도 1에 도시한 바와 같이, 읽기 동작 중 보기와 같이, 점선 구간의 경우, 탐침(50)과 안경테(90)가 비스듬히 닿게 되며, 이 경우, 빠르게 회전하는 R축 회전에 의해서, 탐침(50)에 힘이 가해지고, 상기 탐침(50)에 의해 안경테(90)가 밀리거나 휘는 현상이 일어나면서, 형상 데이터 왜곡이 발생한다. 이 때, 형상 왜곡을 유발하는 인자는, 탐침(50)이 안경테(90) 형상을 따라 회전하면서 안경테(90)를 미는 힘과 탐침(50)과 안경테(90)의 접촉을 유지시키기 위해 R축 방향으로 미는 압력이다. 이러한 인자들이 형상 데이터 왜곡시키는 경향은 탐침의 원점에서 안경테 접촉지점까지의 거리가 급격히 가까워지는 경우에 가장 크게 발생한다. 즉 안경테의 측정 시작점을 기준으로 90 내지 135도, 270 내지 315도 부근이 형상 데이터 왜곡이 가장 심하게 발생하는 위치가 된다. 따라서, 이러한 형상 데이터 왜곡으로 안경 제조의 정확도 및 작업 효율성이 낮아지게 된다. In the automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus, the shape data distortion is examined. FIG. 1 is a view illustrating a shape measurement distortion in a conventional spectacle frame / pattern shape measuring apparatus. As shown in FIG. 1, in a dotted line section as shown in a reading operation, the probe 50 and the spectacle frame ( 90 is inclined to contact, in this case, the force is applied to the probe 50 by the rapid rotation of the R-axis, and the spectacle frame 90 is pushed or bent by the probe 50, the shape Data distortion occurs. At this time, the factor causing the shape distortion is the R-axis in order to maintain the contact between the probe 50 and the spectacle frame 90 and the force pushing the spectacle frame 90 while the probe 50 rotates along the shape of the spectacle frame 90. It is the pressure pushing in the direction. The tendency of these factors to distort the shape data occurs most rapidly when the distance from the probe's origin to the contact point of the spectacle frame rapidly approaches. That is, around 90 to 135 degrees and 270 to 315 degrees based on the measurement start point of the spectacle frame become positions where shape data distortion occurs most severely. Therefore, such shape data distortion lowers the accuracy and work efficiency of eyeglass manufacturing.

따라서, 본 발명의 목적은 형상 데이터 왜곡을 최소화하여 측정의 정확도를 향상시킨 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 것이다. 본 발명의 목적은 장치의 내구성 및 정밀도를 향상시킨 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법을 제공하는 것이다.Accordingly, it is an object of the present invention to provide a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and measuring method which minimizes shape data distortion to improve measurement accuracy. It is an object of the present invention to provide a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and measuring method which improves the durability and precision of the apparatus.

상기 목적을 달성하기 위하여, 본 발명은 안경테 또는 패턴을 고정하는 고정부; 상기 안경테 또는 패턴에 접하고, 상기 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 탐침부를 포함하며, 상기 탐침부의 회전을 통하여, 상기 안경테 또는 패턴의 접점의 위치 정보를 얻는 스타일러스부; 및 상기 위치 정보로부터, 상기 접점에 있어서, 상기 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 산출하고, 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 기초로 상기 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절하는 제어부를 포함하는 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치를 제공한다. 또한, 본 발명은 탐침부가 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 단계; 상기 안경테 또는 패턴의 접점에서의 회전 각도, R축 방향 위치 변위, 및 Z축 방향 위치 변위를 포함하는 위치 정보를 얻는 단계; 상기 위치 정보로부터, 상기 접점에 있어서, 상기 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 법선 벡터 기울기 변화를 산출하는 단계; 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 기초하여, 상기 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 조절하는 단계를 포함하는 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법을 제공한다.In order to achieve the above object, the present invention is a fixing part for fixing the spectacle frame or pattern; A stylus part contacting the spectacle frame or pattern, the probe part rotating in contact with the spectacle frame or pattern, and obtaining position information of the contact point of the spectacle frame or pattern through rotation of the probe part; And from the positional information, at the contact point, calculate a change in the normal vector slope and the normal vector slope in the probe portion traveling direction, and based on the change in the normal vector slope, the rotational speed and / or the working pressure of the probe portion. It provides a three-dimensional automatic glasses frame / pattern shape measuring apparatus comprising a control unit for adjusting the. In addition, the present invention comprises the steps of rotating the probe in contact with the eyeglass frame or pattern; Obtaining position information including a rotation angle, an R-axis position displacement, and a Z-axis position displacement at the contact point of the spectacle frame or pattern; Calculating, from the position information, at the contact point, a normal vector slope and a normal vector tilt change in the probe portion traveling direction; On the basis of the change in the normal vector slope, it provides a three-dimensional automatic glasses frame / pattern shape measuring method comprising the step of adjusting the rotational speed and / or working pressure of the probe.

