FR2492711A1 - Procede et dispositif d'usinage par electro-erosion - Google Patents

Abstract

PROCEDE ET DISPOSITIF POUR USINER PAR ELECTRO-EROSION UNE PIECE, NOTAMMENT POUR FORMER UNE CAVITE TRIDIMENSIONNELLE DANS UNE PIECE, AVEC UN FIL-ELECTRODE 1 OU UN BARREAU-ELECTRODE DEPLACE SELON PLUSIEURS AXES, DANS LESQUELS L'ELECTRODE-OUTIL 1 VIBRE TRANSVERSALEMENT A SON AXE A UNE FREQUENCE DE RESONANCE. UN TRANSDUCTEUR 17 TRANSFORME LES VIBRATIONS MECANIQUES EN UN SIGNAL ELECTRIQUE CORRESPONDANT ET UN CIRCUIT DE DETECTION 41 DETECTE UN CHANGEMENT DU SIGNAL PROVENANT DU TRANSDUCTEUR EST DU A UN GLISSEMENT DE LA RESONANCE PRODUIT PAR L'USURE PAR EROSION DE L'ELECTRODE-OUTIL.

Description

Procédé et dispositif d'usinage par électro-érosion.

La présente invention concerne de façon générale l'usinage par électroérosion d'une pièce conductrice de l'électricité par une électrode-outil; elle concerne notamment un procédé et un dispositif améliorés d'usinage par électro-érosion, dans lesquels on peut déterminer de façon précise l'usure de l'électrode-outil, permettant ainsi la continuation du processus d'usinage de la pièce par électro-érosion, en même temps que l'usure de l'électrode-outil est automatiquement compensée. Dans un usinage par électro-érosion, le terme utilisé ici désignant u n procédé d'usinage dans lequel la matière d'une pièce conductrice est enlevée au moins partiellement par action de décharges électriques, une électrodeoutil est juxtaposée avec écartement à une pièce à u s i n e r en délimitant entre elle et la pièce un intervalle d'usinage

parcouru par un liquide d'usinage, tandis qu'on fait passer en-

tre l'électrode-outil et la pièce un courant d'usinage d'élec-

tro-érosion, habituellement sous la forme d'une succession d'impulsions électriques. On produit ainsi des décharges électriques successives au travers de l'intervalle d'usinage

parcouru par le liquide d'usinage, pour enlever par électro-

érosion de la matière sur la pièce. Au fur et à mesure de cet enlèvement de matière, un système asservi fait avancer

l'électrode-outil supportée par une tête pour maintenir pra-

tiquement constant l'intervalle d'usinage qui tend a s'agrandir.

Dans le processus d'érosion, la face active de l'électrode-

outil peut simultanément s'user par érosion. Bien que diver-

ses techniques, telles que la "formation" d'impulsions d'éro-

sion individuelles ou en groupe, le réglage du débit de li-

quide dans l'intervalle d'usinage et l'utilisation d'une ma- tière d'électrode particulière, se soient révélées efficaces

pour réduire au minimum l'usure de l'électrode-outil par éro-

sion ou pour réaliser un mode d'usinage appelé "sans usure", l'usure de l'outil est néanmoins inévitable dans certaines

opérations d'usinage, telles que la finition ou la super-

finition, et même doit être produite positivement dans d'au-

tres opérations d'usinage, dans le but d'augmenter le rende-

ment d'usinage. Le genre particulier d'usinage par électro-

érosion, qui rend l'usure inévitable et même souhaitable, uti-

lise une électrode-outil mince et de section transversale sim-

ple, par exemple un fil-électrode ou un barreau de section transversale circulaire ou carrée, pour usiner dans la pièce une cavité tridimensionnelle large et/ou complexe. La cavité est alors formée dans la pièce en déplaçant de façon commandée !së!ectrode-outil par rapport à la pièce suivant plusieurs axes dans un système de coordonnées tridimensionnelles selon un ensemble prescrit de déplacements qui détermine le contour de

la cavité désirée.

Dans ces opérations d'usinage qui impliquent avantageusement

une usure d'électrode, il apparatt qu'il est extrêmement im-

portant de déterminer de façon précise et instantanée l'usure de la face d'usinage de l'électrode pour permettre de maintenir

à sa dimension optimale l'intervalle d'usinage.

