CH661463A5

CH661463A5 - Method and device for correcting a wire electrode during electrical discharge machining

Info

Publication number: CH661463A5
Application number: CH603984A
Authority: CH
Inventors: Bernard Bommeli
Original assignee: Charmilles Technologies
Priority date: 1984-12-19
Filing date: 1984-12-19
Publication date: 1987-07-31

Description

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

REVENDICATIONS
1. Procédé pour redresser un fil-électrode défilant et tendu entre deux guides sur une machine pour découper par électroérosion une piéce-électrode au moyen de ce fil, caractérisé en ce qu'on utilise à cet effet un champ magnétique induit par un courant électrique circulant extérieurement à ce fil.

2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un circuit électrique auxiliaire ayant une trajectoire de courant extérieure au fil pour produire à l'endroit du fil un champ magnétique orientable sensiblement perpendiculaire au fil, ainsi que des moyens pour commander l'orientation, dans un plan perpendiculaire au fil, de ce champ en fonction de la géométrie de la découpe.

3. Dispositif selon la revendication 2 comportant deux têtes de guidage entre lesqueiles passe le fil, caractérisé en ce qu'il comporte deux frotteurs en contact avec la pièce, disposés chacun sur une des têtes de guidage du fil à proximité du fil pour faire passer à travers la pièce un courant électrique parallèle au fil (Fig. 2 et 3).

4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque frotteur est monté sur sa tête de guidage par l'intermédiaire d'un plateau rotatif et en ce qu'il comporte deux servocommandes pour contrôler respectivement la position angulaire de chacun de ces plateaux (Fig. 2).

5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque frotteur comporte plusieurs parties électriquement indépendantes en contact avec la pièce et des moyens de commutation pour faire passer le courant du circuit auxiliaire par l'une ou l'autre des parties de chaque frotteur selon l'orientation prise par une trajectoire de découpe (Fig. 3).

6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il"com- porte plusieurs électroaimants disposés sur les côtés de la pièce et alimentés chacun par un circuit auxiliaire, et des moyens de commutation pour alimenter sélectivement ces électro aimants en rapport avec la direction de la découpe (Fig. 4).

Une des principales causes des défauts d'usinage dans la découpe par électroérosion d'une pièce au moyen d'un fil est due à la déviation de l'axe du fil par rapport à l'axe de ses guides. La cause de cette déviation est que le fil prend une position qui correspond à un équilibre entre des forces transversales répulsives dues aux décharges, des forces transversales attractives d'origines électrostatique et électromagnétique, et une force de rappel due à la traction exercée sur le fil.

Pour éliminer ce défaut, une méthode décrite dans le brevet DE 2502288 consiste à déplacer cette position d'équilibre jusqu'à une position où le fil est aligné avec ses guides par une sollicitation électrique du fil indépendante de l'usinage, par exemple en faisant parcourir le fil par un courant auxiliaire dont l'effet est de créer une force attractive supplérnentaire de manière à remplacer la force de rappel. La force attractive est due à un champ-miroir induit dans la pièce par le courant auxiliaire. Cette méthode qui permet effectivement de redresser le fil présente les inconvénients suivants:
- Le passage d'un courant auxiliaire à travers le fil provoque une surcharge thermique qui a pour conséquence de limiter le courant utile d'usinage, et par conséquent la vitesse de découpe.

- L'effet de redressement du fil n'existe que pour des pièces en matière magnétique et disparaît pour des pièces non magnétiques.

La force attractive créée par le courant de compensation est dirigée dans la direction de la découpe et non dans la direction oblique dans laquelle le fil est repoussé dans les parties à forte courbure de la trajectoire.

Le but de l'invention est d'éliminer ces trois inconvénients. A cet effet, I'invention est définie comme il est dit aux revendications 1 et 2.

Lorsqu'on applique l'invention, le premier défaut n'existe plus puisque le champ magnétique transversal de compensation est produit par un circuit dont le courant ne parcourt pas le fil. De plus,
L'effet de ce champ magnétique sur le fil existe indépendamment de la perméabilité magnétique de la pièce, ce qui élimine le second défaut de la méthode connue. Enfin, ce champ magnétique indépendant peut être orienté dans une direction différente de celle de la découpe, ce qui permet d'éviter le troisième défaut et d'augmenter la précision de l'usinage dans les parties à forte courbure de la trajectoire.

