DOMAINE TECHNIQUE AUQUEL SE RAPPORTE L'INVENTION
[0001] La présente invention concerne de manière générale le montage de lentilles ophtalmiques
d'une paire de lunettes correctrices sur une monture et vise plus particulièrement
un procédé et un dispositif de détourage d'une lentille ophtalmique d'une paire de
lunettes en vue de son montage sur une monture.
ARRIÈRE-PLAN TECHNOLOGIQUE
[0002] La partie technique du métier de l'opticien consiste à monter une paire de lentilles
ophtalmiques dans ou sur la monture sélectionnée par le porteur.
[0003] Ce montage se décompose en deux opérations principales :
- le centrage de chaque lentille qui consiste à positionner et orienter convenablement
la lentille en regard de l'oeil du futur porteur, puis
- le détourage de chaque lentille qui consiste à usiner ou découper son contour à la
forme souhaitée, compte tenu des paramètres de centrage définis.
[0004] Dans le cadre de la présente invention, on s'intéresse à la seconde opération dite
de détourage. Le détourage d'une lentille en vue de son montage dans ou sur la monture
choisie par le futur porteur consiste à modifier le contour de la lentille pour l'adapter
à cette monture et/ou à la forme de lentille voulue. Le détourage se décompose classiquement
en deux opérations principales, avec une opération de débordage (souvent appelée "ébauche")
et une opération de finition adaptée au type de montage. Le débordage consiste à éliminer
la partie périphérique superflue de la lentille ophtalmique concernée, pour en ramener
le contour, qui est le plus souvent initialement circulaire, à celui quelconque du
cercle ou entourage de la monture de lunettes concernée ou tout simplement à la forme
esthétique souhaitée lorsque la monture est du type sans cercles. Cette opération
de débordage est usuellement suivie d'une opération de chanfreinage qui consiste à
abattre ou chanfreiner les deux arêtes vives du bord de la lentille débordée. L'opération
de finition dépend du montage à réaliser. Lorsque le montage est du type cerclé, ce
chanfreinage est accompagné d'un biseautage consistant à assurer la formation d'une
nervure usuellement appelée biseau. Ce biseau est destiné à être engagé dans une rainure
correspondante, communément appelée drageoir, ménagée dans le cercle ou entourage
de la monture de lunettes dans lequel la lentille doit être montée. Lorsque la monture
est du type sans cercles, le détourage de la lentille et, éventuellement, l'abattement
des arêtes vives (chanfreinage) sont suivis du perçage approprié des lentilles pour
permettre la fixation des branches et du pontet nasal de la monture sans cercle. Enfin,
lorsque le montage est du type à cerclage de fil Nylon, le chanfreinage est accompagné
d'un rainage consistant à ménager une rainure dans la tranche de la lentille, cette
rainure étant destinée à accueillir le fil Nylon de la monture destiné à plaquer la
lentille contre la partie rigide de la monture.
[0005] Le plus souvent, ces opérations sont successivement conduites sur une même machine
à meuler, appelée meuleuse, équipée d'un train de meules appropriées. Le perçage peut
être effectué sur la meuleuse qui est alors équipée de l'outillage correspondant ou
sur une machine de perçage distincte.
[0006] Les opérations de débordage et de finition peuvent elles-mêmes être divisées en plusieurs
sous-opérations, par exemple : ébauche, finition, polissage.
[0007] Habituellement, le détourage de la lentille est réalisé sur une meuleuse à commande
numérique qui possède des moyens de maintien et d'entraînement en rotation de la lentille
et plusieurs meules appropriées aux différentes opérations à réaliser. La lentille
est d'abord bloquée sur les moyens de maintien et d'entraînement dans une configuration
connue de telle sorte que son référentiel optique soit connu et que les opérations
puissent ainsi être effectuées avec précision par référence à ce référentiel. On comprend
en effet que ce blocage, accompagné de la mise en mémoire du référentiel optique,
permet de définir et physiquement matérialiser sur la lentille un référentiel géométrique
dans lequel on repère les points et directions caractéristiques de la lentille, nécessaires
à la mise en cohérence de celui-ci avec la position de la pupille, ainsi que les valeurs
de détourage afin que ces points et directions caractéristiques soient proprement
positionnés dans la monture.
[0008] Récemment, il a été introduit sur le marché un nouveau type de lentilles pour lequel
des difficultés de maintien et d'entraînement sont apparues. Pour limiter le salissement
des faces des lentilles ophtalmiques, en particulier pour les lentilles anti-reflet,
il est en effet connu d'appliquer un revêtement spécifique, dit à faible énergie de
surface, sur une ou les deux faces de la lentille. Ces revêtements spécifiques ont
la particularité de ne pas laisser adhérer l'eau (revêtement hydrophobe) ou les graisses
(revêtement oléophobe).
[0009] Cependant, de tels revêtements rendent les surfaces de la lentille, sur lesquelles
ils sont déposés, très glissantes. L'adhésif utilisé pour la pose du gland adhère
alors faiblement sur la face glissante de la lentille. Le même problème se pose pour
l'application des nez de blocage qui adhèrent faiblement sur les faces de la lentille.
Or, lors du détourage de la lentille, la ou les meules exercent, lors de l'enlèvement
de matière, des efforts orthoradiaux (de frottement) sur le chant de la lentille qui
génèrent un couple important sur la lentille, en particulier lors de l'ébauche de
débordage de la lentille pour laquelle une grande quantité de matière est meulée.
Il s'ensuit que, lors du détourage, et en particulier de l'ébauche de débordage, la
lentille glisse par rapport aux moyens de maintien et d'entraînement en rotation (le
gland ou les nez de blocage) de la lentille. Le centrage de la lentille, en particulier
l'axage (c'est-à-dire l'orientation angulaire de la lentille dans le référentiel de
la meuleuse) est alors modifié et le contour obtenu de la lentille est différent,
par rapport à son référentiel optique, du contour final souhaité après détourage.
[0010] Une solution consiste à diminuer la quantité de matière enlevée à chaque passe de
meulage de manière à diminuer le couple exercé sur le chant de la lentille. Cependant,
cette solution ne donne pas satisfaction et en tout cas augmente de manière significative
les temps de cycle.