On a toutefois constaté que le taux d'usure de l'électrode-

outil dépend de toute une variété de facteurs d'usinage, entre

autres la matière et la forme de l'outil, les paramètres rete-

nus pour les impulsions d'érosion, le type de liquide d'usinage et son mode d'amenée dans la zone de l'intervalle. Comme autres facteurs, on peut citer la profondeur instantanée d'usinage,

la forme des parties déjà usinées et leurs interactions physi-

ques avec les courants de liquide d'usinage qui peuvent varier

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d'un moment à l'autre. Il est donc pratiquement impossible

de relier l'un à l'autre ces facteurs pour déterminer de fa-

çon précise le taux d'usure de l'outil ou pour préparer,pour un système de commande, un programme approprié pour faire avancer l'électrode-outil de manière à compenser de façon précise l'usure réelle de l'outil. On peut à peine obtenir

un programme empirique sur la base d'une opération indivi-

duelle d'usinage expérimental. En conséquence, l'approche classique prise pour déterminer l'usure de l'outil est basée sur l'enregistrement et l'analyse de l'état des décharges d'érosion. On a par exemple mesuré le rapport du nombre des

impulsions sans effet ou des impulsions d'ares au nombre to-

tal d'impulsions appliquées par unité de temps, la tension de déclenchement des décharges ou l'impédance d'intervalle et on a agencé le système d'asservissement de l'électrode pour faire avancer l'électrodeoutil et maintenir à une valeur

constante donnée l'une quelconque de ces variables.

Toutefois, l'état des décharges ne représente pas exclusive-

2O ment la dimension physique de l'intervalle d'usinage, mais reflète le degré de contamination du liquide d'usinage, les

conditions d'impulsions d'usinage et d'autres variables d'in-

tervalles et il est pratiquement impossible d'en extraire des informations concernant exclusivement la valeur physique de l'intervalle d'usinage. Ainsi, un état dans lequel on obtient de façon continue des décharges satisfaisantes ne représente pas toujours un intervalle d'usinage d'une dimension choisie et il est même possible qu'une série continue de décharges

satisfaisantes ne procure pas la précision voulue d'usinage.

C'est un but important de la présente invention de fournir

un procédé et un dispositif améliorés pour usiner par électro-

érosion une pièce avec une électrode-outil, dans lesquels l'usure de l'électrode-outil peut être déterminée de façon précise pour permettre de compenser automatiquement l'usure dans l'usinage continu de la pièce pour y former une cavité de forme désirée, notamment, mais de façon non exclusive, en déplaçant selon plusieurs axes l'électrode-outil par rapport

à la pièce.

Un autre but important de l'invention est de fournir un

procédé et un dispositif améliorés d'usinage par électro-

érosion, dans lesquels on peut positionner la face d'usinage d'une électrode-outil tendant à s'user par érosion à une

distance précise donnée de la pièce à usiner.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif améliorés du type considéré avec des moyens simplifiés pour faire avancer l'électrode-outil par rapport à la pièce afin de maintenir de façon précise à une-valeur pratiquement constante la dimension de l'intervalle d'usinage

entre la pièce et l'outil.

Un autre but de l'invention est de fournir un procédé et un dispositif nouveaux pour déterminer de façon précise l'usure

de l'électrode-outil dans un processus d'usinage par électro-

érosion, notamment un usinage par déplacement selon plusieurs axes, lesquels procédé et dispositif permettent de déduire de façon précise un facteur concernant l'usure de l'outil de

l'analyse des conditions de décharges électriques dans l'in-

tervalle d'usinage, permettant ainsi de saisir de façon pré-

cise d'autres facteurs d'usinage, tels que le degré de conta-

mination du liquide d'usinage dans l'intervalle, grâce à quoi on peut augmenter. la précision d'usinage dans une opération

d'usinage donnée.

Selon un premier aspect, la présente invention fournit un pro-

cédé pour usiner par électro-érosion une pièce avec une électrode-outil, dans lequel on supporte l'électrode-outil pour amener sa portion terminale libre définissant une face d'électrode d'usinage à une certaine distance en juxtaposition avec la pièce et pour définir avec celle-ci un intervalle d'usinage, on fait circuler dans l'intervalle d'usinage un liquide d'usinage, on fait vibrer transversalement à une fréquence donnée la portion terminale libre de l'électrode-outil, on

fait passer un courant d'usinage d'érosion entre l'électrode-

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outil et la pièce pour enlever par électro-érosion de la matière de la pièce, tout en laissant la face d'usinage de l'électrode s'user par érosion, et on détecte cette usure par érosion de l'électrode-outil en détectant un changement dans le mode de la vibration. De façon spécifique, l'électrode-outil est supportée de façon

à présenter une portion terminale libre d'une longueur pré-

déterminée, dont la fréquence de vibration précitée est une

fréquence de résonance de cette portion terminale.

