FR2804053A1 - Systeme de simulation tactile - Google Patents
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Abstract
La présente invention concerne un système pour améliorer la préparation des lentilles, qui permet de compenser les erreurs et de fournir un affinage et/ou un polissage des lentilles pratiquement à zéro défaut. Le système utilise une pièce de flexion (24), fixée sur une plate-forme mobile (20), pour offrir trois degrés de liberté à une lentille qui est à préparer. Le système utilise également une carte de circuit à effet Hall (54) pour contrôler le déplacement de la pièce de flexion (24) afin de tenir compte des erreurs, et d'en informer un dispositif de commande afin de pouvoir effectuer la compensation de ces erreurs et afin de maintenir une force adaptée. La pièce de flexion (24) et le sous-système de réaction du capteur permettent d'obtenir des surfaces de lentille presque à zéro défaut.
Description
La présente invention concerne le domaine de la finition de surfaces
tridimensionnelles. Plus particulièrement, la présente invention concerne une pièce de flexion et un sous-système de contrôle de la position d'un système de
préparation de lentilles.
Les lentilles ophtalmiques et autres types de lentilles sont typiquement fabriquées à partir d'ébauches en verre ou en matière plastique ayant deux surfaces principales, dont l'une est finie de manière typique et l'autre n'est pas finie. Les opérations de coupe, affinage et polissage sont effectuées sur la surface non finie de l'ébauche à l'aide d'une machine en fonction de données correspondant à une prescription de lentilles particulière. Les opérations de coupe sont généralement effectuées à l'aide d'un broyeur à boulets pour les lentilles en matière plastique ou d'un douci pour les lentilles en verre. Ces opérations de coupe créent généralement une surface de lentille approchant étroitement la forme de la lentille finie. Cependant, la surface coupée de l'ébauche est souvent grossière et nécessite donc que des opérations d'affinage et de polissage ultérieures soient effectuées sur l'ébauche pour
obtenir la clarté optique souhaitée.
Les opérations d'affinage et de polissage sont en général effectuées en mettant la surface coupée de l'ébauche en prise avec un outil ayant une forme approchant étroitement la forme finie souhaitée de la lentille, telle que définie par la prescription de lentille. Cette surface abrasive est appelée outil de rectification ou "polissoir" par l'homme du métier. Pendant l'opération, l'ébauche se déplace par rapport à la surface abrasive du polissoir le long d'une trajectoire hémisphérique profilée qui lui correspond, affinant et/ou polissant ainsi la surface de la lentille. Les polissoirs sont constitués d'un mandrin auquel est appliqué un patin abrasif amovible. L'ébauche est déplacée par rapport au polissoir pendant les opérations d'affinage et de polissage. La forme combinée du mandrin et du patin doit être le plus conforme possible à la forme prescrite de la lentille; c'est pourquoi différentes prescriptions de lentilles
nécessitent l'utilisation de différents polissoirs.
Les machines d'affinage et de polissages antérieures utilisaient des dispositifs à oscillation mécanique pour déplacer le polissoir par rapport à l'ébauche. Les mouvements oscillatoires étaient fixés, définis par la structure mécanique de la machine d'affinage et de polissage, avec des différences entre le mouvement idéal pour faire glisser le polissoir contre l'ébauche repris par un mécanisme de sollicitation qui fournit la force entre le polissoir et l'ébauche et en laissant le polissoir ou bien l'ébauche libres de pivoter autour d'au moins un axe en réponse au mouvement de la machine d'affinage et de polissage. Les inconvénients susmentionnés de l'état de la technique sont surmontés ou allégés par le système de simulation tactile de l'invention. D'une façon générale, le système de simulation tactile de la présente invention comprend une pièce de flexion ayant trois degrés de liberté et un sous-système de détection de la flèche. Le sous-système comprend une pluralité d'agencements de détection de mouvements tels qu'une pluralité d'aimants montés sur un préhenseur et une carte de circuit à effet Hall en communication opérative avec ladite pluralité d'aimants. Le système de simulation tactile est configuré de façon à compléter un dispositif qui fait l'objet de la demande de brevet américain portant le numéro de série 09/073 491, déposée le 6 mai 1998, intitulée Method and Apparatus for Performing Work Operations on a Surface of one or More Lenses (procédé et dispositif pour effectuer des opérations d'usinage sur une surface d'une ou plusieurs lentilles)
et cédée au déposant de la présente demande de brevet et incorporée à celle-
ci à titre de référence.
