FR3125449A1

FR3125449A1 - Dispositif d’usinage par électroérosion d’une pluralité de barres, comprenant un équipement de récupération des segments de barres usinées

Info

Publication number: FR3125449A1
Application number: FR2108097A
Authority: FR
Inventors: Jacques Pernot; Emilien Paul
Original assignee: NEOLIX
Current assignee: NEOLIX
Priority date: 2021-07-26
Filing date: 2021-07-26
Publication date: 2023-01-27
Anticipated expiration: 2041-07-26
Also published as: FR3125449B1

Abstract

Dispositif d’usinage par électroérosion d’une pluralité de barres, comprenant un équipement de récupération des segments de barres usin é es La présente invention concerne un dispositif d’usinage par électroérosion (1), comprenant une électrode (11) sensiblement linéaire, et au moins un support de barres (21) apte à maintenir une pluralité de barres à usiner (3), sensiblement coplanaires et parallèles, et à les approcher ensemble de ladite électrode (11). Selon l’invention, ce dispositif comprend un équipement de récupération (7) des segments usinés des barres (3), comprenant un moyen de préhension associé à chacune des barres (3), l’équipement de récupération (7) étant mobile entre une position de préhension, dans laquelle chacun des moyens de préhension maintient un segment de la barre (3) à laquelle il est associé devant être détaché de la barre (3), et au moins une position de retrait, dans laquelle, après que les segments ont été détachés de la barre (3) dont ils sont issus, chaque moyen de préhension maintenant un des segments est éloigné de la barre (3) dont est issu le segment. Figure d’abrégé : Figure 3

Description

Dispositif d’usinage par électroérosion d’une pluralité de barres, comprenant un équipement de récupération des segments de barres usinées

Domaine de l'invention

La présente invention concerne un dispositif d’usinage par électroérosion.

En particulier, elle concerne un tel dispositif permettant de réaliser simultanément des usinages identiques sur une pluralité de barres.

Art antérieur

On connaît, en particulier par le document FR 2 867 995, un dispositif d’usinage par électroérosion dans lequel l’électrode d’usinage est constituée par un fil tendu. Dans ce dispositif, plusieurs barres à usiner sont maintenues de telle sorte que leurs axes soient parallèles et coplanaires, dans un plan parallèle à la droite définie par l’électrode d’usinage.

Le déplacement relatif simultané des barres à usiner, par rapport à l’électrode d’usinage, permet à l’électrode d’usiner simultanément l’ensemble de ces barres. Par ailleurs, chacune des barres peut également être entraînée en rotation autour de son axe, la rotation simultanée des barres à usiner permet à l’électrode de les usiner sur toute leur périphérie.

Un tel dispositif d’électroérosion permet ainsi de réaliser l’usinage précis de nombreuses barres simultanément, ce qui permet la production de pièces telles que, par exemple, des instruments dentaires.

Inconvénients de l’art antérieur

Le dispositif d’usinage tel qu’il est décrit dans le document FR 2 867 995 présente cependant des inconvénients susceptibles d’affecter la précision de l’usinage, la fiabilité ou l’efficacité du dispositif.

Ainsi, lors de l’usinage des barres, une manutention relativement importante est nécessaire pour retirer du dispositif d'usinage les segments usinés des barres. Cette manutention affecte de façon importante la productivité du dispositif d'usinage.

Par ailleurs, lors de cette manutention, les segments usinés des différentes barres sont couramment mélangés les uns aux autres, de telle sorte qu'il n'est pas possible d'assurer une traçabilité fiable, associant un segment usiné à la barre dont il est issu. Ce manque de traçabilité entraîne des délais de maintenance importants quand des défauts d'usinage sont constatés sur certains segments de barres usinés.
Enfin, le mélange des différents segments usinés empêche la sélection d'échantillons à vérifier, sur un autre critère qu'aléatoire.

Objectifs de l’invention

La présente invention a notamment pour objectif de pallier ces inconvénients de l’art antérieur.

Ainsi, l’invention a notamment pour objectif de faciliter la manipulation des segments de barres usinés par le dispositif d’usinage par électroérosion.

L’invention a également pour objectif de faciliter le contrôle et la traçabilité de ces segments de barres.

