Brevet FR2888765A1 — publié le 20070126

La présente invention concerne un procédé d'étalonnage d'une machine de perçage de verres optiques comprenant: - un support de lentille; - un ensemble porte-outil portant un outil de perçage 5 rotatif comprenant une fraise de perçage; - des moyens de déplacement relatif de l'ensemble porte-outil par rapport au support de lentille; et - des moyens de commande de la position de l'outil de perçage par rapport au support de lentille comprenant des moyens de détermination de io la position relative de l'ensemble porte-outil par rapport au support de lentille et au moins un actionneur de mise en position relative de l'ensemble porte-outil par rapport au support de lentille. On connaît de EP-A-1 310 327 une machine de perçage du type précité. Dans cette machine, une fraise de perçage est calée dans un is ensemble porteoutil afin de réaliser des trous traversants à travers une lentille ophtalmique. La position de l'extrémité de la fraise de perçage est étalonnée en fonction de la position de cette fraise dans le porte-outil, et de la longueur nominale de la fraise fournie par le fabricant. La précision sur cette position est par exemple de l'ordre de 0,5 mm. Un tel étalonnage de la machine est satisfaisant pour réaliser des trous traversants dans des lentilles ophtalmiques. En effet, la machine est programmée pour déplacer l'outil de perçage par rapport à la lentille sur un déplacement supérieur à la somme de l'épaisseur de la lentille et de la tolérance maximale de longueur de la fraise. Toutefois, ce procédé d'étalonnage ne donne pas entière satisfaction pour la réalisation de trous borgnes et/ou de lamages dans les lentilles ophtalmiques. En effet, compte tenu de la faible épaisseur des lentilles ophtalmiques, la précision sur la position de l'extrémité de la fraise de perçage fournie par le fabricant n'est pas suffisante pour commander la position du fond du trou borgne dans la lentille avec suffisamment de précision. Pour tenter de déterminer avec plus de précision la position de l'extrémité de la fraise de perçage, il est connu de placer une lentille dans le support, puis de déplacer la fraise de perçage vers la lentille pour déterminer la position de l'ensemble porte-outil par rapport au support lorsque l'ensemble ne peut plus se déplacer vers la lentille, après contact entre la fraise et la lentille. Toutefois, la précision de ce procédé est limitée, et le risque de casse de la fraise de perçage, qui est très fine, est élevé. Un but de l'invention est donc d'obtenir un procédé d'étalonnage io d'une machine de perçage de verres optiques de précision et de fiabilité améliorées. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé du type précité, caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes: (a) disposition d'une ébauche dans le support; (b) perçage d'un alésage borgne sur la base d'une profondeur désirée dans une première surface de l'ébauche, le perçage étant commandé par les moyens de commande sur la base de la position relative de l'outil de perçage par rapport à l'ébauche déterminée, en fonction de la profondeur désirée et de la longueur théorique de l'outil de perçage, par les moyens de détermination; (c) mesure de la profondeur réelle de l'alésage borgne; et (d) calibration des moyens de commande en fonction de la profondeur donnée et de la profondeur réelle. Le procédé selon l'invention peut comprendre l'une ou plusieurs des 25 caractéristiques suivantes, prise(s) isolément ou suivant toutes les combinaisons techniquement possibles: - l'étape (c) est réalisée au moyen d'au moins un capteur de position relié à un palpeur avant destiné à être placé en regard de la première surface, l'étape (c) comprenant au moins deux phases de palpage de la première surface, au moins une phase de palpage étant réalisée, après