EP0187738A1 - Electric circuit for electroerosion machining - Google Patents

Electric circuit for electroerosion machining

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Publication number
EP0187738A1
EP0187738A1 EP84902502A EP84902502A EP0187738A1 EP 0187738 A1 EP0187738 A1 EP 0187738A1 EP 84902502 A EP84902502 A EP 84902502A EP 84902502 A EP84902502 A EP 84902502A EP 0187738 A1 EP0187738 A1 EP 0187738A1
Authority
EP
European Patent Office
Prior art keywords
ignition
voltage
circuit
erosive
pulses
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
EP84902502A
Other languages
German (de)
French (fr)
Inventor
Nicolas Mironoff
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Publication of EP0187738A1 publication Critical patent/EP0187738A1/en
Withdrawn legal-status Critical Current

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Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H1/00Electrical discharge machining, i.e. removing metal with a series of rapidly recurring electrical discharges between an electrode and a workpiece in the presence of a fluid dielectric
    • B23H1/02Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges
    • B23H1/022Electric circuits specially adapted therefor, e.g. power supply, control, preventing short circuits or other abnormal discharges for shaping the discharge pulse train

Definitions

  • the "lateral GAP” might be easily measurable, but the trouble is that it does not correspond to the "frontal GAP” which primarily concerns the machining process, and that the relations between the two dimensions are essentially variable according to the machining regime, although the two depend in particular on the different parameters that are the energy of the pulses, their voltage, the intensity of the pulse currents, as well as the characteristics of the medium or dielectric liquid.
  • the minimum difference in potential for producing this ionization is proportional to the "ionization potential of atoms or molecules", that is to say to a physical quantity depending on the dielectric medium, as well as to the number of atoms or molecules to be ionized "in series”, that is to say at the dimension (d) of GAP, again taking into account the properties of the dielectric medium.
  • the energy required it is proportional to the minimum difference in potential (or voltage) mentioned above, and at the same time proportional to the number of electrons involved, that is to say in principle at number of atoms or molecules concerned by ionization, that is to say ultimately by the section (area) of the channel which is ionized.
  • the two polarization and ionization processes are therefore conditioned by geometrical parameters relating to the channel, as well as electrical parameters.
  • geometrical parameters tend in the long term to establish themselves as a function of the electrical parameters, although the instantaneous value the length (d) of the GAP can be adjusted.
  • electrical parameters that it is preferable to act, with a view to obtaining the ignition of a channel suitable for the desired machining. Indeed, if one can determine in a relatively precise way the energy con ⁇ sacred to the lighting of the channel, one can thereby determine the section of this channel, taking into account its length.
  • the voltage, or potential difference, applied for the lighting of the channel is either sufficient or insufficient to allow ignition.
  • the energy is used for erosion and no longer for ionization of the channel.
  • the quality of the erosion work depends on the energy of the erosive discharges, but also depends on the relationship between this energy and the parameters of the channel which is on for its passage.
  • the parameters of the channel can hardly be determined, that is to say controlled, in a precise manner. On the other hand, this is possible if we separate the two functions on the one hand from ignition and on the other hand from erosion.
  • pre-ignition thus achieves a separation of functions, and therefore of the parameters which direct them. Leaving aside the questions of the erosive pulse itself, we focus, in the context of the present invention, on the parameters of the pre-ignition pulse. We have seen that a good quality pre-ignition requires control of the pre-ignition voltage, and, if possible, of its energy.
  • this adaptation does not necessarily relate to the electrical voltage parameter, but it can also - and advantageously - be fai ⁇ you by acting on the distance of GAP which, in any case, is most often controlled by a device for automatic positioning of the tool electrode. Under these conditions, it is possible to admit a practically fixed pre-ignition voltage and wait for the electrode positioning device to establish, in relation to this voltage, the appropriate GAP distance. It is also necessary that the pre-ignition voltage has indeed a good stability because, as the pre-ignition pulse is extremely fast, the slightest disturbance of an electrical or material order can significantly modify the peak voltage of the pulse.
  • an object of the present invention is to provide an electrical circuit for an electro-erosion machining machine working according to the principle of pre-ignition, in which the drawbacks of the prior art are avoided, and in particular in which the parameters which condition the quality of the ignition of the channels and of the electro-erosive machining are adequately controlled.
  • the electrical circuit for an EDM machining machine in accordance with the generic definition previously stated, achieves the targeted performances due to the presence of the characters stated in one or other of the claims independent. It is noted that the characters, either of one or of the other, independent claims intervene respectively for different aspects of the problem of stabilization of the pre-ignition.
  • the dependent claims define embodiments of the subject of the invention which are particularly advantageous, in particular from the points of view of the voltage stability, of the detection of tendencies in the increase of pre-ignition energy, of the constitution of circuits allowing a stabilization of the energy, manually or automatically, of the simplicity or the convenience of use of the circuits generating the pre-ignition pulses, etc.
  • clipping means which are mentioned can be either with voltage limiting characteristic, but not voltage stabilizer (pe) Zener diode in series with significant resistance) or with truly current stabilizing characteristic (Pe diode Zener without notable ohmic resistance in series).
  • FIG. 4 is a diagram of a form of execution of a circuit according to the invention, similar to that of FIG. 2, but also having automatic means for limiting the pre-ignition energy
  • FIG. 5 is a partial diagram of a variant which can advantageously in certain cases be used to replace the circuit part lying about the primary winding of a transformer for generating the pre-ignition pulses, fig.
  • the pre-ignition pulses being entirely dependent, as regards their voltage and current, that is to say their energy, the machining power and the characteristics of the erosive pulses, the parameters of the pre-ignition pulses do not could hardly be controlled, even getting out of hand. Significant variations in the erosive pulses produced very harmful parasitic effects.
  • parasitic phenomena (such as those mentioned above or others still) provided the servo-control system with automatic advance (or automatic positioning) of the tool electrode with often incoherent information from so that the servo motor was unable to properly maintain the machining GAP value, making the entire machining process unstable.
  • the duration of the pre-ignition pulse that is to say of the ionizing effect, must be as short as possible; the pre-ignition pulse should drop as soon as the channel is ionized and the erosive pulse current begins to flow.
  • the material device 2 for machining by electro-erosion comprises a tank filled with dielectric liquid and in which an electrode-tool El is located up to the top of a workpiece Pi.
  • the circuit 1 for delivering electro-erosive pulses is connected to the terminals of the two electrodes that constitute the electrode-tool on the one hand and the workpiece on the other hand, only by means of 23 diary of a diode 7 necessary for the pre-ignition pulses to be applied.
  • a diode 10 prevents any reversal of voltage polarity across the terminals of the GAP, that is to say on the electrodes Ei and Pi.
  • the diagram in fig. 2 il ⁇ only shows the pre-ignition circuit in detail. It can be seen that it comprises a transformer 6, voltage booster, in which the pre-ignition pulses are generated. An adjustable resistor 5, a capacitor 4 and a Zener diode 3 are connected in series with the primary winding of the transformer 6, all of this series branch being connected to the output terminals of the supply circuit 1. Furthermore, the secondary winding of the transformer 6 is connected, via a limiting resistor 8 and a non-return diode 9, to the terminals of the diode 1, previously mentioned.
  • the effect of the series connection of the condenser 4 is thus advantageous in that it provides a pre-ignition pulse of adequate power.
  • the variations in the conditions in the machining zone itself that is to say in GAP
  • due to fluctuations in the characteristics of the dielectric medium - such as an accumulation of machining residue in the form of conductive particles, gas formation, carbon deposition, etc. - can cause variations in the resistance of this medium, which makes it difficult to control fluctuations in the voltage of the pre-ignition pulses.
  • an indicator 17a will provide an indication allowing an operator to know the desired information as for the voltage drop in the resistor 12.
  • This indicator 17a could be for example a lamp or an optical device, indicating that a threshold is exceeded or not by the tips of the clipping current, it could also be a digital indicator, providing the very value of this current, or an analog needle indicator, etc.
  • the current which the transistor 14 allows to pass is not, in all cases in the general case, the total current which passes through the GAP, since a part of this current passes through the clipping branch, 11 , 12.
  • the distribution of the pre-ignition current between the clipping branch and the GAP is conditioned by the distance d of the GAP, which must be adequately established. In most of the cases,
  • Fig. 5 shows a possible modification, and at least in some cases advantageous, according to which the elements which control the flow of current can be arranged in the primary winding of the transformer which supplies the pre-ignition pulses.
  • the elements which control the flow of current can be arranged in the primary winding of the transformer which supplies the pre-ignition pulses.
  • a transistor 25 is provided, provided with a resistor for neutralizing the leakage current 26, which is controlled by its base by the branch- ment-series of a Zener diode 3 ', corresponding to diode 3 of fig. 2 to 4, and a capacitor 4 ', corresponding to the capacitor 4 of FIGS. 3 to 4.
  • a resistor for neutralizing the leakage current 26 which is controlled by its base by the branch- ment-series of a Zener diode 3 ', corresponding to diode 3 of fig. 2 to 4, and a capacitor 4 ', corresponding to the capacitor 4 of FIGS. 3 to 4.
  • the pre-ignition voltage is at least notably greater than the voltage of the electro-erosive pulses.
  • the transistor 6 ′ will nevertheless be at least slightly voltage-boosting, but this is not an absolute necessity.
  • a coupling capacitor 31 also connects the collector of the reaction transistor 29 with the base electrode of the ignition control transistor 25.
  • the transis ⁇ tor 29 is also conductive and, via the condenser 31, this conduction state is maintained at least during the charging time of this capacitor 21, even if the current through the Zener diode 3 'and the capacitor 4' was no longer sufficient to control the conduction of the pre-ignition control transistor 25 on its own.
  • circuit of fig. 5 both with the addition drawn in dotted lines and without it, is a circuit of the type which does not add any current at rest.
  • the pre-ignition control means the characteristic function of a monostable rocker, which can make it possible, for example, to calibrate the pre-ignition pulse in time independently of the control supplied by the diode Zener 3, 3 'and capacitor 4, 4', control which, in turn, is dependent on the evolution of the voltage delivered to the output terminals of circuit 1, which will provide the erosive pulse . It is also necessary to consider figs.
  • FIGS. 6 and 7 These two figures each consist of a schematic diagram (upper part) and a diagram of the evolution of voltages and currents (lower part).
  • Fig. 6 illustrates the fact that, as a circuit for delivering erosive discharges, a circuit of the "relaxation" type can be used, such as, without regard to pre-ignition questions, the prior art knew of it, in particular by the description of the previously cited USA patent.
  • the pre-ignition arrangement is connected, as shown in FIGS. 2 to 4.
  • I terminals of the main pulse delivery capacitor first increases to a value U_, at which the pre-ignition process is triggered.
  • the voltage then passes through the value U which constitutes the pre-ignition peak voltage, then, with the channel on, this voltage drops to a relatively low value, of the order of 30 to 40 V, where it is maintained, with an evolution substantially flat, until the end of the pulse.
  • the current begins to gradually increase when the channel has been turned on by the voltage spike.
  • the means for positioning the tool electrode include a motor which is controlled to bring the electrode closer to the part or to move it away from it.
  • This engine is controlled by conventional means; in order to determine its functioning, we generally have means which react
  • JTJRE WIPO necessary commands of the electrode positioning motor consists in first of all entering as information the signal qx (fig. 2 to 4) or mw (fig. 1). If this signal is constantly positive, it means that there is very probably a short circuit or an arc in the GAP, and it is necessary to command a distance of the electrode. If this signal is constantly zero or negative, this means that there is never a significant current in the GAP and it is advisable to order an approximation of the electrode. Finally, if there are positive voltage pulses, separated by time intervals with zero or negative voltage, it is advisable to consider, as a second criterion, the signal xm (fig. 1-4).
  • this signal has pulses whose tip reaches a value close to a setpoint (designated as V), this means that the distance from GAP is suitable and the motor must remain stationary. If this signal xm has voltage spikes which nevertheless remain significantly lower than the said setpoint value V, this means that the distance of GAP is too small and that it is necessary to actuate the motor to move the electrode away. On the contrary, if the voltage peaks of the signal xm are notably higher than the said setpoint value V, it is because the motor must be controlled so that it causes a reduction in the distance of GAP.
  • Another control method practicable according to the prior art, consists in using only the signal xm and in carrying out only the determination that the first method made in the alternative, in
  • Zener of diode 11 and the xm signal can never significantly exceed this setpoint.
  • this second method had the advantage of not having to measure a voltage drop on a diode such as diode 7 (fig. 2 to 4) or diode D_ (fig. 1).
  • the circuit according to the invention nevertheless provides a very advantageous possibility of practicing a method close to the second method previously considered, but using another criterion to know the situations where the electrode must be distant.
  • a resistor 12a which is in series on the supply of the pre-ignition voltage and current. This additional resistance has approximately the same value as resistance 12.

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Abstract

Le circuit électrique pour machine d'usinage par électro-érosion comprend des moyens de délivrance de décharges érosives (1), et des moyens de préallumage (6-12). Les moyens de préallumage, à transformateur (6) et diode Zener (3), comprennent une branche d'écrétage (11, 12) également à diode Zener. De plus, des moyens de réglage d'énergie (14, 15, 22, 23, 24) sont connectés pour limiter le courant des impulsions de préallumage en fonction du courant d'écrétage, mesuré par la chute de tension aux bornes d'une résistance (12) en série avec la diode Zener d'écrétage (11). L'agencement des moyens de préallumage concerne principalement la maîtrise des paramètres électriques et géométriques relatifs au préallumage et au fonctionnement général de la machine d'usinage.The electrical circuit for an electro-erosion machining machine comprises means for delivering erosive discharges (1), and pre-ignition means (6-12). The pre-ignition means, with transformer (6) and Zener diode (3), comprise a clipping branch (11, 12) also with Zener diode. In addition, energy regulating means (14, 15, 22, 23, 24) are connected to limit the current of the preignition pulses as a function of the clipping current, measured by the voltage drop across a terminal. resistor (12) in series with the Zener clipping diode (11). The arrangement of the pre-ignition means mainly relates to the control of the electrical and geometric parameters relating to the pre-ignition and to the general operation of the machining machine.

Description

Circuit électrique pour machine d'usinage par élec¬ tro-érosionElectrical circuit for machining by electro-erosion
La présente invention concerne un circuit électrique pour machine d'usinage par électro-érosion travaillant une pièce par décharges électro-érosives en milieu diélectrique, dans un espace d'usinage entre une électrode-outil et la dite pièce qui constitue aussi elle-même une électrode, comprenant des moyens de déli¬ vrance de décharges érosives, ayant des bornes de sortie qui fournissent respectivement sur les dites électrodes des impulsions d'énergie électrique érosives, et des mo- yens de préallumage pour fournir, chaque fois en prolo¬ gue à une dite impulsion érosive, des impulsions de pré¬ allumage qui ont une tension plus élevée et une énergie plus faible que les dites impulsions érosives, et qui allument, c'est-à-dire ionisent, dans l'espace d'usinage au sein du fluide diélectrique, chaque fois un canal qui est ensuite parcouru par la décharge érosive.The present invention relates to an electrical circuit for an EDM machine working a part by electro-erosive discharges in a dielectric medium, in a machining space between a tool electrode and said part which also constitutes itself a electrode, comprising means for delivering erosive discharges, having output terminals which respectively supply said electrodes with pulses of erosive electrical energy, and means of pre-ignition to supply, each time in proportion to a so-called erosive pulse, pre-ignition pulses which have a higher voltage and a lower energy than said erosive pulses, and which ignite, that is to say ionize, in the machining space within dielectric fluid, each time a channel which is then traversed by the erosive discharge.
Un circuit conforme à la définition généri¬ que énoncée ci-dessus est déjà connu, notamment par l'exposé de brevet USA no 3 893 013, au nom du même in- venteur et déposant. D'une façon générale, la présente invention vise à améliorer le système connu précité, no¬ tamment des points de vue qui ressortent des considéra¬ tions qui vont suivre.A circuit conforming to the generic definition set out above is already known, in particular by the disclosure of patent US 3,893,013, in the name of the same inventor and applicant. In general, the present invention aims to improve the aforementioned known system, in particular from the points of view which emerge from the considerations which follow.
Dans la technique de l'usinage par électro- érosion, un point capital consiste en une adaptation adé¬ quate entre les paramètres des impulsions électriques appliquées et la distance d'usinage, c'est-à-dire la distance séparant l'électrode-outil de la pièce devant être usinée. On remarque que, dans la terminologie des gens de métier, cette distance d'usinage est, dans toutes les langues, généralement désignée comme étant le "GAP",In the technique of EDM machining, a key point consists in an adequate adaptation between the parameters of the applied electrical pulses and the machining distance, that is to say the distance between the electrode- tool of the part to be machined. We note that, in the terminology of tradespeople, this machining distance is, in all languages, generally designated as "GAP",
OMPI ou plus précisément "GAP d'usinage", et c'est ce terme qui sera utilisé par la suite.WIPO or more precisely "machining GAP", and it is this term which will be used later.
L'adaptation entre le GAP d'usinage et les paramètres électriques peut être réalisée soit en agis- sant sur ces paramètres électriques, soit en agissant sur la dimension du GAP, à l'aide de moyens, générale¬ ment motorisés, d'avance et de recul de l'électrode-ou¬ til, qui se présentent pratiquement sur toutes les ma¬ chines d'usinage par électro-érosion existantes. Une première difficulté consiste à connaître exactement la dimension du GAP d'usinage, compte tenu du fait que 1'électro-érosion elle-même creuse la pièce à usiner et que, si l'électrode d'usinage n'était pas déplacée, le GAP augmenterait de lui-même pour s'établir finale- ment à une valeur assez grande pour interrompre le pro¬ cessus de creusage par électro-érosion. Dans un tel cas toutefois la puissance de l'usinage commencerait par décroître progressivement, et ce n'est pas ce que l'on veut. Il importe en effet de maintenir les meilleures conditions de travail possibles, lesquelles varient du reste selon que l'on désire un usinage fin, de finition ou de superfinition, qui doit être réalisé en un régime dans lequel les impulsions électro-érosives sont relativement faibles, ou un usinage rapide, par exemple d'ébauche, qui est réalisé le plus avantageusement en un régime comportant des impulsions électro-érosives rela¬ tivement puissantes.The adaptation between the machining GAP and the electrical parameters can be carried out either by acting on these electrical parameters, or by acting on the dimension of the GAP, using means, generally motorized, in advance. and retraction of the electrode-tool, which are present on practically all existing electro-erosion machining machines. A first difficulty consists in knowing exactly the dimension of the machining GAP, taking into account the fact that EDM itself digs the workpiece and that, if the machining electrode was not moved, the GAP would increase by itself to finally settle at a value large enough to interrupt the process of digging by EDM. In such a case, however, the power of the machining would begin to decrease progressively, and this is not what we want. It is indeed important to maintain the best possible working conditions, which vary moreover depending on whether one wishes a fine, finishing or superfinishing machining, which must be carried out in a regime in which the electro-erosive pulses are relatively weak. , or rapid machining, for example of roughing, which is most advantageously carried out in a regime comprising relatively powerful electroerosive pulses.
