Brevet FR2871400A1 — publié le 20051216

La présente invention concerne une machine de meulage de verres optiques, du type comprenant: - un train de meules monté rotatif sur un bâti autour d'un premier axe; un support de lentille muni de moyens d'entraînement en rotation de la lentille autour d'un deuxième axe, le support de lentille étant mobile sen- siblement radialement par rapport au premier axe; - des moyens de positionnement radial du support de lentille comprenant au moins un organe de butée déplaçable; et - un organe de sollicitation élastique du support de lentille vers le premier axe. On connaît des machines du type précité dans lesquelles le support de lentille est articulé sur le bâti de la machine autour d'un axe de bascule-ment parallèle au deuxième axe. Pour meuler une lentille de forme déterminée à partir d'une ébauche sensiblement circulaire, la distance minimale en- tre le premier axe et le deuxième axe est réglée par l'organe de butée pour chaque position angulaire de l'ébauche autour du deuxième axe. Ainsi, pour chaque position angulaire, l'ébauche est appliquée contre la meule d'ébauchage par le poids du support de lentille jusqu'à ce que le support de lentille atteigne l'organe de butée. Pour assurer un meulage ra- pide, le support de lentille est lesté au voisinage du deuxième axe afin d'augmenter la force de rappel de ce support vers le premier axe. Toutefois, afin d'alléger la machine, il est connu de disposer un ressort entre le support de lentille et le bâti afin de générer une force additionnelle de sollicitation du support vers le premier axe sans lester la machine (par exemple machine GAMMATM de la société ESSILOR). Une telle machine ne donne pas entière satisfaction, notamment pour le meulage de lentilles présentant des formes anguleuses, par exemple carrées ou rectangulaires. En effet, la force appliquée sur le support par le ressort augmente lorsque le deuxième axe s'éloigne du premier axe, et diminue lorsque le deuxième axe se rapproche du premier axe, en fonction de la position angulaire de l'ébauche autour du deuxième axe. Cette force peut ainsi provoquer, lorsqu'elle est trop importante, la rupture de la lentille, ou lors-qu'elle est trop faible, une augmentation notable du temps de meulage. La fiabilité du meulage, notamment pendant l'ébauchage, est donc diminuée avec une telle machine. Un but de l'invention est donc de disposer d'une machine de meulage de verres optiques qui présente un poids réduit, tout en assurant le meulage de lentilles de toutes formes de manière fiable et rapide. A cet effet, l'invention a pour objet une machine du type précité, caractérisée en ce que l'organe de sollicitation est solidaire, d'une part, du support de lentille, et d'autre part, de l'organe de butée. La machine selon l'invention peut comporter une ou plusieurs des caractéristiques suivantes, prises isolément ou selon toutes combinaisons techniquement possibles: - l'organe de butée est mobile en translation le long d'un troisième axe sensiblement orthogonal au premier axe, et l'organe de sollicitation élastique s'étend parallèlement audit troisième axe; - l'organe de sollicitation élastique est constitué par un ressort hélicoïdal, les extrémités du ressort étant fixées respectivement sur le support de lentille et sur l'organe de butée; - les extrémités du ressort sont disposées respectivement de part et d'autre d'un plan orthogonal à l'axe du ressort et contenant le premier axe; - les moyens de positionnement radial comprennent un vérin ayant une partie fixe en translation et une partie mobile en translation qui présente, à son extrémité libre, une surface de butée du support de lentille, et l'organe de sollicitation est fixé sur la partie mobile; - ladite partie fixe comprend une vis de commande reliée à un moteur, et ladite partie mobile comprend un écrou engagé sur la vis et une tige en saillie sur l'écrou et solidaire de celui-ci, l'organe de sollicitation étant fixé sur l'écrou; le support de lentille est articulé sur le bâti autour d'un axe de basculement parallèle au deuxième axe, le deuxième axe étant disposé audessus du premier axe; et - le rapport entre, d'une part, la force de rappel du support de lentille vers le premier axe résultant de l'organe de sollicitation élastique, et d'autre part, la force de rappel du support de lentille, vers le premier axe résultant du poids du support de lentille est supérieur à 0,2. Un exemple de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en regard de la Figure unique qui est une vue schématique, en coupe partielle suivant un plan vertical des parties pertinentes d'une machine selon l'invention. La machine de meulage 9 représentée sur la Figure unique est destinée à réaliser un verre optique de forme