CH696190A5

CH696190A5 - Machine d'usinage par électroérosion.

Info

Publication number: CH696190A5
Application number: CH01182/03A
Authority: CH
Inventors: Mitsuaki Akune; Takayuki Nakagawa; Naotake Mohri
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp; Naotake Mohri
Priority date: 2001-01-09
Filing date: 2001-01-09
Publication date: 2007-02-15
Also published as: CN1486227A; DE10197156B4; JPWO2002055249A1; TW539590B; DE10197156T1; US6900407B2; WO2002055249A1; CN1265926C; US20040211758A1; KR20030070090A; JP5027982B2; KR100537769B1

Description


  Domaine technique

[0001] La présente invention est relative à des perfectionnements dans une machine d'électroérosion pour gérer l'usinage d'une pièce par électroérosion, par fourniture de courant électrique entre une électrode et la pièce, dans une solution d'usinage.

[0002] Plus particulièrement, la présente invention est relative à des perfectionnements dans une machine d'électroérosion dans laquelle une force de réaction créée pendant l'usinage, lorsque la distance entre l'électrode est modifiée, peut être supprimée pour ne pas dépasser une valeur spécifiée.

Arrière plan technologique

[0003] La fig.

   4 est une vue représentant une machine d'électroérosion conventionnelle.

[0004] Sur la figure,
la référence numérique 1 est une électrode,
la référence numérique 2 est une pièce à usiner
la référence numérique 3 est une solution d'usinage,
la référence numérique 4 est un réservoir d'usinage,
la référence numérique 5 est une pince de maintien d'électrode 2,
la référence numérique 6 est une platine pour fixer la pièce 2 à usiner,
les références numériques 7 et 8 sont respectivement des axes X et Y pour le déplacement relatif de l'électrode 1 et de la pièce à usiner 2 dans un plan XY,
la référence numérique 9 est l'axe Z qui est l'axe primaire pour le déplacement relatif de l'électrode 1 et de la pièce à usiner selon une direction Z,
les références numériques 10, 11, 12
un servo amplificateur d'axe X,
un servo amplificateur d'axe Y,

   et
un servo amplificateur d'axe Z, pour commander des servomoteurs non représentés pour les déplacements d'axes X, Y, Z,
la référence numérique 13 est un moyen de fourniture d'énergie électrique, et
la référence numérique 14 est un dispositif NC (NC pour commande numérique - note du traducteur).

[0005] La solution d'usinage 3 remplit le réservoir d'usinage 4, de l'énergie électrique d'usinage à même d'être utilisée en tant qu'énergie d'électroérosion est fournie entre l'électrode 1 et la pièce à usiner 2 par le moyen 13 de fourniture d'énergie électrique d'usinage,

   et la pièce à usiner est usinée par la décharge électrique entre les électrodes.

[0006] Le dispositif NC assure la gestion du positionnement relatif pour positionner relativement l'électrode 1 et la pièce 2 par le moyen de positionnement et assure aussi la gestion des conditions d'usinage.

[0007] Dans la machine d'électroérosion, outre la gestion (servo contrôle d'usinage) pour la gestion d'une distance entre l'électrode 1 et la pièce à usiner 2 dans le procédé d'électroérosion, il est nécessaire de prévoir des moyens pour enlever des déchets qui ont été générés, entre les électrodes, pendant le procédé d'usinage par électroérosion, de telle manière que ces déchets ne stagnent pas entre elles.

[0008] En tant que moyen pour enlever les déchets on utilise, ce qui est appelé "un mouvement de saut",

   dans lequel la décharge électrique est interrompue à intervalles réguliers et l'électrode 1 subit un mouvement de va-et-vient relativement à la pièce 2.

[0009] Les déchets peuvent être enlevés entre les électrodes par l'action de pompage engendrée par ce mouvement de saut, de sorte que la décharge d'électroérosion peut être maintenue stable.

[0010] Dans une machine d'électroérosion, l'usinage est réalisé dans une solution d'usinage qui a une certaine viscosité.

[0011] Conséquemment, lorsqu'une distance entre les électrodes est modifiée, une force est générée par la viscosité de la solution d'usinage.

[0012] L'intensité de cette force F de réaction engendrée dans l'usinage peut être exprimée par la formule suivante (formule de Stefan),

[0013] 
<tb><sep>F = (3.rho .V.S<2>)/(2. pi .

   G<3>)<sep>(1),où rho  est un coefficient de viscosité du liquide d'usinage,
V est la vitesse de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce à usiner,
S est la surface de l'électrode, et
G est la distance entre les électrodes.
Ce qui suit peut être déduit de la formule (1) précitée.

[0014] Lors de l'usinage par électroérosion, une force F de réaction de haute intensité est générée lorsque la surface S de l'électrode est étendue, lorsque la vitesse de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce est élevée pendant le mouvement de saut et, lorsque la distance G entre les électrodes est faible.