On pourrait penser que, compte tenu du phé¬ nomène précédemment mentionné, il suffit de fixer une certaine norme de puissance des impulsions et de faire avancer l'électrode-outil à une vitesse telle que les paramètres des impulsions érosives, compte tenu des par¬ ticularités du circuit qui les fournit, restent substan¬ tiellement constants, pour obtenir un régime d'usinage adéquat, la valeur du GAP s'ajustant en quelques sorte automatiquement. Cette manière de faire ne mène toute¬ fois qu'à des résultats médiocres, et elle n'est guère applicable dans le cas des machines utilisant le princi- pe du préallumage. L'application de ce principe permet toutefois d'obtenir des résultats très avantageux, irréa¬ lisables sans lui, et il serait regrettable d'y renoncer simplement parce qu'il est difficile d'appréhender les paramètres - électriques et matériels - qui conditionnent son utilisation adéquate.One might think that, taking into account the phenomenon mentioned above, it suffices to set a certain standard of power of the pulses and to advance the tool electrode at a speed such as the parameters of the erosive pulses, taking into account the par¬ peculiarities of the circuit which supplies them, remain substantially constant, in order to obtain a machining regime adequate, the value of the GAP adjusting itself somehow automatically. However, this procedure only leads to mediocre results, and it is hardly applicable in the case of machines using the principle of pre-ignition. The application of this principle nevertheless makes it possible to obtain very advantageous results which cannot be read without it, and it would be regrettable to give it up simply because it is difficult to grasp the parameters - electrical and material - which condition its proper use.
Avant de considérer le principe même du préallumage, il convient de considérer le problème fon¬ damental de l'allumage d'un canal conducteur entre l'élec¬ trode-outil et la pièce à usiner, c'est-à-dire dans l'es- pace du GAP, au sein d'un liquide diélectrique dans le¬ quel baignent l'électrode-outil et la pièce. (Dans le cadre d'une définition générale, mieux vaut du reste par¬ ler d'un "fluide diélectrique", compte tenu des phénomè¬ nes de vaporisation quasi instantanée qui interviennent, et compte tenu également du fait qu'on ne doit pas ex¬ clure toute possibilité d'utiliser un fluide autre qu'un liquide, par exemple un "brouillard".)Before considering the very principle of pre-ignition, the fundamental problem of igniting a conductive channel between the tool electrode and the workpiece should be considered. space of the GAP, within a dielectric liquid in which the electrode-tool and the part bathe. (In the context of a general definition, it is better to speak of a "dielectric fluid", taking into account the phenomena of almost instantaneous vaporization which occur, and also taking into account the fact that one must not exclude any possibility of using a fluid other than a liquid, for example a "mist".)
Dans l'étude des phénomènes intervenant dans un processus d'usinage par électro-érosion simple, dans lequel une électrode supposée par exemple cylindrique "s'enfonce" progressivement dans une pièce à usiner qu'elle creuse par électro-érosion, il convient de faire une distinction entre deux notions différentes de "GAP". On distingue en effet tout d'abord la notion de "GAP frontal", qui correspond à la distance sur laquelle se produisent les impulsions érosives, passant par des ca¬ naux de haute conductivité électrique. On peut également le nommer "GAP effectif d'usinage", il s'agit en effet du GAP par rapport auquel on s'efforce d'obtenir l'effi- cacité maximale de l'effet erosif des impulsions en même temps qu'une bonne stabilité du processus d'usinage. Mais il faut également considérer la notion de "GAP latéral" qui correspond à la distance latérale entre les dimensions périphériques de l'électrode-outil et les dimensions "en largeur" (si l'électrode-outil est cylin¬ drique, le diamètre) du "trou" creusé dans la pièce par l'électrode-outil. IL est clair que, tant que l'inters¬ tice latéral entre l'électrode-outil et la pièce n'a pas atteint une valeur limite, des impulsions électro-érosi¬ ves se produiront également latéralement, élargissant encore cet interstice latéral. La notion du "GAP latéral" est donc celle d'un "GAP limite" qui correspond à la dis¬ tance au-delà de laquelle des canaux conducteurs ne peu- vent plus être créés compte tenu des paramètres électri¬ ques appliqués. Ce "GAP latéral", forcément sensiblement plus grand que le "GAP d'usinage" détermine l'élargisse¬ ment de la zone usinée par rapport aux dimensions de l'é¬ lectrode-outil, c'est-à-dire le sous-dimensionnement que les électrodes-outils doivent présenter pour obtenir des cotes d'usinage précises.In studying the phenomena involved in a simple EDM machining process, in which an electrode assumed to be cylindrical, for example, "gradually sinks" into a workpiece which it digs by EDM, distinguish between two different notions of "GAP". First of all, there is a distinction between the concept of "frontal GAP", which corresponds to the distance over which the erosive pulses occur, passing through channels of high electrical conductivity. It can also be called "effective machining GAP", it is indeed the GAP in relation to which we strive to obtain the maximum effectiveness of the erosive effect of the pulses at the same time as good stability of the machining process. But it is also necessary to consider the notion of "lateral GAP" which corresponds to the lateral distance between the peripheral dimensions of the electrode-tool and the dimensions "in width" (if the electrode-tool is cylindrical, the diameter) of the "hole" dug in the workpiece by the tool electrode. It is clear that, as long as the lateral gap between the tool electrode and the workpiece has not reached a limit value, electro-erosive pulses will also occur laterally, further widening this lateral gap. The concept of "lateral GAP" is therefore that of a "limit GAP" which corresponds to the distance beyond which conductive channels can no longer be created taking into account the electrical parameters applied. This "lateral GAP", necessarily significantly larger than the "machining GAP" determines the enlargement of the machined area with respect to the dimensions of the electrode tool, that is to say the sub -sizing that the tool electrodes must have in order to obtain precise machining dimensions.
Le "GAP latéral" serait peut-être aisément mesurable, mais l'ennui est qu'il ne correspond pas au "GAP frontal" qui intéresse avant tout le processus d'u- sinage, et que les relations entre les deux dimensions sont essentiellement variables selon le régime d'usinage, bien que les deux dépendent notamment des différents pa¬ ramètres que sont l'énergie des impulsions, leur tension, l'intensité des courants d'impulsions, de même que les caractéristiques du milieu ou liquide diélectrique.The "lateral GAP" might be easily measurable, but the trouble is that it does not correspond to the "frontal GAP" which primarily concerns the machining process, and that the relations between the two dimensions are essentially variable according to the machining regime, although the two depend in particular on the different parameters that are the energy of the pulses, their voltage, the intensity of the pulse currents, as well as the characteristics of the medium or dielectric liquid.
La valeur de ces deux "GAPS" résulte du pro¬ cessus physico-chimique qui détermine les conditions dé claquage du diélectrique et la formation de canaux pour le courant des impulsions érosives. On parle en général de "ionisation du canal" mais en réalité ce phénomène a un double aspect : Tout d'abord, on a une polarisation du diélectrique dans la zone concernée, puis ensuite on a la ionisation proprement dite qui rend le canal hautement conducteur.The value of these two "GAPS" results from the physico-chemical process which determines the breakdown conditions of the dielectric and the formation of channels for the current of the erosive pulses. We usually talk of "ionization of the channel" but in reality this phenomenon has a double aspect: First, we have a polarization of the dielectric in the zone concerned, then then we have the ionization proper which makes the channel highly conductive.
La polarisation est fonction du champ élec¬ trique qui s'établit entre l'électrode et la pièce. Pour désigner le degré de polarisation, on utilise le terme de vecteur de polarisation P qui est égal à la somme des moments des molécules dans un volume _4V.The polarization is a function of the electric field which is established between the electrode and the part. To designate the degree of polarization, we use the term of vector of polarization P which is equal to the sum of the moments of the molecules in a volume _4V.
-r " ΔV- r "ΔV
Etant donné que le degré de polarisation est proportionnel à l'intensité du champ électrique, le vec¬ teur de polarisation peut être aussi exprimé par :Since the degree of polarization is proportional to the intensity of the electric field, the polarization vector can also be expressed by:
P= x£ où _£ est le coefficient de polarisation (ou la suscepti- bilité diélectrique du milieu) .P = x £ where _ £ is the coefficient of polarization (or the dielectric susceptibility of the medium).
D'autre part, l'intensité du champ électrique peut être exprimé en fonction de la charge sur les surfa¬ ces des électrodes :On the other hand, the intensity of the electric field can be expressed as a function of the charge on the surfaces of the electrodes:
où £ est la constante diélectrique et S - la surface des électrodes.where £ is the dielectric constant and S - the surface of the electrodes.
Mais l'intensité du champ est aussi liée à la tension appliquée aux électrodes par la relation:But the intensity of the field is also linked to the voltage applied to the electrodes by the relation:
Ainsi, le vecteur de polarisation peut être exprimé par So the polarization vector can be expressed by
Ceci montre que le degré de polarisation est proportionnel à la charge et à la tension appliquées, en admettant que la surface est constante, et inverse¬ ment proportionnel à la surface de la zone d'usinage, si la charge est admise constante, et à la distance électro- de-pièce, si la tension est admise constante. Lorsque l'intensité du champ atteint un degré suffisant à un en¬ droit quelconque de la zone d'usinage (par exemple entre les aspérités les plus rapprochées des surfaces de l'élec¬ trode et de la pièce), la ionisation se fait par l'émis- sion d'électrons par la cathode. La différence minimale de potentiel pour produire cette ionisation est propor¬ tionnelle au "potentiel d'ionisation des atomes ou molé¬ cules", c'est-à-dire à une grandeur physique dépendant du milieu diélectrique, de même qu'au nombre d'atomes ou molécules à ioniser "en série", c'est-à-dire à la dimen¬ sion (d) du GAP, compte tenu à nouveau des propriétés du milieu diélectrique. Quant à l'énergie nécessaire, elle est proportionnelle à la différence minimale de po¬ tentiel (ou tension) précitée, et en même temps propor- tionnelle au nombre d'électrons entrant en jeu, c'est-à- dire en principe au nombre d'atomes ou molécules concer¬ nés par la ionisation, c'est-à-dire en fin de compte par la section (aire) du canal qui est ionisé.This shows that the degree of polarization is proportional to the load and the applied voltage, assuming that the surface is constant, and inversely proportional to the surface of the machining area, if the load is admitted constant, and to the distance from the workpiece, if the voltage is assumed to be constant. When the intensity of the field reaches a sufficient degree at any point in the machining area (for example between the roughest edges of the surfaces of the electrode and of the workpiece), ionization takes place by the emission of electrons by the cathode. The minimum difference in potential for producing this ionization is proportional to the "ionization potential of atoms or molecules", that is to say to a physical quantity depending on the dielectric medium, as well as to the number of atoms or molecules to be ionized "in series", that is to say at the dimension (d) of GAP, again taking into account the properties of the dielectric medium. As for the energy required, it is proportional to the minimum difference in potential (or voltage) mentioned above, and at the same time proportional to the number of electrons involved, that is to say in principle at number of atoms or molecules concerned by ionization, that is to say ultimately by the section (area) of the channel which is ionized.
Les deux processus de polarisation et de ionisation sont donc conditionnés par des paramètres géo¬ métriques relatifs au canal, de même que des paramètres électriques. On a vu que les paramètres géométriques ten¬ daient, à terme, à s'établir eux-mêmes en fonction des paramètres électriques, bien que la valeur instantanée de la longueur (d) du GAP puisse être réglée. Mais c'est avant tout sur les paramètres électriques qu'il est pré¬ férable d'agir, en vue d'obtenir l'allumage d'un canal approprié à l'usinage désiré. En effet, si l'on peut dé- terminer d'une façon relativement précise l'énergie con¬ sacrée à l'allumage du canal, on peut par là déterminer la section de ce canal, compte tenu de sa longueur. La tension, ou différence de potentiel-, appliquée pour l'al¬ lumage du canal est soit suffisante soit insuffisante pour permettre l'allumage. Toutefois, une tension insuf¬ fisante pour une certaine longueur de GAP deviendra suf¬ fisante pour une longueur plus petite, et vice versa. Il convient donc de fixer premièrement la tension des impulsions servant à l'allumage (en admettant que la longueur du GAP sera adaptée à cette tension), et ensuite de déterminer aussi précisément que possible l'énergie qui sera consacrée à l'allumage du canal. Si l'on consa¬ cre trop d'énergie à cet allumage, le canal devient très large et l'usinage est ensuite de mauvaise qualité. Par contre, une quantité d'énergie par- trop faible suffirait théoriquement pour allumer un canal de très faible sec¬ tion. Toutefois, il a été constaté que, en dessous d'un certain seuil d'énergie, l'allumage d'un canal de très faible section ne se produit pas. On n'a en quelque sor- te que des "tentatives avortées de ionisation".The two polarization and ionization processes are therefore conditioned by geometrical parameters relating to the channel, as well as electrical parameters. We have seen that the geometric parameters tend in the long term to establish themselves as a function of the electrical parameters, although the instantaneous value the length (d) of the GAP can be adjusted. But it is above all on the electrical parameters that it is preferable to act, with a view to obtaining the ignition of a channel suitable for the desired machining. Indeed, if one can determine in a relatively precise way the energy con¬ sacred to the lighting of the channel, one can thereby determine the section of this channel, taking into account its length. The voltage, or potential difference, applied for the lighting of the channel is either sufficient or insufficient to allow ignition. However, an insufficient tension for a certain length of GAP will become sufficient for a shorter length, and vice versa. It is therefore necessary to firstly set the voltage of the pulses used for ignition (assuming that the length of the GAP will be adapted to this voltage), and then to determine as precisely as possible the energy that will be devoted to the ignition of the channel. . If too much energy is devoted to this ignition, the channel becomes very wide and the machining is then of poor quality. On the other hand, a too low amount of energy would theoretically suffice to light a very weak section. However, it has been observed that, below a certain energy threshold, the ignition of a channel of very small section does not occur. In a way, there are only "aborted attempts at ionization".
Une fois que le canal est allumé, l'énergie sert à l'érosion et non plus à la ionisation du canal. La qualité du travail d'érosion (usinage fin, usinage grossier) dépend de l'énergie des décharges érosives, mais dépend également du rapport entre cette énergie et les paramètres du canal qui se trouve allumé pour son passage. Lorsque, comme c'est le cas dans beaucoup de machines de l'art antérieur, on laisse le soin d'allumer le canal à la portion initiale de l'impulsion érosive, les paramètres du canal ne peuvent guère être déterminés, c'est-à-dire commandés, d'une façon précise. Par contre, cela est possible si l'on sépare les deux fonctions d'une part d'allumage et d'autre part d'érosion. C'est cela que l'on fait dans les machines du type "à préal¬ lumage", et l'on obtient alors des résultats extrêmement avantageux, pourvu toutefois que l'on soit en mesure de maîtriser les différents paramètres qui interviennent dans le processus d'allumage. II ne faut pas oublier que ce processus dépend également de facteurs technologiques, pouvant varier, et relatifs principalement au liquide diélectri¬ que. C'est ainsi que par exemple la pollution du liquide diélectrique, la vitesse de circulation de ce liquide dans la zone d'usinage, etc, jouent un rôle non négli¬ geable. Il faut que la maîtrise des paramètres puisse être conservée malgré des perturbations de ce genre. L'invention proposera des mesures aptes à améliorer dans une large mesure cette maîtrise des paramètres de préallumage.Once the channel is turned on, the energy is used for erosion and no longer for ionization of the channel. The quality of the erosion work (fine machining, rough machining) depends on the energy of the erosive discharges, but also depends on the relationship between this energy and the parameters of the channel which is on for its passage. When, as is the case in many machines of the prior art, it is left to ignite the channel at the initial portion of the erosive pulse, the parameters of the channel can hardly be determined, that is to say controlled, in a precise manner. On the other hand, this is possible if we separate the two functions on the one hand from ignition and on the other hand from erosion. This is what we do in machines of the "pre-lighting" type, and we then obtain extremely advantageous results, provided, however, that we are able to control the various parameters involved in the ignition process. It should not be forgotten that this process also depends on technological factors, which may vary, and relating mainly to the dielectric liquid. Thus, for example, the pollution of the dielectric liquid, the speed of circulation of this liquid in the machining area, etc., play a non-negligible role. It is necessary that the control of the parameters can be preserved in spite of disturbances of this kind. The invention will propose measures capable of greatly improving this control of the pre-ignition parameters.
Il faut encore rappeler ici que les essais qui ont abouti à proposer les mesures techniques confor¬ mes à l'invention ont été effectuées principalement sur des machines du type proposé par exemple par l'exposé de brevet US no 3 893 013, précédemment cité. Ces machi¬ nes travaillent selon le principe de la relaxation, c'est-à-dire qu'un condensateur d'usinage se charge d'une certaine quantité d'énergie, puis se décharge en fournis¬ sant l'impulsion électro-érosive dans le GAP. Pour que cette décharge puisse avoir lieu, les machines en question engendrent des impulsions de préallumage, au moment où la tension disponible pour l'impulsion érosive est suffi¬ sante. La génération de l'impulsion de préallumage est typiquement établie à l'aide d'un transformateur-éléva- teur de tension. Toutefois, pour l'étude des phénomènes de préallumage (ou d'une façon générale d'allumage), on a utilisé des circuits semblables à ceux qui fournis¬ sent les impulsions érosives, mais travaillant à des niveaux de tension beaucoup plus élevés et avec des éner¬ gies beaucoup plus faibles. Par ailleurs, au lieu de dé¬ terminer la tension nécessaire en fonction de la distan¬ ce de GAP, on a préféré déterminer la distance de GAP pour laquelle une tension d'allumage donnée est suffisan- te. Ceci correspond à la réalité pratique, puisque les machines comportent pratiquement toutes un moteur de déplacement d'électrode qui, progressivement, amène l'électrode au voisinage de la pièce à usiner. Les essais effectués ont montré que, pour l'allumage (ou le préal- lumage) en variant l'énergie disponible, par exemple en connectant les électrodes à des condensateurs de capaci¬ tés différentes ayant été chargés à la même tension, ou en variant la tension de charge, pour une même capacité, la distance d'allumage varie, dans les deux cas, dans le même sens que cette tension ou cette capacité, tout au moins dans le domaine où peuvent varier les distances et les énergies en jeu. L'expérience confirme ainsi ce qui a été établi précédemment d'une façon plus théorique.It should also be recalled here that the tests which led to proposing the technical measures in accordance with the invention were carried out mainly on machines of the type proposed for example by the disclosure of US Patent No. 3,893,013, previously cited. These machines work on the principle of relaxation, that is to say that a machining capacitor takes charge of a certain amount of energy, then discharges by providing the electro-erosive pulse. in the GAP. In order for this discharge to take place, the machines in question generate pre-ignition pulses, when the voltage available for the erosive pulse is sufficient. The generation of the pre-ignition pulse is typically established using a step-up transformer. tension. However, for the study of the pre-ignition (or generally ignition) phenomena, circuits similar to those which provide the erosive pulses have been used, but working at much higher voltage levels and with much lower energies. Furthermore, instead of determining the necessary voltage as a function of the distance from GAP, it has been preferred to determine the distance from GAP for which a given ignition voltage is sufficient. This corresponds to practical reality, since the machines practically all comprise an electrode displacement motor which, gradually, brings the electrode to the vicinity of the workpiece. The tests carried out have shown that, for ignition (or pre-lighting) by varying the energy available, for example by connecting the electrodes to capacitors of different capacities having been charged at the same voltage, or by varying the charging voltage, for the same capacity, the ignition distance varies, in both cases, in the same direction as this voltage or this capacity, at least in the field where the distances and the energies involved can vary. Experience thus confirms what has been established previously in a more theoretical manner.