[0011] Pour un blocage de la lentille avec un gland, il est également connu d'appliquer
sur le revêtement glissant une interface augmentant l'adhérence avec l'adhésif utilisé
pour la pose du gland. Cette solution ne donne pas non plus pleine satisfaction et
augmente globalement les cadences de production.
[0012] Un problème similaire se pose pour le détourage des lentilles dont l'épaisseur et
le matériau les fragilisent et exposent leurs revêtements à un risque de fissuration.
On comprend en effet qu'une lentille présentant une épaisseur réduite et constituée
d'un matériau déformable tel que du polycarbonate se déforme en flexion lors de son
serrage entre les arbres de support et d'entraînement en rotation de la machine de
détourage. Cette déformation de la lentille peut atteindre des proportions excessives
qui engendrent des fissurations des revêtements de la lentille, ce qui n'est pas acceptable
et conduit à la mise au rebut de la lentille. Pour éviter ce phénomène, il faut réduire
la déformation de la lentille et, à cet effet, diminuer l'intensité de l'effort de
serrage de la lentille entre les arbres de support et d'entraînement en rotation de
la machine de détourage.
[0013] Par ailleurs, certaines matières organiques entrant dans la composition des lentilles
dégagent, lorsqu'elles subissent un usinage, des substances malodorantes. Il s'agit
en particulier des matières organiques de moyens et hauts indices, typiquement d'indice
supérieur à 1,6. Or, on comprend aisément que le dégagement de telles odeurs est néfaste
non seulement aux conditions de travail des opérateurs intervenant sur les ou au voisinage
des machines de détourage, mais également à la satisfaction de la clientèle lorsque
l'atelier de préparation au montage des lentilles jouxte l'espace de vente ou fait
simplement l'objet de visites.
[0014] Le document
DE 197 38 668 A1 décrit un procédé de détourage d'une lentille optique comprenant au moins une opération
de débordage suivant un contour souhaité, dans lequel l' opération de débordage comporte
un découpage en pleine matière de la lentille au moyen d'un outil de découpage.
OBJET DE L'INVENTION
[0015] Un but de la présente invention est de fournir un procédé de détourage permettant
un détourage efficace, précis et fiable de lentilles présentant des propriétés diverses
les exposant ou non à un risque de glissement ou de déformation lors de leur usinage.
[0016] Un autre but de la présente invention est de fournir un procédé de détourage capables
de réduire le dégagement de substances malodorantes ou néfastes lors du détourage
de certaines lentilles.
[0017] En vue de la réalisation de l'un au moins de ces buts, on propose selon l'invention
un procédé de détourage d'une lentille optique comprenant au moins une opération de
débordage suivant un contour souhaité, procédé dans lequel l'opération de débordage
comporte un découpage en pleine matière de la lentille au moyen d'un outil de découpage,
ce découpage comportant plusieurs passes de découpage réalisées chacune suivant le
contour souhaité avec une profondeur de passe axiale réduite, c'est-à-dire inférieure
à l'épaisseur de la lentille.
[0018] Pour une lentille dont les propriétés l'exposent à un risque de glissement, de déformation
ou d'émission de substance incommodantes lors de son usinage, l'outil de découpage
est sélectionné et permet alors de restituer le rayon souhaité en chaque point du
contour de la lentille en usinant une faible quantité de matière. En effet, la quantité
de matière usinée par découpe correspond à la longueur de la trajectoire suivie par
l'outil de découpage (principalement le contour souhaité de la lentille) sur une largeur
correspondant au diamètre de l'outil de découpage. Contrairement à un usinage du chant
de la lentille, il n'est pas nécessaire d'usiner toute la matière située entre la
périphérie, ou contour brut, de la lentille et le contour souhaité de la lentille.
De plus, la réalisation du découpage en plusieurs passes de profondeur de passe réduite
(inférieure pour chaque passe à l'épaisseur de la lentille) permet de découper la
lentille en limitant encore davantage, à volonté, la quantité de matière enlevée à
chaque passe et donc de diminuer le couple exercé par l'outil de découpage sur la
lentille.
[0019] La faible quantité de matière à usiner lors de la découpe permet
- de limiter l'énergie globale transmise à la lentille par frottement et donc de limiter
le glissement de la lentille par rapport à ses moyens de maintien, et/ou
- de réduire la quantité de substance malodorante dégagée au cours de l'opération d'usinage.
[0020] Pour fixer les idées, on évalue que le volume de matière usinée par découpe en pleine
matière au moyen d'une fraise de diamètre 1,5 mm est environ 10 fois plus faible que
le volume de matière usinée par meulage au moyen d'une meule de 155 mm de diamètre.
[0021] Pour l'usinage d'une lentille à revêtement glissant, ceci permet d'éviter, avec un
serrage normal, le glissement de la lentille en cours d'usinage, permettant ainsi
le détourage précis des verres à revêtement glissant. Pour l'usinage d'une lentille
fragile, cela permet de limiter, d'une part, l'effort de serrage de la lentille en
cours d'usinage, sans engendrer de glissement, et, d'autre part, l'effort exercé par
l'outil de découpe (qui est plus faible que l'effort exercé par une meule de grand
diamètre), ce qui évite que la lentille ne fléchisse exagérément. Pour une lentille
dont le matériau contient des substances malodorantes, la réduction du volume global
de matière usinée permet de réduire d'autant la quantité de substances malodorantes
libérées par l'usinage.
[0022] En revanche, pour une lentille qui n'a pas tendance à glisser ou qui ne présente
pas une fragilité particulière ou dont le matériau contient peu ou pas de substances
malodorantes susceptibles d'être dégagées lors de l'usinage ou dont le contour final
souhaité ne présente pas de point d'inflexion, un outil d'usinage du chant de la lentille
classique, du type meule, peut être sélectionné de manière à obtenir plus rapidement
le contour souhaité et à éviter une usure trop rapide de l'outil de découpe.
[0023] Ainsi, la sélection de l'outil de travail permet de choisir, soit l'outil de découpage
(avec lequel le risque de glissement de la lentille à serrage donné et/ou de dégagement
de substances incommodantes est limité lors du détourage), soit l'outil d'usinage
du chant de la lentille si la lentille n'est ni de nature à glisser, ni fragile et
ne contient pas de substances malodorantes. Le détourage des lentilles est alors efficace,
précis et fiable et il n'incommode pas l'opérateur ou son voisinage.
