CH685235A5 - Méthode de réparation automatique de fils métalliques cassés pour des dispositifs d'usinage par décharges électriques à fil métallique. - Google Patents
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Description
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Description
Cette invention concerne une méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique d'un dispositif d'usinage par décharges électriques.
Il est bien connu, que les dispositifs d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique permettent d'usiner facilement et avec précision des pièces en matériaux électriquement conducteurs en réalisant des formes compliquées, quelle que soit la dureté des pièces. Toutefois, l'électrode en fil métallique des dispositifs d'usinage par décharges électriques est mince, généralement de l'ordre de 0,03 mm à 0,3 mm de diamètre et elle se consomme par les décharges durant l'usinage par décharges électriques. Ainsi, l'électrode en fil métallique peut être cassée par la tension qui lui est appliquée pendant l'usinage par décharges électriques, ce qui peut interrompre l'usinage. Ainsi, le brevet japonais publié (Kokoku) N° 63-28 731 par exemple, propose une méthode de réparation automatique de l'électrode en fil métallique des dispositifs d'usinage par décharges électriques.
La fig. 10 est une vue en coupe d'un dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique, où l'électrode en fil métallique est réparée conformément à la méthode conventionnelle et la fig. 11 est une représentation schématique en perspective montrant la trajectoire de l'électrode en fil métallique, durant la réparation de l'électrode en fil métallique conformément à la méthode de réparation conventionnelle. Lorsque l'électrode en fil métallique 3 est cassée, le dispositif de commande numérique 8 commande les dispositifs d'entraînement suivant la direction des axes X- et Y- (non représenté) pour transférer la pièce 1 via une table d'usinage XY (non représentée) de manière à ce que l'électrode en fil métallique 3 soit déplacée depuis l'emplacement de cassure du fil métallique 11 vers la position d'usinage de départ 12. Lorsque l'électrode en fil métallique 3 est dans la position d'usinage de départ 12, une nouvelle longueur d'électrode en fil métallique 3 est amenée depuis le côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique jusqu'au côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique, pendant que le jet d'eau 7 est projeté depuis l'orifice sur le côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 arrivant du mécanisme d'acheminement de l'électrode en fil métallique du côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique est forcée par le jet d'eau 7 de passer dans le trou de départ de l'usinage 2 et le guide de réception du fil métallique pour être enroulée sur un mécanisme de réception du fil métallique ou recueillie dans un récipient. L'électrode en fil métallique 3 est ainsi tendue et prête pour l'usinage par décharges électriques.
Ensuite, l'électrode en fil métallique 3 est déplacée par rapport à la pièce 1 suivant la trajectoire d'usinage 13 dans la rainure usinée 14 et elle retourne à la position de cassure du fil métallique 11. Ensuite, la source d'alimentation en courant d'usinage 15 est mise en service pour fournir l'énergie de décharge et l'opération d'usinage par décharges électriques de la pièce 1 reprend. Cette opération de réparation automatique de l'électrode cassée en fil métallique peut se répéter un grand nombre de fois lorsque le dispositif de commande numérique 8 est réglé à cet effet. Généralement toutefois, une limite supérieure prédéterminée est fixée pour que la réparation automatique de l'électrode cassée en fil métallique se répète jusqu'à cette limite supérieure prédéterminée.
Le dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique ci-dessus peut donc fonctionner d'une manière automatique. Cependant, la méthode de réparation conventionnelle a un inconvénient. En l'occurrence, il arrive souvent que le nombre d'opérations de réparation de l'électrode en fil métallique atteigne la limite supérieure prédéterminée et que l'intervention d'un opérateur humain devienne nécessaire.
L'électrode en fil métallique 3 se déplace dans la rainure étroite usinée 14 dont la largeur est supérieure seulement par environ 0,02 mm à 0,08 mm au diamètre de l'électrode en fil métallique 3. La largeur g de la rainure usinée 14 peut toutefois devenir inférieure au diamètre d de l'électrode en fil métallique 3 le long de la trajectoire 13, comme indiqué sur la fig. 11, par suite de la déformation de la pièce 1 occasionnée par le relâchement des contraintes internes ou de la déviation propre à l'usinage par décharges électriques de la rainure usinée par rapport au contour théorique aux coins de la trajectoire d'usinage. Lorsque ceci se produit, l'électrode en fil métallique 3 tendue à nouveau ne peut plus passer dans l'interstice étroit g de la rainure usinée 14 et peut casser à nouveau avant d'atteindre la position de cassure du fil métallique 11. Dans ces conditions, le fil métallique cassé est détecté immédiatement à la position de cassure du fil 11 à la reprise de l'usinage. Les opérations de réparation du fil métallique sont alors répétées uniquement pour que le fil casse à nouveau dans l'interstice étroit g jusqu'à ce que le nombre d'opérations de réparation atteigne la limite supérieure prédéterminée.
Lorsque le nombre d'opérations de réparation atteint la limite prédéterminée, les opérations de réparation ne sont plus répétées. L'usinage est alors arrêté, laissant une partie de la trajectoire prévue non usinée. Également, lorsque le dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique est utilisé avec un programme pour usiner une pluralité de formes (trajectoires) sur la pièce 1, et que la forme suivante est prête, le programme d'usinage passe à l'usinage de la forme suivante, en laissant une partie de la trajectoire interrompue non usinée.