La fréquence des vibrations auxquelles est amenée à vibrer la portion terminale libre de l'électrode-outil estde préférence,

supérieure à 0,5 MHz et, de préférence, supérieure à 10 MHz.

De façon spécifique, dans le procédé selon l'invention, on fait avancer automatiquement l'électrode-outil par rapport à

la pièce en réponse à un changement dans les vibrations préci-

tées pour maintenir pratiquement constante la dimension de

l'intervalle d'usinage.

Sous un deuxième aspect, l'invention fournit un dispositif

pour usiner par électro-érosion une pièce avec une électrode-

outil, ce dispositif comportant une tête porte-outil pour supporter l'électrode-outil de façon à amener sa portion terminale libre définissant une face d'électrode d'usinage à une certaine distance en juxtaposition avec la pièce et définir avec celle-ci un intervalle d'usinage, des moyens pour faire circuler dans l'intervalle d'usinage un liquide d'usinage, des moyens pour faire vibrer transversalement à une fréquence donnée la portion terminale libre de l'électrode-outil, des moyens de source de courant pour faire passer un courant d'usinage d'érosion entre l'électrode-outil et la pièce et enlever ainsi par électro-érosion de la matière sur la pièce, tout en laissant la face d'usinage de l'électrode s'rser par érosion, et des moyens de détection de l'usure de l'électrode pour détecter un changement dans le mode de vibration causé

par l'usure de la face d'usinage de l'électrode.

De façon spécifique, les moyens de détection peuvent compor-

ter un transducteur pour transformer les vibrations de la

portion terminale libre en un signal électrique correspon-

dant et des moyens pour détecter une perturbation ou une disparition du signal provenant du transducteur causée par

l'usure de la face d'usinage de l'électrode.

On peut prévoir des moyens de commande de l'avance d'usinage pour déplacer tridimensionnellement l'une par rapport à l'autre la tête porte- outil et la pièce dans un système de

coordonnées tridimensionnelles selon un trajet prescrit défi-

nissant le contour de la cavité désirée à usiner dans la pièce. Le système de coordonnées tridimensionnelles peut être un système de coordonnées orthogonales,comportant un premier axe de coordonnées parallèles à l'axe de l'électrode-outil ou coïncidant avec celui-ci, et un deuxième et un troixième axe

de coordonnées perpendiculaires l'un à l'autre, et perpendi-

culaires tous deux au premier axe de coordonnées. Les moyens

de commande de l'avance comportent alors trois moteurs d'en-

traînement indépendants propres à déplacer la tête porte-

outil par rapport à la pièce, respectivement selon le premier, le deuxième et le troisième axe de coordonnées. Une commande numérique peut être prévue pour envoyer aux trois moteurs d'entraînement des signaux d'entraînement respectifs de façon que la facedtusinagé de l'électrode sur la portion terminale libre de l'électrode-outil décrive le trajet tridimensionnel

prescrit programmé dans la commande numérique.

L'électrode-outil peut se présenter sous la forme d'un outil

allongé continu tel qu'un fil, se terminant à la portion ter-

minale libre précitée. Un tel outil, par exemple en cuivre ou en alliage de cuivre, peut avoir un diamètre ou une épaisseur

comprise entre 0, 05 et 1 mm, et peut être supporté par la tê-

te porte-outil de façon à pouvoir être déplacé axialement par rapport à cette tête et présenter la portion terminale libre d'une longueur prédéterminée pour que celle-ci puisse vibrer transversalement à une fréquence donnée correspondant à une fréquence de résonance de cette portion terminale. Les moyens de commande de l'avance de l'électrode peuvent être prévus indépendamment des moyens de commande de l'avance d'usinage et peuvent fonctionner, lorsque les moyens de détection détectent une perturbation ou une disparition du signal en provenance du transducteur, pour faire avancer automatiquement l'électrode-outil selon le premier axe de coordonnées d'une distance prédéterminée ou jusqu'à la