[0015] La fig.

   5 est un graphique représentant le résultat obtenu lorsque la force F de réaction qui est générée lors de l'usinage, dans un cas où la distance G entre l'électrode et la pièce à usiner, est mesurée sur une machine d'électroérosion servo hydraulique.

[0016] Ce graphique représente un cas dans lequel la surface d'électrode est de 9,6 cm<2> et la vitesse V de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce est de 4mm/s.

[0017] Dans les conditions d'usinage par électroérosion selon lesquelles la distance G entre les électrodes est approximativement de 7 Microm, une force F de réaction générée est d'une intensité approximative de 440 N (de l'ordre de 45 Kgf).

[0018] Du fait que l'asservissement hydraulique est utilisé dans ce cas, la vitesse relative V de l'électrode par rapport à la pièce est de 4 mm/s,

   ce qui est inférieur à la vitesse relative dans le cas d'un servomoteur linéaire.

[0019] Ainsi, dans ce cas une force de réaction, dont l'intensité est approximativement de 440 N, une contrainte engendrée dans l'usinage (dont l'intensité est d'approximativement de 46 N/cm<2>) est générée.

[0020] En utilisant le résultat représenté en fig. 5, à partir de la relation constituée par la formule (1), il est possible de calculer l'intensité d'une force de réaction F générée dans le processus d'usinage dans lequel la vitesse relative V de l'électrode par rapport à la pièce et le moyen de l'électrodes sont modifiées.

[0021] La fig.

   6(a) représente l'intensité d'une force de réaction F générée dans un processus d'usinage dans lequel la surface S de l'électrode est de 9,6 cm<2> et la vitesse relative V de déplacement de l'électrode par rapport à la pièce est de 400 mm/s.

[0022] Cette vitesse de déplacement relatif peut être obtenue par un moteur linéaire à servo contrôle.

[0023] La fig. 6(b) représente l'intensité de la force de réaction F générée dans un processus d'usinage dans lequel la surface S d'électrode est de 100 cm<2> et la vitesse de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce est de 4 mm/s.

[0024] On peut comprendre que l'intensité de la force F de réaction générée dans le processus d'usinage est augmentée jusqu'à une valeur proche d'une valeur maximale de 44 000 N (4500 Kgf) que ce soit dans le cas représenté en fig.

   6(a) ou dans le cas représenté en fig. 6(b).

[0025] Dans la machine d'électroérosion précitée dans laquelle un usinage par électroérosion est conduit dans une solution d'usinage, lorsque la distance entre les électrodes est modifiée par mouvement de saut, une force de réaction est nécessairement générée dans le processus d'usinage.

[0026] Du fait qu'une force de réaction de haute intensité est induite de manière répétitive entre les électrodes, un circuit de protection du dispositif NC est activé et l'opération d'usinage sur la machine d'électroérosion est stoppée en son milieu.

[0027] Au pire, l'électrode et des parties pour commander l'arbre primaire sont endommagées.

[0028] De plus, du fait que la déformation de l'arbre primaire est accrue en proportion de la force de réaction engendrée dans le processus d'usinage,

   la précision finale de la pièce à usiner est détériorée.

[0029] Spécialement lorsqu'une électrode de surface étendue, est utilisée, lorsqu'une vitesse de mouvement de saut est élevée et qu'une faible distance entre les électrodes doit être maintenue en finition, l'intensité de la force de réaction est accrue dans le processus d'usinage.

[0030] Par conséquent, dans le cas du réglage des conditions d'usinage, il est nécessaire de prendre des contre-mesures de sorte que la vitesse du mouvement de saut de l'arbre primaire soit supprimée.

[0031] Par exemple, JP-A-7-124 821 divulgue un dispositif de réduction de la charge de l'arbre primaire d'une machine d'électroérosion dans laquelle la détection d'une valeur de pointe du couple moteur dans le processus de mouvement de saut est comparée avec une valeur de référence spécifiée et,

   selon le résultat de la comparaison, la vitesse du mouvement de saut suivant est déterminée en utilisant des informations de correction préalablement enregistrées.

[0032] L'art antérieur précité est basé sur une méthode dans laquelle l'intensité de force de réaction F générée pendant l'usinage est supprimée par réduction de la vitesse relative V de mouvement de saut selon la formule de Stefan (1).

[0033] Lorsque V est réduit, le ratio de temps de saut qui est un temps perdu ne contribuant pas à l'usinage est accru.

[0034] Conséquemment, le temps total d'usinage est accru et la productivité de la machine d'électroérosion est décrue, ce qui engendre des problèmes.

[0035] De plus,

   les problèmes suivants doivent être pris en compte.

[0036] La vibration de la machine d'électroérosion est induite par la force de réaction dans le cas de mouvements de saut.

[0037] A cause de cette vibration, la précision de la machine est détériorée et de plus le temps d'usinage est accru,

   ce qui détériore la productivité de la machine d'électroérosion.