anguleuse, éventuellement biseau-té sur sa tranche, à partir d'une ébauche de lentille généralement circulaire. Cette machine 9 comprend un bâti 11, un ensemble de meulage 13, un support de lentille 15, des moyens 17 de positionnement relatif du support de lentille 15 par rapport à l'ensemble de meulage 13, et des moyens 19 de sollicitation élastique du support de lentille 15 vers l'ensemble de meulage 13. L'ensemble de meulage 13 comprend un train de meules 21 monté rotatif autour d'un premier axe A-A' horizontal dans un support de meules 22 et entraîné en rotation par un moteur de meulage (non représenté). Le train de meules 21 est composé de plusieurs meules 21A à 21D juxtaposées. Les meules sont associées à un type de verre à meuler et à différentes étapes du procédé de meulage: une meule 21A d'ébauchage de verres minéraux, une meule 21B d'ébauchage de verres synthétiques, une meule de finition avec biseautage 21C pourvue d'une gorge circulaire 23C, et une meule 21D de polissage avec biseautage pourvue d'une gorge circulaire 23D. Le train de meules 21 peut être éventuellement équipé de meules de finition ou de polissage sans biseautage. Le train de meules 21 est monté solidairement sur un arbre de meules 25, lui-même monté libre en rotation dans le support 22 autour du premier axe A-A'. La partie inférieure 27 du support de meules 22 est montée coulis- sante suivant une direction axiale parallèle au premier axe A-A' sur une barre 29 de coulissement. Le support de lentille 15 comprend un chariot 31 monté basculant sur le bâti 11 et muni de deux demi-arbres 33A et 33B adaptés pour saisir l'ébauche de lentille 35, et un moteur 37 d'entraînement en rotation de l'ébauche de lentille 35. Le chariot 31 est articulé par un bord longitudinal 41 arrière autour d'un axe X-X' de basculement, situé à l'arrière du plan de la Figure unique et parallèlement au premier axe A-A', lequel axe est contenu dans le plan de la Figure unique. Le chariot 31 est déplaçable par basculement autour de l'axe X-X' entre une position à l'écart du premier axe A-A' et une position active au voisinage de l'axe A-A'. Ce mouvement est assimilable à un mouvement de pseudo-translation, sensiblement radial, le long d'un axe orthogonal à l'axe A-A', pour les faibles amplitudes. Les deux demi-arbres 33A et 33B sont montés le long de l'autre bord longitudinal 45 du chariot 31. Ces demi-arbres 33A et 33B sont disposés suivant un second axe B-B' horizontal, parallèle au premier axe A-A'. Par ailleurs, ces demi-arbres 33A et 33B sont munis d'extrémités libres 47A et 47B en regard l'une de l'autre, adaptées pour saisir l'ébauche de lentille 35. Le moteur d'entraînement 37 de l'ébauche de lentille 35 entraîne en rotation autour du second axe B-B' le demi-arbre 33B et le demi-arbre 33A par un mécanisme de transmission (non représenté). Les moyens 17 de positionnement relatif du support de lentille par rapport à l'ensemble de meulage comprennent des moyens 48 de positionnement axial de l'ensemble de meulage 13 le long de l'axe A-A', des moyens 49 de positionnement radial du chariot 31 par rapport à l'axe A-A', et une unité de commande 50. Les moyens de positionnement axial 48 permettent l'entraînement en translation de l'ensemble de meulage 13 le long de l'axe A-A' par coulisse-ment du support de meules 22 le long de la barre de coulissement 29. Comme illustré sur la Figure unique, les moyens de positionnement radial 49 du chariot 31 par rapport au premier axe A-A' comprennent un mécanisme 51 d'entraînement et un organe de butée 52 qui comporte une tige de guidage 53 et un écrou 57. Le mécanisme d'entraînement 51 comprend une vis sans fin 55 d'entraînement en coopération avec l'écrou 57. La vis 55 est montée rotative sur le bâti 11 et disposée suivant un axe radial D-D' orthogonal à l'axe A-A'. Dans l'exemple illustré sur la Figure uni-que, la vis d'entraînement 55 est verticale. Cette vis d'entraînement 55 est entraînée en rotation par un moteur 59 solidaire du bâti 11. L'écrou 57 est ainsi mobile en translation le long de l'axe D-D' entre une position inférieure, à l'écart du train de meules 21, et une position supérieure au voisinage du train de meules 21. Dans la machine illustrée par la Figure unique, l'écrou 57 est toujours disposé sous le plan horizontal conte- nant le premier axe A-A'. La tige de guidage 53 fait saillie à partir de l'écrou 57, parallèlement à la vis d'entraînement 55, suivant une direction verticale, et traverse un orifice de guidage 56 prévu dans le bâti. L'extrémité libre 61 de la tige 53 porte, au-dessus du plan horizontal contenant le premier axe A-A', un galet de butée ou touche 67 monté rotatif autour d'un axe parallèle à l'axe A-A'. Ce galet 67 coopère avec une région de contact 71 du chariot 31 qui s'étend