CH644290A5 - Pulse generator for electrical discharge machining - Google Patents

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CH644290A5
CH644290A5 CH552081A CH552081A CH644290A5 CH 644290 A5 CH644290 A5 CH 644290A5 CH 552081 A CH552081 A CH 552081A CH 552081 A CH552081 A CH 552081A CH 644290 A5 CH644290 A5 CH 644290A5
Authority
CH
Switzerland
Prior art keywords
current
phase
ignition
generator
voltage
Prior art date
Application number
CH552081A
Other languages
French (fr)
Inventor
Jean-Paul Briffod
Roland Martin
Original Assignee
Charmilles Sa Ateliers
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Charmilles Sa Ateliers filed Critical Charmilles Sa Ateliers
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Publication of CH644290A5 publication Critical patent/CH644290A5/en

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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train

Abstract

The cycle of the discharges applied between the workpiece electrode and the wire electrode of a machine for cutting using erosive discharges includes a first phase (TD) during which a striking (sparkover) voltage is applied, preferably progressively, between the electrodes until striking (sparkover) of a low-level discharge (IO), a second phase (TA) during which a source of current (Ip) and of high voltage is turned on for a first short-duration time interval, the current level of each discharge being determined in relation to the length of the first phase (TD), and a third phase (TB) during the which the discharge current is interrupted for a second time interval. This discharge cycle enables the machining current to be increased without causing breakage of the wire. <IMAGE>

Description

       

  
 

**ATTENTION** debut du champ DESC peut contenir fin de CLMS **.

 



  REVENDICATIONS
 1. Générateur d'impulsions pour machine à découper par décharges électriques érosives une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil comportant une source de basse puissance (10) pour l'amor çage des décharges, une source de courant de puissance élevée (30) pour fournir le courant d'usinage, et un circuit de synchronisation et de surveillance (40) pour enclencher la source d'amorçage dans une première phase, pour détecter l'amorçage d'une décharge et enclencher la source de puissance élevée dans une seconde phase et pour déclencher la source de puissance dans une troisième phase,

   caractérisé en ce qu'il comporte une unité de réglage (20) coopérant avec la source d'amorçage (10) et le circuit de synchronisation et de surveillance (40) pour contrôler le courant fourni par la source de puissance (30) de manière à donner au niveau du courant de chaque décharge au cours de la seconde phase une valeur qui varie selon une fonction croissante de la durée de la première phase, tout en maintenant constante la durée de la décharge d'usinage.



   2. Générateur selon la revendication 1, comportant des moyens pour augmenter progressivement la tension d'amorçage au cours de la première phase, et au moins deux comparateurs (22) associés à un circuit logique (23, 24), pour déterminer un palier de tension dans lequel se produit l'amorçage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (25) pour faire correspondre au niveau de ce palier un niveau déterminé du courant fourni par la source de puissance (30).



   3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de puissance (30) comporte un générateur de courant fournissant un courant d'impulsion minimal lorsque la durée de la seconde phase est nulle.



   4. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de synchronisation (40) comporte une base de temps (42) empêchant l'enclenchement de la source de puissance élevée (30) avant un intervalle de temps déterminé à partir de l'instant où la tension d'amorçage est appliquée entre les électrodes.



   5. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de réglage (20) comporte un circuit (26) pour calculer la valeur intégrée dans le temps de la tension d'amorçage appliquée entre les électrodes au cours de la première phase.



   L'invention concerne un générateur pour machine à découper par décharges électriques érosives une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil comportant une source de basse puissance pour l'amorçage des décharges, une source de courant de puissance élevée pour fournir le courant d'usinage, et un circuit de synchronisation et de surveillance pour enclencher la source d'amorçage dans une première phase, pour détecter l'amorçage d'une décharge et enclencher la source de puissance élevée dans une seconde phase et pour déclencher la source de puissance dans une troisième phase. Cette méthode connue est décrite dans le brevet US No 2979639.



   Il est bien connu que, pour découper une pièce avec un rendement érosif élevé, il est nécessaire d'appliquer entre le fil et la pièce des impulsions de courant d'amplitude élevée et de courte durée, donc des impulsions à fronts raides. Ces impulsions à fronts raides sont difficiles à obtenir, étant donné la présence inévitable d'une self de ligne entre le générateur et la zone d'usinage.



   Une solution, décrite dans la demande de brevet DE-AS
No 2810473, consiste à réduire le self de ligne en plaçant un générateur d'impulsions sous la forme d'un condensateur à proximité immédiate de la zone d'usinage sur   l'un    des bras-supports des guides du fil. Cette méthode a l'avantage d'appliquer progressivement la tension d'amorçage entre le fil et la pièce et de diminuer le niveau de courant des décharges dans le même sens que le niveau de la tension d'amorçage, mais nécessite la présence d'une batterie de condensateur très encombrante sur   l'un    des bras-supports du fil ainsi qu'un frotteur faisant contact avec la pièce à usiner, avec les inconvénients inhérents à un contact mobile immergé dans un fluide d'usinage.



   Le procédé faisant l'objet de l'invention a pour but de réunir les avantages de la méthode précitée sans avoir à en subir les inconvénients; il est caractérisé en ce qu'il comporte une unité de réglage coopérant avec la source d'amorçage et le circuit de synchronisation et de surveillance pour contrôler le courant fourni par la source de puissance de manière à donner au niveau du courant de chaque décharge au cours de la seconde phase une valeur qui varie selon une fonction croissante de la durée de la première phase, tout en maintenant constante la durée de la décharge d'usinage. Ainsi, I'énergie de chaque décharge varie dans le même sens que la durée de l'amorçage de cette décharge.



