Brevet FR2475446A1 — publié le 19810814

L'invention concerne une machine automatique de meulage de lentilles plus particulièrement destinée à meuler, suivant un profil voulu, les bords périphériques de verres de lunettes. Pour adapter les verres de lunettes dans une monture de lunettes il faut meuler les bords périphériques des verres suivant un profil correspondant exactement à celui de la rainure réceptrice de la monture. En général les lentilles constituant les verres de lunettes présentent deux surfaces périphériques et ne sont pas de forme circulaire. Par suite les positions à la fois axiale et radiale du pourtour de la lentille changent lorsqu'on fait tourner ce verre de lunettes. De plus les positions axiale et radiale du pourtour de la lentille varient également avec la taille et la courbure de celle-ci. Lorsqu'on veut meuler le bord périphérique d'un verre de lunettes il est nécessaire de maintenir celui-ci dans un plan passant par le centre axial de la roue de meulage, perpendiculairement à l'axe de cette roue. On décrira ci-après plusieurs raisons pour lesquelles les positions axiale et radiale du bord périphérique d'un verre de lunettes varient lorsqu'on fait tourner celui-ci. (I) Comme les verres de lunettes présentent des surfaces sphéri- ques, comme indiqué ci-dessus, les positions axiale et radiale du bord périphérique de ces verres dépendant des rayons de courbure de ces surfaces sphériques, ces rayons de courbure dépendant eux-mêmes de la puissance de convergence voulue. De la même manière l'épaisseur d'un verre de lunettes dépend de la puissance de convergence voulue, ce qui entraîne des variations de courbure au centre de la lentille, dans le sens de son épais- seur. (II) Les positions axiale et radiale du bord périphérique d'un verre de lunettes dépendent de la forme de ce verre c'est-à-dire du fait que celuici peut être elliptique ou rectangulaire; ces positions axiales dépendent également de la taille du verre de lunettes. (III) Dans les machines à meuler classiques, la lentille est maintenue ou bloquée par une paire de patins de blocage ou de calage portés respectivement par un arbre fixe et par un arbre mobile. Par suite le centre de la lentille, dans le sens de son 4o épaisseur (qu'on appellera plus brièvement "centre axial'; dans la 24?5446 2.- suite de la description) varie ou se déplace d'une distance égab à la moitié de la variation d'épaisseur de la lentille, ce qui produit une variation de position du bord périphérique de la lentille. (IV) Pour maintenir en place un verre de lunettes à meuler sans produire d'éclats de surface, on utilise des patins de calage en caoutchouc. Par suite le degré de déformation de ces patins dépend des forces de calage qui lui sont appliquées, de sorte que la position du bord périphérique de la lentille se déplace. (V) Quand les centres des patins de calage ne sont pas alignés avec le centre optique de la lentille a meuler, on obtient des déformations non uniformes ou dissymétriques des patins de calage. Par suite la lentille tourne excentriquement du fait que le centre optique de la lentille est excentré par rapport à l'axe de rotation, de sorte que les positions axiale et radiale de chaque point du bord périphérique de la lentille s'écartent des positions normales. La courbure de lentille (c'est-à-dire la courbure du centre axial) d'un verre de lunettes est parfois différente de la courbure de meulage (c'està-dire de la courbure du centre de meulage). Les courbures de lentilles varient suivant les buts d'utilisation des lunettes. Cependant pratique- ment toutes les montures de lunettes sont fabriquées de manière à monter des verres de courbures prédéterminées, du point de vue des étapes de fabrication. Par suite, lorsqutun verre de lunettes présente une courbure différente de celle de la rainure réceptrice de la monture, la courbure de meulage doit s'écarter de