CH691577A5 - Machine d'usinage par étincelage et procédé d'usinage par étincelage. - Google Patents

Description

  



  La présente invention concerne une machine d'usinage par étincelage ainsi qu'un procédé d'usinage par étincelage, dans lequel l'usinage d'une pièce est effectué en produisant une décharge électrique entre une électrode et la pièce à usiner. L'invention concerne plus particulièrement une machine d'usinage par étincelage ainsi qu'un procédé d'usinage par étincelage dans lequel une surface d'usinage précise peut être obtenue en calculant une surface usinée en cours d'usinage. 



  La demande 7-194 517 déposée le 31.07.95 comme demande prioritaire au Japon est incluse dans la présente demande à titre de référence. 



  La fig. 12 est une vue illustrant les conditions d'usinage utilisées dans les machine d'usinage par étincelage conventionnelles pour fraisage matriciel. Dans cette figure, des conditions d'usinage appropriées sont prévues pour chaque surface d'usinage. Pour cette raison, au cas où un opérateur effectue un usinage dans lequel la surface d'usinage varie, l'opérateur doit préparer un programme compliqué dans lequel les conditions d'usinage sont modifiées selon les changements de profondeur de chaque surface usinée, puis ensuite effectuer l'opération désirée de fraisage matriciel de la pièce. 



  La publication de brevet japonais N<o> 35 273/1976 "electrically energizing machining apparatus" décrit par exemple une machine d'usinage par étincelage du type conventionnel évoqué ci-dessus. Dans cette machine, une valeur correspondant à la surface usinée est reconnue et les conditions d'usinage sont automatiquement optimisées. 



  Une autre machine d'usinage par étincelage basée sur une technologie conventionnelle est décrite par exemple dans la publication japonaise N<o> 7523/1984 "Wire cut electric discharge machine". Dans cette machine, l'épaisseur d'une pièce est déterminée d'après les valeurs du courant d'usinage et de la vitesse d'usinage, les conditions d'usinage étant adaptées d'après le résultat de la mesure. 



  Toutefois, dans le dispositif de l'art antérieur décrit dans le premier document mentionné ci-dessus, la forme d'onde de la décharge électrique n'est pas constante, en sorte que, bien qu'une valeur correspondant essentiellement à la surface usinée puisse être obtenue, la précision est plutôt faible, et en outre bien que des accroissements ou des réductions de surface substantiels puissent être détectés jusqu'à un certain point, une valeur absolue de la surface usinée ne peut pas être obtenue. 



  De même, dans le dispositif de l'art antérieur décrit dans le deuxième document mentionné ci-dessus, la vitesse d'usinage est calculée en utilisant la valeur temporaire du courant d'usinage. Dans les machines d'usinage par étincelage, même si le courant moyen est maintenu constant mais que la forme d'onde du courant change largement, l'efficacité d'usinage change également de manière remarquable. Des paramètres tels que valeur de pointe du courant ou largeur d'impulsion de l'impulsion de décharge électrique changent alors sensiblement, en sorte qu'une détermination de la surface d'usinage devient parfois difficile pour certaines valeurs de courant d'usinage. 



  Un objet de la présente invention est donc de proposer une machine d'usinage par étincelage et un procédé d'usinage par étincelage dans lesquels l'efficacité d'usinage aussi bien que la performance d'usinage peuvent être améliorés en calculant précisément la surface usinée à partir du fait que, si la forme d'onde de courant d'une impulsion de décharge électrique est maintenue constante, la vitesse d'usinage pour une pièce est sensiblement égale à la vitesse d'usinage/de retrait de chaque impulsion de décharge électrique contribuant à l'usinage, multipliée par le nombre d'impulsions efficaces contribuant chacune à l'usinage, la vitesse d'usinage/de retrait de chaque impulsion de décharge électrique étant déterminée par la forme d'onde de courant,

   l'usinage par étincelage étant effectué dans des conditions d'usinage adaptées d'après la surface d'usinage calculée. 



  Par la présente invention, la machine d'usinage comprend: une section de détermination d'impulsion, déterminant si une impulsion de décharge électrique est une impulsion de décharge électrique efficace contribuant à l'usinage ou une impulsion inefficace ne contribuant pas à l'usinage, une sec tion de comptage comptant le nombre d'impulsions de décharge électriques déterminées comme étant des impulsions efficaces, une section de mesure de la vitesse d'usinage mesurant la vitesse d'usinage selon la direction axiale, une section de division divisant le nombre d'impulsions de décharge électriques par la vitesse d'usinage selon la direction axiale, une section de mémoire mémorisant des données constantes présélectionnées de paramètres électriques,

   telles qu'une forme d'onde pour un courant relatif aux matériaux de l'électrode et de la pièce d'usinage ou de production des décharges électriques, et une section de calcul de surface d'usinage calculant la surface d'usinage selon les données de la division et celles constantes mémorisées. 