disparition de la perturbation du signal, ou jusqu'au réta-

blissement du mode de vibration résonante d'origine. Ceci permet de renouveler la face d'usinage de l'électrode sur la portion terminale libre de l'outil à une position précise établie par le déplacement de la tête porte-outil par rapport à la pièce selon le premier axe de coordonnées, par l'action

du premier moteur d'entraînement d'avance. Ceci permet égale-

ment à la portion terminale libre de l'outil sortant de la tête porteoutil de reprendre automatiquement sa longueur

prédéterminée, ce qui permet de maintenir une dimension cor-

recte d'intervalle d'usinage.

En variante, l'électrode-outil peut être maintenue de façon fixe par la tête porte-outil et peut avoir toute forme simple, mais de préférence se présenter sous la forme d'un corps mince tel qu'un fil ou un barreau. Lorsque l'électrode-outil s'use, la longueur de la portion terminale libre vibrante sortant de la tête porte-outil diminue, ce qui modifie la fréquence ou le mode de vibration résonant. Plusieurs réglages peuvent être prévus dans les moyens de détection pour répondre à un passage d'un mode de résonance prédéterminé à un autre, et le premier moteur d'entraInement d'avance peut être actionné en réponse à un tel changement pour faire avancer axialement

l'électrode-outil par rapport à la'pièce d'une distance pré-

déterminée selon le premier axe de coordonnées.

L'invention sera bien comprise.à la lecture de la description

détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement,de cer-

taines réalisations préférées, en liaisonavec le dessin joint, sur lequel: la figure 1 est un schéma, partiellement en vue en coupe en

élévation et partiellement sous forme de schéma-blocs, repré-

sentant un dispositif d'usinage tridimensionnel par électro-

érosion utilisant un fil-électrode continu; et la figure 2 est un schéma similaire représentant une machine

d'électro-érosion tridimensionnelle, utilisant une électrode-

outil fixée à la tâte porte-outil.

Le dispositif représenté sur la figure 1 utilise une électrode-

outil 1 sous la forme d un fil continu, par exemple en cuivre, et d'une épaisseur de 0,05 à 1 mm. L'électrode-outil 1 s'étend d'une tête porteoutil, repérée dans son ensemble en 2, de façon à présenter une portion terminale libre la se terminant par une face d'usinage lb qui est juxtaposée, à une certaine distance, au travers d'un intervalle d'usinage G, avec une pièce 3 dans laquelle on voit une cavité tridimensionnelle usinée par cette face. Le fil-électrode continu 1 est stocké sur un tambour 4 supporté dans un carter 5 qui fait partie de la tête porteoutil 2. Le carter 5 est fixé à une broche 6 conçue pour déplacer verticalement vers le haut ou vers le bas la tête porte-outil 2 dans le sens d'un axe Z. Le carter contient également un cabestan 7 et un galet de serrage 8

qui maintiennent le fil 1 entre eux, et un moteur d'entraine-

ment 9 pour faire tourner le cabestan 7 par l'intermédiaire d'une transmission (non représentée) pour déplacer axialement

le fil 1 guidé depuis le tambour 4 entre deux galets de freinage 10.

Deux autres galets 11 sont disposés pour guider le fil 1 de façon qu'il passeen coulissant à travers une ouverture à bord aigu 12 formée dans un manchon cylindrique 13 vissé

dans le carter 5 et p a s s e - ensuite en coulissant à tra-

vers une ouverture à bord aigu 14 formée dans un manchon en forme de coupe 15 vissé dans le manchon cylindrique 13. Un vibrateur à cornet ultrasonique 16 est monté dans le manchon 13 et a son extrémité active en contact léger avec le fil 1

à mi-distance entre les ouvertures 12 et 14.

Une source de courant d'usinage par érosion comporte une source

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de courant continu 20 raccordée électriquement, d'un côté

à l'un des galets de guidage 11 en contact avec le fil-

électrode 1 et de l'autre à la pièce 3. Un interrupteur de courant 21, par exemple une rangée de transistors, est monté en série dans le circuit raccordant la source de courant continu 20 au fil-électrode 1 et à la pièce 3, et est fermé

ou ouvert par un générateur d'impulsions de signaux 22 appli-

quant une succession d'impulsions d'usinage électrique entre

le fil-électrode 1 et la pièce 3, produisant ainsi des déchar-

ges électriques successives entre la face d'usinage lb sur la portion terminale libre du fil-électrode 1 et la pièce 3 au travers de l'intervalle d'usinage G parcouru par un liquide d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce 3. Le liquide d'usinage, par exemple un liquide aqueux, peut être amené dans l'intervalle d'usinage G par une ou plusieurs buses 24 communiquant avec une source de

liquide 25.

