FR2460747A1 - Procede et dispositif d'usinage par decharges electriques - Google Patents

Abstract

UN DISPOSITIF POUR USINER PAR DECHARGES ELECTRIQUES UNE PIECE 2 AVEC UNE ELECTRODE OUTIL 1 DISPOSEE DE PART ET D'AUTRE D'UN INTERVALLE D'USINAGE REMPLI DE FLUIDE, COMPREND DES MOYENS D'ALIMENTATION EN COURANT 3, 4, 5 POUR APPLIQUER A L'AIDE D'UN MONOSTABLE 6 AU TRAVERS DE L'INTERVALLE G UNE SUCCESSION DE TRAINS D'IMPULSIONS ELEMENTAIRES DISCRETES AYANT UNE DUREE D'IMPULSIONS T ON ET UN INTERVALLE ENTRE IMPULSIONS T OFF, LES TRAINS AYANT UNE DUREE TON ET UN INTERVALLE DE COUPURE ENTRE TRAINS TOFF. DES MOYENS DE DETECTION 7 A 11 D'INTERVALLE D'USINAGE SONT PREVUS POUR ENREGISTRER LES CONDITIONS DE L'INTERVALLE D'USINAGE ET EMETTRE UN PREMIER SIGNAL REPRESENTANT UNE PREMIERE CONDITION PREDETERMINEE, PAR EXEMPLE UNE CONDITION D'ARC, DE COURT-CIRCUIT OU DE CONTAMINATION EXCESSIVE D'INTERVALLE, ET DES MOYENS DE COMMANDE 27, 31, 19-22 ASSOCIES AUX MOYENS D'ALIMENTATION 6, 4 EN COURANT POUR AUGMENTER L'UN DES DEUX INTERVALLES EN REPONSE AU PREMIER SIGNAL ET DIMINUER L'AUTRE DES DEUX INTERVALLES.

Description

La présente invention concerne un procédé et un -dispositif d'usinage par

décharges électriques et notamment

un procédé et un dispositif améliorés pour usiner par dé-

charges électriques une pièce juxtaposée à une électrode outil de part et d'autre d'un intervalle d'usinage rempli de liquide, en appliquant au travers de cet intervalle des trains d'impulsions constitués individuellement par des impulsions élémentaires discrètes haute fréquence d'une durée d'impulsions Ton et d'un intervalle entre impulsions Toff, les trains d'impulsions ayant une durée Ton et étant

séparés par un intervalle de coupure Toff.

Dans un procédé d'usinage par décharges électriques,

de l'énergie électrique est amenée sous la forme d'impul-

sions électriques discrètes au travers de l'intervalle d'u-

sinage rempli d'un dispositif électrique d'usinage fluide

ou liquide (par exemple du kérosène, de l'huile de trans-

formateur, de l'eau distillée ou de l'eau faiblement con-

ductrice) pour effectuer une succession de décharges élec-

triques entre l'électrode outil et la pièce à usiner pour enlever de la matière sur cette dernière. Au fur et à mesure de la progression de l'enlèvement de matière, l'électrode outil est avancée vers la pièce à usiner par des moyens d'avance asservis adaptés pour maintenir la dimension de l'intervalle d'usinage pratiquement constante et permettre ainsi la création successive de décharges d'enlèvement de matière. La contamination de l'intervalle d'usinage par des copeaux, du goudron et des gaz produits par les décharges d'usinage peut être éliminée en balayant de façon continue ou par intermittences l'intervalle avec un fluide d'usinage non usagé et/ou en reculant par intermittences ou de façon cyclique l'électrode outil pour l'éloigner de la pièce et permettre au milieu d'usinage non usagé d'être refoulé dans

l'intervalle d'usinage et aux résidus d'usinage d'être em-

portés loin de ce dernier.

Les paramètres des décharges électriques individuelles

successives, c'est-à-dire la durée d'impulsion Ton, l'inten-

sité de pointe Ip et l'intervalle entre impulsions Toff sont,

pour une combinaison donnée de matières d'électrodes, déter-

minantes en ce qui concerne les résultats d'usinage, par

2 2460747

exemple le taux d'enlèvement de matière, la rugosité de

surface et l'usure relative de l'électrode et, en consé-

quence, ils sont individuellement ou en combinaison réglés

pour établir une condition d'usinage particulière permet-

tant d'atteindre les résultats d'usinage désirés. Comme il a été proposé dans les brevets japonais n'

39-20 494 et n0 44-83 17, on connait une technique d'ali-

mentation améliorée pour fournir des impulsions d'usinage

par décharges électriques, dans laquelle des trains d'im-

pulsions successives, constitués individuellement par des impulsions élémentaires discrètes de courte durée (Ton) et de court intervalle entre impulsions (Toff), ayant lieu à une fréquence élevée, par exemple de 10 KHz à 100 KHz, sont

appliqués au travers de l'intervalle d'usinage, à une fré-

quence basse, par exemple 100 Hz et avec une longue durée

(Ton), les trains successifs étant séparés par un interval-

le de coupure plus long (Toff). On peut modifier les impul-

sions élémentaires dans chaque train en ce qui concerne leur tension de déclenchement ou de pointe comme il a été décrit dans le brevet précité n0 44-83 17. On a également proposé divers circuits généralement de ce type ou d'un type similaire, par exemple ceux décrits dans les brevets

des Etats-Unis d'Amérique n' 3 056 965 et 3 943 321.

