CH662525A5

CH662525A5 - Procede pour reguler les conditions d'etincelage sur une machine a eroder par decharges erosives et dispositif pour sa mise en oeuvre.

Info

Publication number: CH662525A5
Application number: CH4954/84A
Authority: CH
Inventors: Roland Martin
Original assignee: Charmilles Technologies
Priority date: 1984-10-16
Filing date: 1984-10-16
Publication date: 1987-10-15
Also published as: US4659893A; DE3536864A1; DE3536864C2; JPS6195827A; JPH0755408B2

Description

L'invention se rapporte à un procédé pour réguler les conditions d'usinage entre une pièce-électrode et un fil-électrode tendu entre deux guides sur une machine pour l'usinage par étincelage érosif de pièces-électrodes au moyen d'un tel fil.

Sur de telles machines, les mouvements relatifs de ces guides et de la pièce pour réaliser une découpe de forme déterminée sont en général commandés par une installation de commande numérique.

Dans l'état actuel de la technique, la vitesse de ces mouvements relatifs est réglée de manière à maintenir des conditions d'étincelage déterminées dans la zone d'usinage comprise entre ces électrodes.

Un des moyens classiques utilisés en électro érosion pour éviter une détérioration de l'étincelage, par exemple lors de courts-circuits, consiste à éloigner rapidement les électrodes l'une de l'autre. Ce mouvement de retrait peut, être effectué très rapidement en enfon-5 çage, étant donné la liaison rigide entre l'électrode et son servomécanisme. En revanche, dans une découpe par fil, cette liaison rigide n'existe plus du fait de la flexibilité du fil entre ses guides et des forces transversales exercées sur le fil pendant l'usinage. En effet, la position de l'axe du fil par rapport à l'alignement de ses guides io dépend d'un équilibre entre des forces répulsives dues aux décharges et des forces électro magnétiques et électrostatiques dues respectivement au courant et à la tension d'usinage, ainsi qu'à une force de rappel due à la traction exercée sur ce fil par les guides.

Lors d'un court-circuit, il n'y a plus de décharges érosives et les 15 forces répulsives disparaissent donc, en laissant subsister les forces attractives qui ont alors pour effet d'attirer le fil contre la pièce et par conséquent d'accentuer la tendance aux courts-circuits, créant ainsi une instabilité indésirable.

Le brevet CH 476 544 propose d'effectuer un retrait du fil par un 20 mouvement des guides du fil en marche arrière dès qu'un court-circuit s'est produit. Toutefois, pour éloigner effectivement le fil de la pièce, il faut que le recul des guides soit suffisant pour créer une force négative de rappel supérieure aux forces attractives. En conséquence, le retrait du fil n'est effectué qu'après un temps mort impor-25 tant qui compromet l'efficacité d'un retrait au moyen des guides et empêche d'obtenir ainsi une amélioration rapide des conditions d'étincelage.

Le brevet DE-2.502.288 propose pour améliorer l'alignement du fil entre ses guides d'augmenter les forces d'attraction exercées sur le 30 fil, en faisant passer un courant complémentaire dans le fil, en sus du courant nécessaire à l'étincelage. Toutefois, cela ne permet d'agir électromagnétiquement sur le fil que dans un seul sens, sans pouvoir inverser la direction de la force exercée sur le fil puisque cette force dépend d'un champ induit, dont l'orientation s'inverse en même 35 temps que le sens du courant auxiliaire. Une diminution du champ par diminution du courant auxiliaire ne provoquera un recul du fil, c'est-à-dire son éloignement du front d'usinage, que s'il existe encore des forces répulsives dues aux décharges érosives. En revanche, dans le cas d'un court-circuit total, il n'est plus possible d'éloigner le fil de 40 la pièce sans mouvoir les guides, ce qui — comme il a été dit plus haut — est lent.

L'invention a pour but d'éliminer ces inconvénients, et en particulier tout temps mort, par l'utilisation d'un procédé qui permet de réaliser un recul ultrarapide du fil en cas de court-circuit indépen-45 damment du mouvement des guides. Ce procédé est défini comme il est dit à la revendication 1.

L'invention permet de choisir le sens du champ magnétique en rapport avec le sens du passage du courant d'usinage dans le fil de manière à exercer sur ce fil soit une force répulsive en présence de 50 court-circuit, soit une force attractive si le fil est trop éloigné de la pièce. Ces corrections peuvent être obtenues par une action électromagnétique, donc très rapidement, avant tout mouvement des guides, ce qui permet d'assurer des conditions d'étincelage optimales.