La pièce 3 est fermement montée sur une table 30 pouvant être déplacée par deux moteurs 31 et 32 dans un plan horizontal

X-Y perpendiculaire à l'axe vertical Z. Le moteur 31 est pro-

pre à déplacer la table 30 selon l'axe X et le moteur 32 à déplacer la table selon l'axe Y. Un autre moteur 33 est couplé à la broche 6 pour déplacer la tête porte-outil 2 verticalement selon l'axe Z. Les moteurs 31, 32 et 33 sont mis en marche par leurs circuits d'entraînement respectifs 34, 35 et 36 qui reçoivent des signaux d'entratnement d'une

commande numérique (NC) 37. Dans cette dernière sont program-

mées des données numériques définissant un trajet de dépla-

cement relatif entre la face d'usinage lb de l'électrode et

la pièce 3, les données étant transformées, pendant le fonc-

tionnement du dispositif,en signaux d'entraînement pour les moteurs 31, 32 et 33 de façon à déplacer la face d'usinage lb par rapport à la pièce 3 selon le trajet préprogranmm afin d'usiner dans la pièce 3 une cavité désirée du contour défini

par ce trajet.

Dans la disposition représentée,l'électrode-outil 1 est dispo-

sé pour projeter sa portion terminale libre la d'une longueur constante prédéterminée dû et le moteur 9 est conçu pour faire avancer l'électrodeoutil 1 du tambour de stockage 5 afin de compenser l'usure de l'électrode sur sa face d'usinage lb et maintenir ainsi cette longueur constante. Il est essentiel

que la portion terminale libre la puisse vibrer transversa-

lement à l'une de ses fréquences de résonance.

Le vibrateur à cornet ultrasonique 16 représenté, qui peut être d'une conception classique, comporte un transducteur

électromécanique, par exemple' du type piézo-électrique, exci-

té par une souirce de courant haute fréquence 18 pour faire vibrer transversalement la portion terminale libre la à une

fréquence de résonance de celle-ci, avec une petite amplitude-

Le transducteur 17 sert à détecter les vibrations de la por-

tion terminale libre la et est relié par une résistance 19 à un circuit de détection 41. Pour faire vibrer transversalement la portion terminale libre la à l'une de ses fréquences de résonance, on peut utiliser tout moteur autre que le vibrateur

à cornet ultrasonique, par exemple un moteur du type électro-

magnétique ou électrodynamique. De même,le transducteur qui transforme la vibration mécanique de la portion terminale libre la en un signal électrique correspondant peut être du

type électromagnétique, piézo-électrique ou électrodynamique.

En fonction du moteur employé, il est possible que l'oscilla-

tion de la portion terminale libre la soit plane ou rotative.

La vibration transversale de la portion terminale libre peut s'entretenir d'elle-même, en amplifiant la tension transmise par le transducteur dans un amplificateur électronique et en la transmettant au moteur avec la phase appropriée. Un autre

mode de procédé consiste à alimenter le noteur à partir du généra-

teur 18 accordé sur la fréquence de résonance de la portion

terminale libre ou synchronisé avec elle.

Le circuit de détection 41 est conçu pour signaler un change-

ment de l'une des variables physiques de la variation de la portion terminale libre la provoqué par l'usure par érosion

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de -la face d'usinage lb, à savoir soit l'amplitude, soit

la fréquence de résonance.

Un circuit de synchronisation 42 produit des impulsions de contrôle selon un intervalle de temps prédéterminé ou en réponse à des signaux de commande provenant de la commande

numérique 37 pour permettre, périodiquement ou apériodique-

ment, au circuit de détection 41 de pouvoir répondre au signal

de vibration développé dans la résistance de détection 19.

