CH659605A5

CH659605A5 - Machine d'electroerosion pour l'etincelage par fil et pour l'enfoncage.

Info

Publication number: CH659605A5
Application number: CH4342/84A
Authority: CH
Inventors: Michel Vuichard
Original assignee: Charmilles Technologies
Priority date: 1984-09-11
Filing date: 1984-09-11
Publication date: 1987-02-13
Also published as: US4725704A; DE3530783A1; JPS6171926A

Description

L'invention permet d'atteindre ce but. A cet effet, elle est définie comme il est dit à la revendication 1. Cela permet de réaliser les trois usinages en question en n'utilisant qu'un seul et même ensemble mécanique pour les translations et rotations nécessaires lors de ces usinages. Comme par ailleurs le dispositif utilisé pour commander l'usinage est aujourd'hui en général du genre micro-ordinateur, ce dispositif pourra également rester le même d'un usinage à l'autre, et seul son logiciel changera selon l'utilisation envisagée. D'où une importante économie par utilisation d'une machine unique ne comprenant qu'un seul ensemble mécanique et un seul dispositif de commande.

L'invention sera maintenant illustrée plus en détail par la description d'exemples de réalisation et à l'aide du dessin, dans lequel la figure 1 représente schématiquement un premier mode d'exécution, et la figure 2 représente schématiquement un second mode de réalisation de l'invention.

Dans la figure 1, le chiffre de référence 1 désigne un bac dans lequel a lieu l'électroérosion et qui peut être mû horizontalement dans deux directions orthogonales X (parallèlement à la feuille du dessin) et Y (orthogonalement à cette feuille) par rapport à un bâti 9 de la machine, au moyen d'une table croisée 2 sur laquelle repose le bac 1. Les mouvements selon les deux axes X et Y sont obtenus au moyen de moteurs 3 et 4 commandés par des circuits de commande électriques non représentés.

La pièce à usiner 5 est maintenue fixe en translation par rapport à la partie mobile de la table 2 au moyen d'un étau 6. Cet étau peut être orientable autour d'un axe Aj parallèle à la table, et ce par rapport à un premier support 11 lui-même immobile dans le bac, c'est-à-dire par rapport à la surface supérieure de la table 2. Un fil à découper 7 est tendu et défile entre deux guides 8 fixés à un second support (non représenté) solidaire du bâti 9 de la machine. Ce second support, qui porte les deux guides» peut être monté à rotation autour d'un axe A2 fixe par rapport au bâti, normal à l'axe Ai et parallèle à la table, afin d'obtenir le cas échéant toutes les inclinaisons relatives possibles entre le fil 7 et la pièce à découper. Les rotations autour des axes Aj et A2 ainsi que les translations selon les directions X et Y sont commandées de façon usuelle par des circuits électroniques (non représentés), et l'on voit que les parties décrites jusqu'ici permettent de découper de manière connue la pièce 5 par électroérosion au moyen du fil-électrode 7.

Une pince d'accouplement 13 immobile par rapport à la surface supérieure de la table 2 porte de façon amovible, par l'intermédiaire d'un organe complémentaire 20 avec lequel elle peut être verrouillée, un troisième support 14, sur lequel est fixé un outil d'enfonçage 15. Entre ces deux derniers éléments, il peut être prévu une tête orientable 16 qui permet la rotation par rapport au bâti de l'outil 15 autour d'un axe B, parallèle à l'axe A1. Dans la position représentée à la figure 1, c'est-à-dire quand le support 14 est fixé sur la pince d'accouplement 13, les translations selon les directions X et Y de la table 2 déplacent l'outil 15 par rapport au fil 7 et permettent donc de le

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découper au moyen de ce dernier. On peut ainsi former, totalement ou en partie, un outil par découpage au moyen d'un fil.

Un boîtier 17 est fixe par rapport au bâti et porte de façon mobile dans la direction Z normale à la surface de la table une seconde pince d'accouplement 18 qui peut venir s'accoupler avec un 5 organe complémentaire 19 du support 14. Dans la position représentée à la figure 1, un déplacement vers le bas en direction Z de la seconde pince 18 permettra à celle-ci d'engager l'organe 19. Après verrouillage de ces deux pièces et déverrouillage de la première pince 13, la seconde pince 18 peut être rétractée vers le haut pour dégager 10 le support 14 de la première pince, puis immobilisée par rapport au boîtier 17 et donc par rapport au bâti. A-ce moment, les mouvements de la table en direction X ou Y provoqueront des déplacements relatifs de l'outil 15 par rapport à la pièce 5, permettant ainsi un usinage par enfonçage de cette dernière au moyen de la même 15 table croisée 2 qui sert aussi au découpage de ladite pièce par le fil 7, ou encore au découpage de l'outil 15 par ce fil.

