Brevet FR2900855A1 — publié le 20071116

La présente invention concerne un procédé d'étalonnage d'une machine d'usinage de lentilles ophtalmiques comprenant - un bâti fixe ; - un train de meules monté rotatif par rapport au bâti autour d'un premier axe ; - un support de lentille ophtalmique déplaçable par rapport au bâti et muni de moyens d'entraînement en rotation de la lentille autour d'un deuxième axe sensiblement parallèle au premier ; - un dispositif de pilotage du support et des moyens d'entraînement ; et - une paire de palpeurs déplaçables en translation par rapport au bâti selon un même axe sensiblement parallèle au premier, prévus pour venir chacun en contact avec l'une respective des deux faces de la lentille et mesurer sa position axiale, les palpeurs étant sollicités axialement l'un vers l'autre. Les palpeurs, qui permettent de mesurer la position précise des faces avant et arrière de la lentille (ou verre) à usiner, sont nécessaires au bon positionnement des biseaux, rainures, contre-biseaux et trous. Par exemple, pour réaliser précisément un biseau dit moitié-moitié , il est nécessaire de former le sommet du biseau précisément à égale distance de la face avant et de la face arrière du verre, sur le bord périphérique de ce dernier. Généralement, dans les machines de meulage connues, la position de l'axe des palpeurs, fixe par rapport au bâti, n'est connue qu'avec une imprécision de l'ordre du millimètre. Cette imprécision peut se traduire par un positionnement approximatif des formes d'usinage citées précédemment. 2 L'invention a pour but de remédier à cet inconvénient et d'améliorer la précision des machines d'usinage de lentilles ophtalmiques. A cet effet, l'invention a pour objet un procédé d'étalonnage d'une machine du type précité, comprenant un procédé de détermination de la position de l'axe des palpeurs, qui comprend les étapes élémentaires consistant à : - amener un gabarit, dont le contour a une forme prédéterminée connue, et préalablement monté sur le support, entre les palpeurs, de sorte que les palpeurs soient en contact avec les faces respectives du gabarit, - piloter des déplacements du gabarit par rapport aux palpeurs et mesurer les déplacements correspondants des 15 palpeurs, -er.. déduire une information de position de l'axe des palpeurs. Suivant d'autres caractéristiques du procédé conforme à l'invention : 20 - le support étant monté pivotant par rapport au bâti, on réalise une première fois les étapes élémentaires avec un premier gabarit ayant un contour dont une partie est rectiligne, ledit premier gabarit étant monté sur le support et positionné autour du deuxième axe de façon telle que la 25 partie rectiligne de son contour soit coplanaire et perpendiculaire à l'axe de pivotement du support par rapport au bâti, le support étant ensuite entraîné en pivotement pour déplacer le gabarit entre les palpeurs jusqu'à une position dans laquelle on détecte une distance nulle entre 30 les palpeurs significative du franchissement de la partie rectiligne, de façon à déterminer le plan passant par l'axe de rotation du support et dans lequel se trouve l'axe des palpeurs ; 3 - on réalise une deuxième fois les étapes élémentaires avec un gabarit ayant un contour dont une partie est anguleuse et forme une pointe, ledit gabarit étant déplacé par rotation combinée du support autour de son axe de pivotement et du gabarit autour du deuxième axe, de façon à déplacer la pointe sur le plan déterminé lors de la première exécution des étapes élémentaires, la position de l'axe des palpeurs sur ce plan étant déduite des déplacements correspondants des palpeurs ; - un gabarit unique est utilisé pour les première et deuxième exécutions des étapes élémentaires, ledit gabarit unique ayant un contour dont une première partie est rectiligne et une deuxième partie est anguleuse et forme une pointe ; - le procédé de détermination de l'axe des palpeurs comprend une étape de réalisation du gabarit, dans laquelle on usine dans la machine d'usinage une lentille ophtalmique selon la forme prédéterminée du gabarit, préalablement à l'exécution des étapes élémentaires, le gabarit étant constitué par la lentille ophtalmique ainsi réalisée ; et - les palpeurs ayant des extrémités formant parties de contact avec la lentille, le procédé d'étalonnage comprend un procédé de vérification de l'état desdites parties de contact, qui comprend les étapes consistant à : • amener un gabarit, dont le contour a une forme prédéterminée connue, et préalablement montée sur le support, entre les palpeurs, de sorte que les palpeurs soient en contact avec les faces respectives du gabarit, • piloter des déplacements du gabarit par rapport aux palpeurs et mesurer les déplacements correspondants des palpeurs, et: • en déduire une information relative à la forme des parties de contact. 