EP0995548B1 - Procédé et machine de meulage de verres optiques - Google Patents
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- B24B9/14—Machines or devices designed for grinding edges or bevels on work or for removing burrs; Accessories therefor characterised by a special design with respect to properties of materials specific to articles to be ground of non-metallic inorganic material, e.g. stone, ceramics, porcelain of glass of optical work, e.g. lenses, prisms
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- B24B49/00—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation
- B24B49/14—Measuring or gauging equipment for controlling the feed movement of the grinding tool or work; Arrangements of indicating or measuring equipment, e.g. for indicating the start of the grinding operation taking regard of the temperature during grinding
Definitions
- the present invention relates to a method and a machine for grinding of an optical glass, of the type in which it is made rotate a glass blank around an axis of rotation parallel to the axis of a train of grinding wheels, and we adjust the distance between the two axes depending on the position angular of the draft.
- the invention aims to improve the accuracy of the grinding to reduce the number of touch-ups required. To this end, it relates to a process of the aforementioned type, characterized in that a temperature influencing said distance, and the setting of this distance is corrected depending on the measured temperature.
- Claims 2-8 represent modes of advantageous implementation of the method of the invention.
- the invention is based on the following observation.
- the cutting lubricant used for the grinding wheels is some water.
- the temperature rise is moderate. Indeed, the relatively constant network water temperature allows to cool the machine and to dissipate the calories.
- the water temperature rises according to the rate of use of the machine.
- the water ends up heating the machine and helps to distribute the heat within it.
- the invention also relates to a machine for grinding of optical glasses intended for the implementation of a such process.
- This machine comprising a frame which carries a train of grindstones driven by a motor, a carriage fitted of a roughing shaft parallel to the axis of the undercarriage grinding wheels, means for driving said shaft in rotation, and means for adjusting the distance between this tree and the axis of the wheel train as a function of the position angular of said tree, is characterized in that it includes a temperature sensor suitable for measuring a temperature influencing said distance, and means for correct the setting of this distance according to the measured temperature.
- Claims 10-13 represent modes of advantageous embodiment of the machine of the invention.
- the machine shown in the drawings is intended for grind a draft of spectacle lens 1 initially circular. It includes: a frame 2 fixed above a water tank 3; a metal grinding wheel chassis 4 fixed to the frame 2; a train of grinding wheels 5 whose shaft, indicated by its axis X-X, journalled in chassis 4 and is driven by an electric motor 6; a carriage 7; and a computer 8 of control of the grinding process.
- the chassis 4 has the shape of a bowl ( Figures 1 and 2) the bottom of which has a downward pipe 9. On it is fitted a tube 10 which extends downwards up to tray 3. The latter is fitted with a pump 11 whose discharge is connected, via a line 12, to a spray nozzle 13 located in the vicinity of the region of grinding. Thus is formed a closed liquid circuit lubricant, as shown by arrows in Figure 2.
- the carriage 7 has a base 14 integral with a cylinder rod 15 parallel to the axis X-X.
- the cart is guided on the frame 2 by suitable longitudinal members (not shown).
- a adjustment rod 16 actuated by a pinion 17, which is secured to the output shaft of another electric motor 18.
- a blank support arm 19 is articulated by a end on base 14 and rests on its other end on rod 16 ( Figure 3).
- This arm carries two half-shafts 20 Y-Y axis parallel to the X-X axis, between which is clamped the glass blank 1.
- the half-shafts 20 are driven to low speed rotation by a third motor 21.
- a temperature sensor 22 is coupled thermally to chassis 4, which has thermal inertia close to that of the wheel train.
- the output signals of this sensor are transmitted to computer 8 via a line 23, and the computer also receives, via a line 24, signals representative of the angular position ⁇ of the half shafts 20 and therefore of the draft.
- the computer controls the motor 18, and therefore the level of the rod 16, and therefore the distance between the axes Y-Y and X-X, via a line 25.
- the rod 16 is raised to the maximum, and the blank is clamped between the half-shafts 20. By action on the rod 15, the blank is brought to the right of a specific wheel and is correctly indexed.
- the grindstone train is started, as well as the pump 11.
- the shape of the grinding glass is stored in the computer 8.
- FIG. 4 shows the results obtained on a machine manufactured by the Applicant: R is a function substantially linear, decreasing, of temperature T.
- the curve thus obtained is stored in the computer 8, and the latter correspondingly corrects the distance d between the axes YY and XX.
- This distance is therefore a function of both the angle ⁇ and the temperature T.
- the temperature is also memorized during the initial setting of the machine, and, from the drift curve of the dimension R, l the computer corrects the distance between the axes YY and XX as a function of the differential ⁇ T between the instantaneous temperature measured by the sensor 22 and the temperature memorized during the initial adjustment of the machine.