   Ce générateur présente, en plus,   I'avantage    de pouvoir choisir la loi de variation du niveau de courant en fonction du délai d'amor çage qui donne les meilleurs résultats. Par exemple, on constate qu'il est avantageux de donner aux impulsions de courant un niveau minimal déterminé lors d'un délai d'amorçage nul. On a également observé qu'il était avantageux, dans certains cas, de temporiser l'enclenchement de la source de courant.



   Les dessins annexés montrent à titre d'exemples des formes d'exécution d'un générateur fonctionnant selon l'invention.



   La fig. 1 montre la forme des impulsions de tension fournies par le générateur (fig.   Ic)    et la forme des impulsions de tension et de courant appliquées entre les électrodes (fig. la; lb).



   La fig. 2 représente le schéma d'un générateur produisant des impulsions selon la fig. 1.



   La fig. 3 montre l'allure de fonctions selon lesquelles le courant d'impulsion d'une décharge varie en rapport avec le délai d'amor çage de cette décharge.



   La fig. 1 montre des diagrammes illustrant l'invention; elle montre en fonction du temps l'allure de la tension U entre le fil et la pièce (fig. la) et, simultanément, I'allure du courant I de décharge (fig. lb). On voit une mise bout à bout de cycles de durées variables   T1,    T2, T3 et T4. Chaque cycle se décompose en trois phases:
 1. Sous l'effet d'un premier générateur, la tension monte selon un horaire prédéterminé, par exemple la charge exponentielle d'un condensateur. Au bout d'un délai d'amorçage de durée aléatoire
TD, une décharge éclate soudainement et un courant de décharge s'établit d'abord à une valeur   Io    imposée par le premier générateur.



   2. En réponse à la détection dudit amorçage, on enclenche un deuxième générateur plus puissant que le premier. Toutefois, à cause du temps de commutation relativement lent des semi-conducteurs de puissance qui peut être de l'ordre de 0,1 à 0,5 us, il apparaît un retard minimal, visible sur les impulsions Nos 1 à 3, avant que le courant de décharge ne s'établisse à une nouvelle valeur   Ip.    Un caractère essentiel de l'invention est de rendre cette valeur de pointe   Ip    fonction croissante du délai d'amorçage TD mesuré au cours de la première phase. La fig. lb montre quatre impulsions de courant de plus en plus faibles en réponse à des délais d'amorçage de plus en plus courts. La durée des impulsions a été préréglé à une valeur constante TA de quelques microsecondes. Une attention particulière doit être donnée à l'impulsion No 4.

  Du fait que la tension au début de la première phase monte selon une rampe, il est nécessaire d'introduire un délai entre le début de la rampe et le moment à partir duquel on observe la tension ou le courant, pour décider s'il y a amorçage ou non. Ce délai d'observation et de décision est appelé
TR et il entre enjeu pour les délais d'amorçage TD plus courts que
TR. De cette manière, le délai qui s'écoule entre le début de la première phase et l'enclenchement de l'impulsion de puissance TA n'est jamais inférieur à la valeur limite TR.

 

   3. Pendant cette phase de durée prédéterminée TB, aucun courant n'est fourni par le ou les générateurs.



   La fig. le montre l'allure de la tension aux bornes du générateur d'impulsions. Pendant la durée de l'amorçage (première phase) la tension E est pratiquement la même que celle appliquée entre les électrodes. Au cours de la deuxième phase, après l'amorçage d'une décharge à faible courant, la tension E monte brusquement à une  



   valeur Epl beaucoup plus élevée que la tension d'amorçage, de ma
 nière à vaincre l'effet de la self de ligne et à produire une impulsion
 de courant à front raide. Une tension inverse Ep2 est produite à la
 fin de l'impulsion de courant pour obtenir le même front raide pen
 dant l'extinction de l'impulsion. On peut constater que la durée de
 l'impulsion de courant est constante et n'a aucune relation avec le
 niveau variable du courant.



   La fig. 2 représente une forme d'exécution d'un générateur réa
 lisé selon l'invention.



   Au début de la première phase (ou premier mode de fonctionne
 ment), une unité de synchronisation 40 enclenche le générateur
 d'amorçage 10 au moyen d'un signal envoyé par la ligne 100. Ce signal a pour effet de faire passer le transistor 13 de l'état conducteur
 à l'état bloqué, et la capacité 12, qui est montée en parallèle avec le
 transistor, commence immédiatement à se charger sous l'effet de la source   E1.    La constante de temps est réglée par exemple par la résis
 tance variable 11. La montée en tension selon une loi exponentielle est transmise à un transistor 14 (du type FET) qui, à son tour, impose une montée en tension de même allure au fil-électrode 1 grâce à une ligne 101; I'électrode-pièce 2 et toutes les masses sont connectées à une ligne commune 102.

  Comme la valeur de saturation de cette tension influence la vitesse d'usinage, on prévoit un réglage à la valeur optimale grâce à une batterie 16 de diodes Zener. Au bout d'un délai d'amorçage de durée aléatoire TD, une décharge éclate soudainement et un courant limité par la résistance variable 15 s'établit immédiatement à une première valeur   Io.   