[0024] La sélection entre l'usinage du chant de la lentille et le découpage en pleine matière
de la lentille est opérée en fonction de critères se rapportant à l'un et/ou l'autre
des risques encourus par l'opération de débordage spécifique à effectuer : glissement
de la lentille, fissuration de la lentille, dégagement de substances incommodantes.
[0025] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, l'opération de débordage
est une ébauche suivie d'une finition effectuée sur un autre outil d'usinage du chant
de la lentille du type meule.
[0026] L'ébauche de détourage par découpage (souvent appelée débordage) permet de limiter
le glissement de la lentille sans augmenter de manière significative les temps de
cycle de la lentille. Et la réalisation de la finition du détourage de la lentille
avec une meule permet d'usiner précisément la périphérie de lentille ébauchée pour
obtenir un contour souhaité de cote précise. La quantité de matière à usiner, restant
entre le contour d'ébauche et le contour souhaité, est faible et donc limite le frottement
et le couple exercé par la meule de finition sur la lentille. De plus, le rayon de
la lentille est sensiblement réduit après l'ébauche, ce qui réduit mécaniquement le
couple transmis par la meule à la lentille.
[0027] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le diamètre de l'outil
de découpage en pleine matière de la lentille est sensiblement inférieur au rayon
de la lentille. Le petit diamètre de l'outil de découpage permet de réaliser le découpage
en pleine matière de la lentille. Plus le diamètre de l'outil de découpage est réduit,
plus les efforts de frottement et le couple exercé sur la lentille sont limités. Le
glissement de la lentille est alors réduit et le détourage est plus précis.
[0028] Préalablement au découpage, on palpe au moins une face de la lentille suivant le
contour souhaité et, lors d'au moins une passe de découpage, l'outil de découpage
est piloté axialement en fonction des données de palpage ainsi recueillies.
[0029] Avantageusement, les pas des profondeurs axiales de passes de découpage sont réglables.
[0030] Le réglage du pas de profondeur axiale entre deux passes permet de varier la quantité
de matière à enlever à chaque passe et donc d'adapter le couple exercé par l'outil
de découpage sur la lentille pour limiter le glissement de la lentille.
[0031] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la lentille étant entraînée
en rotation par rapport à l'outil de découpage autour d'un axe de la lentille, le
sens de rotation est inversé entre deux passes de découpage.
[0032] L'inversion du sens de rotation entre deux passes de découpage permet d'inverser
le sens du couple exercé par l'outil de découpage sur la lentille et donc le sens
de glissement de la lentille par rapport aux moyens de maintien. Le glissement de
la lentille dans un sens est alors compensé par le glissement de la lentille dans
l'autre sens, ce qui limite le glissement résultant de la lentille par rapport aux
moyens de maintien.
[0033] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, la lentille étant entraînée
en rotation par rapport à l'outil de découpage autour d'un axe de la lentille, au
moins une partie d'une passe de découpage est réalisée avec un premier sens de rotation
et la partie complémentaire de ladite passe est réalisée avec un second sens de rotation
inverse du premier sens de rotation.
[0034] L'inversion du sens de rotation au cours d'une même passe de découpage permet de
limiter également le glissement global de la lentille au cours de cette passe.
[0035] Selon une autre caractéristique avantageuse de l'invention, le découpage de la lentille
comprend, outre le découpage de la lentille suivant le contour souhaité, le découpage
suivant des lignes de sectorisation radiales séparant une pluralité de secteurs périphériques.
[0036] Le découpage de la lentille en réalisant plusieurs parties de chute permet de limiter
les contraintes exercées sur la lentille par la partie de la lentille située entre
la périphérie de la lentille et le contour souhaité qui vient d'être découpée et qui
reste attachée à la lentille.
[0037] Avantageusement, le découpage des lignes radiales précède le découpage suivant le
contour souhaité. En pratique, préalablement au découpage, on palpe au moins une face
de la lentille suivant les lignes de sectorisation radiales. Lors du découpage, l'outil
de découpage est piloté axialement en fonction des données de palpage ainsi recueillies.
DESCRIPTION DÉTAILLÉE D'UN EXEMPLE DE RÉALISATION
[0038] La description qui va suivre en regard des dessins annexés d'un mode de réalisation,
donné à titre d'exemple non limitatif, fera bien comprendre en quoi consiste l'invention
et comment elle peut être réalisée.
[0039] Sur les dessins annexés :
- la figure 1 est une vue en perspective d'un dispositif de détourage d'une lentille
optique équipé d'un module de découpage ;
- la figure 2 est une vue de face d'une lentille optique débordée par découpage, dans
un plan moyen de cette lentille.
Dispositif de détourage
[0040] A la figure 1 on a représenté un dispositif de détourage 6 équipé d'un module de
découpage 636 d'une lentille optique 100. Le dispositif de détourage 6 est adapté
à modifier le contour de la lentille ophtalmique pour l'adapter à celui du cadre ou
"cercle" d'une monture sélectionnée.
[0041] Le dispositif de détourage comporte une bascule 611, qui est montée librement pivotante
autour d'un premier axe A1, en pratique un axe horizontal, sur un châssis.
[0042] Pour l'immobilisation et l'entraînement en rotation d'une lentille ophtalmique à
usiner, le dispositif de détourage est équipé de moyens de support aptes à serrer
et à entraîner en rotation une lentille ophtalmique. Ces moyens de support, ou moyens
de maintien, comprennent deux arbres de serrage et d'entraînement en rotation 612,
613. Ces deux arbres 612, 613 sont alignés l'un avec l'autre suivant un deuxième axe
A2, appelé axe de blocage, parallèle au premier axe A1. Les deux arbres 612, 613 sont
entraînés en rotation de façon synchrone par un moteur (non représenté), via un mécanisme
d'entraînement commun (non représenté) embarqué sur la bascule 611. Ce mécanisme commun
d'entraînement synchrone en rotation est de type courant, connu en lui-même.
[0043] En variante, on pourra aussi prévoir d'entraîner les deux arbres par deux moteurs
distincts synchronisés mécaniquement ou électroniquement.
