Brevet FR2865046A1 — publié le 20050715

DISPOSITIF POUR LE PERÇAGE DE VERRES ET LA FINITION DES VIS, D'ASSEMBLAGE ET SON PROCÉDÉ ASSOCIÉ La présente invention se rapporte au domaine des dispositifs de perçages de verres et leurs procédés de perçage. La présente invention se rapporte plus particulièrement au perçage de verres optiques à base de polymères organiques tels le polycarbonate, qui, associés à une monture constituée de deux branches et d'un pont, par exemple en titane, constituent des lunettes légères et quasi-invisibles. Il existe à l'heure actuelle plusieurs méthodes pour l'assemblage de verres percés, notamment divulgué par les 15 brevets FR 2835930, US 6502940, US 6315409 ou US 6588894. Un processus d'élaboration des verres percés classiques comprend les étapes chronologiques suivantes: commande à un fabricant de verres à la correction prescrite pour le patient, le verre livré se présentant sous la forme d'un disque, centrage et dépose d'un support autocollant orienté qui permettra sa fixation dans un repère déterminé, dans les machines où il va subir la suite du processus de fabrication, - ajustement du verre à la forme requise par meulage, perçage et réalisation d'encoches adaptées à la monture choisie par le patient, - assemblage par vis et écrous, clips, collage ou autre procédé, - dans le cas d'un assemblage par vis, coupe à l'aide d'une pince coupante de la partie de la vis dépassant l'écrou, puis ébavurage et lissage à l'aide d'une lime ou 2865046 2 d'un autre outil, pour la propreté de la finition, mais aussi pour éviter d'accrocher le chiffon qui servira au nettoyage des lunettes. Les difficultés dans le processus énoncé ci-dessus résident au niveau des deux points suivants: - perçage/rainurage précis, garanti, reproductible, facile (travail minutieux et fastidieux, souvent avec pertes), - ébavurage et finition de la vis (travail minutieux, souvent des pertes). Pour envisager des solutions à ces difficultés, l'art antérieur connaît déjà : - l'outillage à main, non spécifique à l'opération: risques de beaucoup de pertes, travail imprécis et fastidieux, difficulté pour faire certains travaux tels des encoches... - l'outillage à main spécifique pour ce type d'assemblages, illustrer par le brevet FR FR2816069, la demande de brevet WO 99/37449. Le risque de pertes et l'aspect fastidieux du travail sont améliorés, mais subsistent tout de même, au point de décourager certains opticiens de vendre ce type de lunettes, ou s'ils le font, d'en sous-traiter l'assemblage, - des outils automatisés, construits à partir de machines-outils (fraiseuse numérique 3 axes) pilotées par des logiciels adaptés, tels que décrit dans le brevet US 54020607. On connaît également la demande de brevet WO 03/043781 qui concerne un dispositif permettant d'effectuer les opérations d'usinage d'un ou de plusieurs verres de lunettes. Ce dispositif comprend des moyens permettant le montage d'un ou de plusieurs outil(s) de travail assurant au moins le formage et/ou le perçage et/ou 2865046 3 le polissage du/des verre(s), cet opérations étant effectuées au moyen d'un ou de plusieurs outil(s) de perçage et/ou de formage comprenant un ou plusieurs diamètres de coupe, des moyens assurant le déplacement tridimensionnel des outils d'usinage, permettant à l'outil de suivre la trajectoire(s) de travail nécessaire(s) à l'exécution de ses fonctions, et un ou plusieurs organes de serrage qui maintiennent chacun un seul verre de lunettes. Ces systèmes perfectionnés constituent des machines génériques 3 ou 4 axes, encombrantes, chères et d'utilisation difficile, requérant une main d'oeuvre spécialisée ou un temps d'apprentissage important. - enfin, les fabricants ( Briot , Weco et Nidek ) proposent maintenant des meuleuses intégrant une 15 option de perçage pilotée par informatique, mais ne convenant pas à des opticiens déjà équipés d'une meuleuse. L'art antérieur connaît également une méthode qui consiste à avoir d'un côté un logiciel qui définit le travail à effectuer sur des verres et de l'autre une machine pilotée par ordinateur qui réalise ce travail. La demande de brevet WO 01/29609 illustre à cet égard un procédé de perçage de verres optiques détourés pour la réalisation de lunettes dites à monture percée dans lesquelles les branches et le pont sont directement