Lorsque l'usinage automatique est terminé en laissant une partie de la trajectoire prévue non usinée, un opérateur humain doit passer l'électrode en fil métallique 3 par la rainure usinée 14 et le côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique à la position de cassure du fil 11 et après avoir tendu l'électrode 3, recommencer l'usinage par décharges électriques en alimentant en liquide de tra5
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Lorsqu'un programme d'usinage d'une pluralité de formes est terminé en laissant une partie de la trajectoire interrompue non usinée, l'opérateur doit déplacer le dispositif pour que l'électrode en fil métallique 3 soit déplacée vers le point d'interruption sans usiner la pièce 1. Lorsque l'électrode en fil métallique atteint la position de cassure du fil 11 ou qu'elle est amenée en un point juste en avant de la position de cassure du fil 11 suivant la trajectoire d'usinage, l'opérateur arrête d'abord le dispositif et ensuite démarre à nouveau l'usinage par décharges électriques après avoir amené et tendu l'électrode en fil métallique, et effectué les opérations de démarrage nécessaires, comme décrit ci-dessus. Cette opération prend du temps et elle est contraignante pour l'opérateur.
Comme l'électrode en fil métallique 3 ne peut pas être déplacée suivant la trajectoire d'usinage 13 dans la rainure d'usinage 14 et que les opérations automatiques de réparation échouent autant de fois qu'elles sont tentées, l'intervention d'un opérateur humain devient nécessaire. Ainsi, dans la méthode de réparation conventionnelle, l'usinage automatique pendant une durée de temps prolongée ne peut pas se faire sans des interruptions et des interventions de l'opérateur.
En outre, lorsque la pièce 1 avec une partie non usinée est laissée pendant une certaine durée de temps, de la rouille se forme dans la rainure usinée 14, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 tend à se casser plus souvent qu'auparavant, après la reprise de l'usinage par l'opérateur. A ce moment, la largeur de l'interstice de décharge dépasse la valeur visée obtenue auparavant à cause des opérations répétées de démarrage et la pièce 1 devient défectueuse.
Un autre inconvénient de la méthode conventionnelle de réparation du fil métallique est qu'elle prend du temps, même lorsque le dispositif fonctionne automatiquement sans l'intervention de l'opérateur. En l'occurrence, lorsque l'électrode en fil métallique 3 est déplacée suivant la rainure usinée 14, la déviation en position (généralement appelée affaissement de l'électrode en fil métallique) augmente à mesure que la vitesse de l'électrode en fil métallique 3 augmente. Ainsi, lorsque l'électrode en fil métallique 3 est déplacée à vitesse élevée, la trajectoire réelle de l'électrode en fil métallique 3 dévie considérablement de la trajectoire visée, de sorte que le mouvement de l'électrode en fil métallique 3 est interrompu par la surface de la rainure usinée 14 aux coins de celle-ci et le fil métallique 3 se casse. Ainsi, la vitesse de mouvement de l'électrode en fil métallique 3 est généralement limitée à en-dessous de 100 mm par minute. Lorsque la longueur de la trajectoire d'usinage atteint plusieurs milliers de millimètres, chaque opération de réparation nécessite plusieurs dizaines de minutes. Dans ce cas, la méthode conventionnelle de réparation des fils métalliques est donc extrêmement inefficace.
Un objet de cette invention est donc de fournir une méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique d'un dispositif d'usinage par décharges électriques où une électrode cassée en fil métallique peut être réparée automatiquement et rapidement avec un haut degré de fiabilité, même lorsque la rainure d'usinage a un interstice rétréci dans lequel l'électrode en fil métallique ne peut pas se déplacer.
L'objet ci-dessus est atteint conformément au principe de cette invention par une méthode de réparation qui comprend les étapes consistant:
à arrêter une opération d'usinage par décharges électriques à la détection d'une cassure de l'électrode en fil métallique,
à acheminer l'électrode en fil métallique depuis le côté d'alimentation d'une unité de guidage du fil métallique vers le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique du dispositif d'usinage par décharges électriques, en une position de cassure de l'électrode en fil métallique, à acheminer l'électrode en fil métallique pour l'insérer par une rainure usinée d'une pièce à usiner près d'un front d'usinage, à tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique,
à mettre en service la source de courant d'usinage et à reprendre l'usinage par décharges électriques.
De préférence, l'étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique ci-dessus comprend les étapes consistant à:
(a) déterminer si oui ou non l'électrode en fil métallique entre en contact avec la pièce à usiner durant un temps au cours duquel l'électrode en fil métallique est acheminée vers la pièce sur une distance prédéterminée depuis le début de l'acheminement,
(b) lorsqu'il est trouvé que l'électrode en fil métallique n'arrive pas en contact avec la pièce dans l'étape (a), continuer à acheminer l'électrode en fil métallique pour tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique,
(c) si l'électrode en fil métallique entre en contact avec la pièce à usiner, arrêter l'acheminement de l'électrode en fil métallique à la détection du contact de l'électrode en fil métallique avec la pièce à l'étape (a), de sorte que l'électrode en fil métallique est arrêtée avec un degré prédéterminé de déviation,
(d) après l'étape (c), déplacer l'électrode en fil métallique par rapport à la pièce dans un domaine prédéterminé, pour insérer une extrémité inférieure de l'électrode en fil métallique dans la rainure usinée, amenant ainsi l'électrode en fil métallique hors de contact avec la pièce, et
(e) après l'étape (d) et la détection de ce que l'électrode en fil métallique est hors de contact avec la pièce, continuer à acheminer l'électrode en fil métallique pour tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique.