On a dit qu'un défaut grevant les machines d'usinage par électro-érosion sans préallumage consis¬ tait en ce que la ionisation du canal était obtenue par la même tension qui fournit les impulsions érosives, ce qui empêche de maîtriser les paramètres de l'allumage. A ce sujet, on remarque qu'une bonne ionisation du canal dépend principalement de la tension appliquée pour l'al¬ lumage, en liaison avec l'énergie disponible à cet effet, tandis que l'efficacité érosive de l'impulsion est essen¬ tiellement fonction du courant de l'impulsion érosive. La tension nécessaire au maintien de la décharge érosive, une fois le canal allumé, ne varie que fort peu avec la distance de GAP (d). Par contre, la tension nécessaire pour l'allumage du canal est pra¬ tiquement - toutes chosesétant égales par ailleurs - pro- portionnelle à cette distance de GAP. Si la tensionIt has been said that a defect encumbering EDM machines without pre-ignition is that the ionization of the channel is obtained by the same voltage which supplies the erosive pulses, which prevents the parameters of the 'ignition. In this regard, we note that a good ionization of the channel depends mainly on the voltage applied for lighting, in connection with the energy available for this purpose, while the erosive efficiency of the pulse is essential. partly a function of the current of the erosive pulse. The tension required to maintain the erosive discharge, once the channel is lit, varies only very little with the distance from GAP (d). On the other hand, the voltage required for lighting the channel is practically - all other things being equal - proportional to this distance from GAP. If the tension
(plus exactement la FEM) provoquant les décharges érosi¬ ves est trop élevée, on a, comme le montrent les essais, notamment une usure excessive de l'électrode-outil, et par ailleurs, on augmente le risque de voir se créer un arc électrique, dont la nature permanente bloque le fonc¬ tionnement électro-érosif. Si par contre, on veut pouvoir allumer le canal à l'aide d'une tension relativement basse, on doit avoir une distance de GAP extrêmement pe¬ tite, dont résultent de nombreux ennuis, comme par exem- pie le risque de court-circuitage par des particules de matière, en plus du fait que les paramètres de l'alluma¬ ge ne sont pas maîtrisés. En fait, dans les machines ne faisant pas appel au préallumage, le compromis nécessai¬ re entre les deux exigences susmentionnées (allumage, érosion) limite les possibilités d'adaptation des impul¬ sions érosives aux conditions technologiques de l'usina¬ ge, et il limite également le choix des paramètres con¬ cernant l'allumage, qui conditionnent eux-mêmes les par¬ ticularités du canal ionisé qui est établi. Lorsque se trouve appliquée, sur les élec¬ trodes du GAP, une tension (apte à délivrer une impul¬ sion de courant importante) suffisante pour entretenir une décharge érosive mais insuffisante pour allumer un canal, compte tenu d'une distance de GAP relativement grande, aucune décharge n'intervient du fait de l'applica¬ tion de cette seule tension-là. Si, dans ces conditions, on applique une brève impulsion, à tension nettement plus élevée, on a l'allumage d'un canal et, dès ce moment, la tension plus basse peut délivrer l'impulsion érosive à fort courant.(more precisely the EMF) causing the erosive discharges is too high, there is, as the tests show, in particular excessive wear of the electrode-tool, and moreover, the risk of creating an arc is increased electric, whose permanent nature blocks electro-erosive operation. If, on the other hand, you want to be able to switch on the channel using a relatively low voltage, you must have an extremely small GAP distance, which results in many troubles, such as for example the risk of short-circuiting by particles of matter, in addition to the fact that the parameters of the ignition are not controlled. In fact, in machines which do not use pre-ignition, the compromise necessary between the two aforementioned requirements (ignition, erosion) limits the possibilities of adaptation of the erosive impulses to the technological conditions of the machining, and it also limits the choice of the parameters relating to ignition, which themselves condition the characteristics of the ionized channel which is established. When there is applied, on the GAP electrodes, a voltage (capable of delivering a large current pulse) sufficient to maintain an erosive discharge but insufficient to ignite a channel, taking into account a relatively large distance from GAP , no discharge occurs due to the application of this single voltage. If, under these conditions, a short pulse is applied, at a significantly higher voltage, a channel is lit and, from that moment, the lower voltage can deliver the erosive pulse at strong current.
Le principe du préallumage réalise ainsi une séparation des fonctions, et donc des paramètres qui les dirigent. Laissant maintenant de côté les questions de l'impulsion érosive elle-même, on se concentre, dans le cadre de la présente invention, sur les paramètres de l'impulsion de préallumage. On a vu qu'un préallumage de bonne qualité nécessitait la maîtrise de la tension de préallumage, et, si possible, de son énergie.The principle of pre-ignition thus achieves a separation of functions, and therefore of the parameters which direct them. Leaving aside the questions of the erosive pulse itself, we focus, in the context of the present invention, on the parameters of the pre-ignition pulse. We have seen that a good quality pre-ignition requires control of the pre-ignition voltage, and, if possible, of its energy.
On remarque que si une adaptation doit être effectuée entre la tension de l'impulsion de préallumage et la distance de GAP (d), cette adaptation ne doit pas forcément porter sur le paramètre électrique de tension, mais elle peut également - et avantageusement - être fai¬ te en agissant sur la distance de GAP qui, de toute façon, est le plus souvent commandée par un dispositif de posi¬ tionnement automatique de l'électrode-outil. Dans ces conditions, on peut admettre une tension de préallumage pratiquement fixe et attendre du dispositif de position¬ nement d'électrode qu'il établisse, en relation avec cet- tension, la distance de GAP appropriée. Encore faut-il que la tension de préallumage ait effectivemenet une bon¬ ne stabilité car, comme l'impulsion de préallumage est à caractère extrêmement rapide, la moindre perturbation d'ordre électrique ou matériel peut notablement modifier la tension de pointe de l'impulsion (dont la durée est le plus souvent nettement inférieure à une microseconde) . Dans les dispositifs connus utilisant le principe du préallumage, les essais ont montré (à l'oscilloscope) que même la tension des impulsions de préallumage en ré¬ gime relativement stable étaient sujettes à des fluctua¬ tions quasiment aléatoires. D'autres essais, qui n'ont pu avoir lieu que dans le cadre des mesures proposéesNote that if an adaptation must be made between the voltage of the pre-ignition pulse and the GAP distance (d), this adaptation does not necessarily relate to the electrical voltage parameter, but it can also - and advantageously - be fai¬ you by acting on the distance of GAP which, in any case, is most often controlled by a device for automatic positioning of the tool electrode. Under these conditions, it is possible to admit a practically fixed pre-ignition voltage and wait for the electrode positioning device to establish, in relation to this voltage, the appropriate GAP distance. It is also necessary that the pre-ignition voltage has indeed a good stability because, as the pre-ignition pulse is extremely fast, the slightest disturbance of an electrical or material order can significantly modify the peak voltage of the pulse. (the duration of which is most often significantly less than a microsecond). In known devices using the pre-ignition principle, tests have shown (with an oscilloscope) that even the voltage of the pre-ignition pulses in relatively stable mode were subject to almost random fluctuations. Other tests, which could only take place within the framework of the proposed measures
_ _ -,.p_ par la présente invention, ont montré qu'on rencontrait également d'importantes fluctuations, quasi aléatoires, quant à l'énergie des impulsions de préallumage._ _ - ,. p_ by the present invention, have shown that there were also significant, almost random, fluctuations in the energy of the pre-ignition pulses.
On peut énumérer comme suit les avantages du système de préallumage : 1) Avec une tension d'allumage relativement élevée, le fonctionnement du circuit interviendra pour des dis- . tances de GAP relativement grandes, en ce sens que, avec cette distance-là, la tension servant uniquement à la fourniture des impulsions érosives ne pourra pas allumer le canal. La différence entre les deux tensions représente une sécurité à l'égard des courts- circuits et des arcs, elle rend le processus d'usina¬ ge particulièrement stable et sûr, elle permet la maî¬ trise des paramètres électriques par la séparation des fonctions d'allumage et d'érosion.The advantages of the pre-ignition system can be listed as follows: 1) With a relatively high ignition voltage, the operation of the circuit will intervene for dis-. Relatively large GAP tances, in the sense that, with this distance, the voltage used only to supply the erosive pulses will not be able to ignite the channel. The difference between the two voltages represents security with regard to short circuits and arcs, it makes the machining process particularly stable and safe, it allows control of electrical parameters by separating the functions of 'ignition and erosion.
2) La ionisation du canal étant indépendante des paramè¬ tres électriques des impulsions érosives, il devient possible de faire varier ces derniers dans des propor¬ tions extrêmement larges en les adaptant facilement aux meilleures conditions technologiques tout en con¬ servant une parfaite stabilité et efficacité de l'usi¬ nage.2) The ionization of the channel being independent of the electrical parameters of the erosive pulses, it becomes possible to vary the latter in extremely large proportions by easily adapting them to the best technological conditions while maintaining perfect stability and efficiency. of usi¬ swimming.
3) Il est connu dans la technique de 1'électro-érosion que l'usure de l'électrode-outil est fortement influen- cée par l'importance du GAP d'usinage. Cette usure augmente notablement lorsque cette distance de GAP di¬ minue. Ceci explique la difficulté d'obtenir, sans préallumage, une faible usure de l'électrode dans les régimes où le GAP doit être particulièrement faible, c'est-à-dire dans les régimes de finition, devant se faire à énergie d'impulsion relativesment basse, c'est- à-dire avec une faible distance de GAP, si l'on s'en tient aux explications précédemment énoncées.3) It is known in the EDM technique that the wear of the tool electrode is strongly influenced by the importance of the machining GAP. This wear increases notably when this distance of GAP decreases. This explains the difficulty of obtaining, without pre-ignition, low wear of the electrode in the regimes where the GAP must be particularly low, that is to say in the finishing regimes, having to be done at pulse energy. relatively low, that is to say with a short distance from GAP, if we stick to the explanations previously stated.
' . , .<_ _ " '~ L'application du préallumage permet d'avoir une dis¬ tance de GAP nettement plus élevée quels que soient les paramètres des impulsions érosives. Il devient ainsi possible de réduire l'usure de l'électrode-ou- til dans tous les régimes, et en particulier dans les régimes de finition où cette usure, à valeur égale, serait le plus regrettable, mais où justement cette usure peut être réduite à une valeur voisine de zéro par application du principe de préallumage, tout au moins dans les conditions particulièrement avantageu¬ ses établies dans le cadre de la présente invention. 4) Les perturbations fréquentes des conditions dans la zone d'usinage qui déstabilisent le processus de tra¬ vail en provoquant des courts-circuits, des arcs con- tinus et autres phénomènes nuisibles, exigent l'appli¬ cation d'un "contrôle adaptatif" des paramètres des impulsions érosives ainsi que de la position de l'é¬ lectrode-outil. La nature complexe de ces perturba¬ tions oblige de tenir compte d'un nombre important de facteurs, d'où l'emploi dans les dispositifs classi¬ ques sans préallumage, de systèmes très compliqués pour réaliser un contrôle adaptatif valable. Or, l'ex¬ périence montre que quelle que soit la nature de ces perturbations, elles se reflètent toujours sur les conditions de l'ionisation du canal. L'applicatdion du préallumage avec une adaptation automatique de l'éner¬ gie des impulsions de préallumage au seul facteur d'ionisation permet d'obtenir une parfaite stabilité d'usinage sans aucune modification des paramètres des impulsions érosives et sans changements brutaux de la position de l'électrode-outil. 5) La stabilité et la sécurité du processus d'usinage permettent d'utiliser les circuits générateurs d'im¬ pulsions érosives les plus simples tels que, par ' . ,. <_ _ "' ~ The application of the pre-ignition makes it possible to have a significantly higher GAP distance regardless of the parameters of the erosive pulses. It thus becomes possible to reduce the wear of the electrode-tool in all regimes, and in particular in the finishing regimes where this wear, at equal value, would be most regrettable, but where precisely this wear can be reduced to a value close to zero by application of the pre-ignition principle, at least under the particularly advantageous conditions established in the context of the present invention. 4) Frequent disturbances of the conditions in the machining area which destabilize the working process by causing short circuits, continuous arcs and other harmful phenomena, require the application of "adaptive control""parameters of the erosive pulses as well as the position of the electrode-tool. The complex nature of these disturbances makes it necessary to take into account a large number of factors, hence the use in very conventional devices without pre-ignition, of very complicated systems for carrying out a valid adaptive control. However, experience shows that whatever the nature of these disturbances, they are always reflected in the conditions of the ionization of the channel. The application of the pre-ignition with an automatic adaptation of the energy of the pre-ignition pulses to the single ionization factor makes it possible to obtain perfect machining stability without any modification of the parameters of the erosive pulses and without sudden changes in the position. of the tool electrode. 5) The stability and safety of the machining process make it possible to use the simplest erosive pulse generator circuits such as, for example
O PI exemple, du type capacitif (L C ou similaires). Ces circuits donnent alors des résultats technologiques comparables et même supérieurs aux circuits les plus élaborés utilisés actuellement. 6) Le système de préallumage du canal peut être appliqué à tous les systèmes de génération des impulsions érosives en leur conférant tous les avantages mentionnés ci-dessus. Compte tenu des considérations qui précèdent, un but de la présente invention est de fournir un circuit électrique pour une machine d'usinage par électro-érosion travaillant selon le principe du préallumage, dans la¬ quelle les inconvénients de l'art antérieur soient évités, et notamment dans laquelle les paramètres qui condition¬ nent la qualité de l'allumage des canaux et de l'usinage électro-érosif soient adéquatement maîtrisés.O PI example, of the capacitive type (LC or similar). These circuits then give comparable and even superior technological results to the most sophisticated circuits used today. 6) The channel pre-ignition system can be applied to all systems for generating erosive pulses, giving them all the advantages mentioned above. In view of the above considerations, an object of the present invention is to provide an electrical circuit for an electro-erosion machining machine working according to the principle of pre-ignition, in which the drawbacks of the prior art are avoided, and in particular in which the parameters which condition the quality of the ignition of the channels and of the electro-erosive machining are adequately controlled.
Conformément à l'invention, le circuit électrique pour machine d'usinage par électro-érosion, conforme à la définition générique précédemment énoncée, atteint les performances visées du fait de la présence des caractères énoncés dans l'une ou dans l'autre des revendications indépendantes. On remarque que les carac¬ tères, soit de l'une, soit de l'autre, des revendications indépendantes interviennent respectivement pour différents aspects du problème de la stabilisation du préallumage. Les revendications dépendantes définissent des formes d'exécution de l'objet de l'invention qui sont particulièrement avantageuses, notamment des points de vue de la stabilité de tension, de la détection des tendances au surcroît d'énergie de préallumage, de la constitution de circuits permettant une stabilisation de l'énergie, manuellement ou automatiquement, de la simplicité ou de la commodité d'utilisation des circuits engendrant les impulsions de préallumage, etc.. .In accordance with the invention, the electrical circuit for an EDM machining machine, in accordance with the generic definition previously stated, achieves the targeted performances due to the presence of the characters stated in one or other of the claims independent. It is noted that the characters, either of one or of the other, independent claims intervene respectively for different aspects of the problem of stabilization of the pre-ignition. The dependent claims define embodiments of the subject of the invention which are particularly advantageous, in particular from the points of view of the voltage stability, of the detection of tendencies in the increase of pre-ignition energy, of the constitution of circuits allowing a stabilization of the energy, manually or automatically, of the simplicity or the convenience of use of the circuits generating the pre-ignition pulses, etc.
Concernant les particularités de l'invention,Regarding the features of the invention,
OMPI il faut relever que les moyens d'ecretage qui sont men¬ tionnés peuvent être soit à caractéristique limitatrice de tension, mais non stabilisatrice de tension (p.e.) diode Zener en série avec résistance non négligeable) soit à caractéristique véritablement stabilisatrice de courant (P.e. diode Zener sans résistance ohmique notable en série).WIPO it should be noted that the clipping means which are mentioned can be either with voltage limiting characteristic, but not voltage stabilizer (pe) Zener diode in series with significant resistance) or with truly current stabilizing characteristic (Pe diode Zener without notable ohmic resistance in series).
Comme le GAP d'usinage est présumé présen¬ ter une caractéristique électro-disruptive, le branche- ment en parallèle avec lui d'un circuit d'ecretage éga¬ lement présumé électro-disruptif peut paraître para¬ doxal. En fait, tout bien considéré, ce paradoxe n'in¬ tervient pas, étant donné que d'une part le GAP d'usinage n'est pas l'équivalent d'un élément électro-disruptif classique, et que, d'autre part, on a des moyens qui asservissent la distance de GAP au paramètre des impul¬ sions de préallumage, c'est-à-dire qui maintiennent substan tiellement égales les deux valeurs de tension "apparemment électro-disruptives" (mais dont en réalité au moins une admet une certaine variation permettant de les accor¬ der l'une à l'autre).As the machining GAP is presumed to have an electro-disruptive characteristic, the connection in parallel with it of a clipping circuit also presumed to be electro-disruptive may seem para¬ doxal. In fact, all things considered, this paradox does not intervene, given that on the one hand the machining GAP is not the equivalent of a conventional electro-disruptive element, and that, on the other on the other hand, there are means which control the distance of GAP to the parameter of the pre-ignition pulses, that is to say which maintain substantially equal the two voltage values "apparently electro-disruptive" (but which in reality at at least one admits a certain variation allowing them to be matched to one another).
Concernant les moyens précités d'asservis¬ sement de distance de GAP, c'est-à-dire, les moyens, généralement motorisés, de repositionnement de l'électro- de-outil par rapport à la pièce à usiner, il faut noter que, dans certaines formes d'exécution particulières, on pourrait se passer de tels moyens. Ce serait notamment le cas d'une machine d'usinage par électro-érosion dans laquelle l'électrode serait destinée uniquement à imprimer un bas-relief peu profond dans la pièce à usiner. Cette dernière pourrait être mise en place, le circuit électri¬ que étant arrêté, avec l'électrode-outil pré-positionnée juste à la distance voulue, ensuite de quoi les moyens électriques seraient mis en fonctionnement pour imprimer le bas-relief en question, sans déplacement de l'élec¬ trode-outil, sur quoi l'usinage se trouverait terminé, la pièce usinée étant enlevée pour faire place à la prochaine pièce à usiner. Pour cette raison, il n'appa- raît pas adéquat d'inclure la mention des moyens de positionnement d'électrode en question dans la défini¬ tion la plus générale de l'objet de l'invention.With regard to the aforementioned means for servo-servicing the distance from the GAP, that is to say, the means, generally motorized, for repositioning the electro-tool relative to the workpiece, it should be noted that , in certain particular embodiments, such means could be dispensed with. This would be the case in particular with an EDM machining machine in which the electrode is intended solely for printing a shallow bas-relief in the workpiece. The latter could be put in place, the electric circuit being stopped, with the tool electrode pre-positioned just at the desired distance, after which the electrical means would be put into operation to print the bas-relief in question, without displacement of the tool electrode, whereupon the machining would be finished, the machined part being removed to make room for the next part to be machined. For this reason, it does not appear appropriate to include the mention of the electrode positioning means in question in the most general definition of the subject of the invention.