Exposé de l'invention

[0038] La présente invention a été effectuée en vue de résoudre les problèmes susmentionnés.

[0039] C'est un but de la présente invention que de réaliser une machine d'électroérosion caractérisée par le fait que l'intensité de la force de réaction d'usinage peut être réduite approximativement à la moitié d'une valeur spécifiée et le temps de saut peut être réduit de sorte que les dommages aux parties de l'arbre primaire et la détérioration de la précision de l'usinage peuvent être prévenus et la productivité peut être rehaussée.

[0040] C'est un autre but de la présente invention que de réaliser une machine d'électroérosion caractérisée en que la vibration engendrée par le mouvement de saut peut être supprimée de sorte que la détérioration de la 

  précision d'usinage peut être prévenue et la productivité peut être rehaussée.

[0041] La présente invention concerne donc une machine d'usinage par électroérosion selon les revendications indépendantes 1, 3 et 4. Des caractéristiques particulières de la machine d'usinage par électroérosion selon l'invention sont l'objet des revendications dépendantes 2 et 5 à 7.

[0042] Du fait que la machine d'électroérosion est construite de la manière qui précède, il est possible d'envisager un contrôle précis dans lequel une force de réaction d'usinage et une valeur spécifiée sont comparées en temps réel.

[0043] Par cela la force de réaction d'usinage peut être ajustée à une valeur substantiellement inférieure à une valeur spécifiée et une durée de mouvement de saut peut être réduite.

[0044] Par cela,

   il est possible de prévenir que des parties pour commander l'arbre primaire soient endommagées et, de plus, il est possible de prévenir que la précision de la machine soit détériorée.

[0045] De plus, il est possible de rehausser la productivité de la machine.

[0046] Même lorsqu'un lieu géométrique est soudainement modifié dans le processus de mouvement de saut en relation avec un accroissement de la force de réaction d'usinage, il est possible de prévenir la détérioration de la précision de la machine engendrée par l'excitation de la résonance mécanique.

[0047] De plus, il est possible de prévenir un accroissement du temps d'usinage qui est engendré par les vibrations résiduelles.

Brève description des dessins

[0048] 
<tb>La fig.

   1<sep>est une vue schématique représentant une machine d'électroérosion selon un mode de réalisation de la présente invention.


  <tb>La fig. 2<sep>est un schéma block pour expliquer un mouvement de saut dans une machine d'électroérosion selon un mode de réalisation de la présente invention.


  <tb>La fig. 3<sep>est une illustration schématique pour expliquer le contrôle de la commande d'un mouvement de saut commandé conformément au résultat de la comparaison obtenu à partir d'un moyen de comparaison d'une force de réaction d'usinage dans une machine d'électroérosion selon un mode de réalisation de la présente invention.


  <tb>La fig. 4<sep>est une vue schématique représentant une machine d'électroérosion selon l'art antérieur.


  <tb>La fig. 5<sep>est une vue représentant un exemple de mesure de la force de réaction d'usinage générée lorsque la distance entre l'électrode et la pièce est modifiée.


  <tb>La fig. 6<sep>est une vue représentant une relation entre la force de réaction d'usinage et la distance entre les électrodes.

Meilleur mode de réalisation de l'invention

[0049] La fig. 1 est une vue schématique représentant une machine d'électroérosion selon un mode de réalisation de la présente invention.

[0050] Sur cette figure,
la référence numérique 1 est une électrode,
la référence numérique 2 est une pièce à usiner,
la référence numérique 3 est une solution d'usinage,
la référence numérique 4 est un réservoir d'usinage,
la référence numérique 5 est une pince de maintien d'électrode 2,
la référence numérique 6 est une platine pour fixer la pièce 2 à usiner,
les références numériques 7 et 8 sont respectivement des axes X et Y pour le déplacement relatif de l'électrode 1 et de la pièce à usiner 2 dans un plan XY,

  
la référence numérique 9 est l'axe Z, qui est l'axe primaire pour le déplacement relatif de l'électrode 1 et de la pièce à usiner selon une direction Z,
les références numériques 10, 11, 12 sont respectivement,
un servo amplificateur d'axe X,
un servo amplificateur d'axe Y, et
un servo amplificateur d'axe Z, pour commander des servomoteurs non représentés pour les déplacements d'axes X, Y, Z,
la référence numérique 13 est un moyen de fourniture d'énergie électrique, et
la référence numérique 15 est un dispositif NC (NC pour commande numérique - note du traducteur).

[0051] La solution d'usinage 3 remplit le réservoir d'usinage 4, de l'énergie électrique d'usinage à même d'être utilisée en tant qu'énergie d'électroérosion est fournie entre l'électrode 1 et la pièce à usiner 2 par le moyen 13 de fourniture d'énergie électrique d'usinage,

  
l'électrode 1 et la pièce à usiner sont déplacées relativement par l'axe X, l'axe Y et l'axe Z, qui sont des moyens de positionnement, et la pièce à usiner est usinée par la décharge d'énergie électrique entre les électrodes.