[0044] La rotation ROT des arbres 612, 613 peut être pilotée par le système électronique
et informatique central tel qu'un microordinateur intégré ou un ensemble de circuits
intégrés dédiés.
[0045] Chacun des arbres 612, 613 possède une extrémité libre qui fait face à l'autre et
qui est équipée d'un nez de blocage (non représenté). Ces nez de blocage ne sont pas
toujours fixés sur les arbres 612, 613. Ils sont en effet au préalable utilisés par
des moyens de préhension (non représentés) pour bloquer la lentille avant d'être transférés
au présent dispositif de détourage 6 en restant en contact avec la lentille transférée.
[0046] L'arbre 613 est mobile en translation suivant l'axe de blocage A2, en regard de l'autre
arbre 612, pour réaliser le serrage en compression axiale de la lentille entre les
deux nez de blocage. L'arbre 613 est commandé pour cette translation axiale par un
moteur d'entraînement via un mécanisme d'actionnement (non représentés) piloté par
le système électronique et informatique central. L'autre arbre 612 est fixe en translation
suivant l'axe de blocage A2.
[0047] En pratique, le dispositif de détourage comprend un train d'outils d'usinage 614
qui comporte tout d'abord un premier outil d'usinage 50 destiné à réaliser une ébauche
du détourage du chant de la lentille 100. Ce premier outil d'usinage 50 est ici une
meule, mais en variante, on peut prévoir d'utiliser une fraise d'ébauche. La taille
des grains de la meule d'ébauche est de l'ordre de 150 à 500 microns.
[0048] Il est également prévu que le train d'outils d'usinage 614 comporte un deuxième outil
d'usinage 55 du chant de la lentille 100 distinct du premier outil d'usinage 50 du
chant de la lentille 100 destiné à réaliser une finition du détourage du chant de
la lentille 100. Ce deuxième outil d'usinage 55 du chant de la lentille 100 est ici
une meule de finition qui comporte une gorge de biseautage et des grains dont la taille
est de l'ordre de 55 microns. Les meules d'ébauche et de finition sont cylindriques
et possèdent un diamètre de l'ordre de 155 mm. Il est également prévu une meule de
polissage sur ce train d'outils d'usinage 614 (ou train de meules).
[0049] Le train d'outils d'usinage 614 est rapporté sur un arbre commun d'axe A3 assurant
leur entraînement en rotation lors de l'opération de débordage. Cet arbre commun,
qui n'est pas visible sur les figures présentées, est commandé en rotation par un
moteur électrique 620 piloté par le système électronique et informatique.
[0050] Le train d'outils d'usinage 614 est en outre mobile en translation suivant l'axe
A3 et est commandé dans cette translation par une motorisation pilotée. Concrètement,
l'ensemble du train d'outils d'usinage 614, de son arbre et de son moteur est porté
par un chariot 621 qui est lui-même monté sur des glissières 622 solidaires du bâti
pour coulisser suivant le troisième axe A3. Le mouvement de translation du chariot
porte-meules 621 est appelé transfert et est noté TRA sur la figure 1. Ce transfert
est commandé par un mécanisme d'entraînement motorisé (non représenté), tel qu'un
système à vis et écrou ou crémaillère, piloté par le système électronique et informatique
central.
[0051] Pour permettre un réglage dynamique de l'entraxe entre l'axe A3 des meules 614 et
l'axe A2 de la lentille lors du débordage, on utilise la capacité de pivotement de
la bascule 611 autour de l'axe A1. Ce pivotement provoque en effet un déplacement,
ici sensiblement vertical, de la lentille enserrée entre les arbres 612, 613 qui rapproche
ou éloigne la lentille des meules 614. Cette mobilité, qui permet de restituer la
forme de débordage voulue et programmée dans le système électronique et informatique,
est appelée restitution et est notée RES sur les figures. Cette mobilité de restitution
RES est pilotée par le système électronique et informatique central.
[0052] Pour l'usinage de la lentille ophtalmique suivant un contour donné, il faut déplacer
en conséquence une noix 617 le long du cinquième axe A5, sous le contrôle du moteur
619, pour commander le mouvement de restitution et, d'autre part, faire pivoter conjointement
les arbres de support 612, 613 autour du deuxième axe A2, en pratique sous le contrôle
du moteur qui les commande. Le mouvement de restitution transversal RES de la bascule
611 et le mouvement de rotation ROT des arbres 612, 613 de la lentille sont pilotés
en coordination par un système électronique et informatique, dûment programmé à cet
effet, pour que tous les points du contour de la lentille ophtalmique soient successivement
ramenés au bon diamètre.
[0053] Le dispositif de détourage illustré par la figure 1 comporte de plus un module de
travail 625 qui embarque des meulettes de chanfreinage et rainage 630, 631 montées
sur un axe commun 632 et qui est mobile selon un degré de mobilité, suivant une direction
sensiblement transversale à l'axe A2 des arbres 612, 613 de maintien de la lentille
ainsi qu'à l'axe A5 de la restitution RES. Ce degré de mobilité est appelé escamotage
et est noté ESC sur les figures.
[0054] En l'espèce, cet escamotage consiste en un pivotement du module de travail 625 autour
de l'axe A3. Concrètement, le module 625 est porté par un levier 626 solidaire d'un
manchon tubulaire 627 monté sur le chariot 621 pour pivoter autour de l'axe A3. Pour
la commande de son pivotement, le manchon 627 est pourvu, à son extrémité opposée
au levier 626, d'une roue dentée 628 qui engrène avec un pignon (non visible aux figures)
équipant l'arbre d'un moteur électrique 629 solidaire du chariot 621.
[0055] On observe, en résumé, que les degrés de mobilité disponibles sur un tel dispositif
de détourage sont :
- la rotation de la lentille permettant de faire tourner la lentille autour de son axe
de maintien, qui est globalement normal au plan général de la lentille,
- la restitution, consistant en une mobilité relative transversale de la lentille (c'est-à-dire
dans le plan général de la lentille) par rapport aux meules, permettant de reproduire
les différents rayons décrivant le contour de la forme souhaitée de la lentille,
- le transfert, consistant en une mobilité relative axiale de la lentille (c'est-à-dire
perpendiculairement au plan général de la lentille) par rapport aux outils de travail,
permettant de positionner en vis-à-vis la lentille et l'outil de travail choisi.