  Une telle machine d'usinage est plus particulièrement conforme à la revendication 1, alors que le procédé d'usinage est conforme à la revendication 6. 



  D'autres objets et caractéristiques de l'invention sont mentionnés dans la description qui suit en se référant au dessin comportant les figures où: 
 
   la fig. 1 est un schéma bloc représentant schématiquement la configuration d'une première forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage selon l'invention, 
   la fig. 2 est un schéma d'opérations montrant les séquences d'usinage par étincelage d'une machine selon la première forme d'exécution, 
   la fig. 3 est un schéma bloc représentant schématiquement la configuration d'une deuxième forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage, 
   la fig. 4 est un schéma d'opérations montrant les séquences d'usinage par étincelage d'une machine selon la deuxième forme d'exécution, 
   la fig.

   5 est un schéma bloc représentant schématiquement la configuration d'une troisième forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage, 
   les fig. 6A et 6B sont des tableaux explicatifs montrant la relation entre la production de bavures et les conditions d'usinage, 
   la fig. 7 est un schéma d'opérations montrant les séquences d'usinage par étincelage d'une machine selon la troisième forme d'exécution, 
   la fig. 8 est un schéma bloc représentant schématiquement la configuration d'une quatrième forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage, 
   la fig. 9 est une vue en coupe agrandie d'un modèle montrant le relation entre l'électrode et la pièce à usiner, 
   la fig. 10 est un tableau montant un exemple de conditions de commutation d'usinage au départ de l'usinage, 
   la fig.

   11 est un schéma d'opérations montrant les séquences d'usinage par étincelage d'une machine selon la quatrième forme d'exécution, et 
   la fig. 12 est un tableau montrant les conditions d'usinage employées dans une machine d'usinage par étincelage conventionnelle pour une gravure normale. 
 



  La description qui suit, se référant aux figures, concerne des formes d'exécution particulières d'une machine d'usinage par étincelage selon l'invention. La fig. 1 est un schéma bloc représentant schématiquement la configuration d'une première forme d'exécution d'une machine d'usinage selon l'invention. On y voit une électrode 101 effectuant un usinage sur une pièce d'usinage 102 ainsi qu'une section de détermination d'impulsion 103, apte à déterminer si une impulsion de décharge électrique produite durant l'usinage par l'électrode 101 sur la pièce 102 est une impulsion de décharge électrique efficace contribuant à l'usinage de la pièce 102 ou une décharge inefficace ne contribuant pas à l'usinage de la pièce 102. 



  On voit aussi une section de production des impulsions de décharge électriques efficaces 104 apte à générer un simple amorçage d'impulsion en réponse à une impulsion de décharge électrique efficace lorsque la section de détermination d'impulsion 103 a déterminé que l'impulsion de décharge électrique produite est une impulsion efficace, une section de production d'une impulsion défectueuse 105 apte à produire un simple amorçage d'impulsion lorsqu'une impulsion de décharge électrique, déterminée comme étant défectueuse par la section de détermination d'impulsion 103, est produite, ainsi qu'une section de production d'impulsions de court-circuit 106, apte à générer un simple amorçage d'impulsion lorsqu'une impulsion de décharge électrique, déterminée comme étant une impulsion de court-circuit par la section détermination d'impulsion 103, est produite.

   



  On voit aussi sur la figure une section de comptage d'impulsions efficaces 107, apte à compter un nombre d'impulsions par intervalle de temps (p.ex 10 secondes) produites par la section de production d'impulsions de décharge efficaces 104, une section de mesure da la vitesse d'usinage 108 apte à mesurer la vitesse d'usinage selon la direction axiale par intervalle de temps, ainsi qu'une section de division 109 apte à diviser le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps comptées par la section de comptage d'impulsions efficaces 107 par la vitesse d'usinage selon la direction axiale par intervalle de temps, mesurée par la section de mesure de la vitesse d'usinage 108. 



  On a de même sur la figure une section de mémoire 110 apte à mémoriser au moins une ou plusieurs valeurs déterminées par des conditions électriques comme la forme d'onde du courant de décharge ou les matériaux de l'électrode et de la pièce à usiner, ainsi qu'une section de calcul de la surface d'usinage 111 apte à calculer une surface d'usinage en utilisant le résultat provenant de la section de division 109 et une valeur ou des valeurs mémorisées dans la section de mémoire 110. 



  La description qui suit concerne un exemple du principe de calcul d'une surface d'usinage dans le cas où l'usinage est exécuté selon la direction axiale Z, soit la direction verticale. En admettant tout d'abord que la vitesse d'enlèvement de matière de la pièce 102 par un simple amorçage de décharge électrique sous des conditions spécifiques d'usinage est maintenue constante, une valeur correspondant à la surface d'usinage est calculée à partir d'une vitesse d'usinage et d'une vitesse d'usinage dans la direction axiale Z par intervalle de temps. 