perçage de l'alésage borgne, dans le fond de l'alésage; - au moins une phase de palpage de la première surface est réalisée avant le perçage de l'alésage borgne, au niveau du point de perçage de l'alésage borgne; - le capteur de position est en outre relié à un palpeur arrière, l'étape (c) comprenant pour chaque phase de palpage de la première surface, le palpage d'une deuxième surface de l'ébauche située à l'opposé de la première surface, pour déterminer une épaisseur mesurée de l'ébauche; - l'étape de calibration comprend le calcul d'une longueur réelle de l'outil de perçage, sur la base de la longueur théorique de l'outil de perçage to corrigée par la différence entre l'épaisseur de l'ébauche mesurée avant perçage de l'alésage borgne et l'épaisseur de l'ébauche mesurée après perçage de cet alésage borgne; - l'étape de perçage comprend la formation d'un alésage borgne de section transversale supérieure à la section transversale d'une fraise de 15 perçage de l'outil; et - l'étape (a) comprend la disposition d'une ébauche plane d'épaisseur sensiblement constante dans le support de lentille. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description qui va suivre, donnée uniquement à titre d'exemple, et faite en se référant aux 20 dessins annexés, sur lesquels: - la Figure 1 est une vue schématique partielle en élévation des parties pertinentes d'une machine de perçage pour la mise en oeuvre du procédé selon l'invention; - la Figure 2 est une vue agrandie d'un détail marqué Il sur la Figure 25 1; -la Figure 3 est une vue partielle en perspective d'une ébauche de lentille utilisée dans le procédé selon l'invention, lors d'une première étape de ce procédé ; la Figure 4 est une vue analogue à la Figure 3 lors d'une deuxième 30 étape de ce procédé ; et - la Figure 5 est une vue en section verticale suivant un plan V-V d'un détail de la Figure 4. La machine de perçage 11 représentée sur la Figure 1 est destinée à réaliser des trous dans des lentilles ophtalmiques, ces lentilles ayant été préalablement ébauchées par meulage périphérique. La machine 11 représentée sur la Figure 1 est adaptée pour percer des trous borgnes ou des lamages dans une lentille, ces trous borgnes étant utilisés pour immobiliser une pièce mécanique, par exemple en y enfonçant un ergot. Dans l'exemple représenté sur la Figure 1, une ébauche de calibration 13 est placée dans la machine 11. L'ébauche 13 est un disque io sensiblement plan présentant une épaisseur constante. La machine 11 comprend un bâti 17, un support de lentille 19, un ensemble porte-outil 21, des moyens 23 de positionnement relatif axial et radial de l'ensemble 21 par rapport au support 19, un ensemble de palpage 24 et une unité de commande 25. Le support de lentille 19 comprend un chariot 27 monté basculant sur le bâti 17, muni de deux demi-arbres 29A, 29B adaptés pour saisir l'ébauche 13, et un moteur 31 d'entraînement en rotation lente de l'ébauche 13. Le chariot 27 est articulé par rapport au bâti 17, par un bord 20 longitudinal arrière 28, autour d'un axe X-X' de basculement sensiblement horizontal. Les deux demi-arbres 29A, 29B sont montés le long du bord longitudinal avant 32 du chariot 27. Ces demi-arbres 29A, 29B s'étendent le long d'un premier axe A-A' sensiblement horizontal parallèle à l'axe X-X'. Les demi-arbres 29A, 29B sont munis d'extrémités libres respectives 33A, 33B disposées en regard l'une de l'autre, adaptées pour saisir l'ébauche 13. Le moteur d'entraînement 31 de l'ébauche 13 entraîne en rotation les demiarbres 29A, 29B autour du premier axe A-A' par un mécanisme de 30 transmission (non représenté). Dans la machine 11 illustrée par la Figure 1, l'ensemble porte-outil 21 comprend un support 35, un bras 37 de liaison en saillie par rapport au support 35, un outil de perçage 39, un moteur 41 