- l'escamotage, consistant en une mobilité relative transversale, suivant une direction
distincte de celle de la restitution, du module de travail par rapport à la lentille,
permettant de mettre en position d'utilisation et de ranger le module de finition.
[0056] Le module de travail 625 est pourvu d'un module de découpage 636 équipé d'un outil
de découpage 637 destiné à réaliser une ébauche du détourage par découpage en pleine
matière de la lentille 100 (voir figure 1). Le découpage 637 en pleine matière consiste
à faire pénétrer tout le diamètre de l'outil dans la lentille et a déplacer l'outil
dans la lentille suivant une trajectoire de découpage permettant d'obtenir la découpe
souhaitée 110. La découpe souhaitée 110 est un contour d'ébauche souhaité 110 de même
forme que le contour final souhaité mais de plus grande taille.
[0057] Le découpage en pleine matière se distingue de l'usinage du chant de la lentille
au sens où, selon ce dernier, une petite partie seulement du diamètre de l'outil d'usinage
est engagée dans la matière du chant de la lentille et toute la matière, située entre
la périphérie (ou chant) brute de la lentille et le contour d'ébauche à réaliser est
usinée.
[0058] L'outil de découpage est ici une fraise à queue, ou fraise de découpage, d'axe A6
sensiblement parallèle à l'axe A2 des arbres 612, 613 (c'est-à-dire à l'axe de la
lentille). En variante, cet outil de découpage peut être constitué par une broche
de meulage, de plus petit diamètre que la meule ou fraise d'ébauche, ou encore un
rayon laser.
[0059] Par exemple, la fraise de découpage présente une longueur de 12 mm et est réalisée
en carbure de tungstène. Pour pouvoir découper la lentille suivant une découpe en
pleine matière, le diamètre de l'outil de découpage 637 est très inférieur au diamètre
de la lentille. Le diamètre de la fraise de découpage 637 en pleine matière de la
lentille 100 est de préférence inférieur à 4 mm et est typiquement compris entre 1
et 2 mm. Le diamètre du premier outil d'usinage ou meule 50 est par exemple d'environ
155 mm. Autrement formulé, on peut aussi considérer que le diamètre de la fraise de
découpage 637 est en moyenne de 1 à 6 % du rayon de la lentille 100 (qui est typiquement
de l'ordre de 70 mm).
[0060] Le positionnement de la fraise de découpage est réalisé au moyen de deux degrés de
mobilité préexistants qui sont l'escamotage ESC d'une part et le transfert TRA d'autre
part.
[0061] Le dispositif de détourage 6 comprend une unité de traitement électronique 130, encore
appelée système électronique et informatique, de pilotage consistant ici en une carte
électronique conçue pour piloter en coordination les différentes mobilités des outils
de travail et des moyens de serrage et d'entraînement en rotation de la lentille (les
moyens de maintien) conformément au procédé de détourage automatisé qui sera exposé
ultérieurement.
[0062] Le système électronique et informatique 130 comprend par exemple de façon classique
une carte mère, un microprocesseur, une mémoire vive et une mémoire de masse permanente.
La mémoire de masse contient un programme d'exécution du procédé de détourage qui
sera décrit plus loin. Cette mémoire de masse est de préférence réinscriptible et
est avantageusement amovible pour permettre son remplacement rapide ou sa programmation
sur un ordinateur distant via une interface de norme standard. Il est également prévu
des moyens de mémorisation du contour final souhaité 120 de la lentille. Ces moyens
de mémorisation peuvent être constitués d'une mémoire réinscriptible et d'une interface
(par exemple un clavier et un écran) permettant d'écrire dans cette mémoire.
[0063] Le système électronique et informatique 130 comporte enfin des moyens de sélection
pour sélectionner, soit le premier outil d'usinage 50 du chant de la lentille 100,
soit l'outil de découpage 637 de la lentille 100, pour au moins une opération de détourage
donnée. Les moyens de sélection comportent des moyens de détermination conçus pour
déterminer lequel du premier outil d'usinage 50 du chant de la lentille 100 ou de
l'outil de découpage 637 de la lentille 100 est à sélectionner. Pour cela, les moyens
de détermination comportent des moyens de calcul de la valeur d'un paramètre relatif
à la lentille et/ou aux outils d'usinage et de découpage et/ou relatif aux moyens
de maintien de la lentille 100. Les moyens de détermination comportent également des
moyens de comparaison de cette valeur avec une valeur de référence et sont conçus
pour déterminer lequel du premier outil d'usinage 50 du chant ou de l'outil de découpage
637 de la lentille 100 est à sélectionner en fonction du résultat de la comparaison.
Procédé de détourage
[0064] Les caractéristiques relatives à la lentille optique 100 à détourer telles que le
contour final souhaité 120 et l'énergie de surface de la lentille sont mémorisées
dans l'unité de traitement électronique. L'énergie de surface de la lentille peut
être quantifiée par l'angle de mouillabilité. En considérant, une goutte d'eau présente
sur la face de la lentille concernée, cet angle de mouillabilité est défini comme
étant l'angle formé entre le plan tangent à la surface de la goutte d'eau en un point
de contact de cette surface avec la lentille et le plan tangent à la surface de la
face de la lentille audit point de contact avec la surface de la goutte d'eau. Plus
cet angle est important plus l'énergie de surface est faible et donc plus la lentille
est glissante.
[0065] On réalise une sélection entre, soit le premier outil d'usinage 50 du chant de la
lentille 100, soit l'outil de découpage 637 en pleine matière de la lentille 100,
pour réaliser au moins une opération de détourage donnée. L'opération de détourage
donnée pour laquelle ladite sélection est opérée est ici une ébauche du détourage
de la lentille suivie d'une finition effectuée sur le deuxième outil d'usinage 55
du chant de la lentille 100.
[0066] Cette sélection est opérée en fonction d'un ou plusieurs paramètres relatifs à la
lentille tels que les capacités de friction d'une ou des deux faces maintenues par
les moyens de maintien, et/ou l'épaisseur et/ou le matériau de la lentille. La sélection
peut également être opérée en fonction de paramètres relatifs aux moyens de maintien
de la lentille, tels que les capacités de friction des moyens de maintien.