Le dessin annexé illustre, à titre d'exem¬ ple et en commençant par présenter une forme d'exécution connue de l'art antérieur, des formes d'exécution de l'objet de l'invention; dans ce dessin: la fig. 1 représente un circuit pour machi¬ ne d'usinage par électro-érosion, utilisant le système du préallumage, connu de l'art antérieur, notamment par US 3 893 013, la fig. 2 représente le schéma d'un circuit électrique pour machine d'usinage par électro-érosion conforme à l'invention, cette fig. 2 représentant d'une façon plus détaillée la partie servant à la génération et à l'application des impulsions de préallumage, la fig. 3 est un schéma d'une forme d'exécu¬ tion d'un circuit conforme à l'invention, analogue à la fig. 2, mais comportant de plus des moyens signalisa- teurs fournissant une indication perceptible d'un état de surcroît d'énergie de préallumage, de même que des moyens à commande manuelle permettant de réduire cette énergie, notamment sur la base de la dite indication, la fig. 4 est un schéma d'une forme d'exé¬ cution d'un circuit conforme à l'invention, analogue à celui de la fig. 2, mais présentant de plus des moyens de limitation automatiques d'énergie de préallumage, la fig. 5 est un schéma partiel d'une va¬ riante que l'on peut, avantageusement dans certains cas, utiliser pour remplacer la partie de circuit ali- mentant l'enroulement primaire d'un transformateur de génération des impulsions de préallumage, la fig. 6 est un schéma de principe, accom¬ pagné d'un diagramme représentant l'évolution y rela- tive de la tension et du courant, qui illustre le prin¬ cipe de fonctionnement de l'ensemble du circuit dans le cas où les moyens de délivrance de décharges érosives fonctionnent selon le principe de relaxation, avec un condensateur d'usinage se chargeant et se déchargeant périodiquement, et* la fig. 7 est un schéma de principe, accom¬ pagné d'un diagramme représentant l'évolution y relative de la tension et du courant, qui illustre le fonctionne¬ ment du circuit électrique dans le cas où les moyens de délivrance de décharges érosives comprennent des organes électroniques de commutation délivrant une forme d'onde à créneaux rectangulaires.The accompanying drawing illustrates, by way of example and starting with presenting an embodiment known from the prior art, embodiments of the subject of the invention; in this drawing: fig. 1 shows a circuit for machining machine for electro-erosion, using the pre-ignition system, known from the prior art, in particular by US 3 893 013, FIG. 2 shows the diagram of an electrical circuit for an EDM machine according to the invention, this FIG. 2 showing in more detail the part used for the generation and application of the pre-ignition pulses, FIG. 3 is a diagram of a form of execution of a circuit according to the invention, similar to FIG. 2, but further comprising signaling means providing a perceptible indication of an increased state of pre-ignition energy, as well as manual control means making it possible to reduce this energy, in particular on the basis of said indication, fig. 4 is a diagram of a form of execution of a circuit according to the invention, similar to that of FIG. 2, but also having automatic means for limiting the pre-ignition energy, FIG. 5 is a partial diagram of a variant which can advantageously in certain cases be used to replace the circuit part lying about the primary winding of a transformer for generating the pre-ignition pulses, fig. 6 is a block diagram, accompanied by a diagram representing the relative evolution of the voltage and the current, which illustrates the operating principle of the entire circuit in the case where the means of Erosion discharge delivery works on the relaxation principle, with a machining capacitor charging and discharging periodically, and * fig. 7 is a block diagram, accompanied by a diagram representing the relative evolution of the voltage and the current therein, which illustrates the operation of the electric circuit in the case where the means for delivering erosive discharges comprise organs switching electronics delivering a waveform with rectangular slots.
Dans le circuit pour machine d'électro¬ érosion représenté à la fig. 1, antérieurement connu par l'exposé de brevet US-3 893 013, on a un condensa¬ teur d'usinage C , alimenté par une source de courant continu par l'intermédiaire d'impédances R .et L ,_, ch ch qui se charge jusqu'à une certaine tension pour se déchar¬ ger périodiquement, sous forme d'impulsions électro- érosives, dans un GAP d'usinage d. Une inductance ajus¬ table L, permet de régler la durée des impulsions et adoucit les sauts de courant, notamment à l'instant où la décharge électro-érosive commence. Des diodes D et D rendent les impulsions érosives unipolaires, em- péchant l'apparition d'oscillations lors de la décharge. Un inverseur I permet d'inverser la polarité entre l'électrode et la pièce à usiner.In the circuit for an EDM machine shown in FIG. 1, previously known from the disclosure of US Pat. No. 3,893,013, there is a machining capacitor C, supplied by a direct current source via impedances R. And L, _, ch ch which charges up to a certain voltage to discharge periodically, in the form of electro-erosive pulses, in a machining GAP d. An adjustable inductance L, makes it possible to adjust the duration of the pulses and softens the jumps of current, in particular at the moment when the electro-erosive discharge begins. D and D diodes make the erosive pulses unipolar, preventing the appearance of oscillations during discharge. An inverter I reverses the polarity between the electrode and the workpiece.
Le principe de génération des impulsions électro-érosives dans le circuit de la fig. 1 est analo- gue à celui qui est illustré à la fig. 6. Toutefois, le circuit de la fig. 1 comprend, selon l'art antérieur, des moyens de préallumage encore peu perfectionnés, alors que la fig. 6 illustre le principe même de la génération des impulsions électro-érosives en tant que l'un de ceux auxquels peut s'appliquer l'invention (bien que les éléments qui caractérisent l'objet de l'inven¬ tion, à savoir ceux qui concernent le préallumage, ne se trouvent pas dessinés à cette fig. 6). Revenant à la fig. 1, on voit que le cir¬ cuit selon cette figure comprend des moyens de préallu¬ mage incluant un transformateur-élévateur de tension T, une diode Zener DZ, une résistance variable R.. , une résistance variable R_ et une diode D_. On comprend bien que, lorsque la tension de charge du condensateurThe principle of generation of electro-erosive pulses in the circuit of fig. 1 is analog see the one illustrated in fig. 6. However, the circuit of fig. 1 comprises, according to the prior art, still little perfected pre-ignition means, whereas FIG. 6 illustrates the very principle of the generation of electro-erosive pulses as one of those to which the invention can be applied (although the elements which characterize the subject of the invention, namely those which relate to pre-ignition, are not shown in this fig. 6). Returning to fig. 1, it can be seen that the circuit cooked according to this figure comprises pre-lighting means including a voltage step-up transformer T, a Zener diode DZ, a variable resistance R .., a variable resistance R_ and a diode D_. It is well understood that, when the charge voltage of the capacitor
C atteint une valeur déterminée par la tension de la u diode -Zener DZ, quelque peu inférieure à la tension d'alimentation, un courant commence à circuler dans l'enroulement primaire du transformateur T, à travers la résistance R, . L'augmentation de ce courant induit une impulsion, de tension plus élevée, dans l'enroule¬ ment secondaire du transformateur, lequel est connecté en parallèle, sur le GAP d, à travers la diode D et la résistance (ajustable) R_ . L'énergie que cette impul- sion de préallumage peut délivrer dépend des paramètres des composants du circuit de préallumage, la tension de préallumage chutant naturellement lorsqu'intervient le courant de préallumage, mais d'une façon difficile à déterminer. Dans ce dispositif, ni la tension de pré- allumage, ni l'énergie de préallumage ne peuvent être adéquatement maîtrisées.C reaches a value determined by the voltage of the diode -Zener DZ, somewhat lower than the supply voltage, a current begins to flow in the primary winding of the transformer T, through the resistor R,. The increase in this current induces a pulse, of higher voltage, in the secondary winding of the transformer, which is connected in parallel, on the GAP d, through the diode D and the (adjustable) resistor R_. The energy that this pre-ignition pulse can deliver depends on the parameters of the components of the pre-ignition circuit, the pre-ignition voltage falling naturally when the pre-ignition current occurs, but in a way that is difficult to determine. In this device, neither the pre-ignition voltage nor the pre-ignition energy can be adequately controlled.
L'expérience a montré que le circuit selon l'art antérieur représenté à la fig. 1 ne pouvait être utilisé que d'une manière très restrictive dans les 19 conditions industrielles réelles. Les difficultés pro¬ venaient notamment des raisons suivantes:Experience has shown that the circuit according to the prior art shown in FIG. 1 could only be used in a very restrictive manner in 19 real industrial conditions. The difficulties arose in particular from the following reasons:
- du fait du mode de connexion des enroulements du trans¬ formateur T, celui-ci devait présenter un rapport de transformation ayant une haute valeur d'élévation de tension, ce qui provoquait une importante consom¬ mation du courant provenant du condensateur C . De plus, cette situation avait pour effet que le transfor¬ mateur T présentait des caractéristiques inductives peu favorables au préallumage et en particulier à la maîtrise de ses paramètres.- Due to the mode of connection of the windings of the transformer T, it had to present a transformation ratio having a high value of voltage rise, which caused a significant consumption of the current coming from the capacitor C. In addition, this situation had the effect that the transformer T had inductive characteristics which were not very favorable to pre-ignition and in particular to the control of its parameters.
- Après la phase d'augmentation du courant, un important courant continu traversait l'enroulement primaire du transformateur, la diode Zener, et la résistance en série avec elle, une grande partie de l'énergie étant ainsi perdue (et provoquant selon le cas des échauffements excessifs). Cette situation nuisait de plus à la puissance de l'usinage.- After the current increase phase, a large direct current passed through the primary winding of the transformer, the Zener diode, and the resistor in series with it, a large part of the energy being thus lost (and causing as the case may be excessive heating). This situation also harmed the power of the machining.
- Dans les cas où la charge du condensateur d'usinage s caractérisait par des courbes très raides, de même que dans le cas où l'on aurait voulu utiliser des impulsions érosives du type rectangulaire engendrées électroniquement, la transformation d'une partie de l'énergie en impulsions de préallumage n'était prati- quement plus possible par suite d'un rendement insuf¬ fisant.- In the cases where the charge of the machining capacitor was characterized by very steep curves, as in the case where one would have liked to use erosive pulses of the rectangular type generated electronically, the transformation of a part of the energy in pre-ignition pulses was practically no longer possible as a result of insufficient efficiency.
- Les impulsions de préallumage étant entièrement dépen¬ dantes, quant à leur tension et à leur courant, c'est- à-dire leur énergie, de la puissance d'usinage et des caractéristiques des impulsions érosives, les paramètres des impulsions de préallumage ne pouvaient guère être maîtrisés, échappant même à tout contrôle. Des variations notables des impulsions érosives pro¬ duisaient des effets parasites fort nuisibles. On- The pre-ignition pulses being entirely dependent, as regards their voltage and current, that is to say their energy, the machining power and the characteristics of the erosive pulses, the parameters of the pre-ignition pulses do not could hardly be controlled, even getting out of hand. Significant variations in the erosive pulses produced very harmful parasitic effects. We
O rencontrait souvent une augmentation spontanée de l'énergie, et le cas échéant de la tension, de préal¬ lumage, ce qui provoquait une ionisation excessive du milieu diélectrique, favorisant les courts-circuits et les arcs continus.O often encountered a spontaneous increase in the energy, and if necessary in the voltage, of pre-lighting, which caused excessive ionization of the dielectric medium, favoring short circuits and continuous arcs.
- En outre, des phénomènes parasites (tels que ceux précités ou d'autres encore) fournissaient au système de servo-commande de l'avance automatique (ou posi¬ tionnement automatique) de l'électrode-outil des in- formations souvent incohérentes de sorte que le ser- vo-moteur était incapable de maintenir correctement la valeur du GAP d'usinage, rendant instable tout le processus d'usinage.- In addition, parasitic phenomena (such as those mentioned above or others still) provided the servo-control system with automatic advance (or automatic positioning) of the tool electrode with often incoherent information from so that the servo motor was unable to properly maintain the machining GAP value, making the entire machining process unstable.
- En bref, l'utilisation de ce circuit n'était prati- cable que dans des conditions particulières, très limitées, de tension, de courant et de capacité d'usi¬ nage, qui pouvaient exister par exemple pour un usi¬ nage à faible puissance. De plus, des moyens de preal¬ lumage ne permettaient pas l'application du principe à des systèmes différents de génération des impulsions érosives.- In short, the use of this circuit was practicable only under very limited, special conditions of voltage, current and usi¬ ing capacity, which could exist for example for a usi¬ weak power. In addition, pre-lighting means did not allow the principle to be applied to different systems for generating erosive pulses.
Ainsi, on constate que le principe de préal¬ lumage ne peut être correctement appliqué, de façon à fournir tous les bénéfices qui peuvent en ressortir, que si certaines conditions sont remplies. Une perfor¬ mance visée par l'invention consiste justement en la satisfaction de ces conditions, qui sont les suivantes: 1) Les paramètres électriques des impulsions de préallu¬ mage doivent, dans une large mesure, être fixées seulement en fonction de leur effet ionisateur (pola¬ risation + ionisation), en restant le plus possible indépendants du régime et de la puissance d'usinage, de la forme d'onde de courant des impulsions érosives, et d'autres caractéristiques encore du générateurThus, it can be seen that the principle of pre-lighting can only be correctly applied, so as to provide all the benefits which may arise therefrom, if certain conditions are fulfilled. A performance targeted by the invention consists precisely in satisfying these conditions, which are as follows: 1) The electrical parameters of the pre-ignition pulses must, to a large extent, be set only as a function of their ionizing effect (polarization + ionization), remaining as much as possible independent of the speed and of the machining power, of the current waveform of the erosive pulses, and of other characteristics of the generator
O PI d'impulsions. 2) La tension des impulsions de préallumage doit être limitée, si possible strictement, à une valeur dé¬ terminée et constante, car c'est cette tension qui, par le jeu des moyens de positionnement d'électrode, détermine la valeur du GAP, de même qu'elle détermi¬ ne la valeur de "l'interstice de découpe" (c'est- à-dire la différence entre les dimensions de l'élec¬ trode-outil, et celles du creux usiné dans la pièce). 3) L'énergie des impulsions de préallumage doit être seulement une fraction minime de l'énergie des im¬ pulsions érosives et ne doit servir qu'à la ionisa¬ tion du canal; il devrait y avoir le moins possible d'influence mutuelle entre les paramètres des i pul- sions de préallumage et ceux des impulsions érosives.O PI of pulses. 2) The voltage of the pre-ignition pulses must be limited, if possible strictly, to a defined and constant value, because it is this voltage which, through the play of electrode positioning means, determines the value of the GAP, just as it determines the value of the "cutting gap" (that is to say the difference between the dimensions of the tool electrode and those of the hollow machined in the part). 3) The energy of the pre-ignition pulses must be only a small fraction of the energy of the erosive pulses and must only be used for ionizing the channel; there should be as little mutual influence as possible between the parameters of the pre-ignition pulses and those of the erosive pulses.
4) Pour assurer une ionisation régulière du canal dans les différentes conditions de régime et de .puissance d'usinage, il est bon que l'énergie des impulsions de préallumage soit adaptée à ces conditions, avec au moins une possibilité de réglage manuel, et si possible une possibilité de réglage automatique.4) To ensure regular ionization of the channel under the different operating conditions and machining power, it is good for the energy of the pre-ignition pulses to be adapted to these conditions, with at least one possibility of manual adjustment, and if possible a possibility of automatic adjustment.
5) L'instant d'application des impulsions de préalluma¬ ge doit être adéquatement déterminé en fonction du potentiel électrique disponible pour les impulsions érosives.5) The instant of application of the pre-ignition pulses must be adequately determined as a function of the electrical potential available for the erosive pulses.
6) La durée de l'impulsion de préallumage, c'est-à-dire de l'effet ionisateur, doit être aussi courte que possible; l'impulsion de préallumage doit tomber dès que le canal est ionisé et que le courant d'im- pulsion érosive commence à passer.6) The duration of the pre-ignition pulse, that is to say of the ionizing effect, must be as short as possible; the pre-ignition pulse should drop as soon as the channel is ionized and the erosive pulse current begins to flow.
L'expérience montre que les meilleurs résultats technologiques, c'est-à-dire le plus grand enlèvement du matériau usiné et la plus faible usure de l'électrode-outil sont obtenus lorsque les condi- 22 tions susmentionnées sont satisfaites. Il est clair que certaines conditions peuvent être plus impératives que d'autres, le premier rang revenant à la régularité de la tension de préallumage, suivie de très près par les conditions relatives à l'énergie de préallumage.Experience shows that the best technological results, i.e. the greatest removal of the machined material and the lowest wear of the tool electrode are obtained when the conditions 22 of the above are met. It is clear that certain conditions may be more imperative than others, the first rank returning to the regularity of the pre-ignition voltage, followed very closely by the conditions relating to the pre-ignition energy.
L'objet de l'invention, dont on va main¬ tenant décrire des exemples en liaison avec les fig. 2 et suivantes, réalise une maîtrise fort complète des paramètres des impulsions de préallumage, en rendant adéquat leur effet ionisateur, quelles que soient les conditions de régime et de puissance d'usinage, et sans dépendance excessive non plus des autres conditions technologiques. Un autre but de l'invention est d'assu¬ rer cette maîtrise d'une façon automatique. Dans le circuit conforme à l'invention qui est schématiquement représenté à la fig. 2, les moyens de délivrance de décharges érosives 1 peuvent être semblables à l'ensemble du condensateur C et des u composants périphériques représentés à la fig. 1. Toute- fois, le circuit d'alimentation en décharges érosives 1 de la fig. 2, peut également être constitué d'une autre manière, par exemple à l'aide de moyens de commu¬ tations électroniques. Les parties supérieures des fig. 6 et 7 illustrent du reste deux façons différentes selon lesquelles le circuit d'alimentation 1 en décharges érosives peut être constitué et peut fonctionner.The object of the invention, examples of which will now be described in conjunction with FIGS. 2 and following, achieves a very complete mastery of the parameters of the pre-ignition pulses, making their ionizing effect adequate, whatever the operating speed and power conditions, and without excessive dependence either on other technological conditions. Another object of the invention is to provide this control automatically. In the circuit according to the invention which is schematically represented in FIG. 2, the means for delivering erosive discharges 1 may be similar to all of the capacitor C and of the peripheral components shown in FIG. 1. However, the erosive discharge supply circuit 1 of FIG. 2, can also be constituted in another way, for example using electronic communications means. The upper parts of figs. 6 and 7 illustrate, moreover, two different ways in which the supply circuit 1 for erosive discharges can be formed and can operate.
A la fig. 2, le dispositif matériel 2 d'usi¬ nage par électro-érosion comprend une cuve remplie de liquide diélectrique et dans laquelle une électrode- outil El est située jusqu'au -dessus d'une pièce à usi¬ ner Pi. Le circuit 1 de délivrance des impulsions élec¬ tro-érosives est connecté aux bornes des deux électrodes que constituent 1'électdrode-outil d'une part et la pièce à usiner d'autre part, uniquement par l'intermé- 23 diaire d'une diode 7 nécessaire pour que puissent être appliquées les impulsions de préallumage. Une diode 10 empêche toute inversion de polarité de tension aux bornes du GAP, c'est-à-dire sur les électrodes Ei et Pi.In fig. 2, the material device 2 for machining by electro-erosion comprises a tank filled with dielectric liquid and in which an electrode-tool El is located up to the top of a workpiece Pi. The circuit 1 for delivering electro-erosive pulses is connected to the terminals of the two electrodes that constitute the electrode-tool on the one hand and the workpiece on the other hand, only by means of 23 diary of a diode 7 necessary for the pre-ignition pulses to be applied. A diode 10 prevents any reversal of voltage polarity across the terminals of the GAP, that is to say on the electrodes Ei and Pi.
Pour le reste, le schéma de la fig. 2 il¬ lustre en détail seulement le circuit de preallumage. On voit qu'il comprend un transformateur 6, élévateur de tension, dans lequel sont engendrées les impulsions de préallumage. Une résistance ajustable 5, un conden¬ sateur 4 et une diode Zener 3 sont connectés en série avec l'enroulement primaire du transformateur 6, toute cette branche-série étant connectée sur les bornes de sortie du circuit d'alimentation 1. Par ailleurs, l'en- roulement secondaire du transformateur 6 est connecté, par l'intermédiaire d'une résistance de limitation 8 et d'une diode de non-retour 9 , aux bornes de la diode 1 , précédemment mentionnée.For the rest, the diagram in fig. 2 il¬ only shows the pre-ignition circuit in detail. It can be seen that it comprises a transformer 6, voltage booster, in which the pre-ignition pulses are generated. An adjustable resistor 5, a capacitor 4 and a Zener diode 3 are connected in series with the primary winding of the transformer 6, all of this series branch being connected to the output terminals of the supply circuit 1. Furthermore, the secondary winding of the transformer 6 is connected, via a limiting resistor 8 and a non-return diode 9, to the terminals of the diode 1, previously mentioned.
