CH689113A5 - Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion. - Google Patents

Description

  
 



  La présente invention concerne un appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion, pour alimenter en énergie un endroit situé entre une électrode et une pièce d'usinage disposée dans un diélectrique. 



  Comme art antérieur, "A method of controlling an electric power for discharge processing", décrit dans le brevet japonais HEI 2-34 732, est représenté en fig. 12 du dessin annexé. Sur la fig. 12, la référence 17 représente une unité de détection de décharge pour détecter que cette décharge a lieu entre une électrode et une pièce d'usinage; 18 est un signal de sortie de l'unité de détection de décharge 17; 19 est un circuit logique pour commander sélectivement les éléments de commutation  21-25; 20a-20e, des circuits ET; 26-30, des résistances pour sélectionner des valeurs du courant de traitement, qui sont connectées en série aux éléments de commutation; 31-35 sont des sorties du circuit logique 19. Un appareil d'alimentation conventionnel pour un usinage par électro-érosion a été construit comme décrit ci-dessus. 



  Le fonctionnement du circuit décrit ci-dessus va maintenant être décrit en se référant aux fig. 13, 14A et 14B. Au début des opérations, le circuit logique 19 fournit un signal ON à tous les éléments de commutation 21-25. A ce moment, comme représenté à la fig. 13, un signal d'impulsions P parvient d'un oscillateur 3. Les éléments de commutation 21-25 sont commutés sur ON en synchronisme avec le signal d'impulsions P. Une onde de tension 36 représentée à la fig. 14A comme tension d'alimentation et une onde de courant  37 représentée à la fig. 14B sont fournies en un point entre les pôles 5. 



  Ensuite, lorsqu'une décharge a lieu entre les pôles 5, l'unité de détection de décharge 17 sort un signal de détection de décharge D représenté à la fig. 13. Le circuit logique 19 fait commuter sur OFF les éléments de commutation 23-25, alors que les éléments de commutation 21 et 22 restent commutés sur ON. Dans cet exemple, les résistances 26 et 27 sont les impédances internes d'une source d'alimentation produisant un courant de décharge prédéterminé original. Ceci étant, un temps de non-charge est commandé, jusqu'à ce que la tension soit appliquée au point entre les pôles 5, afin que la décharge se produise, de telle manière que tous les éléments de commutation 21-25 soient commutés sur ON, et que l'impédance interne de la source d'alimentation soit amenée à une valeur suffisamment petite comparée avec l'impédance entre les pôles. 



  Lorsque la décharge se produit entre les pôles 5, les éléments de commutation 21-25 sont commandés en commutation afin de produire le courant de décharge prédéterminé original et l'impédance interne de la source d'alimentation est commandée à une valeur prédéterminée. 



  Comme décrit ci-dessus, le procédé conventionnel de commande de la source d'alimentation d'un usinage par électro-érosion comporte un système selon lequel les éléments de commutation sont commutés ON/OFF, et les résistances sont commutées, afin de fournir le courant de décharge. 



  En plus à ce qui est décrit ci-dessus, on peut citer comme littérature se rapportant à la présente invention "A power source for discharge processing" décrite dans le brevet japonais        HEI 3-208 521, "A waweform control unit for a discharge processing apparatus"  décrit dans le brevet japonais HEI 3-73 220, et "A power source apparatus for discharge processing" décrit dans le brevet japonais HEI 3-55 117. 



  Puisque les procédés conventionnels décrits ci-dessus pour commander la source d'alimentation d'un usinage par électro-érosion, ont été construits et installés comme décrit ci-dessus, on y trouve les problèmes suivants. 



  Premièrement, la plus grande partie de la puissance électrique fournie par la source d'alimentation est consommée par les résistances, faisant qu'une source d'alimentation de grande puissance est nécessaire. Ensuite, puisque les résistances produisent de la chaleur, un dispositif de refroidissement est nécessaire, faisant que le système est de grandes dimensions, empêchant des dimensions réduites de l'appareil. De plus, puisque le rendement électrique est faible, de l'énergie électrique est consommée à perte, augmentant les coûts de fonctionnement. De plus, puisque dans plusieurs cas la seule source d'alimentation utilisable transforme la tension alternative en une tension redressée et stabilisée, le courant d'usinage peut varier fortement lorsque la tension de la source de tension alternative varie, amenant une détérioration de la précision d'usinage.

   Quatrièmement, lorsque l'usinage est fait à partir d'une source d'alimentation d'une machine d'usinage par électro-érosion, à sortie à courant continu, des micro-craquelures apparaissent dans la surface usinée de la pièce, faisant que la qualité de l'usinage est détériorée et qu'une corrosion électrolytique apparaît sur les électrodes, la pièce et l'entourage. Finalement, lorsqu'un court-circuit apparaît entre les électrodes, il s'écoule un courant d'usinage plus important qu'une valeur déterminée, de telle manière que l'on peut craindre que les électrodes et la pièce  d'usinage soient endommagées. 