  Si "v" correspond au volume de matière enlevée de la pièce 102 par un simple amorçage d'une décharge électrique, "V" correspond à la vitesse d'usinage de la pièce par intervalle de temps, "I" est la vitesse d'usinage selon la direction axiale Z par intervalle de temps, "n" est le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps, et "S" est la surface d'usinage; la vitesse d'usinage d'une pièce "V" peut être obtenue par le produit du volume de matière enlevée de la pièce 102 par un simple amorçage d'une décharge électrique et du nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps "n", ou par le produit de la surface d'usinage "S" par la vitesse d'usinage "1" selon la direction axiale Z par intervalle de temps. 



  A savoir, la vitesse d'usinage d'une pièce peut être obtenue par les relations suivantes: 



  V = v . n = S . I    (1) 



  Par la relation (1) décrite ci-dessus, la surface d'usinage "S" peut être obtenue en divisant le produit du volume de matière enlevée de la pièce 102 par un simple amorçage d'une décharge électrique "v" et du nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps "n" par la vitesse d'usinage selon la direction axiale Z par intervalle de temps "I". 



  On obtient la surface d'usinage par la relation suivante: 



  S = v . n / I (2) 



  Dans le cas où la forme d'onde d'une impulsion de courant est maintenue constante, le volume "v" de matière enlevée de la pièce 102 par un simple amorçage d'une décharge électrique reste constant. Pour cette rai son, par la relation (2) ci-dessus, la surface d'usinage "S" peut être calculée en mesurant le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps "n" et la vitesse d'usinage "l" selon la direction axiale Z par intervalle de temps. La relation (1) ci-dessus peut ainsi s'exprimer comme suit: 



  n / I = S / v = c . S (3)
 



  où c est une constante. 



  Il est évident, à partir de la relation (3) ci-dessus, que n / I est proportionnel à la surface d'usinage "S". De la même manière, une valeur de n / I est calculée pour chaque condition d'usinage et une surface d'usinage "S" peut être calculée si une constante "c" est obtenue. 



  Comme mentionné ci-dessus, la section de division 109 calcule la valeur de n / I décrite ci-dessus et la section de calcul de la surface d'usinage 111 calcule la surface d'usinage "S" en utilisant le résultat de la section de division 109 et la constante "c" décrite ci-dessus, mémorisée dans la section de mémoire 110. 



  La description qui suit concernant la fig. 2 montre le fonctionnement de la première forme d'exécution de l'invention. Dans le schéma d'opérations, la machine d'usinage par étincelage démarre l'usinage (S1) et démarre la mesure d'un intervalle de temps présélectionné (S2). Ici un espace adéquat est maintenu entre l'électrode 101 et la pièce d'usinage 102 comme pour un usinage courant par décharge électrique, en ajustant les valeurs de coordonnées selon les axes X, Y et Z, non représentés ici, alors que l'usinage est en cours. 



  A cette étape, la section de détermination d'impulsion 103 détermine si l'impulsion de décharge électrique est une impulsion efficace contribuant à l'usinage ou une impulsion inefficace (S3). Ici, une impulsion inefficace ne contribuant pas à l'usinage signifie une impulsion telle que lorsqu'un arc est généré ou une impulsion nuisible autre qu'une impulsion défectueuse ou une impulsion de court-circuit ou semblable. 



  A l'étape S3, dans le cas où il est déterminé que l'impulsion de décharge est une impulsion efficace, la section 104 de production de décharges électriques efficaces produit un simple amorçage d'impulsion en réponse a l'impulsion efficace décrite plus haut (S4). 



  Ensuite l'impulsion d'amorçage simple produite par la section 104 de production de décharges électriques efficaces à l'étape S4 est comptée comme une impulsion efficace par la section de comptage d'impulsions de décharge électrique efficaces 107 (S5). 



  A l'étape S3, dans le cas où il est déterminé que l'impulsion de décharge n'est pas une impulsion efficace, le système saute les étapes S4 et S5 et conduit à un traitement à l'étape S6. 



  Ensuite il est déterminé si un intervalle de temps spécifié s'est écoulé ou non après le début de la mesure dudit intervalle de temps (S6). A l'étape S6, dans le cas où il est déterminé que l'intervalle de temps n'est pas atteint, le système de contrôle retourne à l'étape S3 et répète chacune des étapes de S3 à S6. Il en résulte qu'un nombre de simples amorçages d'impulsions comptées par la section de comptage d'impulsions de décharge électriques efficaces 107 est transmis à la section de division 109 à l'étape S5. 