d'entraînement en rotation rapide de l'outil 39, et des moyens 43 d'inclinaison de l'outil 39 par rapport au support 35. Le bras de liaison 37 est articulé par une première extrémité 45 sur le support 21, autour d'un axe de pivotement horizontal B-B' sensiblement 5 orthogonal au premier axe A-A'. Comme illustré par la Figure 2, l'outil 39 est monté dans un logement de guidage ménagé à l'extrémité libre 47 du bras de liaison. L'outil 39 est monté rotatif autour d'un deuxième axe C-C' sensiblement orthogonal au bras de liaison 37. lo L'outil 39 comprend, de la gauche vers la droite sur la Figure 2, une partie d'entraînement 49 sensiblement cylindrique calée axialement contre une surface interne 50 du bras de liaison 37, et une fraise de perçage 51 solidaire d'une extrémité libre 52 de la partie d'actionnement 49. La surface interne s'étend suivant un axe du bras 37 perpendiculairement à l'axe C-C'. La fraise de perçage 51 fait saillie extérieurement hors du bras 37 le long de l'axe C-C'. Elle présente une extrémité libre 53 de perçage. La fraise de perçage 51 présente une longueur théorique ou nominale LT comprise entre 12 mm et 40 mm et un diamètre compris entre 0,8 mm et 3,0 mm. Le bras 37, et par suite l'outil 39, est mobile en rotation autour de l'axe B-B' sur un déplacement angulaire d'au moins 30 et préférentiellement de 180 , en pouvant prendre notamment une position verticale supérieure dans laquelle le deuxième axe C-C' est sensiblement parallèle au premier axe A-A', et une pluralité de positions d'inclinaison dans laquelle le deuxième axe C-C' est incliné par rapport au premier axe A-A'. Dans l'exemple illustré par la Figure 1, l'outil 39 reste sensiblement dans le plan vertical qui passe par le premier axe A-A', quelle que soit sa position autour de l'axe B-B'. Le moteur 41 d'entraînement en rotation de l'outil 39 est fixé sur le bras de liaison 37. Il est relié à l'outil 39 par des moyens de transmission 55 disposés dans le bras 37. Les moyens de réglage 43 de l'angle d'inclinaison de l'outil 39 comprennent un moteur 61 d'actionnement d'une vis sans fin 63, et une roue dentée 65 tangente, montée solidaire du bras de liaison 37. La vis sans fin 63 s'étend suivant une direction sensiblement parallèle au premier axe A- A'. La roue dentée 65 est fixée sur le bras 37 à son extrémité 45. Elle s'étend dans un plan vertical. Les moyens 23 de positionnement relatif axial et radial de l'ensemble porte-outil 21 par rapport au support de lentille 19 comprennent des moyens io 71 de basculement du chariot 27 autour de son axe de basculement X-X', et des moyens 73 de translation axiale de l'ensemble porte-outil 21 le long d'un axe D-D' parallèle au premier axe A-A'. Les moyens 71 de basculement du chariot 27 et les moyens 73 de translation axiale de l'ensemble porte-outil sont reliés respectivement à un actionneur 75A de mise en position relative du chariot 27 par rapport à l'ensemble porte-outil 21 le long d'un axe perpendiculaire à l'axe A-A', et à un actionneur 75B de mise en position relative de l'ensemble porteoutil 21 par rapport au chariot 27 le long de l'axe A-A'. Ces actionneurs 75A, 75B sont par exemple constitués par des moteurs pas-à-pas d'entraînement respectifs des moyens de basculement 71 et des moyens de translation 73. Les actionneurs 75A et 75B sont pilotés par l'unité de commande 25. L'unité de commande 25 comprend un calculateur 77 qui détermine la position relative de l'ensemble porte-outil 21 par rapport au chariot 27, en référence à leurs positions sur le bâti 17, en fonction des signaux de commande respectifs transmis aux actionneurs 75A, 75B. Le calculateur 77 calcule également la position relative qui doit être occupée par l'extrémité libre 53 de la fraise 51 par rapport à l'ébauche 13 lors du perçage, en fonction de la profondeur de pénétration et