L'invention sera maintenant illustrée plus en détail par la description de plusieurs formes d'exécution et à l'aide du dessin, dans lequel
la figure 1 est une coupe schématique perpendidulaire au fil et montrant les forces agissant sur celui-ci,
la figure 2 est une représentation schématique d'une première forme d'exécution,
la figure 3 est une représentation schématique d'une seconde forme d'exécution, et
la figure 4 est une représentation schématique d'une troisième forme d'exécution.

La figure 1 montre la direction FA de la force attractive créée par la méthode connue qui ne s'oppose pas exactement à la force répulsive FR dans les parties de la trajectoire présentant une forte courbure. Par contre, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de produire un champ magnétique H qui crée une force F'A exactement alignée avec FR, ce qui permet d'éviter toute déviation latérale du fil.

La figure 2 montre schématiquement une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Dans cette figure, la pièce 1 maintenue par un étau 9 est découpée au moyen d'un fil 2 tendu entre les têtes de guidage 3 et 4. Chaque tête de guidage 3,4 du fil comporte un plateau rotatif 5, 6 supportant un doigt 7, 8 faisant contact avec une surface de la pièce. On peut ainsi créer un champ magnétique en faisant passer entre les deux doigts un courant auxiliaire IA parallèle au courant d'usinage Iu, ce qui a pour effet d'attirer le fil vers la pièce. Ce courant auxiliaire est induit par une source 10. La direction dans laquelle est attiré le fil dépend de la position des doigts 7, 8 par rapport au fil et peut donc être modifiée à loisir en déplaçant les doigts autour du fil par rotation des plateaux 5, 6.

Le circuit électrique dans lequel circule le courant IA est indépendant du circuit d'usinage traversé par le courant pulsé Iu produit par une source 11 et un générateur d'impulsions 12. Les déplacements angulaires des plateaux 5, 6 sont réalisés par des moteurs 13, 14 placés sous la dépendance d'une unité de commande numérique 15, et agissant sur les plateaux par l'intermédiaire d'engrenages 18, 19. L'unité de commande 15 peut également commander une résistance motorisée variable 20 servant à régler l'intensité du courant auxiliaire et donc du champ magnétique. Cette unité sert aussi de manière connue à déplacer la pièce 1 par rapport au fil 2 pour réaliser la découpe selon une forme prédéterminée. L'orientation et la vitesse de ces déplacements sont contrôlées par un circuit de réglage non représenté sur la figure 2.

La figure 3, dans laquelle les pièces analogues à celles de la figure
1 portent les mêmes signes de référence, montre une seconde forme d'exécution du dispositif, dans laquelle chaque frotteur se compose de plusieurs parties 30a, 30b, 30c ..., 31a, 31b, 31c ..., isolées les unes des autres et disposées autour du fil 2 de manière à former un frotteur annulaire supérieur et un frotteur annulaire inférieur. Chacune de ces parties isolées est connectée électriquement à un sélecteur 32, 33 dont le curseur 34, 35, qui est relié à une source de courant 10, est entraîné par un moteur 38.

Ce moteur est commandé par une unité 15 de commande de l'avance de l'usinage de façon que la partie isolée de chaque frotteur se trouvant devant le fil soit toujours celle qui sera alimentée en courant, de manière à attirer le fil vers la face frontale de l'étincelage et à compenser ainsi les forces répulsives dues aux échanges. Comme dans la réalisation précédente, la source 10 alimentant le circuit auxiliaire est indépendante de la source (non re

présentée à la figure 3) servant à l'étincelage, et une résistance motorisée variable 20 commandée par l'unité 15 peut servir à régler l'intensité du courant auxiliaire.

Incidemment, les chambres circulaires constituées par les frotteurs annulaires peuvent aussi servir de canalisation pour faciliter l'injection d'un fluide d'usinage dans la fente d'étincelage.