sur sa face inférieure 73 au voisinage du deuxième axe BB'. Le galet 67 et la région de contact 71 sont réalisés à base d'un matériau conducteur de l'électricité et sont reliés électriquement à un détecteur de contact 75. L'unité de commande 50 pilote d'une part le déplacement du support de meules 22 le long de l'axe A-A' et d'autre part l'actionnement du moteur 59 et, par suite, le déplacement de la tige 53 via la vis 55 et l'écrou 57. Les moyens 19 de sollicitation élastique comprennent un ressort hélicoïdal 81 et des moyens 83 de fixation du ressort 81 sur la machine 9. Les moyens de fixation 83 comprennent des boucles 85 de fixation solidaires des extrémités du ressort 81 et engagées dans des pitons 87 de fixation correspondants solidaires respectivement du chariot 31 et de l'écrou 57. Les pitons 87 font saillie respectivement par rapport aux bords latéraux 91 et 93 respectifs du chariot 31 et de l'écrou 57, le long d'axes sensiblement parallèles à l'axe A-A'. La distance qui sépare ces pitons 87 est choisie de telle sorte que lorsque la région de contact 71 s'appuie sur le ga- let 67, l'élongation du ressort 81 par rapport à son état au repos est comprise entre 40% et 60%. La raideur de ce ressort est comprise entre 80 N/m et 120N/m. Le ressort hélicoïdal 81 s'étend ainsi entre les pitons 87, sensible- ment parallèlement à l'axe vertical D-D'. Ainsi, le ressort 81 génère une force de rappel élastique du support de lentille 15 vers le premier axe A-A'. Cette force correspond par exemple à une masse comprise entre 2 kg et 4 kg. Le rapport entre la force de rappel du support 15 générée par le res- sort 81 et la force de rappel du support 15 vers le premier axe A-A' résultant du poids du support 15, est supérieur à 0,2 et notamment compris entre 0,2 et 0,7. On décrira maintenant comme exemple une opération de meulage d'une ébauche de lentille ophtalmique par la machine de meulage 9 de la Figure unique. Initialement, l'ébauche 35 est calée entre les deux extrémités 47A et 47B des demi-arbres 33A et 33B par un adaptateur convenablement positionné sur l'ébauche. Une forme périphérique de lentille déterminée est sélectionnée par l'opérateur en fonction de la forme de la monture de lunettes sur laquelle la lentille va être montée après son traitement. Le moteur d'entraînement en rotation des meules 21A à 21D est alors actionné. Le train de meules 21 est entraîné en rotation autour du premier axe A-A' par ce moteur. L'unité de commande 50 pilote les moyens 48 de déplacement axial du support de meules 22 pour positionner l'ébauche de lentille 35 en regard d'une meule d'ébauchage, par exemple 21B. Simultanément, l'unité 50 commande le moteur 59 qui entraîne en rotation la vis d'entraînement 55 pour déplacer l'écrou 57 et la tige d'actionnement 53 en translation le long de l'axe D-D', afin de placer l'ébauche 35 au contact de la meule 21B. Le moteur d'entraînement en rotation 37 de l'ébauche de lentille 35 autour du second axe B-B' est alors actionné pour faire tourner cette ébauche 35 autour de ce second axe B-B'. La position en hauteur de la touche 67 est ajustée par l'unité 50, pour chaque position angulaire de l'ébauche 35 autour de l'axe B-B', afin de régler la distance minimale entre le premier axe A-A' et le deuxième axe B-B' à cette position, correspondant sensiblement à la forme périphérique sélec- tionnée pour la lentille. L'action de la tige 53 sur le chariot 31 permet également de déplacer le deuxième axe B-B' à l'écart du premier axe A-A' par basculement du chariot 31, lorsque la région de contact 71 s'appuie sur la touche 67. Pour chaque position angulaire autour de l'axe B-B', l'ébauche 35 de lentille est appliquée contre la meule d'ébauchage 21B et sa périphérie est usinée jusqu'à ce que la région de contact 71 du chariot 31 bute contre la touche 67. Tant que la région 71 n'est pas en contact avec le galet 67, la force appliquée sur l'ébauche de lentille 35 est la somme des forces de rappel résultant du poids du chariot 31 et du ressort 81. Dès que le galet 67 entre en contact avec la région 71, la force appliquée sur l'ébauche 35 diminue car les forces de rappel du chariot 31 se ré-partissent entre la force appliquée sur l'ébauche de lentille 35 et la force appliquée sur le galet 67. La force appliquée sur l'ébauche de lentille 35, de- vient sensiblement nulle dès que la meule 21B a meulé sensiblement la totalité de la matière à usiner à chaque position angulaire autour de l'axe B-B'. Lors de la rotation de l'ébauche 35 autour du deuxième axe B-B' et quelle que soit la position du chariot 31 par rapport au train de meules 21, le chariot 31 est sensiblement au contact du galet 67 et la distance entre l'écrou 57 et le chariot 31 reste sensiblement constante. Par suite, l'élongation