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Il est en outre préférable qu'un liquide fourni sur le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique soit aspiré vers le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique par la rainure usinée de la pièce durant ladite étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique, de sorte que l'électrode en fil métallique est tendue par un flux de liquide dans la rainure usinée de la pièce.
En outre, l'électrode en fil métallique est déplacée de préférence d'une distance prédéterminée dans une direction opposée à la direction d'usinage suivant une trajectoire d'usinage avant ladite étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique.
Les traits que l'on pense être caractéristiques de cette invention sont donnés plus particulièrement dans les revendications en annexe. Quant à la structure et la méthode de fonctionnement proprement dites de l'invention, elles seront le mieux comprises grâce à la description détaillée qui suit, prise en combinaison avec les dessins en annexe, dans lesquels:
la fig. 1 est une vue en coupe d'un dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique, dont l'électrode en fil métallique est réparée conformément à cette invention,
les fig. 2a à 2d montrent le mouvement relatif de l'électrode en fil métallique par rapport à la pièce pour insérer l'extrémité de l'électrode en fil métallique dans la rainure usinée,
les fig. 3a à 3c montrent l'électrode en fil métallique n'arrivant pas à s'insérer dans la rainure usinée quand la déviation de l'électrode en fil métallique est trop importante,
les fig. 4a et 4b sont une représentation schématique en plan montrant les trajectoires préférées de l'électrode en fil métallique dans l'opération d'insertion,
la fig. 5 montre un modèle expérimental réalisé en un bloc de résine acrylique transparent pour visualiser le comportement de l'électrode en fil métallique et l'écoulement du jet d'eau durant l'opération d'insertion selon cette invention,
les fig. 6a et 6b montrent l'effet de correction par le jet d'eau de la position de l'électrode en fil métallique dans la rainure usinée de l'expérience de la fig. 5,
la fig. 7 montre l'opération d'insertion de l'électrode en fil métallique 3 dans laquelle l'électrode en fil métallique est insérée directement dans la rainure usinée sans venir en contact avec la surface supérieure de la pièce,
la fig. 8 montre une méthode modifiée d'insertion de l'électrode en fil métallique, dans laquelle on fournit le liquide d'usinage au lieu du jet d'eau,
les fig. 9a à 9d montrent l'effet de la réaction de la décharge sur l'électrode en fil métallique et la position d'insertion préférée de l'électrode en fil métallique après détection de la cassure de l'électrode en fil métallique,
la fig. 10 est une coupe transversale d'un dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique, dans laquelle l'électrode en fil métallique est réparée selon la méthode conventionnelle, et la fig. 11 est une vue schématique en perspective montrant la trajectoire de l'électrode en fil métallique durant la réparation de l'électrode en fil métallique conformément à la méthode de réparation conventionnelle.
Dans les dessins, les mêmes chiffres représentent des parties identiques ou correspondantes.
Les formes d'exécution préférées de cette invention sont décrites maintenant, en se reportant aux dessins en annexe.
La fig. 1 montre une coupe transversale d'un dispositif d'usinage par décharges électriques à électrode en fil métallique dont l'électrode en fil métallique est réparée conformément à cette invention. Sur la fig. 1, les mêmes chiffres de référence représentent les mêmes parties ou des parties correspondantes des fig. 10 et 11.
L'électrode en fil métallique 3 est guidée par une filière de guidage 20 vers le côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique. Un guide d'acheminement du fil métallique en forme de disque 21 monté sur le côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique supporte la filière 20 et l'électrode en fil métallique 3. Un élément d'alimentation en courant 22 est monté à l'intérieur de la partie cylindrique creuse du guide d'acheminement du fil métallique 21 qui s'étend vers le bas depuis le centre du guide d'acheminement du fil métallique en forme de disque 21. L'électrode en fil métallique 3 est soutenue aux deux extrémités de l'élément d'alimentation en courant 22 par la filière de guidage 20 en haut et par le bas de la partie cylindrique creuse du guide d'acheminement du fil métallique 21 en bas, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 est en contact étroit avec l'encoche formée sur l'élément d'alimentation en courant 22.
Le liquide d'usinage reçu depuis l'unité d'alimentation en liquide d'usinage (non représentée) est introduit dans la buse à jet 6 par l'intermédiaire d'un orifice d'entrée du liquide d'usinage 23. En outre, le liquide d'usinage fourni par les orifices d'entrée 24 et 25 du liquide d'usinage est introduit dans la buse à liquide d'usinage 26 durant l'usinage par décharges électriques.