   Durant cette première phase, une unité 20 de réglage de courant de pointe Ip observe la montée en tension au moyen d'une batterie de comparateurs 22A, 22B, ..., 22N avec des niveaux de référence réglés par les potentiomètres 21A, 21B, ...,   21N.    Au furet à mesure de la montée en tension, les sorties de ces comparateurs passent de l'état haut à l'état bas et ces signaux sont transmis à des bascules RS (RS latches) formées par les portes NON-ET (NAND) 23A,   23B    23N et 24A,   24B      ...,   24N. Ces bascules, armées par le signal TB en provenance de l'unité 40 par la ligne 104, mémorisent les niveaux de tension atteints par le fil-électrode au cours de la première phase, de manière qu'ils soient disponibles au cours de la deuxième phase où la tension de décharge s'établit aux environs de 25 V.

  Les niveaux mémorisés sont transmis aux premières entrées des portes ET (AND) 25A, 25B, ..., 25N; les deuxièmes entrées de ces portes sont maintenues basses au cours de la première phase grâce au signal TA amené par la ligne 103 sous le contrôle de l'unité 40 de synchronisation.



   Pour les cas où il y a un avantage à moduler le courant Ip en fonction du délai TD alors que la tension a atteint sa valeur de saturation ou plateau, on prévoit un intégrateur 26 avec un commutateur; de cette manière, le système à niveaux peut encore fonctionner dans le plateau de tension. Bien entendu, il faut prévoir une remise à zéro de cet intégrateur après chaque impulsion; elle se fait au moyen du signal TB amené par la ligne 100.



   Grâce à la ligne 101, cette même unité 40 surveille la tension sur l'électrode-fil et, en réponse à la détection de l'amorçage, elle fait passer la ligne 103 de l'état bas à l'état haut.



   Ce changement d'état marque le début de la deuxième phase (ou deuxième mode de fonctionnement), car il a pour effet de débloquer un certain nombre de portes parmi 25A, 25B, ..., 25N; les sorties de ces portes sont connectées aux préamplificateurs (drivers) 31A, 31B,   ..., 31N, qui eux-mêmes commandent les transistors de commutation    32A, 32B, ..., 32N du générateur de puissance 30. Chaque commutation de transistor détermine un certain courant, grâce à la source de tension E2 et aux résistances de limitation de courant 33A, 33B,   ....   



  33N. Le nombre de transistors enclenchés est le nombre mis en mémoire des comparateurs de l'unité 20 qui avaient leurs sorties hautes au moment de l'amorçage; en d'autres termes, ce nombre est une mesure de la tension atteinte à l'amorçage, ainsi que du délai d'amorçage grâce au fait que la tension monte selon un horaire imposé. En définitive, la deuxième phase est caractérisée par l'enclenchement d'une impulsion de courant dont la valeur de pointe Ip est
 une fonction du délai d'amorçage mesuré au cours de la première
 phase.



   Cette impulsion de puissance dure un temps TA imposé par l'unité 40 qui, en fin de TA, bloque les transistors en faisant passer la ligne 103 de l'état haut à l'état bas. Simultanément, un ordre est donné, par la ligne 100, au générateur d'amorçage 10 de courtcircuiter la capacité 12 de pilotage de la tension. Cet événement marque le début de la troisième phase de durée TB où chacun des générateurs est au repos.



   En fin de TB, le cycle à 3 phases qui vient d'être décrit recommence.



   On relève à nouveau un détail important déjà signalé à propos de la fig. 2. Des limitations propres aux transistors de puissance du générateur 30 font que le courant ne suit l'enclenchement qu'après un retard de 0,1 à 0,5   ps,    alors qu'un faible courant de quelques ampères circule déjà, grâce au générateur d'amorçage 10 qui maintient une décharge sous environ 25 V. Ce délai fait que la source E2 du générateur n'applique jamais sa pleine tension au gap (espace entre l'électrode-fil 1 et l'électrode-pièce); de cette manière on peut adopter une tension modérée inférieure à 200 V pour le générateur d'amorçage 10 et une tension à vide E2 de 400 V par exemple pour le générateur de puissance 30.

  Cela veut dire qu'on combine les avantages de l'amorçage à basse tension tout en utilisant une haute tension pour faire monter le courant très rapidement, et obtenir ainsi les impulsions courtes et intenses favorables au découpage à fil. En pratique, l'avantage est que l'inductance parasite   I1    qui s'oppose à la montée rapide du courant est moins critique qu'auparavant et que   l'on    peut désormais tolérer des câbles relativement longs entre le générateur et le gap, avec l'avantage d'une grande commodité d'emploi sans rien sacrifier des performances élevées en matière de vitesse d'usinage.



   La fig. 2 montre aussi le fonctionnement de l'unité de synchronisation 40. Elle comprend un multivibrateur monostable 41 qui fixe le temps TB, un autre monostable 42 qui fixe TR, un comparateur 43 qui surveille la tension sur la ligne 101 pour détecter l'amorçage, un potentiomètre 44 qui fixe le niveau déterminant l'amorçage, une porte OU (OR) 45 et enfin un monostable quifixe TA. Les entrées et sorties de ces trois monostables sont agencées de manière à former un cycle TD-TA-TB très semblable à celui décrit dans le brevet DE   No    1565225 ou US   No    3916138. Parce que la tension ne peut pas s'établir au début du TD, il est nécessaire de prévoir un délai TR avant d'observer cette tension et de décider s'il y a amorçage ou non; ainsi, dans le cas d'un délai d'amorçage nul il s'établit un cycle
TR-TA-TB.