[0052] Le dispositif NC 15 gère le contrôle du positionnement relatif de l'électrode 1 et de la pièce 2 par les moyens de positionnement et gère aussi le contrôle des conditions d'usinage.

[0053] La fig. 2 est un schéma block pour expliquer un mouvement de saut dans une machine d'électroérosion selon un mode de réalisation de la présente invention.

[0054] Les mêmes signes de référence sont utilisés pour repérer les mêmes parties en fig. 1 et 2.

[0055] En fig.

   2,
la référence numérique 9a est un servomoteur pour commander l'axe Z,
la référence numérique 9b est un détecteur de position,
la référence numérique 9c est un détecteur de vitesse,
la référence numérique 9d est une vis à billes,
la référence numérique 16 est un moyen d'imposition de conditions d'usinage pour imposer des conditions électriques, des conditions de mouvement de saut et autres,
la référence numérique 17 est un moyen de stockage de paramètres initiaux pour faire correspondre un lieu géométrique à la condition d'usinage qui est imposée dans le moyen d'imposition de conditions d'usinage,
le moyen 18 est un moyen de calcul d'un lieu géométrique initial pour calculer un lieu géométrique en exploitant les conditions d'usinage,

   chargées dans le moyen d'imposition 16 des conditions d'usinage et en exploitant aussi les paramètres de lieu géométrique initial du moyen de stockage 17 correspondant aux conditions d'usinage,
le moyen 19 est un moyen de calcul de paramètres de commande de mouvement pour envoyer des informations de commande, pour chaque période de servo commande, au servo amplificateur 12 pendant qu'une correction telle une correction en temps réel est effectuée,
la référence numérique 20 est un moyen de détection de courant électrique pour détecter un courant électrique du servomoteur 9a pour l'entraînement selon l'axe Z,
la référence numérique 21 est un moyen de stockage de constantes de moteur,
la référence numérique 22 est un moyen de calcul de la force de réaction d'usinage et de la déformation,

  
la référence numérique 23 est un moyen d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée,
la référence numérique 24 est un moyen de comparaison de valeur de force de réaction,
la référence numérique 25 est un moyen de modification de lieu géométrique,
la référence numérique 26 est un moyen de stockage de paramètres modifiés de lieu géométrique.

[0056] L'information de position d'axe 9 selon Z, qui est un arbre primaire, est détectée par le détecteur de position 9b et adressée au servo amplificateur 12 d'axe Z.

[0057] La vitesse de rotation du servomoteur 9a pour commander l'axe Z est détectée par le détecteur de vitesse 9c et adressée au servo amplificateur 12 d'axe Z.

[0058] Dans le dispositif de commande pour commander l'axe 9 selon Z, constitué du servomoteur 9a pour entraîner l'axe Z et la vis à billes 9d,

   une force d'entraînement et un courant électrique sont proportionnels.

[0059] Par conséquent, il est possible de trouver une intensité de la force de réaction d'usinage en utilisant une constante de moteur du servomoteur 9a pour entraîner l'axe Z.

[0060] Conformément aux informations du moyen 21 de stockage de constantes de moteur dans laquelle un jeux de constantes du servomoteur 9a d'entraînement selon l'axe Z sont stockées, et
aussi, conformément au courant de moteur détecté par le moyen 20 de détection du courant,
le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de déformation calcule une charge d'entraînement, et
une intensité de la force de réaction de la force d'usinage peut être trouvée lorsque la force d'inertie du moyen mobile relative au déplacement selon l'axe Z est soustraite de cette charge d'entraînement.

[0061] De plus,

   du fait que le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de la déformation est équipée d'une table de conversion pour convertir une force en déformation, il est possible de trouver une déformation de la machine d'électroérosion à partir de la force de réaction de la machine.

[0062] Dans le diagramme block représenté en fig.

   2, le moyen 20 de détection de courant électrique, le moyen de stockage de constante moteur et le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de la déformation correspondent au moyen de détection de la force de réaction d'usinage et au moyen de détection de la déformation.

[0063] Par exemple, une valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage, qui est fixée dans le moyen 23 d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée,
peut être imposée à une valeur à laquelle la charge autorisée est la plus basse lorsqu'on considère la charge qui peut être imposée la partie de l'arbre primaire qui peut être chargée et la charge qui peut être imposée à l'électrode et à la pince de préhension.

[0064] La force spécifiée de réaction d'usinage peut être manuellement fixée.

[0065] D'une manière alternative,

   la force spécifiée de réaction d'usinage peut être fixée en fonction d'une valeur calculée en relation avec les informations de profil de l'électrode.

[0066] Du fait que cette valeur spécifiée est modifiée par un changement dans la surface usinée ou dans les conditions d'usinage, la machine est constituée de telle manière que le choix de la valeur spécifiée peut être changée, même pendant le processus d'usinage par électroérosion.