Le côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique comprend une buse à liquide d'usinage 27 et un guide de réception 28 du fil métallique. L'orifice d'entrée 29 du liquide d'usinage fournit le liquide d'usinage à la buse à liquide d'usinage 27. Une pompe aspirante 30 est couplée avec l'intérieur de la buse à liquide d'usinage 27 par l'intermédiaire d'une pompe électromagnétique 31 et d'un orifice de sortie du liquide d'usinage 32, pour produire une aspiration et tirer le liquide d'usinage depuis l'intérieur de la buse à liquide d'usinage 27.
Le dispositif de commande numérique 8 comprend une unité de commande 40 qui comprend des mémoires, des agencements de portes, etc. L'unité de commande 40 comprend un moyen détecteur du contact de l'électrode 40a qui est décrit par exemple dans la publication de modèle d'utilité japonais (Kokai) N° 55-13 417. Une des bornes du moyen détecteur du contact de l'électrode 40a est couplée avec la pièce 1, l'autre borne du moyen
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détecteur du contact de l'électrode 40a étant couplée avec l'électrode en fil métallique 3 par l'intermédiaire du coté d'alimentation de l'unité de guidage 4 du fil métallique et à l'élément d'alimentation en courant 22.
L'opération de réparation du fil métallique est effectuée selon cette invention comme suit.
La cassure de l'électrode en fil métallique 3 est détectée par l'unité de commande 40. Par exemple, un moyen détecteur de cassure de l'électrode en fil métallique d'un type bien connu (non représenté) comprend un générateur d'impulsions (non représenté) qui est couplé par exemple à une poulie (non représentée) disposée sur le trajet de l'électrode en fil métallique 3 sur le côté d'alimentation avec le fil métallique. Le moyen détecteur de cassure du fil métallique compte le nombre d'impulsions produites par le générateur d'impulsions et compare le nombre d'impulsions avec une valeur de référence prédéterminée pour déterminer l'apparition d'une cassure de l'électrode en fil métallique. A la détection d'une cassure de l'électrode en fil métallique, le signal de fil métallique cassé est émis par le détecteur à l'unité de commande 40.
A ce moment, l'unité de commande 40 du dispositif de commande numérique 8 produit une commande pour couper l'électrode en fil métallique 3. En réponse, un mécanisme de coupure de l'électrode en fil métallique (non représenté) décrit par exemple dans le brevet japonais mis à la disposition du public pour consultation (Kokai) N° 60-805 228 coupe l'électrode en fil métallique 3 sur le côté d'alimentation, et enlève la portion coupée de l'électrode en fil métallique 3.
Ensuite, l'unité de commande 40 produit une commande pour l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3. En réponse, un mécanisme d'acheminement de l'électrode en fil métallique (non représenté) commence à amener l'électrode en fil métallique 3 vers la pièce 1. En même temps, le jet d'eau 7 d'environ 1 à 1,5 mm de diamètre est émis de la buse à jet 6, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 est amenée vers la pièce 1 en étant tenue par le jet d'eau 7.
Généralement, l'électrode en fil métallique 3 est conservée sur une bobine d'alimentation pendant une durée de temps importante et elle a donc tendance à être courbe. La tendance de l'électrode en fil métallique 3 à se courber peut également provenir de la déformation plastique durant l'étape de tréfilage ou encore de causes métallurgiques. Les forces de cisaillement du jet d'eau 7 agissant sur l'électrode en fil métallique 3 sont reçues sur toute la longueur de l'électrode en fil métallique 3, elles agissent sur l'électrode en fil métallique 3 dans la direction du jet de manière à corriger cette tendance de l'électrode en fil métallique 3 à se courber et elles amènent l'électrode en fil métallique 3 au centre du jet d'eau 7. Cependant, cette force corrective du jet d'eau 7 est insuffisante pour corriger la tendance de l'électrode en fil métallique 3 à se recourber dans sa partie terminale et l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 n'est donc pas nécessairement disposée au centre du jet d'eau 7. En conséquence, il est hautement probable que l'électrode en fil métallique 3, arrivant hors de la buse à liquide d'usinage 26, vienne en contact avec la surface supérieure de la pièce 1 et non pas exactement dans la rainure usinée 14. Ainsi, dans le cas où l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 ne passe pas à travers la rainure usinée 14 et vient en contact avec la surface supérieure de la pièce 1, une opération d'insertion de l'électrode en fil métallique 3 dans la rainure usinée 14 s'effectue comme suit.
D'abord, le moyen détecteur du contact de l'électrode en fil métallique 40a détecte l'apparition d'un contact de l'électrode en fil métallique 3 avec la pièce 1 et produit un signal de détection de contact. En réponse à celui-ci, l'unité de commande 40 arrête l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3.
La fig. 2a montre la situation d'arrêt de l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3. L'électrode en fil métallique 3 est déviée d'une valeur prédéterminée. La déviation de l'électrode en fil métallique 3 est obtenue intentionnellement en retardant l'émission de la commande d'arrêt de l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 par l'unité de commande 40 après la détection du contact ou par le temps de retard inhérent au circuit de détection du contact/émission de commande. La déviation de l'électrode en fil métallique 3 est nécessaire pour l'opération d'insertion. Selon des essais réalisés par les inventeurs, la distance de déviation est au mieux de 0,5 mm à 0,8 mm lorsque l'espacement entre le bas du guide d'acheminement du fil métallique 21 et la pièce 1 est de 8 mm.