On obtient une faible rugosité de surface et un usi-

nage de précision avec des trains d'impulsions élémentaires d'une durée Ton, réglée de préférence à un minimum, qui,

lorsqu'elles sont répétées à haute fréquence avec un inter-

valle entre impulsions Toff réglé pour être au plus égal à

la durée d'impulsion Ton, permet d'obtenir un taux d'enlè-

vement accru. Toutefois, la brièveté de l'intervalle entre l'impulsion TOff risque de provoquer assez rapidement une

décharge d'arc continu du fait des copeaux et autres rési-

dus dans l'intervalle d'usinage. On peut éliminer, totale-

ment ou partiellement, ce risque grâce aux périodes de cou-

pure Toff qui séparent l'un de l'autre les trains successifs de durée Ton d'impulsions élémentaires (Ton, Toff). Ainsi, l'interruption cyclique des impulsions élémentaires permet d'évacuer pratiquement pendant chaque période d'interruption

les produits d'usinage accumulés et permet ainsi de conser-

3 2460747

ver l'intervalle d'usinage à l'abri de toute contamination.

En utilisant un intervalle de coupure Toff.d'une durée suf-

fisante pour permettre l'élimination des résidus résultant de l'usinage du train antérieur d'impulsions élémentaires, l'intervalle d'usinage est prêt à accepter le train suivant

d'impulsions élémentaires déclenchant des décharges d'usi-

nage stabilisées.

D'autre part, dans le but d'augmenter le taux d'enlè-

vement, il est souhaitable que le mécanisme asservi d'avan-

ce de l'électrode fonctionne de façon à réduire la produc-

tion d'impulsions inefficaces, ne provoquant pas de déchar-

ges électriques. Afin de faciliter la production des déchar-

ges lors de l'application de trains successifs d'impulsions élémentaires, on peut réduire l'intervalle d'usinage, mais ceci facilite également la production d'un arc continu et peut entraîner des difficultés lors du balayage ou de la

décontamination de cet intervalle.

Lorsqu'il apparait, au cours d'une opération d'usi-

nage; une condition d'arc continu, de court-circuit ou de contamination excessive de l'intervalle d'usinage, on a

constaté qu'il était souhaitable d'augmenter, soit l'inter-

valle entre impulsions TOff des impulsions élémentaires dans chaque train, soit l'intervalle de coupure Toff entre

des trains successifs. Ainsi, la source de courant d'impul-

sions peut comporter un circuit de synchronisation ayant une constante de temps déterminant la durée Toff ou la durée Toff, constante qui peut être modifiée par un signal de commande, tandis qu'un circuit de détection peut être monté

entre l'intervalle d'usinage et le circuit de synchronisa-

tion pour répondre à une modification dans la condition d'intervalle et émettre le signal de commande qui agit sur le circuit de synchronisation pour augmenter l'intervalle

entre impulsions Toff ou l'intervallle de coupure Toff.

Lorsqu'on a pris des dispositions pour qu'à la fois Toff et

Roff puissent varier, on a habituellement cru qu'ils pou-

vaient augmenter proportionnellement en réponse à un signal indiquant une condition d'arc continu, de court-circuit ou de contamination excessive d'intervalle d'usinage. Ceci provenait simplement, par voie d'analogie, de la pratique

4 2460747

généralement admise dans les dispositifs d'impulsions plus simples antérieurs utilisant un train uniforme d'impulsions

d'usinage, dans laquelle, lorsque se développe une condi-

tion d'intervalle d'usinage anormale, l'intervalle entre impulsions Toff peut être sélectivement commandé avec ou

sans une variation simultanée de la durée d'impulsion Ton.

Ce dernier concept de commande est décrit dans les brevets

des Etats Unis d'Amérique 3 539 755 et Re 29 589.

L'allongement de l'intervalle Toff ou de l'intervalle

Toff, ou des deux, continue pendant une durée présélection-

née, déterminée dans le circuit de synchronisation par le

signal de commande ou jusqu'à ce qu'un détecteur d'inter-

valle d'usinage indique que l'on est revenu à une condi-

tion d'intervalle normale. Lorsque celle-ci ne peut être atteinte à l'intérieur de l'intervalle de temps, le signal de commande est à nouveau émis et la commande d'allongement

est rétablie ou continue.

La présente invention vise à résoudre les problèmes constatés dans la technique de commande précitée, notamment dans le cas de trains successifs d'impulsions élémentaires ou d'impulsions élémentaires cycliquement interrompues, ayant un intervalle entre impulsions pouvant être commandé Toff entre des impulsions élémentaires successives et un intervalle de coupure Toff entre des trains successifs,

pouvant être également commandé. On a constaté qu'une modi-

fication de l'intensité d'usinage moyenne survient de façon

significative pendant la période d'allongement pendant la-

quelle, soit l'intervalle Toff, soit l'intervalle Toff, soit les deux sont augmentés et cette variation et le mode particulier de commande des trains successifs d'impulsions élémentaires créent un état d'instabilité d'intervalle d'usinage critique qui affecte de façon significative les résultats d'usinage et prolonge inutilement le temps de retour à une condition d'usinage normale et la reprise d'un

mode d'usinage normal, ce qui entraîne une limitation impoi-

tante dans le rendement d'usinage pouvant être atteint.