본 발명에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법은 탐침의 진행 속도 및 압력을 조절하여, 형상 데이터 왜곡을 감소시키므로, 안경테/패턴의 형상 데이터의 정확도를 향상시키는 특징이 있다. 또한, 본 발명에 따른 자동 안경테 /패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법은, 탐침 및 안경테 자체가 밀리는 현상을 최소화하여, 장치의 내구성 및 정밀도를 향상시킨 장점이 있다.The automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and the measuring method according to the present invention are characterized by improving the accuracy of the shape data of the spectacle frame / pattern by adjusting the speed and pressure of the probe to reduce distortion of the shape data. In addition, the automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and measuring method according to the present invention, by minimizing the phenomenon that the probe and the spectacle frame itself, there is an advantage to improve the durability and precision of the apparatus.

이하, 첨부한 도면을 참조하여 본 발명의 바람직한 실시예에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치 및 측정 방법을 상세히 설명한다. 도 2 및 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치의 사시도 및 고정부의 평면도이며, 도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치에 사용되는 스타일러스부의 상부 및 하부 사시도이다. 본 발명에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치는, 도 2에 도시된 바와 같이, 본체(10) 외부에는 화면 표시부(12) 및 조작부(14)가 형성되어 있으며, 상부에는 고정부(20)가 형성되어 있으며, 상기 고정부(20)의 안쪽에는 스타일러스부(30, 도 3 참조)가 설치되어 있다. 또한, 본체(10)의 내부에는 상기 고정부(20) 및 스타일러스부(30)를 제어하는 제어부(미도시)를 설치되어 있다. Hereinafter, with reference to the accompanying drawings will be described in detail the automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus and measuring method according to an embodiment of the present invention. 2 and 3 are respectively a perspective view and a plan view of the fixing unit of the automatic spectacle frame / pattern shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention, Figures 4a and 4b are respectively measured for the automatic spectacle frame / pattern shape according to an embodiment of the present invention Top and bottom perspective views of the stylus portion used in the device. In the apparatus for measuring an eyeglass frame / pattern shape according to the present invention, as shown in FIG. 2, the screen display unit 12 and the operation unit 14 are formed outside the main body 10, and the fixing unit 20 is provided on the upper portion thereof. The stylus part 30 (refer to FIG. 3) is provided inside the fixing part 20. In addition, a control unit (not shown) for controlling the fixing unit 20 and the stylus unit 30 is provided inside the main body 10.

상기 화면 표시부(12)는, 상기 본체(10)의 정면부에 형성되어 있으며, 안경테/패턴의 형상 데이터 및 형상을 표시하는 장치이며, 상기 조작부(14)는 안경테/패턴 형상 측정 동작을 제어하는 장치이다. 상기 고정부(20)는 안경테 및 패턴을 고정하는 장치로서, 도 3에 도시된 바와 같이, 안경테 또는 패턴이 장착된 패턴홀더가 끼워지는 그리퍼(24, gripper), 안경테 및 패턴홀더를 y축 방향으로 고정시키 는 한 쌍의 그리핑 바(22, gripping bar), 및 상기 그리핑 바(22)를 y축 방향(도 3의 화살표 방향)으로 구동시킴으로서, 그리핑 바(22) 사이의 간격을 조절하는 그리퍼 구동수단(미도시)을 포함한다.The screen display unit 12 is formed on the front portion of the main body 10, and is a device for displaying the shape data and shape of the spectacle frame / pattern, the operation unit 14 is for controlling the spectacle frame / pattern shape measurement operation Device. The fixing part 20 is a device for fixing the spectacle frame and the pattern. As shown in FIG. 3, the gripper 24, the gripper 24, the spectacle frame, and the pattern holder, into which the spectacle frame or the pattern holder is mounted, are mounted in the y-axis direction. The gap between the gripping bars 22 by driving the pair of gripping bars 22 fixed in the direction of the gripping bar 22 and the gripping bars 22 in the y-axis direction (arrow direction in FIG. 3). And gripper drive means (not shown) for adjusting.