la cour- bure de lentille. Dans les machines de meulage classiques destinées à meuler le bord périphérique d'un verre de lunettes suivant un profil voulu, on utilise une paire de têtes de calage de lentille montées de manière à pouvoir se déplacer à la fois dans le sens axial et dans le sens radial de la lentille à caler. Des gabarits ou cames directrices de directions axiale et radiale, sont utilisés pour limiter le mouvement axial et le mouvement radial de la lentille en cours de meulage lorsque le bord périphérique de celle-ci vient en contact avec la roue de meulage montée sur une tête de meule fixe. Cependant le réglage cîes positions relatives entre la lentille à meuler et les gabarits ou cames directrices 3.- est très difficile à réaliser du fait que la lentille doit être exactement alignée avec les gabarits ou cames directrices axiaux et radiaux. Comme décrit en (III), la position de la paire de têtes de calage de lentille varie d'un verre de lunettes à l'autre. Par suite il faut régler la position axiale des tètes de calage de lentille d'un verre de lunettes à l'autre. De plus, dans le cas (V) l'axe optique d'un verre de lunettes à meuler doit être correctement aligné avec l'axe de rotation, ce qui est très compliqué à réaliser. Enfin lorsque les verres de lunettes sont de même forme, mais que leurs rayons de courbure et leurs épaisseurs varient, il faut choisir et monter à chaque fois des gabarits correspondant. L'invention a donc pour but de créer une machine automatique de meulage de lentilles permettant de pallier tous les inconvénients ci-dessus ainsi que d'autres inconvénients présentés par les machines de meulage de lentilles selon l'art antérieur, tout en présentant un excellent rendement de meulage. A cet effet l'invention concerne une machine automatique de meulage de lentilles, machine caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis de tête muni de moyens de calage permettant de tenir et de faire tourner une lentille de verre de lunettes à meuler, ce châssis de tête pouvant se déplacer à la fois dans le sens axial et dans le sens radial par rapport au verre de lunettes, et un groupe de roues de meulage comprenant au moins une roue de meulage grossière, une roue de meulage de semi-finition, et une roue de meulage de finition, la surface extérieure de la roue de meulage de semi-finition comprenant une rainure circulaire à surfaces de meulage inclinées, dont la largeur est supérieure à l'épaisseur du verre de lunettes sur son bord périphérique, ce qui permet d'aligner le centre axial du verre de lunettes avec celui de la roue de meulage de semi- finition grâce à l'effet d'auto-alignement dû au contact du bord périphérique du verre de lunettes avec les surfaces de meulage inclinées de la rainure circulaire de la roue de meulage de semi-finition. Dtautres buts caractéristiques et avantages de l'invention apparattront plus clairement à la lecture de la description détaillée qui suit d'une forme préférée de réalisa- tion représentée sur les dessins ci-joints dans lesquels: 4._ 2475446 - la figure 1 est une vue de dessus schéma- tique d'une machine de meulage selon l'invention, - la figure 2 est une vue de face schématique de cette machine, - la figure 3 est une vue de c8té schémati- que de cette machine, - la figure 4 est une vue à plus grande échelle, d'un verre de lunettes maintenu par une paire-de têtes de calage de lentille, - la figure 5 est une vue destinée à expliquer les étapes de meulage du bord périphérique d'un verre de lunettes au moyen de la machine de meulage selon l'invention représentée sur les figures 1 à 3, et - la figure 6 est une vue destinée à expliquer l'effet d'autoalignement obtenu entre le verre de lunettes et une roue de meulage de semi-finition. En se référant tout d'abord aux figures 1 à 3, un arbre horizontal 3 est supporté par un palier 2 fixé rigidement à une base 1 de