On a découvert qu'il y avait une relation critique dans la commande des paramètres réglables Toff et Toff dans

l'utilisation de trains successifs d'impulsions élémentai-

res pour éliminer de façon satisfaisante une condition d'arc,

2460747

de court-circuit ou de contamination excessive d'intervalle d'usinage, ceci dans un minimum de temps. Pour éliminer une telle condition effectivement et efficacement, on a trouvé

que, lorsque l'un des deux intervalles, 'roff entre des im-

pulsions élémentaires successives et Toff entre des trains successifs, est augmenté jusqu'à une valeur supérieure à

une valeur prédéterminée, on pouvait avantageusement rédui-

re l'autre. Inversement, lorsque l'un d'eux est diminué jusqu'à une valeur inférieure à une valeur prédéterminée,

l'autre doit être augmenté.

Pour permettre à l'usinage de progresser de façon stable et efficace dans une condition de réglage donnée, il est nécessaire que l'intervalle entre impulsions Toff se trouve dans une plage prédéterminée et que l'intervalle de

coupure Toff se trouve au-dessus d'une valeur prédétermi-

née. Lorsque les intervalles Toff et Toff s'écartent de leurs plages respectives, les décharges obtenues tendent à dériver en un arc continu. Tandis que l'allongement de l'intervalle Toff jusqu'à une valeur excessive ne peut que causer une réduction de l'intensité d'usinage moyen ou une prolongation du temps d'usinage total, l'allongement de l'intervalle Toff au delà de la limite prédéterminée, non seulement prolonge la durée d'usinage, mais peut réduire la

fréquence des décharges électriques à une valeur trop basse.

En outre, la dimension de l'intervalle d'usinage peut être

anormalement réduite, ce qui tend à provoquer un court-cir-

cuit ou un arc.

Tandis que la valeur optimale de l'intervalle entre impulsions Toff et la limite inférieure de l'intervalle de coupure Toff doivent, bien entendu varier en fonction d'un

but d'usinage particulier et de résultats désirés, ces va-

leurs sont également sujettes à variation au cours d'une opération d'usinage, lorsque la zone d'usinage varie ou lorsque la répartition du liquide d'usinage est fluctuante

dans la zone d'usinage.

Des recherches poussées ont conduit à la découverte que, lorsque l'intervalle entre impulsions TOff est augmenté pour répondre à une nécessité, il n'y a pratiquement pas de conséquences néfastes sur les décharges successives et il

en résulte plutôt une amélioration substantielle de la sta-

bilité et du rendement de l'usinage si l'intervalle de

coupure entre trains Toff est réduit dans une certaine me-

sure. Inversement, lorsque Toff est réduit, la limite infé-

rieure de Toff peut être augmentée substantiellement de façon avantageuse. En conséquence, la somme des périodes Toff et Toff à

l'intérieur d'une période de trains successifs est avanta-

geusement maintenue pratiquement constante. Ceci permet de commander les intervalles entre impulsions Toff de telle sorte que puissent se développer des décharges électriques optimales. Ensuite, l'intervalle de coupure Toff peut être commandé de façon à tenir compte d'une variation dans la

somme des intervalles Toff commandés. Inversement, l'inter-

valle de coupure Toff peut être augmenté ou réduit en fonc-

tion d'une exigence d'intervalle d'usinage et on peut faire varier les intervalles entre impulsions Toff de façon à tenir compte de la variation de l'intervalle Toff modifié sans provoquer de conséquences néfastes sur les décharges électriques successives. De cette manière, on peut réduire la durée totale de l'usinage à un minimum prévisible de

façon précise.

En conséquence, dans un premier aspect de l'invention,

celle-ci procure un procédé pour usiner par décharges élec-

triques une pièce juxtaposée à une électrode outil de part et d'autre d'un intervalle d'usinage rempli de fluide, ce procédé se caractérisant en ce qu'on applique au travers de l'intervalle d'usinage une succession de trains espacés dans le temps d'impulsions d'usinage élémentaires ayant une durée Ton et un intervalle entre impulsions Toff, les traioe ayant une durée Ton et un intervalle de coupure Toff, et

en ce que, en réponse à une condition d'intervalle d'usina-

ge d'une première classe prédéterminée, par exemple une con-

dition d'arc, de court-circuit ou de contamination excessive

d'intervalle, on augmente l'un des deux intervalles, inter-

35. valle entre impulsions Toff ou intervalle de coupure Toff, et on diminue l'autre de ces deux intervalles. Ce dernier des deux intervalles peut être diminué lorsque le premier

des deux excède une valeur prédéterminée.

Le procédé peut, en outre, comporter un stade dans lequel en réponse à une condition d'intervalle d'usinage

7 2460747

d'une deuxième classe prédéterminée, par exemple un retour à une condition normale à partir d'une condition d'arc, de court-circuit ou de contamination excessive d'intervalle, ou une condition d'intervalle ouvert, on diminue l'un des deux intervalles, intervalle entre impulsions Toff et in- tervalle de coupure Toff, et on augmente l'autre des deux

intervalles. Ce deuxième peut être augmenté lorsque le pre-

mier des deux intervalles est réduit en-dessous d'une va-

leur prédéterminée.