Un signal représentant le changement du mode de vibration provoqué par l'usure de la face d'usinage lb sur la portion terminale libre la de l'électrode est émis par le circuit de détection 41 et envoyé à un circuit d'entraînement 50 pour mettre en marche le moteur 9, qui peut être un moteur pas à pas ou un moteur courant continu. Le circuit d'entraînement peut envoyer au moteur 9 une impulsion d'entraînement sous la forme d'une impulsion unique ou de plusieurs impulsions déterminées pour faire avancer le fil-électrode 1 d'une petite distance prédéterminée calculée pour compenser l'usure qui est survenue. En variante, on peut envoyer une succession

d'impulsions d'entraînement ou un signal d'entraînement con-

tinu pour faire avancer le fil-électrode 1 jusqu'à ce que le

circuit de détection 41 indique la disparition de la pertur-

bation du signal de vibration ou la reprise du mode de vibra-

tion résonante prédéterminée.

Les ouvertures 12 et 14 dans les manchons 13 et 15 montés dans le carter 5 sont dimensionnées de préférence pour être en contact léger avec le filélectrode mobile 1 et former-deux

noeuds fixes pour la vibration résonante de la portion termi-

nale libre la. On peut bien entendu réglerla distance entre le bord del'ouverture 12 et le bord de l'ouverture 14 en vissant plus ou moins le manchon 15 dans le manchon 13 de façon que cette distance soit un multiple de la demi-longueur

d'onde d'une vibration résonante de la portion terminale li-

bre la.

Pour obtenir une plus grande précision dans la détection de l'usure d'électrode, on a constaté que la portion terminale libre la devait vibrer transversalement à une fréquence résonante donnée dans la plage des hautes fréquences. La fréquence doit généralement être supérieure à 0, 5 MHz et,

de préférence, supérieure à 10 MHz.

Par exemple, avec un fil-électrode en cuivre de 0,2 mm de diamètre vibrant à une fréquence de 1 MHz, l'usure peut être

déterminée avec une précision de 1 à 3 microns en longueur.

Avec le même fil-électrode vibrant à une fréquence de 20 MHz, la précision est accrue à 0,1 à 0,5 micron en longueur de la

portion usée.

Des impulsions de contrôle peuvent être émises par le cir-

cuit de synchronisation 42 à la cadence de dix par seconde par exemple. Aussi longtemps que la portion terminale libre la continue à vibrer en résonance avec le signal de vibration appliqué par le générateur 18, le circuit -de détection 41 n'éoet aucun signal. Lorsque la fréquence résonante change ou que le mode de résonance se déplace du fait de l'usure par érosion de la face usinante lb, le circuit de détection 41 répond à

un signal réduit à la résistance 19 et émet un signal d'en-

tralnement qui est appliqué au moteur 9 pour que le fil-électrode 1 soit déroulé du tambour 4 afin de compenser l'usure par érosion détectée. De cette manière, la longueur du fil-électrode 1 sortant de la tête porteoutil 2, ou la longueur de la portion terminale libre la, et la largeur de l'intervalle d'usinage G entre la face

d'usinage lb et la pièce 3 tendent à être toutes deux mainte-

nues constantes. Dans la disposition décrite, on notera que cette avance de compensation du fil-électrode 1 s'effectue indépendamment de l'avance d'usinage selon l'axe Z de la face d'usinage lb par l'intermédiaire de la tête porte-outil 2 ou

de la broche 6 sous l'action du moteur 33.

Lorsque le moteur 33 est supprimé ou que la tête porte-outil 2 est maintenue stationnaire, le circuit d'entraînement 50 du moteur 9 est agencé pour répondre à la fois aux signaux de commande d'avance d'usinage selon l'axe Z en provenance

de la cOEmende numérique 37 et aux signaux d'avance de oepensation d'u-

sure d'électrode provenant du circuit de détection 41.

Dans la réalisation de l'invention représentée sur la figure 2, sur laquelle les mêmes numéros de repères que ceux de la figure 1 désignent des composants identiques ou similaires, l'électrode-outil est représentée sous la forme d'un barreau cylindrique 101 fixé sur la tête porte-outil, laquelle se

îo présente sous la forme d'un plateau 102 fixé sur la broche 6.

Le barreau-électrode 10 peut ici encore être en cuivre ou en alliage de cuivre'et peut avoir un diamètre de 1 à 5 mm et une longueur initiale prédéterminée qui constitue la portion terminale libre vibrante transversalement lOla définissant une face d'usinage lOlb. Le vibrateur à cornet ultrasonique 16 est fixé sur la tête porte-outil 102 par une ferrure 16a qui permet de le régler en position verticale et,comme dans la réalisation précédente, est maintenu en léger contact

avec l'électrode-outil 101.