  Un premier but de l'invention est de proposer un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion, dans lequel le courant de décharge est commandé par commutation, le rendement électrique est augmenté, et le courant de décharge est commandé selon une valeur prédéterminée, afin que les effets et influences des fluctuations de la tension du réseau d'alimentation soient éliminées, pour lequel les dimensions, le poids et les coûts soient réduits, et le rendement soit supérieur. 



  Un autre but de l'invention est de proposer un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion dans lequel il n'y a pas de corrosion électrolytique provenant d'une sortie alternative, et par laquelle la qualité d'usinage est supérieure. 



  Pour atteindre ces buts dans une forme d'exécution particulière, il est proposé un appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion, comportant une pluralité d'unités d'alimentation, qui comprennent respectivement des moyens d'alimentation à courant constant et respectivement des moyens d'interruption du courant de sortie, et une pluralité de conducteurs fournissant la puissance d'alimentation, les longueurs de ces conducteurs étant les mêmes, chacun étant disposé à proximité de ses voisins, et dans lequel les unités d'alimentation sont connectées entre elles en un point proche du point entre l'électrode et la pièce d'usinage. Par cette disposition, une compensation de courant est obtenue par les résistances et inductances des conducteurs respectifs.

   Ainsi, les impédances de sortie des unités d'alimentation respectives de la machine d'usinage par électro-érosion sont connectées en parallèle entre elles afin qu'une augmentation ou une diminution du courant de sortie des forts courants soit obtenue  rapidement. 



  De plus, le courant est fourni simultanément à la pluralité d'électrodes ou à la pièce d'usinage par la pluralité d'unités d'alimentation de machine d'usinage par électro-érosion. 



  De plus, en atteignant ces buts, un appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion comprend une pluralité d'unités d'alimentation, qui comprennent respectivement des moyens d'alimentation en courant constant et respectivement des moyens d'interruption du courant de sortie, dans lequel au moins une parmi la pluralité d'unités d'alimentation de la machine d'usinage par électro-érosion est connectée à une correspondante parmi la pluralité d'électrodes et à la pièce d'usinage. 



  Des moyens de commande du courant de sortie de la section d'alimentation en courant constant de l'invention, contrôlant le courant de décharge selon un courant constant en comparant une valeur de courant détectée avec un signal provenant d'une section de commande de courant de sortie. Ensuite, des moyens pour commander le courant de sortie de la section d'interruption commutant ON/OFF à grande vitesse, le courant de décharge étant fourni au point entre l'électrode et la pièce d'usinage. 



  Ensuite, par une section d'interruption du courant de sortie, comprenant la pluralité d'éléments de commutation connectés en pont entre eux, la polarité de la tension de sortie étant inversée lors de chaque décharge, la tension de sortie étant ainsi convertie en une tension alternative. 



  De plus, la durée de décharge est commandée de telle manière qu'une valeur moyenne de la tension de décharge au point entre l'électrode et la pièce d'usinage soit amenée à zéro. 



  De plus, le premier élément de commutation est commuté sur OFF afin de rapidement réduire le courant de la résistance. 



  En construisant une source d'alimentation conformément à la présente invention, le courant de décharge est commandé par commutation, afin que le rendement augmente et que le courant de décharge soit commandé selon une valeur prédéterminée. Une influence des variations de la tension d'alimentation est ainsi éliminée. Ainsi, il est possible de produire un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion qui est de dimensions, de poids et de coût réduits, et qui est supérieur en rendement, économisant de l'énergie. 



  De plus, un usinage par électro-érosion par la sortie d'un courant alternatif est rendu possible, et des craquelures sur la surface d'usinage de la pièce sont évitées, augmentant de ce fait la qualité d'usinage et prévenant la corrosion catalytique de se produire dans l'électrode, la pièce d'usinage et l'entourage. 



  De plus, puisque la valeur moyenne de la tension de décharge est commandée de manière à toujours être amenée à zéro, il est possible d'éviter que des craquelures se produisent sur la surface d'usinage de la pièce, augmentant ainsi la qualité d'usinage. De plus, il est possible de prévenir la corrosion catalytique de l'électrode, de la pièce d'usinage et de l'entourage. 



  De plus, un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion supérieur peut être fourni. Même si une période de décharge inutile est raccourcie, le courant de décharge part de zéro lorsque la décharge se produit, afin de diminuer la consommation d'électrode, et de rendre possible un usinage à haute vitesse. Puisque l'énergie de l'inductan ce est régénérée par la source d'alimentation EO, de l'énergie est économisée. Un usinage à haute vitesse à faible consommation d'électrode peut être rendu possible par la même source d'alimentation. 