De préférence, la somme des intervalles entre impul-

sions Toff et des intervalles de coupure Toff dans un cy-

cle unique de trains est maintenu pratiquement constant pour maintenir à la valeur désirée l'intensité d'usinage moyen.

Sous un deuxième aspect, l'invention procure un dis-

positif pour usiner par décharges électriques une pièce avec une électrode outil disposée de part et d'autre d'un

intervalle d'usinage rempli de fluide, ce dispositif com-

prenant des moyens d'alimentation en courant pour appliquer

au travers de l'intervalle une succession de trains d'im-

pulsions élémentaires discrètes ayant une durée d'impulsiors Ton et un intervalle entre impulsions TOff, les trains ayant une durée Ton et un intervalle de coupure entre trairs Toff, des moyens de détection d'intervalle d'usinage pour enregistrer les conditions de l'intervalle d'usinage et

émettre un premier signal représentant une première condi-

tion prédéterminée, par exemple une condition d'arc, de court-circuit ou de contamination excessive d'intervalle,

et des moyens de commande associés aux moyens d'alimenta-

tion en courant pour augmenter l'un des deux intervalles en réponse au premier signal et diminuer l'autre des deux intervalles. Le détecteur d'intervalle d'usinage peut également être adapté pour émettre un deuxième signal représentant une deuxième condition d'intervalle, par exemple un retour

à partir d'une condition d'arc, de court-circuit ou de con-

tamination excessive d'intervalle ou d'une condition de circuit ouvert, de telle sorte que les moyens de contrôle peuvent également répondre au deuxième signal pour réduire l'un des deux intervalles, Toff et Toff, et augmenter

8 2460747

l'autre lors du développement de la deuxième condition

d'intervalle d'usinage.

De préférence, des moyens de réglage sont prévus pour régler chacun des deux intervalles, intervalle entre impulsions Toff et intervalle de coupure entre trains Toff

à l'intérieur d'une plage prédéterminée. Les moyens de ré-

glage sont de préférence adaptés pour maintenir pratique-

ment constante la somme d'une période totale d'intervalles entre impulsions Toff et d'intervalles de coupures Toff

dans un seul cycle des trains.

L'invention sera mieux comprise à la lecture de la

description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple

seulement, de réalisations particulières, en liaison avec le dessin joint sur lequel: La figure 1 est un schéma représentant un dispositif pour mettre en oeuvre la présente invention; La figure 2 représente des graphiques en fonction du temps illustrant le fonctionnement du dispositif de la figure 1;

La figure 3 est un schéma représentant une autre réa-

lisation de la présente invention; et La figure 4 représente des graphiques en fonction du

temps illustrant le fonctionnement du dispositif de la fi-

gure 3.

La figure 2a représente une succession de trains A d'impulsions d'usinage élémentaires a. Chaque train A est représenté comportant un nombre N d'impulsions d'usinage

élémentaires a ayant une durée d'impulsion Ton, un inter-

valle entre impulsions Toff et une période de TO = TOn+ TOif Ces paramètres d'impulsions, ainsi qu'une intensité de

pointes d'impulsions Ip, sont réglés en fonction des résul-

tats d'usinage recherchés, notamment le fini de surface à obtenir, des matières de l'électrode, des polarités et

d'autres paramètres d'usinage pris en compte. De façon ca-

ractéristique, la durée d'impulsion élémentaire Ton est comprise entre 0, 1 et 100 microsecondes et l'intervalle entre impulsions Toff est compris entre 0,1 et 50 à 100

microsecondes. Chaque train A a une durée Ton, un interval-

le de coupure Toff et une période TO = Ton + Toff. L'inter-

valle de coupure Toff doit être suffisant pour permettre à

9 2460747

l'intervalle d'usinage d'être décontaminé des décharges élémentaires précédentes et prêt à accepter les impulsions d'usinage suivantesa, tandis que la durée Ton de chaque

trains A interposé entre les intervalles de coupures suc-

cessifs Toff doit être limitée à une durée pendant laquelle

les impulsions élémentaires a appliquées avec des interval-

les minimaux TOff peuvent créer des décharges dispersives, discrètes et indépendantes sans provoquer une décharge d'arc continu qui risque de survenir lorsque les copeaux

d'usinage et d'autres résidus s'accumulent dans l'inter-

valle d'usinage. De façon caractéristique, on choisit la durée Ton et l'intervalle Toff des trains A dans une plage comprise entre 5 microsecondes et 1 milliseconde. Selon la présente invention, l'intervalle Toff entre les impulsions élémentaires a et l'intervalle de coupure Toff entre des

trains successifs A sont commandés dans une opération d'usi-

nage donnée en réponse à l'avancement de l'usinage.