On comprend bien que, avant le début de l'impulsion érosive, la tension d'alimentation délivrée par le circuit 1, qui avait été rendue nulle à la fin de l'impulsion érosive précédente, commence à augmenter et en vient à dépasser la tension caractéristique de la diode Zener 3. Le condensateur 4 commence alors à se charger à travers la résistance 5, la diode ZenerIt is well understood that, before the start of the erosive pulse, the supply voltage delivered by the circuit 1, which had been made zero at the end of the previous erosive pulse, begins to increase and comes to exceed the voltage characteristic of the Zener diode 3. The capacitor 4 then begins to charge through the resistor 5, the Zener diode
3 et l'enroulement primaire du transformateur-élévateur 6. Ce courant, d'abord limité par la self-inductance du transformateur, augmente rapidement ensuite, tant que la tension d'alimentation est en situation d'augmenta- tion. La tension induite par l'augmentation du courant dans l'enroulement primaire du transformateur se présente également dans l'enroulement secondaire de celui-ci, sous forme d'une impulsion d'une tension notablement plus élevée, capable seulement de se traduire en un 24 courant relativement faible, laquelle tension est appli¬ quée aux bornes de la diode 7, polarisée alors dans le sens bloquant. Ainsi, la tension aux bornes du GAP d est égale à la somme de la tension d'alimentation en impulsions érosives (bornes de sortie du circuit 1), et de l'impulsion de préallumage (enroulement secondai¬ re du transformateur 6).3 and the primary winding of the step-up transformer 6. This current, first limited by the transformer self-inductance, then increases rapidly, as long as the supply voltage is in an increasing situation. The voltage induced by the increase in current in the primary winding of the transformer is also present in the secondary winding of the latter, in the form of a pulse of a significantly higher voltage, capable only of translating into a 24 relatively low current, which voltage is applied to the terminals of the diode 7, then polarized in the blocking direction. Thus, the voltage across the terminals of the GAP d is equal to the sum of the supply voltage in erosive pulses (output terminals of circuit 1), and of the pre-ignition pulse (secondary winding of the transformer 6).
On note que le condensateur 4 sert à éviter que le courant dans l'enroulement primaire du transfor- mateur soit déterminé exclusivement par la caractéris¬ tique de la diode Zener, la résistance ohmique et la self-inductance du transformateur. L'expérience a montré que, sans condensateur, l'impulsion de préallumage se perd, probablement du fait qu'elle se présente avec un flanc trop raide ou grevée d'une impédance-série trop élevée. Au contraire, avec le condensateur 4 en série, on obtient, comme les essais l'ont montré, une impulsion de préallumage adéquate et efficace. Il est probable que des processus de charges et de décharges à polarité inverse interviennent dans le condensateur 4. Sans entrer dans une étude poussée à ce sujet, on remarque en tous les cas que la présence du condensateur 4 a un effet bénéfique sur les impulsions de préallumage. En bref, on note que la présence du conden- sateur 4 présente les avantages suivants:Note that the capacitor 4 serves to prevent the current in the primary winding of the transformer from being determined exclusively by the characteristics of the Zener diode, the ohmic resistance and the self-inductance of the transformer. Experience has shown that, without a capacitor, the pre-ignition pulse is lost, probably due to the fact that it comes with a flank that is too stiff or burdened with too high series impedance. On the contrary, with the capacitor 4 in series, one obtains, as tests have shown, an adequate and effective pre-ignition pulse. It is likely that reverse polarity charging and discharging processes take place in capacitor 4. Without going into an in-depth study on this subject, we note in any case that the presence of capacitor 4 has a beneficial effect on the pulses of pre-ignition. In short, it is noted that the presence of the capacitor 4 has the following advantages:
1) Elimination de la circulation d'un courant continu dans l'enroulement primaire du transformateur1) Elimination of direct current circulation in the primary winding of the transformer
2) Meilleure détermination du temps de l'augmentation du courant dans l'enroulement primaire du transfor- mateur, permettant d'assurer la génération de la quantité d'énergie nécessaire au préallumage et per¬ mettant de maîtriser l'instant d'applicatdion du préallumage.2) Better determination of the time of the increase of the current in the primary winding of the transformer, making it possible to ensure the generation of the quantity of energy necessary for the pre-ignition and allowing to control the instant of application of the pre-ignition.
3) Maintien de la tension de préallumage au moins pen- dant la durée nécessaire à une ionisation correcte d'un canal dans le GAP. 4) Restitution au circuit d'usinage de la quantité d'é¬ nergie prélevée en excédent. 5) Possibilité, par choix adéquat de la capacité du condensateur 4 et de la valeur de la résistance 5t d'assurer la production de l'impulsion de préalluma¬ ge durant un bref instant, juste suffisant pour al¬ lumer effectivement le canal mais ne risquant pas de provoquer une prolongation excessive de l'effet ionisateur.3) Maintaining the pre-ignition voltage at least for for the time necessary for correct ionization of a channel in the GAP. 4) Return to the machining circuit of the amount of energy drawn in excess. 5) Possibility, by adequate choice of the capacitor 4 and the value of the resistor 5 t, to ensure the production of the pre-ignition pulse for a short time, just sufficient to effectively ignite the channel but not likely to cause an excessive prolongation of the ionizing effect.
L'effet du branchement-série du condensa¬ teur 4 est ainsi avantageux par le fait qu'il assure une impulsion de préallumage de puissance adéquate. Toutefois, il est encore autre chose qui contribue à une application rationnelle du principe de préallumage. En effet, malgré le fait qu'on obtient de la façon pré¬ citée une génération régulière des impulsions de préal¬ lumage, les variations des conditions dans la zone d'usi- nage elle-même (c'est-à-dire dans le GAP), du fait des fluctuations des caractéristiques du milieu diélectrique - telle qu'une accumulation de résidu d'usinage sous formes de particules conductrices, une formation de gaz, un dépôt de carbone, etc...- peuvent provoquer tfê variations de la résistance de ce milieu, d'où des fluctuations difficilement maîtrisables de la tension des impulsions de préallumage.The effect of the series connection of the condenser 4 is thus advantageous in that it provides a pre-ignition pulse of adequate power. However, there is something else which contributes to the rational application of the pre-ignition principle. In fact, despite the fact that a regular generation of the pre-lighting pulses is obtained in the above-mentioned manner, the variations in the conditions in the machining zone itself (that is to say in GAP), due to fluctuations in the characteristics of the dielectric medium - such as an accumulation of machining residue in the form of conductive particles, gas formation, carbon deposition, etc. - can cause variations in the resistance of this medium, which makes it difficult to control fluctuations in the voltage of the pre-ignition pulses.
C'est la raison pour laquelle on a prévu dans le circuit selon l'invention une branche d'ecretage de la tension de préallumage, composée en l'occurrence d'une diode Zener 11 (éventuellement plusieurs diodes Zener en série) et d'une résistance 12 en série avec cette diode Zener, l'ensemble de ces éléments étant branché directement aux bornes du GAP.This is the reason why there is provided in the circuit according to the invention a branch for clipping the pre-ignition voltage, composed in this case of a Zener diode 11 (possibly several Zener diodes in series) and a resistor 12 in series with this Zener diode, all of these elements being connected directly to the terminals of the GAP.
OMPI 26WIPO 26
On obtient ainsi une stabilisation de la tension de l'impulsion de préallumage.This stabilizes the voltage of the pre-ignition pulse.
Dans les commentaires énoncés préalable¬ ment à la présente description, on a déjà indiqué que 5 le branchement en parallèle de deux éléments ayant une caractéristique de type électro-disruptif n'était pas paradoxal, contrairement aux apparences. Cela est dû d'une part au fait que le GAP ne présente pas une carac¬ téristique électro-disruptive classique et cela estIn the comments set out prior to this description, it has already been indicated that 5 the parallel connection of two elements having a characteristic of electro-disruptive type was not paradoxical, contrary to appearances. This is due on the one hand to the fact that the GAP does not have a conventional electro-disruptive characteristic and this is
10 dû également au fait qu'il existe la plupart du temps, d'une façon non représentée au dessin, un dispositif d'asservissement de la position d'électrode, ou de dé¬ placement automatique d'électrode, qui, lorsque se pré¬ sente une tension donnée pour préallumer un canal,10 also due to the fact that there is most of the time, in a manner not shown in the drawing, a device for controlling the position of the electrode, or for automatic electrode displacement, which, when pre ¬ feels a given voltage to pre-light a channel,
15 établit substantiellement automatiquement la distance de GAP à lavaleur voulue. Dans ce cas, la caractéristi¬ que de l'ensemble-série 11, 12 pourrait être non seule¬ ment êcréteuse, mais stabilisatrice de tension, c'est- à-dire que la chute de tension maximale envisagée aux15 substantially automatically establishes the distance from GAP to the desired value. In this case, the characteristic of the series assembly 11, 12 could be not only a throttle, but a voltage stabilizer, that is to say that the maximum voltage drop envisaged at
20 bornes de la résistance 12 sera petite par rapport à la tension caractéristique de la diode Zener 11. La présence de la résistance 12 s'explique en fait par l'utilisation que l'on en fera dans des perfectionnements qui vont être expliqués plus loin en liaison avec les20 terminals of the resistor 12 will be small compared to the characteristic voltage of the Zener diode 11. The presence of the resistor 12 is in fact explained by the use that will be made of it in improvements which will be explained later in conjunction with
25 fig. 3 et 4. On note que, en l'absence - toujours pos¬ sible - d'un dispositif de positionnement automatique d'électrode, la résistance 12 serait avantageusement rendue plus grande, de façon à établir une chute de tension ohmique propre à partager le courant entre le25 fig. 3 and 4. It is noted that, in the absence - always pos¬ sible - of an automatic electrode positioning device, the resistor 12 would advantageously be made larger, so as to establish an ohmic voltage drop suitable for sharing the current between the
30 GAP et la diode Zener 11 même dans le cas où la distance de GAP d ne serait pas tout à fait adéquate.3 0 GAP and the Zener diode 11 even in case the distance of GAP d is not entirely adequate.
Avec la branche d'ecretage 11, 12, le cir¬ cuit de la fig. 2 assure une stabilisation de la tension des impulsions de préallumage. On a vu toutefois que,With the clamping branch 11, 12, the cooked circuit of FIG. 2 provides stabilization of the voltage of the pre-ignition pulses. However, we have seen that,
. 1 ~. ~ (' ' _~'"fpI " "''IFO pour obtenir une très bonne impulsion de préallumage, il était bonde maîtriser également le paramètre de l'énergie de l'impulsion de préallumage. Les autres formes d'exécution que l'on va décrire maintenant res- pectivement en liaison avec la fig. 3 et avec la fig. 4, fournissent de plus les moyens de maîtriser le para¬ mètre de l'énergie des impulsions de préallumage.. 1 ~ . ~ ('' _ ~ '" fpI ""'' IFO to obtain a very good pre-ignition pulse, it was also important to control the energy parameter of the pre-ignition pulse. The other embodiments which will now be described respectively in conjunction with FIG. 3 and with fig. 4, moreover provide the means of controlling the energy parameter of the pre-ignition pulses.
On voit que la forme d'exécution selon la fig. 3 comprend tous les éléments qui se trouvaient à la fig. 2 , avec en plus un transistor 14 de limita¬ tion du courant de préallumage, une source de tension auxiliaire 15, une résistance variable 16, une diode de non-retour 18 et un appareil de signalisation 17. Le tronçon émetteur-collecteur du transistor 14 est branché en série avec la résistance 8 et la diode 9 déjà considérées en liaison avec la fig. 2. Ce tronçon émetteur-collecteur est commandé par le courant dans le tronçon émetteur-base de ce transistor 14. Ce courant, provenant de la source de tension auxiliaire 15, est ajustable au moyen de la résistance variable 16. Plus exactement, cette résistance variable 16 permet d'éta¬ blir la valeur maximale de courant qui peut traverser le tronçon émetteur-collecteur du transistor 14, durant l'impulsion de préallumage. Le circuit signalisateur 17 est également alimenté par la source de tension au¬ xiliaire 15 et il comprend une entrée connectée sur le point de connexion entre la diode 11 et la résistance 12, dans la branche d'ecretage déjà considérée en liai¬ son avec la fig. 2. Le circuit signalisateur 17 peut être conçu de plusieurs manières différentes. Il peut s'agir par exemple d'un voltmètre électronique mémorisant les va¬ leurs de pointe de chute de tension dans la résistance 12, lesquelles sont représentatives des valeurs de poin- te du courant d'ecretage. Le circuit signalisateur 17 pourrait également être un oscilloscope faisant appa¬ raître l'évolution du courant d'ecretage, il pourrait encore être un circuit électronique détectant unique- ment le fait que la chute de tension sur la résistance 12 (augmentée de la chute de tension quasiment constante sur la diode 18 dans le sens passant) présente des poin¬ tes qui dépassent ou ne dépassent pas une valeur de seuil donnée. Selon le cas, un indicateur 17a fournira une indication permettant à un opérateur de connaître l'information voulue quant à la chute de tension dans la résistance 12. Cet indicateur 17a pourrait être par exemple une lampe ou un dispositif optique, indiquant qu'un seuil est dépassé ou non par les pointes du cou- rant d'ecretage, il pourrait également- s'agir d'un indi¬ cateur numérique, fournissant la valeur même de ce cou¬ rant, ou encore un indicateur analogique à aiguille, etc.It can be seen that the embodiment according to FIG. 3 includes all the elements which were in FIG. 2, with in addition a transistor 14 for limiting the pre-ignition current, an auxiliary voltage source 15, a variable resistor 16, a non-return diode 18 and a signaling device 17. The emitter-collector section of the transistor 14 is connected in series with the resistor 8 and the diode 9 already considered in connection with FIG. 2. This emitter-collector section is controlled by the current in the emitter-base section of this transistor 14. This current, coming from the auxiliary voltage source 15, is adjustable by means of the variable resistor 16. More precisely, this resistor variable 16 makes it possible to establish the maximum value of current which can pass through the emitter-collector section of transistor 14, during the pre-ignition pulse. The signaling circuit 17 is also supplied by the auxiliary voltage source 15 and it includes an input connected to the connection point between the diode 11 and the resistor 12, in the clamping branch already considered in connection with its fig. 2. The signaling circuit 17 can be designed in several different ways. It may for example be an electronic voltmeter memorizing the peak voltage drop values in the resistor 12, which are representative of the values of the poin- te of clipping current. The signaling circuit 17 could also be an oscilloscope showing the evolution of the clipping current, it could also be an electronic circuit detecting only the fact that the voltage drop on the resistor 12 (increased by the drop in almost constant voltage on the diode 18 in the passing direction) has poin¬ your which exceed or do not exceed a given threshold value. Depending on the case, an indicator 17a will provide an indication allowing an operator to know the desired information as for the voltage drop in the resistor 12. This indicator 17a could be for example a lamp or an optical device, indicating that a threshold is exceeded or not by the tips of the clipping current, it could also be a digital indicator, providing the very value of this current, or an analog needle indicator, etc.
Avec cette forme d'exécution selon la fig. 3, un opérateur perçoit l'indication fournie par l'organe 17a du circuit signalisateur 17 et il peut régler la résistance variable 16 de façon à diminuer (ou augmenter) la valeur maximale du courant pouvant traverser le tronçon émetteur-collecteur du transistor 14. c'est-à-dire la valeur maximale que peut avoir le courant disponible pour le préallumage.With this embodiment according to FIG. 3, an operator perceives the indication provided by the member 17a of the signaling circuit 17 and he can adjust the variable resistance 16 so as to decrease (or increase) the maximum value of the current which can pass through the emitter-collector section of the transistor 14. i.e. the maximum value that the current available for pre-ignition can have.
Le courant que le transistor 14 laisse passer n'est toutefois pas, en tous les cas dans le cas général, le courant total qui passe dans le GAP, étant donné qu'une partie de ce courant passe dans la branche d'ecretage, 11, 12. La répartition du courant de préallumage entre la branche d'ecretage et le GAP est conditionnée par la distance d du GAP, qui doit être adéquatement établie. Dans la plupart des cas,The current which the transistor 14 allows to pass, however, is not, in all cases in the general case, the total current which passes through the GAP, since a part of this current passes through the clipping branch, 11 , 12. The distribution of the pre-ignition current between the clipping branch and the GAP is conditioned by the distance d of the GAP, which must be adequately established. In most of the cases,
OMPI cette distance de GAP est établie par un dispositif d'asservissement de la position de l'électrode qui don¬ ne automatiquement la valeur voulue à cette distance d. On verra plus loin comment un tel dispositif peut, par exemple, être automatiquement commandé. En principe, les conditions sont telles que le courant dans la bran¬ che d'ecretage 11, 12 est approximativement du même ordre de grandeur que le courant de préallumage dans le GAP. La forme d'exécution selon la fig. 3 pré¬ sente l'avantage d'avoir une "valeur limite du courant de préallumage"qui est établie normalement de façon fixe, selon l'ajustage de la résistance variable 16. Cette valeur limite du courant disponible pour le pré- allumage est donc en quelque sorte mémorisée par la valeur donnée à la résistance ajustable 16, compte tenu de la tension de la source d'alimentation auxiliaire 15.WIPO this distance of GAP is established by a device for controlling the position of the electrode which does not automatically give the desired value at this distance d. We will see later how such a device can, for example, be automatically controlled. In principle, the conditions are such that the current in the clamping branch 11, 12 is approximately of the same order of magnitude as the pre-ignition current in the GAP. The embodiment according to fig. 3 has the advantage of having a "limit value of the pre-ignition current" which is normally established in a fixed manner, according to the adjustment of the variable resistor 16. This limit value of the current available for pre-ignition is therefore sort of memorized by the value given to the adjustable resistor 16, taking into account the voltage of the auxiliary power source 15.