상기 스타일러스부(30)는, 안경테 및 패턴의 2차원 및 3차원 형상 데이터를 얻는 장치로서, 안경테 또는 패턴과 접한 상태에서, 360도 회전하는 탐침부(50), 상기 탐침부(50)의 회전 및 이동을 유도하는 탐침부 구동수단, 및 상기 탐침부(50)의 회전량 및 이동량을 산출하는 탐침부 측정수단을 포함한다. 이를 구체적으로 살펴보면, 상기 스타일러스부(30)는, 도 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 안경테 내면 및 패턴의 둘레와 접촉하여 360도 회전하며, 동시에 상하로 이동하는 탐침부(50); 상기 탐침부(50)를 상기 스타일러스부(30)의 중심축 방향, 즉, R축 방향으로 안내하는 가이드 슬롯(41a)이 형성되어 있는 회전판(41); 상기 탐침부(50)의 상하방향 이동을 안내하는 가이드가 형성되어 있으며, 상기 회전판(41)의 하부에, 상기 가이드 슬롯(41a)을 따라 이동 가능하도록 결합되어 있는 탐침부 고정블럭(58); 상기 회전판(41)의 회전을 유도하는 회전수단(46); 상기 탐침부(50)를 상기 가이드 슬롯(41a)을 따라 이동시켜, 상기 탐침부(50)와 스타일러스부(30)의 중심축 사이의 거리를 조절하는 R축 방향 이동수단(34); 및 상기 R축 방향 이동수단(34)에 의하여 이동하는 탐침부(50)의 평면상 위치, 예를 들면, 상기 탐침부(50)와 스타일러스부(30)의 중심 사이의 거리를 측정하는 2차원 형상 측정용 센서(35)를 포함한다. 여기서, 상기 스타일러스부(30)는 상기 탐침부 고정블럭(58)에 상하 이동 가능하게 결합되어 있으며, 상기 탐침부(50)를 상하방향 이동시키는 동력을 제공하는 Z축 방향 이동수단(68) 및 상기 탐침부(50)의 상하방향 이동거리를 측정하는 높이 측정용 센서(66)를 더욱 포함할 수 있다. 상기 회전수단(46), R축 방향 이동수단(34) 및 Z축 방향 이동수단(68)으로는 통상의 모터가 사용될 수 있으며, 상기 모터의 회전력은 기어, 벨트, 랙(rack), 피니언 등 통상의 동력전달수단(42)을 통하여 전달되어, 각각 상기 회전판(41)을 회전시키거나, 상기 탐침부(50)를 스타일러스부(30)의 중심으로부터 방사상(스타일러스부(30)의 반지름 R 방향)으로 이동시키거나, 상기 탐침부(50)를 상하 이동시킬 수 있다. 여기서, 상기 R축 방향 이동수단(34) 및 Z축 방향 이동수단(68)은 안경테 또는 패턴 방향으로 소정의 힘으로 상기 탐침부(50)를 밀어, 상기 탐침부(50)가 패턴 등의 둘레를 따라 회전하는 경우, 안경테 또는 패턴으로부터 벗어나지 않도록 도와준다. 상기 R축 방향 이동수단(34)은 상기 탐침부 고정블럭(58)과 통상의 동력전달수단에 의하여 연결되어, 상기 탐침부 고정블럭(58) 및 탐침부(50)를 상기 가이드 슬롯(41a)을 따라 이동시키도록 구성될 수 있다. 상기 2차원 형상 측정용 센서(35) 및 높이 측정용 센서(66)로는 상기 탐침부(50)의 위치를 측정할 수 있는 다양한 수단이 사용될 수 있으며, 예를 들면, 상기 동력전달수단(42)에 연결되어, 기어 등의 회전 정도를 측정하는 엔코더가 사용될 수 있고, 상기 탐침부(50)의 위치를 직접 감지하는 전자 센서가 사용될 수도 있다. 또한, 상기 스타일러스부(30)는 안경테의 좌우 형상을 각각 측정하기 위하여, 고정부(20, 도 3 참조)의 내부에서 좌우로 이동될 수 있다.The stylus unit 30 is a device for obtaining two-dimensional and three-dimensional shape data of the spectacle frame and the pattern, and in the state of contact with the spectacle frame or the pattern, the probe part 50 that rotates 360 degrees and the rotation of the probe part 50. And a probe driving means for inducing movement, and a probe measuring means for calculating an amount of rotation and a movement of the probe 50. Looking specifically, the stylus portion 30, as shown in Figures 4a and 4b, the probe part 50 to rotate 360 degrees in contact with the inner surface of the spectacle frame and the pattern, and move up and down at the same time; A rotating plate 41 formed with a guide slot 41a for guiding the probe part 50 in a central axis direction of the stylus part 30, that is, in an R axis direction; A guide fixing block 58 formed with a guide for