Dispositif vertical et procédé de meulage de lentille ophtalmique

Abstract

 Ce dispositif comporte un bâti (1), une meule (2), un support de lentille (3) mobile par rapport au bâti (1) et sur lequel peut être montée rotative une lentille (10) autour d'un axe de lentille (Z''Z'') parallèle à l'axe de meule (ZZ), des moyens moteurs (19) adaptés pour déplacer ledit support (3) vers la meule (2), et des moyens de commande des moyens moteurs. Les moyens de commande comprennent des moyens d'acquisition des données de forme du contour (10A) de l'ébauche de lentille à meuler, des données de forme du contour de lentille à obtenir (10B), et des données de position par rapport auxdits contours de l'axe (Z"Z") de rotation de la lentille, et des moyens de calcul qui élaborent une consigne de position instantanée du support de lentille (3) par rapport à la meule (2) dépendante desdites données de forme et de position.

Description

[0001] La présente invention concerne un dispositif de meulage de lentille ophtalmique comportant un bâti, une meule montée rotative sur le bâti autour d'un axe de meule, un support de lentille mobile par rapport au bâti et sur lequel peut être montée rotative une lentille autour d'un axe de lentille parallèle à l'axe de meule, des moyens moteurs adaptés pour déplacer ledit support vers la meule de façon à mettre en contact la lentille avec la meule, et des moyens de commande des moyens moteurs.

[0002] On connaît dans l'état de la technique de tels dispositifs, dans lesquels l'axe de meule et l'axe lentille sont horizontaux, le support de lentille étant constitué d'un chariot basculant autour d'un axe également horizontal. Durant l'opération de meulage, l'ébauche de lentille est appliquée contre la meule par basculement du chariot autour de son axe. Généralement, ces dispositifs comprennent un vérin dont la tige mobile peut coulisser par rapport au bâti, l'extrémité libre de la tige de vérin constituant une butée mobile qui limite le débattement angulaire du chariot. La forme à donner à la lentille ophtalmique est associée à des données de position de la butée mobile en fonction de la position angulaire de la lentille autour de son axe de rotation, au cours du meulage.

[0003] Dans les appareils du type précité, la position de la butée mobile est liée à la position angulaire de la lentille autour de son axe. la pression (ou effort) de meulage, qui représente l'effort exercé par la meule sur la lentille ophtalmique, est générée uniquement par gravité, c'est-à-dire par le poids de l'équipage mobile formé de l'ensemble des pièces portées par le chariot, donc essentiellement par le poids du chariot.

[0004] Généralement, l'extrémité de la tige mobile du vérin, qui forme la butée mobile pour le chariot, est équipée d'une touche permettant de détecter le contact entre le chariot et la butée mobile. Ainsi, en fin de processus de meulage, lorsque la forme à donner à la lentille est atteinte, la touche détecte un contact à chaque position angulaire de la lentille autour de son axe. Lorsqu'un tel cycle se produit, le chariot est dégagé de la meule de façon à retirer la lentille finie.

[0005] De tels dispositifs ne donnent pas entière satisfaction.

[0006] En effet, bien que certaines machines prévoient la possibilité de régler le bras de levier du chariot ou de compenser partiellement son poids par des moyens réglables de rappel, l'effort de meulage ne peut être maîtrisé pour tous les types de lentilles et durant tout le processus de meulage. On sait qu'un effort de meulage excessif peut entraîner la cassure de la lentille, et qu'un effort de meulage trop faible entraîne un temps d'usinage excessif. Du fait que de nombreuses lentilles ophtalmiques présentent des épaisseurs pouvant varier de façon importante en fonction de la distance à l'axe optique, l'opération de meulage, si l'effort de meulage est maintenu constant durant toute l'opération, peut provoquer des cassures ou conduire à des pertes de temps dues à des profondeurs de passes trop faibles.

[0007] D'autre part, de tels appareils sont complexes du fait de la nécessité d'une double motorisation pour positionner le chariot : l'une pour l'amener dans sa position dans laquelle la lentille est pressée contre la meule, et l'autre pour limiter son débattement, cette dernière motorisation étant en l'occurrence constituée du vérin décrit plus haut.

[0008] Malgré leur complexité, les machines connues ne permettent pas de différencier l'étape du processus de meulage durant laquelle l'ébauche de lentille est amenée en contact avec la meule, de celle où le meulage est effectivement en cours. Généralement, la phase initiale de mise en contact de l'ébauche avec la meule est effectuée très lentement, en l'absence d'information sur le moment où le contact avec la meule doit avoir lieu. Le diamètre d'une ébauche de lentille pouvant varier très sensiblement, généralement entre 50 mm et 90 mm, la phase initiale de rapprochement peut être rendue, par précaution visant à éviter de casser la lentille, extrêmement longue.

