Brevet FR2736292A1 — publié le 19970110

PROCEDE DE POLISSAGE AINSI QUE, LE CAS ECHEANT DE PERCAGE, DECOUPAGE ET SOUDAGE DE VERRES A LUNETTES L'invention concerne un procédé de polissage ainsi que le cas écheant de perçage, découpage et soudage de verres à lunettes, en particulier de verres a lunettes asphériques. La fabrication des surfaces optiques appartenant à des verres à lunettes s'eftectue par fraisage ou meulage-rectification puis polissage, afin d'obtenir une surtace lisse, exempte de rayures. Le rayon de courbure nécessaire peut être obtenu déjà approximativement par un pressage à la torme si bien que pour la fabrication de la surface optique finale il n e st pl us nécessai re q que d'eftectuer un faible enlèvement de matiere. Lors du I-raisage ou du meulage-rectification de la surface optique, l'ébauche de verres à lunettes est relié sur une face à une fixation à l'aide de laquelle le verre à lunettes subit un pivotement. d'un rayon qui correspond à la courbure souhaitée de la surface optique.En plus, la fixation destinée au verre à lunettes peut être mise en un mouvement de rotation lente, si bien que la surface optique peut être fabriquée précisément au rayon souhaité, par fraisage OU meulage-rectification. ication. r e c t i f i c a t i o ce A c e mouvement pivotant peuvent être superposés des mouvement radiaux parallèles lorsque l'on doit fabriquer un verre à lunettes d'une surface aspherique par exemple d'une surface cylindrique ou prismatique superposée à une surface spherique. Le polissage subséquent s'effectue avec des tampons mis en oscillation et devant s'adapter à la forme de la surface requise. Dans ce procédé d'usinage, il est difficile d'effectuer le polissage si bien que, dans le cas de verres à lunettes asphériques, la surface optique précise qui a été fabriquée par exemple par fraisage ou polissage reste conservée, du tait que suite au polissage, fait au moyen de tampons de polissage, aucune exactitude géométrique n est assurée pour l'usinage de surface, c'est-à-dire que l'enlèvement de matière sur une surtace large, que l'on tait lors du polissage, fausse la géométrie de la surface. L'invention a comme but de créer un procede de polissage de verres à lunettes en particulier de verres à lunettes aspheriques, procédé dans lequel on obtient qu'aucune falsification de la géométrie de la surface ne se produise. En outre, on doit pouvoir effectuer le cas échéant un perçage, un decoupage à la forme et un soudage. En partant de cet expose du problème, il est propose un procédé pour lequel, selon l'invention, la surface est exposée à un rayonnement laser ou électronique riche en énergie, et la surface est alors déplacée relativement par rapport au rayon, sous l'effet dune commande numerique CNC, I'espacement et/ou la duree d'action et/ou l'énergie d'action et/ou la direction d'action du rayon etant modifiables localement. sous l'effet d'une commande, en fonction de l'enlèvement de m a t e r e r e q u i s , en ce que seule une planéification et un un lissage des defauts de planéité superticielle exìstant suite au pre-usinage entant effectué par mise en fusion et liquéfaction, sans enlevement de matière. Avec le procede selon l'invention, on rend plan ponctuellement et on lisse la surface du verre à lunettes, c'est-à-dire que 1 'o n effectue un polissage et l'usinage est commande pour chaque point de la surface si bien que l'usinage s'effectue de maniere correspondante aux coordonnées de ce point de la surface. De cette marnière, la géométrie de surface que doit presenter le verre à lunettes reste inchangée, c'est-à-dire que les erreurs inévitables par ailleurs ne sont pas produites lorsque l'on utilise le polissage selon l'invention. Le rayonnement laser ou électronique utilisé pour exposer la surrace peut être un rayonnement à impulsions et/ou à oscillations sur la surface. Le c o n t o u r de la surtace du verre à lunettes est stocké en mémoire dans un ordinateur et sert à la commande du processus de polissage. Du fait de prévoir un dispositif de mesure on peut surveiller l'usinage et l'on peut ettectuer une comparaison avec les valeurs stockées en mémoire si bien que i 'o n achève automatiquement cet usinage lorsque la totalité de la surface a été polie. Le rayonnement laser ou électronique assurant le polissage de la surtace est totalisé de façon aussi précise que possible sur le point à usiner, le cas échéant focalisé de façon variable, de manière correspondante à la distance du point, pour obtenir une densite d'énergie aussi élevee que possible sur ce point, cependant l'e f f e t est principalement obtenu sur une sui-face finie, pour assurer une transition continue entre les différents points ayant été usines et ainsi une mise en planelle et un l i s s a g e de I a surface du verre à lunettes. Le rayon qui polit la surface peut etre par exemple guidé de tacon linéaire sur un diametre de i 'é b a n c h e du verre a i unettes tandis que 1 e verre à lunettes est simultanément m i s en mouvement e t en rotation lente.De ce fait, le rayonnement laser ou électronique se déplace en spirale sur la surface du verre à lunettes et, alors, quand à son espacement e t / o u sa duree d'action et/ou à l'énergie