façon que cet arbre 3 puisse glisser dans la direction axiale (horizontale). Un bras de levier 4 est fixé à l'arbre 3 et un châssis de tête 5 est monté en bascule- ment sur l'arbre 3. Le-châssis de tête 5 est muni d'une partie en creux 7 dans laquelle vient se caler une lentille 6 à meuler. Une paire d'arbres de calage 8 et 9 traversent horizontalement la partie en creux 7. L'arbre de calage 8 (celui de gauche sur la figure 1) le plus voisin du bras de levier 4 est monté en rotation et supporte à son extrémité extérieure (celle de gauche sur la figure 1) un gabarit ou une came directrice 10 définissant - la forme de la lentille 6 dans sa direction radiale, ce gabarit ou came 10 étant monté de manière amovible sur l'arbre 8. Une tête de calage 11 est montée à-ltextrémité intérieure de l'arbre 8 (celle de droite sur la figure 1). Comme on peut mieux le voir sur la figure 3, un disque suiveur de came 18, de diamètre extérieur égal à celui d'une roue de meulage décrite ciaprès, est monté sur le bras de levier 4 et vient en contactavec le gabarit 10 pendant les opérations de-meulage, de façon que lorsque les arbres de calage 8 et 9 tournent, le châssis de tête 5 se déplace verticalement ou bascule autour de l'axe de l'arbre 3 suivant le profil de came du gabarit 10. 5.- En revenant aux figures 1 et 2, l'arbre 9 est monté en rotation de manière à pouvoir se déplacer axialement, et une tête de calage 12 coopérant avec la tête de calage 11, est montée à l'extrémité intérieure de l'arbre 9. L'extrémité extérieure de l'arbre 9 est reliée à un organe de manoeuvre 13 tel qu'un cylindre à air par exemple, de telle manière que lorsque l'organe de manoeuvre 13 entre en action, l'arbre 9 se mette à glisser axialement dans un sens ou dans l'autre. L'arbre 8 est entrainé par un moteur 16 auquel il est relié par un train d'engrenages 14, et l'arbre 9 est relié en fonctionnement, par l'intermédiaire d'un autre train d'engrenages 15, à un premier codeur à impulsions 17 destiné à détecter l'angle de rotation de la lentille 6 bloquée entre les têtes de calage 11 et 12. Le moteur d'entraînement 16 et le codeur à impuMions 17 sont tous deux montés sur le châssis de tUte 5 et tournent donc solidairement l'un de l'autre. Un moteur pas à pas 19 destiné à entraîner horizonalement le châssis de tête 5, et un second codeur à im- pulsions 20 destiné à détecter la position horizontale ou axiale de la lentille en cours de meulage, sont montés sur la base 1 de telle manière qu'une ligne imaginaire les reliant soit parallèle à l'axe de l'arbre 3. Le moteur pas à pas 19 est branché au second codeur à impulsions 20 tandis qu'une courroie sans fin 23 est partiellement enroulée autour d'une poulie 21 portée par l'arbre du moteur pas à pas 19, et qu'une poulie 22 est portée par l'arbre du second codeur à impulsions 20. L'extrémité arrière (extrémité supérieure sur la figure 1) du bras de levier 4, est fixée à la courroie sans fin 23. La poulie 21 est montée de telle manière que lorsque le moteur pas à pas 19 est alimenté, cette poulie 21 tourne pas à pas en synchronisme avec l'arbre du moteur 19, mais que lorsque le moteur pas à pas 19 est coupé, cette poulie 21 puisse tourner librement. Un certain nombre de roues de meulage 24, 25, 26 et 27 sont montées au-dessous de la paire de têtes de calage 11 et 12, sur un arbre entrainé en rotation par des moyens convenables (non représentés). Un profil particulier correspondant au profil voulu du bord périphérique de la lentille en verre 6, est formé sur la surface cylindrique extérieure de chaque roue de meulage. Par exemple la première roue de meulage 24 correspondant à un meulage grossier, présente une surface cylindrique extérieure plate, tandis que les seconde et troisième roues de meulage 25 et 26 correspondant à un meulage de semi- finition, présentent chacune une surface cylindrique extérieure munie d'une rainure