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FR2980386A1 - Dispositif de polissage de lentilles optiques - Google Patents

Dispositif de polissage de lentilles optiques Download PDF

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Abstract

L'invention a trait à un dispositif de polissage de lentilles optiques, comprenant un porte-lentille (4), des moyens de positionnement dudit porte-lentille (4) et un moyen de rotation dudit porte-lentille (4) autour d'un axe, comprenant en outre un outil (2) de polissage, un porte-outil (3), des moyens de positionnement dudit porte-outil (3) et un moyen de rotation dudit porte-outil (3) autour d'un axe, caractérisé en ce qu'il comprend en plus une rotule disposée entre le porte-outil (3) et les moyens de positionnement dudit porte-outil (3), ou entre le porte-lentille (4) et les moyens de positionnement dudit porte-lentille (4), de sorte à permettre un déplacement sphérique dudit outil (2), respectivement de ladite lentille. L'invention concerne également un procédé de polissage par le moyen d'un dispositif selon l'invention.

Description

L'invention concerne le domaine du polissage de lentilles. Elle concerne plus particulièrement un dispositif amélioré de polissage de lentilles. Dans la fabrication de verres de lunettes, le polissage est 5 particulièrement important. Il s'agit d'obtenir d'une part une qualité de finition suffisante pour obtenir un poli optique pour avoir la transparence de la lentille, ou pour supprimer des défauts d'état de surface lors de l'opération précédente d'usinage appelée génération. Il s'agit d'autre part d'obtenir 10 le plus précisément possible les rayons de courbure prescrits, de sorte que la correction effective corresponde à la correction préconisée, sans déformation de la surface qui a été générée. Un système actuel consiste à reposer la lentille sur une surface deformable (mousse) et à faire évoluer l'outil sur la 15 surface à polir tout en faisant tourner la lentille sur elle-même. Il en découle une déformation du support de la lentille selon la forme de la lentille elle-même ce qui signifie que selon l'endroit où l'on se trouve, l'outil va plus ou moins appuyer sur la lentille et donc la fonction de polissage sera 20 distincte d'un point à l'autre d'où une déformation. Le document US-2005/0221721 propose un dispositif de polissage de lentilles, dans lequel l'outil de polissage est monté sur un porte-outil fixé au bout d'un arbre mobile en rotation autour de son axe et mobile en translation le long de 25 son axe. Le porte-outil est en outre mobile en rotation autour d'un axe vertical passant proche du porte-outil. De son côté, la lentille est tenue sur un bloc de maintien fixé au bout d'un arbre mobile en rotation autour de son axe, et en translation le long de son axe. Ce bloc de maintien est en outre mobile en 30 translation le long d'un axe horizontal perpendiculaire. Toutes ces possibilités de mouvements permettent toute liberté de positionnement de l'outil par rapport à la lentille. Néanmoins le polissage n'est pas suffisamment régulier, la force d'appui de l'outil sur la lentille n'étant pas identique 35 dans toutes les positions.
La présente invention se propose de remédier à au moins une partie des inconvénients précités et propose une solution qui permette d'améliorer la régularité de la pression d'appui de l'outil sur la lentille.
A cet effet, l'invention concerne un dispositif de polissage de lentilles optiques, comprenant un porte-lentille, des moyens de positionnement dudit porte-lentille et un moyen de rotation dudit porte-lentille autour d'un axe, comprenant en outre un outil de polissage, un porte-outil, des moyens de positionnement dudit porte-outil et d'un moyen de rotation dudit porte-outil autour d'un axe. Ce dispositif est particulier en ce qu'il comprend en plus une rotule disposée entre le porte-outil et les moyens de positionnement dudit porte-outil, ou entre le porte-lentille et les moyens de positionnement dudit porte- lentille, de sorte à permettre un déplacement sphérique dudit outil, respectivement de ladite lentille. Une telle disposition permet d'obtenir des déplacements suivant la trajectoire de la forme de la surface de la lentille à polir. Selon d'autres caractéristiques : - ledit dispositif peut comporter une rotule disposée entre le porte-outil et les moyens de positionnement dudit porte-outil, de sorte à permettre un déplacement sphérique dudit outil, - ledit dispositif peut comporter en outre une rotule 25 disposée entre le porte-lentille et les moyens de positionnement dudit porte-lentille, de sorte à permettre un déplacement sphérique de ladite lentille, - le porte-outil peut être muni d'un moyen de détection de la pression exercée par l'outil sur le verre, et une 30 boucle de régulation entre le moyen de détection, et les moyens de positionnement, de sorte à permettre un contrôle de ladite pression sur toutes les zones définies de la lentille, - ledit outil peut être fixé sur ledit porte-outil par l'intermédiaire d'un moyen élastique, - ledit moyen élastique peut être une membrane élastique plate. - ledit porte-outil peut comprendre un espace étanche contenant du gaz adjacent audit moyen élastique, de sorte qu'un effort