- the measured temperature is that grinding wheel frame 4, which is located nearby wheel train immediately and has thermal inertia close to that of this train of millstones.
- the glass is ground to a dimension slightly too large, and it comes down to the exact size desired after cooling to ambient temperature.
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- Grinding And Polishing Of Tertiary Curved Surfaces And Surfaces With Complex Shapes (AREA)
Description
La présente invention est relative à un procédé et une machine de
meulage d'un verre optique, du type dans lequel on fait
tourner une ébauche de verre autour d'un axe de rotation
parallèle à l'axe d'un train de meules, et on règle la
distance entre les deux axes en fonction de la position
angulaire de l'ébauche.
Un tel procédé et une telle machine sont décrits
dans le document US-A-5 347 762.
Avec de nombreuses machines de meulage, il s'avère
difficile d'obtenir dès la première passe d'usinage une cote
précise des verres meulés. L'opticien est alors obligé de
recharger le verre dans la meuleuse et de lancer une
opération de retouche, laquelle est consommatrice de temps.
L'invention a pour but d'améliorer la précision du
meulage afin de réduire le nombre de retouches nécessaires.
A cet effet, elle a pour objet un procédé du type précité,
caractérisé en ce qu'on mesure une température influant sur
ladite distance, et on corrige le réglage de cette distance
en fonction de la température mesurée.
Les revendications 2-8 représentent des modes de
réalisation avantageux du procédé de l'invention.
L'invention est basée sur l'observation suivante.
Un des paramètres qui affecte la cote du verre est
la montée en température de la meuleuse. Cette élévation en
température est due à deux paramètres principaux :
- l'échauffement de l'électronique et des moteurs embarqués;
- l'échauffement des outils de coupe (meules) et du lubrifiant de coupe.
Le lubrifiant de coupe utilisé pour les meules est
de l'eau. Dans le cas d'une machine raccordée au réseau
d'eau, l'élévation de température est modérée. En effet, la
température de l'eau relativement constante du réseau permet
de refroidir la machine et d'en évacuer les calories.
Par contre, lorsque la machine est connectée sur un
circuit d'eau fermé (par exemple bac de 60 litres + pompe),
la température de l'eau s'élève selon le taux d'utilisation
de la machine. On observe une élévation de température de
l'eau de l'ordre de 30° à 35° pendant une journée de
travail. Dans ce cas, l'eau finit par chauffer la machine et
contribue à répartir la chaleur au sein de celle-ci.
Une telle élévation de température entraíne la
dilatation du diamètre des outils de coupe et de l'ensemble
des pièces mécaniques constituant la meuleuse. A son tour,
cette dilatation des matériaux entraíne une dérive de la
cote R = f() du verre usiné.
Grâce à la correction de cote précitée, la précision
du meulage est substantiellement améliorée, ainsi que son
maintien au cours du temps.
L'invention a également pour objet une machine de
meulage de verres optiques destinée à la mise en oeuvre d'un
tel procédé.
Cette machine, du type. comprenant un bâti qui porte
un train de meules entraíné par un moteur, un chariot muni
d'un arbre porte-ébauche parallèle à l'axe du train de
meules, des moyens d'entraínement en rotation dudit arbre,
et des moyens pour régler la distance entre cet arbre et
l'axe du train de meules en fonction de la position
angulaire dudit arbre, est caractérisée en ce qu'elle
comprend un capteur de température adapté pour mesurer une
température influant sur ladite distance, et des moyens pour
corriger le réglage de cette distance en fonction de la
température mesurée.
Les revendications 10-13 représentent des modes de
réalisation avantageux de la machine de l'invention.
Des exemples de mise en oeuvre de l'invention vont
maintenant être décrits en regard des dessins annexés, sur
lesquels :
- La Figure 1 est une vue schématique de face, avec coupe partielle, des parties pertinentes d'une machine de meulage conforme à l'invention;
- la Figure 2 est. une vue schématique prise en coupe suivant la ligne II-II de la Figure 1;
- la Figure 3 est une vue schématique prise en coupe suivant la ligne III-III de la Figure 1;
- la Figure 4 est un diagramme qui illustre la modification de cote du verre après meulage en fonction de la température; et
- les Figures 5 à 7 sont des diagrammes analogues correspondant à une variante.
La machine représentée aux dessins est destinée à
meuler une ébauche de verre de lunettes 1 initialement
circulaire. Elle comprend : un bâti 2 fixé au-dessus d'une
cuve à eau 3; un châssis porte-meules métallique 4 fixé au
bâti 2; un train de meules 5 dont l'arbre, indiqué par son
axe X-X, tourillonne dans le châssis 4 et est entraíné par
un moteur électrique 6; un chariot 7; et un ordinateur 8 de
commande du processus de meulage.