Il est évident que si l'usinage d'un outil de forme particulière ne peut se faire uniquement par découpage, il est possible de le façonner par enfonçage soit en laissant l'outil à façonner sur le support 14 20 et en fixant sur le support 11 un autre outil destiné à former le premier, soit en inversant les positions de ces deux outils. Il est aussi évident que toutes les translations et rotations mentionnées ici seront en général commandées par des circuits électriques ou électroniques et par un logiciel connus du genre habituellement utilisés à 25 cet effet et qu'il est par conséquent inutile de décrire ici.

La figure 2 montre schématiquement le principe d'une autre réalisation de l'invention selon laquelle les moyens pour rendre le support 14 de l'outil d'enfonçage 15 alternativement solidaire des deux autres supports diffère sensiblement de la réalisation de la 30 figure 1.

Pour autant qu'ils existent, les organes ayant une fonction analogue à ceux de la figure 1 sont identifiés par le même chiffre de référence et les remarques qui suivent se limitent à illustrer les différences essentielles entre les deux formes d'exécution. 35

Dans la réalisation de la figure 2, le troisième support porte-outil 14 est fixé à un coulisseau 22 mobile dans un boîtier 23 dans une direction perpendiculaire à celles du mécanisme à mouvements croisés de la table 2. Ce boîtier 23 est déplacé par rapport à une partie 24 du bâti de la machine au moyen de deux coulisseaux 25 et 40 26 constituant un second mécanisme à mouvements croisés dont les directions sont parallèles à celles du mécanisme de la table 2. Le support 14 est agencé de manière à pouvoir être accouplé à un organe complémentaire 27 de manière analogue à l'accouplement des pièces 13 et 20 de la figure 1. Par ailleurs, les déplacements du boîtier 23 peuvent être bloqués dans les deux directions par des dispositifs de freinage 28 et 29 lorsque le support 14 est désaccouplé pour permettre l'usinage de la pièce 5 par l'outil d'enfonçage 15. Dans le cas de l'usinage de l'outil 15 par le fil 7, le support 14 sera accouplé au bac 1 par l'intermédiaire de la pièce complémentaire 27 et les dispositifs de freinage 28 et 29 seront mis hors service pour permettre le contrôle des déplacements de l'outil 15 par l'action des moteurs 3 et 4. Dans ce cas, comme dans le cas précédent, la précision des usinages dépendra uniquement de la précision du mécanisme 2 à mouvements croisés. Pour obtenir tous les degrés de liberté désirables, cette variante comporte en outre les mêmes axes de rotation A^ A2 et B, que la variante de la figure 1.

On pourrait aussi contrôler les déplacements du boîtier 23 par des servomoteurs (non représentés) qui seraient commutés sur l'installation de commande numérique à la place des moteurs 3 et 4 lors de l'usinage de la pièce 5 par l'outil 15. Dans ce cas, l'organe d'accouplement 27 et l'organe correspondant sur le support 14 pourraient être supprimés.

On pourrait également contrôler par servomoteur le déplacement vertical du support 14 dans les installations des figure 1 et 2 de manière à ajouter une dimension à l'usinage de la pièce 5 par l'outil 15.

Dans les deux formes d'exécution représentées sur les figures, les guides 8 du fil sont fixés et le bac 1 supportant la pièce est déplacé dans deux directions. On pourrait aussi utiliser l'invention avec un autre dispositif, par exemple en déplaçant le fil et la pièce respectivement dans l'une et l'autre de ces directions ou en déplaçant uniquement le fil dans les deux directions.

L'inclinaison du fil par rapport à la pièce obtenue selon les axes Ajet A2 pourrait aussi être obtenue en déplaçant l'un des guides 8 du fil par rapport à l'autre.