Le réglage ou l'ajustage de l'énergie de preallumage disponible (valeur maximum du courant dans le tronçon émetteur-collecteur du transistor 14) est réglé manuellement, d'une façon restant ainsi mémorisée, dans la forme d'exécution selon la fig. 3. Par contre, dans la forme d'exécution selon la fig. 4, ce réglage intervient automatiquement, une limitation du courant dans le tronçon émetteur-collecteur du transistor 14 n'intervenant que lorsque le courant dans la résistance 12, c'est-à-dire le courant d'ecretage, dépasse une certaine valeur limite. Pour cela, dans la forme d'exécu¬ tion selon la fig. 4, on a à nouveau le transistor 14 dont le tronçon émetteur-collecteur est apte à limi¬ ter la valeur du courant disponible pour le préallumage (c'est-à-dire la somme du courant d'ecretage et du cou¬ rant de préallumage). Par contre, dans cette forme d'exé¬ cution selon la fig. 4, le transistor 14 est commandé à l'aide d'un circuit comprenant un transistor 22, de commande d'asservissement de courant de préallumage, une source de tension auxiliaire 15, une résistance fixe 23 et une résistance ajustable 24. Une connexion de la résistance 23 est reliée au pôle négatif de la source de tension auxiliaire 15, et est reliée en même temps au point de connexion entre la diode Zener 11 et la résistance 12, dans la branche d'ecretage. La résistance 23 est avant tout une résistance de neutra- lisation du courant de fuite des transistors 14 et 22. Lorsqu'aucun courant ne traverse la résistance 12, le pôle négatif de la source d'alimentation auxiliaire 15 est au même potentiel que l'électrode-outil El, c'est-à-dire que la quasi totalité de la tension de la source auxiliaire 15 est appliquée à la résistance variable 24 Le transistor 22 est monté, comme on le voit en "emitter-follower" et le courant qui est délivré par l'émetteur du transistor 22 est approximativement égal (du moment que l'on peut considérer dans la résis- tance 23 comme pratiquement négligeable) au quotient de la tension de la source auxiliaire 15 par la valeur de la résistance variable 24, multiplié par le coeffi¬ cient d'amplification du transistor 22. C'est ce courant, issu de l'émetteur du transistor 22, qui commande le transistor 14 par son tronçon émetteur-base. Lorsqu'une chute de tension se produit sur la résistance 12, le pôle négatif de la source de tension auxiliaire 15 passe à un potentiel inférieur par rapport à celui de l'élec¬ trode-outil Et, et la tension qui reste appliquée sur la résistance variable 24 diminue d'autant, provoquant automatiquement une diminution du courant qui commande le transistor 14. Si la chute de tension dans la résis¬ tance 12 devient grande, le transistor 22 pourrait même être bloqué complètement, bloquant également le transis- tor 14, mais justement à ce moment-là le courant dans la résistance 12 diminuerait forcément, ce qui fait que l'état de blocage n'arrive pas à se produire et que l'on tend vers une situation "stabilisée par effet c de réaction". La valeur du courant dans la résistance 12 pour laquelle cette situation stabilisée intervient peut, comme on le comprend aisément en appliquant les règles des circuits électroniques, être réglée à l'aide de la résistance variable 24. 0 En fonctionnement la valeur maximale du courant autorisé à traverser le tronçon émetteur-collec¬ teur du transistor 14 n'est pas établie de façon fixe, comme dans le cas de la forme d'exécution selon la fig. 3, mais elle est, a priori, très élevée. Ce n'est qu'au 2_5 moment où un important courant d'ecretage intervient que cette valeur limite de courant dans le transistor 14 est réduite, par l'effet du transistor 22 et des éléments qui lui sont associés.The adjustment or adjustment of the available pre-ignition energy (maximum value of the current in the emitter-collector section of the transistor 14) is manually adjusted, in a manner thus remaining memorized, in the embodiment according to FIG. 3. On the other hand, in the embodiment according to FIG. 4, this adjustment occurs automatically, a limitation of the current in the emitter-collector section of the transistor 14 intervening only when the current in the resistor 12, that is to say the clipping current, exceeds a certain limit value . For this, in the form of execution according to FIG. 4, there is again the transistor 14, the emitter-collector section of which is capable of limiting the value of the current available for pre-ignition (that is to say the sum of the clipping current and the current of pre-ignition). On the other hand, in this form of execution according to FIG. 4, transistor 14 is controlled using a circuit comprising a transistor 22, pre-ignition current control command, an auxiliary voltage source 15, a fixed resistor 23 and an adjustable resistor 24. A connection of the resistor 23 is connected to the pole negative of the auxiliary voltage source 15, and is connected at the same time to the connection point between the Zener diode 11 and the resistor 12, in the clipping branch. The resistor 23 is above all a resistor for neutralizing the leakage current of the transistors 14 and 22. When no current crosses the resistor 12, the negative pole of the auxiliary power source 15 is at the same potential as the electrode-tool El, that is to say that almost all of the voltage of the auxiliary source 15 is applied to the variable resistor 24 The transistor 22 is mounted, as seen in "emitter-follower" and the current which is delivered by the emitter of transistor 22 is approximately equal (as long as one can consider in resistance 23 as practically negligible) to the quotient of the voltage of the auxiliary source 15 by the value of the variable resistance 24 , multiplied by the amplification coeffi¬ cient of transistor 22. It is this current, coming from the emitter of transistor 22, which controls transistor 14 by its emitter-base section. When a voltage drop occurs on the resistor 12, the negative pole of the auxiliary voltage source 15 goes to a lower potential compared to that of the tool electrode And, and the voltage which remains applied to the variable resistance 24 decreases correspondingly, automatically causing a reduction in the current which controls the transistor 14. If the voltage drop in the resis¬ tance 12 becomes large, the transistor 22 could even be blocked completely, also blocking the transis- tor 14, but precisely at this time the current in the resistor 12 would necessarily decrease, so that the blocking state does not happen to occur and that one tends towards a situation "stabilized by effect c of reaction". The value of the current in the resistor 12 for which this stabilized situation occurs can, as is easily understood by applying the rules of the electronic circuits, be adjusted using the variable resistor 24. 0 In operation the maximum value of the authorized current to cross the emitter-collector section of the transistor 14 is not fixedly established, as in the case of the embodiment according to FIG. 3, but it is, a priori, very high. It is only at 2_5 when a large clipping current occurs that this current limit value in transistor 14 is reduced, by the effect of transistor 22 and the elements associated with it.
L'avantage du circuit selon la fig. 4 est 20 que, si le courant d'ecretage a tendance à augmenter, la limitation du courant à travers le transistor 14 devient automatiquement plus sévère, ce qui fait que le circuit s'adapte automatiquement aux différentes conditions pouvant se présenter (par exemple dans le 25 cas d'une ionisation "hésitante", au moment où l'élec¬ trode-outil est éloignée de la pièce à usiner) • Un effet avantageux du circuit de limitation automatique du courant disponible pour le préallumage, selon la fig. 4, consis¬ te en ce que, au moment où l'électrode-outil est, pour 30 une raison ou pour une autre, éloignée de la pièce, l'interruption des impulsions de préallumage est franche, il n'y a pas une période où se produisent des préalluma¬ ges "à la limite du possible", qui n'ouvre qu'un canal ionisé de mauvaise qualité.The advantage of the circuit according to fig. 4 0 2 is that if the current clipping tends to increase the current limit through the transistor 14 automatically becomes more severe, so that the system automatically adapts to different conditions likely to occur (eg in the case of "hesitant" ionization, at the moment when the tool electrode is distant from the workpiece) • An advantageous effect of the circuit for automatic limitation of the current available for pre-ignition, according to FIG. 4, you consis¬ in that, when the tool electrode is 3 to 0 for one reason or another, remote from the workpiece, the interruption of the preignition pulses is free, there is no a period where pre-ignition occurs "at the limit of the possible", which opens only an ionized channel of poor quality.
A la fig. 4, on a également prévu, mais d'une manière qui ne serait pas obligatoire, une premiè¬ re branche de semi-écrétage 19, 20, 21, qui agit en amont du transistor 14, mais en aval de la résistance 8 et de la diode 9. Il a été constaté que l'effet de la limitation automatique d'énergie commandée par le transistor 22 était plus efficace si la tension dispo¬ nible était déjà préalablement écrétée, et c'est le rôle de la branche d'ecretage préalable 19, 20. Il est toutefois bien clair que la chute de tension totale dans la diode Zener 19 et la résistance 20 doit forcé¬ ment être supérieure à la chute de tension totale dans la diode 11 et la résistance 12, sinon l'effet de la branche d'ecretage proprement dite, 11, 12, serait nul. De toute façon, la diode 21, prévue à toutes fins uti- les, n'est pas indispensable, même dans le cas où l'on prévoit la branche d'ecretage préalable (ou de semi- écrétage préalable) comprenant la diode Zener 19 et la résistance 20.In fig. 4, we also planned, but in a manner which would not be compulsory, a first semi-clipping branch 19, 20, 21, which acts upstream of the transistor 14, but downstream of the resistor 8 and the diode 9. It has been found that the effect of the automatic energy limitation controlled by the transistor 22 was more effective if the available voltage was already clipped, and this is the role of the prior clipping branch 19, 20. It is however very clear that the total voltage drop in the Zener diode 19 and the resistor 20 must forcé¬ be greater than the total voltage drop in the diode 11 and the resistor 12, otherwise the effect of the clamping branch itself , 11, 12, would be zero. Anyway, the diode 21, provided for all practical purposes, is not essential, even in the case where the prior clipping (or semi-clipping) branch comprising the Zener diode 19 is provided. and resistance 20.
Le circuit selon la fig. 4 assure une maî- trise complète et automatique des paramètres électriques de l'impulsion de préallumage, à savoir la tension de pointe de celle-ci et de l'énergie disponible pour le préallumage.The circuit according to fig. 4 ensures complete and automatic control of the electrical parameters of the pre-ignition pulse, namely the peak voltage of the latter and of the energy available for pre-ignition.
La fig. 5 représente une modification pos- sible, et au moins en certains cas avantageuse, selon laquelle peuvent être agencés les éléments qui commandent le passage du courant dans l'enroulement primaire du transformateur qui fournit les impulsions de préallumage. Dans la variante selon la fig. 5, on retrouve, en 3' , 4', 5' et 6*, les éléments homologues 3-6 des fig. 2, 3 et 4, mais selon une disposition différente.Fig. 5 shows a possible modification, and at least in some cases advantageous, according to which the elements which control the flow of current can be arranged in the primary winding of the transformer which supplies the pre-ignition pulses. In the variant according to FIG. 5, we find, in 3 ', 4', 5 'and 6 *, the homologous elements 3-6 of FIGS. 2, 3 and 4, but according to a different provision.
A la fig. 5, on a prévu un transistor 25 muni d'une résistance de neutralisation du courant de fuite 26, qui est commandé par sa base par le branche- ment-série d'une diode Zener 3', correspondant à la diode 3 des fig. 2 à 4, et d'un condensateur 4', cor¬ respondant au condensateur 4 des fig. 3 à 4. Par ail¬ leurs, en série sur le tronçon émetteur-collecteur de ce transistor 25, se trouve disposé l'enroulement primaire du transformateur, dénommé ici 6', lui-même en série avec une résistance d'ajustage 5', correspon¬ dant à la résistance 5 des fig. 3 et 4. Une résistance 27 est branchée aux bornes du montage-série comprenant l'enroulement primaire du transformateur 6' et la résis¬ tance ajustable 5', de façon à former une voie permet¬ tant, si nécessaire, le passage d'un courant de déma¬ gnétisation du transformateur 6'. La variante de schéma selon la fig. 5 présente, similairement aux schémas selon les fig. 2 à 4, la propriété selon laquelle, du fait de la présence d'un élément évitant une liaison galvanique directe (en l'occurrence le condensateur 4' correspondant au condensateur 4 des fig. 2 et 4), aucun courant ne circule d'une façon permanente ou serai- permanente dans les moyens de préallumage, ceux-ci n'étant le siège d'aucun courant qui serait étranger à la fonction de génération des impulsions de préallu¬ mage. Par contre, la variante de schéma selon la fig. 5 permet l'application aux bornes de l'enroulement pri- maire du transformateur d'une tension pratiquement éga¬ le à la tension délivrée par le circuit 1 qui l'alimen¬ te, cette tension appliquée à l'enroulement primaire n'étant pas, comme dans le cas des fig. 2 à 4,diminuée au moins de la tension Zener de la diode Zener 3 ou 3'. Ceci permet l'utilisation d'un transformateur a rapport de transformation moins élevé. A la limite, compte tenu du fait que l'impulsion de préallumage est ajoutée à la tension fournie par le circuit 1 d'alimen¬ tation en tension érosive, le transformateur 6' pourraitIn fig. 5, a transistor 25 is provided, provided with a resistor for neutralizing the leakage current 26, which is controlled by its base by the branch- ment-series of a Zener diode 3 ', corresponding to diode 3 of fig. 2 to 4, and a capacitor 4 ', corresponding to the capacitor 4 of FIGS. 3 to 4. By the way, in series on the emitter-collector section of this transistor 25, there is disposed the primary winding of the transformer, here called 6 ', itself in series with a 5' adjustment resistor. , corresponding to the resistance 5 of FIGS. 3 and 4. A resistor 27 is connected to the terminals of the series assembly comprising the primary winding of the transformer 6 'and the adjustable resis¬ tance 5', so as to form a path allowing, if necessary, the passage of a demagnetization current of the transformer 6 '. The variant diagram according to FIG. 5 presents, similarly to the diagrams according to FIGS. 2 to 4, the property according to which, due to the presence of an element avoiding a direct galvanic connection (in this case the capacitor 4 'corresponding to the capacitor 4 of FIGS. 2 and 4), no current flows from a permanent or permanent way in the pre-ignition means, these being the seat of no current which would be foreign to the function of generation of pre-ignition pulses. On the other hand, the variant diagram according to FIG. 5 allows the application to the terminals of the primary winding of the transformer of a voltage practically equal to the voltage delivered by the circuit 1 which supplies it, this voltage applied to the primary winding being not, as in the case of figs. 2 to 4, reduced at least by the Zener voltage of the 3 or 3 'Zener diode. This allows the use of a transformer with a lower transformation ratio. Ultimately, taking into account that the pre-ignition pulse is added to the voltage supplied by the circuit 1 of erosive voltage supply 1, the transformer 6 'could
OMP n'être même pas élévateur de tension, puisque, en prin¬ cipe, il suffit que la tension de préallumage soit au moins notablement supérieure à la tension des impulsions électro-érosives. En pratique, comme la tension de pré- allumage est de préférence supérieure au double de la tension des impulsions érosives, le transistor 6' sera malgré tout au moins légèrement élévateur de tension, mais ce n'est pas une nécessité absolue.OMP not even be a voltage booster, since, in principle, it suffices that the pre-ignition voltage is at least notably greater than the voltage of the electro-erosive pulses. In practice, since the pre-ignition voltage is preferably greater than twice the voltage of the erosive pulses, the transistor 6 ′ will nevertheless be at least slightly voltage-boosting, but this is not an absolute necessity.
A la fig. 5, on a encore représenté, en traits pointillés, une possibilité de complément qui peut être intéressante. Il s'agit de la partie de circuit qui comprend une résistance 28 en série avec la résis¬ tance 27, un transistor 29 dont le tronçon émetteur- base est connecté en série sur la résistance 28 et d'une résistance 30 constituant une résistance de charge bran¬ chée sur le collecteur du transistor 29. Un condensateur de couplage 31 relie de plus le collecteur du transistor de réaction 29 avec l'électrode de base du transistor de commande d'allumage 25. Du fait de ce montage, lors- que le transistor 25 est devenu conducteur, le transis¬ tor 29 l'est également et, par l'intermédiaire du con¬ densateur 31, cet état de conduction est maintenu au moins durant la durée de charge de ce condensateur 21, même si le courant à travers la diode Zener 3 ' et le condensateur 4' n'était même plus suffisant pour comman¬ der à lui seul la conduction du transistor de commande de préallumage 25.In fig. 5, there is also shown, in dotted lines, a possibility of complement which may be interesting. This is the circuit part which includes a resistor 28 in series with the resis¬ tance 27, a transistor 29 whose emitter-base section is connected in series on the resistor 28 and a resistor 30 constituting a resistor of load connected to the collector of transistor 29. A coupling capacitor 31 also connects the collector of the reaction transistor 29 with the base electrode of the ignition control transistor 25. Because of this arrangement, when the transistor 25 has become conductive, the transis¬ tor 29 is also conductive and, via the condenser 31, this conduction state is maintained at least during the charging time of this capacitor 21, even if the current through the Zener diode 3 'and the capacitor 4' was no longer sufficient to control the conduction of the pre-ignition control transistor 25 on its own.
On remarque que le circuit de la fig. 5, aussi bien avec l'adjonction dessinée en pointillés que sans celle-ci, est un circuit du type qui ne con¬ somme aucun courant au repos.Note that the circuit of fig. 5, both with the addition drawn in dotted lines and without it, is a circuit of the type which does not add any current at rest.
A la fig. 5, on a encore représenté, en 32, la possibilité, susceptible d'être fort intéressan¬ te, de prévoir une connexion d'entrée supplémentaireIn fig. 5, there is also shown, at 32, the possibility, likely to be very interesting, of providing an additional input connection
OMPI provoquant, sur demande, l'émission d'une impulsion de préallumage supplémentaire. A la fig. 5, on a repré¬ senté la possibilité d'amener la commande d'impulsion de préallumage supplémentaire 32 sur l'électrode de base du transistor de couplage de réaction 29, mais il est clair que l'on pourrait amener cette impulsion de commande supplémentaire en un quelconque autre point du circuit.WIPO causing, on request, the emission of an additional pre-ignition pulse. In fig. 5, the possibility has been shown of bringing the additional pre-ignition pulse control 32 to the base electrode of the reaction coupling transistor 29, but it is clear that this additional control pulse could be brought at any other point on the circuit.
On remarque que, avec les composants de circuit dessinés en pointillés, le schéma de la fig.Note that, with the circuit components drawn in dotted lines, the diagram in fig.
5 donne aux moyens de commande de préallumage le fonc¬ tionnement caractéristique d'une bascule monostable, ce qui peut permettre par exemple de calibrer en temps l'impulsion de préallumage d'une façon indépendante de la commande fournie par l'intermédiaire de la diode Zener 3, 3' et du condensateur 4, 4', commande qui, elle, est d'une certaine façon dépendante de l'évolu¬ tion de la tension délivrée sur les bornes de sortie du circuit 1, qui fournira l'impulsion érosive. II y a lieu de considérer encore les fig.5 gives the pre-ignition control means the characteristic function of a monostable rocker, which can make it possible, for example, to calibrate the pre-ignition pulse in time independently of the control supplied by the diode Zener 3, 3 'and capacitor 4, 4', control which, in turn, is dependent on the evolution of the voltage delivered to the output terminals of circuit 1, which will provide the erosive pulse . It is also necessary to consider figs.
6 et 7. Ces deux figures se composent chacune d'un sché¬ ma de principe (partie supérieure) et d'un diagramme d'évolution des tensions et des courants (partie infé¬ rieure). La fig. 6 illustre le fait que, en tant que circuit de délivrance des décharges érosives, on peut utiliser un circuit du type "à relaxation", tel que, sans égard aux questions de préallumage, l'art antérieur en connaissait, notamment par l'exposé de brevet USA précédemment cité. Aux bornes a, b, a', b1 de la fig. 6, se trouve branché l'agencement de préallumage, tel que représenté aux fig. 2 à 4.6 and 7. These two figures each consist of a schematic diagram (upper part) and a diagram of the evolution of voltages and currents (lower part). Fig. 6 illustrates the fact that, as a circuit for delivering erosive discharges, a circuit of the "relaxation" type can be used, such as, without regard to pre-ignition questions, the prior art knew of it, in particular by the description of the previously cited USA patent. At the terminals a, b, a ', b 1 of fig. 6, the pre-ignition arrangement is connected, as shown in FIGS. 2 to 4.
La partie inférieure de la fig. 6 montre comment évoluent, d'une part, la tension et, d'autre part, le courant dans le GAP. La tension, établie auxThe lower part of fig. 6 shows how, on the one hand, the voltage and, on the other hand, the current in the GAP evolve. The tension, established at
OM?I bornes du condensateur principal de délivrance d'impul¬ sions (ou condensateur d'usinage) croît d'abord jusqu'à une valeur U_, à laquelle se déclenche le processus du préallumage. La tension passe alors par la valeur U qui constitue la tension de pointe de préallumage, puis, le canalétant allumé, cette tension redescend à une valeur relativement basse, de l'ordre de 30 à 40 V, où elle se maintient, avec une évolution substantielle¬ ment plate, jusqu'à la fin de l'impulsion. Par ailleurs, le courant commence de croître progressivement au mo¬ ment où le canal a été allumé par la pointe de tensionOM? I terminals of the main pulse delivery capacitor (or machining capacitor) first increases to a value U_, at which the pre-ignition process is triggered. The voltage then passes through the value U which constitutes the pre-ignition peak voltage, then, with the channel on, this voltage drops to a relatively low value, of the order of 30 to 40 V, where it is maintained, with an evolution substantially flat, until the end of the pulse. In addition, the current begins to gradually increase when the channel has been turned on by the voltage spike.
U , et il suit une évolution correspondant substantiel- pr lement à une alternance d'une sinusoïde, passant par un maximum pour revenir ensuite à zéro. Au moment où ce courant revient à zéro, le canal se déionise et il ne peut pas circuler de courant dans le sens inverse (cela serait de toute façon empêché par les diodes 7 et 10) .U, and it follows an evolution corresponding substantially to an alternation of a sinusoid, passing through a maximum and then returning to zero. When this current returns to zero, the channel deionizes and it cannot flow in the opposite direction (this would in any case be prevented by diodes 7 and 10).
A la partie supérieure de la fig. 6, on remarque encore qu'il y a, en série avec le condensa¬ teur principal d'usinage, une bobine d'induction régla¬ ble qui est chargée de supporter l'à-coup de tension qui se produit au moment où le canal vient d'être allu¬ mé. Cette impédance inductive contribue ainsi à "adoucir" les sauts de courant qui sinon seraient excessivement grands.In the upper part of fig. 6, we also note that there is, in series with the main machining condenser, an adjustable induction coil which is responsible for supporting the voltage jolt which occurs when the channel has just been turned on. This inductive impedance thus contributes to "softening" the current jumps which would otherwise be excessively large.