En se reportant à la figure 1 qui représente une source d'alimentation en courant selon l'invention, on voit une électrode outil 1 juxtaposée à une pièce à usiner 2 pour

former entre elles un intervalle d'usinage G rempli de flui-

de. Une source de courant continu 3 est raccordée à l'élec-

trode outil 1 et à la pièce à usiner 2 en série avec un in-

terrupteur de puissance 4, représenté par un transistor, et

une résistance de limitation de courant 5, qui sert égale-

ment de moyen pour détecter l'intensité de décharge traver-

sant l'intervalle d'usinage G. L'électrode outil 1 est re-

présentée sous la forme d'une électrode tridimensionnelle massive utilisée pour usiner la pièce 2 dans une machine d'usinage par électroérosion à plongée. L'outil 1 peut avoir l'une quelconque de nombreuses autre formes, y compris un

fil ou une électrode allongée continue analogue habituel-

lement utilisée dans une machine d'usinage par électroéro-

sion à fil mobile.

Le dispositif comporte également un élément monosta-

ble 6, des circuits de trigger de Schmitt 7 à 11, un circuit

de retard 12, des portes ET 13 à 22, des inverseurs ou por-

tes NON 13a à 17a, des portes OU 23 à 26, un compteur dé-

compteur ou compteur réversible 27, des compteurs à présé-

2460747

lection 28 à 32, un élément bistable RS 33, un générateur

d'impulsions d'horloge 34, un bouton poussoir 35 pour dé-

clencher le fonctionnement, un interrupteur de source 36,

et des bornes de sortie 37 à 44 raccordées à diverses uni-

tés de commande non-représentées. Les triggers de Schmitt 7 à 11 sont raccordés à une

résistance de détection 5 pour mesurer l'intensité de dé-

charge traversant l'intervalle d'usinage G et distinguer

l'un de l'autre les états de décharge d'intervalle.

Le circuit de Schmitt 7 a son niveau de déclenchement fixé à une valeur basse telle qu'il peut être déclenché sans faute lorsqu'une décharge électrique survient dans l'intervalle d'usinage G, quelle que soit l'intensité de la

décharge. Le circuit de Schmitt 8 a son niveau de déclen-

chement réglé de façon à correspondre à la valeur la plus basse de l'intensité de décharge pouvant contribuer à un enlèvement de matière. Les circuits de Schmitt 9 et 10 ont leur niveau de déclenchement réglé pour correspondre à la valeur la plus basse et la valeur la plus haute d'une plage

optimale d'intensité de décharge.

Le circuit de Schmitt 11 a son niveau de déclenche-

ment réglé de-façon à correspondre à une limite de sécurité supérieure de l'intensité de décharge. Les portes ET 13 à combinent les sorties de discrimination des triggers de Schmitt 8 à 11 pour fournir des sorties de commande. Ainsi, lorsque l'état de décharge d'intervalle est favorable, les circuits de Schmitt 8 et 9 sont déclenchés tandis que les

circuits 10 et 11 ne le sont pas. Il en résulte que la por-

te ET 14 a une sortie "1" et maintient les portes ET 13 et 15 à une sortie "0". Lorsque l'intensité de décharge tombe

en-dessous du niveau inférieur de la-plage optimale, le cir-

cuit de Schmitt 9 concerve son état de déclenchement de sor-

te que la porte ET 13 a une sortie "1" et la porte ET 14 a une sortie "0". Lorsque l'intensité de décharge est trop

élevée et se trouve au-dessus de la plage optimale, le cir-

cuit de Schmitt 10 est déclenché pour laisser la seule por-

te ET 15 développer la sortie "1" et, si de plus la limite

de sécurité est dépassée, le circuit de Schmitt 11 est dé-

clenché de sorte que toutes les portes ET 13, 14 et 15 dé-

veloppent la sortie "0". Les bornes de sortie 37 à 39 sont il 2460747 raccordées à une unité d'avancement d'électrode asservie

non représentée, et l'autre borne de sortie 40 est raccor-

dée à une unité de commande de secours, également non repré-

sentée. L'élément monostable 6, qui peut être constitué par

un multivibrateur monostable, procure une succession d'im-

pulsions haute fréquence a cycliquement interrompue pour former des trains successifs A comme il est représenté sur

la figure 2a, et il a une durée de fonctionnement corres-

pondant à la durée d'impulsions Ton des impulsions haute fréquence. Le compte présélectionné N du compteur 30 correspond au nombre d'impulsions haute fréquence a survenant pendant

chaque durée Ton des trains successifs A, comme il est re-

présenté sur la figure 2. Ainsi, le compteur 30 émet une impulsion de sortie chaque fois que l'élément monostable 6

a effectué N déclenchements. L'impulsion de sortie est en-

voyée à l'élément bistable 33 pour l'amener à l'état armé pour interrompre les impulsions haute fréquence a. Le compte préfixé N du compteur 30 est réglé, par exemple entre 2 et Le circuit de retard 12 a une durée de fonctionnement un petit peu plus courte que la durée Ton des impulsions

haute fréquence a et permet le passage de seulement une por-

* tion terminale de chaque impulsion de sortie de l'élément

monostable 6.

Les compteurs à présélection 28 et 29 sont destinés à contrôler la fréquence des impulsions d'intervalle non

efficaces et ont leurs comptes présélectionnés M et m res-

pectivement, le niveau M étant suffisamment inférieur au niveau N, mais très supérieur à m. Par exemple M=25 à 28 et m= 2 à 23 pour N=29 à 213. Ainsi, les impulsions de sortie successives du circuit de retard 12 sont comptées par le compteur 28 et sont également appliquées à la porte ET 16,

qui est située en amont du compteur 29 sur un canal séparé.