Le châssis 4 a la forme d'une cuvette (Figures 1 et
2) dont le fond comporte une tubulure descendante 9. Sur
celle-ci est emboíté un tube 10 qui s'étend vers le bas
jusque dans le bac 3. Ce dernier est équipé d'une pompe 11
dont le refoulement est relié, via une conduite 12, à une
buse d'aspersion 13 située au voisinage de la région de
meulage. Ainsi est constitué un circuit fermé de liquide
lubrifiant, comme représenté par des flèches sur la Figure
2.
Le chariot 7 comporte une base 14 solidaire d'une
tige de vérin 15 parallèle à l'axe X-X. Le chariot est guidé
sur le bâti 2 par des longerons appropriés (non
représentés). Dans cette base coulisse verticalement une
tige de réglage 16 actionnée par un pignon 17, lequel est
solidaire de l'arbre de sortie d'un autre moteur électrique
18.
Un bras porte-ébauche 19 est articulé par une
extrémité sur la base 14 et s'appuie par son autre extrémité
sur la tige 16 (Figure 3). Ce bras porte deux demi-arbres 20
d'axe Y-Y parallèle à l'axe X-X, entre lesquels est serrée
l'ébauche de verre 1. Les demi-arbres 20 sont entraínés à
rotation à faible vitesse par un troisième moteur 21.
Un capteur de température 22 est couplé
thermiquement au châssis 4, lequel a une inertie thermique
voisine de celle du train de meules. Les signaux de sortie
de ce capteur sont transmis à l'ordinateur 8 via une ligne
23, et l'ordinateur reçoit également, via une ligne 24, des
signaux représentatifs de la position angulaire des demi-arbres
20 et donc de l'ébauche. L'ordinateur commande le
moteur 18, et donc le niveau de la tige 16, et donc la
distance entre les axes Y-Y et X-X, via une ligne 25.
On décrira maintenant le fonctionnement de la
machine en faisant tout d'abord abstraction du capteur de
température 22.
La tige 16 est soulevée au maximum, et l'ébauche est
serrée entre les demi-arbres 20. Par action sur la tige 15,
l'ébauche est amenée au droit d'une meule déterminée et est
correctement indexée. Le train de meules est mis en marche,
de même que la pompe 11.
La forme du verre à meuler est en mémoire dans
l'ordinateur 8. Ce dernier provoque la descente de la tige
16, et donc celle de l'ébauche, jusqu'à ce que la distance d
entre les axes Y-Y et X-X corresponde au rayon R désiré du
verre pour sa position angulaire de départ ( = 0).
Puis, l'ébauche tournant autour de l'axe Y-Y sous
l'action du moteur 21, l'ordinateur modifie la hauteur de la
tige 16 suivant la loi R = f() qu'il a en mémoire.
Comme indiqué plus haut, le fonctionnement de
l'ordinateur et des moteurs électriques, ainsi que le
recyclage de l'eau lubrifiante, provoquent une montée en
température substantielle des meules et d'autres pièces de
la machine, ce qui tend à fausser la valeur réelle de R.
Pour éviter ceci, on procède au préalable, en laboratoire, à
un relevé des valeurs de R obtenues pour un angle donné et
une position fixe de la tige 16, lorsque la température
varie. Cette courbe est mise en mémoire dans toutes les
machines du même modèle.
La Figure 4 montre les résultats obtenus sur une
machine fabriquée par la Demanderesse : R est une fonction
sensiblement linéaire, décroissante, de la température T.
La courbe ainsi obtenue est mémorisée dans
l'ordinateur 8, et celui-ci corrige de façon correspondante
la distance d entre les axes Y-Y et X-X. Cette distance est
donc fonction à la fois de l'angle et de la température T.
En pratique, on mémorise également la température lors du
réglage initial de la machine, et, à partir de la courbe de
dérive de la cote R, l'ordinateur corrige la distance entre
les axes Y-Y et X-X en fonction du différentiel ΔT entre la
température instantanée mesurée par le capteur 22 et la
température mémorisée lors du réglage initial de la machine.
Dans cet exemple, la température mesurée est celle
du châssis porte-meules 4, qui se trouve à proximité
immédiate du train de meules et a une inertie thermique
voisine de celle de ce train de meules. Cependant, on
comprend que l'on peut choisir tout point de mesure de
température permettant d'obtenir une corrélation précise
avec la variation de la cote R.
Le procédé décrit ci-dessus conduit à une grande
précision du meulage des verres minéraux. Dans le cas de
verres organiques, il est judicieux de tenir compte non
seulement de la dilatation des organes de la machine, mais
également de celle des verres eux-mêmes, pour déterminer la
distance d. Pour cela, les mesures précitées de R en
fonction de la température doivent être réalisées après
refroidissement à la température ambiante des verres meulés.