  De plus, une grande électrode ou pièce d'usinage peut être traitée à haute vitesse. Puisque le même appareil d'alimentation pour la machine d'usinage par électro-érosion peut être utilisé, la fabrication est facilitée. 



  De plus, une électrode de relativement faible dimension peut être employée pour chacune des électrodes afin que la fabrication des électrodes soit facilitée et que les électrodes soient bon marché. De plus, puisque une surface d'usinage supérieure est produite, lorsque les électrodes sont petites, il est possible de produire l'appareil d'alimentation d'une machine d'usinage par électro-érosion dont la finition est supérieure. 



  D'autres buts et caractéristiques de cette invention sont compréhensibles par la description qui suit, en se référant au dessin en annexe, comprenant les figures où: 
 
   les fig. 1A et 1B sont des représentations d'un circuit montrant une première forme d'exécution d'un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion, selon l'invention, 
   la fig. 2 est une représentation de formes d'onde et d'une base de temps montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion de la fig. 1, 
   la fig. 3 est une représentation de formes d'ondes montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électroérosion de la fig. 1, 
   les fig.

   4A et 4B sont des représentations  d'un circuit montrant une autre forme d'exécution d'une section de commande de courant de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion de la fig. 1, 
   les fig. 5A et 5B sont des représentations d'un circuit montrant une deuxième forme d'exécution de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion selon l'invention, 
   la fig. 6 est une représentation de formes d'onde et d'une base de temps montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion des fig. 5A et 5B, 
   la fig. 7 est une représentation d'un circuit montrant une troisième forme d'exécution de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion selon l'invention, 
   la fig.

   8 est une représentation d'un circuit montrant une quatrième forme d'exécution de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion selon l'invention, 
   la fig. 9 est une représentation de formes d'onde et d'une base de temps montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion de la fig. 8, 
   la fig. 10 est une représentation d'un circuit montrant une cinquième forme d'exécution de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion selon l'invention, 
   la fig. 11 est une représentation d'un circuit montrant une sixième forme d'exécution de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion selon l'invention, 
   la fig.

   12 est une représentation d'un circuit montrant un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion conventionnel,  la    fig. 13 est une représentation d'une base de temps montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion de la fig. 12, et 
   les fig. 14A et 14B sont des représentations de formes d'ondes montrant le fonctionnement de l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion de la fig. 12. 
 



  Différentes formes d'exécution de l'invention vont être décrites ci-après en se référant au dessin en annexe. 



  Un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion représenté aux fig. 1A et 1B est une première forme d'exécution de l'invention. Aux fig. 1A et 1B, une section d'alimentation en courant constant 100 ayant un élément de commutation 101, une diode 102, et une inductance 103 est reliée à une source d'alimentation EO fournissant une tension continue, et fournissant un courant à une section d'interruption de courant de sortie 110. La section d'alimentation en courant constant 100 est arrangée en hacheur vers le bas (step-down chopper) par le premier élément de commutation 101, la diode 102 et l'inductance 103, et une diode 104 qui est connectée en un point entre une sortie et une entrée. 



  De plus, l'appareil d'alimentation comprend un détecteur de courant 105 pour détecter le courant passant par l'inductance 103. De plus, la section d'interruption du courant de sortie 110 comprend un deuxième élément de commutation 111, une diode 112, un circuit en série par rapport à la source de tension 113, et une diode 114. La section d'interruption de courant de sortie 110 fournit l'alimentation d'usinage en un point entre une électrode 120 et une pièce d'usinage  121 qui sont disposées dans un diélectrique afin d'effectuer l'usinage par électro-érosion. 



  Le courant passant par l'inductance 103 de la section d'alimentation en courant constant 100 est détecté par le détecteur de courant 105. Une source de tension V1 est connectée, comme valeur additionnelle limite supérieure 209, à un signal 208 d'une section de commande de courant de sortie 130, alors qu'une source de tension V2 est connectée, comme valeur soustraite limite inférieure 210, au signal 208 de la section de commande de courant de sortie 130.

   L'appareil d'alimentation comprend un premier comparateur 131 pour comparer entre eux un signal du détecteur de courant 105 et la valeur additionnelle limite supérieure 209, un deuxième comparateur 132 pour comparer entre eux le signal du détecteur de courant 105 et la valeur soustraite de limite inférieure 210, et une section de base de temps 142 comportant un premier flip flop 133 et ON-OFF du premier élément de commutation 101 commandé par un circuit de commande de porte 106 pour commander le courant de sortie de la section d'alimentation en courant constant 100 selon une valeur prédéterminée de courant. La section de base de temps 142 est commandée par un signal provenant d'une section de commande de décharge 140 et une valeur de commande d'une section de commande de durée de décharge 141.

