L'invention a trait à un procédé et à un dispositif pour l'usinage par électroérosion à fil, avec un fil-électrode inclinable par rapport au plan de la trajectoire à découper.
Rappelons que dans la plupart de ces dispositifs, le fil-électrode est tendu entre deux guides-fil et se déplace relativement à la pièce à usiner selon une trajectoire prédéterminée en la découpant par des étincelles érosives éclatant entre le fil et la pièce. C'est soit la pièce qui se déplace, soit les guides-fil, la pièce restant immobile, ceci grâce à un premier système à mouvements croisés selon les axes X et Y. Le guide-fil supérieur est animé selon les axes U et V (qui peuvent être indépendants des axes X et Y et être en fait un deuxième système d'axes X min et Y min ), ceci grâce à un deuxième système à mouvements croisés. Le fil s'incline ainsi par rapport au plan de la trajectoire réalisant une découpe conique à travers la pièce.
La pièce à usiner est bridée en référence aux axes X, Y et Z de la machine. Ses faces verticales peuvent ne pas être parfaitement parallèles à l'axe Z; si son attaque par le fil doit se faire latéralement, (et non par enfilage dans un avant-trou), il est indispensable que la face d'attaque et le fil soient parallèles (ou alignés); ceci est réalisé en corrigeant le positionnement de la pièce en utilisant par exemple un comparateur, ou en utilisant les axes U et V pour incliner le fil, en procédant par exemple par tâtonnements jusqu'à ce que les étincelles éclatent tout le long du fil en contact avec la pièce. La première méthode est assez longue, de l'ordre de 15 minutes en général; la seconde risque d'endommager la pièce et n'est guère plus rapide.
L'objet de la présente invention était de réaliser un tel alignement rapidement, sans devoir tester la pièce pour connaître avec précision l'angle d'inclinaison de la face d'attaque et le sens de cette conicité (l'arête protubérante est-elle sur la face supérieure ou sur la face inférieure de la pièce ?); de plus, cette méthode devait être applicable dans le cas de pièces à hauteur variable ou non-connue, sans devoir mesurer avec précision cette ou ces hauteurs successives, ainsi que la distance entre la face inférieure et le guide-fil inférieur et sans connaître avec précision la distance entre les guides-fil.
Selon la présente invention, on donne diverses inclinaisons successives à l'électrode-fil en déplaçant le guide-fil supérieur selon les axes U et V de valeurs U1, U2, V1 et V2 choisies et on commande pour chacune de ces orientations le mouvement de l'électrode-fil vers la pièce à usiner jusqu'à ce que le contact fil-pièce soit détecté. On relève ou mémorise alors la cote selon l'axe X ou Y correspondante à chacun de ces contacts. Puis on calcule, grâce à un algorithme approprié, la distance dont il faut déplacer le guide-fil supérieur selon les axes U et V de manière à incliner l'électrode-fil parallèlement à la face destinée à être découpée de la pièce à usiner.
Les fig. 1 à 5 illustrent l'une des variantes préférées de cette invention:
- le guide-fil supérieur 3 est positionné à la hauteur de travail choisie et la pièce à usiner 1 fixée à sa place définitive. On ne connaît pas sa hauteur exacte ni l'inclinaison de sa face d'attaque 5. On déplace le guide supérieur 3 d'une valeur choisie U1 (fig. 1, position a); sans changer l'inclinaison du fil-électrode 2, on effectue un mouvement relatif fil-pièce jusqu'à la détection d'un contact (fig. 1, position a); le guide inférieur 4 se trouve alors à la cote x1 sur l'axe X;
- on retire le fil de la pièce, et on diminue son inclinaison en choisissant une valeur U2 inférieure à la valeur U1.
On procède comme ci-dessus; lors du contact fil-pièce, le guide inférieur 4 se trouve à la cote x2 sur l'axe X (fig. 2);
- on retire le fil de la pièce, et on l'incline dans l'autre sens en choisissant une valeur U3 égale à l'inverse de la valeur U1. On procède comme ci-dessus; lors du contact fil-pièce, le guide inférieur 4 se trouve à la cote x3 sur l'axe X (fig. 3);
- on retire le fil de la pièce, et on l'incline en choisissant une valeur U4 égale à l'inverse de la valeur U2. On procède comme ci-dessus; lors du contact fil-pièce, le guide inférieur 4 se trouve à la cote x4 sur l'axe X (fig. 4).
La commande numérique du déplacement du guide supérieur 3 est programmée selon l'algorithme suivant:
EMI3.1
dans lequel
- DELTA U représente la distance dont il faut déplacer le guide-fil supérieur 3 selon l'axe U de manière à incliner l'électrode-fil parallèlement à la face d'attaque 5, et
- p1 et p2 symbolisent respectivement les pentes:
EMI3.2
(voir fig. 5).
On procède de même dans le plan Y, V de manière à obtenir DV, la distance dont il faut déplacer le guide-fil supérieur 3 selon l'axe V de manière à incliner l'électrode-fil parallèlement à la face d'attaque 5.
Les valeurs U1 et U2 sont quelconques; toutefois, l'inclinaison du fil doit être plus grande que le défaut de verticalité de la pièce à corriger.