du type de trou borgne ou de lamage à réaliser dans l'ébauche 13. L'unité de commande 25 pilote d'une part, le déplacement de l'ensemble porte-outil 21 le long de l'axe D-D' et d'autre part, le déplacement du chariot 19 autour de l'axe X-X'. Ce dernier mouvement est assimilable à un mouvement de pseudo-translation le long d'un axe perpendiculaire au premier axe A-A'. L'unité de commande 25 asservit par ailleurs les moyens de positionnement axial et radial 23 pour positionner la fraise 51 de l'outil 39 au contact de l'ébauche 13 de la lentille 15 et la faire pénétrer dans celle-ci. L'unité de commande 25 est reliée au moteur d'actionnement 61 des moyens d'inclinaison 43 pour commander la rotation de la vis sans fin 63 dans un premier sens ou dans le sens opposé au premier sens, afin de régler l'inclinaison du deuxième axe C-C' par rapport au premier axe A-A'. io L'ensemble de palpage 24 comprend deux bras 79A, 79B portés par le bâti 17, chaque bras 79A, 79B étant muni d'un doigt de palpage respectif 81A, 81B. Chaque bras 79A, 79B est ainsi mobile en translation le long d'un axe EE' sensiblement horizontal, entre une position escamotée rétractée 15 dans le bâti 17 et une position active de mesure. Dans la position active de mesure, les doigts 81A, 81B s'étendent sensiblement parallèlement à l'axe A-A', en regard l'un de l'autre, de part et d'autre de l'ébauche 13. Ainsi, dans la position de mesure, le doigt avant 81A est appliqué contre une surface avant 83A de l'ébauche 13 et le doigt arrière 81B est appliqué contre une surface arrière 83B de l'ébauche 13. L'ensemble de palpage 24 comprend en outre un capteur 85 de mesure de la position linéaire des doigts de palpage 81A, 81B le long de l'axe E-E'. Le capteur 85 est raccordé au calculateur 77. Les positions linéaires obtenues par le capteur 85 sont converties par le calculateur 77 en une distance entre les doigts de palpage 81A, 81B. Un procédé d'étalonnage selon l'invention va maintenant être décrit. Ce procédé comprend une étape de disposition de l'ébauche 13 dans le support 19, une étape de perçage d'un alésage borgne d'une profondeur désirée dans la surface avant 83A de l'ébauche, une étape de mesure de la profondeur réelle de l'alésage borgne à l'aide de l'ensemble de palpage 24, laquelle comprend une phase de palpage avant l'étape de perçage et une phase de palpage après l'étape de perçage. Le procédé selon l'invention comprend en outre une étape de calibration des moyens de commande 25. Initialement, l'ébauche 13 est calée entre les deux extrémités 33A, 33B des demi-arbres 29A, 29B par un adaptateur convenablement positionné sur cette ébauche. Dans cette position, la surface avant 83A de l'ébauche 13 est sensiblement perpendiculaire à l'axe A-A'. Dans la première phase de palpage, l'ensemble de palpage 24 est activé. Comme illustré par la Figure 3, les bras de palpage 79A, 79B sont amenés de leur position rétractée à leur position active de mesure dans laquelle les doigts 81A, 81B sont au contact respectivement de la surface avant 83A et de la surface arrière 83B de l'ébauche. to La mesure relevée par le capteur de position 85 est transmise au calculateur 77, qui détermine l'épaisseur EAV de l'ébauche 13, avant perçage, au niveau du point de perçage souhaité 87 situé sur la surface avant 83A. Au début de l'étape de perçage, les moyens de réglage de l'inclinaison 43 sont activés pour que le bras de liaison 37 soit disposé perpendiculairement à l'axe A-A'. L'axe C-C' de la fraise de perçage 51 est alors sensiblement parallèle à l'axe A-A'. Le calculateur 77 détermine alors la position relative de la surface interne 50 du bras 37 par rapport à la position de la surface avant 83A de l'ébauche 13. La position de l'extrémité libre 53 de la fraise de perçage est alors calculée par le calculateur, sur la base de la