La partie formant pièce de flexion du système de simulation comprend une configuration qui offre une rigidité prévisible, ne permet que trois degrés de liberté et présente une durée de vie en service étendue. Le sous-système de détection de la flèche recueille des informations sur la flèche de la pièce de flexion en mesurant le mouvement du champ magnétique et retransmet les informations à un dispositif de commande pour le traitement, ce qui permet au dispositif de commande de maintenir une distribution de forces uniforme à une amplitude souhaitée sur la surface de la lentille tout au long du déplacement programmé. Il est également important de noter que la simulation tactile permet à la machine proprement dite de compenser les désalignements dans sa structure car la structure ne dicte pas les paramètres de travail mais supporte
simplement les différents composants de la machine.
L'invention ayant été ainsi résumée, on détaille ci-après ses divers aspects. Selon un premier aspect de l'invention, celle-ci a pour objet un système de simulation tactile comprenant: une plate-forme de déplacement de pièce à usiner ou d'outil d'usinage ayant plusieurs degrés de liberté; une pluralité de bras articulés avec la plate-forme pour commander la position de la plate-forme; une pièce de flexion fixée à ladite plateforme mobile, ladite pièce de flexion ayant plusieurs degrés de liberté; un sous-système de capteur pour détecter le déplacement de ladite pièce de flexion; et un dispositif de commande connecté audit sous-système de capteur et à
ladite pluralité de bras.
Ce système peut encore comporter avantageusement les caractéristiques suivantes: - ladite plate-forme présente au moins cinq degrés de liberté, - ladite pièce de flexion présente trois degrés de liberté, - chaque bras de ladite pluralité de bras est connecté à un dispositif d'entraînement, chacun desdits dispositifs d'entraînement est commandé par ledit dispositif de commande, - chaque dit sous-système de capteur est un système à effet Hall, - trois capteurs à effet Hall sont placés à environ 120 les uns des autres
sur ladite plate-forme.
Selon un deuxième aspect de l'invention, celle-ci a pour objet un système de simulation tactile comprenant: une plate-forme mobile; une pluralité de bras articulés avec ladite plate-forme et pouvant être entraînés par des dispositifs d'entraînement individuels; un sous-système de capteur relié à ladite plate-forme pour déterminer les forces qui s'exercent sur celle-ci; et un dispositif de commande relié audit sous-système de capteur et
auxdits dispositifs d'entraînement individuels.
Ce système peut encore comporter avantageusement les caractéristiques suivantes: - ladite pluralité de bras représente six bras, - ladite plateforme mobile présente six degrés de liberté, - ledit sous-système de capteur utilise une pluralité de capteurs à
effet Hall.
Selon un troisième aspect de l'invention, celle-ci a pour objet un système de simulation tactile pour une machine à fabriquer les lentilles comprenant: une pièce de flexion comportant un anneau extérieur et un anneau intérieur, ledit anneau intérieur ayant trois degrés de liberté par rapport audit anneau extérieur; un sous-système de détection de la flèche possédant: une première pluralité d'aimants montés sur ledit anneau intérieur de ladite pièce de flexion; une carte de circuit de capteur à effet Hall en relation de détection de champ magnétique avec ladite pluralité d'aimants; une deuxième pluralité d'aimants en relation de détection de champ magnétique avec ladite carte de circuit de capteur à effet Hall; et de telle manière que la flèche dudit anneau intérieur de ladite pièce de flexion par rapport audit anneau extérieur de ladite pièce de flexion soit détectée par ladite carte de circuit de capteur à effet Hall du fait du mouvement
d'un ou plusieurs aimants de la première pluralité d'aimants.
Ce système peut encore comporter avantageusement les caractéristiques suivantes: - ledit anneau intérieur et ledit anneau extérieur sont interconnectés par une série d'éléments en forme de patte de chien, lesdits éléments sont au nombre de neuf et sont disposés de façon circonférentiellement équidistante, - ladite carte de circuit de capteur à effet Hall est montée sur une bague de butée et sous une bague sur laquelle est montée ladite deuxième pluralité d'aimants, - ladite première pluralité d'aimants représente trois aimants, - ladite deuxième pluralité d'aimants est égale en nombre à ladite
première pluralité d'aimants.
Selon un quatrième aspect de l'invention, celle-ci a pour objet une pièce de flexion pour une machine à fabriquer les lentilles, la pièce en question comprenant: un anneau extérieur; un anneau intérieur; et une pluralité d'éléments reliant ledit anneau intérieur audit anneau extérieur, de telle manière qu'un disque soit créé dans lequel ledit anneau intérieur est mobile selon trois degrés de liberté par rapport audit anneau extérieur.
Ladite pièce de flexion peut comprendre du bronze au phosphore.