guiding the vertical movement of the probe 50, and coupled to the lower portion of the rotating plate 41 so as to be movable along the guide slot 41a; Rotating means (46) for inducing the rotation of the rotating plate (41); An R-axis movement means (34) for moving the probe unit (50) along the guide slot (41a) to adjust the distance between the probe unit (50) and the central axis of the stylus unit (30); And a planar position of the probe portion 50 moved by the R-axis moving means 34, for example, a two-dimensional measuring distance between the probe portion 50 and the center of the stylus portion 30. The shape measuring sensor 35 is included. Here, the stylus portion 30 is coupled to the probe unit fixed block 58 to be movable up and down, Z-axis movement means 68 for providing power to move the probe 50 in the vertical direction and It may further include a height measuring sensor 66 for measuring the vertical movement distance of the probe unit 50. As the rotation means 46, the R-axis movement means 34 and the Z-axis movement means 68, a conventional motor may be used, and the rotational force of the motor may be a gear, a belt, a rack, a pinion, or the like. It is transmitted through the normal power transmission means 42, respectively, to rotate the rotating plate 41, or to rotate the probe portion 50 from the center of the stylus portion 30 (radius R direction of the stylus portion 30) ) Or move the probe 50 up and down. Here, the R-axis movement means 34 and the Z-axis movement means 68 pushes the probe unit 50 with a predetermined force in a spectacle frame or pattern direction, so that the probe unit 50 is surrounded by a pattern or the like. When rotating along, it helps to avoid getting out of the frame or pattern. The R-axis moving means 34 is connected to the probe fixing block 58 and the normal power transmission means, so that the probe fixing block 58 and the probe 50 are guide slots 41a. It can be configured to move along. As the two-dimensional shape measuring sensor 35 and the height measuring sensor 66, various means for measuring the position of the probe unit 50 may be used. For example, the power transmission means 42 may be used. Connected to, an encoder for measuring the degree of rotation of the gear, etc. may be used, and an electronic sensor for directly detecting the position of the probe unit 50 may be used. In addition, the stylus part 30 may be moved left and right inside the fixing part 20 (see FIG. 3) to measure the left and right shapes of the spectacle frame, respectively.