position relative de la surface 50 et de la longueur théorique Li de l'outil de perçage 39, fournie par le fabricant. Les moyens de commande 25 sont alors activés pour déplacer l'extrémité libre 53 et l'amener sensiblement au contact de la surface 83A, 25 au niveau du point 87. L'unité de commande 25 active les actionneurs 75A, 75B pour fraiser un alésage 91 borgne d'axe C-C' et d'une profondeur désirée PD dans la surface avant 83A de l'ébauche 13, sur la base de la position relative de l'extrémité libre 53 de la fraise 51 par rapport à l'ébauche calculée par le calculateur 77. Lorsque le calculateur 77 détermine que la profondeur désirée PD est atteinte, le déplacement axial de la fraise 51 est arrêté. La fraise 51 est alors déplacée radialement par rapport à l'axe C-C' pour réaliser l'alésage 91 visible sur la Figure 4. Cet alésage présente donc une section transversale supérieure à la section transversale de la fraise 51. Puis, la fraise 51 est extraite de l'alésage 91 et l'ensemble porte-outil 21 est déplacé à l'écart de l'ébauche 13. Dans la seconde phase de palpage, l'ensemble de palpage 24 est de nouveau activé. Les bras de palpage 79A, 79B sont amenés dans leur position active de mesure, de sorte que le doigt avant 81A entre en contact avec le fond de l'alésage borgne 91, et que le doigt arrière 81B entre en contact avec la surface arrière 83B, en regard du fond. L'épaisseur EAP de o l'ébauche 13 dans l'alésage borgne 91 est ainsi déterminée et transmise au calculateur 77. En référence aux Figures 2 et 5, le calculateur 77 détermine alors la longueur réelle de l'outil de perçage 39 par la formule suivante: LR = LT - [PD - (EAV - EAp)], où LR est la longueur réelle de l'outil de perçage 39, LT est la longueur théorique de l'outil de perçage donnée par le fabricant, PD est la profondeur désirée de l'alésage borgne, EAV est l'épaisseur mesurée par l'ensemble de palpage 24 avant le perçage de l'alésage borgne 91, et EAP est l'épaisseur mesurée par l'ensemble 24 dans l'alésage borgne 91 après son perçage. La longueur réelle LR de l'outil de perçage 39 est alors introduite dans le calculateur 77, afin de remplacer la longueur théorique LT pour commander l'outil 39 lors du perçage ultérieur de trous borgnes et de lamages dans des lentilles ophtalmiques. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, il est possible de disposer d'un procédé simple et précis d'étalonnage d'une machine de perçage 11 de verres optiques, sans l'utilisation d'outils spécifiques susceptibles de détériorer la fraise 51. L'étalonnage est ainsi réalisé sans contact de la fraise 51 avec un outil de calibration additionnel. Ce procédé est mis en oeuvre pour s'affranchir des tolérances de fabrication des fraises de perçage 51 utilisées pour réaliser des trous borgnes ou des lamages dans des lentilles ophtalmiques. Par le simple perçage d'un alésage borgne 91 dans une ébauche 13, et par la mesure de la profondeur réelle de l'alésage borgne 91 par un capteur de palpage distinct de chaque actionneur de mise en position 75A, 75B qui palpe au moins la surface avant 83A de l'ébauche 13, avant et après son perçage, il est possible d'améliorer considérablement la précision du calcul de la position de la fraise de perçage 51 sur la machine 11. En variante, les deux phases de palpage sont réalisées après le perçage de l'alésage borgne 91, en mesurant l'épaisseur de la lentille dans l'alésage borgne 91, et en un point au voisinage de cet alésage 91. io Dans une autre variante (non représentée), la machine de meulage 11 comprend en outre un train de meules comportant par exemple une meule d'ébauchage, une meule de finition avec biseautage et une meule de polissage avec biseautage. Une telle machine est décrite par exemple dans la demande française n 03 03 792. is Dans une autre variante, l'ensemble