[0067] La sélection d'outil peut être opérée en fonction de quatre catégories de paramètres,
combinées ou non :
- une première catégorie de paramètres relatifs au caractère glissant ou non de la surface
de la lentille,
- une seconde catégorie de paramètres relatifs à la rigidité de la lentille,
- une troisième catégorie de paramètres relatifs à la présence ou l'absence, dans la
composition du matériau constitutif de la lentille, de substances malodorantes susceptibles
d'être libérées lors de l'usinage,
- une quatrième catégorie de paramètres relatifs à la forme du contour souhaité de la
lentille après débordage.
[0068] La première catégorie de paramètres comprend par exemple la valeur maximum du couple
qui peut être appliqué à la lentille 100 sans que celle-ci ne glisse par rapport aux
moyens de maintien 612, 613. Cette valeur de couple admissible dépend à la fois des
moyens de maintien, de la force avec laquelle ils sont appliqués contre la lentille
et de la surface de la lentille. Les moyens de comparaison comparent cette valeur
maximum calculée à une valeur de référence. Cette valeur de référence est par exemple
de 2 Nm. Si cette valeur maximum calculée est supérieure à la valeur de référence,
le premier outil d'usinage 50 est sélectionné pour procéder à l'ébauche du détourage
et si cette valeur maximum calculée est inférieure ou égale à la valeur de référence,
l'outil de découpage 637 est sélectionné pour procéder à l'ébauche du détourage par
découpage en pleine matière. Dans ce dernier cas, on dit que la lentille optique présente
une faible énergie de surface.
[0069] Un autre paramètre relatif au caractère glissant ou non de la surface de la lentille
qui peut être pris en compte pour la sélection d'outil est l'angle de mouillabilité.
Si l'angle de mouillabilité est supérieur à 100 degrés, on considère que la lentille
optique présente une faible énergie de surface et l'on sélectionne l'outil de découpage.
[0070] On peut par exemple se placer dans l'hypothèse où la lentille comporte un revêtement
hydrophobe et/ou oléophobe qui confère à chacune de ses surfaces un caractère glissant.
Il s'ensuit que la valeur maximum du couple qui peut être appliqué à la lentille 100
sans que celle-ci ne glisse par rapport aux moyens de maintien 612, 613 est ici de
l'ordre de 0,3 Nm. On voit donc que dans ce cas il faut sélectionner l'outil de découpage.
[0071] La sélection de l'outil d'usinage peut encore être réalisée en fonction de la rigidité
de la lentille. Si l'épaisseur et/ou le matériau de la lentille risquent d'entraîner
une déformation de la lentille, on diminue le serrage de la lentille sur ses moyens
de support et, pour éviter le glissement de la lentille, on sélectionne l'outil de
découpage pour réaliser l'ébauche de détourage. La sélection peut alors être effectuée
en fonction d'une combinaison de l'épaisseur et du matériau de la lentille.
[0072] La sélection de l'outil d'usinage peut encore être réalisée en fonction de la présence
ou de l'absence, dans la composition du matériau constitutif de la lentille, de substances
malodorantes susceptibles d'être libérées lors de l'usinage. Ce critère dépend avant
tout de la nature du ou des matériaux constitutifs de la lentille. Par exemple, la
plupart des lentilles constituées d'un matériau de moyen ou haut indice, c'est-à-dire
typiquement d'indice supérieur à 1,6, contiennent actuellement des substances dégageant,
lors de l'usinage, des substances malodorantes. Pour la prise en compte de ce critère,
l'unité de traitement électronique possède ou accède à un registre local ou distant
dont chaque enregistrement se rapporte à un matériau ou à une catégorie de matériau
et contient, outre un identifiant de ce matériau ou de la catégorie de matériaux,
un indicateur de la présence, dans la composition du matériau ou de la catégorie de
matériaux, de substances malodorantes susceptibles d'être libérées lors de l'usinage.
[0073] Un autre critère de sélection de l'outil d'usinage est la forme souhaitée du contour
final de la lentille. En effet, si cette forme présente une ou plusieurs portions
de forme concave, c'est-à-dire que la projection de ce contour dans un plan moyen
de la lentille présente un ou plusieurs points d'inflexion, cette forme ne pourra
probablement pas être obtenue au moyen d'un outil d'usinage de la périphérie de la
lentille classique, tel qu'une meule ou une fraise à couteaux, dont le diamètre est
trop important pour le respect des points d'inflexion.
[0074] Quoi qu'il en soit, si la lentille est détectée par l'unité de traitement électronique
comme glissante ou fragile, ou si le matériau de la lentille contient des substances
malodorantes, ou encore si la forme du contour souhaité de la lentille possède une
ou plusieurs portions concaves, en application des critères mentionnés ci-dessus,
l'unité de traitement propose à l'opérateur, via une interface appropriée telle qu'un
écran associé à un clavier ou autre, de sélectionner la fraise de découpage pour réaliser
l'ébauche du détourage de la lentille. En variante, l'unité de traitement électronique
peut aussi opérer cette sélection d'outil et du mode de débordage correspondant de
manière automatique, sans recourir à un dialogue avec l'opérateur.
[0075] Comme exposé précédemment, ce mode de débordage par découpage en pleine matière permet
de réduire le risque de glissement de cette lentille par rapport aux moyens de son
maintien et/ou la quantité de substances malodorantes dégagées. Il permet aussi de
déborber la lentille suivant un contour de forme complexe, telle qu'une forme présentant
une ou plusieurs portions de forme concave avec des points d'inflexion, ne pouvant
être formée par une meule ou fraise classique travaillant la périphérie de la lentille.
[0076] Lors du découpage, le système de traitement électronique 130 pilote en coordination
appropriée les mobilités de transfert TRA du module de travail 625 portant l'outil
de découpage 637, de restitution RES des arbres de serrage et d'entraînement en rotation
612, 613, d'escamotage ESC du module de travail 625 et de rotation ROT de la lentille
pour obtenir les mobilités de l'outil de découpage par rapport à la lentille nécessaires
à la réalisation du découpage de la lentille.