55 L'invention sera maintenant illustrée plus en détail par la description d'une forme de réalisation et à l'aide du dessin dans lequel: la figure 1 est une coupe schématique à travers la zone d'usinage, perpendiculairement au fil, et la fig. 2 schématise une forme de réalisation d'un dispositif pour 60 la mise en œuvre du procédé.

La figure 1 montre les forces agissant sur le fil dans un plan qui lui est perpendiculaire lors de l'application du procédé selon l'invention. Le centre du fil 2 est désigné par C tandis que 3 désigne la paroi de la fente déjà découpée dans une pièce 1. Par rapport au front 65 d'usinage situé environ en 4, le fil 2 est soumis pendant l'usinage à des forces répulsives FR dues essentiellement aux décharges érosives et au gaz dégagé par celles-ci, ainsi qu'à des forces attractives FA électrostatiques dues à la tension d'usinage, électromagnétiques dues

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au courant, et mécanique due à la force de rappel résultant de la traction exercée sur le fil. Si l'on suppose que le courant circulant dans le fil est dirigé de bas en haut, perpendiculairement au plan de la figure, un champ magnétique de direction H! créé par un courant auxiliaire I dirigé de haut en bas à travers la pièce 3, à proximité du ; front d'usinage 4, exercera sur le fil une force Ft tendant à l'éloigner du front d'usinage 4. A l'inverse, un champ magnétique de direction opposée H2 dû à un courant auxiliaire —I (non montré au dessin)

dirigé de bas en haut exercera sur le fil une force F2 tendant à le rapprocher du front d'usinage. o

On voit donc qu'il suffit de régler la direction et l'intensité du courant parcourant le fil et qui, dans la réalisation préférée décrite ci-après, est formé uniquement par le courant d'usinage circulant unilatéralement dans le fil, ainsi que la direction et l'intensité d'un courant I traversant la pièce à proximité du front d'usinage pour 15 modifier l'équilibre des forces agissant sur le fil de façon à rapprocher celui-ci du front d'usinage ou à l'en éloigner.

La figure 2 montre un exemple de réalisation d'une installation pour la mise en œuvre du procédé selon l'invention pour commander des déplacements relatifs du fil et de la pièce. 20

Dans cette installation, les impulsions d'usinage sont produites par un circuit classique comprenant une source de courant 15 et un organe de commutation 16 commandé par un circuit oscillant 17. La pièce 1 est déplacée dans le plan de la découpe par un entraînement par tables croisées actionné par deux moteurs 11,12 pilotés par une 25 installation de commande numérique 24. Un champ magnétique transversal indépendant du courant traversant le fil est produit par le passage d'un courant à travers la pièce dans une direction parallèle à celle du fil dans la zone d'usinage. Ce courant auxiliaire est produit par un circuit indépendant comprenant une source de 30

courant 18 montée dans un pont de Wheatstone 19 ainsi que deux frotteurs rotatifs 20, 21 situés de chaque côté de la pièce à proximité de la zone d'usinage. Le sens du courant est déterminé par deux transistors 22, 23 placés dans les branches du pont. Les frotteurs rotatifs sont orientables autour d'un axe situé dans l'alignement des 35 guides 32, 33 qui supportent le fil. L'orientation des frotteurs autour de cet axe est régulée par la commande numérique 24, qui agit sur deux moteurs 30 et 31 de manière que le passage du courant à travers la pièce produise un champ magnétique perpendiculaire au fil. 40

La vitesse des déplacements relatifs de la pièce et des guides du fil est commandée par un circuit placé sous la dépendance des conditions d'usinage, par exemple l'écart entre la tension moyenne d'usinage détectée par un circuit 25 et une tension de consigne délivrée par un circuit de référence 26. Ces deux tensions sont comparées dans un comparateur 27 dont les signaux de sortie agissent sur l'installation de commande numérique 24. Toutefois, cette action ne sera déclenchée au moyen d'un circuit de réglage 28 qu'à partir d'une certaine valeur absolue de l'écart entre les deux tensions. En dessous de ce seuil, la vitesse de ces déplacements relatifs est maintenue constante par un circuit 29 et une correction rapide de la position du fil sera effectuée en modifiant le champ magnétique transversal. De préférence, la valeur de référence du champ magnétique qui correspond à un écart nul — et donc à une correction nulle — sera déterminée par le circuit 35 de manière à obtenir un alignement du fil avec ses guides. De cette façon, il n'est pas nécessaire d'inverser le champ magnétique pour inverser le sens de la correction, et il devient possible d'éloigner le fil du front d'usinage par simple diminution du champ magnétique au-dessous de cette valeur de référence.