appliqué sur ledit moyen élastique produit une variation du volume dudit espace. La présente invention concerne encore un procédé de polissage de lentilles optiques en utilisant un dispositif de polissage selon l'invention, dans lequel ledit outil décrit une 10 trajectoire en forme de sinusoïde circulaire. Selon un mode avantageux de réalisation de l'invention, un tour complet ne correspond pas à un nombre entier de périodes de ladite trajectoire, de sorte que les points de contact entre l'outil et la lentille ne sont pas identiques entre deux tours 15 consécutifs. Selon un autre mode avantageux de réalisation de l'invention, ladite lentille (5) peut comprendre des zones avec des rayons de courbure différents de sorte à permettre une utilisation en verres à vision progressive, et la combinaison 20 des réglages permet de garder l'outil (2) toujours perpendiculaire à la zone de la surface à polir. L'avantage découlant de la présente invention réside en particulier en ce qu'elle permet un polissage selon des trajectoires assurant un polissage régulier sur toute la surface 25 de la lentille à polir. Elle permet en outre un réglage à tout instant de la pression de l'outil sur la lentille, garantissant ainsi une meilleure qualité du polissage. D'autres caractéristiques et avantages de l'invention ressortiront de la description détaillée qui va suivre se 30 rapportant à un exemple de réalisation donné à titre indicatif et non limitatif. La compréhension de cette description sera facilitée en se référant aux dessins joints, dans lesquels : - la figure 1 représente une vue schématique en 35 perspective d'un dispositif selon l'état de la technique ; - la figure 2 représente une vue schématique fonctionnelle d'un dispositif selon l'invention ; - la figure 3 représente une vue en coupe d'un porte outil du dispositif de la fig. 1 ; la figure 4 représente un graphique illustrant un exemple de trajectoire de l'outil sur la lentille ; - les figures 5 et 6 représentent deux graphiques illustrant un exemple d'inclinaison du porte-outil autour de sa rotule, respectivement de déplacement correspondant de l'arbre 10 articulé ; Comme visible à la fig. 1, un dispositif 1 de polissage de lentilles, selon l'état de la technique, comprend un outil 2, un porte-outil 3 mobile en rotation autour de son axe A, et mobile en translation le long dudit axe A. L'ensemble est également 15 mobile en rotation autour d'un axe sensiblement vertical V, lequel axe V passe proche du porte outil 3, de sorte que le mouvement de rotation autour de l'axe V ne produit pas de déplacement significatif de l'outil, mais seulement sa rotation. Le dispositif 1 comprend en outre un porte-lentille 4 apte à 20 maintenir une lentille 5, et fixé au bout d'un arbre 6 mobile en rotation autour de son axe Z, et mobile en translation le long dudit axe Z. L'ensemble porte-lentille, et son arbre sont également mobiles en translation le long d'un axe X perpendiculaire à l'axe Z dans le plan horizontal, de sorte que 25 le porte-lentille peut se déplacer vers l'outil ou s'en éloigner, mais également se déplacer latéralement par rapport à l'outil. Tel que représenté dans les figures 2 à 4 du dessin ci-joint, la présente invention concerne un dispositif 1 de 30 polissage de lentilles. La lentille 5 est disposée sur un porte-lentille 4 attaché à l'extrémité d'un arbre 6, mobile en rotation autour de son axe Z. Un moteur 7 est relié mécaniquement à l'arbre 6 et apte à le faire tourner. Un dispositif de translation 8 permet de conférer un mouvement de 35 translation horizontal à l'ensemble porte-lentille 4 et arbre 6, de sorte qu'on peut déplacer horizontalement la lentille 5 tout en la faisant tourner autour de l'axe Z. Selon un autre mode de réalisation, on peut déplacer l'ensemble porte-outil au lieu de déplacer la lentille.
Un outil 2 est fixé sur un porte outil 3. Ce porte outil comporte un corps support outil 16 dans lequel est ménagé un espace 23 pouvant comporter un gaz, par exemple de l'air. Une membrane élastique plate 17 est fixée d'une part au corps support outil par une bague de blocage 18, d'autre part au support outil 19. Celui-ci est donc mobile par rapport au corps support outil, de sorte que la pression exercée sur le support outil par l'opération de polissage se traduit par une réduction du volume à l'intérieur du corps support outil, et donc une augmentation de la pression. Un détecteur de pression 20 permet de mesurer cette variation de pression et en transmettre l'information à un moyen de traitement de données tel qu'un automate ou un ordinateur, lequel commande alors un mouvement du porte-outil vers la lentille, si la pression a diminué, ou un mouvement d'éloignement par rapport à la lentille si la pression a augmenté. Une pièce de raccordement 21 est clipsée sur le support outil. Cette pièce est par exemple en matière plastique. Un tampon 22 en mousse est collé sur la pièce de raccordement 21, et l'outil 2 est collé sur le tampon 22. Cet outil 2 peut prendre la forme d'une feuille abrasive de polissage. Le tampon est deformable, ce qui permet une orientation automatique de la feuille de polissage tangente à la lentille. La membrane élastique accentue la flexibilité de l'outil. Le porte