   Un signal de sortie d'un deuxième flip flop 143 commande un circuit de commande de porte 115, et le deuxième élément de commutation 111 est commandé ON-OFF par le circuit de commande de porte 115, la section d'interruption de courant 110 étant ainsi commandée. 



  En se référant à la fig. 2, la forme d'onde (a) représente un signal de la section de commande de décharge. Une sortie Q du flip flop 143 représentée en 201 de la forme d'onde (c) est amenée à un niveau actif  (supérieur). Ainsi, l'élément de commutation 111 de la section d'interruption de courant 110 est commutée ON afin qu'une tension sans charge 203 soit appliquée au point entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121, comme en 202 de la forme d'onde (d). Ceci provient de ce que la tension sans charge 203 est la même que la tension de la source EO et, à ce moment, l'élément de commutation est commuté sur ON par le flip flop 133, comme représenté en 204 de la forme d'onde (i). Par la suite, lorsque une décharge apparaît entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121, la tension sans charge est amenée à la tension de décharge, comme représenté en 205 de la forme d'onde (d).

   La tension est généralement de 20 à 30 V. 



  Lorsque la décharge se produit, le courant s'écoule de l'alimentation EO par l'élément de commutation 101, l'inductance 103, l'élément de commutation 111 et la diode 114 et s'écoule par l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121. Le courant de sortie est représenté en 206 de la forme d'onde (e). Le courant 206 augmente sur la base d'un taux d'augmentation de courant déterminé par l'inductance 103. La référence 207 de la forme d'onde (f) représente un signal du détecteur de courant 105 de l'inductance 103. 



  Dans la forme d'onde (f), une valeur additionnelle de limite supérieure 209 et une valeur soustraite de limite inférieure 210 d'un signal 208 de la section de commande de courant de sortie 130, sont représentées simultanément. 



  Lorsque la valeur détectée de courant 207 augmente suite à la décharge, afin d'atteindre la valeur additionnelle limite supérieure 209, la sortie du comparateur 131 est amenée, en 211, à une valeur active (haute) comme représenté en 212 de la forme d'onde (g),  afin de remettre à zéro le flip flop 133. De la même manière, une sortie du flip flop 133 est amenée à un niveau passif (bas) afin que l'élément de commutation 101 soit commuté sur OFF. Ensuite, le courant de sortie est fourni à l'électrode 120 à travers la diode 102, l'inductance 103 l'élément de commutation 111 et la diode 114 afin de diminuer le courant. 



  Lorsque le courant passant par l'inductance 103 est diminué à la valeur soustraite de limite inférieure 210, la sortie du comparateur 132 est amenée, comme en 213 de la forme d'onde (f), à un niveau actif (haut) comme représenté en 214 de la forme d'onde (h), afin de fixer le flip flop 133. De la même manière, la sortie du flip flop 133 est amenée à un niveau actif (haut) afin que l'élément de commutation 101 soit de nouveau commuté sur ON. Ensuite, le courant de sortie est fourni à l'électrode 120 par l'élément de commutation 101, la résistance 103, l'élément de commutation 111 et la diode 114 afin d'augmenter le courant. Une telle opération est répétée afin que le courant de sortie soit commandé selon une valeur de la section de commande de courant 130.

   Si on suppose que le signal de la section de commande de courant de sortie 130 est VO, alors un taux d'ondulation ou un ratio R du courant de sortie peut être déterminé par l'équation suivante:
 
 R = (V1 + V2)/VO x 100% 



  Généralement une valeur de l'ondulation n'a pas d'influence significative sur les résultats d'usinage. De la même manière, dans l'appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion l'ondulation est supposée avoir une valeur élevée, permettant ainsi de fixer la valeur de l'inductance 103 à une relativement faible  valeur. 



  Lorsque le signal de la section de commande de décharge 130 est comme en 200 de la forme d'onde (a), la section de base de temps 142 est actionnée par une valeur de commande de la section de commande de la durée de décharge 141. Lorsqu'un temps de décharge prédéterminé est atteint, le flip flop 143 est remis à zéro par l'impulsion d'arrêt de décharge 215 de la forme d'onde (b). 



  De la même manière, lorsque l'élément de commutation 111 est commuté sur OFF par le circuit de commande de porte 115, le courant de sortie passe par la source de tension 113, la diode 112, la diode 114, l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121. A ce moment, puisque la tension de sortie est amenée à une valeur négative par la source de tension 113, comme en 217 de la forme d'onde (d), le courant de sortie est réduit de manière abrupte comme en 216 de la forme d'onde (e). La durée de chute du courant est déterminée part l'inductance du circuit du chemin de courant décrit ci-dessus. Puisque cependant le courant dans l'inductance 103 est recirculé entre la diode 104 et l'élément de commutation 101, la réduction de courant est lente et est amenée à une valeur comme en 218 de la forme d'onde (f). La forme d'onde (j) montre le courant passant par la diode 104. 