[0067] Le moyen 24 de comparaison de la force de réaction d'usinage compare la valeur spécifiée, qui a été fixée par le moyen 23 d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée, avec la force de réaction d'usinage qui est trouvée par le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de la déformation,

   en temps réel.

[0068] Le moyen 25 de modification de lieu géométrique réalise un calcul pour changer le lieu géométrique dans le cas où le moyen 24 de comparaison de la force de réaction d'usinage a estimé que la réaction d'usinage est plus élevée que la valeur spécifiée.

[0069] Le moyen 26 de stockage de paramètres modifiés de lieu géométrique stocke un paramètre de modification de lieu géométrique dans le cas où le moyen 25 de modification de lieu géométrique fonctionne.

[0070] Un paramètre de contrôle de modification de lieu géométrique, qui a été déterminé par le calcul réalisé par le moyen 25 de modification de lieu géométrique,

   est stocké par le moyen 26 de stockage de paramètres modifiés de lieu géométrique.

[0071] Dans le cas où il n'est pas nécessaire de changer le paramètre de modification de lieu géométrique dans la session suivante de saut, le moyen 19 de calcul de paramètres de commande de mouvement extrait un paramètre de contrôle du moyen 26 de stockage de paramètres modifiés de lieu géométrique et, pour chaque période de servo commande, envoit une information de commande vers un servo amplificateur, pendant qu'une correction lui est appliquée.

[0072] La fig. 3 est une représentation schématique pour expliquer un mouvement de saut conduit conformément aux résultats de la comparaison obtenus du moyen 24 de comparaison de valeur de force de réaction.

[0073] Les fig.

   3(a) à 3(c) représentent des exemples de modifications dans la distance entre les électrodes, de la force F de réaction d'usinage et de la vitesse V de déplacement relatif de la pièce à usiner par rapport au temps.

[0074] En fig. 3
LG1 : est le lieu géométrique initial de mouvement,
LG2 : est le lieu géométrique de mouvement après que le lieu géométrique initial ait été changé (ci-après référencé comme "lieu géométrique de mouvement de saut modifié"),
LF1 : est une force de réaction d'usinage détectée du fait du déplacement du lieu géométrique initial de mouvement,
LF2 : est une force de réaction d'usinage détectée du fait du déplacement du lieu géométrique modifié de mouvement,
LV1 : est la vitesse de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce, du lieu géométrique initial de mouvement
LV2 :

    est la vitesse de déplacement relatif de l'électrode par rapport à la pièce, du lieu géométrique modifié de mouvement.

[0075] En fig. 3, dans le cas où un déplacement est réalisé avec le lieu géométrique initial de mouvement LG1 et une force F de réaction d'usinage qui, en valeur absolue, excède une valeur f spécifiée, conformément au résultat de la comparaison effectuée par le moyen 24 de comparaison de la force de réaction d'usinage (temps t1), le déplacement est réalisé, par exemple, pendant que la vitesse V de mouvement relatif est maintenue substantiellement constante par le moyen 25 de modification de lieu géométrique de mouvement.

[0076] La raison pour laquelle le déplacement est réalisé de cette façon est expliquée plus après.

[0077] Au point de temps t1,

   le déplacement est réalisé dans une direction dans laquelle la distance G entre les électrodes est accrue.

[0078] En cet état, la distance G entre les électrodes et la vitesse V de déplacement relatif sont accrues.

[0079] De cette manière, conformément à la formule de Stefan (1), la force F de réaction d'usinage est proportionnelle à la vitesse V de déplacement relatif et inversement proportionnelle au cube de la distance G entre les électrodes.

[0080] Par conséquent, lorsque la vitesse V de déplacement relatif est maintenue constante, la force F de réaction d'usinage est réduite en relation avec un accroissement de la distance entre les électrodes.

[0081] Après cela,

   dans le cas où la distance G entre les électrodes est accrue et que le moyen 24 de comparaison de la force de réaction d'usinage estime que la réaction d'usinage devient plus faible que la valeur f spécifiée (temps t2), le moyen 25 de modification de lieu géométrique change le lieu géométrique de déplacement en lieu géométrique identique au lieu géométrique initial du lieu géométrique initial LG1 de mouvement.

[0082] Dans le cas où le moyen 24 de comparaison de la force de réaction d'usinage estime que la force F de réaction d'usinage est plus élevée que la valeur f spécifiée, pendant que le déplacement est réalisé dans une direction dans laquelle la distance entre les électrodes est réduite (temps t3),

   le moyen 25 de modification de lieu géométrique réduit la valeur absolue de la vitesse V de déplacement relatif à une valeur qui ne dépasse pas la valeur Vs imposée.

[0083] Cette fixation de la vitesse Vs peut être réalisée comme suit.