Ces objectifs, ainsi que d’autres qui apparaîtront plus clairement par la suite, sont atteints à l’aide d’un dispositif d’usinage par électroérosion, qui comprend une électrode sensiblement linéaire, et au moins un support de barres apte à maintenir une pluralité de barres à usiner, sensiblement coplanaires et parallèles, et à les approcher ensemble de l’électrode,

Ce dispositif comprend, selon l’invention, un équipement de récupération des segments usinés des barres, comprenant un moyen de préhension associé à chacune des barres, l’équipement de récupération étant mobile entre :

une position de préhension, dans laquelle chacun des moyens de préhension maintient un segment de la barre à laquelle il est associé devant être détaché de la barre,
au moins une position de retrait, dans laquelle, après que les segments ont été détachés de la barre dont ils sont issus, chaque moyen de préhension maintenant un des segments est éloigné de la barre dont est issu le segment.

Avantageusement, les moyens de préhension de l’équipement de récupération sont constitués par des pinces aptes à saisir les segments de barre.

Avantageusement, les pinces comprennent des moyens de rappel tendant à refermer les pinces vers une position serrée.

Avantageusement, les moyens de préhension de l’équipement de récupération comprennent des aimants.

Avantageusement, les moyens de préhension de l’équipement de récupération comprennent des moyens d’aspiration aptes à maintenir les segments de barre par succion.

Avantageusement, l’équipement de récupération est mobile vers une position de stockage, dans laquelle chacun des moyens de préhension est placé face à un réceptacle apte à recevoir le segment de barre maintenu par le moyen de préhension.

Avantageusement, une extrémité de chacun des segments de barre maintenus par les moyens de préhension est introduite dans un trou ménagé dans une plaque de stockage.

Avantageusement, l’équipement de récupération comporte une poutre portant les moyens de préhension, la poutre s’étendant, dans la position de préhension, sensiblement parallèlement à l’électrode.

Avantageusement, la poutre est mobile en rotation, entre la position de préhension et la position de stockage de l’équipement de récupération.

Liste des figures

L’invention sera mieux comprise à la lecture de la description suivante de modes de réalisation préférentiels, donnée à titre de simple exemple figuratif et non limitatif, et accompagnée des figures parmi lesquelles :

la est une représentation schématique d’un dispositif d’usinage par électroérosion ;
la est une vue de détail d’une partie d’un support de barres mis en œuvre dans le dispositif d’usinage de la ;
la est une représentation schématique d’un dispositif d’usinage par électroérosion comprenant un équipement de récupération des segments de barres usinés, selon un mode de réalisation de l’invention ;
la est une vue de détail montrant une partie du dispositif d’usinage par électroérosion de la , dont l’équipement de récupération est en position d’attente ;
la est une vue de détail montrant une partie du dispositif d’usinage par électroérosion de la , dont l’équipement de récupération est en position de préhension ;
la est une représentation schématique du dispositif d’usinage par électroérosion de la , dont l’équipement de récupération est en position de stockage ;
la est une représentation schématique du dispositif d’usinage par électroérosion de la , dont l’équipement de récupération est en position de retrait.

Description détaillée de modes de réalisation de l’invention
Dispositif d’usinage par électroérosion

La est une représentation schématique d’un dispositif d’usinage par électroérosion 1, destiné à usiner des barres 3, sur lequel peuvent être mises en œuvre les améliorations de la présente invention. Ce dispositif d’usinage 1 comprend un châssis 12, qui porte un support inférieur d’électrode 121 et un support inférieur d’électrode 122.

Une électrode 11, constituée de préférence par un fil qui est maintenu tendu, s’étend dans une direction sensiblement verticale, entre une buse supérieure 112 (non visible sur la ), portée par le support supérieur d’électrode 122, et une buse inférieure 111, portée par le support inférieur d’électrode 121. De préférence, des moyens de délivrance (non représentés) permettent de faire circuler l’électrode 11 entre les buses 112 et 111, par exemple en délivrant progressivement le fil constituant l’électrode 11 par la buse supérieure 112 et en tirant progressivement ce fil par la buse inférieure 111. Cette délivrance progressive de l’électrode 11 assure que la portion de l’électrode 11 assurant l’électroérosion soit toujours dans un état optimal.