상기 탐침부(50)는, 안경테 내면 또는 패턴의 둘레에 접촉한 상태에서, 안경테 또는 패턴 형상을 따라 360도 회전하여, 상기 안경테 또는 패턴의 위치 정보를 얻는 장치이다. 도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치에 사용되는 탐침부의 확대 사시도로서, 상기 탐침부(50)는, 도 5에 도시한 바와 같이, 막대 형상의 탐침 로드(54, rod)와 상기 탐침 로드(54) 말단에 "ㄱ"자 형태로 돌출 형성된 탐침 돌출부(52)를 포함한다. 상기 탐침 돌출부(52)는 말단이 뾰족한 돌출부의 형태를 가짐으로서, 안경테 및 패턴에 형성된 홈에 안정하게 위치한다. 즉, 상기 탐침부(50)가 안경테 및 패턴에 접촉한 상태로 회전할 때, 상기 홈으로부터 이탈되는 것을 방지한다. 상기 탐침 로드(54)는 패턴의 둘레와 접촉한 상태에서 회전하여, 안경테 및 패턴의 2차원 형상을 측정하며, 또는 패턴의 겉면, 바람직하게는 패턴의 밑면과 접촉하여 패턴의 높이를 측정한다. 따라서, 상기 탐침 로드(54)는 패턴의 둘레와 접촉하는 측면 측정면(54b) 및 패턴의 상하면과 접촉하는 높이 측정면(54a)을 포함한다. 상기 측면 측정면(54b)으로는 상기 탐침 로드(54)의 측면 또는 배면이 사용될 수 있고, 패턴의 둘레와 안정하게 접촉하도록, 안쪽으로 오목한 곡면이 형성되어 있을 수 있으며, 상기 높이 측정면(54a)으로는 상기 탐침로드(54)의 상부 윗면이 사용될 수 있다. 상기 측면 측정면(54b) 및 높이 측정면(54a)은 패턴의 2차원 형상을 측정하거나 패턴의 높이를 측정할 수 있는 한, 그 형태에는 특별한 제한이 없으며, 즉, 도 5에 도시한 바와 같이, 하나의 탐침 로드(54)에 일체로 형성되거나, 또는 각각 별개의 부재로 이루어질 수도 있다. 따라서, 상기 탐침부(50)가 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 360도 회전하는 경우, 상기 탐침부(50)의 회전 각도에 따른 R축 방향 이동거리(R축 방향 위치 변위) 및 Z축 방향 이동거리(Z축 방향 위치 변위)를 2차원 형상 측정용 센서(35) 및 높이 측정용 센서(66)를 통하여 측정하게 된다.The probe unit 50 is a device that obtains the position information of the spectacle frame or the pattern by rotating 360 degrees along the spectacle frame or the pattern shape in contact with the inner surface of the spectacle frame or the circumference of the pattern. FIG. 5 is an enlarged perspective view of a probe part used in an automatic spectacle frame / pattern shape measuring device according to an embodiment of the present invention. The probe part 50 is a rod-shaped probe rod 54 as shown in FIG. 5. , and a probe protrusion 52 formed to protrude in the shape of a letter at the end of the rod and the probe rod 54. The probe protrusion 52 has a shape of a sharp pointed end, so that the probe protrusion 52 is stably positioned in the groove formed in the eyeglass frame and the pattern. That is, when the probe unit 50 rotates in contact with the eyeglass frame and the pattern, it is prevented from being separated from the groove. The probe rod 54 is rotated in contact with the periphery of the pattern to measure the two-dimensional shape of the spectacle frame and the pattern, or to measure the height of the pattern in contact with the outer surface of the pattern, preferably the bottom of the pattern. Thus, the probe rod 54 includes a side measuring surface 54b in contact with the circumference of the pattern and a height measuring surface 54a in contact with the upper and lower surfaces of the pattern. The side or rear surface of the probe rod 54 may be used as the side measuring surface 54b, and may have a concave curved surface inward to stably contact the circumference of the pattern, and the height measuring surface 54a. ), An upper upper surface of the probe rod 54 may be used. As long as the side measuring surface 54b and the height measuring surface 54a can measure the two-dimensional shape of the pattern or the height of the pattern, there is no particular limitation on the shape, that is, as shown in FIG. In one embodiment, one probe rod 54 may be integrally formed, or may be formed of a separate member. Therefore, when the probe unit 50 rotates 360 degrees while in contact with the spectacle frame or pattern, the R-axis movement distance (R-axis position displacement) and the Z-axis movement according to the rotation angle of the probe unit 50. The distance (Z-axis position displacement) is measured through the two-dimensional shape measuring sensor 35 and the height measuring sensor 66.