  En d'autres termes, un délai minimal TR est toujours respecté entre le début de la première phase et le début de la deuxième phase.



   Le générateur de courant 30 pourrait être réalisé en dissipant beaucoup moins d'énergie, par exemple selon   l'un    des schémas décrits dans le brevet US No 3832510. Dans ce cas, les résistances 33 de la fig. 2 sont supprimées et remplacées par un circuit avec lequel on maintient entre des limites déterminées le niveau du courant circulant dans une self. La haute tension Ep de la fig.   Ic    dépend alors de la pente des variations du courant aux bornes de cette self.

 

   La fig. 3 montre, à titre d'exemple, l'allure de deux fonctions selon lesquelles le courant de décharge   î    varie en rapport avec le délai d'amorçage Td de cette décharge.



   La courbe I montre une fonction continue à partir d'une valeur minimale   lo    et la courbe   II    concerne une fonction discontinue à deux paliers, chaque palier correspondant à une limite déterminée du délai d'amorçage ou à une valeur déterminée de la tension d'amorçage. 



  
 

** ATTENTION ** start of the DESC field may contain end of CLMS **.

 



  CLAIMS
 1. Pulse generator for a machine for cutting by erosive electrical discharges a workpiece electrode by means of a wire electrode comprising a low power source (10) for initiating discharges, a high power current source (30) for supplying the machining current, and a synchronization and monitoring circuit (40) for switching on the ignition source in a first phase, for detecting the ignition of a discharge and switching on the high power source in a second phase and to trigger the power source in a third phase,

   characterized in that it comprises an adjustment unit (20) cooperating with the ignition source (10) and the synchronization and monitoring circuit (40) to control the current supplied by the power source (30) so giving the current level of each discharge during the second phase a value which varies according to an increasing function of the duration of the first phase, while keeping the duration of the machining discharge constant.



   2. Generator according to claim 1, comprising means for gradually increasing the ignition voltage during the first phase, and at least two comparators (22) associated with a logic circuit (23, 24), to determine a level of voltage in which the ignition occurs, characterized in that it comprises means (25) for making correspond to the level of this bearing a determined level of the current supplied by the power source (30).



   3. Generator according to claim 1, characterized in that the power source (30) comprises a current generator providing a minimum pulse current when the duration of the second phase is zero.



   4. Generator according to claim 1, characterized in that the synchronization circuit (40) comprises a time base (42) preventing the switching on of the high power source (30) before a time interval determined from l 'moment when the ignition voltage is applied between the electrodes.



   5. Generator according to claim 1, characterized in that the adjustment circuit (20) comprises a circuit (26) for calculating the integrated value over time of the ignition voltage applied between the electrodes during the first phase.



   The invention relates to a generator for a machine for cutting by electrical erosive discharges a workpiece electrode by means of a wire electrode comprising a low power source for initiating the discharges, a high power current source for supplying the current. machining, and a synchronization and monitoring circuit for switching on the ignition source in a first phase, for detecting the ignition of a discharge and switching on the high power source in a second phase and for triggering the ignition source power in a third phase. This known method is described in US Patent No. 2,979,639.



   It is well known that, to cut a part with a high erosive efficiency, it is necessary to apply between the wire and the part current pulses of high amplitude and of short duration, therefore pulses with stiff edges. These steep edge pulses are difficult to obtain, given the inevitable presence of a line choke between the generator and the machining area.



   A solution, described in the DE-AS patent application
No. 2810473, consists in reducing the line choke by placing a pulse generator in the form of a capacitor in the immediate vicinity of the machining area on one of the support arms of the wire guides. This method has the advantage of gradually applying the ignition voltage between the wire and the part and of decreasing the current level of the discharges in the same direction as the level of the ignition voltage, but requires the presence of a very bulky capacitor bank on one of the wire support arms as well as a wiper making contact with the workpiece, with the drawbacks inherent in a movable contact immersed in a machining fluid.



   The object of the process of the invention is to combine the advantages of the above method without having to suffer the disadvantages thereof; it is characterized in that it comprises an adjustment unit cooperating with the ignition source and the synchronization and monitoring circuit to control the current supplied by the power source so as to give the level of the current of each discharge to the during the second phase a value which varies according to an increasing function of the duration of the first phase, while keeping constant the duration of the machining discharge. Thus, the energy of each discharge varies in the same direction as the duration of the initiation of this discharge.



   This generator has, in addition, the advantage of being able to choose the law of variation of the current level as a function of the ignition delay which gives the best results. For example, it can be seen that it is advantageous to give the current pulses a minimum level determined during a zero ignition delay. It has also been observed that it is advantageous, in certain cases, to delay the switching on of the current source.



   The accompanying drawings show, by way of examples, embodiments of a generator operating according to the invention.



   Fig. 1 shows the shape of the voltage pulses supplied by the generator (fig. Ic) and the shape of the voltage and current pulses applied between the electrodes (fig. La; lb).



   Fig. 2 shows the diagram of a generator producing pulses according to FIG. 1.



   Fig. 3 shows the appearance of functions according to which the pulse current of a discharge varies in relation to the start time of this discharge.