4 L'invention a également pour objet une machine d'usinage de lentilles ophtalmiques adaptée pour mettre en ouvre un procédé tel que décrit précédemment. Un mode particulier de réalisation de l'invention va 5 maintenant être décrit plus en détail en référence aux dessins annexés, sur lesquels : - la Figure 1 est une vue simplifiée en perspective d'une machine d'usinage adaptée pour la mise en oeuvre d'un procédé conforme à l'invention ; 10 -la Figure 2 est une vue à plus grande échelle d'un détail de la Figure 1 montrant le train de meules, la lentille et les palpeurs - la Figure 3 est une vue schématique illustrant une première étage d'un procédé selon l'invention ; 15 - la Figure 4 et la Figure 5 sont des vues schématiques illustrant une deuxième étape du procédé selon l'invention. Sur les Figures 1 et 2, on a représenté une machine 1 d'usinage de verres ophtalmiques, d'un type adapté pour 20 mettre en oeuvre un procédé d'étalonnage conforme à l'invention. Cette machine 1 comprend un bâti 3 supposé fixe, auquel est attaché un repère fixe 0, X, Y, Z. Dans ce repère, les axes X et Y définissent un plan 25 supposé horizontal, et l'axe Z représente l'axe vertical orienté vers le haut. La machine 1 comporte en outre un train de meules 5 monté rotatif sur le bâti 3, autour d'un premier axe de rotation X1 parallèle à l'axe X. Le train de meules 5 est 30 entraîné en rotation par un moteur de meulage non représenté. La machine 1 comporte en outre un support 7 pour une lentille ophtalmique 9. Ce support (ou chariot) 7 est muni de moyens d'entraînement en rotation de la lentille 9 autour d'un deuxième axe X2 lié au support 7, et sensiblement parallèle au premier axe X1. Les moyens d'entraînement comprennent en particulier deux demi-arbres 11A, 11B coaxiaux, adaptés pour saisir entre eux la lentille 9 (ou ébauche de lentille), et un moteur d'entraînement 13. Le moteur 13 a son arbre de sortie relié au demi-arbre 11B, et entraîne en rotation la lentille 9 autour de l'axe X2 par l'intermédiaire des demi-arbres 11A, 11B. Le support 7 est lui-même monté pivotant par rapport au bâti 3 autour d'un troisième axe X3 également parallèle à l'axe X. La machine 1 comprend à cet effet un moteur 15 d'entraînement du support 7 en pivotement autour de l'axe X3 par rapport au bâti 3. Ce moteur 15 entraîne le support 7 par l'intermédiaire d'un mécanisme de transmission qui ne sera pas décrit ici. La machine 1 comprend en outre un dispositif 19 de pilotage des moteurs 13 et 15, auxquels le dispositif de pilotage 19 est relié. Ce dispositif 19 est adapté pour piloter les déplacements du support 7 par rapport au bâti 3, et la rotation de la lentille 9 par rapport au support 7 autour de l'axe X2, de sorte à piloter de façon contrôlée les déplacements de la lentille 9 par rapport aux meules 5. La machine 1 comprend en outre une paire de palpeurs, schématisés sous la forme de flèches avec les références numériques 20A, 20B sur la Figure 1. Ces palpeurs sont montés coulissants coaxialement par rapport au bâti 3 selon la direction X, chacun des palpeurs 20A, 20B étant monté coulissant sur une tige 21A, 21B fixe par rapport au bâti 3 et parallèle à l'axe X. 6 Chaque palpeur 20A, 20B comprend une partie d'extrémité libre 23 formant partie de contact, de forme sensiblement semi-circulaire dans le plan horizontal (comme cela a été schématisé sur la Figure 5). Les parties de contact 23 des deux palpeurs 20A, 2CB sont tournées l'une vers l'autre, les palpeurs étant disposés et prévus pour venir en contact avec respectivement les deux faces de la lentille ophtalmique en cours de meulage. Le contact d'un palpeur 20A, 20B avec la face de lentille respective est quasi-ponctuel. Les palpeurs 20A, 20B sont associés à des moyens de rappel (non représentés) les sollicitant l'un vers l'autre, c'est-à-dire dans leur position de contact avec la lentille 9 lorsque cette dernière est engagée entre