Le dispositif d’usinage par électroérosion 1 comporte également une cuve (non représentée sur la ) remplie d’un liquide diélectrique, par exemple de l’eau déminéralisée, dans lequel les barres à usiner 3 et l’électrode 11 sont immergées, au moins en partie. Ainsi, les points de contact entre les barres à usiner 3 et l’électrode 11 sont immergés dans ce liquide diélectrique. De façon alternative, il est également possible que des moyens d’aspersion projettent le liquide diélectrique au niveau des points de contact entre les barres à usiner 3 et l’électrode 11, de telle sorte que ces points de contacts soient environnés par le liquide diélectrique sans être immergés dans celui-ci.

Le dispositif d’usinage par électroérosion 1 comporte également des circuits électriques (non représentés) capables de soumettre l’électrode 11 et les barres à usiner 3 à des potentiels électriques différents. Ainsi, quand une barre à usiner 3 est suffisamment proche de l’électrode 1 dans le liquide diélectrique, la différence de potentiels provoque une décharge électrique entre l’électrode et la barre à usiner 3 ayant pour effet d’usiner la barre 3 par électroérosion. Le point où se produit cette décharge est appelé, dans la présente demande, point de contact entre la barre 3 et l’électrode 11.

Le dispositif d’usinage par électroérosion 1 comporte également un dispositif de maintien des barres à usiner, apte à maintenir les barres à usiner 3 et à les déplacer par rapport à l’électrode 11, de façon à permettre leur usinage par électroérosion. Il est à noter que ce déplacement est un déplacement relatif : selon les modes de réalisation, il est possible que les barres à usiner 3 se déplacent par rapport à l’électrode 11, ou que l’électrode 11 se déplace par rapport aux barres à usiner 3.
Support de barres

Dans le mode de réalisation représenté à la , ce dispositif de maintien de barres comprend deux supports de barres 21 et 22, portant chacun une pluralité de barres 3 à usiner. Sur chacun des supports de barre 21 et 22, les barres 3 sont maintenues sensiblement parallèles les unes aux autres, et sensiblement dans un même plan, qui est sensiblement parallèle à l’électrode 11. Les barres représentées sur les figures ont des sections circulaires. Elles peuvent cependant, dans d’autres modes de réalisation, présenter des sections de forme différente.

Chacun des supports 21 et 22 est mobile par rapport à l’électrode 11, de façon à pouvoir approcher simultanément de l’électrode 11 toutes les barres 3 qu’il porte. Au moment où l’ensemble de ces barres 3, portées par un des supports de barres 21 et 22, est suffisamment proche de l’électrode 11, des décharges électriques peuvent se produire de façon à usiner, de façon identique, l’ensemble des barres 3 portées par le support de barres 21 ou 22. Par ailleurs, des moyens d’entraînement en rotation (non représentés sur la ) permettent de faire tourner simultanément, autour de leurs axes longitudinaux, toutes les barres 3 portées par un des supports de barres 21, 22. Ces barres peuvent ainsi être, ensemble, usinées sur l’ensemble de leur périphérie.

Les deux supports de barres 21 et 22 sont avantageusement mobiles, indépendamment l’un de l’autre, par rapport à l’électrode 11. Ils peuvent ainsi approcher les barres qu’ils portent de l’électrode 11 pour que ces barres soient usinées, soit simultanément, soit de façon alternée. Pour éviter les collisions entre ces supports de barres 21 et 22 ou les barres 3 qu’ils portent, les barres 3 portées par le support de barres 22 sont positionnées à des hauteurs décalées par rapport aux barres 3 portées par le support de barres 21. Ainsi, l’ensemble des barres 3 porté par les supports 21 et 22 peut être en contact, ou à proximité, de l’électrode 11, les barres 3 portées par le support 21 alternant, le long de l’électrode 11, avec les barres 3 portées par le support 22.