[0009] L'invention a pour but principal de remédier à ces inconvénients, et notamment de réduire la durée de la phase initiale de rapprochement, sans risque de cassure de l'ébauche.

[0010] A cet effet, suivant l'invention, les moyens de commande comprennent des moyens d'acquisition des données de forme du contour de l'ébauche de lentille à meuler, des données de forme du contour de lentille à obtenir, et des données de position, par rapport auxdits contours, de l'axe de rotation de la lentille et des moyens de calcul qui élaborent une consigne de position du support de lentille par rapport à la meule dépendante desdites données de forme et de position.

[0011] Suivant d'autres caractéristiques du dispositif conforme à l'invention :

• les moyens de calcul sont adaptés pour élaborer une consigne de position instantanée du support, telle que la vitesse de déplacement du support par rapport à la meule avant contact de la lentille avec la meule est inférieure à cette vitesse après contact ;
• les moyens moteurs comprennent un moteur électrique ;
• le support de lentille est monté pivotant sur le bâti, autour d'un axe de support parallèle à l'axe de lentille, les moyens moteurs étant adaptés pour déplacer angulairement le support autour de l'axe de support ;
• les moyens moteurs comprennent un moteur électrique fixe par rapport au bâti et le support de lentille est solidaire d'un secteur denté engrenant avec une roue dentée entraînée par l'arbre de sortie du moteur ;
• le bâti définit une surface plane d'appui sur un plan de travail, et l'axe de support est orthogonal à ladite surface plane d'appui ;

[0012] L'invention vise également un procédé de meulage d'une lentille ophtalmique, dans lequel :

• on détermine la forme du contour de l'ébauche de lentille à meuler ;
• on détermine la forme du contour de lentille à obtenir ;
• on détermine la position, par rapport auxdits contours, de l'axe de rotation de la lentille ;
• on calcule une consigne de position de l'axe de rotation de la lentille par rapport à la surface de meule en fonction desdites données de forme et de position ; et
• on commande la position de l'axe de rotation de la lentille par ladite consigne.

[0013] Suivant d'autres caractéristiques du procédé conforme à l'invention :

• la consigne de position instantanée de l'axe de rotation de la lentille est telle que la vitesse de déplacement dudit axe par rapport à la surface de meule avant contact de la lentille avec la meule est supérieure à cette vitesse après contact ; et
• on déplace la lentille dans un plan sensiblement horizontal, la meule étant rotative autour d'un axe sensiblement vertical.

[0014] Un mode de réalisation de l'invention va maintenant être décrit en référence aux dessins annexés, donnés à titre d'exemple, et sur lesquels :

• la Figure 1 est une vue partielle en perspective d'un dispositif suivant l'invention, sur laquelle la meule n'est pas représentée;
• la Figure 2 est une vue en coupe du dispositif de la Figure 1, dans le plan II-II indiqué sur la Figure 1, la meule étant ici représentée et la lentille étant en cours de meulage ; et
• la Figure 3 est une vue schématique de la meule et de la lentille en cours de meulage.

[0015] La Figure 1 représente partiellement un dispositif de meulage suivant l'invention, dans sa position normale d'utilisation, c'est-à-dire en appui sur un plan de travail horizontal.

[0016] Comme illustré sur les Figures 1 et 2, le dispositif de meulage suivant l'invention comporte essentiellement un bâti 1, une meule 2 (Figure 2) montée rotative sur le bâti autour d'un axe de meule vertical ZZ, et un support de lentille ou chariot 3 monté pivotant par rapport au bâti 1 autour d'un axe vertical Z'Z'.

[0017] Le bâti 1 est essentiellement formé d'un socle 5 pouvant reposer horizontalement sur un plan de travail par l'intermédiaire de pieds d'appui 6 qui définissent une surface d'appui plan, et d'une potence 7 fixée rigidement au socle 5.

[0018] Le chariot 3 est essentiellement formé d'une barre profilée supportant l'arbre de lentille 9 à rotation autour d'un axe vertical Z'' Z'' situé à distance de l'axe Z' Z'.

[0019] De façon classique, l'arbre de lentille 9 est constitué de deux demi-arbres solidairement rotatifs, dont l'un est solidarisé à une lentille à meuler ou ébauche 10A, par l'intermédiaire d'un adaptateur de meulage 11 (Figure 2) collé sur celle-ci.

[0020] A son extrémité libre supérieure, le chariot 3 est rigidement fixé à un secteur denté 12 s'étendant dans un plan horizontal.

[0021] L'arbre de lentille 9 est, lors de l'opération de meulage, entraîné en rotation autour de son axe Z'' Z'' par des moyens d'entraînement (non représentés) de façon à donner à la lentille une position angulaire θ fonction du temps.