   Fig. 1 shows diagrams illustrating the invention; as a function of time, it shows the shape of the voltage U between the wire and the workpiece (fig. la) and, simultaneously, the shape of the discharge current I (fig. lb). We see an end to end of cycles of variable duration T1, T2, T3 and T4. Each cycle is broken down into three phases:
 1. Under the effect of a first generator, the voltage rises according to a predetermined schedule, for example the exponential charge of a capacitor. After a random duration
TD, a discharge suddenly bursts and a discharge current is first established at a value Io imposed by the first generator.



   2. In response to the detection of said ignition, a second generator more powerful than the first is started. However, because of the relatively slow switching time of the power semiconductors which can be of the order of 0.1 to 0.5 us, there appears a minimal delay, visible on the pulses Nos 1 to 3, before the discharge current does not settle at a new value Ip. An essential feature of the invention is to make this peak value Ip an increasing function of the ignition delay TD measured during the first phase. Fig. lb shows four increasingly weak current pulses in response to increasingly short ignition delays. The pulse duration has been preset to a constant TA value of a few microseconds. Particular attention must be given to impulse No 4.

  Since the voltage at the start of the first phase rises along a ramp, it is necessary to introduce a delay between the start of the ramp and the moment from which the voltage or current is observed, to decide whether there is a priming or not. This observation and decision period is called
TR and it comes into play for TD boot times shorter than
TR. In this way, the delay which elapses between the start of the first phase and the activation of the power pulse TA is never less than the limit value TR.

 

   3. During this phase of predetermined duration TB, no current is supplied by the generator (s).



   Fig. shows the shape of the voltage across the pulse generator. During the duration of the priming (first phase) the voltage E is practically the same as that applied between the electrodes. During the second phase, after initiation of a low current discharge, the voltage E rises sharply to a



   Epl value much higher than the ignition voltage, from my
 to overcome the effect of the line choke and to generate an impulse
 of steep front current. A reverse voltage Ep2 is produced at the
 end of current pulse to get the same steep front pen
 during the extinction of the impulse. We can see that the duration of
 the current pulse is constant and has no relation to the
 variable current level.



   Fig. 2 shows an embodiment of a sheave generator
 read according to the invention.



   At the start of the first phase (or first mode of operation
 ment), a synchronization unit 40 switches on the generator
 starting 10 by means of a signal sent by the line 100. This signal has the effect of passing the transistor 13 from the conducting state
 in the blocked state, and the capacity 12, which is mounted in parallel with the
 transistor, immediately begins to charge under the effect of the source E1. The time constant is regulated for example by the resis
 variable voltage 11. The voltage increase according to an exponential law is transmitted to a transistor 14 (of the FET type) which, in turn, imposes a voltage increase of the same shape on the wire electrode 1 thanks to a line 101; The workpiece electrode 2 and all the grounds are connected to a common line 102.

  As the saturation value of this voltage influences the machining speed, provision is made for the optimum value by means of a battery 16 of Zener diodes. After an initiation delay of random duration TD, a discharge suddenly bursts and a current limited by the variable resistor 15 is immediately established at a first value Io.



   During this first phase, a unit 20 for adjusting the peak current Ip observes the rise in voltage by means of a battery of comparators 22A, 22B, ..., 22N with reference levels adjusted by the potentiometers 21A, 21B, ..., 21N. As the ferret increases in voltage, the outputs of these comparators go from high to low and these signals are transmitted to flip-flops RS (RS latches) formed by the NAND gates (NAND) 23A , 23B 23N and 24A, 24B ..., 24N. These flip-flops, armed by the signal TB coming from the unit 40 by the line 104, memorize the voltage levels reached by the wire electrode during the first phase, so that they are available during the second phase when the discharge voltage is around 25 V.

  The memorized levels are transmitted to the first inputs of AND gates (AND) 25A, 25B, ..., 25N; the second inputs of these doors are kept low during the first phase thanks to the signal TA brought by the line 103 under the control of the synchronization unit 40.



   For cases where there is an advantage in modulating the current Ip as a function of the delay TD when the voltage has reached its saturation or plateau value, an integrator 26 is provided with a switch; in this way, the level system can still operate in the tension stage. Of course, provision must be made for resetting this integrator to zero after each pulse; it is done by means of the signal TB brought by line 100.



   Thanks to the line 101, this same unit 40 monitors the voltage on the wire electrode and, in response to the detection of the ignition, it switches the line 103 from the low state to the high state.



   This change of state marks the start of the second phase (or second operating mode), because it has the effect of unlocking a certain number of doors among 25A, 25B, ..., 25N; the outputs of these gates are connected to the preamplifiers (drivers) 31A, 31B, ..., 31N, which themselves control the switching transistors 32A, 32B, ..., 32N of the power generator 30. Each transistor switching determines a certain current, thanks to the voltage source E2 and to the current limiting resistors 33A, 33B, ...



  33N. The number of transistors switched on is the number stored in the comparators of unit 20 which had their high outputs at the time of ignition; in other words, this number is a measure of the voltage reached at ignition, as well as the ignition delay thanks to the fact that the voltage rises according to an imposed schedule. Ultimately, the second phase is characterized by the activation of a current pulse whose peak value Ip is
 a function of the start delay measured during the first
 phase.