Sur la , les barres 3 portées par le support de barres 21 sont placées dans un plan sensiblement perpendiculaire aux barres 3 portées par le support de barres 22. Dans d’autres modes de réalisation possible, les supports de barres 21 et 22 peuvent être placés dans des plans formant, l’un avec l’autre, un angle compris entre 90° et 180°. Quand cet angle est de 180°, les supports 21 et 22 se font face, de part et d’autre de l’électrode 11. Dans d’autres modes de réalisation de l’invention, il est bien sûr possible de mettre en œuvre le dispositif d’usinage de la avec un unique support de barres 21 ou 22, ou avec un nombre plus important de supports de barres.
Maintien de la portion de barre usinée

La est une vue de détail du support de barres 21, montrant l’une des barres 3 maintenue en position par le support de barres 21. Cette barre 3 présente une forme cylindrique, centrée autour d’un axe longitudinal 30. Comme le montre cette figure, le maintien en position de cette barre 3 est réalisé, au moins en partie, par l’engagement de cette barre dans un trou 210 ménagé dans le support de barres 21. Le trou 210 présente, sur au moins une partie de sa longueur, des dimensions juste supérieures à celle de la barre 3, permettant à cette barre 3 de coulisser dans le trou 210. Ce trou 210 débouche sur la face avant 211 du support de barres 21 qui est, par convention, la face du support de barres 21 qui fait face à l’électrode 11, quand l’électrode usine la barre 3.

Une portion à usiner 31 de la barre 3 engagée dans ce trou 210 dépasse sur cette face avant 211, de façon à pouvoir être usinée par l’électrode 11. Cette portion à usiner 31 s’achève par l’extrémité libre 310 de la barre 3. Dans le mode de réalisation représenté, le trou 210 est traversant, de telle sorte qu’une portion de réserve 32 de la barre 3 à usiner dépasse du support de barres 21, sur sa face arrière, opposée à sa face avant 211.

Le trou 210 maintient en position la portion à usiner 31, de telle sorte que cette portion ne puisse réaliser qu’un mouvement de coulissement le long de son axe longitudinal 30 et, quand la barre 3 présente une forme cylindrique comme dans l’exemple représenté, une rotation autour de son axe longitudinal 30. Des moyens d’entraînement de la barre 3, non représentés par la , permettent de contrôler ce coulissement et cette rotation. Ces moyens d’entraînement de la barre peuvent être par exemple incorporés au support de barres 21 ou être placés derrière le support de barres 21, de façon à agir sur la portion de réserve 32 de la barre 3.
Potence de maintien

Pour éviter que la portion de la barre 3 qui est usinée par l’électrode subisse une flèche préjudiciable à la précision de l’usinage, il est prévu dans le mode de réalisation représenté une potence de maintien 212. Cette potence de maintien 212 comprend un doigt de support 2121, s’étendant sensiblement parallèlement à la direction longitudinale de la barre 3, et portant une plaque de maintien dans laquelle est défini un trou de maintien 2123 dans lequel peut s’engager l’extrémité libre de la barre 3. Pour faciliter l’introduction de cette extrémité libre dans le trou de maintien 113, ce trou peut avantageusement présenter un chanfrein sur son bord faisant face au support de barres 21.

Au cours de l’usinage de la barre 3, celle-ci peut se déplacer par coulissement par rapport au support de barres 21, le long de son axe longitudinal 30. Elle peut donc, selon les phases de l’usinage, être engagée dans le trou de maintien 2123 ou ne pas y être engagée. Il est également possible, dans certains cas, que la barre 3 ne s’engage pas, au cours de l’usinage, dans le trou de maintien 2123. Dans ce cas, le support de barres 21 peut être réalisé sans potence de maintien.
Equipement de récupération à pinces

Dans un mode de réalisation représenté par la , un dispositif 1 d'usinage par électroérosion d’une pluralité de barres comporte un équipement de récupération 7 des segments de barres usinés. Cet équipement de récupération 7 comprend une poutre 71 sur laquelle est montée une pluralité de moyens de préhension, constitués ici par des pinces élastiques 72. Ces pinces 72 sont dites élastiques car elles comprennent des moyens de rappel tendant à les refermer vers leur position serrée. La poutre 71 est assemblée, par l’une de ses extrémités, à un axe de guidage 73 qui s’étend horizontalement à partir du support inférieur d’électrode 121. Cette liaison entre la poutre 71 et l’axe de guidage 73 est assurée par un mécanisme (non représenté) permettant à la poutre 71 de coulisser le long de l’axe de guidage 73 et de pivoter autour de cet axe de guidage 73. Ces mouvements de la poutre 71 sont contrôlés par des moyens d’entraînement (non représentés) qui permettent à l’équipement de récupération 7 de se déplacer entre ses différentes position.