[0084] Par la formule Vmax = (f. 2. pi . G<3>) / (3. rho . S<2>), qui est obtenue lorsque la formule de Stefan (1) modifiée, il est possible de trouver la vitesse maximale atteignable sur la base de la valeur spécifiée f de la force F de réaction d'usinage.

[0085] Par conséquent, cette vitesse imposée Vs peut être trouvée de manière telle que la vitesse maximale atteignable Vmax est multipliée par un coefficient prédéterminé.

[0086] De la sorte, le déplacement est réalisé pendant que la vitesse de déplacement relatif est fixée à une valeur qui n'est pas plus élevée que la valeur de vitesse imposée Vs (Vs = k.

   Vmax (0 < k < 1)).

[0087] La raison pour laquelle le déplacement est réalisé de cette manière est décrite plus après.

[0088] Au point de temps t3, le déplacement est réalisé dans une direction dans laquelle la distance G entre les électrodes est décrue,
dans cet état, conformément à la formule de Stefan (1), la force F de réaction d'usinage est en proportion inverse du cube de la distance G entre les électrodes.

[0089] Par conséquent, en vue de réduire la force F de réaction d'usinage qui tend à augmenter lorsque la distance G entre les électrodes décroît, il est nécessaire de faire en sorte que la vitesse V ne dépasse pas la valeur imposée Vs.

[0090] Après cela,

   lorsque la distance G entre les électrodes est ultérieurement réduite et une valeur absolue de la force F de réaction d'usinage est augmentée vers une valeur non inférieure à la valeur spécifiée f (temps t4), le moyen 25 de modification de lieu géométrique effectue le même calcul que ce qui a été réalisé pour le temps précité t3 de sorte que la vitesse V de déplacement relatif est gardée inférieure à la vitesse imposée Vs, et de plus, la valeur absolue de la vitesse V est réduite.

[0091] A cause du contrôle du déplacement du lieu géométrique précité, une intensité de force de réaction d'usinage LF2 détectée par modification du déplacement de lieu géométrique peut être réalisée pour ne pas être plus élevée qu'une valeur imposée f de la force de réaction d'usinage.

[0092] Du fait que le contrôle est, tel que décrit plus avant,

   précisément réalisé par comparaison en temps réel de la force de réaction d'usinage avec une valeur spécifiée, c'est-à-dire, du fait que la vitesse du mouvement de saut n'est pas simplement réduite ou augmentée, la réaction de force d'usinage peut être substantiellement ajustée à une valeur qui n'est pas plus élevée qu'une valeur spécifiée et, de plus, le mouvement de saut peut être réduit en tant que tel.

[0093] De cette façon, la productivité de la machine d'électroérosion peut être accrue.

[0094] En outre, la présente invention peut être appliquée à un cas dans lequel une électrode utilisée a un profil qui est compliqué, ce qui est fréquemment le cas dans l'usinage par électroérosion actuel.

[0095] Dans le cas qui précède, dans lequel le mouvement de saut est réalisé, lorsque la valeur de commande V(t)

   de la vitesse de déplacement relatif est synthétisée en tant que série de Fourier tel que représenté comme suit, le temps d'usinage peut être préservé d'une augmentation.
<tb>V(t) =  ± (A. k. sin (  ). k. t + theta ) + B. k. cos (  . k. t + theta )<sep>(2)

[0096] Dans ce cas, k = 1, 2,...., t est le temps, et 0 est une phase initiale.

[0097] Dans la formule (2),
la série de Fourier est synthétisée,
pendant que la Nième composante de la série de Fourier de la valeur de commande V(t) de la vitesse de déplacement relatif de l'électrode vers la pièce à usiner est en train d'être extraite,

   ou
la série de Fourier est synthétisée pendant que les composantes de degré supérieur à la Nième composante sont en voie d'être extraites dans le cas ou la Nième composante en fréquence coïncide avec la fréquence de résonance du système mécanique de la machine d'électroérosion, ou la Nième composante en fréquence de la série de Fourier est similaire à la résonance du système mécanique.

[0098] Alternativement, cette série de Fourier est synthétisée pendant que l'amplitude de la Nième composante de la série de Fourier devient petite,

   ou la série de Fourier est synthétisée lorsque que les amplitudes des composantes de degré supérieur à la Nième composante deviennent minuscules.

[0099] La fréquence de résonance du système mécanique de la machine d'électroérosion peut être préalablement saisie par une expérimentation d'analyse du mode de vibration.

[0100] Lorsqu'une commande de vitesse est utilisée, elle est synthétisée par une série de Fourier
dans laquelle la Nième composante de la série de Fourier est en voie d'être extraite, ou
cette série de Fourier est synthétisée pendant que les composantes de degré supérieur à celui de la Nième composante en fréquence sont en voie d'être extraites,

   dans le cas ou la Nième composante de fréquence de la série de Fourier coïncide avec la fréquence de résonance du système mécanique ou la Nième composante en fréquence de la série de Fourier est similaire à la résonance du système mécanique.