[0022] Le chariot 3 est monté pivotant autour de l'axe Z'Z' matérialisé par des tourillons 13, par l'intermédiaire de paliers 15.

[0023] La potence 7 présente une tête de potence 17 à son extrémité supérieure, sur laquelle est fixé le corps d'un moteur électrique 19, de préférence un moteur à courant continu. L'arbre de sortie du moteur 19 est solidaire d'un pignon moteur (non représenté) engrenant avec une roue dentée 21, qui forme un double pignon de transmission avec une deuxième roue dentée 22, laquelle est en prise avec le secteur denté 12.

[0024] La tête de potence 17 supporte également un codeur incrémental 23 définissant un moyen de contrôle des déplacements angulaires du secteur denté 12, et donc du chariot 3, autour de l'axe Z'Z'. Les déplacements angulaires du secteur denté 12 sont repérés par la position angulaire ψ du secteur autour de l'axe Z'Z'.

[0025] Le dispositif de meulage comprend en outre des moyens électroniques de commande 30 du moteur 19.

[0026] Le secteur denté 12 supporte rigidement sur sa face supérieure, un volet 32 qui constitue un organe de manoeuvre d'un interrupteur 33, fixé sur la tête de potence 17 et relié électriquement au moteur 19.

[0027] L'opération de meulage consiste à déplacer la lentille ophtalmique 10 par rapport à la meule 2 en rotation, de façon à obtenir la forme 10B représentée en traits mixtes sur la Figure 2, à partir de la forme généralement circulaire d'une ébauche de lentille 10A, telle que représentée en traits mixtes sur la Figure 2 et en traits pleins sur la Figure 1. Préalablement à l'opération de meulage proprement dite, on détermine la loi r = f(θ) caractéristique de la forme de la lentille à obtenir par l'opération de meulage. La détermination de cette loi est réalisée par sélection d'une forme pré-enregistrée, ou par acquisition de la forme d'une monture ou d'un gabarit de lentille. Cette opération peut être réalisée par des moyens connus.

[0028] La loi de commande ψ = g(θ) qui donne la position angulaire du chariot 3 autour de son axe Z' Z' en fonction de la position angulaire de la lentille autour de son axe de rotation Z''Z'' est déduite de la loi de forme r = f(θ) à donner à la lentille.

[0029] La loi de commande ψ = g(θ) est mémorisée dans les moyens de commande 30 du moteur 19.

[0030] On se réfère à présent plus spécialement à la Figure 1.

[0031] Les moyens de commande 30 sont pourvus de moyens 51 d'acquisition des données S₁ de forme du contour de l'ébauche de lentille à meuler 10A, des données S₂ de forme du contour de la lentille à obtenir 10B, et des données S₃ de position de l'axe Z'' Z'' de rotation de la lentille 10 par rapport à ces contours. Ces moyens d'acquisition 51 peuvent par exemple être des moyens de mémorisation connectés à une machine de pose de l'adaptateur de meulage 11, capable de détecter les caractéristiques géométriques de l'ébauche. Les moyens de commande 30 comprennent également des moyens de calcul 55 qui élaborent une consigne S de position du support 3 par rapport à la meule 2, cette consigne S étant calculée en fonction des données de forme et de position S₁, S₂, S₃ issues des moyens d'acquisition 51. La consigne en position du support 3 par rapport à la meule 2 correspond à l'écartement souhaité entre les axes de rotation respectifs de la meule ZZ et de la lentille Z"Z".

[0032] Dans le mode de réalisation décrit, les moyens de commande 30 comportent des moyens d'asservissement position 57 qui commandent les mouvements du support 3 en fonction du signal de consigne S et d'un signal de contrôle issu du codeur 23.

[0033] Afin de réaliser un gain de temps d'usinage, la loi de commande est prévue pour que la vitesse de déplacement du support 3 par rapport à la meule 2, avant contact de la lentille 10 avec la meule, soit supérieure à cette vitesse après contact. La vitesse est définie par les moyennes de la vitesse angulaire

prises respectivement depuis le début du mouvement du support jusqu'au contact de la lentille avec la meule d'une part, et depuis le contact jusqu'à la fin du meulage d'autre part.

[0034] Sur la figure 3, on a illustré le fait que le dispositif décrit précédemment pouvait permettre de décentrer l'axe de rotation Z" Z'' par rapport au centre géométrique O de l'ébauche 10A, de façon par exemple à faire coïncider l'axe de rotation Z'' Z'' avec un centre géométrique de monture ou un centre pupillaire du porteur.

[0035] La commande de position du support 3 en fonction, parmi d'autres paramètres, des données S₁ de forme du contour de l'ébauche 10A, permet de gérer une profondeur de passe de l'outil, ainsi qu'un couple de rotation exercé sur la lentille 10, et généré par l'effort de coupe.