circulaire à surfaces inclinées en forme de V, dont la largeur est supérieure à l'épaisseur du verre de lunettes. La quatrièmeroue de meulage 27 destinée au meulage de finition, comporte sur sa surface cylinrique extérieure une rainure circulaire dont le profil correspond à celui de la rainure de la monture de lunettes dans laquelle le verre terminé doit s'adapter (voir figure 5). Le premier et le second codeurs à impul- sions 17 et 20, et le moteur pas à pas 19, sont branchés à un bloc de commande 30 comprenant une mémoire (tel qu'une mémoire de microprocesseur), et à un circuit d'entraînement. Le bloc de commande 30 emmagasine en mémoire les signaux de sortie des premier et second codeurs 17 et 20, et entraine le moteur pas à pas 19 en réponse à ces signaux de sortie. L'extrémité avant du bras de levier 4 porte une roulette 31 roulant à son tour sur un rail de guidage 32. On décrira maintenant le mode de fonction- nement de la machine automatique de meulage de lentilles corres- pondant à la forme de réalisation ci-dessus, en se référant aux figures 4 à 6. Tout d'abord la came directrice 10 de profil correspondant à celui qu'on veut obtenir sur le bord périphérique de la lentille 6, est montée sur l'arbre de calage 8. Ensuite la lentille 6 à meuler est bloquée au moyen de la paire de t8tes de calage 11 et 12 de façon.que cette lentille 6 se trouve dans la même posture que celle de la came directrice 10, afin que la lentille 6 et la came directrice 10 restent coaxiaux, et de façon que le centre axial de la lentille 6 reste, en pratique, parfaitement aligné avec celui de la première roue de meulage ou roue de meulage grossier préliminaire 24. Le moteur d'entral- nement de lentille 16 est alimenté, de même que, le moteur d'en- trainement de roue de meulage (non représenté) de manière à faire tourner la lentille 6 et la roue de meulage grossier 24, La lentille tournante 6 est amenée en contact avec la roue de meulage grossier 24. (Dans ces conditions la came directrice 10 vient également en contact avec le disque 7.- suiveur 18). Lorsque la lentille 6 monte ou descend suivant le profil de la came directrice 10, le bord périphériphérique de la lentille 6 se trouve meulé à plat, comme indiqué en (a) sur la figure 5. Dans ce cas, suivant la forme et la position de la lentille 6, cette dernière est amenée à vibrer horizontalement ou axialement, mais cette vibration peut se compenser en utilisant une roue de meulage grossier dont la surface de meulage présente, dans la direction axiale, une largeur supérieure à l'amplitude des vibrations de la lentille 6. Lorsque le meulage grossier est terminé, des moyens de commande (non représentés) entrent en jeu pour séparer la lentille 6 de la roue de meulage grossier 24, et le moteur pas à pas 19 est alors alimenté de façon que le châssis de tête 5 accouplé au moteur pas à pas 19 par la courroie sans -fin 23, au bras de levier 4 et à l'arbre 3, se déplace horizontalement ou axialement vers la gauche de la figure 1 sur une distance égale à l'espacement entre la roue de meulage grossier 24 et la roue de meulage de semi-finition 25. Dans une variante de réalisation, le châssis de tète 5 peut être déplacé à la main. Lorsque la lentille 6 a été mise en place de la manière décrite ci-dessus, le bloc de commande 30 est remis à zéro et le moteur pas à pas 19 est coupé de façon que le châssis de tête 5 puisse se déplacer librement dans le sens horizontal ou axial par rapport au point de référence correspon- dant à la position de la lentille 6 réglée comme décrit ci-des- sus. Ensuite la lentille 6 est amenée en contact avec'la roue de meulage de semi-finit-ion 25 sous l'effet de son propre poids, puis le meulage de semi-finition démarre. Quand le centre axial de la lentille 6 n'est pas aligné avec celui de la roue de meulage de semi-fini- tion 25, un premier bord de la lentille 6 vient tout d'abord en contact avec l'une des surfaces inclinées 28 de la rainure en forme de V de la roue de meulage 25, comme-indiqué sur la figure 6. La lentille 6 est toujours poussée contre la roue de meulage 25 sous l'effet de son propre poids W et du poids du châssis de tête 5, et ce châssis de tête peut se déplacer librement dans le sens horizontal ou axial, comme décrit ci-dessus. Par suite la lentille 6 glisse vers le bas sur la surface inclinée 28, comme indiqué par la flèche A, 8.