Avantageusement, elle mesure entre environ 0,4 et 1,3 mm d'épaisseur et a un diamètre d'environ 140 mm. Ladite pluralité d'éléments de cette pièce sont, de
préférence, des éléments en forme de patte de chien.
Selon un cinquième aspect de l'invention, celle-ci concerne une machine à préparer les lentilles, comprenant: un bâti, une pluralité d'entraînements montés sur ledit bâti, une pluralité de connecteurs reliant de manière articulée ladite pluralité d'entraînements à une plate- forme de déplacement des lentilles, une pièce de flexion montée sur ladite plate-forme mobile, et un sous-système de détection de la flèche monté en communication
avec ladite pièce de flexion.
Cette machine peut encore comporter avantageusement les caractéristiques suivantes: - ladite pièce de flexion comprend un anneau intérieur et un anneau extérieur, ledit anneau intérieur ayant trois degrés de liberté par rapport audit anneau extérieur, - ledit anneau intérieur et ledit anneau extérieur sont interconnectés par une série d'éléments en forme de patte de chien, - lesdits éléments sont au nombre de neuf et sont disposés de manière circonférentiellement équidistante, - ledit sous- système de détection de la flèche comprend: une première pluralité d'aimants montés sur ledit anneau intérieur de ladite pièce de flexion; une carte de circuit de capteur à effet Hall en relation de détection de champ magnétique avec ladite pluralité d'aimants; et une deuxième pluralité d'aimants en relation de détection de champ
magnétique avec ladite carte de circuit de capteur à effet Hall.
Dans cette dernière machine, ladite première pluralité d'aimants peut représenter trois aimants, tandis que ledit sous-système de détection de la flèche peut être relié à un dispositif de commande qui est également relié à
ladite pluralité d'entraînements.
Enfin, selon un dernier aspect de la présente invention, celle-ci a encore pour objet un système de simulation tactile pour une machine à fabriquer les lentilles, ce système comprenant: une plate-forme mobile, un polissoir ou une ébauche de lentille monté sur ladite plate-forme, un sous-système de capteur destiné à détecter la force dudit polissoir ou de ladite ébauche, et un dispositif de commande relié audit sous-système de capteur et
ayant la maîtrise des mouvements de ladite plate-forme mobile.
L'invention sera mieux comprise à l'aide de la description, donnée ci-
après en référence aux dessins sur lesquels des éléments similaires portent les mêmes numéros sur les différentes figures, la figure 1 est une vue en perspective schématique de la machine à fabriquer les lentilles avec laquelle est utilisé le système de simulation tactile de I'invention; la figure 2 est une vue en plan d'une pièce de flexion selon l'invention; la figure 3 est une vue en perspective éclatée d'une partie de la machine à fabriquer les lentilles et des composants du système de simulation tactile; la figure 4 est une vue en perspective du système de simulation tactile selon l'invention; et la figure 5 est un schéma de commande illustrant le fonctionnement de l'invention.
Dans la description qui suit et sur les figures présentées ici, une
machine à fabriquer les lentilles est directement décrite. Il est toutefois important de noter que le système de simulation tactile selon l'invention ne se limite pas aux machines à fabriquer les lentilles mais peut aussi bien être utilisé pour n'importe quel type de machine o l'on souhaite une boucle de simulation tactile. L'invention offre plusieurs degrés de liberté ainsi que la capacité de contrôler les forces dans tous les degrés de liberté dont elle dispose. Il convient également de noter que la partie de l'invention commandée par le dispositif de commande comme décrit ici peut être utilisée pour supporter et déplacer la lentille (la pièce à usiner) ou le polissoir (l'outil d'usinage), suivant ce que l'on souhaite. En référence à la figure 1, la machine à fabriquer les lentilles 10, avec laquelle l'invention est destinée à être utilisée, est illustrée de manière schématique. Le bâti 12 est la base de la machine à fabriquer les lentilles 10 et offre un support structurel à tous ses éléments. Dans le bâti 12 sont montées six vis mères 14 dont quatre sont visibles sur la figure. Les vis mères 14 sont actionnées en rotation dans le sens des aiguilles d'une montre ou dans le sens inverse des aiguilles d'une montre par des moteurs individuels 60 en fonction de l'opération effectuée et des ordres issus du dispositif de commande (non représenté). Chaque vis mère 14 est liée à un suiveur 16 qui est relié à un bras articulé individuel 18. Les bras 18 sont reliés, à leur autre extrémité respective, et de façon articulée, à une plate-forme mobile 20. (La plate-forme mobile 20 était appelée "support de fixation" dans la demande antérieure que la présente demande incorpore à titre de référence. Le terme "plate-forme mobile" a été adopté dans la présente demande car il semblait plus illustratif). Un préhenseur
de lentille et une lentille (non représentés) doivent être montés sur la plate-
forme mobile 20 en un emplacement central de la plate-forme mobile 20 et sur une pièce de flexion (non représentée) et déplacés par le déplacement sélectif des vis mères 14. Au-dessous de la plate-forme mobile 20 se trouve un polissoir 22 qui retiendra un patin abrasif (non représenté). La lentille est préparée en étant abrasée contre le polissoir 22 d'une manière et selon un
mouvement contrôlés décrits dans la demande de brevet identifiée cidessus.