상기 제어부는, 상기 탐침부(50)의 회전을 통하여, 측정된 R축 방향 위치 변위 및 Z축 방향 위치 변위를 기초하여, 상기 고정부(20) 및 스타일러스부(30)를 제어하는 장치이며, 상기 화면 표시부(12) 및 조작부(14)와 연결되어 있다. 즉, 상기 제어부는 R축 방향 위치 변위 및 Z축 방향 위치변위를 기초하여, 안경테/패턴의 형상 데이터를 상기 화면 표시부(12)에 표시하고, 상기 안경테/패턴의 위치 정보를 통하여, 상기 탐침부(50)의 안경테 접점에서의 법선 벡터 기울기 및 그 변화량을 계산한다. 도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치를 이용하여, 안경테 형상 측정을 설명하기 위한 도면이다. 도 6a에 도시한 바와 같이, 상기 탐침부(50)는, 상기 스타일러스부(30)의 회전 및 탐침부(50)의 이동에 의하여, 상기 안경테(90)와 접한 상태에서 등각도로 회전한다. 상기 탐침부(50)의 회전을 통하여, 상기 탐침부(50)의 R축 방향 위치 변위 및 Z축 방향 위치 변위를 계산하고, 이를 기초하여 상기 탐침부(50)의 안경테 접점에서의 법선 벡터 기울기 및 그 변화량을 계산한다. 상기 탐침부(50)는, 도 6b에 도시한 바와, 3시 방향(S1 위치)에서 반시계방향으로 회전이 시작되고, 특히, S2 위치를 지나면서, 즉, S1 위치에서 S2 위치로 이동하면서, 상기 탐침부(50)와 안경테(90)에 접하는 점까지의 거리가 줄어들고, 탐침부(50)와 안경테(90)에 접하는 각도가 급격히 변하므로, S2 위치에서는 상기 탐침부(50)에 작용하는 압력이 높아지며, 이에 따라, 상기 안경테(90)의 휘어짐 현상이 발생하고 데이터 왜곡 현상이 발생한다. 여기서, 상기 탐침부(50)와 안경테(90)의 접하는 각도의 변화는, 접점에서의 법선 벡터 기울기의 변화로 산출되므로, 상기 법선 벡터 기울기의 변화를 기초하여, 상기 탐침부(50)의 작용 압력 및 회전 속도를 실시간으로 조절할 수 있다. 따라서, 상기 S2 위치에서, 안경테(90)의 휘어짐 현상을 최소화할 수 있으며, 또한, 상기 법선 벡터 기울기 및 그 변화량은 스타일러스부(30)의 회전 속도 및 탐침부(50)의 작용 압력을 자동으로 조절하는 파라미터로 상기 제어부에 연결된 메모리(미도시)에 저장될 수 있다. 따라서, 도 6b에 도시한 바와 같이, 안경테(90)에 작용하는 탐침부(50)의 압력 및 회전속도는, S2 위치로 접급하는 과정에서는 감소되거나 낮게 증가되고, S2 위치에서 S3 위치로 접근하는 과정에서 다시 커지고, S3 위치에서 S4 위치로 이동하면서 줄었다가, S4 위치를 지나는 시점부터 크게 증가하게 된다. 아울러, 상기 제어부는 상기 탐침부(50)의 회전에 따른 R축 방향 위치 변위 및 Z축 방향 위치 변위를 통하여, 안경테 또는 패턴의 2차원 및/또는 3차원 형상 데이터를 추출하며, 상기 추출된 2차원 및/또는 3차원 형상 데이터는 상기 화면 표시부(12)에 표시한다.The control unit is a device that controls the fixing unit 20 and the stylus unit 30 based on the measured R-axis position displacement and the Z-axis position displacement through the rotation of the probe unit 50. It is connected to the screen display unit 12 and the operation unit 14. That is, the control unit displays shape data of the spectacle frame / pattern on the screen display unit 12 based on the R-axis position displacement and the Z-axis position displacement, and the probe part through the position information of the spectacle frame / pattern. The slope of the normal vector at the eyeglass frame contact of (50) and the amount of change thereof are calculated. 6A and 6B are diagrams for describing eyeglass frame shape measurement by using a 3D automatic eyeglass frame / pattern shape measuring device according to an embodiment of the present invention, respectively. As shown in FIG. 6A, the probe part 50 rotates at an isometric angle in contact with the spectacle frame 90 by the rotation of the stylus part 30 and the movement of the probe part 50. Through the rotation of the probe unit 50, the R-axis position displacement and the Z-axis position displacement of the probe unit 50 is calculated, and the normal vector slope at the spectacle frame contact of the probe unit 50 is based on this. And the change amount thereof. As shown in FIG. 6B, the probe unit 50 starts to rotate in the counterclockwise direction at the 3 o'clock position (S1 position), and in particular, passes through the S2 position, that is, moves from the S1 position to the S2 position. Since the distance to the point of contact with the probe 50 and the spectacle frame 90 is reduced, and the angle of contact with the probe 50 and the spectacle frame 90 changes rapidly, it acts on the probe 50 at the S2 position. As the pressure increases, the bending of the spectacle frame 90 occurs and a data distortion occurs. Here, since the change in the angle of contact between the probe 50 and the spectacle frame 90 is calculated by the change of the slope of the normal vector at the contact point, the action of the probe 50 is based on the change of the slope of the normal vector. Pressure and rotation speed can be adjusted in real time. Therefore, at the S2 position, the warping phenomenon of the spectacle frame 90 can be minimized, and the normal vector inclination and the amount of change thereof automatically adjust the rotational speed of the stylus 30 and the working pressure of the probe 50. The control parameter may be stored in a memory (not shown) connected to the controller. Thus, as shown in Figure 6b, the pressure and the rotational speed of the probe 50 acting on the spectacle frame 90 is increased or decreased in the process of contacting the S2 position, approaching the S3 position from the S2 position It grows again in the process, decreases as it moves from the S3 position to the S4 position, and increases greatly from the time when the S4 position passes. In addition, the controller extracts two-dimensional and / or three-dimensional shape data of the spectacle frame or the pattern through the R-axis position displacement and the Z-axis position displacement according to the rotation of the probe unit 50, and the extracted two Dimensional and / or three-dimensional shape data is displayed on the screen display unit 12.