  A l'étape S6, au cas où il est déterminé que l'intervalle de temps est passé, la vitesse d'usinage selon la direction d'usinage, soit la vitesse d'alimentation de l'électrode 101, est mesurée par la section de mesure de vitesse d'usinage 108 (S7). Les opérations de traitement lors de cette étape peuvent être effectuées concurremment avec l'opération de comptage du nombre d'impulsions efficaces (étapes S2 à S6). 



  Pour la mesure de la vitesse d'usinage, il est recommandé de disposer d'un dispositif d'enregistrement de la valeur de la position d'usinage la plus profonde, soit de la position selon laquelle l'usinage se poursuit le plus souvent, la vitesse d'usinage étant obtenue à partir de cette valeur. Généralement un contrôle est effectué afin que la distance entre l'électrode et la pièce d'usinage soit maintenue constante lors de l'usinage. Cependant, on trouve parfois le cas où, par exemple, la distance entre électrodes devient fugitivement grande comme immédiatement après un court-circuit entre électrodes. 



  Si la vitesse d'usinage est mesurée à l'instant décrit plus haut, un cas où une valeur plus précise ne peut être mesurée est généré. Pour cette raison, une valeur plus précise peut être mesurée en enregistrant la position selon laquelle l'usinage est effectué le plus souvent et en mesurant une vitesse d'usinage à partir de cette valeur. 



  Ensuite, le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps obtenu à l'étape S5 est divisé, dans la section de division 109, par le résultat de la mesure de vitesse d'usinage obtenu à l'étape S7 (S8). Après cette étape, la surface d'usinage est calculée à partir du résultat de la division obtenu dans l'étape S8 et de la constante "c" mémorisée dans le dispositif de mémoire 110, par la section de calcul de la surface d'usinage 111 (S9). Le calcul de la surface d'usinage est effectué selon "les principes de calcul de la surface d'usinage" décrits plus haut. 



  Ensuite il est déterminé si oui ou non l'usinage par décharges électriques est terminé (S10). A l'étape S10, dans le cas où il est déterminé que l'usinage n'est pas terminé, le système de contrôle retourne à l'étape S2 et chaque opération de chaque étape de S2 à S10 est exécutée à nouveau, une surface d'usinage "S" étant calculée à chaque fois. Au contraire, s'il est déterminé à l'étape S10 que l'usinage est terminé, l'opération de calcul de la surface d'usinage est aussi terminée. 



  Par cette première forme d'exécution, la surface d'usinage peut être calculée avec précision, sans tenir compte de la forme d'onde du courant, pour autant que les conditions d'usinage permettent de maintenir cette forme d'onde de courant constante. Par exemple, un calcul précis de la surface d'usinage peut être effectué avec une forme de courant présentant une pente lors de la première modulation du courant, permettant une diminution remarquable de la consommation d'électrode, ou avec un courant de forme triangulaire avec un fort courant de pointe et une faible largeur d'impulsion, permettant une grande vitesse d'usinage d'un matériau difficile à usiner. 



  Une deuxième forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage selon l'invention est représentée sur le schéma bloc de la fig. 3. Sur cette figure, les mêmes chiffres de référence se rapportent aux mêmes éléments que ceux de la première forme d'exécution, leur description étant omise ici. 



  Sur la fig. 3, une section de commutation de conditions d'usinage 201 est apte à faire commuter les conditions d'usinage en réponse au résultat de la mesure de la surface d'usinage "S" calculée par la section de calcul de surface d'usinage 111. 



  Cette section de commutation 201 fonctionne comme suit. Généralement, lors d'un usinage, les conditions d'usinage optimum varient selon la surface d'usinage. Même si les conditions d'usinage, telles que le courant de pointe ou la largeur des impulsions sont identiques, les conditions d'usinage optimum telles que les conditions pour arrêter les opérations ou pour sauter une opération sont différentes entre elles, dépendant de chaque surface d'usinage. 



  Généralement, si la surface d'usinage est modifiée durant une opération d'usinage, le courant d'usinage est modifié de telle manière qu'il reste substantiellement proportionnel à la surface d'usinage. Cette opération est effectuée afin que le courant d'usinage par intervalle de temps soit maintenu constant. Dans ce cas, lorsque la forme du courant telle que la pointe ou la largeur de l'impulsion est modifiée, la rugosité de surface ou la consommation d'électrode est modifiée afin que le courant d'usinage soit modifié pour utiliser un intervalle de temps de repos. 



  Comme inconvénient dans le cas où des conditions d'usinage choisies ne sont pas adaptées à la surface, une décharge électrique anormale telle qu'un arc est produite lorsqu'un usinage est effectué avec des conditions d'usinage propres à une grande surface d'usinage, alors que des conditions pour une faible surface d'usinage seraient requises, ou au contraire lorsque la vitesse d'usinage diminue lorsque l'usinage est exécuté avec des conditions correspondant à une faible surface d'usinage alors que la surface d'usinage est importante. 