Le dispositif, comme décrit dans la demande antérieure identifiée cidessus, offre de préférence six degrés de liberté, ce qui est avantageux pour la fabrication de lentilles. Il est important de noter toutefois qu'une combinaison à
cinq degrés de liberté peut également être utilisée pour produire des lentilles.
Cette machine supprimerait la capacité de rotation autour de l'axe z. En référence à la figure 2, une pièce de flexion 24 selon l'invention est illustrée. La pièce de flexion est de préférence construite en bronze au phosphore, matériau disponible dans le commerce auprès de McMaster-Carr, et connu dans le commerce sous l'appellation de matériau d'alliage 510/état ressort qualité A. Une épaisseur préférée du matériau est dictée par la plage de forces que l'on souhaite employer. Dans le mode de réalisation préféré ici décrit, l'épaisseur du matériau est comprise dans la plage de 0,4 mm à 1,3 mm avec une épaisseur préférée d'environ 0,8 mm. Les dimensions planes extérieures de la pièce de flexion 24 sont dictées par la machine à fabriquer les lentilles 10, ladite pièce pouvant présenter toute forme et dimension géométrique. Dans un mode de réalisation préféré, la pièce de flexion 24 est circulaire et présente un diamètre d'environ 140 mm. De préférence, le diamètre approchera étroitement celui de la plate-forme mobile 20 à laquelle il
sera attaché.
La pièce de flexion 24 définit un anneau extérieur 26 qui est relié à un anneau intérieur 28 (qui est dimensionné pour accepter un préhenseur de lentille non représenté) par une série d'éléments en forme de patte de chien 30
dont chacun est le résultat de l'enlèvement de matériau d'un disque plein brut.
Dans un mode de réalisation préféré, neuf éléments en forme de patte de chien 30 sont créés par enlèvement de matériau de la pièce de flexion 24 sur le modèle illustré sur la figure 2. Plusieurs orifices de fixation 32 et 34 sont prévus pour fixer la pièce de flexion 24 à d'autres composants, comme on le notera
d'après la description qui suit.
Du fait de la configuration de la pièce de flexion 24, trois degrés de liberté sont autorisés. Plus spécifiquement, I'anneau intérieur 28 peut être déplacé vers un plan parallèle au plan de l'anneau extérieur 26. L'anneau intérieur 28 peut aussi être déplacé par rapport à l'anneau extérieur 26 selon un certain angle. L'observation de la figure 2 révèle un axe x et un axe y qui sont ici indiqués à titre de référence. La liberté de mouvement angulaire de l'anneau 28 est indiquée par a( et ó, a étant la rotation autour de l'axe x et 13 étant la rotation autour de l'axe y. Les mouvements a et f3 sont limités à un maximum d'environ + 3 au total et la bague de butée limite les mouvements à environ + 2 , mais il est important de noter que le logiciel employé avec le système de simulation tactile de l'invention limite de préférence les mouvements à environ + 0,1 . On notera bien entendu que n'importe quelle combinaison des mouvements indiqués est possible et par conséquent, trois degrés de liberté sont possibles. La flèche linéaire maximale de l'anneau intérieur 28 est de préférence comprise entre 0 et 3,2 mm environ dans une
direction normale au plan x-y, qui est la direction (z).
Comme il est souhaitable que la pièce de flexion 24 soit capable de supporter de très nombreux cycles, il est avantageux de briser tous les angles du matériau et de les polir. Cette procédure supprime les petites imperfections de surface qui pourraient autrement entraîner la défaillance de la pièce de flexion. Il a été déterminé que la procédure de rupture et de polissage permettait à une seule pièce de flexion d'avoir une durée de vie en service
égale à celle de la machine à fabriquer les lentilles 10.