La figure 4 montre une troisième forme d'exécution du dispositif utilisable en particulier pour la découpe de matériaux non ferromagnétiques, dans laquelle le champ magnétique perpendiculaire au fil est produit par deux paires d'électroaimants se faisant face sur des côtés opposés de la pièce à découper. Chaque électroaimant est composé d'une bobine 41-44 et d'un noyau 45-48 agencés de manière que le champ magnétique résultant de leur action combinée puisse avoir une orientation quelconque dans le plan parallèle au dessin. Un sélecteur de courant 40 commande l'alimentation des bobines de manière à obtenir l'orientation désirée. Ce sélecteur luimême est commandé par une unité de commande numérique (non représentée à la figure 4) analogue à celle des réalisations décrites précédemment.

Comme dans ces dernières, une source du courant 10 et une résistance variable 20 sont prévues pour régler l'intensité du champ magnétique de manière que le fil à découper prenne une forme sensiblement rectiligne.

Claims

REVENDICATIONS 1. Procédé pour redresser un fil-électrode défilant et tendu entre deux guides sur une machine pour découper par électroérosion une piéce-électrode au moyen de ce fil, caractérisé en ce qu'on utilise à cet effet un champ magnétique induit par un courant électrique circulant extérieurement à ce fil.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte au moins un circuit électrique auxiliaire ayant une trajectoire de courant extérieure au fil pour produire à l'endroit du fil un champ magnétique orientable sensiblement perpendiculaire au fil, ainsi que des moyens pour commander l'orientation, dans un plan perpendiculaire au fil, de ce champ en fonction de la géométrie de la découpe.
3. Dispositif selon la revendication 2 comportant deux têtes de guidage entre lesqueiles passe le fil, caractérisé en ce qu'il comporte deux frotteurs en contact avec la pièce, disposés chacun sur une des têtes de guidage du fil à proximité du fil pour faire passer à travers la pièce un courant électrique parallèle au fil (Fig. 2 et 3).
4. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque frotteur est monté sur sa tête de guidage par l'intermédiaire d'un plateau rotatif et en ce qu'il comporte deux servocommandes pour contrôler respectivement la position angulaire de chacun de ces plateaux (Fig. 2).
5. Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que chaque frotteur comporte plusieurs parties électriquement indépendantes en contact avec la pièce et des moyens de commutation pour faire passer le courant du circuit auxiliaire par l'une ou l'autre des parties de chaque frotteur selon l'orientation prise par une trajectoire de découpe (Fig. 3).
6. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il"com- porte plusieurs électroaimants disposés sur les côtés de la pièce et alimentés chacun par un circuit auxiliaire, et des moyens de commutation pour alimenter sélectivement ces électro aimants en rapport avec la direction de la découpe (Fig. 4).

Une des principales causes des défauts d'usinage dans la découpe par électroérosion d'une pièce au moyen d'un fil est due à la déviation de l'axe du fil par rapport à l'axe de ses guides. La cause de cette déviation est que le fil prend une position qui correspond à un équilibre entre des forces transversales répulsives dues aux décharges, des forces transversales attractives d'origines électrostatique et électromagnétique, et une force de rappel due à la traction exercée sur le fil.

Pour éliminer ce défaut, une méthode décrite dans le brevet DE 2502288 consiste à déplacer cette position d'équilibre jusqu'à une position où le fil est aligné avec ses guides par une sollicitation électrique du fil indépendante de l'usinage, par exemple en faisant parcourir le fil par un courant auxiliaire dont l'effet est de créer une force attractive supplérnentaire de manière à remplacer la force de rappel. La force attractive est due à un champ-miroir induit dans la pièce par le courant auxiliaire. Cette méthode qui permet effectivement de redresser le fil présente les inconvénients suivants: - Le passage d'un courant auxiliaire à travers le fil provoque une surcharge thermique qui a pour conséquence de limiter le courant utile d'usinage, et par conséquent la vitesse de découpe.

- L'effet de redressement du fil n'existe que pour des pièces en matière magnétique et disparaît pour des pièces non magnétiques.

La force attractive créée par le courant de compensation est dirigée dans la direction de la découpe et non dans la direction oblique dans laquelle le fil est repoussé dans les parties à forte courbure de la trajectoire.

Le but de l'invention est d'éliminer ces trois inconvénients. A cet effet, I'invention est définie comme il est dit aux revendications 1 et 2.