  La référence 220 de la forme d'onde (e) de la fig. 2 montre la période pendant laquelle le courant de décharge est à zéro, et qui est appelé "période de décharge inactive". Une forme d'onde similaire est aussi représentée à la fig. 3. Cependant la forme d'onde (a) représente le cas où une période de décharge inactive 220 similaire à celle de la fig. 2 est relativement longue, et représente un temps durant lequel le courant dans l'inductance 103 est amené à zéro jusqu'à  ce qu'un courant de décharge suivant commence à s'écouler. De la même manière, le courant de décharge 221 augmente depuis zéro avec la forme d'une pente. Puisqu'une augmentation de courant est un taux d'augmentation déterminé par l'inductance et est constant, des avantages supérieurs sont produits, comme une diminution de la consommation d'électrode et semblables. 



  De plus, puisque la période inactive 220 est raccourcie comme on l'a vu dans la forme d'onde (b) à la fig. 3, le courant de décharge augmente brusquement comme en 223, du fait que le courant dans l'inductance 103 n'est pas maintenant amené à zéro. Lorsque la période inactive est raccourcie, il se produit un usinage dans lequel l'importance est donnée à la vitesse d'usinage. De la même manière, il est mieux qu'une augmentation de courant soit rapide. De plus, lorsque la période inactive 220 est raccourcie comme dans la forme d'onde (c), une valeur effective du courant de décharge augmente ensuite, afin que l'usinage à haute vitesse soit possible.

   De cette manière, un usinage à haute vitesse et un usinage à basse consommation d'électrode sont rendus possibles par la même source d'alimentation ce qui produit des avantages supérieurs comme un faible coût, de faibles dimensions, une économie d'énergie et semblables. 



  La fig. 4A est un exemple spécifique d'une section de commande de courant 300 représentée à la fig. 1A. Une valeur de commande de la section de commande de courant de sortie 130 est amenée aux résistances 301 et 302, et une tension V3 aux bornes de la résistance 301, provoquée par la connexion série de la source de tension 303, est amenée à la tension V1 + V2, comme représenté à la fig. 1A. Un signal du détecteur de courant 105 est introduit dans les comparateurs 131 et 132, et un fonctionnement similaire à celui de la  section de commande de courant 300 représentée à la fig. 1 peut être obtenu par un flip flop qui est arrangé par les inverseurs 306, 307 et 308 et les portes NAND 304 et 305. De la même manière, l'élément de commutation 101 est commandé par le circuit de commande de porte 106, afin de commander le courant passant par l'inductance 103. 



  La fig. 4B est une représentation de forme d'onde montrant le fonctionnement de la section de commande de courant 300. La forme d'onde (a) représente un signal de sortie de la section de commande de courant 300 et un signal 309 de la     fig. 4A. La forme d'onde (b) représente une valeur détectée de courant par le détecteur de courant 105. Une pointe de courant correspond à V4 et un courant d'ondulation correspond à V3. Les formes d'onde (c) et (d) sont des signaux du détecteur de courant 105 au moment où la tension V4 de la valeur de commande de la section de commande de courant de sortie 130 est diminuée. Lorsque la pointe de courant V4 est diminuée, V3 correspondant au courant d'ondulation est aussi diminué.

   De cette manière on obtient un avantage puisqu'un usinage par électro-érosion à faible courant, et un usinage à faible ondulation peuvent être effectués par le même appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion. Des variations de courant d'ondulation peuvent facilement être réglées en sélectionnant les valeurs des résistances 301 et 302 et de la source de tension 303. 



  Ensuite une deuxième forme d'exécution de l'invention est représentée aux fig. 5A et 5B. La     fig. 5A représente un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion qui comprend une section d'alimentation à courant constant 100 arrangée par un élément de commutation 101, une diode 102 et une inductance 103, et une section d'interruption du  courant de sortie 500 qui est arrangée par une connexion en pont des éléments de commutation 501, 502, 503 et 504. Dans l'appareil, la puissance d'alimentation est fournie à un point entre une électrode 120 et une pièce d'usinage 121 disposées dans un diélectrique. Le fonctionnement de la section d'alimentation à courant constant 100 et de la section de commande de courant 300 est le même que pour l'arrangement décrit à la fig. 1. 



  L'appareil d'alimentation de la fig. 5b comprend une section de base de temps 142 commandée par un signal provenant d'une section de commande de décharge 140 et une valeur de commande provenant d'une section de commande de la durée de décharge 141. Une sortie d'un flip flop 510 est inversée à chaque occurrence d'un signal de sortie d'un flip flop 143 afin d'avoir un signal de sortie alternativement haut et bas pour les portes AND 511 et 514, et 512 et 513. De la même manière, des circuits de commande de porte 506 et 509, et 507 et 508 commutent ON/OFF de manière alternative les éléments de commutation 501 et 504, et 502 et 503.