La pièce de flexion 24, en offrant la liberté de mouvement décrite ci-
dessus, aide à conserver une pression égale sur un flan monté dans la machine 10 pour abrasion pendant l'opération de préparation de la lentille. En conservant une pression égale, la probabilité d'introduction d'une imperfection telle qu'un méplat dans la lentille ou un prisme indésirable est réduite. Ceci est souhaitable à la fois pour les fabricants et pour les consommateurs. On obtient ainsi respectivement moins de lentilles défectueuses et une meilleure vision. Pour rendre la machine à fabriquer les lentilles 10 encore plus capable de produire des lentilles quasiment à zéro défaut, on ajoute à la pièce de flexion 24 un sous-système de détection de la flèche. Le sous-système de détection de la flèche mesure la valeur de la flèche de la pièce de flexion 24 de préférence en trois points espacés de manière uniforme d'environ 120 , sur le mode de réalisation circulaire représenté. En mesurant cette flèche et en délivrant ces informations au dispositif de commande (non représenté) de la machine à fabriquer les lentilles 10, on obtient les avantages considérables de l'invention. Plus spécifiquement, le système de simulation tactile de l'invention permet de conserver une force uniforme d'une amplitude souhaitée sur la totalité de la surface de la pièce à usiner, que la surface soit celle d'une lentille ou de tout autre produit. En conservant une force uniforme d'une amplitude souhaitée sur la surface de la pièce à usiner, le matériau retiré sera constant sur toute la surface. Dans la technique de la fabrication des lentilles, cette constance évite les prismes indésirables dans la lentille finale produite par une machine à fabriquer les lentilles utilisant le système de simulation tactile de l'invention. Bien qu'il soit très avantageux d'avoir un contrôle suffisant pour conserver une force uniforme d'une amplitude souhaitée sur le produit à usiner, il est également possible, si on le souhaite, d'empêcher intentionnellement I'uniformité des forces. Le dispositif de commande de l'invention est capable de changer de forces sur certaines zones uniquement et donc de constituer un prisme souhaité (technique des lentilles) ou d'autres non-uniformités de la structure superficielle. La non-uniformité peut être une partie surélevée ou une partie abaissée du matériau de la pièce à usiner, en fonction des intérêts et d'une programmation appropriée. Un autre avantage considérable du système de l'invention est qu'il ne dépend pas de la construction correcte d'éléments de support d'un bâti du dispositif. Plus particulièrement, même si le dispositif est mal assemblé (écarteur manquant, bâti inégal, etc.), la pièce à usiner n'en est pas affectée. Les réglages sont effectués par le dispositif de commande pour conserver sa pression uniforme ou non uniforme programmée et ils donneront
ce résultat indépendamment de tout désalignement du bâti 12 de la machine.
Le sous-système de détection de la flèche peut utiliser plusieurs types différents de capteurs, entre autres des capteurs à courants de Foucault, des capteurs à condensateur (ceux-ci doivent être utilisés dans un environnement protégé), des transformateurs différentiels à variation linéaire, des jauges de
contrainte, des codeurs linéaires, etc. Cependant, dans la description qui suit,
on emploie des capteurs à effet Hall.
En référence aux figures 3 et 4, la vue éclatée permet de comprendre l'invention tandis que la figure 4 illustre l'invention assemblée. En partant du bas du dessin de la figure 3, la plate-forme mobile 20 est illustrée. On rappelle que la plate-forme mobile 20 est un élément entraîné dans la machine à fabriquer les lentilles 10. Immédiatement audessus de la plate-forme mobile 20 et adjacente à celle-ci est illustrée la pièce de flexion 24 qui sera fixée à demeure à la plate-forme mobile 20 à l'aide d'une pièce de pressage 36 en utilisant des trous 32 de la pièce de flexion 24 et en alignant des trous 38 et 40 respectivement de la pièce de pressage 36 et de la plate-forme mobile 20. A l'anneau intérieur 28 est fixé un corps de préhenseur 42, à travers des trous 44 et vers des trous 34 de la pièce de flexion 24. On notera que le corps de préhenseur 42 est mobile par rapport à la pièce de pressage 36 du
fait de la flèche de la pièce de flexion 24.
Le corps de préhenseur 42 comprend des bras à aimants 46 destinés à recevoir et à positionner des goujons pour aimants 48. De préférence, trois goujons pour aimants 48 sont prévus, chacun étant doté d'un aimant permanent (non représenté). Du fait du déplacement du corps de préhenseur 42, les goujons pour aimants 48 changeront de position dans une
faible mesure. Ce déplacement est détecté par les composants ici décrits.
Dans une variante de configuration, les aimants sont montés directement sur les bras à aimants 46, ceci supprimant les goujons 48. Cette configuration n'est
pas représentée mais elle apparaîtra clairement à l'homme du métier.