fixés audits verres, ledit procédé étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes consistant à définir sur ordinateur au moins un plan de perçage isostatique des branches, à définir sur ordinateur au moins un plan de perçage isostatique du pont de nez, à associer sur ordinateur lesdits plans de perçage à un gabarit virtuel de verre en superposant lesdits plans de perçage sur ledit gabarit mémoriser les informations concernant les plans de perçage et leur association avec ledit gabarit de verre, puis à transmettre lesdites 2865046 4 informations à au moins une unité de perçage à commande numérique pour percer lesdits verres détourés correspondant audit gabarit en fonction desdites informations. L'inconvénient majeur de cette approche réside dans le fait qu'elle impose une connaissance précise de la forme des verres à percer, et par là même, une gestion complexe des formes des verres en fonction des marques et des modèles. De plus, cette approche rend difficile la retouche d'une forme de verre en fonction des désirs ou des besoins d'un patient éventuellement liés à sa physiologie. La présente invention entend remédier aux inconvénients de l'art antérieur en proposant une machine totalement dédiée à ce travail de perçage et crantage, moins complexe et moins coûteuse. La première innovation introduite par cette invention consiste à s'affranchir de la forme du verre en n'utilisant plus que son seul bord, ce qui permet de se passer de la création d'une base de données complexe combinant montures et formes des verres, et ce qui permet également de panacher entre les marques et d'assembler n'importe quelle forme de verre sur n'importe quelle monture, ou encore de retoucher librement la forme des verres en fonction des besoins du patient. La seconde innovation proposée dans cette invention, toujours dans un but de simplification de l'utilisation et de réduction du coût de la machine, consiste, comme cela est souhaitable la plupart du temps, à assurer automatiquement, et mécaniquement, l'orthogonalité entre l'outil de perçage et la surface percée, sans intervention de l'opérateur ni entrée de paramètres liés à la courbure du verre. Ceci n'empêche pas, bien sûr, lorsque le type de monture le nécessite, de choisir d'autres angles de perçage. 2865046 5 La machine sera en outre équipée d'un dispositif chargeur/convoyeur simple capable de présenter devant l'outil de perçage tour à tour plusieurs verres préchargés. Pour ce faire, la présente invention concerne un dispositif pour le perçage de verres, en particulier de verres optiques, comportant au moins un outil d'usinage pour le perçage d'un verre actionné par au moins un moteur d'entraînement, un moyen de support d'au moins un verre et au moins un moyen d'amenée dudit verre dans la zone de travail du susdit outil d'usinage, un moyen de traitement et de visualisation des données relatives audit verre, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour donner la distance d'un bord du verre par rapport à un point de référence, ceci pour positionner l'outil d'usinage en face de l'emplacement du perçage à réaliser. Selon un mode de réalisation de l'invention, le susdit moyen sera un palpeur se calant sur le bord du verre. 20 Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprendra un moyen automatique apte à assurer la perpendicularité de la surface de la zone du verre à percer par rapport à l'outil d'usinage, le susdit moyen de support étant inclinable. Selon un mode de réalisation de l'invention, le susdit moyen consistera en un moyen d'appui venant en appui sur le verre. Avantageusement, le dispositif de l'invention comprendra au moins une base de données comportant une pluralité de modèles de montures, constituées simplement de deux branches et d'un pont, et du positionnement pour chaque 2865046 6 monture des perçages et crantages à effectuer par rapport au bord dudit verre. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprendra un outil de finition de vis d'assemblage de lunettes, se calant sur les écrous, pour ébavurer et araser la vis consistant en un foret, une fraise ou analogue. Dans ce cadre, le dispositif pourra en outre comprendre au moins un guide amovible, c'est-à-dire interchangeable en fonction des dimensions du moyen de fixation de la vis, prenant appui sur le verre, destiné à entourer le susdit moyen pour guider le susdit outil vers l'extrémité de la vis. Avantageusement, le dispositif selon l'invention comprendra un moyen de lecture et un moyen de codage associé aux éléments de la monture pour définir les perçages et/ou crantages par rapport à l'axe de perçage et au bord du verre. Selon une possibilité offerte par l'invention, le dispositif comprendra un chargeur/convoyeur de verres de manière à accélérer la cadence de traitement (perçage et finition des vis) des verres. Dans l'application à l'optique, le verre sera du type verre organique, par exemple à base de polycarbonate, ou tout autre type de verre présentant les mêmes propriétés mécaniques vis-à-vis du perçage et les mêmes qualités pour en faire un verre optique. Le choix du type monture, avant démarrage du perçage, pourra se faire de différentes manières: 2865046 7 - choix dans une base de données comprenant l'ensemble des montures utilisées par l'opticien, - saisie manuelle des informations de perçage et crantage pour la monture; ceci pouvant se rajouter à la base de données, pour une monture qui n'y figurait pas encore. - lecture des informations de perçage sur un dispositif accompagnant la monture et éventuellement livré avec elle par son fournisseur, comme par exemple une étiquette magnétique associée à la monture comprenant toutes les informations concernant le perçage et le crantage pour cette monture. Par ailleurs, dans le cas d'un panachage (association d'une monture à une autre forme de verre que celle initialement prévue par le constructeur de la monture), un positionnement intuitif statistique de l'axe de perçage, c'est-à-dire la ligne reliant les branches et le pont sur les verres, sera proposé par le dispositif selon l'invention, ce qui permet de donner automatiquement un placement pour les trous et encoches à réaliser. L'opérateur pourra au besoin retoucher ce positionnement intuitif s'il l'estime nécessaire pour prendre en compte certaines particularités, par exemple du physique ou des souhaits du client. Dans certains cas de monture, il pourra y avoir plusieurs axes de perçages différents pour le pont et pour les branches. La présente invention se rapporte également à un procédé de perçage de verres grâce au dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape de mise en place d'au moins un verre sur au moins un support, une étape d'amenée de l'outil de perçage dans l'axe de perçage, une étape de perçage du verre, caractérisé en 2865046 8 ce qu'il comprend une étape de détection d'au moins une partie des contours, ou des bords, dudit verre. Avantageusement, le procédé selon l'invention 5 comprendra éventuellement une étape d'enregistrement desdits contours, ou desdits bords, du verre. Avantageusement, le procédé selon l'invention comprendra une étape de calage automatique du verre de 10 manière à présenter la surface de l'emplacement de perçage du verre perpendiculairement à l'outil de perçage. Selon une possibilité offerte par l'invention, le procédé selon l'invention comprendra une étape préalable de 15 définition d'au moins un axe linéaire de perçage proposé à l'utilisateur. De la même manière, le procédé selon l'invention pourra comprendre une étape préalable de lecture d'un moyen de codage définissant l'emplacement et les dimensions des perçages et des crantages par rapport au bord du verre et à l'axe de perçage. Selon une possibilité offerte par l'invention, le procédé de l'invention comprendra une étape de proposition automatique à l'opérateur d'un positionnement intuitif de l'axe de perçage sur des règles, préenregistrées dans le moyen de traitement, associées à chacune des montures. Grâce à l'invention, outre les avantages précédemment cités relatifs à la simplicité d'usage et du coût, l'encombrement d'un tel dispositif dédié au perçage est particulièrement réduit. La présente solution est simple, tout en réalisant, si nécessaire, automatiquement un 2865046 9 perçage, orthogonal à la surface de perçage. Par ailleurs, il permet un positionnement intuitif des bras et du nez par rapport au verre, qui sera en général optimal, tout en laissant la liberté à l'opérateur de l'adapter en fonction du patient. Le dispositif selon l'invention intègre également une solution pour la finition des vis