D'autre part, la pince d'accouplement 18 de la figure 1 pourrait être solidaire d'un servomoteur (non représenté) prévu pour déplacer verticalement le guide supérieur 8 du fil 7, de manière à adapter la distance entre les deux guides 8 à la hauteur de la pièce 5. Ce servomoteur pourrait alors aussi être utilisé lors de l'usinage de la pièce 5 par l'outil 15 lorsque les organes 18 et 19 sont accouplés.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Machine d'électroérosion pour l'étincelage par fil et pour l'en-fonçage, comportant un premier support (11) pour la pièce (5) à usiner, un second support pour deux guides (8), ledit second support supportant un fil-électrode (7) qui défile entre ces guides (8), et un mécanisme relié à un dispositif de commande (3, 4) et muni de moyens d'entraînement pour effectuer des mouvements relatifs d'un support par rapport à l'autre dans un plan de découpe afin de découper la pièce (5) au moyen du fil (7), caractérisée par un troisième support (14) formant porte-outil et agencé pour effectuer sélectivement des mouvements relatifs par rapport à l'un ou à l'autre des deux supports.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que le troisième support (14) est agencé pour être immobilisé sélectivement soit avec le premier, soit avec le second support.

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REVENDICATIONS

3. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme est muni de moyens d'entraînement en rotation d'au moins un desdits supports autour d'un axe (At ou A2) parallèle au plan de découpe.

4. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le mécanisme est muni de moyens (17,18,19) d'entraînement rectiligne selon une direction (Z), perpendiculaire au plan de découpe du troisième support (14) par rapport à au moins l'un des deux autres supports.

5. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le troisième support (14) est relié au second support (24) par l'intermédiaire de deux coulisseaux (25, 26) permettant un libre déplacement du troisième support (14) par rapport au second (24) parallèlement au plan de découpe, ces coulisseaux étant munis de freins (28, 29), pouvant empêcher un tel déplacement, ainsi que par un ensemble d'accouplement (27) pour immobiliser le troisième support (14) par rapport au premier (11) afin qu'il suive les déplacements de ce dernier par rapport au second, lorsque les freins (28, 29) sont mis hors service.

6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le mécanisme comporte un dispositif à mouvements croisés (2) et que les coulisseaux (25, 26) sont agencés pour effectuer des translations parallèles aux axes (X, Y) de ce dispositif.

7. Machine selon l'une des revendications précédentes, caractérisée en ce que le dispositif de commande est à commande numérique et agencé pour commander successivement des phases d'électroérosion exigeant des déplacements relatifs d'un des supports par rapport à au moins l'un des deux autres, puis des déplacements relatifs de ces deux derniers l'un par rapport à l'autre.

Parmi les divers modes d'usinage par étincelage, le découpage au moyen d'un fil-électrode tend à prendre une place de plus en plus importante, comparée à celle de l'enfonçage au moyen d'un outil en forme. Ce décalage est principalement dû au fait que l'utilisation d'un fil qui défile procure à un prix modique un outil de découpage toujours identique, dont l'usure n'influe en aucune façon sur la précision de l'usinage. L'enfonçage, au contraire, requiert un outil cher et devant au surplus être périodiquement renouvelé ou rectifié, à cause de l'usure inévitable qu'il subit et qui réduit nécessairement la précision de l'usinage, quelles que soient les précautions prises. D'où une tendance à utiliser le découpage partout où cela est possible, ce qui implique évidemment une restriction des formes que l'on peut ainsi façonner. Or un grand nombre de formes à usiner pourraient être obtenues économiquement par un découpage par fil suivi d'un usinage complémentaire par enfonçage permettant de réaliser à certains endroits des contours particuliers, par exemple des formes en creux, ne pouvant être obtenus au moyen d'un fil. Comme les outils servant à l'enfonçage peuvent eux-mêmes souvent être fabriqués en utilisant un découpage par fil, un grand nombre d'usinages, y compris le façonnage des outils nécessaires, pourraient être entièrement réalisés au moyen de deux machines à érosion dont l'une est agencée pour le découpage par fil et sert tant à la fabrication des outils d'enfonçage requis qu'au découpage préliminaire des pièces au moyen d'un fil, tandis que l'autre est agencée pour l'électroérosion par enfonçage et sert à la finition des pièces prédécoupées sur la première machine au moyen d'outils également fabriqués sur cette première machine.

Or une des parties les plus chères d'une machine prévue pour un usinage de précision — que ce soit un découpage ou un enfonçage — est l'ensemble mécanique permettant des déplacements commandés et de haute précision du fil ou de l'outil par rapport à la pièce à usiner. Pour certaines applications, il serait donc utile de pouvoir utiliser le même ensemble mécanique pour les déplacements requis par les trois usinages mentionnés ci-dessus: fabrication des outils d'enfonçage, découpage préliminaire de la pièce et finition de cette pièce par enfonçage.