[0077] Selon un premier mode de réalisation; pour procéder au découpage en pleine matière,
la fraise de découpage, est entraînée en rotation autour de son axe A6 et positionnée
le long d'un axe parallèle à la lentille de manière à entrer dans la matière de la
lentille par un déplacement transversal. La fraise de découpage 637 est également
positionnée axialement de telle sorte que, lors du déplacement transversal, elle traverse
la lentille de part et d'autre de ses deux faces. La fraise de découpage 637 est alors
déplacée transversalement par rapport à l'axe de la lentille 100 pour obtenir le contour
d'ébauche 110 souhaité. Le contour d'ébauche 110 présente la forme du contour final
souhaité 120 avec une dimension légèrement plus grande.
[0078] En variante non représentée, le contour d'ébauche 110 et le contour final 120 présentent
une ou plusieurs portions de forme concave, c'est-à-dire que la projection de ce contour
dans un plan moyen de la lentille (comme illustré par la figure 2) présente (contrairement
à l'exemple illustré par la figure 2) un ou plusieurs points d'inflexion. Comme nous
l'avons vu précédemment, l'outil de découpage en pleine matière est alors sélectionné
ou, au moins, proposé.
[0079] Comme représenté sur la figure 2, le découpage d'ébauche de la lentille comprend
le découpage suivant des lignes de sectorisation radiales 105, 106, 107, 108 séparant
une pluralité de secteurs périphériques de la lentille en plusieurs parties.
[0080] Les secteurs périphériques découpés de la lentille constituent des parties de chute
101, 102, 103, 104 qui sont jetées et la partie centrale restante de la lentille maintenue
par les moyens de maintien 612, 613 présente le contour d'ébauche 110 souhaité. Chaque
partie de chute est obtenue par un déplacement d'entrée de l'outil de découpage 637
sensiblement suivant un rayon de la lentille 100 et dirigé vers le centre de lentille
100, jusqu'au contour d'ébauche 110 à réaliser, puis par un déplacement le long d'une
portion du contour d'ébauche 110 à réaliser, et enfin par un déplacement de sortie
de l'outil de découpage 637 sensiblement suivant un autre rayon de la lentille 100
et dirigé en sens opposé au centre de lentille 100 jusqu'au désengagement de l'outil
de découpage de la lentille.
[0081] En variante, on peut prévoir que le découpage des lignes de sectorisation radiales
précède le découpage suivant le contour souhaité 110.
[0082] En variante, pour réduire encore le risque de glissement de la lentille (lorsque
la lentille est fragile ou glissante) on peut également prévoir de découper la lentille
100 en réalisant plusieurs passes de découpage. Dans ce cas, préalablement au découpage,
on palpe les deux faces de la lentille, d'une part, suivant le contour souhaité et,
d'autre part, suivant les lignes de sectorisation radiales. On procède ensuite au
découpage d'ébauche de la lentille en plusieurs passes axiales successives. On découpe
d'abord la lentille suivant les lignes de sectorisation radiales, chaque ligne de
sectorisation radiale faisant l'objet de plusieurs passes ayant chacune une profondeur
de passe axiale réduite. Puis, après que la lentille a été découpée suivant les lignes
de sectorisation radiales, la lentille est découpée suivant le contour de lentille
souhaité. Cette découpe fait l'objet de plusieurs passes ayant chacune une profondeur
de passe axiale réduite. Les profondeurs de passes axiales des passes de découpage
sont réglables et les profondeurs de passe peuvent typiquement être plus importante
pour le découpage suivant les lignes de sectorisation radiales que pour le découpage
suivant le contour final souhaité. La profondeur de passe axiale de chaque passe est
bien entendu inférieure à l'épaisseur maximum de la lentille suivant le contour souhaité.
Les profondeurs et le nombre des différentes passes peuvent avantageusement être définies
en fonction des données géométriques d'épaisseur de lentille fournies par le palpage
des deux faces de la lentille suivant le contour final.
[0083] Lors de chaque passe de découpage, l'outil de découpage 637 est piloté axialement,
c'est-à-dire en transfert, en fonction des données de palpage précédemment recueillies.
Le pilotage du transfert pour le découpage suivant les lignes de sectorisation radiales
est mené en fonction des données du palpage suivant ces lignes de sectorisation. Le
pilotage du transfert pour le découpage suivant le contour final souhaité est mené
en fonction du palpage suivant ce contour souhaité.
[0084] Le sens de rotation de la lentille 100 (qui constitue l'avance d'usinage) est inversé
entre deux passes de découpage. On évite ainsi que, dans l'hypothèse où de légers
glissements en rotation de la lentille par rapport aux moyens de son maintien se produisent,
ces glissements ne se cumulent dans le même sens.
[0085] On peut même prévoir qu'une partie d'une passe de découpage soit réalisée en entraînant
en rotation la lentille par rapport à l'outil de découpage dans un premier sens de
rotation et que la partie complémentaire de la passe soit réalisée avec un second
sens de rotation inverse du premier sens de rotation.
[0086] Quel que soit le mode de réalisation envisagé, on peut prévoir au lieu de pénétrer
initialement dans la lentille par le bord périphérique de la lentille, de prépositionner
l'outil de découpage en perçant la lentille, au moyen de sa mobilité de transfert
par rapport à la lentille, sur une partie ou la totalité de son épaisseur puis de
déplacer transversalement l'outil de découpage suivant la découpe souhaitée pendant
la rotation de la lentille.
Finition du détourage par meulage
[0087] On procède ensuite à la finition du détourage par meulage sur la meule de finition
55. La gorge de biseautage permet de réaliser, si besoin, un biseau sur le chant de
la lentille. Les mobilités de transfert TRA de la meule de finition et les mobilités
de restitution RES et de rotation ROT de la lentille sont pilotées de manière à atteindre
le contour final souhaité 120 en enlevant la faible quantité de matière située entre
le contour d'ébauche 110 obtenu par découpage en pleine matière et le contour final
souhaité 120. Le grain de la meule de finition 55 étant fin, le contour final souhaité
120 est atteint avec précision.
[0088] La présente invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et
représentés, mais l'homme du métier saura y apporter toute variante conforme à son
esprit.