  En conséquence, les conditions nécessaires pour une surface d'usinage doivent être choisies comme conditions d'usinage. Comme décrit ci-dessus, la section de commutation de conditions d'usinage 201 choisit les conditions optimum pour l'usinage en fonction du changement de surface d'usinage d'un moment à l'autre durant l'usinage et commute des unes aux autres des conditions d'usinage. 



  La séquence des opérations de commutation d'une machine d'usinage selon la deuxième forme d'exécution est décrite ci-dessous en regard de la fig. 4. Chaque opération depuis l'étape S1 jusqu'à S9 et S10 est semblable à ce qui a été décrit en regard de la fig. 2; ces opérations ne seront donc plus décrites ici. 



  La section de commutation de conditions d'usinage 201 commute les conditions d'usinage initialement ou dernièrement réglées en des conditions d'usinage adaptées à la surface d'usinage calculée par la section de calcul de surface d'usinage 111 (S9-2) 



  Détermination est faite afin de savoir si l'usinage est terminé ou non à l'étape S10 après commutation des conditions d'usinage à l'étape 9-2 (S10). S'il est déterminé à l'étape S10 que l'usinage n'est pas terminé, le système de contrôle retourne à l'étape S2 et chaque opération depuis l'étape S2 jusqu'à l'étape S10 est répétée, une surface d'usinage étant calculée chaque fois et les conditions d'usinage étant commutées selon les résultats des calculs. D'autre part, si à l'étape S10, il est déterminé que l'usinage est terminé, les opérations de calcul de la surface d'usinage et de commutation des conditions d'usinage sont terminées. 



  Par cette deuxième forme d'exécution, l'usinage est effectué avec des conditions d'usinage commutées pour chaque valeur calculée avec précision de la surface d'usinage, permettant que l'usinage soit plus efficace et plus stable ainsi que de prévenir des décharges électrique anormales ayant un effet néfaste. 



  Une troisième forme d'exécution d'une machine d'usinage par étincelage est représentée à la fig. 5. Sur cette figure, les mêmes chiffres de référence se rapportent aux mêmes éléments que ceux de la première forme d'exécution, représentée à la fig. 1 et de la deuxième forme d'exécution représentée à la fig. 3, leur description étant omise ici. 



  Une section de mesure/calcul du courant d'usinage 301 apte à mesurer le courant d'usinage durant l'usinage est représentée sur la fig. 5, ainsi qu'une section de calcul de la densité de courant 302 apte à calculer une densité de courant selon la surface d'usinage calculée par la section de calcul de surface d'usinage 111 ainsi que selon le courant d'usinage mesuré par la section de mesure/calcul de courant d'usinage 301. De même, la section de commutation des conditions d'usinage 201 commute ces conditions en réponse à la densité de courant calculée par la section de calcul de densité de courant 302. Ainsi, la section de commutation des conditions d'usinage 201 a aussi une fonction de contrôle du courant d'usinage. 



  La section de mesure/comptage du courant d'usinage 301 est décrite ci-dessous. La section de mesure/comptage du courant d'usinage 301 permet de mesurer ou calculer une valeur de courant durant l'usinage. Le courant d'usinage peut directement être mesuré par un ampèremètre. Le nombre d'impulsions de décharges électriques peut aussi être compté, le courant d'usinage pouvant alors être calculé à partir du nombre d'impulsions comptées. Ensuite le courant d'usinage peut aussi être mesuré en utilisant une valeur déterminée par les conditions d'usinage. Il doit être relevé que par la méthode utilisant une valeur de courant déterminée par les conditions d'usinage, il se trouve parfois le cas où la précision de mesure de celle-ci peut être plus faible que par une autre méthode. 



  La section de calcul de densité de courant 302 est décrite ci-dessous. De manière générale, la densité de courant influe largement sur les caractéristiques d'usinage. Si l'usinage est effectué avec une forte densité de courant, des décharges électriques anormales peuvent facilement être produites. Particulièrement dans le cas où l'usinage est effectué à l'aide d'une électrode 101 en graphite, quelques problèmes sont posés telle que des projections de carbone, soit des bavures qui sont produites sur l'électrode 101 lorsque la densité de courant est élevée; il devient ainsi difficile d'usiner une pièce selon une forme désirée. 



  La production de bavures dépend fortement de la densité de courant. A savoir, la production de bavures dépend essentiellement de la largeur des impulsions. De même la production de bavures dépend aussi de la hauteur de la densité de courant dans le cas où un usinage est effectué avec une forme d'onde de courant identique. 