다음으로, 본 발명의 일 실시예에 따른 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법을 안경테 형상 측정을 중심으로 설명한다. 먼저, 도 3에 도시된 한 쌍의 그리핑 바(22)를 벌리고, 안경테 또는 패턴을 장착한 패턴홀더를 그리퍼(24)에 위치시킨 다음, 상기 그리핑 바(22)의 간격을 좁혀 안경테 또는 패턴을 고정시킨다. 다음으로, 도 4a 및 4b에 도시한 바와 같이, 회전수단(46), R축 방향 이동수단(34), 및 Z축 방향 이동수단(68)을 구동시켜, 탐침부(50)의 탐침 돌출부(52, 도 5 참조)가 안경테의 홈에 접촉되도록 위치시킨다. 이때, 상기 R축 방향 이동수단(34)을 구동시켜, 상기 탐침부(50)를 안경테 홈에서 벗어나지 않도록, 약간의 힘을 상기 안경테 방향으로 가한다. 다음으로, 상기 회전수단(46)을 가동시켜, 상기 스타일러스부(30) 및 탐침부(50)가 미세 등간격으로 회전하도록 작동시킨다. 상기 탐침부(50)가 회전하는 동안, 상기 탐침부(50)는 안경테의 형태에 따라 가이드 슬롯(41a) 사이를 이동하며, 2차원 형상 측정용 센서(35) 및 높이 측정용 센서(66)는 설정된 미세 각도마다, 상기 안경테의 형상을 측정한다. 또한, 상기 탐침부(50) 회전에 따른, 상기 안경테 접점에서의 회전속도, R축 방향 이동 거리 및 Z축 방향 이동 거리를 산정하고, 상기 위치 정보를 기초하여, 상기 탐침부(50)의 진행방향 법선 벡터 기울기 및 진행방향 법선 기울기 변화량을 계산하여, 화면 표시부(12)에 표시하며, 이를 기초하여, 상기 탐침부(50)의 회전 속도 및 작용 압력을 수동 또는 자동으로 조정한다. 상기 탐침부(50)의 회전이 완료되며, R축 방향 위치 변위, Z축 방향 위치 변위 등의 위치 정보를 통하여, 상기 안경테의 형상 데이터를 산출하며, 상기 안경테의 3차원 형상 데이터 및 안경테 형상이 상기 화면 표시부(12)에 표시되며, 통신 제어부를 통하여, 렌즈 가공기로 전송된다. 안경테의 한 쪽 형상의 측정이 완료되면, 다른 쪽 형상도 측정하며, 측정 과정은 상기 내용과 동일하며, 패턴의 측정도 상기 내용과 동일한 방식으로 수행된다.Next, an automatic spectacle frame / pattern shape measuring method according to an embodiment of the present invention will be described based on the spectacle frame shape measurement. First, the pair of gripping bars 22 shown in FIG. 3 are opened, and a pair of eyeglass frames or a pattern holder with a pattern is placed on the gripper 24, and then the gap between the gripping bars 22 is narrowed to reduce the distance between the eyeglass frames or the like. Freeze the pattern. Next, as shown in Figs. 4A and 4B, the rotatable means 46, the R-axis movement means 34, and the Z-axis movement means 68 are driven, so that the probe protrusions of the probe portion 50 52, see FIG. 5) to be in contact with the groove of the spectacle frame. At this time, the R-axis movement means 34 is driven to apply a slight force in the spectacle frame direction so that the probe unit 50 does not deviate from the spectacle frame groove. Next, the rotation means 46 is operated to operate the stylus part 30 and the probe part 50 to rotate at minute intervals. While the probe unit 50 rotates, the probe unit 50 moves between the guide slots 41a according to the shape of the spectacle frame, and the two-dimensional shape measuring sensor 35 and the height measuring sensor 66 are moved. For each set fine angle, measures the shape of the spectacle frame. In addition, the rotational speed, the R-axis movement distance, and the Z-axis movement distance at the eyeglass frame contacts according to the rotation of the probe unit 50 are calculated, and based on the position information, the progress of the probe unit 50 is performed. The direction normal vector inclination and the traveling direction normal inclination change amount are calculated and displayed on the screen display unit 12. Based on this, the rotational speed and the working pressure of the probe unit 50 are manually or automatically adjusted. The rotation of the probe unit 50 is completed, and the shape data of the spectacle frame is calculated based on the positional information such as the R-axis position displacement, the Z-axis position displacement, and the like. It is displayed on the screen display unit 12, and is transmitted to the lens processing machine through the communication control unit. When the measurement of one shape of the spectacle frame is completed, the other shape is also measured, and the measurement process is the same as the above, and the measurement of the pattern is performed in the same manner as the above.