d'action et/ou à la direction d'action, il est adapté localement, au moyen de la commande numerique CNC, aux exigences de la géométrie de la surface, pour obtenir un impact avec un angle correct du rayonnement laser ou électronique et obtenir l'effet le plus avantageux sur le matériau, pour chaque point d'usinage. Evidemment, le rayonnement laser ou électronique peut également ëtre déplacé ligne par ligne sur la surface du verre à lunettes. Dans ce cas, il ntest pas nécessaire d'ettectuer une rotation supplémentaire de l'ébauche du verre à lunettes. Pour éviter que des imprécisions géométriques se manitestent au stade du polissage, le rayonnement laser ou électronique peut ëtre commande, dans une phase initiale et de démarrage, en augmentant l'effet énergétique, par exemple, en le faisant évoluer selon une fonction exponentielle. Avec le méme rayon laser ou électronique soumis à une commande CNC, on peut également découper le contour du verre à lunettes de la maniere correspondante à la rorme des ouvertures des verres à lunettes d'une monture sélectionnée de lunettes, sans que le verre à lunettes d o i v e etre préleve de son montage à bridage. ou bien sans que l'on doive changer sa position. De même, ensuite, on peut également souder au verre à lunettes une bande à facettes placée autour du verre à lunettes ayant été découpe au contour recherché. L'invention est expliquée dans le detail ci-après à Liarde d'un exemple de réalisation présente dans le dessin. Dans le dessin la figure i est une représentation schématique en perspective d'un dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invent1on, la figure 2 est une vue partiel le de côte du dispositif de la figure 1. Le dispositif de mise en oeuvre du procédé selon l'invention présente une plaque de base 1 sur laquelle est disposée une plaque tournante 2. cette plaque tournante 2 est pourvue d'un aspirateur ou ventouse destine à maintenir sur une face une ébauche de verre à lunettes 1 2. Tout autour de la plaque de base sont disposées des parois de protection 3 qui enclosent l'espace de travail se trouvant au-dessus de la plaque de base 1. Sur un support 4 tixe sur la coté de la plaque de base 1 est disposée une tête pivotante 5 pouvant pivoter autour d'un axe horizontal et portant un bras télescopique 6 pouvant être déplacé en rotation et axialement.A l'extrémité libre du bras telescopique 6 est disposé un guidage / qui porte une broche 8 pouvant y être I evee et abaissée. A l'extrêmite inférieure de la broche 8 se trouve une tête d'usinage 9 d'où part un rayon dtusinage 1U, Concernant ce rayon d'usinage 10, il s' agit d'un rayon laser ou d'un rayon électronique. Le traitement fait au moyen d'un rayon électronique doit s'effectuer dans une chambre à vide. Le rayonnement laser ou électronique 10 est focalise de façon aussi précise que possible sur le point d'usinage de la surface 13 qui est représentée sous la forme d'une surface asphérique sur la figure 2. Au moyen d'une commande numérique de type CNC designee par 11, qui programme chaque point de la surface aspherique i 3 du verre à lunettes, on effectue un usinage commandé de la surface. Dans ce but, la table tournante 2 est mise en rotation lente avec l'embauche de verre à I u n e t t e s, tandis que le rayon laser ou électronique 10 est guide par un déplacement axial du bras télescopique 6 sur le diametre correspondant de ltebauche l: du verre à lunettes. De préférence, le rayon à laser ou électronique est toujours guidé à un niveau constant au-dessus du verre a lunettes. Pour obtenir un effet régulier sur la surface du verre à lunettes, malgre ltespacement qui varie en fonction de la géometrie du verre à lunettes vis-à-vis de la surface de ce verre à lunettes, l'énergie d'action peut être adaptée de maniere correspondante par exemple, par modification de la focal isation de manière que, lorsque l'espacement augmente, une focalisation plus forte soit reglee et que, lorsque ltespacement diminue, une focalisation plus faible soit réglée. Le rayon laser ou électronique 10 peut travailler par impulsions etfou par un déplacement commandé de la tête d'usinage 9 sur la tête pivotante 5 et/ou I e bras telescopique 6, en effectuant un gouvernent oscil 'I ant pour obtenir une transition continue entre les différents points de la surface à usiner. En plus, au i e u de la modification commandez de l'énergie d'actions on peut également modifier la duree d'usinage du rayon laser ou électronique 10 en modifiant sous ltettet d'une commande la vitesse de rotation de la table tournante 2 pour, de cette manière commander l'effet sur la surface, ceci de manière correspondante à la géométrie de cette surface. Lors du polissage il est en outre avantageux de faire arriver la tête d'usinage 9 et le rayon d'usinage toujours perpendiculairement sur la surface 13. C'est-a-dire de r ég l e r u n e i n c l i n a i s o n par rapport au bord de l'ébauche (iu verre à lunettes 1 2 pour la tête d'usinage 9, comme représenté en pointillé sur la figure 2. L'angle nécessaire resulte des données stockées en mémoire dans la commande CNC 11 et concernant la s u r f a c e du verre à lunettes et est réglé par la commande CNC par pivotement de