[0036] La profondeur de passe et le couple de rotation résistant peuvent être gérés en fonction d'objectifs d'usinage préalablement déterminés, par exemple la rapidité d'usinage, l'application d'un couple minimum ou d'un couple constant, etc...

[0037] Grâce à l'invention qui vient d'être décrite, l'effort de meulage peut être maîtrisé à chaque instant avec une grande précision, afin d'éviter la casse des lentilles lors de l'opération de meulage et de réduire autant que possible la durée totale de l'opération.

[0038] L'invention peut également être mise en oeuvre avec une motorisation de type différent, par exemple un actionneur hydraulique ou pneumatique.

Revendications

1. Dispositif de meulage de lentille ophtalmique comportant un bâti (1), une meule (2) montée rotative sur le bâti (1) autour d'un axe de meule (ZZ), un support de lentille (3) mobile par rapport au bâti (1) et sur lequel peut être montée rotative une lentille (10) autour d'un axe de lentille (Z'' Z'') parallèle à l'axe de meule (ZZ), des moyens moteurs (19) adaptés pour déplacer ledit support (3) vers la meule (2) de façon à mettre en contact la lentille (10) avec la meule (2), et des moyens (30) de commande des moyens moteurs, comprenant :

- des moyens (51) d'acquisition des données de forme (S₁) du contour (10A) de l'ébauche de lentille à meuler et des données de forme (S₂) du contour de la lentille à obtenir (10B), et

- des moyens de calcul (55) qui élaborent, en fonction du temps, une consigne de position instantanée du support de lentille (3) par rapport à la meule (2), dépendante desdites données (S1, S₂) de forme,

   caractérisé en ce que lesdits moyens de commande (30) comprennent en outre des moyens (51) d'acquisition des données de position (S₃), par rapport auxdits contours, de l'axe (Z"Z") de rotation de la lentille, et en ce que ladite consigne est dépendante desdites données de position (S₃).

2. Dispositif de meulage suivant la revendication 1, caractérisé en ce que les moyens de calcul (55) sont adaptés pour élaborer une consigne de position instantanée du support (3), telle que la vitesse de déplacement du support (3) par rapport à la meule (2) avant contact de la lentille (10) avec la meule est supérieure à cette vitesse après contact.

3. Dispositif de meulage suivant la revendication 1 ou 2, caractérisé en ce que les moyens moteurs comprennent un moteur électrique (19).

4. Dispositif de meulage suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que le support de lentille (3) est monté pivotant sur le bâti (1), autour d'un axe de support (Z'Z') parallèle à l'axe de lentille (Z'' Z''), les moyens moteurs (19) étant adaptés pour déplacer angulairement le support (3) autour de l'axe de support (Z'Z').

5. Dispositif de meulage suivant la revendication 4, caractérisé en ce que les moyens moteurs comprennent un moteur électrique (19) fixe par rapport au bâti (1) et le support de lentille (3) est solidaire d'un secteur denté (11) engrenant avec une roue dentée (22) entraînée par l'arbre de sortie du moteur (19).

6. Dispositif de meulage suivant la revendication 4 ou 5, caractérisé en ce que le bâti définit une surface plane d'appui sur un plan de travail, et l'axe de support (Z' Z') est orthogonal à ladite surface plane d'appui.

7. Procédé de meulage d'une lentille ophtalmique, à laquelle on associe un axe de rotation (Z"Z") par rapport à une surface de meule, procédé dans lequel :

- on détermine la forme (S₁) du contour (10A) de l'ébauche de lentille à meuler ;

- on détermine la forme (S₂) du contour (10B) de lentille à obtenir ;

- on détermine la position (S₃), par rapport auxdits contours, de l'axe de rotation (Z"Z") de la lentille;

- on calcule, en fonction du temps, une consigne de position instantanée de l'axe de rotation (Z"Z") de la lentille par rapport à la surface de meule en fonction desdites données (S₁, S₂, S₃) de forme et de position ; et

- on commande la position de l'axe de rotation (Z" Z") de la lentille par ladite consigne.

8. Procédé de meulage suivant la revendication 7, caractérisé en ce que la consigne de position instantanée de l'axe de rotation (Z"Z") de la lentille est telle que la vitesse de déplacement dudit axe (Z" Z") par rapport à la surface de meule avant contact de la lentille (10) avec la meule est supérieure à cette vitesse après contact.

9. Procédé de meulage suivant la revendication 7 ou 8 caractérisé en ce qu'on déplace la lentille (10) dans un plan sensiblement horizontal, la meule (2) étant rotative autour d'un axe (ZZ) sensiblement vertical.

Dessins