les palpeurs. L'axe des palpeurs X0, défini par la ligne passant par les parties de contact 23 (c'est-à-dire par les points de contact lorsqu'une lentille est engagée entre les palpeurs), est parallèle à l'axe horizontal X. Dans le procédé d'étalonnage de la machine 1, tel qu'il est prévu dans l'invention, on exécute un procédé de détermination de la position de l'axe Xo des palpeurs 20A, 20B, dans le repère 0, X, Y, Z, fixe par rapport au bâti 3. Dans une première étape du procédé de détermination de la position de l'axe Xo, on usine, dans la machine 1, une lentille ophtalmique 29 dont le contour a une forme prédéterminée. Cette lentille ophtalmique 29, utilisée comme gabarit, a une première partie 31 de son contour rectiligne, et une deuxième partie 32 anguleuse formant pointe, à une extrémité de cette partie rectiligne 31. La partie anguleuse 32 définit un angle inférieur à 180 , de préférence inférieur à 90 , et de préférence encore inférieur à 45 . Dans l'exemple représenté, la lentille ophtalmique 29 formant gabarit a une forme générale triangulaire avec un 7 angle droit 33 à l'autre extrémité de la partie rectiligne 31, et une partie arrondie 34 opposée à la partie rectiligne 31. La lentille 29 a un bord périphérique d'épaisseur très sensiblement supérieure à 0. Sur la Figure 3, on a matérialisé les axes de rotation X2 de la lentille 29 par rapport au support 7, et X3 du support par rapport au bâti 3. Ces axes X2, X3 sont perpendiculaires au plan de la figure. Après l'étape d'usinage de la lentille 29 formant gabarit, la lentille 29 étant toujours montée sur le support 7, on positionne la lentille 29 autour de son axe de rotation X2 de telle sorte à aligner le centre de rotation du support 7 dans le plan moyen de la lentille 29 (matérialisé sur la Figure par la trace de l'axe X3) avec la partie rectiligne 31. En d'autres termes, on positionne la lentille 29 de façon à rendre la partie rectiligne 31 coplanaire et orthogonale à l'axe X3. La lentille formant gabarit 29 étant placée entre les palpeurs 20A, 20B de façon que ces derniers fassent contact avec: les faces respectives avant et arrière de la lentille 29, on déplace ensuite le support 7 en rotation autour de son axe X3, dans le sens indiqué par la flèche F sur la Figure 3, dirigé depuis la partie rectiligne 31 vers le centre de rotation de la lentille 29 correspondant à l'axe X2. Le pivotement du support 7 autour de son axe X3 est piloté par le dispositif 19 de façon à déplacer la lentille formant gabarit 29 entre les palpeurs 20A, 20B jusqu'à une position dans laquelle les palpeurs détectent une épaisseur nulle, qui est significative du franchissement de la partie rectiligne 31, les parties de contact 23 des palpeurs tombant alors dans le vide. On passe alors, au niveau de la partie rectiligne 31, d'un état dans lequel on détecte une 8 distance entre les palpeurs 20A, 20B correspondant à l'épaisseur de la lentille 29, à un état dans lequel on détecte une distance nulle entre les palpeurs. Les déplacements des palpeurs 20A, 20B étant mesurés en temps réel au cours du déplacement de la lentille 29, on détecte ainsi le passage de la partie rectiligne 31 au niveau de l'axe des palpeurs X0. En pratique, cette étape est réalisée pas-à-pas, avec une mesure de l'écartement des palpeurs 20A, 20B à chaque pas. A chaque pas, on écarte les palpeurs de façon à les séparer du gabarit 29, on fait pivoter le support 7 d'un angle élémentaire, on sollicite les palpeurs l'un vers l'autre, et on mesure la distance séparant les palpeurs. La position de la partie rectiligne définit à cet instant avec l'axe X3 un plan P dans lequel se situe l'axe des palpeurs X0. Dans une étape ultérieure du procédé de détermination de l'axe X0, illustrée sur la Figure 4, on engage de nouveau la lentille 29 entre les palpeurs 20A, 20B, au niveau de la pointe 32. On déplace la pointe 32 de la lentille formant gabarit 29 sur le plan P ainsi déterminé, par rotation combinée du support 7 autour de l'axe X3 et de la lentille 29 autour de l'axe X2. Cette rotation combinée est commandée et contrôlée par le dispositif de pilotage 19, et les déplacements des palpeurs 20A, 20B sont enregistrés à chaque position de mesure. Sur la Figure 5, on a illustré la pointe 32 de la lentille formant gabarit 29 dans trois positions de mesure successives vis-à-vis des palpeurs 20A, 20B, lors de