Comme dans la réalisation de la figure 1, le circuit de syn-

chronisation 42 alimente périodiquement un circuit de détec-

tion 41 avec des impulsions de contrôle pour surveiller pério-

diquement le signal de vibration détecté à la résistance de détection 19. Toutefois, dans la disposition de la figure 2,

la longueur de l'électrode-outil 101 peut diminuer progressi-

vement au fur et à mesure de l'usure par érosion de sa face d'usinage 0Olb. Il en résulte une modification progressive

(augmentation) de la fréquence de résonance de l'électrode-

outil 101. Ainsi, chaque fois qu'un mode de résonance prédé-

terminé déterminé par le générateur 18 est décalé, le circuit de détection 41 envoie au circuit d'entraînement 36 un signal

de compensation d'usure et en même temps agit sur le généra-

teur 18 pour modifier sa fréquence de vibration de façon qu'il soit accordé à la fréquence de résonance de la longueur usée lOla. Ainsi, le circuit d'entraînement 36 peut répondre à la fois aux signaux de compensation d'usure provenant du circuit de détection 41 et aux signaux de commande d'avance d'usinage selon l'axe Z provenant de-la commande numérique 37.

En variante, chaque fois qu'un mode de résonance prédéterminé au générateur 18 se trouve décalé, le circuit de détection 41 agit sur le générateur 18 pour modifier sa fréquence de vibra-

tion de sortie et l'amener à la valeur préréglée suivante.

Un signal représentant le changement de fréquence est alors

envoyé à un circuit de traitement 45 qui détermine la lon-

gueur de l'électrode-outil lOla en fonction d'instructions

préprogrammées et calcule l'usure d'électrode réelle corres-

pondant au glissement de fréquence. La commande numérique 37

reçoit alors un signal d'usure et agit sur le circuit d'en-

trainement 36 en ajoutant la quantité d'usure détectée au déplacement programmé d'avance d'usinage selon l'axe Z pour que le moteur 33 fasse avancer l'électrode-outil 101 de la

somme de ces deux longueurs.

Claims (22)

Revendications.

1. Procédé pour usiner par électro-érosion une pièce avec une électrodeoutil, caractérisé en ce qu'on supporte cette électrode-outil pour amener sa portion terminale libre défi- n.issant une face d'électrode d'usinage à une certaine distance en juxtaposition avec la pièce et pour définir avec celle-ci

un intervalle d'usinage, on fait circuler dans cet intervalle d'usi-

nege un liquide d'usinage, on fait vibrer transversalement à

une fréquence donnée cette portion-terininale libre de l'élec-

trode-outil, on fait passer un courant d'usinage par érosion

entre l'électrode-outil et la pièce pour enlever par électro-

érosion de la matière de cette pièce tout en laissant la face d'usinage de l'électrode s'userpar érosion, et on détecte l'usure par érosion de cette électrode-outil en détectant un

changement dans-le mode de vibration.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est supportée de façon à présenter une portion terminale libre d'une longueur prédéterminée, et en

ce qu'on fait vibrer cette portion terminale libre d'une lon-

gueur prédéterminée à une fréquence de résonance donnée.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que

la fréquence est supérieure à 0,5 MHz.

4. Procédé selon la revendication 3, caractérisé en ce que

la fréquence est supérieure à 10 MHz.

5. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en réponse à un changement dans le mode des vibrations, on fait

avancer automatiquement l'électrode-outil pour maintenir pra-

tiquement constante la longueur prédéterminée de la portion

terminale libre présentée.

6. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que

l'électrode-outil est-avancée axialement d'une distance pré-

déterminée.

7. Procédé selon la revendication 5, caractérisé en ce que l'électrode-outil est axialement avancée jusqu'à ce que la vibration de la portion terminale libre reprenne

à la fréquence de résonance.

8. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, en réponse à un changement dans le mode de vibration, m fait avancer automatiquement l'électrode-outil par rapport à la pièce pour maintenir pratiquement constante la dimension

de l'intervalle d'usinage.

9. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est axialement avancée par rapport à la

pièce d'une distance prédéterminée.

10. Procédé selon la revendication 8, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est axialement avancée par rapport à la pièce d'une distance fonction du changement dans le mode de vibrations.