Lorsqu'on applique l'invention, le premier défaut n'existe plus puisque le champ magnétique transversal de compensation est produit par un circuit dont le courant ne parcourt pas le fil. De plus, L'effet de ce champ magnétique sur le fil existe indépendamment de la perméabilité magnétique de la pièce, ce qui élimine le second défaut de la méthode connue. Enfin, ce champ magnétique indépendant peut être orienté dans une direction différente de celle de la découpe, ce qui permet d'éviter le troisième défaut et d'augmenter la précision de l'usinage dans les parties à forte courbure de la trajectoire.

L'invention sera maintenant illustrée plus en détail par la description de plusieurs formes d'exécution et à l'aide du dessin, dans lequel la figure 1 est une coupe schématique perpendidulaire au fil et montrant les forces agissant sur celui-ci, la figure 2 est une représentation schématique d'une première forme d'exécution, la figure 3 est une représentation schématique d'une seconde forme d'exécution, et la figure 4 est une représentation schématique d'une troisième forme d'exécution.

La figure 1 montre la direction FA de la force attractive créée par la méthode connue qui ne s'oppose pas exactement à la force répulsive FR dans les parties de la trajectoire présentant une forte courbure. Par contre, le procédé et le dispositif selon l'invention permettent de produire un champ magnétique H qui crée une force F'A exactement alignée avec FR, ce qui permet d'éviter toute déviation latérale du fil.

La figure 2 montre schématiquement une première forme de réalisation d'un dispositif selon l'invention. Dans cette figure, la pièce 1 maintenue par un étau 9 est découpée au moyen d'un fil 2 tendu entre les têtes de guidage 3 et 4. Chaque tête de guidage 3,4 du fil comporte un plateau rotatif 5, 6 supportant un doigt 7, 8 faisant contact avec une surface de la pièce. On peut ainsi créer un champ magnétique en faisant passer entre les deux doigts un courant auxiliaire IA parallèle au courant d'usinage Iu, ce qui a pour effet d'attirer le fil vers la pièce. Ce courant auxiliaire est induit par une source 10. La direction dans laquelle est attiré le fil dépend de la position des doigts 7, 8 par rapport au fil et peut donc être modifiée à loisir en déplaçant les doigts autour du fil par rotation des plateaux 5, 6.

Le circuit électrique dans lequel circule le courant IA est indépendant du circuit d'usinage traversé par le courant pulsé Iu produit par une source 11 et un générateur d'impulsions 12. Les déplacements angulaires des plateaux 5, 6 sont réalisés par des moteurs 13, 14 placés sous la dépendance d'une unité de commande numérique 15, et agissant sur les plateaux par l'intermédiaire d'engrenages 18, 19. L'unité de commande 15 peut également commander une résistance motorisée variable 20 servant à régler l'intensité du courant auxiliaire et donc du champ magnétique. Cette unité sert aussi de manière connue à déplacer la pièce 1 par rapport au fil 2 pour réaliser la découpe selon une forme prédéterminée. L'orientation et la vitesse de ces déplacements sont contrôlées par un circuit de réglage non représenté sur la figure 2.

La figure 3, dans laquelle les pièces analogues à celles de la figure 1 portent les mêmes signes de référence, montre une seconde forme d'exécution du dispositif, dans laquelle chaque frotteur se compose de plusieurs parties 30a, 30b, 30c ..., 31a, 31b, 31c ..., isolées les unes des autres et disposées autour du fil 2 de manière à former un frotteur annulaire supérieur et un frotteur annulaire inférieur. Chacune de ces parties isolées est connectée électriquement à un sélecteur 32, 33 dont le curseur 34, 35, qui est relié à une source de courant 10, est entraîné par un moteur 38.

Ce moteur est commandé par une unité 15 de commande de l'avance de l'usinage de façon que la partie isolée de chaque frotteur se trouvant devant le fil soit toujours celle qui sera alimentée en courant, de manière à attirer le fil vers la face frontale de l'étincelage et à compenser ainsi les forces répulsives dues aux échanges. Comme dans la réalisation précédente, la source 10 alimentant le circuit auxiliaire est indépendante de la source (non re **ATTENTION** fin du champ CLMS peut contenir debut de DESC **.