La fig. 7 illustre, d'une façon analogue à la fig. 6, la possibilité de faire délivrer les déchar¬ ges électro-érosives non pas par un circuit à conden- sateur, c'est-à-dire principalement du type à relaxa¬ tion, mais par un circuit électronique comprenant des commutations "en" et "hors", appliquées à la sortie d'une source d'énergie apte à délivrer une tension adé¬ quate (tension U ) pour commander le préallumage, etFig. 7 illustrates, in a manner similar to FIG. 6, the possibility of having the electro-erosive discharges delivered not by a capacitor circuit, that is to say mainly of the relaxation type, but by an electronic circuit comprising "en" switches and "off", applied to the output of an energy source capable of delivering an adequate voltage (voltage U) to control the pre-ignition, and
_^_ - ' un courant suffisamment élevé pour constituer l'impul¬ sion électro-érosive, la tension étant alors bien sûr chutée pour correspondre à la tension d'entretien du courant d'impulsions érosives. La partie inférieure de la fig. 7 montre que, avec l'utilisation d'un tel circuit électronique de délivrance des décharges électro-érosives, le fonc¬ tionnement du circuit de préallumage n'est pratiquement pas modifié. Par contre, les impulsions de courant érosif sont, comme on le voit, beaucoup plus "carrées"._ ^ _ - ' a current high enough to constitute the electro-erosive pulse, the voltage then being of course dropped to correspond to the maintenance voltage of the current of erosive pulses. The lower part of fig. 7 shows that, with the use of such an electronic circuit for delivering electro-erosive discharges, the function of the pre-ignition circuit is practically not modified. On the other hand, the erosive current pulses are, as we can see, much more "square".
Les points de connexion a, b, a' et b' de la fig. 7 sont, comme les points homologues de la fig. 6, destinés à l'insertion de la partie de circuit concernant le préallumage. On a parlé, à plusieurs reprises, des moyens de positionnement de l'électrode-outil, qui exis¬ tent dans la quasi totalité des machines d'usinage par électro-érosion, et qui, naturellementsont normalement également présentsdans la machine commandée par le circuit selon l'invention. On a même dit que c'est la présence de ces moyens d'asservissement de position d'électrode-outil qui permettent au système d'ecretage de développer tous ses effets avantageux, notamment dans le cas où la résistance 12 est de faible valeur et où la branche d'ecretage, formée essentiellement de la diode Zener 11, a non seulement une caractéristi¬ que réductrice de tension, mais une caractéristique stabilisatrice de tension.The connection points a, b, a 'and b' of fig. 7 are, like the homologous points in FIG. 6, intended for the insertion of the circuit part concerning the pre-ignition. We have spoken, on several occasions, of the means of positioning the electrode-tool, which exist in almost all of the machines for machining by electro-erosion, and which, naturally, are normally also present in the machine controlled by the circuit. according to the invention. It has even been said that it is the presence of these electrode-tool position control means which allow the clipping system to develop all of its advantageous effects, in particular in the case where the resistance 12 is of low value and where the clipping branch, formed essentially from the Zener diode 11, not only has a voltage reducing characteristic, but a voltage stabilizing characteristic.
D'une façon générale, les moyens de posi- tionnement de l'électrode-outil comprennent un moteur qui est commandé pour rapprocher l'électrode de la pièce ou pour l'en éloigner. Ce moteur est commandé par des moyens classiques; pour déterminer son fonc¬ tionnement, on a en général des moyens qui réagissentIn general, the means for positioning the tool electrode include a motor which is controlled to bring the electrode closer to the part or to move it away from it. This engine is controlled by conventional means; in order to determine its functioning, we generally have means which react
OMPI à différents paramètres, électriques, voire mécaniques, pouvant être appréhendés sur le circuit ou la machine. Substantiellement, on distingue trois si¬ tuations,celle où un rapprochement de l'électrode est nécessaire (le moteur tourne dans un sens), celle où aucun mouvement de l'électrode n'est nécessaire (le moteur est à l'arrêt), et celle où un éloignement de l'électrode est nécessaire (le moteur tourne dans l'au¬ tre sens) . Ci-après, on va mentionner quelques-unes des nombreuses méthodes selon lesquelles différents paramètres peuvent être traités comme critères pour déterminer la commande du moteur de positionnement d'élec¬ trode. Une première méthode que l'on va décrire convient aussi bien pour les machines selon l'art antérieur que pour les machines dont le circuit correspond à l'inven¬ tion; une autre méthode, possible pour l'art antérieur, n'est pas applicable pour une machine ayant un circuit tel que celui que l'invention propose, mais, moyennant des modifications, cette deuxième méthode peut s'appli¬ quer au circuit selon l'invention, et alors elle cons¬ titue une méthode particulièrement avantageuse pour commander le moteur de positionnement d'électrode. Au dessin, on a marqué, en différents endroits, des indica- tions x, y, z, m, q et w. C'est aux tensions qui se présentent respectivement entre certains de ces points que l'on peut se référer, en tant que critère pour com¬ mander le positionnement de l'électrode. On notera qu'en désignant une tension par deux des points susmentionnés, on désignera la tension du premier de ces points par rapport au deuxième de ces points (par exemple, la tension xy et la tension sur la résistance 12, x étant positif par rapport à y) .WIPO with different parameters, electrical, even mechanical, which can be understood on the circuit or the machine. Substantially, there are three situations, that where an approximation of the electrode is necessary (the motor turns in one direction), that where no movement of the electrode is necessary (the motor is stopped), and that where a distance from the electrode is necessary (the motor turns in the other direction). Hereinafter, we will mention some of the numerous methods according to which different parameters can be treated as criteria for determining the control of the electrode positioning motor. A first method which will be described is suitable for machines according to the prior art as well as for machines whose circuit corresponds to the invention; another method, possible for the prior art, is not applicable for a machine having a circuit such as that which the invention proposes, but, with modifications, this second method can be applied to the circuit according to the invention, and then it constitutes a particularly advantageous method for controlling the electrode positioning motor. In the drawing, we have marked, in different places, indications x, y, z, m, q and w. It is to the voltages which occur respectively between some of these points that one can refer, as a criterion for controlling the positioning of the electrode. It will be noted that by designating a voltage by two of the aforementioned points, the voltage of the first of these points relative to the second of these points will be designated (for example, the voltage xy and the voltage on the resistor 12, x being positive with respect to to y).
La première méthode pour déterminer lesThe first method for determining
«ξTjRE OMPI commandes nécessaires du moteur de positionnement d'élec¬ trode consiste à saisir tout d'abord comme information le signal qx (fig. 2 à 4) ou mw (fig. 1). Si ce signal est constamment positif, cela signifie qu'il y très probablement un court-circuit ou un arc dans le GAP, et il y a lieu de commander un éloignement de l'électro¬ de. Si ce signal est constamment nul ou négatif, cela signifie qu'il n'y a jamais de courant significatif dans le GAP et il convient de commander un rapprochement de l'électrode. Enfin, si l'on a des impulsions de ten¬ sion positive,séparées par des intervalles de temps avec tension nulle ou négative, il convient de consi¬ dérer, comme second critère, le signal xm (fig. 1-4). Si ce signal présente des impulsions dont la pointe atteint une valeur voisine d'une valeur de consigne (désignée comme étant V ), cela signifie que la dis- tance de GAP est convenable et le moteur doit rester immobile. Si ce signal xm présente des pointes de tension qui restent toutefois notablement inférieures à la dite valeur de consigne V , cela signifie que la distance de GAP est trop petite et qu'il convient d'actionner le moteur pour éloigner l'électrode. Au contraire, si les pointes de tension du signal xm sont notablement supérieures à la dite valeur de consigne V , c'est qu'il faut commander le moteur pour qu'il provoque une diminution de la distance de GAP. " JTJRE WIPO necessary commands of the electrode positioning motor consists in first of all entering as information the signal qx (fig. 2 to 4) or mw (fig. 1). If this signal is constantly positive, it means that there is very probably a short circuit or an arc in the GAP, and it is necessary to command a distance of the electrode. If this signal is constantly zero or negative, this means that there is never a significant current in the GAP and it is advisable to order an approximation of the electrode. Finally, if there are positive voltage pulses, separated by time intervals with zero or negative voltage, it is advisable to consider, as a second criterion, the signal xm (fig. 1-4). If this signal has pulses whose tip reaches a value close to a setpoint (designated as V), this means that the distance from GAP is suitable and the motor must remain stationary. If this signal xm has voltage spikes which nevertheless remain significantly lower than the said setpoint value V, this means that the distance of GAP is too small and that it is necessary to actuate the motor to move the electrode away. On the contrary, if the voltage peaks of the signal xm are notably higher than the said setpoint value V, it is because the motor must be controlled so that it causes a reduction in the distance of GAP.
On note que la possibilité d'une absence d'impulsion dans le signal xm n'existerait que dans les deux cas où la situation est déjà déterminée par le signal qx (ou mw) , et où le signalxm n'intervient pas.It is noted that the possibility of an absence of impulse in the signal xm would only exist in the two cases where the situation is already determined by the signal qx (or mw), and where the signalxm does not intervene.
Une autre méthode de commande, praticable selon l'art antérieur, consiste à n'utiliser que le signal xm et à effectuer uniquement la détermination que la première méthode faisait subsidiairement, enAnother control method, practicable according to the prior art, consists in using only the signal xm and in carrying out only the determination that the first method made in the alternative, in
i RE OMPI 40 fonction de ce signal xm. On note toutefois que l'on peut alors avoir des cas où il n'apparaît aucune im¬ pulsion sur le signal xm. Cela peut tout aussi bien correspondre à un court-circuit dans le GAP, réclamant un éloignement de l'électrode, qu'à une tension d'ali¬ mentation trop basse, réclamant un rapprochement de l'électrode. Pour sortir de cette difficulté, on pré¬ voyait d'effectuer dans ce cas tout d'abord un éloigne¬ ment de l'électrode qui, de toute façon, supprime les courts-circuits et supprime les décharges dans le gap, suivi d'un rapprochement progressif de l'électrode, jusqu'à ce que les impulsions reprennent normalement. On remarque toutefois que cette seconde méthode, applicable selon l'art antérieur, n'est pas applicable telle que présentée avec un circuit conforme à l'invention (fig. 2 à 4). En effet, dans ce cas, la tension de consigne Ves sera naturellement la tensioni RE WIPO 40 function of this signal xm. It is noted however that one can then have cases where there appears no impulse on the signal xm. This can just as well correspond to a short-circuit in the GAP, requiring a distance from the electrode, as to a supply voltage too low, requiring a rapprochement of the electrode. To get out of this difficulty, it was planned to carry out in this case first of all a separation from the electrode which, in any case, eliminates the short-circuits and suppresses the discharges in the gap, followed by a gradual approximation of the electrode, until the pulses resume normally. Note however that this second method, applicable according to the prior art, is not applicable as presented with a circuit according to the invention (fig. 2 to 4). Indeed, in this case, the setpoint voltage Ves will naturally be the voltage
Zener de la diode 11, et le signal xm ne pourra jamais dépasser notablement cette valeur de consigne. Pourtant cette seconde méthode présentait l'avantage de n'avoir pas à mesurer une chute de tension sur une diode telle que la diode 7 (fig. 2 à 4) ou la diode D_ (fig. 1).Zener of diode 11, and the xm signal can never significantly exceed this setpoint. However, this second method had the advantage of not having to measure a voltage drop on a diode such as diode 7 (fig. 2 to 4) or diode D_ (fig. 1).
Le circuit selon l'invention fournit toute¬ fois une possibilité fort avantageuse de pratiquer une méthode voisine de la seconde méthode précédemment con¬ sidérée, mais utilisant un autre critère pour connaître les situations où l'électrode doit être éloignée. Aux fig. 2 à 4, on voit que l'on a dessiné, en traits poin¬ tillés, une résistance 12a qui se trouve en série sur l'amenée de la tension et du courant de préallumage. Cette résistance supplémentaire a approximativement la même valeur que la résistance 12. On peut mesurer alors les deux tensions zx et xy. Si ces deux mesures donnent au moins approximativement la même valeur de courant, cela signifie que tout le courant délivré par l'enroulement secondaire du transformateur 6 est dirigé sur la branche d'ecretage 11, 12, c'est-à-dire que le GAP n'est pas sujet à une impulsion de préallumage active (la tension apparaît peut-être mais elle est insuffisante à établir le préallumage) . On en déduit qu'il faut commander le moteur pour qu'il provoque un rapprochement de l'électrode-outil. De plus, concernant l'indétermination qui existait dans l'art antérieur et nécessaitait un "va- et-vient" de l'électrode-outil, on note que, dans le circuit selon l'invention, le cas dans lequel aucune impulsion ne se présente sur le signal xm peut être tout d'abord traité, en admettant que l'on ait la va¬ riante selon la fig. 5 y compris ce qui est dessiné en traits pointillés, par l'envoi d'une impulsion sur la connexion 32, de manière que le circuit tente de provoquer l'application d'une impulsion de préallumage supplémentaire. Si cette impulsion intervient et qu'elle provoque effectivement le préallumage, le processus d'usinage se poursuivra normalement, il y aura au plus lieu d'effectuer une correction d'éloignement de l'élec¬ trode, si l'impulsion xm est trop faible. Si aucune impulsion n'intervient après l'application d'une impul¬ sion de commande sur la connexion d'entrée 32 (fig. 5), c'est que l'on se trouve vraisemblablement en pré¬ sence d'un court-circuit et il convient alors de provo¬ quer un éloignement de l'électrode. Enfin, si l'impulsion de préallumage se produit mais qu'elle ne provoque aucun allumage effectif du canal, on aura alors certainement la détection, au moyen des deux signaux zx et xy, de la situation précédemment mentionnée dans laquelle il y a lieu de rapprocher l'électrode. Ainsi, avec le cir- cuit selon la présente invention, en utilisant unique- ment les tensions sur les points x, y, z, m, on peut réaliser une commande automatique à la fois fort simple et fort avantageuse du dispositif (à moteur) de positionnement de l'électrode-outil (EÊ) par rapport à la pièce à usiner (Pi) . Dans le cas où la possibilité de commander une tentative d'envoi d'impulsions de pré¬ allumage n'existe pas, le cas de l'absence d'impulsions dans le signal xm pourra naturellement être traité comme il l'était selon l'art antérieur. Toutefois, il est à noter que, avec le circuit selon l'invention, le ris¬ que que cette situation difficile-là se présente est extrêmement faible. The circuit according to the invention nevertheless provides a very advantageous possibility of practicing a method close to the second method previously considered, but using another criterion to know the situations where the electrode must be distant. In fig. 2 to 4, we see that we have drawn, in dotted lines, a resistor 12a which is in series on the supply of the pre-ignition voltage and current. This additional resistance has approximately the same value as resistance 12. We can then measure the two voltages zx and xy. If these two measurements give at least approximately the same value of current, this means that all the current delivered by the secondary winding of the transformer 6 is directed to the clipping branch 11, 12, that is to say that the GAP is not subject to an active pre-ignition pulse (the voltage may appear but it is insufficient to establish pre-ignition). It is deduced therefrom that the motor must be controlled so that it brings the tool electrode closer together. In addition, concerning the indeterminacy which existed in the prior art and required a "back and forth" of the tool electrode, it is noted that, in the circuit according to the invention, the case in which no pulse occurs on the signal xm can be treated first, assuming that there is the variant according to fig. 5 including what is drawn in dotted lines, by sending a pulse to the connection 32, so that the circuit attempts to cause the application of an additional pre-ignition pulse. If this pulse occurs and it actually causes the pre-ignition, the machining process will continue normally, there will be at most a correction of the distance of the electrode, if the pulse xm is too low. If no pulse occurs after the application of a control pulse on the input connection 32 (fig. 5), it is likely that there is a short- circuit and it is then advisable to cause a distance from the electrode. Finally, if the pre-ignition pulse occurs but it does not cause any effective lighting of the channel, then we will certainly have the detection, by means of the two signals zx and xy, of the previously mentioned situation in which there is reason to bring the electrode closer. Thus, with the circuit according to the present invention, using only- ment voltages on points x, y, z, m, it is possible to realize an automatic control at the same time very simple and very advantageous of the device (with motor) of positioning of the electrode-tool (EÊ) compared to the part to be machined (Pi). In the case where the possibility of controlling an attempt to send pre-ignition pulses does not exist, the case of the absence of pulses in the signal xm can naturally be treated as it was according to the prior art. However, it should be noted that, with the circuit according to the invention, the risk that this difficult situation arises is extremely low.

Claims

REVENDICATIONS: CLAIMS:
1. Circuit électrique pour machine d'usinage par électro-érosion travaillant une pièce (Pi) par dé¬ charges électro-érosives en milieu diélectrique, dans un espace d'usinage (GAP, d) entre une électrode-outil (Et) et la dite pièce (Pi) qui constitue aussi elle-même une électrode,, comprenant des moyens de délivrance de déchar¬ ges érosives (1), ayant des bornes de sortie qui fournis¬ sent respectivement sur les dites électrodes ( Et , Pi) des impulsions d'énergie électrique érosives, et des moyens de préallumage (6, 3, 9, ...; 6', 3',...) pour fournir, chaque fois en prologue à une dite impulsion érosive des impulsions de préallumage qui ont une ten¬ sion plus élevée et une énergie plus faible que les dites impulsions érosives, et qui allument, c'est-à-dire ioni- sent, dans l'espace d'usinage (GAP, d) au sein du fluide diélectrique, chaque fois un canal qui est ensuite par¬ couru par la décharge érosive, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'ecretage (11, 12) agencés pour ré¬ duire la tension des dites impulsions de préallumage sur les dites électrodes (Et, Pi) lorsqu'elle dépasse une valeur de consigne.1. Electrical circuit for an EDM machining machine working a part (Pi) by electro-erosive charges in a dielectric medium, in a machining space (GAP, d) between a tool electrode (And) and said part (Pi) which also itself constitutes an electrode, comprising means for delivering erosive discharges (1), having output terminals which respectively provide on said electrodes (And, Pi) erosive electrical energy pulses, and pre-ignition means (6, 3, 9, ...; 6 ', 3', ...) to supply, each time in prologue to a said erosive pulse, pre-ignition pulses which have a higher voltage and a lower energy than the said erosive pulses, and which ignite, that is to say ionize, in the machining space (GAP, d) within the dielectric fluid , each time a channel which is then run through by the erosive discharge, characterized in that it comprises means clipping (11, 12) arranged to reduce the voltage of said pre-ignition pulses on said electrodes (Et, Pi) when it exceeds a set value.
2. Circuit selon la revendication 1, pour une machine d'usinage par électro-érosion munie de moyens qui commandent le positionnement de l'électrode-outil (EL.) pour établir adéquatement la distance d'usinage (d) c'est-à-dire la dimension (d) du dit espace d'usinage (GAP) entre les deux électrodes (Et, Pi), caractérisé en ce que les dits moyens d'ecretage (11, 12) comprennent au moins un composant (11) à caractéristique limitatrice de tension, dont la valeur de tension limite correspond substantiellement à la dite valeur de consigne, ce ou ces composants étant branchés sur les dites électrodes (Et, Pi) et/ou sur les connexions de sortie des dits moyens de préallumage (6, 3, 9, ...) par des voies de conduc¬ tion substantiellement exemptes d'obstacle chutant la tension, c'est-à-dire comportant au plus des éléments (12, ...) n'impliquant aucune chute de tension notable relativement à la dite valeur de tension limite.2. Circuit according to claim 1, for a machine for machining by electro-erosion provided with means which control the positioning of the electrode-tool (EL.) To adequately establish the machining distance (d) that is i.e. the dimension (d) of said machining space (GAP) between the two electrodes (Et, Pi), characterized in that said clipping means (11, 12) comprise at least one component (11) with voltage limiting characteristic, the limit voltage value of which corresponds substantially to the said setpoint, this or these components being connected to the said electrodes (Et, Pi) and / or to the output connections of the said means pre-ignition (6, 3, 9, ...) by conduc¬ tion paths substantially free of obstacle dropping the voltage, that is to say comprising at most elements (12, ...) n ' involving no significant voltage drop relative to said limit voltage value.