Une première position de l’équipement de récupération 7, appelée position d’attente, est représentée sur les figures 3 et 4. Dans cette position, la poutre 71 s’étend verticalement à proximité de l'électrode 11, quand cette électrode 11 effectue l'usinage de barres 3. La répartition des pinces élastiques 72 le long de la poutre 71 est faite de telle façon que, dans cette position d’attente, une pince élastique 72 soit placée à la hauteur de la portion à usiner 31 de chacune des barres 3. Cependant, la distance entre la poutre 71 et les barres 3 est telle que les pinces 72 ne touchent pas ces barres et les pinces .

Depuis cette position d’attente, la poutre 71 peut se déplacer par translation, en coulissant le long de l’axe de guidage 73, jusqu'à la position de préhension représentée par la dans laquelle chacune des pinces élastiques 72 maintient la portion à usiner 31 d’une des barres 3. Lors de ce déplacement, la portion à usiner 31 de la barre 3 entre en contact avec les lames élastiques 721 et 722 constituant chaque pince élastique 72. Ces lames élastiques 721 et 722, qui forment les moyens de rappel de la pince, s'écartent d'abord, puis se resserrent élastiquement quand la portion à usiner 31 de la barre 3 arrive dans le logement 720 de la pince élastique 72. À ce moment, chaque portion à usiner 31 des barres 3 est maintenue dans ce logement 720 par les lames 721 et 722 qui se sont élastiquement rapprochées l'une de l'autre.

Quand l'équipement de récupération 7 est dans cette position, appelée position de préhension, le support de barres 21 peut se déplacer, par rapport à l'électrode 11, de telle façon que l'électrode 11 découpe l'ensemble de la section des barres 3 afin de détacher un segment de la portion à usiner 31, appelé par la suite segment usiné 39, de chacune des barres 3. Si ce découpage nécessite un déplacement de l'équipement de support de barres 21, l'équipement de récupération 7 effectue le même déplacement, afin que les pinces 72 ne se déplacent pas par rapport aux barres 3.

Si, comme le représentent les figures, le support de barre 21 est équipé de potences de maintien 212, ce découpage des segments usinés 39 se fait préférentiellement quand la portion à usiner 31 n’est pas engagée dans le trou de maintien 2123 de cette potence de maintien 212.

Après cette découpe des barres 3 par l'électrode 11, les segments usinés 39 de chaque barre 3, maintenant détachés des barres 3 dont ils sont issus, sont maintenus par les pinces élastiques 72. L’équipement de récupération 7 peut alors se déplacer vers une position de retrait pour permettre le retrait des segments usinés 39 des pinces 72.

De façon avantageuse, pour effectuer ce retrait des segments 39, l'équipement de récupération 7 effectue d'abord une translation le long de l'axe de guidage 73, de façon à s'éloigner de l'électrode 11 et de l'équipement de maintien de barres 21. L'équipement de récupération 7 effectue ensuite une rotation, autour de l'axe de guidage 73, de façon à placer la poutre 71 dans une direction horizontale, comme le représente la . Une plaque 74, percée de trous borgnes 741, est placée de telle façon que les extrémités des segments usinés 39 portés par les pinces 72 pénètrent dans des trous borgnes 741 de la plaque 74 quand la poutre 71 arrive dans cette position horizontale.

Depuis cette position de l’équipement de récupération 7, appelée position de stockage, la poutre 71 effectue un nouveau mouvement de translation, le long de l'axe de guidage 73, dans la direction l'éloignant de l'électrode 11. Les segments usinés 39, dont une extrémité est engagée dans un trou borgne 741 de la plaque 74, sont empêchés par cette plaque 74 de suivre ce mouvement de translation. Ils se dégagent alors des emplacements de maintien 723 des pinces 72, en déformant élastiquement les lames 721 et 722 de ces pinces 72.