La porte ET 16 est à l'état "conducteur" aussi longtemps qu'une décharge d'intervalle d'usinage et de ce fait, le circuit de Schmitt 7 reste non déclenché et elle fait passer ensuite les impulsions de sortie des circuits 12 au compteur

29. En d'autres termes, le compteur 28 compte chaque commu-

tation de l'interrupteur de puissance 4, tandis que le cafp-

teur 29 comporte sélectivement chaque impulsion non effica-

ce. Lorsque la fréquence des impulsions non efficaces ex-

cède le rapport m/M, une impulsion de sortie est émise par le compteur 29. Le compteur décompteur 27 comporte un affichage à six bits 27-1, 27-2, 27-3, 27-4, 27-5, et 27-6 et il a une borne de comptage 27-7 et une borne de décomptage 27-8 de telle sorte que, lorsqu'une impulsion d'entrée apparait à la borne de comptage 27-7, l'affichage se déplace vers la gauche, et lorsqu'une impulsion d'entrée se développe à la borne de décomptage 27-8, l'affichage se déplace vers la

droite sur la figure.

Les compteurs à présélection 31 et 32 sont prévus, avec le générateur d'impulsions d'horloge 34, pour émettre

une série d'impulsions d'horloge, pour procurer l'interval-

le entre impulsions Toff des impulsions haute fréquence a,

comme il est représenté sur les figures 2a et 2b, et l'in-

tervalle de coupure Toff, respectivement, des trains succes-

sifs A représentés sur la figure 2a. Les impulsions d'hor-

loge produites par le générateur 34 sont représentées en c

sur la figure 3a et ont une période IC.

Pour déclencher une opération d'usinage, on ferme

les interrupteurs 35 et 36. Dans cet état, tous les comp-

teurs à présélection 28 à 32 et l'élément bistable 33 sont

remis à zéro. Le compteur décompteur 27 a son affichage dé-

placé de la première position 27-1 à la position, par exem-

ple, 27-3. Le générateur d'impulsions d'horloge 34 commence

à fonctionner et l'élément instable 6 est excité pour émet- tre une impulsion de sortie ayant une durée Ton. L'interrup-

teur de puissance 4 est alors fermé pour appliquer une im-

pulsion d'usinage élémentaire a au travers de l'intervalle d'usinage G entre l'électrode outil 1 et la pièce à usiner

2. En supposant que l'impulsion donne une décharge électri-

que favorable, les circuits de Schmitt 7, 8 et 9 sont déclen-

chés, tandis que les circuits de Schmitt 10 et 11 restent

non déclenchés, permettant à la porte ET 14 seulement de dé-

velopper la sortie "1". La sortie du circuit de retard 12

arrive, d'une part, au compteur 28 pour effectuer un comp-

tage vers le haut, mais d'autre part, est bloquée dans la porte ET 16 fermée et, de ce fait, ne peut pas rentrer dans le compteur 29. En conséquence, il ne se développe aucune entrée au compteur décompteur 27 et la position

d'affichage de ce dernier reste inchangée.

La sortie de l'élément monostable 6 entre également dans le compteur à présélection 30. Du fait que l'élément bistable RS 33 est dans l'état réarmé, les impulsions d' horloge c provenant du générateur 34 ne peuvent passer à travers la porte ET 18. Les impulsions d'horloge ne peuvent également passer à travers la porte ET 17, qui est bloquée aussi longtemps que l'impulsion de sortie de l'état "1" de

l'élément monostable 6 existe. Ce n'est que lorsque l'élé-

ment monostable 6 est ramené à l'état stable pour fournir

une sortie "0" que les impulsions d'horloge c peuvent pas-

ser à travers la porte ET 17 pour entrer dans les compteurs

31 et 32.

Le compteur à présélection 31 est constitué par un compteur à présélection à plusieurs étages pour commander

sélectivement l'intervalle entre impulsions roff des impul-

sions haute fréquence a et il a quatre bornes de sortie 31-

1, 31-2, 31-3, et 31-4. Chaque fois que l'un des quatre niveaux présélectionnés de comptage ni, n2, n3 et n4 est

atteint, des signaux d'impulsions de développent respecti-

vement aux sorties 31-1, 31-2, 31-3 et 31-4 en séquence.

Dans l'état représenté, les impulsions sortant des bornes de sortie 31-1, 31-3 et 31-4 ne peuvent passer à travers les portes ET 19, 21 et 22 dans l'étage suivant. Seule l' impulsion provenant de la borne de sortie 31-2 peut passer à travers la porte ET 20 et la porte OU 26 pour déclencher l'élément monostable 6. En conséquence, l'intervalle entre

impulsions Toff établi à l'élément monostable 6 est déter-

miné par la position d'affichage du compteur décompteur 27 et du compte présélectionné n du compteur 31 et la période

TC des impulsions d'horloge produites par le générateur 34.

Quatre durées différentes Tl, T2, T3 et T4 de l'intervalle

entre les impulsions élémentaires successives a sont repré-

sentées sur la figure 2b comme étant formées à partir des

impulsions d'horloge c en des nombres ni, n2, n3 et n4 re-

présentés sur la figure 2c et établis respectivement par

nl.Tc, n2.Tc, n3.Tc, et n4.Tc.