Une autre manière de procéder est la suivante.
On considère, ce qui est généralement le cas en
pratique, que la seule dilatation significative des organes
de la machine est celle des meules. Le rayon R1 de celles-ci
varie de façon croissante en fonction de la température T
mesurée, comme illustré sur la Figure 5. Dans le cas de
verres minéraux, il suffit alors de corriger la cote d de
façon correspondante pour chaque valeur de l'angle .
Dans le cas de verres organiques, dont un rayon R2,
par exemple le rayon de l'ébauche circulaire de départ,
varie de façon croissante en fonction de la température T
comme illustré sur la Figure 6, on trace la courbe de
variation cumulée R3=R1+R2 en fonction de T, et on corrige
la cote d de façon correspondante pour chaque valeur de
l'angle .
Dans ce dernier cas, le verre est meulé à une
dimension légèrement trop grande, et il revient à la
dimension exacte désirée après refroidissement à la
température ambiante.
Claims (13)
- Procédé de meulage de verres optiques, du type dans lequel on fait tourner une ébauche de verre (1) autour d'un axe de rotation (Y-Y) parallèle à l'axe (X-X) d'un train de meules (5), et on règle la distance (d) entre les deux axes en fonction de la position angulaire () de l'ébauche, caractérisé en ce qu'on mesure (en 22) une température influant sur ladite distance, et on corrige le réglage de cette distance en fonction de la température mesurée.
- Procédé suivant la revendication 1, caractérisé en ce que la température mesurée est celle d'une pièce mécanique (4) voisine du train de meules (5) et dont l'inertie thermique est voisine de celle de ce train de meules.
- Procédé suivant la revendication 2, caractérisé en ce que ladite pièce mécanique (4) est un châssis porte-meules.
- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on établit au préalable, de façon empirique, la courbe de variation du rayon (R) de l'ébauche meulée, pour au moins une position angulaire de celle-ci, en fonction de la température mesurée, et on mémorise cette courbe dans la mémoire d'un ordinateur (8) de commande du processus de meulage.
- Procédé suivant la revendication 4, notamment pour le meulage de verres organiques, caractérisé en ce qu'on mesure ledit rayon (R) après refroidissement à la température ambiante de l'ébauche meulée.
- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce qu'on effectue ladite correction à partir de la courbe de variation du rayon (R1) des meules en fonction de la température mesurée.
- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 1 à 3, notamment pour le meulage de verres organiques, caractérisé en ce qu'on effectue ladite correction à partir de la courbe de variation cumulée, en fonction de la température mesurée, du rayon (R1) des meules et du rayon (R2) de l'ébauche de départ.
- Procédé suivant l'une quelconque des revendications 4 à 7, caractérisé en ce qu'on effectue ladite.correction, à partir de ladite courbe, en fonction du différentiel entre la température mesurée et la température mesurée lors du réglage initial de ladite distance (d), cette dernière température ayant été mémorisée.
- Machine de meulage de verres optiques, du type comprenant un bâti (2) qui porte un train de meules (5) entraíné par un moteur (6), un chariot(7) muni d'un arbre porte-ébauche (20) parallèle à l'axe (X-X) du train de meule, des moyens (21) d'entraínement en rotation dudit arbre (20), et des moyens (8, 16 à 18, 25) pour régler la distance (d) entre cet arbre et l'axe (X-X) du train de meules en fonction de la position angulaire () dudit arbre, caractérisée en ce qu'elle comprend un capteur de température (22) adapté pour mesurer une température influant sur ladite distance, et des moyens pour corriger le réglage de cette distance en fonction de la température mesurée.
- Machine suivant la revendication 9, caractérisée en ce que le capteur de température (22) est couplé thermiquement à une pièce mécanique (4) voisine du train de meules (5) et dont l'inertie thermique est voisine de celle de ce train de meules.
- Machine suivant la revendication 10, caractérisée en ce que ladite pièce mécanique (4) est un châssis porte-meules.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications 9 à 11, caractérisée en ce qu'elle comporte un circuit fermé (9 à 13) de liquide lubrifiant de meulage.
- Machine suivant l'une quelconque des revendications 9 à 12, caractérisée en ce qu'elle comprend un ordinateur de commande (8) ayant en mémoire une courbe de variation, en fonction de la température mesurée, du rayon (R) de l'ébauche meulée, pour au moins une position angulaire de celle-ci, et/ou du rayon (R1) des meules, et/ou du rayon (R2) de l'ébauche de départ.
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- 1999-10-19 ES ES99402580T patent/ES2182467T3/es not_active Expired - Lifetime
- 1999-10-19 EP EP99402580A patent/EP0995548B1/fr not_active Expired - Lifetime
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