outil est attaché à un arbre articulé 9 mobile en rotation autour de son axe, et attaché à un arbre supérieur 10 par l'intermédiaire d'une rotule 11. L'arbre supérieur 10 est entraîné en rotation autour de son axe par un moteur 12, une courroie 13, ou une chaine assurant le lien mécanique entre ledit moteur 12 et l'arbre supérieur 10. La rotule 11 permet à l'arbre articulé 9 de prendre une inclinaison par rapport à la verticale notée a dans la suite de cette description, tout en transmettant le mouvement de rotation de l'arbre supérieur à l'arbre articulé 9, de sorte que l'arbre articulé 9 est entraîné en rotation autour de son axe. L'inclinaison a de l'arbre articulé 9 est commandée par un dispositif 14 de déplacement horizontal d'un point de l'arbre articulé 9. Tout autre dispositif de commande de l'inclinaison pourrait convenir également. De manière préférentielle, un caisson 15 est mobile en rotation autour d'un axe sensiblement vertical, et entraîne le dispositif 14 de déplacement horizontal dans une trajectoire de rotation autour de l'axe de l'arbre supérieur 10. L'arbre articulé 9 peut donc tourner non seulement autour de son axe, mais également autour de l'axe vertical de l'arbre supérieur 10, de sorte que le porte-outil, tout en tournant sur lui-même décrit une trajectoire autour de la verticale, qui peut être circulaire si le dispositif 14 de déplacement horizontal maintient l'arbre articulé en position fixe par rapport à la verticale, mais qui peut aussi décrire une sinusoïde circulaire, si le dispositif 14 décrit un mouvement de va-et-vient pendant la rotation du caisson 15.
Les fig. 4 à 6 illustrent un tel mouvement. La fig. 5 indique la variation de l'angle a en fonction de l'angle de rotation 8 sur l'ensemble d'un tour (360°) autour de l'axe vertical. La fig. 6 indique la variation de la distance d du dispositif 14 par rapport à l'axe de l'arbre supérieur en fonction de l'angle de rotation 8 sur l'ensemble d'un tour (360°) autour de l'axe vertical. Ces deux courbes sont du type sinusoïde dans le sens que la courbe passe au-dessus et en-dessous de l'axe des abscisses de façon périodique. La fig. 4 illustre la trajectoire obtenue sur la lentille, de type sinusoïde circulaire, dans le sens que la trajectoire passe à l'extérieur et à l'intérieur d'un cercle, de façon périodique. Le porte-outil tourne sur lui-même tout en décrivant cette trajectoier. On remarquera un décalage de phase entre le mouvement de va-et-vient du dispositif 14, et la rotation autour de l'axe vertical, produisant une différence de trajectoire après chaque tour. Dans l'exemple représenté, l'outil retrouve le même point de la lentille après trois tours. On remarquera aussi, dans l'exemple représenté que la lentille n'est pas circulaire mais ovale. La trajectoire obtenue est adaptée à cette forme ovale. Ceci peut par exemple être obtenu grâce à un mouvement horizontal coordonné de la lentille. Il est à noter que la forme de la lentille peut être quelconque, la forme ovale n'étant qu'un exemple parmi d'autres de forme possible. Selon un autre mode de réalisation de l'invention, l'arbre 6 peut se subdiviser en un arbre inférieur vertical, et un arbre articulé, relié à l'arbre inférieur par une rotule, d'une manière similaire à la construction de l'arbre articulé pour le porte outil. Une telle disposition peut faciliter le polissage de verres convexes en réduisant les mouvements verticaux d'adaptation du porte-outil qui doit toujours se situer précisément à la surface de la lentille. Selon encore un autre mode de réalisation, seule l'arbre supportant le porte-lentille est réalisé en un arbre vertical et un arbre articulé, et l'arbre supportant le porte-outil est dépourvu d'une telle rotule. Une telle disposition ne sort pas du cadre de l'invention. Du fait de la ou des deux rotules, on combine plusieurs mouvements et du fait de la combinaison de l'ensemble de ces mouvements, il y a croissance du croisement des traits de polissage d'où une uniformisation du polissage et non déformation de la lentille. En outre le fait d'excentrer l'outil sur une trajectoire autour de l'axe de rotation de l'arbre supérieur permet d'éviter l'accumulation des poussières de polissage, lesquelles sont toujours chassées d'un côté ou de l'autre. Ainsi l'outil est toujours en contact direct avec la lentille, et effectue un polissage optimisé. En effet l'accumulation de poussière entre l'outil et la lentille réduirait la qualité de polissage, et peut provoquer des rayures sur la lentille. L'avantage de la présente invention réside en particulier 35 en ce qu'elle permet un polissage selon des trajectoires assurant un polissage régulier sur toute la surface de la lentille à polir. Elle permet en outre un réglage à tout instant de la pression de l'outil sur la lentille, garantissant ainsi une meilleure qualité du polissage, surtout pour des matériaux tendres comme les « plastics ».
Bien que l'invention ait été décrite à propos d'une forme de réalisation particulière, il est bien entendu qu'elle n'y est nullement limitée et qu'on peut y apporter diverses modifications de formes, de matériaux et de combinaisons de ces divers éléments sans pour cela s'éloigner du cadre et de l'esprit de l'invention.