11. Procédé selon la revendication 1, dans lequel la pièce est usinée pour y former une cavité, caractérisé en ce qu'on déplace l'une par rapport à l'autre l'électrodeoutil et la

pièce selon un trajet multidimensionnel prédéterminé corres-

pondant au contour de la cavité, selon plusieurs axes dans un système de coordonnées à plusieurs axes comportant un axe de coordonnées coïncidant avec l'axe de l'électrode-outil, en ce qu'on impartit un signal de vibration externe d'une fréquence donnée à la portion terminale libre de l'électrode-outil pour la faire vibrer transversalement en résonance avec le signal de vibration externe et, lorsque la face d'usinage est usée par érosion, pour qu'eUe vibre transversalemnt en n' étant plus en résonance avec le signal de vibration externe, on détecte la

perturbation de cette résonance pour-détecter l'usure par éro-

sion de l'électrode-outil et, en réponse à cette perturbation, on fait avancer l'électrode-outil par rapport à la pièce selon cet axe de coordonnées, indépendamment du déplacement relatif multi-axial.

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12. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est supportée pour présenter une portion terminale libre d'une longueur prédéterminée et en ce qu'on fait vibrer cette portion terminale libre de longueur prédéterminée en résonance avec le signal de vibration ex- terne.

13. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que,

en réponse à la perturbation de la résonance, on fait au-

tomatiquement avancer l'électrode-outil selon cet axe de coordonnées pour maintenir pratiquement constante la longueur

prédéterminée de la portion terminale libre présentée.

14. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est avancée selon cet axe de coordonnées

d'une distance prédéterminée.

15. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est avancée selon cet axe de coordonnées

z0 d'une distance fonction de la perturbation.

16. Procédé selon la revendication 13, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est avancée selon cet axe de coordonnées jusqu'à ce que la vibration de la portion terminale libre

reprenne en résonance avec le signal externe.

17. Procédé selon la revendication 12, caractérisé en ce que,

en réponse à la perturbation de la résonance, on fait automa-

tiquement avancer l'électrode-outil par rapport à la pièce.

18. Procédé selon la revendication 11, caractérisé en ce que la fréquence du signal de vibration externe est supérieure

à 0,5 MHz.

19. Procédé selon la revendication 18, caractérisé en ce que

la fréquence est supérieure à 10 MHz.

20. Dispositif pour usiner par électro-érosion une pièce avec une électrode-outil, caractérisé en ce qu'il comprend une tête porte-outil (2) pour supporter l'électrode-outil (1) et amener sa portion terminale libre (la) définissant une face d'usinage (lb) à une certaine distance en juxtaposition avec la pièce à usiner (3) et définir avec celle-ci un inter- valle d'usinage (G), des moyens (24, 25) pour faire circuler dans l'intervalle d'usinage un liquide d usinage, des moyens (16) pour faire vibrer transversalement à une fréquence donnée cette portion terminale libre de l'électrode-outil, des moyens de fourniture de courant (20) pour faire passer un

courant d'usinage par électro-érosion entre l'électrode-

outil et la pièce et enlever par électro-érosion de la matière de la pièce tout en laissant la face d'usinage s'user par érosion et des moyens de détection de l'usure d'électrode

pour détecter un changement dans le mode des vibrations cau-

sé par cette usure de la face d'usinage.

21. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce que les moyens de détection comportent un transducteur (17) pour transformer les vibrations de la portion terminale libre en un signal électrique correspondant et des moyens (41)

pour détecter une perturbation du signal provenant du trans-

ducteur provoqué par l'usure de la face d'usinage.

22. Dispositif selon la revendication 20, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de commande d'avance d'usinage (31, 32, 33) pour déplacer l'une par rapport à l'autre la tête

porte-outil et la pièce pour que la face d'usinagede l'élec-

trode balaye la pièce, des moyens de commande pour envoyer un signal de commande d'avance d'usinage à ces moyens de commande et faire se déplacer la face d'usinage d'électrode selon un trajet prédéterminé pour usiner dans la pièce une cavité d'un contour déterminé par cette trajectoire, et des moyens répondants aux moyens de détection pour faire avancer

l'électrode-outil indépendamment des signaux de commande d'avan-

ce d'usinage et compenser ainsi l'usure par érosion de la face

d'usinage de l'électrode.