d'assemblage. Enfin, pour simplifier plus encore cette opération d'assemblage de verres percés avec des montures, l'invention propose l'utilisation d'un principe d'étiquetage des montures compréhensible par une machine, qui permet d'automatiser la commande de la machine de perçage. On comprendra mieux l'invention à l'aide de la description, faite ciaprès à titre purement explicatif, d'un mode de réalisation de l'invention, en référence aux figures annexées: - la figure 1 illustre une vue en coupe d'un dispositif de perçage selon l'invention; - la figure 2 illustre une vue schématique du dispositif représenté sur la figure 1, l'outil d'usinage étant visible suivant une coupe verticale et le moyen de support et un verre étant visible suivant une vue d'en haut; et - la figure 3 illustre une vue en coupe de l'outil 25 de finition des vis. Selon l'invention, illustrée figure 1, le dispositif de perçage 1 comprend un moyen de support 2 de verres consistant ici en un plateau distributeur de verres. Ce plateau circulaire 2, représenté sur les figures 1 et 2, est relié, grâce à une bande de contact 3, à un moteur d'entraînement 4 pour assurer sa rotation horizontale, perpendiculaire à l'axe de l'outil de perçage 5. Le sens de 2865046 10 rotation du moteur d'entraînement 4 et donc du plateau distributeur 2 sera laissé au choix de l'utilisateur. Le plateau distributeur 2 de verres 6 comprend dans l'exemple choisi pour illustrer l'invention une grande roue dentée 7 centrale et quatre petite roues dentées 8 périphériques. Les dents des petites roues dentées 8 sont en contact avec les dents de la grande roue dentée centrale 7 de sorte que, lorsque la grande roue dentée centrale 7 est en rotation, cette dernière entraîne en rotation les petites roues dentées 8. Un moteur 9 entraîne la grande roue dentée 7. Les petites roues dentées 8 comportent chacune des supports pour un verre 6 destiné à être percé, capable de s'incliner par rapport à la verticale, par exemple en étant montés sur des cardans. Les verres 6, par l'intermédiaire de supports autocollants orientés (comme décrits dans l'art antérieur), reposent sur ces roues dentées 8. Le plateau distributeur 2 de verres 6 comprend un élément fondamental dans le dispositif de la présente invention: un palpeur 9. Le palpeur 9, posé sur un support fixe, comprend une extrémité coulissante, qui a pour fonction de rester en permanence au contact du bord du verre 6 à percer et d'en donner la distance par rapport à un point fixe. Ceci permet à l'outil d'usinage 5 de travailler à une distance donnée du bord du verre 6, sans avoir à se soucier de la forme du verre 6. Pour un plus grand confort de l'opérateur, sans son interaction avec la machine, le contour, ou la forme, du verre 6, pourra être enregistré grâce au palpeur 9 relié au moyen de traitement de données, non représenté sur les figures annexées, puis ensuite être affiché, le perçage du 2865046 11 verre 6 pourra ensuite commencer, après que l'utilisateur aura choisi son type de monture. Dans cette perspective, le dispositif de perçage 1 selon l'invention comprend également un moteur d'entraînement 10 de l'outil d'usinage du verre, pour assurer sa rotation à une vitesse réglée en fonction des caractéristiques du matériau à percer. L'armature 12 soutenant le moteur 10 est capable de translater horizontalement sur son socle pour amener l'outil vers le verre à percer ou à cranter. Le moteur 10 est monté sur son support 12, de sorte à pouvoir translater verticalement, pour percer ou cranter le verre 6. Comme cela est illustré sur la figure 1, le verre 6 monté sur un cadran que l'on peut laisser libre ou bloquer en position verticale. L'inclinaison est de 11,4 dans l'exemple de la figure 1. Par ailleurs, il existe sur le moyen de support 2 un élément support 13 fixe consistant ici en une protubérance s'étendant en T dont l'extrémité supérieure permet de laisser reposer une partie du verre 6. Cette protubérance lorsqu'elle se situe au même niveau que le support du verre 6, assure un perçage orthogonal à la surface percée. Pour un angle de perçage différent, il suffira, manuellement ou éventuellement automatiquement, de monter ou de baisser ce niveau. Un perçage à 90 par rapport à l'axe du verre 6 se fera automatiquement en bloquant le cardan dans la position verticale. En