[0101] En raison de ce qui précède, même lorsqu'un lieu géométrique est soudainement modifié dans le processus de saut de mouvement en relation avec une augmentation de la force de réaction d'usinage, il est possible de prévenir la détérioration de la précision d'usinage qui est engendré par l'excitation à la fréquence de résonance.

[0102] De plus, il est possible de prévenir un accroissement dans le temps d'usinage qui est engendré par les vibrations résiduelles.

[0103] Dans les explications qui précèdent,

   une valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage est fixée dans le moyen 23 d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée et, cette valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage est comparée avec une valeur détectée de la force de réaction d'usinage.

[0104] Cependant, du fait que le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de la déformation peut convertir une force en déformation, une valeur spécifiée de déformation est imposée au lieu d'une valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage de la machine du moyen 23 d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée, et
cette valeur spécifiée de déformation est comparée avec la déformation détectée par le moyen 22 de calcul de la force de réaction d'usinage et de déformation et,

   un contrôle peut être réalisé conformément au résultat de la comparaison.

[0105] Alternativement, la contrainte d'usinage F/S peut être trouvée par la force F de réaction d'usinage et la surface S de l'électrode, et une valeur spécifiée de la contrainte d'usinage est fixée au lieu de la valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage du moyen 23 d'imposition d'une valeur de force de réaction d'usinage spécifiée, et cette valeur spécifiée de la contrainte d'usinage est comparée avec la contrainte d'usinage précité F/S, et un contrôle peut être effectué en fonction du résultat de cette comparaison.

[0106] Dans les explications qui précèdent,

   la force de réaction d'usinage et la déformation sont détectées par calcul en utilisant un courant électrique de détection du servomoteur pour commander l'axe Z et aussi en utilisant la constante de moteur.

[0107] Cependant, la force de réaction d'usinage peut être détectée directement par des capteurs.

[0108] Par exemple, la force de réaction d'usinage peut être détectée par un capteur de force ou un capteur de pression et, la déformation peut être détectée par un capteur de déplacement d'un rayon laser ou un capteur électrostatique de type capacitif.

[0109] Les explications qui précèdent sont données dans un exemple de machine d'électroérosion dans laquelle une force de commande est transmise par l'intermédiaire d'une vis à billes 9d comme représenté en fig.

   2.

[0110] Cependant, la présente invention peut être appliquée à une machine d'électroérosion commandée par un moteur linéaire n'utilisant pas de vis à bille 9d.

Application industrielle

[0111] Tel que décrit plus avant, la machine d'électroérosion de la présente invention est utilisable pour l'usinage par électroérosion dans lequel une décharge électrique est générée entre une électrode et une pièce à usiner, dans une solution d'usinage, et la pièce à usiner est usinée par la décharge d'énergie électrique.

Claims

1. Machine d'usinage par électroérosion dans laquelle l'énergie électrique pour l'usinage est fournie par une source d'énergie électrique d'usinage entre une électrode et une pièce à usiner, placées dans une solution d'usinage, l'usinage par électroérosion étant assuré sur la pièce à usiner pendant que l'électrode et la pièce à usiner sont déplacées relativement par un premier moyen de positionnement, et qu'un mouvement de saut, par lequel l'électrode est déplacée relativement à la pièce à usiner par un deuxième moyen de positionnement de manière à augmenter temporairement une distance entre l'électrode et la pièce à usiner, est réalisé, ce mouvement engendrant une force de réaction d'usinage, la machine d'électroérosion comprenant:

un moyen de calcul de la force de réaction pour calculer la force de réaction d'usinage, un moyen d'imposition d'une force de réaction spécifiée pour fixer une force de réaction spécifiée, un moyen de comparaison de la force de réaction pour, lors de l'usinage, comparer une force de réaction calculée par le moyen de calcul de force de réaction d'usinage, avec une valeur spécifiée de force de réaction d'usinage qui est fixée par le moyen d'imposition d'une force de réaction d'usinage, et un moyen de modification de la vitesse du mouvement de saut pour modifier la vitesse du mouvement de saut de sorte que la force de réaction d'usinage soit réduite, dans le cas où le moyen de comparaison trouve que la valeur de force de réaction d'usinage calculée est plus grande que la valeur spécifiée de force de réaction d'usinage.

2. Machine d'usinage selon la revendication 1, dans laquelle, le moyen de modification de la vitesse du mouvement de saut laisse l'électrode et la pièce à usiner opérer cependant que la vitesse V du mouvement de saut de l'électrode par rapport à la pièce est maintenue substantiellement constante, dans le cas où le moyen de comparaison de la force de réaction trouve qu'à mi-chemin, lors du mouvement augmentant la distance entre l'électrode et la pièce à usiner, la valeur de force de réaction calculée est plus grande que la valeur de force de réaction spécifiée, et le moyen de modification de la vitesse du mouvement de saut, change la vitesse du saut de mouvement de sorte que la valeur absolue de la vitesse V du déplacement de saut soit inférieure à une valeur fixée Vs = k.