À l'issue de cette translation de la poutre 71, l’équipement de récupération 7 est dans une position représentée par la et appelée position de retrait, dans laquelle les pinces 72 de l'équipement de récupération 7 ne contiennent plus de segments usinés 39. L'équipement de récupération 7 peut alors se déplacer de nouveau jusqu'à sa position d'attente, pour prendre de nouveaux segments usinés 39 des barres 3.

Après avoir reçu une série de segments usinés 39 portés par les différentes pinces 72 de l'équipement de récupération 7, la plaque 74 se déplace par translation afin de présenter des trous 741 vides, pour recevoir une nouvelle série de segments usinés 39 quand le dispositif de récupération 7 reviendra dans sa position de stockage.

Les différents segments usinés 39 sont ainsi stockés sur la plaque 74, de telle façon qu'il est possible, en regardant la position d'un segment usiné 39, d'en déduire la barre 3 dont il est issu et le moment où il a été usiné. Ce stockage permet donc une traçabilité parfaite des segments usinés issus des barres 3.

Par ailleurs, une fois que les trous borgnes 741 contiennent chacun un segment usiné 39 de barre 3, la plaque 74 peut être retirée pour être remplacée par une nouvelle plaque 74 vide. La plaque contenant les segments usinés 39 peut avantageusement servir de support pour ces segments usinés 39 au cours de manutentions ou de traitements ultérieurs devant être appliqués à ces segments usinés 39.

Dans le mode de réalisation représenté, les moyens de préhension de l’équipement de récupération sont des pinces élastiques. Il est cependant possible de mettre en œuvre d’autres moyens de préhension connus de l’homme du métier, comme par exemple des pinces actionnées par des actionneurs, des aimants pouvant attirer des segments de barres en matériaux magnétiques, ou des moyens d’aspiration pouvant maintenir les segments de barre par succion.

Claims

Dispositif d’usinage par électroérosion (1), comprenant une électrode (11) sensiblement linéaire, et au moins un support de barres (21) apte à maintenir une pluralité de barres à usiner (3), sensiblement coplanaires et parallèles, et à les approcher ensemble de ladite électrode (11),
caractérisé en ce qu’ilcomprend un équipement de récupération (7) des segments usinés desdites barres (3), comprenant un moyen de préhension associé à chacune desdites barres (3), ledit équipement de récupération (7) étant mobile entre :
une position de préhension, dans laquelle chacun desdits moyens de préhension maintient un segment de la barre (3) à laquelle il est associé devant être détaché de ladite barre (3),

au moins une position de retrait, dans laquelle, après que lesdits segments ont été détachés de la barre (3) dont ils sont issus, chaque moyen de préhension maintenant un desdits segments est éloigné de la barre (3) dont est issu ledit segment.
Dispositif d’usinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension de l’équipement de récupération (7) sont constitués par des pinces (72) aptes à saisir lesdits segments de barre.
Dispositif d’usinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que lesdites pinces (72) comprennent des moyens de rappel tendant à refermer lesdites pinces (72) vers une position serrée.
Dispositif d’usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension de l’équipement de récupération (7) comprennent des aimants.
Dispositif d’usinage selon la revendication 1, caractérisé en ce que lesdits moyens de préhension de l’équipement de récupération (7) comprennent des moyens d’aspiration aptes à maintenir lesdits segments de barre (3) par succion.
Dispositif d’usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit équipement de récupération (7) est mobile vers une position de stockage, dans laquelle chacun desdits moyens de préhension est placé face à un réceptacle apte à recevoir ledit segment de barre (3) maintenu par ledit moyen de préhension.
Dispositif d’usinage selon la revendication précédente, caractérisé en ce que, dans ladite position de stockage, une extrémité de chacun des segments de barre (3) maintenus par lesdits moyens de préhension est introduite dans un trou (741) ménagé dans une plaque percée (74) de stockage.
Dispositif d’usinage selon l'une quelconque des revendications précédentes, caractérisé en ce que ledit équipement de récupération comporte une poutre (71) portant lesdits moyens de préhension, ladite poutre (71) s’étendant, dans ladite position de préhension, sensiblement parallèlement à ladite électrode (11).
Dispositif d’usinage selon la revendication 8 et l’une quelconque des revendications 6 et 7, caractérisé en ce que ladite poutre (71) est mobile en rotation, entre ladite position de préhension et ladite position de stockage de l’équipement de récupération (7).