complément de ces différents éléments, l'outil de perçage comprend un moyen d'appui 14, dont la longueur est variable, fixé indirectement ou directement à l'outil de perçage 5 pour venir en appui à proximité de la surface de l'emplacement du perçage de verre de manière à bien orienter 2865046 12 cette surface perpendiculairement à l'outil de perçage 5. Cette solution mécanique pour l'orientation du verre 6 perpendiculairement à l'outil de perçage 5 présente l'avantage évident d'un gain en coût particulièrement intéressant, tout en conservant une parfaite maîtrise de l'orientation du verre 6. Le procédé de perçage du verre 6 dans la présente invention, avec le dispositif énoncé précédemment, 10 s'effectue comme suit: 1. Les verres 6 sont fixés, par l'intermédiaire d'un support autocollant, sur les supports 8 rotatifs et articulés. La combinaison des mouvements de rotation du plateau distributeur 2, calculé par le moyen de traitement, et de l'entraînement du verre 6 permet de mouvoir, par la commande du moyen de traitement aux moteurs du plateau distributeur 4 et de la grande roue dentée 9, et placer le verre 6 dans n'importe quelle position par rapport à l'outil 5, dans le plan horizontal; 2. Le verre 6 est amené face à l'outil 5, c'est-à-dire dans sa zone de travail, et au palpeur 9, une rotation complète du support permet d'en capturer la forme grâce au palpeur 9. L'opérateur visualise à l'écran la forme du verre 6; 3. L'opérateur choisit dans une base de données un modèle de monture (branches et pont), ou en lit le code magnétique par un lecteur adéquat. Ceci associé à un positionnement intuitif statistique de la ligne reliant les branches et le pont sur les verres, permet de proposer automatiquement un placement pour les trous et encoches à réaliser. L'opérateur pourra au besoin retoucher ce positionnement intuitif s'il l'estime nécessaire pour prendre en compte certaines particularités, par exemple du physique ou des souhaits du client. L'opérateur pourra également, au lieu de choisir une monture dans une base de données, disposer lui-même une série de trous et crans à réaliser; 4. Inclinaison du verre 6 pour assurer l'orthogonalité de la zone surfacique de perçage par rapport à la broche, ceci étant rendu grâce à l'articulation du support 8 et par l'appui du levier 14 jusqu'à ce que le verre 6 vienne en contact avec le support 13; 5. Perçage du verre 6 par translation, puis descente 10 de la broche; 6. Les étapes 1 à 4 seront répétées autant de fois qu'il y a de paires de verres; 7. Remontée de la broche et libération de l'inclinaison du verre 6. Si les travaux à réaliser nécessitent un changement d'outil 5, un second cycle pourra être effectué après avoir changé l'outil 5. Dans une réalisation alternative, plus élaborée, la broche 5 sera capable de pivoter a 180 , afin de pouvoir travailler le verre 6 par sa face inférieure. Cette opération pourra être nécessitée pour certaines montures avec des vis affleurantes sur la face avant. Un code qui pourra être utilisé pour enregistrer les informations de perçage et crantage pour une monture est par exemple le suivant: référence unique de la monture (non indispensable, 30 à définir par la profession), - informations pour une branche, - nombre de trous, 2865046 14 diamètre, distance (horizontale) du bord du verre, distance (positive ou négative) verticale par rapport a la ligne de perçage branches-pont, répétition de la structure ci-dessus pour chaque 5 trou, - nombre de crans, - horizontal (ou vertical), distance du bord du verre, diamètre, longueur du cran, - répétition de la structure ci-dessus pour chaque 10 cran, - information pour un côté du pont, - même structure celle ci-dessus que pour une branche. Les lunettes étant symétriques, les informations pour l'autre branche et pour l'autre coté du pont sont identiques et n'ont donc pas besoin d'être codées. La figure 3 illustre l'outil de finition des vis 15 comportant un élément d'arasement 17, du type fraise ou foret. Cet outil de finition des vis 15 sert à travailler les vis une fois ces dernières fixées sur les verres 6 pour la fixation des branches, et du nez. En effet, il est nécessaire pour l'opticien de vendre des lunettes finies, c'est-à-dire dont les extrémités, ou queues, des vis 18 ont été limées, ou arasées, pour des