de palpage 24 comprend un doigt de palpage unique 81A pour palper la surface avant 83A. Dans cette variante, la profondeur réelle de l'alésage borgne 91 est déterminée par la différence entre la mesure de la position linéaire du doigt 81A au contact du point 87 de perçage, avant le perçage, et la mesure de position linéaire du doigt 81A au contact du fond de l'alésage 91, après le perçage. REVENDICATIONS 1. Procédé d'étalonnage d'une machine (11) de perçage de verres optiques comprenant: - un support de lentille (19) ; - un ensemble porte-outil (21) portant un outil de perçage (39) rotatif comprenant une fraise de perçage (51) ; - des moyens (23) de déplacement relatif de l'ensemble porte-outil (21) par rapport au support de lentille (19) ; et -des moyens (25) de commande de la position de l'outil de perçage io (39) par rapport au support de lentille (19) comprenant des moyens (77) de détermination de la position relative de l'ensemble porte-outil (21) par rapport au support de lentille (19), et au moins un actionneur (75A, 75B) de mise en position relative de l'ensemble porte-outil (21) par rapport au support de lentille (19) ; is caractérisé en ce que le procédé comprend les étapes suivantes: (a) disposition d'une ébauche (13) dans le support (19) ; (b) perçage d'un alésage borgne (91) sur la base d'une profondeur désirée (PD) dans une première surface (83A) de l'ébauche (13), le perçage étant commandé par les moyens de commande (25) sur la base de la position relative de l'outil de perçage (39) par rapport à l'ébauche (13) déterminée, en fonction de la profondeur désirée (PD) et de la longueur théorique (LT) de l'outil de perçage (39), par les moyens de détermination (77) ; (c) mesure de la profondeur réelle (EAv EAP) de l'alésage borgne 25 (91) ; et (d) calibration des moyens de commande (25) en fonction de la profondeur désirée (Po) et de la profondeur réelle (EAv - EAP) mesurée. 2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'étape (c) est réalisée au moyen d'au moins un capteur de position (85) relié à un palpeur avant (81A) destiné à être placé en regard de la première surface, l'étape (c) comprenant au moins deux phases de palpage de la première surface (83A), au moins une phase de palpage étant réalisée, après perçage de l'alésage borgne (91), dans le fond de l'alésage (91). 3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'au moins une phase de palpage de la première surface (83A) est réalisée avant le perçage de l'alésage borgne (91), au niveau du point de perçage (87) de l'alésage borgne (91). 4. Procédé selon la revendication 2 ou 3, caractérisé en ce que le capteur de position (85) est en outre relié à un palpeur arrière (81 B), l'étape (c) comprenant pour chaque phase de palpage de la première surface (83A), le palpage d'une deuxième surface (83B) de l'ébauche située à l'opposé de la première surface (83A), pour déterminer une épaisseur i0 mesurée de l'ébauche (13). 5. Procédé selon la revendication 4, caractérisé en ce que l'étape de calibration comprend le calcul d'une longueur réelle (LR) de l'outil de perçage (39), sur la base de la longueur théorique (LT) de l'outil de perçage (39) corrigée par la différence entre l'épaisseur (EAV) de l'ébauche (13) mesurée avant perçage de l'alésage borgne (91) et l'épaisseur de l'ébauche (EAp) mesurée après perçage de cet alésage borgne. 6. Procédé selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que l'étape de perçage comprend la formation d'un alésage borgne (91) de section transversale supérieure à la section transversale d'une fraise de perçage (51) de l'outil (39). 7. Procédé selon l'une quelconque des caractéristiques précédentes, caractérisé en ce que l'étape (a) comprend la disposition d'une ébauche plane (13) d'épaisseur sensiblement constante dans le support de lentille (19).