Au-dessus du corps de préhenseur 42 se trouve une bague de butée 50 qui est fixée à demeure à la pièce de pressage 36. La bague de butée 50 permet le déplacement dans le corps de préhenseur 42 en laissant de l'espace en dessous (non représenté) sur la distance de déplacement souhaitée dans le corps de préhenseur 42. Le déplacement de celui-ci est également limité par la bague de butée 50. On voit sur le diamètre extérieur de la bague de butée 50 des cannelures 52 qui laissent de la place aux goujons pour aimants 48 et à leurs aimants associés (non représentés). L'espace libre permet les il déplacements mais aussi, et surtout, ménage facilement une trajectoire non entravée pour permettre au champ magnétique de chaque aimant d'atteindre une carte de circuit à effet Hall 54 qui est fixée sur une surface supérieure de la bague de butée 50. La carte de circuit à effet Hall 54 utilise les champs magnétiques mobiles des aimants montés sur le corps de préhenseur 42 le long d'un champ magnétique fixe d'un anneau 56 dans lequel sont montés de préférence trois aimants en cobalt-samarium qui sont alignés avec des goujons pour aimants 48 et montés au-dessus de ceux-ci pour déterminer le degré de flèche de la pièce de flexion 24 pendant le fonctionnement de la machine à fabriquer les lentilles 10. La flèche est mesurée dans les trois endroits occupés par les bras à aimants 46 et les goujons 48 avec leurs aimants (non représentés) en détectant un changement dans l'interaction des champs magnétiques entre les aimants mobiles et l'anneau fixe 56. Il est également souhaitable d'inclure un matériau amortisseur (non représenté) près de chaque aimant mobile. Le matériau amortisseur mesure de préférence environ 0,6 mm de diamètre et 13 mm de long, et est constitué d'un matériau à base de vinyluréthane Isodamp (marque de fabrique d'une spécialité de composites d'E.A.R.). La carte de circuit à effet Hall 54 est fixée de manière à communiquer avec un dispositif de commande (non représenté) de la machine à fabriquer les lentilles 10 et permet le traitement à l'intérieur dudit dispositif de commande, de sorte que les réglages puissent être faits (environ 2000 fois par seconde) pour maintenir l'uniformité de force d'une amplitude souhaitée ou la non uniformité programmée spécifique. Le système de simulation tactile de l'invention permet à la machine à fabriquer les lentilles 10 de réaliser une lentille quasi-parfaite à chaque cycle de la machine. Il en va de même pour n'importe quel type de machine dans lequel sont applicables une force mesurée et une boucle de
réaction analogues.
En référence à la figure 5, un schéma de commande est représenté, lequel fera mieux comprendre à l'homme du métier le fonctionnement de commande de l'invention. Le schéma de commande comprend plusieurs boucles d'information qui, ensemble, procurent les avantages de l'invention. La plate-forme mobile 20 est représentée de façon schématique sur la partie droite inférieure du schéma de commande. La plate-forme mobile 20 est représentée comme étant liée, par l'intermédiaire d'un bras articulé 18, à une vis mère 14 qui est entraînée par un moteur 60 (le nombre préféré de ces bras et moteurs est de six). Le moteur 60 est relié à un codeur 62 qui mesure les mouvements du moteur afin de délivrer des informations de position réelles concernant le moteur 60. Le codeur 62 fournit des informations numériques au module de calcul d'identification des paramètres (PID) 64 qui détermine ensuite le mouvement souhaité du moteur 60 en se basant d'abord sur un écart fourni par les capteurs puis sur une comparaison cherchant l'égalité afin de connaître la force précise. Le mouvement souhaité est également dicté par une boucle de calcul décrite ci-après. La communication du module de calcul PID 64 est dirigée vers un convertisseur numérique-analogique 66 qui envoie le signal analogique à un servo-amplificateur 68 pour entraîner le moteur 60. La boucle x décrite depuis le codeur 62 vers le moteur 60 est qualifiée de boucleopérationnelle 70. Les composants de la boucle opérationnelle sont dupliqués pour chaque moteur, ce qui, dans le mode de réalisation préféré, signifie que
six boucles sont préférées.
Une boucle opérationnelle 72 aide à délivrer les données au module de calcul PID 64. La boucle 72 reçoit des entrées de trois lignes 74, 76 et 78 au format numérique. Chacune des lignes possède son propre convertisseur analogique-numérique 80 (un seul est représenté). Le convertisseur analogique-numérique 80 reçoit les informations pour le sous-système de détection de la flèche de l'invention, dont un capteur est illustré ici en 82. De
préférence, trois capteurs sont prévus, un pour chaque ligne (74, 76 et 78).