- 2475446 jusqutà ce que le centre axial de cette lentille 6 vienne s'ali- gner avec celui de la roue de meulage de semi-finition 25. En d'autres termes la lentille 6 se trouve tou4jours entraînée dans la direction axiale ou horizontale lorsque les bords de cette lentille 6 glissent vers le bas le long des surfaces de meulage inclinées de la rainure en forme de V de la roue de meulage 25, de façon que le centre axial de la lentille 6 puisse s'aligner avec celui de la roue de meulage 25. Le déplacement axial du châssis de tête 5 o est transmis, par l'intormédiaire du bras de levier 4 et de- la courroie sans fin 23, au second codeur à impulsions 20, et le signal de sortie du codeur à impulsions 20 est appliqué au bloc de commande 30. L'angle de rotation de la lentille 6 en cours de meulage est détecté par le premier codeur à impulsions 17 et appliqué au bloc de commande 30. En réponse à ces deux signaux d'entrée, le bloc de commande 30 emmagasine non seule- ment le signal d'erreur d'alignement entre les centres axiaux de la lentille 6 et de la roue de meulage 25, mais encore la variation de position axiale de la lentille 6 en fonction de l'angle de rotation de celle-ci. Lorsque le meulage de semi-finition de la lentille 6 par la roue de meulage 25 est terminé, la lentille 6 est séparée de la roue de meulage 25, puis le moteur pas à pas 19 est de nouveau alimenté pour entraîner le châssis de tête 5, et par conséquent la lentille 6, vers la droite de la figure 2, sur une distance égale à l'espacement entre les centres axiaux des roues de semi-finition et de finition 25 et 27. Dans ce cas le moteur 19 tourne pas à pas d'un angle prédéterminé, en réponse aux impulsions de commande arrivant du bloc de commande 30, de façon que la lentille 6 se déplace de la manière décrite ci-dessus. En réponse aux impulsions de commande du. bloc de commande 30 ayant emmagasiné la forme du mouvement axial décrit par la lentille 6 pendant l'étape de semi-finition réa- lisée par la roue de meulage 25, le moteur pas à pas 19 reproduit le même mouvement axial de la lentille 6, tandis que cette dernière est entraînée en rotation pendant l'étape de finition réalisée par la roue de meulage de finition 27, ce qui permet d'obtenir une arête périphérique 33 correspondant exactement à ho la rainure réceptrice de la monture de lunettes. 9._ Il arrive parfois que la courbure de la lentille ne coïncide pas avec celle de la rainure réceptrice de la monture de lunettes. Dans ce cas on introduit préalablement dans la mémoire du bloc de commande 30 la courbure de la rainure re- ceptrice de la monture de lunettes. En cours de fonctionnement, conformément aux données préalablement emmagasinées représentant la courbure de la rainure réceptrice de la monture, et aux signaux de sortie des premier et second codeurs à impulsions 17 et 22, le bloc de commande 30 fournit les impulsions de commande au moteur pas à pas 19 de façon que le châssis de tête 5 et par conséquent la lentille 6 puissent se déplacer conformément à la courbure de la rainure réceptrice de la monture de lunettes, ce qui permet ainsi d'obtenir une parfaite coïncidence entre l'arête périphérique terminée 33 de la lentille et la rainure réceptrice correspondante. Bien qu'on ait décrit ici une roue de meu- lage de semi-finition 25 présentant un profil 28 en forme de V, il est évident que cette roue de meulage de semi-finition peut prendre n'importe