[0089] En variante, on peut prévoir d'utiliser un appareil qui ne comporte ni d'outil d'usinage
du chant de la lentille ni de moyens de sélection, mais qui comporte un outil de découpage
en pleine matière de la lentille. On procède alors au moyen de cet appareil à la découpe
en pleine matière des lentilles optiques revêtues d'un traitement à faible énergie
de surface.
[0090] En variante, la fraise de découpage, peut être orientable. L'orientation peut être
réalisée par exemple par rotation autour d'un axe transversal à l'axe de la fraise
de découpage. Cette fraise de découpage peut également servir au perçage de la lentille.
Elle peut également être remplacée par un foret utilisé, d'une part, pour le perçage
de la lentille et, d'autre part, à la manière d'une fraise de découpage pour réaliser
la fonction de découpage de la lentille telle que décrite ci-avant.
[0091] D'autres étapes de finition, après la finition du détourage sur la meule de finition,
peuvent être envisagées telles que le rainurage, le perçage et le chanfreinage. En
variante la meule d'ébauche de détourage peut être remplacée par un dispositif de
découpage par jet d'eau.
[0092] En ce qui concerne les moyens de sélection, on peut prévoir, en variante, que ceux-ci
soient en partie seulement automatisés. On peut ainsi prévoir que les moyens de sélection
comportent un programme et une interface de communication avec l'opérateur conçus
pour proposer un choix d'outil de travail pour réaliser l'ébauche de détourage. L'opérateur
n'a plus alors qu'à choisir manuellement, au moyen de l'interface de communication,
l'outil de découpage ou l'outil d'usinage qui doit être utilisé pour l'ébauche de
détourage.
1. Procédé de détourage d'une lentille optique (100) comprenant au moins une opération
de débordage suivant un contour souhaité procédé dans lequel l'opération de débordage
comporte un découpage en pleine matière de la lentille (100) au moyen d'un outil de
découpage (637), caractérisé en ce que le découpage comporte plusieurs passes de découpage réalisées chacune suivant le
contour souhaité avec une profondeur de passe axiale réduite.
2. Procédé de détourage selon la revendication précédente, appliqué aux lentilles dont
au moins une surface est pourvue d'un revêtement glissant, la lentille étant, lors
de son découpage, maintenue au moins par cette surface.
3. Procédé de détourage selon la revendication précédente, appliqué aux lentilles dont
le matériau constitutif renferme des substances malodorantes susceptibles d'être libérées
lors de l'usinage.
4. Procédé de détourage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le diamètre
de l'outil de découpage (637) en pleine matière de la lentille (100) est sensiblement
inférieur au rayon de la lentille (100).
5. Procédé de détourage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, préalablement
au découpage, on palpe au moins une face de la lentille suivant le contour souhaité
et en ce que, lors d'au moins une passe de découpage, l'outil de découpage (637) est
piloté axialement en fonction des données de palpage ainsi recueillies.
6. Procédé de détourage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, la lentille
(100) étant entraînée en rotation par rapport à l'outil de découpage (637) autour
d'un axe de la lentille, le sens de rotation est inversé entre deux passes de découpage.
7. Procédé de détourage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel, la lentille
(100) étant entraînée en rotation par rapport à l'outil de découpage (637) autour
d'un axe de la lentille (100), au moins une partie d'une passe de découpage est réalisée
avec un premier sens de rotation et la partie complémentaire de ladite passe est réalisée
avec un second sens de rotation inverse du premier sens de rotation.
8. Procédé de détourage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel le découpage
de la lentille (110) comprend, outre le découpage de la lentille suivant le contour
souhaité, le découpage suivant des lignes de sectorisation radiales séparant une pluralité
de secteurs périphériques (101, 102, 103, 104).
9. Procédé de détourage selon la revendication précédente, dans lequel le découpage des
lignes radiales précède le découpage suivant le contour souhaité
10. Procédé de détourage selon l'une des revendications 8 et 9, prises en dépendance de
la revendication 5, dans lequel, préalablement au découpage, on palpe au moins une
face de la lentille suivant les lignes de sectorisation radiales et en ce que, lors
du découpage, l'outil de découpage (637) est piloté axialement en fonction des données
de palpage ainsi recueillies.
1. A method of shaping an optical lens (100), the method including at least one operation
of edging along a desired outline, which includes cutting through the material of
the lens (100) by means of a cutting-out tool (637), the method being characterized in that the cutting out comprises a plurality of cutting-out passes, each performed along
the desired outline as a pass that is axially shallow.
2. A shaping method according to the preceding claim, applied to lenses having at least
one surface provided with a slippery coating, the lens being held while being cut
out at least via said surface.
3. A shaping method according to the preceding claim, applied to lenses constituted of
material containing smelly substances that will be released during machining.
4. A shaping method according to any preceding claim, in which the diameter of the cutting-out
tool (637) for cutting through the material of the lens (100) is substantially smaller
than the radius of the lens (100).
5. A shaping method according to any preceding claim, in which, prior to cutting out,
at least one face of the lens is felt around the desired outline, and in which, during
at least one cutting-out pass, the cutting-out tool (637) is controlled axially as
a function of the feeler data as obtained in this way.
6. A shaping method according to any preceding claim, in which, for the lens (100) being
turned relative to the cutting-out tool (637) about an axis of the lens, the turning
direction is reversed between two cutting-out passes.
7. A shaping method according to any preceding claim, in which, for the lens (100) being
turned relative to the cutting-out tool (637) about an axis of the lens (100), at
least a portion of a cutting-out pass is performed while turning in a first direction,
and the remaining portion of said pass is performed while turning in a second direction
opposite to the first.
8. A shaping method according to any preceding claim, in which cutting the lens (100)
comprises, in addition to cutting out the lens around the desired outline, cutting
out along radial sector lines that separate a plurality of peripheral sectors (101,
102, 103, 104).
9. A shaping method according to the preceding claim, in which the radial lines are cut
out prior to cutting out along the desired outline.
10. A shaping method according to claim 8 or claim 9 as dependent on claim 5, in which,
prior to cutting out, at least one face of the lens is felt along the radial sector
lines, and in which, during cutting, the cutting-out tool (637) is controlled axially
as a function of the feeler data as obtained thereby.