Bien que le cycle de 4 mesures décrit ci-dessus soit répété 3 à 4 fois avec des valeurs choisies différentes pour l'inclinaison, cette variante a l'avantage de ne prendre que 2 à 3 minutes.
De plus, le point de portée du fil sur les guides, c'est-à-dire les points où le fil change de direction, ne sont pas connus avec précision. Or il n'est pas nécessaire de connaître la distance interguides pour obtenir DELTA U et DELTA V, ni la hauteur de pièce, ni la distance entre la pièce et le plan X, Y.
Cette variante a aussi l'avantage de permettre de calculer la hauteur H de la pièce et la distance ZID entre la face inférieure de la pièce et le plan X, Y, connaissant la distance EG entre les guides:
EMI4.1
The invention relates to a method and a device for wire EDM machining, with a wire electrode tiltable relative to the plane of the path to be cut.
Recall that in most of these devices, the wire electrode is stretched between two wire guides and moves relative to the workpiece according to a predetermined path by cutting it by erosive sparks bursting between the wire and the workpiece. It is either the part that moves, or the wire guides, the part remaining stationary, this thanks to a first system with crossed movements along the X and Y axes. The upper wire guide is animated along the U and V axes (which can be independent of the X and Y axes and be in fact a second system of X min and Y min axes), this thanks to a second system with crossed movements. The wire thus inclines relative to the plane of the trajectory making a conical cut through the part.
The workpiece is clamped with reference to the X, Y and Z axes of the machine. Its vertical faces may not be perfectly parallel to the Z axis; if its attack by the wire must be made laterally (and not by threading in a pilot hole), it is essential that the attack face and the wire are parallel (or aligned); this is achieved by correcting the positioning of the part by using for example a comparator, or by using the axes U and V to tilt the wire, for example by trial and error until the sparks burst all along the wire in contact with the part. The first method is quite long, generally around 15 minutes; the second risks damaging the part and is not much faster.
The object of the present invention was to achieve such alignment quickly, without having to test the part in order to know precisely the angle of inclination of the attack face and the direction of this taper (is the protruding edge on the upper face or on the lower face of the part?); moreover, this method should be applicable in the case of parts with variable or unknown height, without having to measure with precision this or these successive heights, as well as the distance between the lower face and the lower wire guide and without knowing with the distance between the wire guides.
According to the present invention, various successive inclinations are given to the wire electrode by moving the upper wire guide along the axes U and V with values U1, U2, V1 and V2 chosen and the movement of each is controlled. wire electrode to the workpiece until wire to work contact is detected. The dimension along the X or Y axis corresponding to each of these contacts is then noted or stored. Then, using a suitable algorithm, the distance by which the upper wire guide must be moved along the axes U and V is calculated so as to tilt the wire electrode parallel to the face intended to be cut from the workpiece.
Figs. 1 to 5 illustrate one of the preferred variants of this invention:
- The upper wire guide 3 is positioned at the chosen working height and the workpiece 1 fixed in its final place. We do not know its exact height or the inclination of its leading face 5. We move the upper guide 3 by a chosen value U1 (fig. 1, position a); without changing the inclination of the wire-electrode 2, a relative wire-part movement is carried out until contact is detected (fig. 1, position a); the lower guide 4 is then at dimension x1 on the axis X;
- the wire is removed from the part, and its inclination is reduced by choosing a value U2 lower than the value U1.
We proceed as above; during wire-to-work contact, the lower guide 4 is at dimension x2 on the X axis (fig. 2);
- the wire is removed from the part, and it is tilted in the other direction by choosing a value U3 equal to the inverse of the value U1. We proceed as above; during wire-to-work contact, the lower guide 4 is at dimension x3 on the X axis (fig. 3);
- the wire is removed from the part, and it is tilted by choosing a value U4 equal to the inverse of the value U2. We proceed as above; during wire-part contact, the lower guide 4 is located at dimension x4 on the X axis (fig. 4).
The digital control of the movement of the upper guide 3 is programmed according to the following algorithm:
EMI3.1
in which
DELTA U represents the distance by which the upper wire guide 3 must be moved along the axis U so as to tilt the wire electrode parallel to the leading face 5, and
- p1 and p2 respectively symbolize the slopes:
EMI3.2
(see fig. 5).
The same is done in the plane Y, V so as to obtain DV, the distance by which the upper wire guide 3 has to be displaced along the axis V so as to tilt the wire electrode parallel to the leading face 5 .
The values U1 and U2 are arbitrary; however, the inclination of the wire must be greater than the defect in the verticality of the part to be corrected.
Although the 4-measurement cycle described above is repeated 3 to 4 times with different values chosen for the inclination, this variant has the advantage of only taking 2 to 3 minutes.
In addition, the point of range of the wire on the guides, that is to say the points where the wire changes direction, are not known with precision. However, it is not necessary to know the interguide distance to obtain DELTA U and DELTA V, nor the room height, nor the distance between the room and the X, Y plane.
This variant also has the advantage of making it possible to calculate the height H of the part and the distance ZID between the underside of the part and the plane X, Y, knowing the distance EG between the guides:
EMI4.1