   This power pulse lasts a time TA imposed by the unit 40 which, at the end of TA, blocks the transistors by passing the line 103 from the high state to the low state. Simultaneously, an order is given, via line 100, to the ignition generator 10 to short-circuit the capacitor 12 for controlling the voltage. This event marks the start of the third phase of duration TB where each of the generators is at rest.



   At the end of TB, the 3-phase cycle which has just been described begins again.



   There is again an important detail already pointed out in connection with FIG. 2. Limitations specific to the power transistors of the generator 30 mean that the current does not follow the switching on until after a delay of 0.1 to 0.5 ps, while a low current of a few amps is already flowing, thanks to the ignition generator 10 which maintains a discharge at approximately 25 V. This delay means that the source E2 of the generator never applies its full voltage to the gap (space between the wire electrode 1 and the workpiece electrode); in this way it is possible to adopt a moderate voltage less than 200 V for the ignition generator 10 and an open circuit voltage E2 of 400 V for example for the power generator 30.

  This means that we combine the advantages of low voltage ignition while using high voltage to make the current rise very quickly, and thus obtain the short and intense pulses favorable to wire cutting. In practice, the advantage is that the parasitic inductance I1 which opposes the rapid rise in current is less critical than before and that we can now tolerate relatively long cables between the generator and the gap, with l advantage of great ease of use without sacrificing high performance in terms of machining speed.



   Fig. 2 also shows the operation of the synchronization unit 40. It includes a monostable multivibrator 41 which fixes the time TB, another monostable 42 which fixes TR, a comparator 43 which monitors the voltage on the line 101 to detect ignition, a potentiometer 44 which fixes the level determining the initiation, an OR gate (OR) 45 and finally a monostable quifixe TA. The inputs and outputs of these three monostables are arranged so as to form a TD-TA-TB cycle very similar to that described in patent DE No. 1565225 or US No. 3916138. Because the voltage cannot be established at the start of the TD, it is necessary to plan a delay TR before observing this tension and to decide if there is ignition or not; thus, in the case of a zero priming delay, a cycle is established
TR-TA-TB.

  In other words, a minimum delay TR is always respected between the start of the first phase and the start of the second phase.



   The current generator 30 could be produced by dissipating much less energy, for example according to one of the diagrams described in US Pat. No. 3,825,510. In this case, the resistors 33 of FIG. 2 are deleted and replaced by a circuit with which the level of current flowing in a choke is maintained between determined limits. The high voltage Ep of fig. Ic then depends on the slope of the variations of the current at the terminals of this inductor.

 

   Fig. 3 shows, by way of example, the appearance of two functions according to which the discharge current î varies in relation to the ignition delay Td of this discharge.



   Curve I shows a continuous function from a minimum value lo and curve II relates to a discontinuous function with two stages, each stage corresponding to a determined limit of the ignition delay or to a determined value of the ignition voltage .


    

Claims (4)