3. Circuit selon la revendication 1, carac¬ térisé en ce que les dits moyens de préallumage (6, 3,3. Circuit according to claim 1, carac¬ terized in that the said pre-ignition means (6, 3,
9) sont munis en outre de moyens limiteurs (14) permet¬ tant de réduire l'énergie disponible pour chaque impul- sion de préallumage.9) are also provided with limiting means (14) allowing both the energy available for each pre-ignition pulse to be reduced.
4. Circuit selon la revendication 1 ou la revendication 2, dans lequel les dits moyens de préallu¬ mage comprennent un agencement (3-6) qui engendre, et délivre à sa sortie, chaque impulsion de préallumage avec une énergie finie, caractérisé en ce que les dits moyens de préallumage comprennent en outre des moyens limiteurs d'énergie de préallumage, lesquels comprennent, en série avec la sortie du dit agencement, un élément com¬ mandé (14) du type transistor, qui réduit l'énergie dis- ponible dans l'impulsion de préallumage, laquelle énergie dépend aussi des paramètres de temps et de tension de l'impulsion, celui de tension restant par ailleurs sou¬ mis à l'action des dits moyens d'ecretage (11, 12).4. The circuit as claimed in claim 1 or claim 2, in which the said pre-lighting means comprise an arrangement (3-6) which generates, and delivers at its output, each pre-ignition pulse with finite energy, characterized in that that said pre-ignition means further comprise pre-ignition energy limiting means, which comprise, in series with the output of said arrangement, a controlled element (14) of the transistor type, which reduces the energy available in the pre-ignition pulse, which energy also depends on the time and voltage parameters of the pulse, that of the voltage also remaining subject to the action of said clipping means (11, 12).
5. Circuit selon la revendication 4, carac- térisé en ce qu'il comprend un circuit signalisateur5. Circuit according to claim 4, characterized in that it comprises a signaling circuit
(17) connecté aux dits moyens d'ecretage (11, 12) et fournissant une indication perceptible relative au cou¬ rant traversant ces derniers, et un composant manuelle¬ ment ajustable (16) qui agit sur le dit élément commandé (14) et permet d'établir la limite de conduction de ce dernier en dépendance de la dite indication perceptible fournie par le dit circuit signalisateur (17).(17) connected to said clipping means (11, 12) and providing a perceptible indication relating to the current passing through them, and a manually adjustable component (16) which acts on said controlled element (14) and allows to establish the conduction limit of the latter in dependence on said perceptible indication provided by said signaling circuit (17).
6. Circuit selon la revendication 4, carac¬ térisé en ce qu'il comprend des moyens de limitation au- tomatiques d'énergie de préallumage (12, 15, 22, 23, 24) agencés pour commander le dit élément commandé (14) automatiquement de façon qu'il diminue sa conduc¬ tion lorsque le courant dans les dits moyens d'ecretage dépasse une valeur donnée.6. Circuit according to claim 4, carac¬ terized in that it comprises means of limitation au- pre-ignition energy tomatoes (12, 15, 22, 23, 24) arranged to control said controlled element (14) automatically so that it reduces its conduction when the current in said clipping means exceeds one given value.
7. Circuit selon la revendication 6, carac¬ térisé en ce que les dits moyens de limitation automa¬ tiques d'énergie de préallumage (12, 15, 22, 23, 24) comprennent un composant manuellement ajustable (24) qui permet de régler à volonté la dite valeur donnée du courant dans les moyens d'ecretage, cette valeur étant fournie par une résistance (12) branchée en série avec une diode Zener (11) pour constituer les dits moyens d'ecretage. 7. Circuit according to claim 6, charac¬ terized in that the said means for automatically limiting pre-ignition energy (12, 15, 22, 23, 24) comprise a manually adjustable component (24) which makes it possible to adjust at will the said given value of the current in the clipping means, this value being supplied by a resistor (12) connected in series with a Zener diode (11) to constitute the said clipping means.
8. Circuit selon la revendication 1, carac¬ térisé en ce que les dits moyens de preallumage (6, 3, 9; 6', 3', ...) sont connectés aux dits moyens de déli¬ vrance de décharges érosives (1), de façon qu'un cons¬ tituant à seuil de tension (3; 3') des moyens de préal- lumage reconnaisse l'instant où une certaine valeur de tension est présente aux bornes de sortie des dits moyens de décharges érosives (1), et que l'impulsion de préallumage intervienne à cet instant-là.8. Circuit according to claim 1, charac¬ terized in that the said pre-ignition means (6, 3, 9; 6 ', 3', ...) are connected to the said means for delivering erosive discharges (1 ), so that a constituent with a voltage threshold (3; 3 ′) of the pre-lighting means recognizes the instant when a certain voltage value is present at the output terminals of said means of erosive discharges (1 ), and that the pre-ignition pulse occurs at this time.
9. Circuit selon la revendication 8, carac- térisé en ce que les dits moyens de préallumage sont non seulement commandés mais aussi alimentés par les bornes de sortie des dits moyens de délivrance de décharges érosives (1), ces moyens de préallumage comprenant un transformateur-élévateur de tension (6), et, en série avec l'enroulement primaire de ce transformateur (6), le tout br-anché aux dites bornes de sortie des dits moyens de délivrance de décharges érosives (1), une partie de circuit de commande de préallumage (3, 4, 5; 3', 4', 26, 25, 27, 5') comprenant le dit constituant à seuil de ten- sion (3; 3') et un condensateur (4; 4'), ce condensa¬ teur ayant pour effet d'empêcher le passage d'un courant étranger à la génération des impulsions de préallumage dans le dit enroulement primaire. 9. The circuit of claim 8, characterized in that said pre-ignition means are not only controlled but also supplied by the output terminals of said means for delivering erosive discharges (1), these pre-ignition means comprising a transformer - voltage booster (6), and, in series with the primary winding of this transformer (6), all connected to said output terminals of said means for delivering erosive discharges (1), a circuit part pre-ignition control (3, 4, 5; 3 ', 4', 26, 25, 27, 5 ') comprising the said component with voltage threshold sion (3; 3 ') and a capacitor (4; 4'), this condensa¬ having the effect of preventing the passage of a foreign current to the generation of pre-ignition pulses in said primary winding.
10. Circuit selon la revendication 9, ca¬ ractérisé en ce que la dite partie de circuit de comman¬ de de préallumage consiste en une branche de circuit qui se trouve en série avec le dit enroulement primaire du dit transformateur (6), et qui comprend en série au moins le dit condensateur (4) et le dit constituant à seuil de tension (3), ce dernier étant formé d'au moins une diode Zener.10. The circuit of claim 9, ca¬ characterized in that said part of the pre-ignition control circuit consists of a circuit branch which is in series with said primary winding of said transformer (6), and which comprises in series at least said capacitor (4) and said component with voltage threshold (3), the latter being formed of at least one Zener diode.
11. Circuit selon la revendication 9, carac¬ térisé en ce que la dite partie de circuit de commande de préallumage comprend un transistor (25) de commande de préallumage dont la base est connectée, pour la com¬ mande de la conduction de son tronçon émetteur-collec¬ teur, à une branche de circuit comprenant en série le dit condensateur (4') et le dit élément à tension de seuil (3'), le dit enroulement primaire du transforma¬ teur (6*) étant connecté en série avec le tronçon émet¬ teur-collecteur du dit transistor (25) pour en recevoir des impulsions de courant, sous la dite commande.11. The circuit of claim 9, charac¬ terized in that said pre-ignition control circuit part comprises a pre-ignition control transistor (25) whose base is connected, for controlling the conduction of its section transmitter-collector, to a circuit branch comprising in series the said capacitor (4 ') and the said threshold voltage element (3'), the said primary winding of the transformer (6 *) being connected in series with the emitter-collector section of said transistor (25) to receive current pulses therefrom, under said command.
12. Circuit selon la revendication 11, ca¬ ractérisé en ce que la dite partie de circuit de comman- de de préallumage comprend en outre une boucle active de réaction impulsionnelle (27-31) comprenant un tran¬ sistor d'amplification de réaction (29) apte à appliquer, par l'intermédiaire d'un condensateur de réaction (31), une impulsion de bouclage réactif sur la connexion de base du transistor (25) de commande de préallumage, pour donner à la dite partie de circuit de commande de préal¬ lumage la caractéristique de fonctionnement d'une bas¬ cule monostable.12. The circuit as claimed in claim 11, ca¬ characterized in that said part of the pre-ignition control circuit further comprises an active pulse reaction loop (27-31) comprising a reaction amplification tran¬ ( 29) capable of applying, by means of a reaction capacitor (31), a reactive looping pulse on the basic connection of the pre-ignition control transistor (25), in order to give said part of the control circuit prior to lighting the operating characteristic of a monostable rocker.
O PI O PI
13. Circuit selon la revendication 12, caractérisé en ce qu'il comprend, connecté à un des transistors de la dite partie de circuit de commande de préallumage, une entrée (32) sur laquelle peut être ap- pliqué un signal qui, indépendamment de l'évolution de la tension sur les dites bornes de sortie des dits moyens de délivrance de décharges érosives, tend à pro¬ voquer un double basculement supplémentaire de ces tran- sisors, en fonctionnement de bascule monostable, pour engendrer une impulsion de préallumage supplémentaire, le dit signal étant appliqué sur constatation d'une absence indésirée de preallumage.13. The circuit as claimed in claim 12, characterized in that it comprises, connected to one of the transistors of said part of the pre-ignition control circuit, an input (32) to which a signal can be applied which, independently of the evolution of the voltage on said output terminals of said means for delivering erosive discharges, tends to cause an additional double tilting of these transistors, in monostable rocker operation, to generate an additional pre-ignition pulse, the said signal being applied upon observation of an unwanted absence of pre-ignition.
14. Circuit électrique pour machine d'usi¬ nage par électro-érosion travaillant une pièce (Pi) par 5 décharges électro-érosives en milieu diélectrique, dans un espace d'usinage (GAP, d) entre une électrode-outil (Ξi") et la dite pièce (Pi) qui constitue aussi elle-même une électrode, comprenant des moyens de délivrance de décharges érosives (1), ayant des bornes de sortie qui fournissent respectivement sur les dites électrodes (E_t-, ° pi) des impulsions d'énergie électrique érosives, et des moyens de préallumage (6, 3, 9, ...; 6'. 3',...) pour fournir, chaque fois en prologue à une dite impulsion érosive, des impulsions de préallumage qui ont une ten¬ sion plus élevée et une énergie plus faible que les dites 5 impulsions érosives, et qui allument, c'est-à-dire ioni¬ sent, dans l'espace d'usinage (GAP, d) au sein du fluide diélectrique, chaque fois un canal qui est ensuite par¬ couru par la décharge érosive, caractérisé en ce que les dits moyens de préallumage (6, 3, 9; 6',3',...) sont con- 0 nectés aux dits moyens de délivrance de décharges érosi¬ ves (1), de façon qu'un constituant à seuil de tension (3; 3') des moyens de préallumage reconnaisse l'instant où une certaine valeur de tension est présente aux bor¬ nes de sortie des dits moyens de décharges érosives (1),14. Electric circuit for machine for machining by electro-erosion working a part (Pi) by 5 electro-erosive discharges in dielectric medium, in a machining space (GAP, d) between a tool electrode (Ξi " ) and said part (Pi) which also itself constitutes an electrode, comprising means for delivering erosive discharges (1), having output terminals which supply pulses respectively on said electrodes (E_t-, ° pi) erosive electrical energy, and pre-ignition means (6, 3, 9, ...; 6 '. 3', ...) to supply, each time in prologue to a said erosive pulse, pre-ignition pulses which have a higher voltage and a lower energy than the so-called 5 erosive pulses, which ignite, that is to say ionically, in the machining space (GAP, d) within the fluid dielectric, each time a channel which is then par¬ run by the erosive discharge, characterized in that the said means preignition (6, 3, 9; 6 ', 3', ...) are con- nected 0 to said output means discharges érosi¬ ves (1), so that a voltage threshold component (3 ; 3 ′) pre-ignition means recognize the instant when a certain voltage value is present at the output terminals of said erosive discharge means (1),
o..< et que l'impulsion de préallumage intervienne à cet instant-là.o .. < and that the pre-ignition pulse occurs at this time.
15. Circuit selon la revendication 14, ca¬ ractérisé en ce que les dits moyens de préallumage sont non seulement commandés mais aussi alimentés par les bornes de sortie des dits moyens de délivrance de dé¬ charges érosives (1), ces moyens de préallumage compre¬ nant un transformateur-élévateur de tension (6), et, en série avec l'enroulement primaire de ce transformateur (6), le tout branché aux dites bornes de sortie des dits moyens de délivrance de décharges érosives (1), une par¬ tie de circuit de commande de préallumage (3, 4, 5; 3*, 4', 26, 25, 27, 5') comprenant le dit constituant à ten¬ sion de seuil (3; 3') et un organe de transmission sans contact direct (4, 4') apte à empêcher le passage dans le dit enroulement primaire, d'un courant étranger à la génération des impulsions de préallumage.15. The circuit of claim 14, ca¬ characterized in that said pre-ignition means are not only controlled but also supplied by the output terminals of said means for delivering erosive charges (1), these pre-ignition means include ¬ from a voltage step-up transformer (6), and, in series with the primary winding of this transformer (6), all connected to said output terminals of said means for delivering erosive discharges (1), one by ¬ pre-ignition control circuit tie (3, 4, 5; 3 *, 4 ', 26, 25, 27, 5') comprising the said threshold voltage component (3; 3 ') and a transmission without direct contact (4, 4 ') capable of preventing the passage in said primary winding, of a current foreign to the generation of the pre-ignition pulses.
16. Circuit selon la revendication 15, ca¬ ractérisé en ce que le dit organe de transmission sans contact direct est un condensateur (4; 4').16. The circuit of claim 15, ca¬ acterized in that said transmission member without direct contact is a capacitor (4; 4 ').
17. Circuit selon la revendication 16, ca¬ ractérisé en ce que la dite partie de circuit de comman¬ de de préallumage consiste en une branche de circuit qui se trouve en série avec le dit enroulement primaire du dit transformateur (6), et qui comprend en série au moins le dit condensateur (4) et le dit constituant à seuil de tension (3), ce dernier étant formé d'au moins une diode Zener.17. The circuit of claim 16, ca¬ characterized in that said part of the pre-ignition control circuit consists of a circuit branch which is in series with said primary winding of said transformer (6), and which comprises in series at least said capacitor (4) and said component with voltage threshold (3), the latter being formed of at least one Zener diode.
18. Circuit selon la revendication 17, ca- ractérisê en ce que la dite branche-série comprend de plus une résistance ajustable (5) par laquelle peut être modifiée l'évolution du courant dans le dit enroulement primaire durant l'impulsion de préallumage. 18. The circuit as claimed in claim 17, characterized in that said series branch further comprises an adjustable resistor (5) by which the evolution of the current in said primary winding can be modified during the pre-ignition pulse.
19. Circuit selon la revendication 16, ca¬ ractérisé en ce que la dite partie de circuit de comman¬ de de préallumage comprend un transistor (25) de comman¬ de de préallumage dont la base est connectée, pour la commande de la conduction de son tronçon émetteur-collec¬ teur, à une branche de circuit comprenant en série le dit condensateur (4*) et le dit élément à tension de seuil (3'), le dit enroulement primaire du transforma¬ teur (6') étant connecté en série avec le tronçon émet- teur-collecteur du dit transistor (25) pour en recevoir des impulsions de courant, sous la dite commande.19. The circuit of claim 16, ca¬ characterized in that said part of pre-ignition control circuit comprises a transistor (25) of pre-ignition control whose base is connected, for controlling the conduction of its emitter-collector section, to a circuit branch comprising in series said capacitor (4 *) and said threshold voltage element (3 '), said primary winding of transformer (6') being connected in series with the emitter-collector section of said transistor (25) to receive current pulses therefrom, under said command.
20. Circuit selon la reendication 19, ca¬ ractérisé en ce que la dite partie de circuit de comman¬ de de préallumage comprend en outre une boucle active de réaction impulsionnelle (27-31) comprenant un tran¬ sistor d'amplification de réaction (29) apte à appliquer, par l'intermédiaire d'un condensateur de réaction (31), une impulsion de bouclage réactif sur la connexion de base du transistor (25) de commande de préallumage, pour donner à la dite partie de circuit de commande de préal¬ lumage la caractéristique de fonctionnement d'une bas¬ cule monostable.20. Circuit according to claim 19, ca¬ characterized in that said part of the pre-ignition control circuit further comprises an active impulse reaction loop (27-31) comprising a reaction amplification tran¬ ( 29) capable of applying, by means of a reaction capacitor (31), a reactive looping pulse on the basic connection of the pre-ignition control transistor (25), in order to give said part of the control circuit prior to lighting the operating characteristic of a monostable rocker.
21. Circuit selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comprend, connecté à un des transistors de la dite partie de circuit de commande de préallumage, une entrée (32) sur laquelle peut être ap¬ pliqué un signal qui, indépendamment de l'évolution de la tension sur les dites bornes de sortie des dits moyens de délivrance de décharges érosives, tend à pro- voquer un double basculement supplémentaire de ces tran¬ sistors, en fonctionnement de bascule monostable, pour engendrer une impulsion de préallumage supplémentaire, le dit signal étant appliqué sur constatation d'une absence indésirée de préallumage. 21. Circuit according to claim 20, characterized in that it comprises, connected to one of the transistors of said part of the pre-ignition control circuit, an input (32) on which a signal can be applied which, independently of the evolution of the voltage on said output terminals of said means for delivering erosive discharges, tends to cause an additional double tilting of these tran¬ sistors, in monostable rocker operation, to generate an additional pre-ignition pulse, said signal being applied upon observation of an unwanted absence of pre-ignition.
22. Circuit selon l'une des revendications 1, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 19, caractérisé en ce que les dits moyens de délivrance de décharges érosives22. Circuit according to one of claims 1, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 19, characterized in that the said means for delivering erosive discharges
(1) comprennent un condensateur d'usinage se chargeant et se déchargeant périodiquement selon un mode de fonc¬ tionnement à relaxation, des moyens de chute de tension étant prévus pour adoucir les sauts de courant (fig. 6).(1) comprise a machining capacitor which is charged and discharged periodically according to a relaxation mode of operation, voltage drop means being provided to soften the current jumps (fig. 6).
23. Circuit selon l'une des revendications 1, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 19, caractérisé en ce que les dits moyens de délivrance de décharges érosives23. Circuit according to one of claims 1, 8, 9, 10, 11, 14, 15, 17, 19, characterized in that the said means for delivering erosive discharges
(1) comprennent des moyens électroniques de commutation qui délivrent, avec la réserve d'énergie nécessaire à fournir les décharges érosives, une forme d'onde de po¬ tentiel à créneaux rectangulaires,les parties à niveau haut de la dite forme d'onde fournissant un potentiel d'une valeur propre à entretenir les décharges érosives préallumées, tandis que les parties à niveau bas de cet¬ te forme d'onde fournissent un potentiel substantielle¬ ment nul propre à interrompre toute décharge érosive (fig. 7).(1) include electronic switching means which deliver, with the energy reserve necessary to provide the erosive discharges, a potential waveform with rectangular slots, the high level parts of said waveform providing a potential of a value suitable for maintaining the pre-ignited erosive discharges, while the low level parts of this waveform provide a substantially zero potential suitable for interrupting any erosive discharge (FIG. 7).
_ Oiv.'PI , _. IPO _ Oiv. ' PI, _. IPO
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