L'entrée numérique, par exemple la ligne 74, est reçue dans le module de calcul 84 o z, a et 3 sont calculés, l'inclinaison étant égale ou non à zéro et 0 étant égal ou non à zéro. Ces informations sont également affectées par I'entrée de paramètres d'orbite 86 qui sont préprogrammés. Elles sont en outre affectées par le module 88 de coordonnées x et y calculées pour l'orbite suivante attendue. Le calcul de x et y dans le module 88 reçoit également les
informations du module de calcul PID 64 provenant de l'instruction précédente.
Après la réalisation de chacun des calculs, les informations calculées sont transmises au convertisseur 90 qui convertit les valeurs de x, y, z, a, 3 et O souhaitées en positions de moteur A, B, C, D, E et F. Ces informations sont délivrées au module de calcul PID 64 et le processus se poursuit. Toutes ces fonctions et instructions sont effectuées, comme indiqué ci-dessus, environ
2000 fois par seconde.
Bien que des modes de réalisation préférés aient été représentés et décrits, différentes modifications et substitutions peuvent être apportées à ceux-ci sans sortir de l'esprit et de la portée de cette invention. En conséquence, il convient de noter que la présente invention a été décrite à titre
illustratif et non limitatif.
Claims (30)
1. Système de simulation tactile comprenant: une plate-forme (20) de déplacement de pièce à usiner ou d'outil d'usinage ayant plusieurs degrés de liberté; une pluralité de bras (18) articulés avec la plate-forme (20) pour commander la position de la plate-forme (20); une pièce de flexion (24) fixée à ladite plate-forme mobile (20), ladite pièce de flexion (24) ayant plusieurs degrés de liberté; un sous-système de capteur pour détecter le déplacement de ladite pièce de flexion (24); et un dispositif de commande connecté audit sous-système de capteur et à
ladite pluralité de bras (18).
2. Système de simulation tactile selon la revendication 1, caractérisé en ce
que ladite plate-forme (20) présente au moins cinq degrés de liberté.
3. Système de simulation tactile selon la revendication 1, caractérisé en ce
que ladite pièce de flexion (24) présente trois degrés de liberté.
4. Système de simulation tactile selon la revendication 1, caractérisé en ce que chaque bras de ladite pluralité de bras (18) est connecté à un dispositif
d'entraînement (14, 16, 60).
5. Système de simulation tactile selon la revendication 4, caractérisé en ce que chacun desdits dispositifs d'entraînement (14, 16, 60) est commandé par
ledit dispositif de commande.
6. Système de simulation tactile selon la revendication 1, caractérisé en ce
que chaque dit sous-système de capteur est un système à effet Hall.
7. Système de simulation tactile selon la revendication 6, caractérisé en ce que trois capteurs à effet Hall sont placés à environ 120 les uns des autres sur
ladite plate-forme (20).
8. Système de simulation tactile comprenant: une plate-forme mobile (20); une pluralité de bras (18) articulés avec ladite plate-forme (20) et pouvant être entraînés par des dispositifs d'entraînement individuels (14, 16, 60); un sous-système de capteur relié à ladite plate-forme (20) pour déterminer les forces qui s'exercent sur celle-ci; et un dispositif de commande relié audit sous-système de capteur et
auxdits dispositifs d'entraînement individuels (14,16, 60).
9. Système de simulation tactile selon la revendication 8, caractérisé en ce
que ladite pluralité de bras (18) représente six bras.
10. Système de simulation tactile selon la revendication 8, caractérisé en ce
que ladite plate-forme mobile (20) présente six degrés de liberté.
11. Système de simulation tactile selon la revendication 8, caractérisé en ce
que ledit sous-système de capteur utilise une pluralité de capteurs à effet Hall.
12. Système de simulation tactile pour une machine à fabriquer les lentilles (10), comprenant: une pièce de flexion (24) comportant un anneau extérieur (26) et un anneau intérieur (28), ledit anneau intérieur (28) ayant trois degrés de liberté par rapport audit anneau extérieur (26) ; un sous-système de détection de la flèche possédant: une première pluralité d'aimants montés sur ledit anneau intérieur (28) de ladite pièce de flexion (24); une carte de circuit de capteur à effet Hall (54) en relation de détection de champ magnétique avec ladite pluralité d'aimants; une deuxième pluralité d'aimants en relation de détection de champ magnétique avec ladite carte de circuit de capteur à effet Hall (54) ; de telle manière que la flèche dudit anneau intérieur (28) de ladite pièce de flexion (24) par rapport audit anneau extérieur (26) de ladite pièce de flexion (24) soit détectée par ladite carte de circuit de capteur à effet Hall (54) du fait du mouvement d'un ou plusieurs aimants de la première pluralité
d'aimants.