REVENDICATIONS 1. Générateur d'impulsions pour machine à découper par décharges électriques érosives une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil comportant une source de basse puissance (10) pour l'amor çage des décharges, une source de courant de puissance élevée (30) pour fournir le courant d'usinage, et un circuit de synchronisation et de surveillance (40) pour enclencher la source d'amorçage dans une première phase, pour détecter l'amorçage d'une décharge et enclencher la source de puissance élevée dans une seconde phase et pour déclencher la source de puissance dans une troisième phase, CLAIMS  1. Pulse generator for a machine for cutting by erosive electric discharges a workpiece electrode by means of a wire electrode comprising a low power source (10) for initiating discharges, a high power current source (30) for supplying the machining current, and a synchronization and monitoring circuit (40) for switching on the ignition source in a first phase, for detecting the ignition of a discharge and switching on the high power source in a second phase and to trigger the power source in a third phase, caractérisé en ce qu'il comporte une unité de réglage (20) coopérant avec la source d'amorçage (10) et le circuit de synchronisation et de surveillance (40) pour contrôler le courant fourni par la source de puissance (30) de manière à donner au niveau du courant de chaque décharge au cours de la seconde phase une valeur qui varie selon une fonction croissante de la durée de la première phase, tout en maintenant constante la durée de la décharge d'usinage.  characterized in that it comprises an adjustment unit (20) cooperating with the ignition source (10) and the synchronization and monitoring circuit (40) to control the current supplied by the power source (30) so giving the current level of each discharge during the second phase a value which varies according to an increasing function of the duration of the first phase, while keeping the duration of the machining discharge constant. 2. Générateur selon la revendication 1, comportant des moyens pour augmenter progressivement la tension d'amorçage au cours de la première phase, et au moins deux comparateurs (22) associés à un circuit logique (23, 24), pour déterminer un palier de tension dans lequel se produit l'amorçage, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens (25) pour faire correspondre au niveau de ce palier un niveau déterminé du courant fourni par la source de puissance (30).  2. Generator according to claim 1, comprising means for gradually increasing the ignition voltage during the first phase, and at least two comparators (22) associated with a logic circuit (23, 24), to determine a level of voltage in which ignition occurs, characterized in that it comprises means (25) for making the level of this level correspond to a determined level of the current supplied by the power source (30). 3. Pendant cette phase de durée prédéterminée TB, aucun courant n'est fourni par le ou les générateurs.  3. During this phase of predetermined duration TB, no current is supplied by the generator (s). La fig. le montre l'allure de la tension aux bornes du générateur d'impulsions. Pendant la durée de l'amorçage (première phase) la tension E est pratiquement la même que celle appliquée entre les électrodes. Au cours de la deuxième phase, après l'amorçage d'une décharge à faible courant, la tension E monte brusquement à une **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.  Fig. shows the shape of the voltage across the pulse generator. During the duration of the priming (first phase) the voltage E is practically the same as that applied between the electrodes. During the second phase, after initiation of a low current discharge, the voltage E rises sharply to a ** ATTENTION ** end of the CLMS field may contain start of DESC **. 3. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que la source de puissance (30) comporte un générateur de courant fournissant un courant d'impulsion minimal lorsque la durée de la seconde phase est nulle.  3. Generator according to claim 1, characterized in that the power source (30) comprises a current generator providing a minimum pulse current when the duration of the second phase is zero. 4. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de synchronisation (40) comporte une base de temps (42) empêchant l'enclenchement de la source de puissance élevée (30) avant un intervalle de temps déterminé à partir de l'instant où la tension d'amorçage est appliquée entre les électrodes.  4. Generator according to claim 1, characterized in that the synchronization circuit (40) comprises a time base (42) preventing the switching on of the high power source (30) before a time interval determined from l 'moment when the ignition voltage is applied between the electrodes. 5. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce que le circuit de réglage (20) comporte un circuit (26) pour calculer la valeur intégrée dans le temps de la tension d'amorçage appliquée entre les électrodes au cours de la première phase.  5. Generator according to claim 1, characterized in that the adjustment circuit (20) comprises a circuit (26) for calculating the integrated value over time of the ignition voltage applied between the electrodes during the first phase. L'invention concerne un générateur pour machine à découper par décharges électriques érosives une électrode-pièce au moyen d'une électrode-fil comportant une source de basse puissance pour l'amorçage des décharges, une source de courant de puissance élevée pour fournir le courant d'usinage, et un circuit de synchronisation et de surveillance pour enclencher la source d'amorçage dans une première phase, pour détecter l'amorçage d'une décharge et enclencher la source de puissance élevée dans une seconde phase et pour déclencher la source de puissance dans une troisième phase. Cette méthode connue est décrite dans le brevet US No 2979639.  The invention relates to a generator for a machine for cutting by electrical erosive discharges a workpiece electrode by means of a wire electrode comprising a low power source for initiating the discharges, a high power current source for supplying the current. machining, and a synchronization and monitoring circuit for switching on the ignition source in a first phase, for detecting the ignition of a discharge and switching on the high power source in a second phase and for triggering the ignition source power in a third phase. This known method is described in US Patent No. 2,979,639. Il est bien connu que, pour découper une pièce avec un rendement érosif élevé, il est nécessaire d'appliquer entre le fil et la pièce des impulsions de courant d'amplitude élevée et de courte durée, donc des impulsions à fronts raides. Ces impulsions à fronts raides sont difficiles à obtenir, étant donné la présence inévitable d'une self de ligne entre le générateur et la zone d'usinage.  It is well known that, to cut a part with a high erosive yield, it is necessary to apply between the wire and the part current pulses of high amplitude and of short duration, therefore pulses with steep edges. These steep edge pulses are difficult to obtain, given the inevitable presence of a line choke between the generator and the machining area. Une solution, décrite dans la demande de brevet DE-AS No 2810473, consiste à réduire le self de ligne en plaçant un générateur d'impulsions sous la forme d'un condensateur à proximité immédiate de la zone d'usinage sur l'un des bras-supports des guides du fil. Cette méthode a l'avantage d'appliquer progressivement la tension d'amorçage entre le fil et la pièce et de diminuer le niveau de courant des décharges dans le même sens que le niveau de la tension d'amorçage, mais nécessite la présence d'une batterie de condensateur très encombrante sur l'un des bras-supports du fil ainsi qu'un frotteur faisant contact avec la pièce à usiner, avec les inconvénients inhérents à un contact mobile immergé dans un fluide d'usinage.  