  Les tableaux 6A et 6B montrent la relation existant entre la production de bavures et les conditions d'usinage; le tableau 6A se rapportant à une électrode de 5 x 5 mm alors que le tableau 6B concerne une électrode de 10 x 10 mm. Généralement, afin de maintenir la rugosité de la pièce usinée 102 constante ou la consommation de l'électrode 101 lors d'un usinage, le courant de pointe ou la largeur des impulsions et maintenue constante et l'usinage est effectué de telle manière que la production de bavures soit évitée en contrôlant la densité de courant. Cependant, un usinage avec une faible densité de courant diminue la vitesse d'usinage. 



  Comme décrit ci-dessus, la production de bavures est évitée lorsque, afin de réaliser un usinage à haute vitesse, la densité de courant est calculée par la section de calcul de densité de courant 302 utilisant une valeur de courant durant l'usinage mesurée par la section de mesure/calcul de courant d'usinage 301 et une surface d'usinage calculée par la section de calcul de surface d'usinage 111, le résultat de calcul de la densité de courant étant envoyé à la section de commutation de conditions d'usinage 201. 



  La fig. 7 montre le déroulement des opérations de commutation des conditions d'usinage de la troisième forme d'exécution de la machine d'usinage. Dans ce diagramme, chaque opération des étapes S1 à S9 et S10 est semblable à celles décrites en regard de la fig. 2 correspondant à la première forme d'exécution et ne sera donc pas décrite ici. 



  Après qu'une surface d'usinage ait été calculée par la section de calcul de surface d'usinage 111 à l'étape S9, ou simultanément par un processus séquentiel de calcul d'un surface d'usinage par la section de calcul de surface d'usinage 111, la section de calcul/mesure de courant d'usinage mesure ou calcule le courant d'usinage durant l'usinage (S9-3). La valeur du courant d'usinage est envoyée à la section de calcul de densité de courant 302. 



  Ensuite la section de calcul de densité de courant 302 calcule la densité de courant en utilisant le résultat calculé de la surface d'usinage par la section de calcul de surface d'usinage 111 à l'étape S9 et la valeur mesurée du courant d'usinage par la section de mesure de courant d'usinage 301 à l'étape S9-3 (S9-4). La valeur calculée de la densité de courant est envoyée à la section de commutation des conditions d'usinage 201. 



  La section de commutation des conditions d'usinage 201 décide des conditions d'usinage appropriées selon la densité de courant calculée à l'étape S9-4 et commute les conditions d'usinage selon lesquelles l'usinage est actuellement exécuté vers les conditions décrites ci-dessus (S9-5). A cette étape, la section de commutation des conditions d'usinage 201 contrôle le courant d'usinage afin que ce dernier n'excède pas une valeur spécifiée, à savoir une valeur d'usinage pour laquelle les bavures sont évitées. 



  A l'étape S9-5, après que les conditions d'usinage aient été commutées, il est déterminé à l'étape S10 si l'usinage est terminé ou non. S'il est déterminé à cette étape S10 que l'usinage n'est pas terminé, le système de contrôle retourne à l'étape S2 et répète les opérations des étapes S2 à S10, la densité de courant étant calculée à chaque fois, les conditions d'usinage étant commutées selon le résultat du calcul. 



  Comme décrit ci-dessus, les conditions d'usinage sont commutées selon la modification de la densité de courant. D'une autre manière, à l'étape S10, dans le cas où l'usinage est terminé, les opérations de calcul d'une surface d'usinage et de commutation des conditions d'usinage sont terminées. 



  Par cette troisième forme d'exécution, l'usinage est effectué par une commutation vers des conditions d'usinage appropriées utilisant une valeur calculée avec précision de la densité de courant, afin que l'usinage soit effectué de manière efficace et stable sous les conditions les plus appropriées et qu'ensuite des bavures indésirables produites durant l'usinage soient évitées. 



  Une quatrième forme d'exécution d'une machine d'usinage est décrite à la fig. 8. Sur cette figure, les mêmes chiffres de référence concernent les même éléments que ceux décrits pour la première forme d'exécution en regard de la fig. 1; leur description étant omise ici. 



  Une section de commutation des conditions de départ d'usinage 401 est représentée à la fig. 8, afin de commuter les conditions d'usinage au démarrage de l'usinage selon le résultat obtenu de la surface d'usinage calculée "S" par la section de calcul de surface d'usinage 111. 



  La description qui suit concerne la configuration et le fonctionnement de la section de commutation des conditions d'usinage 401 au démarrage de l'usinage. Généralement, lors d'un usinage, la proportion de consommation d'électrode 101 est décidée essentiellement selon la forme d'onde de l'impulsion de courant, la proportion de consommation pouvant être prédite. Dans le cas où la surface d'usinage est extrêmement petite, il est cependant difficile de prédire la surface ce qui provoque l'augmentation de consommation de la pièce 102. 