도 1은 통상적인 안경테/패턴 형상 측정 장치에 있어서, 형상 측정 왜곡을 설명하는 도면.BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS The figure explaining the shape measurement distortion in the conventional spectacle frame / pattern shape measuring apparatus.

도 2 및 3은 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치의 사시도 및 고정부의 평면도.2 and 3 are respectively a perspective view and a plan view of a three-dimensional automatic eyeglass frame / pattern shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 4a 및 4b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치에 사용되는 스타일러스부의 상부 및 하부 사시도.4A and 4B are top and bottom perspective views, respectively, of a stylus part used in an apparatus for measuring a three-dimensional auto frame / pattern shape according to an embodiment of the present invention.

도 5는 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치에 사용되는 탐침부의 확대 사시도.Figure 5 is an enlarged perspective view of the probe used in the three-dimensional automatic frame frame / pattern shape measuring apparatus according to an embodiment of the present invention.

도 6a 및 6b는 각각 본 발명의 일 실시예에 따른 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 장치를 이용하여 안경테 형상 측정을 설명하기 위한 도면.6A and 6B are diagrams for describing eyeglass frame shape measurement by using a three-dimensional automatic spectacle frame / pattern shape measuring device according to an embodiment of the present invention.

Claims (4)

삭제delete 삭제delete 삭제delete 탐침부가 안경테 또는 패턴에 접한 상태에서 회전하는 단계;Rotating the probe while in contact with the spectacle frame or pattern; 상기 안경테 또는 패턴과 탐침부의 접점에서의 (i) 탐침부의 회전 각도, (ii) 상기 탐침부의 회전 중심축으로부터의 거리인 R축 방향 위치 변위, 및 (iii) 상기 탐침부의 상하방향 이동거리인 Z축 방향 위치 변위를 포함하는 탐침부의 위치 정보를 얻는 단계;(I) the angle of rotation of the probe section at the contact point of the spectacle frame or pattern and (ii) the position displacement in the R-axis direction, which is the distance from the central axis of rotation of the probe section, and (iii) the vertical movement distance of the probe section, Z Obtaining position information of the probe portion including the axial position displacement; 상기 위치 정보로부터, 상기 접점에 있어서, 상기 탐침부 진행방향의 법선 벡터 기울기 및 법선 벡터 기울기 변화를 산출하는 단계; 및Calculating, from the position information, at the contact point, a normal vector slope and a normal vector tilt change in the probe portion traveling direction; And 상기 법선 벡터 기울기의 변화에 기초하여, 상기 탐침부의 회전 속도 및/또는 작용 압력을 실시간으로 조절하는 단계를 포함하는 3차원 자동 안경테/패턴 형상 측정 방법.And adjusting the rotational speed and / or the working pressure of the probe in real time based on the change of the normal vector inclination.
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