A solution, described in the DE-AS patent application No. 2810473, consists in reducing the line choke by placing a pulse generator in the form of a capacitor in the immediate vicinity of the machining area on one of the support arms of the wire guides. This method has the advantage of gradually applying the ignition voltage between the wire and the part and of decreasing the current level of the discharges in the same direction as the level of the ignition voltage, but requires the presence of a very bulky capacitor bank on one of the wire support arms as well as a wiper making contact with the workpiece, with the drawbacks inherent in a movable contact immersed in a machining fluid. Le procédé faisant l'objet de l'invention a pour but de réunir les avantages de la méthode précitée sans avoir à en subir les inconvénients; il est caractérisé en ce qu'il comporte une unité de réglage coopérant avec la source d'amorçage et le circuit de synchronisation et de surveillance pour contrôler le courant fourni par la source de puissance de manière à donner au niveau du courant de chaque décharge au cours de la seconde phase une valeur qui varie selon une fonction croissante de la durée de la première phase, tout en maintenant constante la durée de la décharge d'usinage. Ainsi, I'énergie de chaque décharge varie dans le même sens que la durée de l'amorçage de cette décharge.  The object of the process of the invention is to combine the advantages of the above method without having to suffer the disadvantages thereof; it is characterized in that it comprises an adjustment unit cooperating with the ignition source and the synchronization and monitoring circuit to control the current supplied by the power source so as to give the level of the current of each discharge to the during the second phase a value which varies according to an increasing function of the duration of the first phase, while keeping constant the duration of the machining discharge. Thus, the energy of each discharge varies in the same direction as the duration of the initiation of this discharge. Ce générateur présente, en plus, I'avantage de pouvoir choisir la loi de variation du niveau de courant en fonction du délai d'amor çage qui donne les meilleurs résultats. Par exemple, on constate qu'il est avantageux de donner aux impulsions de courant un niveau minimal déterminé lors d'un délai d'amorçage nul. On a également observé qu'il était avantageux, dans certains cas, de temporiser l'enclenchement de la source de courant.  This generator has, in addition, the advantage of being able to choose the law of variation of the current level as a function of the ignition delay which gives the best results. For example, it can be seen that it is advantageous to give the current pulses a minimum level determined during a zero ignition delay. It has also been observed that it is advantageous, in certain cases, to delay the switching on of the current source. Les dessins annexés montrent à titre d'exemples des formes d'exécution d'un générateur fonctionnant selon l'invention.  The accompanying drawings show, by way of examples, embodiments of a generator operating according to the invention. La fig. 1 montre la forme des impulsions de tension fournies par le générateur (fig. Ic) et la forme des impulsions de tension et de courant appliquées entre les électrodes (fig. la; lb).  Fig. 1 shows the shape of the voltage pulses supplied by the generator (fig. Ic) and the shape of the voltage and current pulses applied between the electrodes (fig. La; lb). La fig. 2 représente le schéma d'un générateur produisant des impulsions selon la fig. 1.  Fig. 2 shows the diagram of a generator producing pulses according to FIG. 1. La fig. 3 montre l'allure de fonctions selon lesquelles le courant d'impulsion d'une décharge varie en rapport avec le délai d'amor çage de cette décharge.  Fig. 3 shows the appearance of functions according to which the pulse current of a discharge varies in relation to the start time of this discharge. La fig. 1 montre des diagrammes illustrant l'invention; elle montre en fonction du temps l'allure de la tension U entre le fil et la pièce (fig. la) et, simultanément, I'allure du courant I de décharge (fig. lb). On voit une mise bout à bout de cycles de durées variables T1, T2, T3 et T4. Chaque cycle se décompose en trois phases: 1. Sous l'effet d'un premier générateur, la tension monte selon un horaire prédéterminé, par exemple la charge exponentielle d'un condensateur. Au bout d'un délai d'amorçage de durée aléatoire TD, une décharge éclate soudainement et un courant de décharge s'établit d'abord à une valeur Io imposée par le premier générateur.  Fig. 1 shows diagrams illustrating the invention; as a function of time, it shows the shape of the voltage U between the wire and the workpiece (fig. la) and, simultaneously, the shape of the discharge current I (fig. lb). We see an end to end of cycles of variable duration T1, T2, T3 and T4. Each cycle is broken down into three phases:  1. Under the effect of a first generator, the voltage rises according to a predetermined schedule, for example the exponential charge of a capacitor. After a random duration TD, a discharge suddenly bursts and a discharge current is first established at a value Io imposed by the first generator. 2. En réponse à la détection dudit amorçage, on enclenche un deuxième générateur plus puissant que le premier. Toutefois, à cause du temps de commutation relativement lent des semi-conducteurs de puissance qui peut être de l'ordre de 0,1 à 0,5 us, il apparaît un retard minimal, visible sur les impulsions Nos 1 à 3, avant que le courant de décharge ne s'établisse à une nouvelle valeur Ip. Un caractère essentiel de l'invention est de rendre cette valeur de pointe Ip fonction croissante du délai d'amorçage TD mesuré au cours de la première phase. La fig. lb montre quatre impulsions de courant de plus en plus faibles en réponse à des délais d'amorçage de plus en plus courts. La durée des impulsions a été préréglé à une valeur constante TA de quelques microsecondes. Une attention particulière doit être donnée à l'impulsion No  2. In response to the detection of said ignition, a second generator more powerful than the first is started. However, because of the relatively slow switching time of the power semiconductors which can be of the order of 0.1 to 0.5 us, there appears a minimal delay, visible on the pulses Nos 1 to 3, before the discharge current does not settle at a new value Ip. An essential feature of the invention is to make this peak value Ip an increasing function of the ignition delay TD measured during the first phase. Fig. lb shows four increasingly weak current pulses in response to increasingly short ignition delays. The pulse duration has been preset to a constant TA value of a few microseconds. Particular attention should be given to impulse No 4. 4. Du fait que la tension au début de la première phase monte selon une rampe, il est nécessaire d'introduire un délai entre le début de la rampe et le moment à partir duquel on observe la tension ou le courant, pour décider s'il y a amorçage ou non. Ce délai d'observation et de décision est appelé TR et il entre enjeu pour les délais d'amorçage TD plus courts que TR. De cette manière, le délai qui s'écoule entre le début de la première phase et l'enclenchement de l'impulsion de puissance TA n'est jamais inférieur à la valeur limite TR. Since the voltage at the start of the first phase rises along a ramp, it is necessary to introduce a delay between the start of the ramp and the moment from which the voltage or current is observed, to decide whether there is a priming or not. This observation and decision period is called TR and it comes into play for TD boot times shorter than TR. In this way, the delay which elapses between the start of the first phase and the activation of the power pulse TA is never less than the limit value TR.  
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