du ressort 81 reste également sensiblement constante. Par ailleurs, si le chariot 31 s'éloigne trop du galet 67 en cours de meulage, par exemple lorsque la quantité de matière à meuler pour une position angulaire donnée de l'ébauche 35 est importante, l'élongation du res- sort 81, et par suite la force de rappel sur le chariot 31, augmentent légère-ment et contribuent à ramener le chariot 31 vers la tige 53, ce qui accélère le meulage de l'ébauche 35. En tout état de cause, la variation maximale de longueur du ressort 81 entre la position dans laquelle le chariot 31 est au contact du galet 67 et sa position la plus à l'écart du galet 67 est comprise entre 5% et 30%. La force de rappel générée par le ressort 81, du fait de l'élongation sensiblement constante du ressort 81 et de son orientation sensiblement verticale, est donc sensiblement équivalente à la force de rappel qui serait produite par un lestage du chariot 31 au voisinage de son bord avant 45, et ce quelque soit l'inclinaison du chariot 31 par rapport à l'horizontale. Par suite, la machine 9 selon l'invention est allégée, sans que la dynamique du chariot 31 par rapport au train de meules 21 ne soit affectée, ni que la force de rappel du chariot 31 résultant de l'action du ressort 81 ne dépende de l'inclinaison du chariot 31 par rapport à un plan horizontal. La fixation du ressort 81 sur l'écrou 57, et non sur la tige 53, permet d'utiliser un ressort 81 de grande longueur et, par suite, d'optimiser le com- portement dynamique de ce ressort, qui présente ainsi, du fait de ses faibles variations d'élongation, un comportement élastique pratiquement constant. REVENDICATIONS 1. Machine (9) de meulage de verres optiques, du type comprenant: - un train de meules (21) monté rotatif sur un bâti (11) autour d'un premier axe (A-A') ; - un support de lentille (15) muni de moyens (37) d'entraînement en rotation de la lentille (35) autour d'un deuxième axe (B-B'), le support de lentille (15) étant mobile sensiblement radialement par rapport au premier axe (A-A') ; - des moyens (49) de positionnement radial du support de lentille (15) comprenant au moins un organe de butée (52) déplaçable; et - un organe (81) de sollicitation élastique du support de lentille (15) vers le premier axe (A-A') ; caractérisée en ce que l'organe de sollicitation (81) est solidaire, d'une part, du support de lentille (15), et d'autre part, de l'organe de butée (52). 2. Machine de meulage (9) selon la revendication 1, caractérisée en ce que l'organe de butée (52) est mobile en translation le long d'un troisième axe (D-D') sensiblement orthogonal au premier axe (A-A'), et en ce que l'organe de sollicitation élastique (81) s'étend parallèlement audit troisième axe (D-D'). 3. Machine de meulage (9) selon la revendication 1 ou 2, caractérisée en ce que l'organe de sollicitation élastique (81) est constitué par un ressort hélicoïdal, les extrémités (85) du ressort (81) étant fixées respectivement sur le support de lentille (15) et sur l'organe de butée (52). 4. Machine de meulage (9) selon la revendication 3, caractérisée en ce que les extrémités (85) du ressort (81) sont disposées respectivement de part et d'autre d'un plan orthogonal à l'axe du ressort (81) et contenant le premier axe (A-A'). 5. Machine de meulage (9) selon l'une des revendications précéden- tes, caractérisée en ce que les moyens de positionnement radial (49) comprennent un vérin ayant une partie (55, 59) fixe en translation et une partie (53, 57) mobile en translation qui présente, à son extrémité libre (61), une surface de butée (67) du support de lentille (15), et en ce que l'organe de sollicitation (81) est fixé sur la partie mobile (53). 6. Machine de meulage (9) selon la revendication 5, caractérisée en ce que ladite partie fixe (55, 59) comprend une vis de commande (55) reliée à un moteur (59), et en ce que ladite partie mobile (53, 57) comprend un écrou (57) engagé sur la vis (55) et une tige (53) en saillie sur l'écrou (57) et solidaire de celui-ci, l'organe de sollicitation (81) étant fixé sur l'écrou (57). 7. Machine de meulage (9) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le support de lentille (15) est articulé sur le bâti (11) autour d'un axe (X-X') de basculement parallèle au deuxième axe (B-B'), le deuxième axe (B-B') étant disposé au-dessus du premier axe (A-A'). 8. Machine de meulage (9) selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisée en ce que le rapport entre, d'une part, la force de rappel du support de lentille (15) vers le premier axe (A-A') résultant de l'organe de sollicitation élastique (81), et d'autre part, la force de rappel du support de lentille (15), vers le premier axe (A-A') résultant du poids du support de lentille (15) est supérieur à 0,2.