Vmax, dans le cas où le moyen de comparaison de la force de réaction trouve qu'à mi-chemin, lors du mouvement diminuant la distance entre les électrodes, la valeur de force de réaction calculée est plus grande que la valeur de force de réaction spécifiée, dans laquelle 0 < k < 1, Vmax est la vitesse maximale atteignable, Vmax = (f. 2. pi G<3>) / (3. rho . S<2>), f est la valeur spécifiée de la force de réaction d'usinage, G est la distance entre les électrodes, rho est le coefficient de viscosité de la solution d'usinage, et S est la surface de l'électrode.

3. Machine d'usinage par électroérosion dans laquelle l'énergie électrique pour l'usinage est fournie par un moyen de fourniture d'énergie électrique entre une électrode et la pièce à usiner, placées dans une solution d'usinage, l'usinage par électroérosion étant conduit sur la pièce à usiner pendant que l'électrode et la pièce sont déplacées relativement par un moyen de positionnement, et qu'un mouvement de saut, par lequel l'électrode est déplacée par rapport à la pièce à usiner de sorte que la distance entre l'électrode et la pièce à usiner peut être temporairement augmentée, est effectué, ce mouvement engendrant une force de réaction d'usinage, la machine d'électroérosion comprenant:

un moyen de détection de déformation pour détecter une déformation du corps de la machine d'électroérosion, un moyen d'imposition d'une déformation spécifiée pour fixer une déformation spécifiée du corps de la machine d'électroérosion, un moyen de comparaison d'une déformation spécifiée pour, lors de l'usinage, comparer d'une déformation spécifiée détectée par le moyen de détection d'une déformation, avec une valeur de déformation spécifiée qui est fixée par le moyen d'imposition d'une déformation spécifiée, et un moyen de modification de la vitesse du mouvement de saut pour modifier la vitesse du mouvement de saut de sorte que la déformation soit réduite, dans le cas où le moyen de comparaison de déformation trouve que la valeur de la déformation détectée est plus grande que la valeur de déformation spécifiée.

4. Machine d'usinage par électroérosion dans laquelle l'énergie électrique pour l'usinage est fournie par un moyen de fourniture d'énergie électrique entre une électrode et la pièce à usiner, placées dans une solution d'usinage, l'usinage par électroérosion étant conduit sur la pièce à usiner pendant que l'électrode et la pièce sont déplacées relativement par un moyen de positionnement, et qu'un mouvement de saut, par lequel l'électrode est déplacée par rapport à la pièce à usiner par le moyen de positionnement de sorte que la distance entre l'électrode et la pièce à usiner peut être temporairement augmentée, est effectué, la machine d'électroérosion comprenant un moyen de calcul de contrainte pour calculer une contrainte d'usinage, un moyen d'imposition d'une valeur spécifiée de contrainte pour fixer une valeur spécifiée de contrainte,

un moyen de comparaison d'une valeur de contrainte pour, lors de l'usinage, comparer une valeur de contrainte calculée par le moyen de calcul d'une valeur de contrainte, avec une valeur spécifiée de contrainte qui est fixée par le moyen d'imposition une valeur spécifiée de contrainte, et un moyen de modification de la vitesse du mouvement de saut pour modifier la vitesse du mouvement de saut de sorte que la valeur de contrainte soit réduite, dans le cas où le moyen de comparaison de valeur de contrainte trouve que la valeur de contrainte calculée est plus grande que la valeur de contrainte spécifiée.

5. Machine d'usinage selon l'une des revendications 1 à 4, caractérisée en ce que la valeur spécifiée est modifiée en relation avec la surface de l'électrode et les conditions d'usinage.

6. Machine selon l'une des revendications 1 à 5, caractérisée en ce que la valeur de commande de la vitesse du déplacement de l'électrode relativement à la pièce à usiner est synthétisée en tant que série de Fourier, et dans le cas où la Nième composante de la série de Fourier coïncide avec, ou est similaire à la fréquence de résonance du système mécanique de la machine, cette série de Fourier est synthétisée pendant que la Nième composante de la série de Fourier est annulée ou pendant que les composantes de degrés plus élevés que la Nième composante sont annulées.

7. Machine d'électroérosion selon l'une des revendications 1 à 5 caractérisée en ce que la valeur de commande de la vitesse du déplacement de l'électrode relativement à la pièce à usiner est synthétisée en tant que série de Fourier, et dans le cas où la Nième composante de la série de Fourier coïncide avec, ou est similaire à la fréquence de résonance du système mécanique de la machine, cette série de Fourier est synthétisée pendant que l'amplitude de la Nième composante de la série de Fourier devient plus petite, ou pendant que les amplitudes des composantes de degrés plus élevés que la Nième composante deviennent minuscules.