  La fig. 9 montre un exemple où l'électrode se consume très facilement au début de l'usinage. Dans le cas où une pièce 102 a été préusinée et qu'un usinage par décharges électriques y est ensuite effectué, la surface d'usinage devient très faible au départ de l'usinage. 



  Comme décrit ci-dessus, la forme désirée peut être abîmée parce qu'une portion usinée de la pièce 102 est anormalement consommée au départ de l'usinage. Dans le cas comme décrit ci-dessus, il est nécessaire de démarrer l'usinage avec des conditions ne requérant qu'une faible quantité d'énergie pour ensuite commuter étape par étape vers des conditions d'usinage permettant d'augmenter la quantité d'énergie selon l'augmentation de la surface d'usinage. 



  Le tableau de la fig. 10 montre un exemple de commutation des conditions d'usinage au démarrage de l'usinage. Le courant de pointe, la largeur d'impulsion et la période de repos optimum dans chaque cas sont indiquées à titre d'exemple de commutation des conditions d'usinage au départ, pour une surface d'usinage de 3 mm<2> ou moins, de 6 mm<2> ou moins, de 10 mm<2> ou moins et de 15 mm<2> ou moins. 



  Lorsque la surface d'usinage est petite, les conditions pour une faible pointe de courant et une faible largeur d'impulsion sont sélectionnées afin qu'une grande quantité de courant d'usinage ne puisse passer. Ensuite les conditions d'usinage sont commutées afin que la quantité d'énergie soit augmentée étape par étape selon l'augmentation de la surface d'usinage. Par exemple, dans le cas d'une surface d'usinage de 3 mm<2> ou moins, le courant de pointe est de 3 A et la largeur d'impulsion de 35  mu S. 



  Ensuite, lorsque la surface d'usinage est de 6 mm<2> ou moins ou 10 mm<2> ou moins, il est évident que le courant de pointe soit respectivement de 5 A ou 8 A et la largeur d'impression de 65  mu S ou 90  mu S, l'énergie devenant plus importante, étape par étape. 



  Comme décrit ci-dessus, la section de commutation des conditions de départ d'usinage 401 choisit initialement des conditions pour le départ de l'usinage, calcule une surface d'usinage, puis ensuite commute ces conditions de départ selon le résultat calculé. 



  La fig. 11 montre le déroulement des opérations de commutation des conditions d'usinage pour la quatrième forme d'exécution de la machine d'usinage. Chaque opération des étapes S2 à S9 est la même que celle décrite plus haut en regard de la fig. 2, leur description étant omise ici. 



  Après le départ de l'usinage (S1), les conditions d'usinage initiales sont choisies par la section de commutation des conditions d'usinage initiales 401 (S1-2). Les conditions d'usinage de départ sont choisies auparavant et enregistrées. Ensuite la mesure de l'intervalle de temps est démarrée (S2). 



  Après exécution des étapes S3 à S8, la section de commutation des conditions d'usinage initiales 401 commute les conditions d'usinage en cours vers celles de départ d'usinage adaptées à la surface d'usinage calculée par la section de calcul de surface d'usinage à l'étape S9 (S11). 



  A l'étape S11, après commutation des conditions d'usinage de départ, il est déterminé si l'usinage de départ est terminé ou non, à savoir si la surface d'usinage est devenue plus grande qu'une valeur spécifiée ou non (S12). 



  A l'étape S12, dans le cas où l'usinage de départ n'est pas terminé, le système de contrôle retourne à l'étape S2 et répète les opérations de chaque étape de l'étape S2 à l'étape S12. 



  D'un autre côté, à l'étape S12, s'il est déterminé que le départ de l'usinage est terminé, un usinage normal, par exemple celui décrit en regard de la deuxième forme d'exécution, peut être réalisé. A savoir, il doit être compris que les conditions d'usinage sont commutées depuis des conditions d'usinage de départ vers des conditions d'usinage normales. 



  Avec cette quatrième forme d'exécution, après que des conditions initiales d'usinage aient été choisies, l'usinage est effectué de telle manière que les conditions sont commutées vers des conditions d'usinage adaptées, en utilisant une valeur calculée de la surface d'usinage, de telle manière que, même dans le cas où l'usinage concerne une forme compliquée, l'usinage puisse être exécuté sans nécessiter un programme compliqué pour obtenir les conditions d'usinage de départ. Une consommation anormale de la pièce 102 due à une erreur de programme au départ de l'usinage est aussi évité et de plus l'usinage peut être exécuté à haute vitesse. 



  Bien que l'invention ait été décrite en relation avec des formes d'exécution particulières pour une divulgation complète et claire, les revendications ne sont pas ainsi limitées mais doivent être comprises comme comportant toutes les modifications et alternatives pouvant être proposées par l'homme du métier.