1 3 Le même cycle est répété N fois, N étant le compte présélectionné du compteur à présélection 30. Lorsque se développent des décharges d'intervalle dont l'intensité de courant est si faible que le circuit de Schmitt 9 reste non déclenché, ou lorsque des impulsions-d'intervalle ineffica-

ces sont détectées à une fréquence supérieure à m/M, la po-

sition d'affichage du compteur décompteur 27 est déplacée vers la droite ou vers un bit de niveau inférieur. Il en

résulte une réduction de l'intervalle entre impulsions TOff.

Inversement, lorsque se développent trop de décharges qui

déclenchent le circuit de Schmitt 10, la position d'afficha-

ge du compteur décompteur 27 est décalée vers la gauche ou

vert un bit de niveau supérieur. Il en résulte un allonge-

ment de l'intervalle entre impulsions Toff.

Lorsque la position d'affichage du compteur 27 atteint le bit de plus bas niveau 27-1, l'élément monostable 6 s' arrête. Au même moment, il se développe un signal sur la

borne 41 qui est transmis à une unité d'alerte non représen-

tée. Inversement, lorsque le bit le plus haut niveau 27-7 est atteint, la borne 33 émet un signal de commande pour

actionner une unité de va-et-vient d'électrode non représen-

tée. En l'absence de l'une quelconque de ces conditions extrêmes, l'élément monostable 6 continue à fonctionner pour

permettre à l'usinage de progresser. Les impulsions d'hor-

loge c émises pendant l'intervalle entre impulsions Toff

sont toutes comptées par le compteur 32 et y sont accumulées.

Lorsque le cycle précédent est répété N fois, N étant le nombre sélectionné dans le compteur 30, ce dernier émet une impulsion de sortie qui amène l'élément bistable RS 33 à l'état armé. Le signal de sélection peut être transmis par la borne 42 à l'unité asservie d'avance d'électrode (non

représentée) pour arrêter momentanément l'opération d'asser-

vissement. Lorsque l'élément 33 est réarmé, la porte ET 17 est bloquée et le compteur à présélection 31 cesse de compter les impulsions d'horloge, arrêtant de ce fait momentanément l'opération de l'élément monostable 6. D'autre part, les impulsions d'horloge c passent à travers la porte ET 18 et la porte OU 24 et pénètrent dans le compteur à présélection

32 pour l'actionner.

En d'autres termes, un train A ayant une durée Ton d'impulsions haute fréquence successives a représentées sur la figure 2a se termine, et l'intervalle de coupure Toff commence. Le compteur à présélection 32 a une valeur fixée par avance correspondant à la somme des intervalles entre

impulsions Toff et des intervalles de coupure Toff à inclu-

re dans un seul cycle ou période TO de trains successifs A d'impulsions élémentaires a et correspondant au nombre d'impulsions d'horloge c à compter. Ainsi, à la fin de la durée Ton, il existe le nombre d'impulsions d'horloge c déjà compté correspondant à la somme des intervalles entre impulsions Toff ou EToff pendant les trains unitaires A. Il en résulte que Toff = zToff - EToff. En conséquence, étant

donné un EToff constant, tout changement dans EToff est ef-

fectivement compensé par la variation de l'intervalle de

coupure Toff.

La figure 3 montre une variante de la disposition de

la figure 1 dans laquelle l'ensemble de circuits 44 à l'in-

térieur de la ligne en traits mixtes correspond à l'ensemble de circuits préalablement montrés et décrits. Des compteurs

et 46 ayant des valeurs inférieures de comptage présélec-

tionnées sont entier, y compris le compteur décompteur 27.

Un générateur d'impulsions d'horloge 47 et un générateur d'impulsions de commande 48 comportant un oscillateur haute fréquence 48-1, un oscillateur basse fréquence 48-2 et une porte ET 48-3 sont en outre prévus. On voit également des

générateurs d'impulsions de commande 49, 50 et 51 similai-

res au générateur 48, avec un registre 52, d'autres portes

ET 53 à 56 et une porte OU 57.

Les formes d'ondes des impulsions de sortie du géné-

rateur d'horloge 47, de l'oscillateur haute fréquence 48-1,

de l'oscillateur basse fréquence 48-2, des générateurs d'in-

pulsions de commande 48, 49, 50, 51 sont représentés en (a) P 47, (b) P 48-1, (c) P 48-2, (d) P 48, (e) P 49, (f) P 50

et (g) P 51 sur la figure 4 respectivement.

Les générateurs d'impulsions de commande 48, 49, 50 et 51 fonctionnent en synchronisme avec les impulsions d'

horloge c produites par le générateur 47 pour procurer dif-

férents trains successifs A d'impulsions haute fréquence a ayant une durée fixée Ton et un intervalle variable Toff 1 6 égal respectivement Tl, T2, T3 et T4, les trains ayant la durée Ton = Tl, T2, T3 et T4 et l'intervalle de coupure

- Toff = T1, T2, T3 et T4 respectivement.

Le registre 50 associé au compteur décompteur 27 a une borne d'entrée raccordée au générateur d'impulsions 47.