Après l'arrêt de l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 comme représenté sur la fig. 2a, l'unité de commande 40 entraîne un des dispositifs (non représentés) d'entraînement (ou les deux) suivant l'axe des X et l'axe des Y, constituant le mécanisme d'entraînement de la table, pour déplacer la pièce 1 par l'intermédiaire de la table transversale X-Y (non représentée) et déplacer l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la pièce 1. Comme décrit précédemment, la fig. 2a montre l'électrode en fil métallique 3 dans l'état où son acheminement est arrêté avec son extrémité inférieure en contact avec la surface supérieure de la pièce 1 sur le coté droit de la rainure usinée 14. L'électrode en fil métallique 3 est déplacée vers la droite comme représenté sur la fig. 2b et ensuite vers la gauche comme représenté sur la fig. 2c, de sorte que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 se déplace vers la droite et ensuite vers la gauche sur la surface supérieure de la pièce 1. Ainsi, l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 tombe finalement dans la rainure usinée 14 comme représenté sur la fig. 2d. L'électrode en fil métallique 3 est également déplacée vers l'arrière et vers l'avant pour s'assurer de ce que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 tombe finalement dans la rainure usinée 14.
Ici, la déviation de l'électrode en fil métallique 3 doit rester à l'intérieur d'un domaine prédéterminé, car lorsque la déviation de l'électrode en fil métallique 3 est trop importante, l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 peut se trouver piégée dans un petit creux sur la surface supérieure de la pièce 1,
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comme représenté sur les fig. 3a à 3c, et lorsque la déviation est trop petite, la force pressant l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 contre la surface supérieure de la pièce 1 est trop faible, de sorte que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 sort facilement de son contact avec la surface supérieure de la pièce 1 et il devient alors difficile de déterminer si l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 est tombée ou non dans la rainure usinée 14.
En outre, le mouvement relatif de l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la rainure usinée 14 s'effectue de préférence dans un domaine prédéterminé, pour que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 qui est tombée dans la rainure usinée 14 ne sorte pas à nouveau de la rainure usinée 14 par la poursuite du mouvement relatif de l'électrode en fil métallique 3. Selon les essais réalisés par les inventeurs, le domaine préféré de mouvement relatif de l'électrode en fil métallique 3 par 30 rapport à la rainure usinée 14 après que l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 se soit arrêté, se situe entre environ 1 mm et 2 mm, lorsque l'espacement entre le guide d'acheminement du fil métallique 21 et la pièce 1 est de 8 mm. On préfère en outre, que l'électrode en fil métallique 3 se déplace par rapport à la pièce 1 dans une pluralité de directions, de manière à ce que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 tombe finalement dans la rainure usinée 14, quelle que soit la direction relative de l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la rainure usinée 14 où l'électrode en fil métallique 3 s'est arrêtée. Par exemple, comme représenté sur la fig. 4a, l'électrode en fil métallique 3 peut être déplacée depuis la position d'arrêt Po suivant la trajectoire Po — Pi — P5 — Po — P2 — Pô — Po — P3 — P7 - Po - P4 - P8 - Po, ou suivant la trajectoire en trèfle à quatre feuilles représentée sur la fig. 4b.
Lorsque l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 est insérée correctement dans la rainure usinée 14, l'électrode en fil métallique 3 sort de son contact avec la pièce 1. A la détection de l'électrode en fil métallique 3 sortant de son contact avec la pièce 1, le moyen détecteur du contact de l'électrode 40a produit un signal de non contact qui indique que l'électrode en fil métallique 3 a été insérée dans la rainure usinée 14.
En réponse à ce signal de non contact, l'unité de commande 40 arrête les dispositifs d'entraînement suivant les axes X et Y. Une fois l'insertion de l'électrode en fil métallique 3 terminée, l'électrode en fil métallique 3 est amenée vers le côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique. Il est toutefois à noter, que si l'électrode en fil métallique 3 est avancée sans aucune contrainte, l'électrode en fil métallique 3 ne descend pas nécessairement verticalement dans la rainure usinée 14, car l'électrode en fil métallique 3 a tendance à se courber comme décrit ci-dessus. Ainsi, l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 peut sortir hors du guide de réception 28 du fil métallique.
Ainsi, selon cette forme d'exécution, en même temps que reprend l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3, la pompe aspirante 30 est mise en route et la pompe électromagnétique 31 est ouverte, pour produire une aspiration dans la buse à liquide d'usinage 27. Comme l'extrémité supérieure ouverte de la buse à liquide d'usinage 27 est tout à fait proche de la surface inférieure de la pièce 1 (par exemple à 0,1 mm), l'intérieur de la buse à liquide d'usinage 27 est virtuellement fermée. Ainsi, l'aspiration produite dans la buse à liquide d'usinage 27 produit une aspiration dans la rainure usinée 14, de sorte que le jet d'eau 7 coulant dans la rainure usinée 14 est aspiré dans la buse à liquide d'usinage 27. Le débit du jet d'eau 7 ainsi produit force l'électrode en fil métallique 3 à se tendre vers le bas, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 est descendue verticalement jusqu'au guide de réception 28 du fil métallique à l'intérieur de la buse à liquide d'usinage 27.