   Ainsi, une tension appelée alternative, dont la polarité de la tension est inversée à chaque occurrence d'un signal de la section de commande de décharge 140, est appliquée à un point entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121, afin d'effectuer l'usinage par électro-érosion. 



  A la fig. 6, la forme d'onde (a) représente un signal de la section de commande de décharge. Une sortie Q du flip flop 143 est représentée en 201 de la forme d'onde (c) et est amenée à l'état actif par une impulsion 200. Ainsi, les éléments de commutation 501 et 504 de la section d'interruption de courant de sortie 500 sont commutés sur ON afin qu'une tension sans charge, de polarité positive soit appliquée, comme en  202 de la forme d'onde (d) au point entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121. La tension est la même que la tension de la source d'alimentation EO. Ensuite, lorsque la décharge se produit entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121, la tension sans charge est amenée à la tension de décharge, comme on le voit en 205 sur la forme d'onde (d). La tension est généralement de 20 à 30 V. 



  Lorsqu'une décharge se produit, le courant s'écoule de la source d'alimentation EO vers l'électrode 120, la pièce d'usinage 121 et l'élément de commutation 504 à travers l'élément de commutation 101, l'inductance 103 et l'élément de commutation 501. Le courant de sortie est représenté en 206 sur la forme d'onde (e). Le courant augmente selon un taux d'augmentation de courant qui est déterminé par l'inductance 103. La référence 207 de la forme d'onde (f) montre le courant dans l'inductance 103. Le courant de sortie est commandé à une valeur spécifiée par la section de commande de courant 130. Lorsqu'un signal de la section de commande de décharge 140 est fourni en 200 de la forme d'onde (a), la section de base de temps 142 agit ou fonctionne. 

   Lorsqu'une durée prédéterminée de décharge est atteinte par la valeur de commande de la section de commande de durée de décharge 141, le flip flop 143 est remis à zéro par 215 de l'impulsion d'arrêt de décharge de la forme d'onde (b). 



  De la même manière, tous les éléments de commutation sont commutés sur OFF par les portes AND 511, 512, 513 et 514. Il en résulte que le courant passe par l'élément de commutation 502, l'électrode 120, la pièce d'usinage 121, l'élément de commutation 503, la diode 104 et la source d'alimentation EO. A ce moment, puisque la tension de sortie est amenée à une tension négative comme 217 de la forme d'onde (d), le courant de  sortie diminue abruptement comme 216 de la forme d'onde (e). Puisque cependant le courant dans l'inductance 103 est recirculé entre la diode 104 et l'élément de commutation 101, la diminution de courant est lente et est amenée à une valeur comme 218 de la forme d'onde (f) 



  Ensuite, le signal de la section de commande de décharge 140 est sorti comme en 520 de la forme d'onde (a), le flip flop 143 est réglé en 521 de la forme d'onde (c)et la sortie Q est amenée à un niveau actif (haut) alors que la sortie du flip flop 510 est abaissée. De la même manière, les éléments de commutation 502 et 503 de la section d'interruption de courant de sortie 500 sont commutés sur ON afin que la tension sans charge de polarité négative soit appliquée, comme en 522 de la forme d'onde (d) à l'électrode 120 et à la pièce d'usinage 121. La tension est la même que celle de la source d'alimentation EO. Ensuite, lorsqu'une décharge se produit, entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121, la tension sans charge est amenée à une tension de décharge comme 523 de la forme d'onde (d).

   Le courant de décharge est tel qu'un courant négatif indiqué en 524 de la forme d'onde (e) s'écoule entre l'électrode 120 et la pièce d'usinage 121. De cette manière, une entrée d'horloge (CK) vers le flip flop 510 exécute une opération similaire si l'entrée d'horloge (CK) est reliée au signal de sortie de la section de commande de décharge 140. Comme décrit ci-dessus, par rapport à la deuxième forme d'exécution, on obtient les avantages suivants. Un usinage par électro-érosion à partir d'une sortie en courant alternatif est rendue possible. La qualité d'usinage est améliorée en évitant les craquelures sur la surface d'usinage de la pièce 121. Il est possible d'éviter la corrosion électrolytique de l'électrode 120, de la pièce 121 et de  l'entourage. 



  Ensuite une troisième forme d'exécution est représentée à la fig. 7. On y trouve un intégrateur 601 pour générer un signal 605 sur la base des tensions de décharge 603 et 604 existantes entre la pièce d'usinage 121 et l'électrode 120 connectées à un appareil d'alimentation 600 pour une machine d'usinage par électro-érosion, qui comprend une section d'alimentation à courant constant et une section d'interruption de courant de sortie (non représentées). Une tension 606, de polarité opposée au signal 605, est fournie par un amplificateur inverseur 602. Puisque la tension de sortie du flip flop 510 est inversée à chaque occurrence d'une décharge, les commutateurs 607 et 608 sont commutés ON/OFF par la sortie. Le commutateur 607 est commuté ON lorsqu'une sortie Q du flip flop 510 est à un niveau actif (haut).