la tête pivotante 5 etXou par rotation IU bras télescopique b. En cas d'utilisation de rayons laser ou de rayons électroniques qui sont tocalisés de façon particulièrement précise et modifiable sur le point d'usinage, il s'avere important de maintenir à une valeur constante l'espacement entre la tête d'usinage 9 et la surface 1 3. Ceci peut être obtenu par la commande CNC 11, si bien que le procédé selon l'invention rend possible l'obtention d'un polissage très précis sans qu'il y ait risque de falsitication de la géométrie de la surface. En tout cas il est essentiel que, lors du polissage de la surtace, ne s'etfectue qu'une mise en planéité et un lissage sans enlevement de matiere, ceci étant tait par une portée à fusion et liquéfaction des défauts de planéité de la surface. On peut usiner au moyen du rayon laser ou électronique 1U en plus le bord du verre a lunettes 12, en particulier on peut etfectuer un découpage à partir de l'ébauche de verre à lunettes pour obtenir un verre à lunettes 16 termine (représente en traits interrompus sur la figure 1) en s'adaptant à la forme correspondant à celle d'une monture à lunettes sélectionnée sans que le verre à lunettes n'ait dû être prélevé de son montage à bridage ni changé en position si bien que seule la realisation d'une facette en toit, usuelle, par exemple au moyen d'une machine de meulage de bordure de verre à lunettes classique s'averse encore nécessaire. Au lieu du meulage d'une facette en toit fait dans une machine de meulage-rectification séparé travaillant sur le bord du verre a lunettes on peut également appliquer une bande à facettes sur le verre å lunettes dont le contour a été découpé et on peut eftectuer un soudage au verre a lunettes, au moyen d u rayon laser ou électronique. Si la tète d'usinage Y est guidee ligne par ligne sur le verre a lunettes 12, il n'est pas nécessaire de disposer d u n e table tournante 2, au contraire on peut tixer l'ébauche de verre à lunettes 12 par un aspirateur ou ou ventouse directement sur la plaque de base 1. La commande CN 11 peut être réalisée de même maniere à assurer le guidage de la tête d'usinage en une spirale au-dessus de la surface 13 du verre a lunettes 12 si bien qu'il n'est pas nécessaire dans ce cas non plus d'avoir une table tournante. On peut disposer sur la tête d'usinage 9 une tête de mesure 14 d'où un rayon de mesure 15 est orienté vers le point précisément en train d'être usiné de la surface 13. Au moyen du rayon de mesure 15 on mesure la surface 13 et le résultat de la mesure est dirigé sur la commande CNC il. A cet endroit, la valeur de mesure est comparée a une valeur de consigne stockée en mémoire, si bien que la commande C N est en mesure de commander i 'uslna9e de manière correspondante aux valeurs de mesure obtenues. Pour éviter toute falsification de la géométrie de la surface dans la phase initiale et de démarrage du polissage, on peut commander l'effet énergétique par exemple en effectuant une montée en suivant une fonction exponentielle, si bien que les phases initiale et de démarrage peuvent se chevaucher, sans qu'alors se produise un double effet sur le matériau. REVENDICATIONS 1. - Procédé de polissage ainsi que, le cas échéant, perçage, découpage et soudage de verres à lunettes (12), en particulier de verres à lunettes (12) asphériques, dans lequel - la surface (13) est exposée à un rayonnement laser ou électronique (10) riche e n énergie, et - la surtace (13) est déplacée relativement par rapport au rayon, sous I 'e f f e t d ' u n e commande numérique (11) NC, - I ' e s p a c e ni e n t et/ou I a durée d' action et/ou l'énergie d'action et/ou la direction d'action du rayon étant modifiables localement, sous l'effet d'une commande, en tonction de l'enlèvement de matière requis, de sorte sue seuls une planéification et un lissage des défauts de planéité superficiel le existant suite au preusinage sont effectués par mise en fusion et liquéfaction, sans enlevement de matière. 2. - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le rayon agit par impulsions. 3. - Procédé selon la la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que le rayon agit de façon oscillante, transversalement par rapport à son axe. 4. - Procedé selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que la surface (13) du verre à lunettes (12) est mesuré au moyen d'un rayon de mesure et l'énergie d'action et/ou l'espacement de la source de rayonnement est commandiez en fonction de valeurs de mesure, en e n eftectuant une comparaison par rapport à dus valeurs de consigne stockées en mémoire. 5. - Procédé selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que l'énergie d'action est commande par modification de la focal isation. 6. - Procéde selon l'une ou plusieurs des revendications 1 à 5, caractérisé en ce que, au moyen du même rayonnement laser ou électronique (10), l'usinage de perçage et/ou de decoupe sur la periphérie du verre à lunettes (12); pour prendre la forme d'une monture de lunettes sélectionnée etfou le soudage d'une bande à facettes posée autour du verre à lunette, est eftectue sans que le verre à lunettes (12) doit être prélevé de son montage par bridage ni que sa position soit modifiée.