L'art antérieur et par exemple le brevet japonais mis à la disposition du public pour consultation (Ko-kai) N° 57-21 232 décrit que l'extrémité de l'électrode en fil métallique peut être guidée dans un trou de démarrage de l'usinage d'un petit diamètre en aspirant l'électrode en fil métallique ensemble avec le liquide d'usinage dans une buse sur le côté inférieur de la pièce. Les inventeurs de la présente invention ont trouvé que l'aspiration ci-dessus est efficace pour contrôler la disposition de l'électrode en fil métallique lorsque l'électrode en fil métallique 3 avance dans la rainure usinée 14 au niveau de la position de cassure du fil.
La fig. 5 montre un modèle expérimental fait en un bloc transparent de résine acrylique pour visualiser le comportement de l'électrode en fil métallique et l'écoulement du jet d'eau durant l'opération d'insertion selon cette invention. L'essai a été conduit pendant que le jet d'eau était aspiré par la pompe aspirante 30. Comme représenté sur la fig. 5, où la rainure usinée 14 s'étend vers la droite sur la figure (dans la direction opposée à la direction d'usinage) le jet d'eau entre en collision avec la surface supérieure de la pièce 1 et une grande partie de celui-ci se répand vers les côtés de la rainure usinée 14 (vers la gauche et vers la droite sur la figure). Une partie du jet d'eau 7 s'écoule toutefois dans la rainure usinée 14 comme représenté par les flèches de la fig. 5. Près de la surface supérieure de la pièce 1, le jet d'eau 7 est dirigé en s'éloignant du front d'usinage (vers la droite sur la figure) car il est projeté sur une partie de la surface supérieure de la pièce 1 contenant la rainure usinée 14 et la partie solide de la pièce 1. Vers le centre de l'épaisseur de la pièce 1, le jet d'eau 7 est décéléré rapidement, car le jet d'eau 7 passe par un interstice étroit de la rainure usinée 14 et change graduellement de direction pour prendre une orientation verticale descendante. Vers la surface inférieure de la pièce 1, le jet d'eau 7 converge vers l'ouverture de la rainure usinée 14 à laquelle la buse à liquide d'usinage 27 est adjacente, par suite de l'effet d'aspiration de la buse à liquide d'usinage 27.
Comme représenté sur les fig. 6a et 6b, même lorsque l'électrode en fil métallique 3 dévie dans la rainure usinée 14 de la direction verticale descendante par suite de sa tendance à se courber, l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 est forcée dans la direction verticale descendante près de
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l'ouverture inférieure de la pièce 1 par le flux aspiré dans l'ouverture de la buse à liquide d'usinage 27. En outre, l'aspiration produite par la pompe aspirante 30 dans la buse à liquide d'usinage 27 produit une aspiration dans la rainure usinée 14 descendante, de sorte que l'électrode en fil métallique 3 est poussée par la pression atmosphérique depuis le haut et elle est ainsi obligée d'adopter une orientation verticale droite.
Après être sortie verticalement de la rainure usinée 14, l'électrode en fil métallique 3 passe directement par le guide de réception 28 du fil métallique dans la buse à liquide d'usinage 27 et elle est embobinée sur un mécanisme de réception d'électrode en fil métallique bien connu ou elle est reçue dans un récipient prévu à cet effet, si bien que l'électrode en fil métallique 3 est prête à un usinage par décharges électriques. Incidemment, comme l'électrode en fil métallique 3 est susceptible de venir en contact avec la pièce 1 après que l'électrode en fil métallique 3 ait été insérée dans la rainure usinée 14, l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 se poursuit après que l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 ait repris, quel que soit le signal de sortie du moyen détecteur du contact de l'électrode 40a.
Ainsi, l'électrode en fil métallique 3 est tendue entre le côté d'alimentation 4 de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique. Ensuite, l'unité de commande 40 produit une commande pour le dispositif d'alimentation avec le liquide d'usinage (non représenté). En réponse à cela, le liquide d'usinage est projeté depuis les deux buses à liquide d'usinage 26 et 27. En outre, le mouvement horizontal relatif de l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la pièce 1 reprend et la source de courant d'usinage 15 est mise en service pour reprendre l'usinage par décharges électriques.
Dans l'opération d'insertion ci-dessus de l'électrode en fil métallique 3, l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 peut être insérée dans la rainure usinée 14 tout au début de l'opération d'insertion, sans que l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 ne vienne en contact avec la surface supérieure de la pièce 1. La fig. 7 montre l'opération d'insertion de l'électrode en fil métallique 3, où l'électrode en fil métallique est insérée directement dans la rainure usinée sans venir en contact avec la surface supérieure de la pièce. Lorsque la tendance de l'électrode en fil métallique 3 à se courber est petite ou lorsque fa longueur de l'électrode en fil métallique 3 insérée dans la rainure usinée 14 est petite, la probabilité que l'électrode en fil métallique 3 ne vienne pas en contact avec la pièce 1 est relativement élevée. Ainsi, lorsque la longueur d'insertion de l'électrode en fil métallique 3 dans la rainure usinée 14 atteint une valeur prédéterminée L2 d'environ 1 mm à 2 mm sans venir en contact avec la pièce usinée 1 après le début de l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3, il est considéré que l'électrode en fil métallique 3 a été insérée avec succès dans la rainure usinée 14.