Claims (10)

  1. REVENDICATIONS1. Dispositif (1) de polissage de lentilles optiques, comprenant un porte-lentille (4), des moyens de positionnement 5 dudit porte-lentille (4) et un moyen de rotation dudit porte-lentille (4) autour d'un axe, comprenant en outre un outil (2) de polissage, un porte-outil (3), des moyens de positionnement dudit porte-outil (3) et d'un moyen de rotation dudit porte-outil (3) autour d'un axe, caractérisé en ce qu'il comprend en 10 plus une rotule disposée entre le porte-outil (3) et les moyens de positionnement dudit porte-outil (3), ou entre le porte-lentille (4) et les moyens de positionnement dudit porte-lentille (4), de sorte à permettre un déplacement sphérique dudit outil (2), respectivement de ladite lentille (5). 15
  2. 2. Dispositif (1) selon la revendication précédente, comportant une rotule disposée entre le porte-outil (3) et les moyens de positionnement dudit porte-outil (3).
  3. 3. Dispositif (1) selon la revendication précédente, comportant en outre une rotule disposée entre le porte-lentille 20 (4) et les moyens de positionnement dudit porte-lentille (4), de sorte à permettre un déplacement sphérique de ladite lentille (5).
  4. 4. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes dans lequel le porte-outil (3) est muni d'un moyen 25 de détection de la pression exercée par l'outil (2) sur la lentille (5), et une boucle de régulation entre le moyen de détection (20), et les moyens de positionnement, de sorte à permettre un contrôle de ladite pression sur toutes les zones définies de la lentille. 30
  5. 5. Dispositif (1) selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit outil (2) est fixé sur ledit porte-outil (3) par l'intermédiaire d'un moyen élastique.
  6. 6. Dispositif (1) selon la revendication précédente, dans lequel ledit moyen élastique est une membrane élastique 35 plate (17).
  7. 7. Dispositif (1) selon l'une des revendications 5 ou 6, dans lequel ledit porte-outil (3) comprend un espace (23) étanche, contenant du gaz, adjacent audit moyen élastique (17), de sorte qu'un effort appliqué sur ledit moyen élastique (17) produit une variation du volume dudit espace (23).
  8. 8. Procédé de polissage de lentilles optiques en utilisant un dispositif (1) de polissage selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ledit outil (2) décrit une trajectoire en forme de sinusoïde circulaire.
  9. 9. Procédé selon la revendication précédente, dans lequel un tour complet ne correspond pas à un nombre entier de périodes de ladite trajectoire, de sorte que les points de contact entre l'outil (2) et la lentille (5) ne sont pas identiques entre deux tours consécutifs.
  10. 10. Procédé selon l'une des revendications précédentes, dans lequel ladite lentille (5) comprend des zones avec des rayons de courbure différents de sorte à permettre une utilisation en verres à vision progressive, et la combinaison des réglages permet de garder l'outil (2) toujours perpendiculaire à la zone de la surface à polir.
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