Chaque fois qu'arrive une impulsion d'horloge c, le regis-

tre 50 charge les quatre bits centraux du compteur décomp-

teur 27. Le fonctionnement de l'ensemble du circuit apparat de ce qui précède. La sortie du générateur de commande 48, 49, 50, 51 sélectionnée par une position d'affichage du

registre 52, actionne l'interrupteur de puissance 4 raccor-

dant la source de courant à l'électrode outil 1 et à la pièce 2 pour appliquer au travers de l'intervalle G des impulsions d'usinage commandées. L'état des décharges dans l'intervalle d'usinage G est détecté par le circuit 44 pour actionner sélectivement les générateurs de commande 48, 49,

et 51.

On notera de ce qui précède que la présente inventim

procure un nouveau procédé et un nouveau dispositif d'usi-

nage par décharges électriques selon lesquels une opération

d'usinage peut être effectivement et efficacement surveil-

lée pour améliorer le rendement d'usinage et obtenir de

meilleurs résultats. L'intensité d'usinage moyenne est avan-

tageusement maintenue à la valeur désirée sans perte dans la précision d'usinage, ni dans la rugosité de surface qui

en résulte.

Bien entendu, on peut appliquer diverses modifica-

tions aux réalisations de l'invention représentées et décri-

tes. Par exemple, le nombre N d'impulsions élémentaires a

dans un seul train A, la durée d'impulsions Ton et l'inten-

sité de pointe Ip des impulsions élémentaires a et la durée Ton des trains A peut être réglée indépendamment, ou en combinaison, ainsi que l'intervalle entre impulsions Toff

et l'intervalle de coupure Toff. On peut également conce-

voir diverses dispositions de circuit sans s'écarter de

l'esprit de l'invention.

O O O O

17 2460747

Claims (8)

REVENDICATIONS

1 - Procédé pour usiner par décharges électriques une

pièce juxtaposée à une électrode outil au travers d'un inter-

valle d'usinage rempli de fluide, caractérisé en ce qu'on applique au travers de l'intervalle d'usinage une succession

de trains espacés dans le temps d'impulsions d'usinage élé-

mentaires ayant une durée d'impulsions Ton et un intervalle entre impulsions TOff, les trains ayant une durée Ton et un intervalle de coupure Toff, et en ce que, en réponse à une

condition d'intervalle d'usinage d'une première classe pré-

déterminée, on augmente l'un des deux intervalles, interval-

le entre impulsions Toff et intervalle de coupure Toff, et

on diminue l'autre des deux intervalles.

2 - Procédé selon la revendication 1,caractérisé en

ce que l'autre des deux intervalles, Toff et Toff, est di-

minué lorsque le premier des deux dépasse une valeur prédé-

terminée.

3 - Procédé selon la revendication 1 ou la revendica-

tion 2, caractérisé en ce que, en réponse à une condition d'intervalle d'usinage d'une deuxième classe prédéterminée,

on diminue l'un des deux intervalles, intervalle entre im-

pulsions Toff et intervalle de coupure Toff, et on augmente

l'autre des deux intervalles.

4 - Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'autre intervalle est augmenté lorsque le premier

des deux est réduit en-dessous d'une valeur prédéterminée.

- Procédé selon l'une quelconque des revendications

précédentes, caractérisé en ce qu'on maintient pratiquement constante la somme des intervalles entre impulsions Toff et

des intervalles de coupure Toff dans un seul cycle de trains.

6 - Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que Ton est compris entre 0,1 et 100 microsecondes et que

Ton est compris entre 5 microsecondes et 1 milliseconde.

7 - Dispositif pour usiner par décharges électriques une pièce (2) avec une électrode outil (1), au travers d'un intervalle d'usinage (G) rempli de fluide, caractérisé en ce qu'il comprend des moyens d'alimentation en courant (3, 4, 5,

6) pour appliquer en travers de l'intervalle (G), une succes-

sion de trains d'impulsions élémentaires discrètes ayant une

1 8 2460747

durée d'impulsions Ton et un intervalle entre impulsions

Toff, les trains ayant une durée Ton et un intervalle de -

coupure Toff-, des moyens (7 à 11), de détection d'interval-

le d'usinage pour contrôler les conditions de cet intervalle d'usinage pour procurer un premier signal représentant une condition d'intervalle d'une première classe prédéterminée,

et des moyens (27 -31, 19-22) de commande associés aux mo-

yens d'alimentation en courant pour augmenter l'un des deux intervalles, intervalle entre impulsions TOff et intervalle de coupure Toff, en réponse à ce premier signal et diminuer

l'autre des deux intervalles.

8 - Dispositif selon la revendication 7, caractérisé en ce que les moyens de détection d'intervalle d'usinage sont adaptés pour émettre un deuxième signal représentant

une condition d'intervalle d'une deuxième classe prédéter-

minée, et que les moyens de commande sont sensibles à ce deuxième signal pour diminuer l'un des deux intervalles et

augmenter l'autre.

9 - Dispositif selon la revendication 7 ou la reven-

dication 8, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de réglage pour régler au moins l'un des intervalles, Toff et

Toff, à l'intérieur d'une plage prédéterminée.

- Dispositif selon la revendication 9, caractérisé en ce que les moyens de réglage sont adaptés pour maintenir

pratiquement constante la somme-des intervalles entre impul-

sions Toff et des intervalles de coupure Toff dans un seul

cycle de trains.

O O O O

O O O O