son déplacement sur le plan P identifié précédemment. La pointe 32 se présente sensiblement sous la forme d'un segment s'étendant dans le sens de l'épaisseur de la lentille formant gabarit 29. Les parties de contact 23 des palpeurs ayant une forme semi-circulaire dans le plan de déplacement, le déplacement de la pointe 32 entre les palpeurs produit des déplacements de ces derniers selon leur axe X0. L'écartement maximum des palpeurs 23 se produit lorsque le segment d'épaisseur correspondant à la pointe 32 s'aligne avec l'axe X0 des palpeurs. Lors de cette étape du procédé de détermination de l'axe X0, la mesure des déplacements des palpeurs sur le plan P (par exemple dans environ 80 positions différentes de la pointe) conduit à la déduction précise de la position de l'axe Xo, correspondant au maximum d'écartement des palpeurs. Cette situation est illustrée en partie centrale de la Figure 5. On notera que, de façon analogue, on peut réaliser une telle étape consistant à déplacer la pointe 32 entre les palpeurs 20A, 20B sur le plan P et. mesurer les déplacements des palpeurs, afin de contrôler la forme des parties de contact 23. En effet, les formes de la lentille formant gabarit 29 étant parfaitement connues, et la position de l'axe X0 des palpeurs étant identifiée, on conçoit qu'il est possible de déduire une information relative à la forme des parties de contact 23 en mesurant le déplacement des palpeurs au passage de la pointe 32. Ainsi, il est possible de détecter l'usure ou une casse des parties de contact 23 des palpeurs, en vue d'effectuer leur déplacement ou leur réparation. Le procédé d'étalonnage conforme à l'invention peut ainsi comporter, outre un procédé de détermination de la position de l'axe des palpeurs, un procédé de vérification de l'état des parties de contact, avec des étapes élémentaires analogues. On notera que le procédé de détermination de la position de l'axe des palpeurs peut également être exécuté 10 en utilisant un gabarit fabriqué à l'avance, et éventuellement réutilisable, qui peut en outre être réalisé dans un matériau différent de celui d'une lentille ophtalmique. Un tel gabarit, dont les formes sont parfaitement connues et enregistrées dans le dispositif de pilotage peut être, de la même façon, monté avec précision sur le support 7, engagé entre les palpeurs 20A, 20B, et déplacé selon les mêmes étapes que celles qui ont été décrites précédemment. D'autre part, il est également envisageable que les étapes successives consistant à déplacer le gabarit, d'abord en utilisant sa partie rectiligne 31 pour trouver le plan P, et ensuite en utilisant sa pointe 32 pour trouver la position de l'axe X0 dans le plan P, soient réalisées au moyen de gabarits distincts. Pour l'exécution de la première étape (détermination du plan P), telle qu'elle a été décrite précédemment, toute forme de gabarit convient à condition de posséder une partie rectiligne de dimension suffisante. Pour l'exécution de la deuxième étape (détermination de la position sur le plan P), telle qu'elle a été décrite précédemment, toute forme de gabarit peut également convenir à condition de présenter une pointe, définie par un angle suffisamment faible pour procurer une précision acceptable. Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, selon laquelle on déplace de façon contrôlée entre les palpeurs un gabarit de forme précisément connue, en mesurant les déplacements des palpeurs, pour en déduire la position précise de l'axe de ces derniers, on peut augmenter très sensiblement la précision de certaines formes d'usinage (biseaux, contre-biseaux, rainures sur le bord du verre, ou encore trous). Cet accroissement de la précision de la machine est obtenu sans accroissement de la complexité des pièces mécaniques, et sans accroissement sensible du temps d'opération nécessaire à l'étalonnage de la machine. La fonction consistant à déterminer avec précision la position de l'axe des palpeurs, qui permet un gain de précision, a un coût quasiment nul grâce à l'utilisation du procédé conforme à l'invention. REVENDICATIONS 1. Procédé d'étalonnage d'une machine d'usinage de lentilles ophtalmiques comprenant - un bâti fixe (3) ; - un train de meules (5) monté rotatif par rapport au bâti (3) autour d'un premier axe (X1) ; - un support (7) de lentille ophtalmique (9) déplaçable par rapport au bâti (3) et muni de moyens (11A, 