   Au cas où la valeur moyenne 605 de la tension de décharge est positive, la valeur moyenne inversée 606 est additionnée à une valeur de consigne de durée de décharge par un additionneur 609. Dans ce cas, puisque la valeur moyenne inversée 606 est amenée à une polarité négative, la durée de décharge est moins raccourcie que la valeur de consigne. De même, puisque la durée de décharge positive est raccourcie, une valeur moyenne entière de la tension de décharge diminue selon une direction négative. 



  De manière similaire, sur une sortie négative, le commutateur 608 est commuté sur ON. Au cas où la valeur moyenne 605 de la tension de décharge est positive, la valeur moyenne 605 est additionnée à la valeur de consigne de durée de décharge par l'additionneur 609. Dans ce cas, puisque la valeur moyenne 605 est amenée à une valeur positive, la durée de décharge est davantage allongée que la valeur de consigne. De la même manière, puisque la durée de décharge négative est  allongée, une valeur moyenne entière de la tension de décharge diminue selon une direction négative. De la même manière, au cas où la valeur moyenne 605 de la tension de décharge est négative, une valeur moyenne entière de la tension de décharge augmente selon une direction positive. De la même manière, la valeur moyenne de la tension de décharge est toujours commandée pour être nulle. 



  Ensuite une quatrième forme d'exécution est représentée à la fig. 8. A la fig. 8, un résultat d'une sortie d'un flip flop 133 et un signal de sortie d'un flip flop 143 est obtenu ou produit par une porte AND 310 et est envoyé à un circuit de commande de porte 106, pour commander un élément de commutation 101. 



  La fig. 9 est une série de formes d'onde correspondantes (a)-(k) qui sont en relation avec le fonctionnement du courant de la fig. 8. La forme d'onde (k) de la fig. 9 est une forme d'onde sur une sortie 323 de la porte AND 310. 



  En agissant ainsi, la sortie du flip flop 143 est amenée, selon 324 de la forme d'onde (c), à une valeur passive (basse), et l'élément de commutation 101 est commuté sur OFF. Le courant provenant de la force électromotrice de l'inductance 103 s'écoule par la diode 102, l'inductance 103, la diode 104 et une alimentation EO, et diminue puisque l'énergie est régénérée par la source EO. Le courant de l'inductance diminue rapidement comparé à la première forme d'exécution, comme en 320 de la forme d'onde (f). Le courant passant par la diode 104 est représenté en 321 de la forme d'onde (j). De la même manière, une durée d'ondulation de décharge 220 représentée sur la forme d'onde (e) peut être raccourcie d'une durée 322 comme on le voit sur la forme d'onde (e), durant laquelle le courant selon 320 de la forme d'onde (f) est amené à zéro.

   Même  si la décharge se passe en 325 de la forme d'onde (e), le courant de décharge part ou commence à zéro. Ainsi, on obtient les avantages suivants. Un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion supérieur dans lequel la consommation d'électrode est basse, une vitesse d'usinage élevée possible et une économie d'énergie puisque l'énergie de l'inductance 103 est régénérée par la source EO. 



  Ensuite, une cinquième forme d'exécution est représentée à la fig. 10. La cinquième forme d'exécution comprend une pluralité d'unités d'alimentation 401, 402, - 40N pour une machine d'usinage par électro-érosion, chacune d'entre elles comportant une section d'alimentation à courant constant et une section d'interruption de courant de sortie. Les sorties, et une électrode 120 ainsi qu'une pièce d'usinage 121 sont connectées entre elles par les conducteurs 411, 412, - 41N qui ont les mêmes longueurs et qui sont disposés de manière adjacente ou proche entre eux, afin de fournir la puissance d'usinage. Ainsi, il est possible de fournir des courants importants à une grande électrode 120 ou pièce d'usinage 121 afin de pouvoir usiner la pièce à haute vitesse.

   De plus, puisque on peut employer les mêmes unités d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion 401, 402, - 40N on obtient une facilité de fabrication. Puisque les conducteurs sont disposés près les uns des autres, on peut avoir des conducteurs câblés entre eux, des conducteurs plats ou plans superposés les uns sur les autres. Ils ont leurs avantages similaires respectifs. 



  Ensuite une sixième forme d'exécution est représentée à la fig. 11. La sixième forme d'exécution comprend une pluralité d'unités d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion 401, 402, - 40N, chacune d'entre elles comportant une section d'ali mentation à courant constant et une section d'interruption de courant de sortie. La pluralité d'unités d'alimentation de machine d'usinage par électro-érosion 401, 402, - 40N est connectée respectivement à une pluralité d'électrodes 120A, 120B, - 120N ou à une pièce d'usinage 121, faisant que des électrodes relativement petites peuvent être employées afin que les électrodes puissent être fabriquées facilement et à moindre coût. De plus, plus les électrodes sont petites, meilleure est la surface usinée.