La vérification de ce que l'électrode en fil métallique 3 a été insérée ou non dans la rainure usinée
14 sans venir en contact avec la surface supérieure de la pièce 1 s'effectue comme suit. Dans la mémoire de l'unité de commande 40, on enregistre: la distance Lo entre la position (marquée par X sur la fig. 7) a laquelle l'électrode en fil métallique 3 a été coupée et l'extrémité inférieure de la buse a jet 6; l'espacement Li entre la buse à jet 6 et la pièce 1 ; et la longueur prédéterminée d'insertion Ls de l'électrode en fil métallique 3 dans la rainure usinée 14. Ces valeurs peuvent être entrées par l'opérateur ou enregistrées dans l'unité de commande 40 en tant que valeurs fixes. D'autre part, la distance d'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 après le début de l'acheminement de celle-ci est déterminée par exemple en mesurant la durée du temps d'acheminement ou en comptant le nombre d'impulsions produites par un générateur d'impulsions couplé à une poulie, etc, sur la trajectoire du fil métallique tendu côté d'alimentation en fil métallique. Lorsqu'un signal de détection du contact n'est pas émis par le moyen détecteur du contact de l'électrode 40a jusqu'au moment où la distance d'acheminement ainsi mesurée atteint la longueur L:
L = Lo + Li + L2
on estime que l'électrode en fil métallique 3 est bien insérée dans la rainure usinée 14 et l'opération d'alimentation avec l'électrode en fil métallique 3 dans la rainure usinée 14 se poursuit comme décrit ci-dessus, quel que soit ensuite le signal de détection du contact.
Il peut arriver que l'électrode en fil métallique 3 vienne en contact avec la pièce 1 lorsque l'électrode en fil métallique 3 est acheminée sur une distance L, même si l'insertion dans la rainure usinée 14 de la pièce 1 est correcte. Dans un tel cas, on effectue la même opération que quand l'électrode en fil métallique 3 vient en contact avec la surface supérieure de la pièce 1. Comme l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3 est insérée dans la rainure usinée 14 sur 1 mm à 2 mm au plus, l'électrode en fil métallique 3 sort du contact à un point donné lors du mouvement horizontal relatif de l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la pièce 1, comme décrit ci-dessus. Ainsi, à la détection du non contact de l'électrode en fil métallique 3, l'achemine ment de l'électrode en fil métallique 3 peut se poursuivre comme décrit ci-dessus.
Incidemment, dans le cas de la forme d'exécution ci-dessus, le jet d'eau 7 continue à être projeté pendant que l'électrode en fil métallique 3 passe dans la rainure usinée 14 et continue vers le côté de réception 5 de l'unité de guidage du fil métallique après avoir été insérée dans la rainure usinée 14 de la pièce 1. Cependant, comme représenté sur la fig. 8, le liquide d'usinage 50 peut être fourni à partir de la buse à liquide d'usinage 26 au lieu du jet d'eau 7, avec sensiblement les mêmes effets bénéfiques.
En outre, lorsque l'épaisseur de la pièce 1 est relativement faible, par exemple de plusieurs dizaines de millimètres, la déviation de l'électrode en fil métallique 3 par rapport à la ligne verticale par sui5
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te de sa tendance à se courber est faible. La surface de guidage en forme d'entonnoir du guide de réception 28 du fil métallique s'ouvrant vers le haut peut alors saisir l'extrémité de l'électrode en fil métallique 3, même lorsque l'électrode en fil métallique 3 n'est pas tendue. L'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 peut alors s'effectuer sans aspiration du jet d'eau 7 ou du liquide d'usinage.
Il est bien connu que l'électrode en fil métallique 3 est déviée du front d'usinage de la rainure usinée 14 (dans la direction opposée à la direction d'usinage) par la réaction aux décharges électriques, comme représenté sur la fig. 9a. Ainsi, les positions du guide d'acheminement du fil métallique 21 et du guide de réception 28 du fil métallique (marquées par des X sur la fig. 9) et la position de l'électrode en fil métallique 3 au moment où le mécanisme d'entraînement de la table est arrêté à la détection d'une cassure de l'électrode en fil métallique, sont décalées horizontalement d'une petite distance. Ce déplacement, qui varie suivant l'énergie d'usinage et la tension appliquée sur l'électrode en fil métallique 3 durant l'usinage, etc, peut atteindre plusieurs centaines de micromètres au maximum. Ainsi, lorsque l'alimentation avec l'électrode en fil métallique 3 s'effectue juste au-dessus de la position de cassure de l'électrode en fil métallique, la probabilité que l'électrode en fil métallique 3 n'arrive pas jusqu'au bas de la rainure usinée 14 est élevée, comme représenté sur la fig. 9b. En outre, lorsque l'électrode en fil métallique 3 est tendue droite sur un chemin prédéterminé alors que la force de réaction aux décharges n'agit pas, l'électrode en fil métallique 3 peut venir en contact avec le front d'usinage dans la rainure usinée 14 de la pièce 1 comme représenté sur la fig. 9c. A ce moment, l'interstice approprié pour effectuer l'usinage par décharges électriques ne peut pas être maintenu entre l'électrode en fil métallique 3 et la pièce 1, et les décharges ne peuvent pas reprendre. La poursuite de l'usinage par décharges électriques devient alors impossible.