11B, 13) d'entraînement en rotation de la lentille autour d'un deuxième axe (X2) sensiblement parallèle au premier (X1) - un dispositif (19) de pilotage du support (7) et des moyens d'entraînement (11A, 11B, 13) ; et - une paire de palpeurs (20A, 20B) déplaçables en translation par rapport au bâti (3) selon un même axe (Xo) sensiblement parallèle au premier (X1), prévus pour venir chacun en contact avec l'une respective des deux faces de la lentille (9) et mesurer sa position axiale, les palpeurs (20A, 20B) étant sollicités axialement l'un vers l'autre, caractérisé en ce que ledit procédé d'étalonnage comprend un procédé de détermination de la position de l'axe (Xo) des palpeurs (20A, 20B), qui comprend les étapes élémentaires consistant à : - amener un gabarit (29), dont le contour a une forme prédéterminée connue, et préalablement monté sur le support (7), entre les palpeurs (20A, 20B), de sorte que les palpeurs soient en contact avec les faces respectives du gabarit (29), - piloter des déplacements du gabarit (29) par 30 rapport aux palpeurs (20A, 20B) et mesurer les déplacements correspondants des palpeurs, - en déduire une information de position de l'axe (Xo) des palpeurs (20A, 20B). 13 2. Procédé suivant la revendication 1, le support (7) étant monté pivotant par rapport au bâti (3), caractérisé en ce qu'on réalise une première fois les étapes élémentaires avec un premier gabarit (29) ayant un contour dont une partie (31) est rectiligne, ledit premier gabarit (29) étant monté sur le support (7) et positionné autour du deuxième axe (X2) de façon telle que la partie rectiligne (31) de son contour soit coplanaire et perpendiculaire à l'axe (X3) de pivotement du support (7) par rapport au bâti (3), le support (7) étant ensuite entraîné en pivotement pour déplacer le gabarit (29) entre les palpeurs (20A, 20B) jusqu'à une position dans laquelle on détecte une distance nulle entre les palpeurs significative du franchissement de la partie rectiligne (31), de façon à déterminer le plan (P) passant par l'axe (X3) de rotation du support (7) et dans lequel se trouve l'axe (Xo) des palpeurs (20A, 20B). 3. Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce qu'on réalise une deuxième fois les étapes élémentaires avec un gabarit (29) ayant un contour dont une partie (32) est anguleuse et forme une pointe, ledit gabarit (29) étant déplacé par rotation combinée du support (7) autour de son axe (X3) de pivotement et du gabarit (29) autour du deuxième axe (X2), de façon à déplacer la pointe (32) sur le plan (P) déterminé lors de la première exécution des étapes élémentaires, la position de l'axe (Xo) des palpeurs (20A, 20B) sur ce plan (P) étant déduite des déplacements correspondants des palpeurs. 4. Procédé suivant la revendication 3, caractérisé en ce qu'un gabarit unique (29) est utilisé pour les première et deuxième exécutions des étapes élémentaires, ledit gabarit unique (29) ayant un contour dont une première partie (31) est rectiligne et une deuxième partie (32) est anguleuse et forme une pointe. 14 5. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le procédé de détermination de l'axe (Xo) des palpeurs (20A, 20B) comprend une étape de réalisation du gabarit (29), dans laquelle on usine dans la machine d'usinage une lentille ophtalmique selon la ferme prédéterminée du gabarit, préalablement à l'exécution des étapes élémentaires, le gabarit (29) étant constitué par la lentille ophtalmique ainsi réalisée. 6. Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 5, les palpeurs (20A, 20B) ayant des extrémités (23) formant parties de contact avec la lentille, caractérisé en ce qu'il comprend un procédé de vérification de l'état desdites parties de contact (23), qui comprend les étapes consistant à : - amener un gabarit (29), dont le contour a une forme prédéterminée connue, et préalablement montée sur le support (7), entre les palpeurs (20A, 20B), de sorte que les palpeurs soient en contact avec les faces respectives du gabarit (29), - piloter des déplacements du gabarit (29) par rapport aux palpeurs (20A, 20B) et mesurer les déplacements correspondants des palpeurs, et - en déduire une information relative à la forme des parties de contact (23). 7. Machine d'usinage de lentilles ophtalmiques adaptée pour mettre en œuvre un procédé d'étalonnage conforme à l'une quelconque des revendications 1 à 6.