   De la même manière, on a un avantage au cas où une grande surface est usinée, on a un appareil d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion permettant une meilleure finition. 



  Des MOSFETs sont employés dans les formes d'exécution décrites ci-dessus, comme élément de commutation. Cependant on peut obtenir des avantages similaires ou identiques si d'autres éléments de commutation, tels que des transistors IGBTs, des SITS, des GTOs ou semblables sont utilisés. 



  Un convertisseur vers le bas de type BUK est employé pour la section d'alimentation à courant constant 100. Cependant on obtient des avantages similaires ou identiques si un appareil d'alimentation tel qu'un type à avance, un type à retard, un convertisseur CUK, un inverseur ou semblable dans lequel le courant est commandé par commutation, est utilisé. 



  En relation avec les formes d'exécution décrites ci-dessus, le signal de commande est représenté dans un circuit analogique. Cependant, on peut obtenir des avantages similaires ou identiques si le signal de commande est obtenu par un circuit digital, un microordinateur, un processeur digital ou semblable est utilisé. 



  Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des formes d'exécution spécifiques pour une  divulgation complète et claire, les revendications dépendantes ne sont pas limitées ainsi mais doivent être analysées pour l'exécution de toutes modifications ou constructions alternatives pouvant être exécutées par un homme du métier qui tombent équitablement dans l'enseignement de base apporté ci-dessus. 

Claims (6)

1. Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion, caractérisé en ce qu'il comprend: des moyens d'alimentation à courant constant (100) comportant un premier élément de commutation (101), des moyens d'interruption de courant de sortie (110; 500) comportant un deuxième élément de commutation (111), des moyens de détection de courant de décharge (105) aptes à détecter une valeur de courant de décharge s'écoulant entre une électrode (120) et une pièce d'usinage (121), des moyens de comparaison (131) pour comparer ladite valeur du courant de décharge détectée par lesdits moyens de détection de courant de décharge respectivement à une valeur de courant limite supérieure spécifiée ainsi qu'à une valeur de courant limite inférieure spécifiée, des moyens de commande de courant de décharge (300)

fournissant une commande d'enclenchement/déclenchement audit premier élément de commutation selon un résultat de la comparaison par lesdits moyens de comparaison, de telle manière que ladite valeur de courant de décharge soit une valeur spécifiée, et des moyens de commande de durée de décharge (141) fournissant une commande d'enclenchement/déclenchement audit deuxième élément de commutation afin de commander la durée de décharge lors de l'écoulement du courant de décharge.

2.

Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que le deuxième élément de commutation (500) est constitué d'une pluralité d'éléments de commutation (501, 502, 503, 504) connectés entre eux selon une disposition en pont, et en ce qu'il comprend en outre: des moyens de commande de la polarité de la tension de sortie (510) pour inverser la polarité de la tension de sortie chaque fois qu'une décharge électrique est produite.

3.

Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro érosion selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comprend en outre: des moyens d'intégration (601) pour intégrer une tension entre lesdites pièce d'usinage (121) et électrode (120) dans lesquels une sortie desdits moyens d'intégration et une valeur de polarité inversée desdits moyens de commande de polarité sont commutées et additionnées à une valeur desdits moyens de commande de durée de décharge, de telle manière que la valeur fournie par lesdits moyens d'intégration soit nulle.

4.

Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro érosion selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, caractérisé en ce qu'une sortie desdits moyens de commande de courant de décharge est multipliée par une valeur d'un signal de sortie desdits moyens de commande de durée de décharge pour commander ledit premier élément de commutation.

5.

Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro érosion selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, comportant une pluralité d'unités d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion, chacune consistant en lesdits moyens d'alimentation à courant constant et en lesdits moyens d'interruption du courant de sortie, caractérisé en ce que la puissance d'usinage est fournie à travers des conducteurs ayant chacun la même longueur et disposés proches les uns des autres, les conducteurs étant connectés en une position proche d'un point entre lesdites électrode (120) et pièce d'usinage (121).

6.

Appareil d'alimentation électrique pour une machine d'usinage par électro érosion selon l'une des revendications 1, 2 ou 3, comportant une pluralité d'unités d'alimentation pour une machine d'usinage par électro-érosion, chacune consistant en lesdits moyens d'alimentation à courant constant et en lesdits moyens d'interruption du courant de sortie, caractérisé en ce qu'au moins une unité desdites unités d'alimentation pour une machine d'usinage par électro érosion est connectée à une pluralité d'électrodes (120) ou de pièces d'usinage (121).