13. Système de simulation tactile selon la revendication 12, caractérisé en ce que ledit anneau intérieur (28) et ledit anneau extérieur (26) sont
interconnectés par une série d'éléments en forme de patte de chien (30).
14. Système de simulation tactile selon la revendication 13, caractérisé en ce que lesdits éléments (30) sont au nombre de neuf et sont disposés de façon
circonférentiellement équidistante.
15. Système de simulation tactile selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite carte de circuit de capteur à effet Hall (54) est montée sur une bague de butée (50) et sous une bague (56) sur laquelle est montée ladite
deuxième pluralité d'aimants.
16. Système de simulation tactile selon la revendication 12, caractérisé en
ce que ladite première pluralité d'aimants représente trois aimants.
17. Système de simulation tactile selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite deuxième pluralité d'aimants est égale en nombre à ladite
première pluralité d'aimants.
18. Système de simulation tactile selon la revendication 12, caractérisé en ce que ladite carte de circuit de capteur à effet Hall (54) est reliée à un
dispositif de commande.
19. Pièce de flexion (24) pour une machine à fabriquer les lentilles (10), comprenant: un anneau extérieur (26); un anneau intérieur (28); et une pluralité d'éléments (30) reliant ledit anneau intérieur (28) audit anneau extérieur (26), de telle manière qu'un disque soit créé dans lequel ledit anneau intérieur (28) est mobile selon trois degrés de liberté par rapport audit
anneau extérieur (26).
20. Pièce de flexion (24) selon la revendication 19, caractérisée en ce que
ladite pièce de flexion (24) comprend du bronze au phosphore.
21. Pièce de flexion (24) selon la revendication 19, caractérisée en ce que ladite pièce de flexion (24) mesure entre environ 0,4 et 1,3 mm d'épaisseur, et
a un diamètre d'environ 140 mm.
22. Pièce de flexion (24) selon la revendication 19, caractérisée en ce que
ladite pluralité d'éléments sont des éléments en forme de patte de chien (30).
23. Machine à préparer les lentilles, comprenant: un bâti (12); une pluralité d'entraînements (14, 16, 60) montés sur ledit bâti (12); une pluralité de connecteurs (18) reliant de manière articulée ladite pluralité d'entraînements (14, 16, 60) à une plate-forme (20) de déplacement des lentilles; une pièce de flexion (24) montée sur ladite plate-forme mobile (20); et un sous-système de détection de la flèche monté en communication
avec ladite pièce de flexion (24).
24. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 23, caractérisée en ce que ladite pièce de flexion (24) comprend un anneau intérieur (28) et un anneau extérieur (26), ledit anneau intérieur (28) ayant trois degrés de liberté
par rapport audit anneau extérieur.
25. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 24, caractérisée en ce que ledit anneau intérieur (28) et ledit anneau extérieur (26) sont
interconnectés par une série d'éléments en forme de patte de chien (30).
26. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 25, caractérisée en ce que lesdits éléments (30) sont au nombre de neuf et sont disposés de
manière circonférentiellement équidistante.
27. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 23, caractérisée en ce que ledit sous-système de détection de la flèche comprend: une première pluralité d'aimants montés sur ledit anneau intérieur (28) de ladite pièce de flexion (24); une carte de circuit de capteur à effet Hall (54) en relation de détection de champ magnétique avec ladite pluralité d'aimants; et une deuxième pluralité d'aimants en relation de détection de champ
magnétique avec ladite carte de circuit de capteur à effet Hall (54).
28. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 23, caractérisée en ce que ladite première pluralité d'aimants représente trois aimants.
29. Machine à préparer les lentilles selon la revendication 23, caractérisée en ce que ledit sous-système de détection de la flèche est relié à un dispositif de commande qui est également relié à ladite pluralité
d'entraînements (14, 16, 60).
30. Système de simulation tactile pour une machine à fabriquer les lentilles (10), comprenant: une plate-forme mobile (20); un polissoir (22) ou une ébauche de lentille monté sur ladite plate-forme (20); un soussystème de capteur destiné à détecter la force dudit polissoir (22) ou de ladite ébauche; et un dispositif de commande relié audit sous-système de capteur et ayant
la maîtrise des mouvements de ladite plate-forme mobile (20).
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