Par conséquent, conformément à une seconde forme d'exécution de cette invention, l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 s'effectue après avoir d'abord éloigné l'électrode en fil métallique 3 du front d'usinage comme représenté sur la fig. 9d. En l'occurrence, avant que n'intervienne l'acheminement descendant de l'électrode en fil métallique 3 vers la pièce 1, l'électrode en fil métallique 3 est d'abord déplacée horizontalement par rapport à la pièce 1 d'une distance prédéterminée 1 dans la direction opposée à la direction d'usinage, depuis la position (représentée par la ligne discontinue sur la fig. 9d) à laquelle l'électrode en fil métallique 3 a été cassée. Ainsi, l'insertion de l'électrode en fil métallique 3 peut s'effectuer avec de grandes chances de réussite. La distance 1 est choisie suffisante pour compenser le déplacement horizontal de l'électrode en fil métallique 3 par rapport au guide d'acheminement du fil métallique 21 et au guide de réception 28 du fil métallique lors de la cassure de l'électrode en fil métallique, comme noté ci-dessus, et également pour obtenir un interstice de décharge approprié entre l'électrode en fil métallique 3 et le front d'usinage lorsque l'électrode en fil métallique 3 est tendue sur un chemin de tension prédéterminé. Une telle distance 1 est, par exemple, d'environ 0,1 mm à 1 mm. Après que l'électrode en fil métallique 3 ait été ainsi tendue, le liquide d'usinage est projeté, l'électrode en fil métallique 3 est déplacée horizontalement par rapport à la pièce 1 et la source d'alimentation en courant est mise en service pour recommencer l'usinage par décharges électriques. Il est toutefois possible, pour obtenir un interstice de décharge entre l'électrode en fil métallique 3 et la pièce 1, d'effectuer l'acheminement de l'électrode en fil métallique 3 dans la position où l'électrode en fil métallique 3 s'est cassée et de reprendre l'usinage par décharges électrique après que l'électrode en fil métallique 3 se soit déplacée par rapport à la pièce 1 dans une direction opposée à celle de la direction d'usinage suivant la trajectoire d'usinage.
Claims (1)
- Revendications1. Méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique d'un dispositif d'usinage par décharges électriques comprenant les étapes consistant: à arrêter une opération d'usinage par décharges électriques à la détection d'une cassure de l'électrode en fil métallique, à acheminer l'électrode en fil métallique depuis le côté d'alimentation d'une unité de guidage du fil métallique vers le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique du dispositif d'usinage par décharges électriques en une position de cassure de l'électrode en fil métallique, à acheminer l'électrode en fil métallique pour l'insérer par une rainure usinée d'une pièce à usiner près d'un front d'usinage, à tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique, à mettre en service la source de courant d'usinage et à reprendre l'usinage par décharges électriques.2. Méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique selon la revendication 1, dans laquelle ladite étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique comprend les étapes consistant à:(a) déterminer si oui ou non l'électrode en fil métallique entre en contact avec la pièce (1) à usiner durant un temps au cours duquel l'électrode en fil métallique est amenée vers la pièce d'une longueur prédéterminée depuis le début de l'acheminement,(b) lorsqu'il est trouvé que l'électrode en fil métallique n'arrive pas en contact avec la pièce dans l'étape (a), continuer à acheminer l'électrode en fil métallique pour tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité du guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique,(c) si l'électrode en fil métallique entre en contact avec la pièce à usiner, arrêter l'acheminement de l'électrode en fil métallique à la détection du contact de l'électrode en fil métallique avec la pièce à l'étape (a), de sorte que l'électrode en fil métallique est arrêtée avec un degré prédéterminé de déviation,5101520253035404550556065815CH 685 235 A5(d) après l'étape (c), déplacer l'électrode en fil métallique par rapport à la pièce dans un domaine prédéterminé, pour insérer une extrémité inférieure de l'électrode en fil métallique dans la rainure usinée, amenant ainsi l'électrode en fil métallique hors de contact avec la pièce, et(e) après l'étape (d) et la détection de ce que l'électrode en fil métallique est hors de contact avec la pièce, continuer à acheminer l'électrode en fil métallique pour tendre l'électrode en fil métallique entre le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique et le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique.3. Méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique selon la revendication 1, dans laquelle un liquide fourni sur le côté d'alimentation de l'unité de guidage du fil métallique est aspiré vers le côté de réception de l'unité de guidage du fil métallique par l'intermédiaire de la rainure usinée de la pièce durant ladite étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique, de sorte que l'électrode est tendue par un flux de liquide à l'intérieur de la rainure usinée de la pièce.4. Méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, dans laquelle ladite électrode en fil métallique est déplacée d'une distance prédéterminée dans une direction opposée à une direction d'usinage suivant une trajectoire d'usinage, avant ladite étape d'acheminement de l'électrode en fil métallique.5. Méthode de réparation automatique d'une électrode cassée en fil métallique selon la revendication 1, dans laquelle ladite électrode en fil métallique est déplacée d'une distance prédéterminée dans une direction opposée à une direction d'usinage suivant une trajectoire d'usinage avant de reprendre l'usinage par décharges électriques.51015202530354045505560659
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PL | Patent ceased |