Claims (6)

1. Machine d'usinage par étincelage, apte à usiner une pièce (102) en produisant des décharges électriques entre une électrode (101) et ladite pièce à usiner (102), et dans laquelle la forme d'onde du courant de chaque impulsion de décharge est maintenue constante pour chaque condition d'usinage, caractérisée en ce que ladite machine comprend:

une section de détermination d'impulsion (103), apte à déterminer si une impulsion de décharge électrique est une impulsion efficace contribuant a l'usinage ou une impulsion inefficace ne contribuant pas à l'usinage, une section de comptage d'impulsions (107), apte à compter le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps déterminées par ladite section de détermination (103), une section de mesure de la vitesse d'usinage (108), apte à mesurer la vitesse d'usinage selon une direction axiale durant un intervalle de temps, une section de division (109), apte à diviser le nombre d'impulsions par intervalle de temps comptées par ladite section de comptage (107), par ladite vitesse d'usinage selon la direction axiale durant un intervalle de temps, mesurée par ladite section de mesure de la vitesse d'usinage (108), une section de mémoire (110),

apte à mémoriser des données de valeurs spécifiées selon les matériaux de ladite électrode (101) et de ladite pièce à usiner (102) ainsi que de la forme d'onde du courant de décharge, et une section de calcul de la surface d'usinage (111), apte à calculer la surface d'usinage selon les données de sortie calculées par ladite section de division (109) ainsi que des données de valeurs mémorisées dans ladite section de mémoire (110).

2. Machine d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: une section de modification des conditions d'usinage (201), apte à modifier les conditions d'usinage, de telle manière que la surface d'usinage calculée par ladite section de calcul de la surface d'usinage (111) soit substantiellement proportionnelle à une valeur de courant d'usinage.

3.

Machine d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: une section de mesure/calcul du courant d'usinage (301), apte à mesurer ou calculer le courant d'usinage durant l'usinage, ainsi que une section de calcul de la densité de courant (302), apte à calculer la densité de courant d'usinage selon les données du courant d'usinage mesurées ou calculées par ladite section de mesure/calcul du courant d'usinage (301) ainsi que selon les données d'une surface d'usinage calculées par ladite section de calcul de la surface d'usinage (111).

4.

Machine d'usinage selon la revendication 3, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: une section de contrôle du courant d'usinage (201), apte à contrôler ledit courant d'usinage de telle manière que la densité de courant calculée par ladite section de calcul de densité de courant (302) soit maintenue égale ou inférieure à une valeur spécifiée.

5.

Machine d'usinage selon la revendication 1, caractérisée en ce qu'elle comprend en outre: une section de fixation des conditions de départ d'usinage (401), apte à fixer des conditions de départ d'usinage nécessitant une faible quantité d'énergie telle que la pointe de courant et/ou la largeur des impulsions au départ de l'usinage, ainsi que: une section de modification des conditions de départ d'usinage (401), apte à modifier lesdites conditions de départ d'usinage selon la surface d'usinage calculée par ladite section de calcul de la surface d'usinage (111) durant l'usinage effectué selon les conditions de départ fixées par ladite section de fixation des conditions de départ d'usinage, de telle manière que la quantité d'énergie nécessaire pour les conditions de départ d'usinage soit augmentée selon l'augmentation de la surface d'usinage.

6.

Procédé d'usinage par étincelage pour usiner une pièce (102) en produisant des décharges électriques entre une électrode (101) et la dite pièce à usiner (102), ce procédé mettant en Öuvre une machine selon l'une quelconque des revendications 1 à 5 et étant caractérisé en ce qu'il comprend les étapes:

démarrer l'usinage selon des conditions de départ d'usinage nécessitant une faible quantité d'énergie comme une faible pointe de courant ou une faible largeur d'impulsion (S1, S1-2), déterminer si une impulsion de décharge électrique est une impulsion efficace contribuant à l'usinage ou une impulsion inefficace ne contribuant pas à l'usinage (S3), compter le nombre d'impulsions efficaces par intervalle de temps (S5), mesurer la vitesse d'usinage selon une direction axiale par intervalle de temps (S7), diviser le nombre d'impulsions efficaces comptées par la vitesse d'usinage mesurée selon la direction axiale (S8), calculer une surface d'usinage à partir du résultat de ladite division ainsi que de données constantes préalablement spécifiées relatives aux matériaux de ladite électrode (101) et de ladite pièce à usiner (102)

et/ou de conditions électriques telles que la forme d'onde du courant (S9), ainsi que modifier lesdites conditions de départ d'usinage selon ladite surface d'usinage calculée, de telle manière que la quantité d'énergie soit augmentée (S12).