considérations esthétiques mais également pour ne pas déchirer, ou abîmer, le chiffon ou la serviette utilisé pour nettoyer les verres 6. L'invention est décrite dans ce qui précède à titre d'exemple. Il est entendu que l'homme du métier est à même de réaliser différentes variantes de l'invention sans pour autant sortir du cadre du brevet. REVENDICATIONS 1. Dispositif pour le perçage (1) de verres, en particulier de verres optiques, comportant au moins un outil d'usinage (5) pour le perçage d'un verre (6) actionné par au moins un moteur d'entraînement {10), un moyen de support (2, 8) d'au moins un verre (6) et au moins un moyen d'amenée (3, 4) dudit verre (6) dans la zone de travail du susdit outil d'usinage (5), un moyen de traitement et de visualisation des données relatives audit verre (6), caractérisé en ce qu'il comprend un moyen pour donner la distance d'un bord du verre (6) par rapport à un point de référence, ceci pour positionner l'outil d'usinage (5) en face de l'emplacement du perçage à réaliser. 2. Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le susdit moyen est un palpeur se calant sur le bord du verre (6). 3. Dispositif selon la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen automatique (14) apte à assurer la perpendicularité de la surface de la zone du verre (6) à percer par rapport à l'outil d'usinage (5), le susdit moyen de support (2, 8) étant inclinable. 4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que le susdit moyen consiste en un moyen d'appui venant en appui sur le verre (6). 5. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend au moins une base de données comportant une pluralité de modèles de montures, constituées simplement de deux branches et d'un pont, et du positionnement pour chaque monture des perçages et crantages à effectuer par rapport au bord dudit verre (6). 6. Dispositif selon l'une quelconque des 5 revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un chargeur/convoyeur de verres. 7. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un outil de finition de vis d'assemblage de lunettes, se calant sur les écrous, pour ébavurer et araser la vis consistant en un foret, une fraise ou analogue. 8. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce qu'il comprend au moins un guide amovible, c'est-à-dire interchangeable en fonction des dimensions du moyen de fixation de la vis, prenant appui sur le verre (6), destiné à entourer le susdit moyen pour guider le susdit outil vers l'extrémité de la vis. 9. Dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'il comprend un moyen de lecture et un moyen de codage associé aux éléments de la monture pour définir les perçages et/ou crantages par rapport à l'axe de perçage et au bord du verre (6). 10. Procédé de perçage de verres grâce au dispositif selon l'une quelconque des revendications précédentes, comportant une étape de mise en place d'au moins un verre (6) sur au moins un support (2, 8), une étape d'amenée de l'outil de perçage (5) dans l'axe de perçage, une étape de perçage du verre (6), caractérisé en ce qu'il comprend une étape de détection d'au moins une partie des contours, ou des bords, dudit verre (6). 11. Procédé selon revendication 10, caractérisé en ce 5 qu'il comprend une étape d'enregistrement desdits contours, ou desdits bords, du verre (6). 12. Procédé selon la revendication 9 ou 10, caractérisé en ce qu'il comprend une étape de calage du verre (6) de manière à présenter la surface de l'emplacement de perçage du verre (6) perpendiculairement à l'outil de perçage (5). 13. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 12, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de définition d'au moins un axe linéaire de perçage proposé à l'utilisateur. 14. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 13, caractérisé en ce qu'il comprend une étape préalable de lecture d'un moyen de codage définissant l'emplacement et les dimensions des perçages et des crantages par rapport au bord du verre (6) et à l'axe de perçage. 15. Procédé selon l'une quelconque des revendications 10 à 14, caractérisé en ce qu'il comprend une étape automatique de proposition d'un positionnement intuitif de l'axe de perçage basé sur des règles, préenregistrées dans le susdit moyen de traitement, associées à chacune des montures.