Toutefois, on pourra aussi choisir une intensité nulle comme valeur de référence du champ magnétique et le faire intervenir (avec la polarité voulue) uniquement en cas de corrections d'anomalies dans l'étincelage. Cette solution est particulièrement intéressante lors de l'usinage de finition sur une surface préalablement découpée du fait que l'alignement du fil avec ses guides peut dans ce cas être obtenu sans faire intervenir de champ magnétique auxiliaire.

La vitesse d'avance de l'usinage, pour des conditions normales d'étincelage, qui est fixée par le circuit 29 à une valeur qui dépend de la hauteur de la pièce, du couple d'électrodes et des caractéristiques du générateur d'impulsions de manière à maintenir la densité de courant d'usinage à un niveau constant, ce qui est très important pour obtenir un rendement d'étincelage optimal.

On peut aussi asservir en permanence la vitesse d'avance aux conditions d'étincelage en réduisant la largeur du seuil du circuit 28 à zéro et ne faire intervenir une correction par action du champ magnétique transversal qu'en cas d'anomalies d'usinage, ce qui assure une correction extrêmement rapide lors de telles anomalies (comme des courts-circuits) et qui est très efficace pour augmenter le rendement d'usinage.

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1 feuille dessins

Claims

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1. Procédé pour réguler les conditions d'étincelage sur une machine pour découper par décharges érosives une pièce-électrode au moyen d'un fil-électrode tendu entre deux guides, dans lequel on adapte la vitesse des déplacements relatifs de la pièce et des guides du fil aux autres conditions d'étincelage, caractérisé en ce qu'on produit dans la zone d'étincelage comprise entre les électrodes un champ magnétique auxiliaire sensiblement perpendiculaire au fil et qu'on varie le sens et l'intensité de ce champ en réponse aux conditions d'usinage de manière à éloigner le fil de la pièce en cas de court-circuit et à le rapprocher de cette pièce en cas de diminution de la fréquence des décharges.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on fait passer à travers la pièce, à proximité de la zone d'étincelage, un courant électrique auxiliaire sensiblement parallèle au fil.

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REVENDICATIONS

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que ladite variation de l'intensité du champ magnétique comprend la variation de ce champ produite par l'inversion du sens du courant auxiliaire.

4. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on fait varier le courant auxiliaire en fonction de la valeur de certains paramètres d'usinage.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on maintient la vitesse des déplacements relatifs de la ' pièce et des guides du fil à une valeur déterminée tant que les variations des conditions d'usinage restent à l'intérieur d'une plage déterminée et en ce qu'on fait varier cette vitesse lorsque ces variations sortent de cette plage.

6. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, comportant une commande numérique des déplacements relatifs de la pièce et des guides du fil et des moyens pour produire dans la zone d'étincelage comprise entre le fil et la pièce un champ magnétique auxiliaire variable, sensiblement perpendiculaire au fil, caractérisé par un circuit de réglage pour varier l'intensité et le sens de ce champ en réponse à l'écart entre une grandeur caractéristique des conditions d'étincelage et une grandeur de référence.

7. Dispositif selon la revendication 6, dans lequel les moyens pour produire le champ magnétique auxiliaire consistent en des moyens pour faire passer dans une partie de la pièce proche de la zone d'étincelage un courant auxiliaire variable sensiblement parallèle au fil.

8. Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte un second circuit de réglage pour maintenir la vitesse des déplacements relatifs de la pièce et des guides du fil à une valeur déterminée tant que les variations des conditions d'usinage restent à l'intérieur d'une plage déterminée, et pour faire varier cette vitesse lorsque ces variations sortent de cette plage.

9. Dispositif selon l'une des revendications 6 à 8, caractérisé par des pièces de contact orientables autour d'un axe sensiblement identique à celui du fil et agencées pour contacter le dessus et le dessous de la pièce à usiner à proximité de la zone d'usinage afin de faire passer le courant auxiliaire à travers la pièce, et par un circuit de commande pour orienter les pièces de contact de manière à les placer sensiblement à l'opposé du front d'usinage, par rapport au fil.