quel type de profil voulu tel que celui repré- senté par exemple en (c) sur la figure 5. Le premier codeur à impulsions 17 destiné à détecter l'angle de rotation de la lentille 6 peut être direc- tement relié à l'arbre de sortie du moteur 16 pour faire tourner la lentille 6. Au lieu du second codeur à impulsions 22 destiné à détecter la position axiale de la lentille 6, on peut utiliser n'importe quel autre moyen convenable tel que par exemple une échelle magnétique permettant de détecter la position axiale de la lentille 6. De plus, différentes modifications peuvent être apportées à la forme de réalisation décrite ci-dessus, sans sortir du cadre de l'invention. En résumé l'invention permet de réduire considérablement le temps nécessaire pour placer et maintenir la g lentille en position active. De plus l'étape consistant à suivre le profil du gabarit ou de la came directrice, se trouve considé- rablement simplifiée, de sorte qu'un opérateur même inexpérimenté peut parfaitement bien obtenir la finition voulue de l'argte périphérique de la lentille. D'autre part les étapes de mneulage grossier,- de meulage de semi-finition et-de finition peuvent se faire automatiquement et séquentiellement, ce qui permet d'obtenir un très haut niveau de rendement. Enfin, même lorsque la courbure de la le-n- tille'ne co!ncide pas avec celle de la rainure réceptrice de la monture de lunettes, on peut donner automatiquement à. l'arête périphérique de la lentille la forme correspondant exactement a celle de la rainure réceptrice de la monture de lunette.- j il._ REVENDICATIONS 1.--Machine automatique de meulage de len- tilles, machine caractérisée en ce qu'elle comprend un châssis de tête (5) muni de moyens de calage (8, 9, 11, 12) permettant de tenir et de faire tourner une lentille (6) de verre de lunet- tes à meuler, ce châssis de tête (5) pouvant se déplacer à la fois dans le sens axial et dans le sens radial par rapport au verre de lunettes (6), et un groupe de roues de meulage compre- nant au moins une roue de meulage grossier (24), une roue de meulage de semi-finition (25, 26) et une roue de meulage de finition (27), la surface extérieure de la roue de meulage de semi-finition (25) comprenant une rainure circulaire à surfaces de meulage inclinées, dont la largeur est supérieure à l'épais- seur du verre de lunettes (6) sur son bord périphérique, ce qui permet d'aligner le centre axial du verre de lunettes (6) avec celui de la roue de meulage de semi-finition (25) grtce à l'effet d'auto-alignement dû au contact du bord périphérique du verre de lunettes (6) avec les surfaces de meulage inclinées de la rainure circulaire de la roue de meulage de semi-finition. 2.- Machine automatique de meulage de lentilles selon la revendication 1, machine caractérisée en ce qu'elle comprend en outre un moteur (19) destiné à être accouplé sélectivement en fonctionnement avec le châssis de tête (5) de manière à déplacer celle-ci, et par conséquent le verre de lunettes (6) à meuler, par rapport au groupe de roues de meulage (24, 25, 26, 27), des moyens de détection de position angulaire (17) permettant de détecter l'angle de rotation du verre de lunettes (6), des moyens de détection de mouvement axial (20) permettant de détecter le mouvement axial du châssis de tête, et des moyens de commande (30) répondant aux signaux de sortie des moyens de détection de position angulaire (17) et de mouvement axial (20) pour emmagasiner en mémoire la forme du mouvement axial du châssis de tête (5) par suite de l'effet d'auto-aligne- ment obtenu, en fonction de la position angulaire du verre de lunettes (6) pendant l'étape de semi-finition effectuée par la roue de meulage de semi-finition (25), et pendant l'étape de finition effectuée par la roue de meulage de finition (27), de manière à commander le moteur (19) pour reproduire la forme du mouvement axial du châssis de tête (5).