WO1989007503A1 - Edm machine with wire electrode, provided with continuous-control device - Google Patents

Edm machine with wire electrode, provided with continuous-control device Download PDF

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WO1989007503A1
WO1989007503A1 PCT/CH1989/000026 CH8900026W WO8907503A1 WO 1989007503 A1 WO1989007503 A1 WO 1989007503A1 CH 8900026 W CH8900026 W CH 8900026W WO 8907503 A1 WO8907503 A1 WO 8907503A1
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pulses
duration
pulse
analyzer
train
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PCT/CH1989/000026
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French (fr)
Inventor
Michel Jennes
Original Assignee
Charmilles Technologies Sa
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B23MACHINE TOOLS; METAL-WORKING NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • B23HWORKING OF METAL BY THE ACTION OF A HIGH CONCENTRATION OF ELECTRIC CURRENT ON A WORKPIECE USING AN ELECTRODE WHICH TAKES THE PLACE OF A TOOL; SUCH WORKING COMBINED WITH OTHER FORMS OF WORKING OF METAL
    • B23H7/00Processes or apparatus applicable to both electrical discharge machining and electrochemical machining
    • B23H7/02Wire-cutting
    • B23H7/04Apparatus for supplying current to working gap; Electric circuits specially adapted therefor

Definitions

  • the present invention relates to a device for continuously monitoring, controlling and optimizing EDM machining with a wire electrode cutting machine.
  • the thermal overload of the wire is not due solely to the energy or to the power dissipated in the wire by certain types of discharges. All the causes of wire overheating must be taken into account, in particular the power dissipated by all the pulses, whether or not these cause an erosive discharge. This is why the object of the present invention is a machine such as that defined in the claims, which takes account of all the pulses emitted.
  • the EDM machine has the equipment and controls necessary to adjust, for example, the unwinding speed and the mechanical tension of the wire, the characteristics of the injection of the machining fluid and its conductivity, the depth of the gap or the speed d 'advance, and above all certain characteristics of the pulses such as their frequency or amplitude, or other quantities conditioning their profile.
  • the control according to the present invention preferably uses these electrical parameters, that is to say the characteristics of the "profile” of the pulses.
  • the term “pulse profile” means the curves describing the variation as a function of time of the potential difference and the intensity of the current in the interelectrode space (also called “gap").
  • Figure 1 also illustrates the five types of pulses distinguished according to the state of the art (Fig. 1b). Their profile is schematized very roughly, because the real oscillograms of the voltage u and the current i vary from one generator to another. These are the following types:
  • the detector of the device according to the present invention makes it possible to continuously measure, for each pulse, the potential difference u between one of the contacts bringing the current to the wire-electrode and the workpiece, thus as the intensity i of the current with a very high frequency of measurements.
  • This detection of the value of the voltage and of the intensity of the current can be combined with that of the other characteristics of the pulse, such as, for example, its duration t, or the duration t of the discharge.
  • a processor for example a computer, a microcomputer or a microprocessor or any other suitable processing device. They are arranged so:
  • the processor is connected by an interface to the digital control of the EDM machine.
  • the detector generally comprises a voltage attenuator, a voltage sensor, for example a differential sensor, a current sensor which can be provided with an amplifier and possibly a device making it possible to display the signals obtained, such as an oscilloscope for example. It performs the measurements at a high frequency (for example 12.5 MHz, that is to say every 0.08 ⁇ s). Indeed, it is cutting by wire-electrode; the durations t defined above are short (of the order of a tenth to a few i ⁇ s), while i and u are high (U is generally of the order of 20Q V).
  • the pulses generally follow one another at a few tens of ⁇ s and can last approximately from 0.5 to 5 ⁇ s, this explains the frequencies at which voltage and current must be measured.
  • the signals can then be sent to an oscilloscope before being transmitted to the analyzer of the device according to the present invention after having been, preferably, attenuated in order to be compared with reference quantities.
  • the current sensor is arranged to transmit the signal without background "noise". Both signals can be viewed, for example on an appropriate oscilloscope.
  • the signals obtained from current and voltage measurements made by the detector can be stored on a transient digital or analog memory.
  • the latter makes it possible to memorize very fast electrical signals, to store this information and to retransmit it later to equipment for further processing: oscilloscopes, recorders, etc.
  • the analyzer of the device is arranged so as to extract at high speed different characteristics of the pulses by comparing, for each pulse, these signals with reference values in order to evaluate them.
  • These analytical operations are carried out by electronic circuits with very short response times, such as series of comparators each adjusted to a given voltage or current. For example, a series of three comparators to detect the value of the voltage signal can be set to 5, 30 and 150 V and a series of two comparators to detect the value of the current signal can be set to 5 and 10 A. It is obviously possible to increase the number of these comparators if we want better accuracy.
  • Each of these comparators is connected to a differential receiver indicating whether the quantity to be measured is lower or greater than the setting value of the comparator.
  • the analyzer also makes it possible to determine, if. necessary (i.e. if they are not predetermined by the type of generator used), the durations t, t, idt and t defined above, oe
  • This analyzer is also provided with software making it possible to compare i with I e and u with U and U, to combine these results and to deduce therefrom in real time, ie that is to say in a few tens of ⁇ s the type of the pulse thus analyzed, as explained in the example below.
  • the memory must be cleaned, thanks to circuits arranged in order to take account of variations in the duration of the pulses.
  • a module comprising a memory and one or more counters which can operate on different time bases. They are stored on these counters. This gives the number of pulses of each type and the total number of pulses analyzed and classified.
  • time bases are preferably provided in order to be able to simultaneously conduct a detailed analysis for a few tens of ⁇ s, for example, and a long-term analysis (a few hours, for example) without interrupting the latter.
  • the analyzer and the processor can also be arranged not only in order to classify and to totalize the number of pulses of each type, but also to determine the total duration of the discharges (2 t), the total duration of the e voltage pulses ( _t t), that of the initiation times ( ⁇ t), as well as id the average value of these durations. Thanks to appropriate software, they can above all a quantity characteristic of the risk of wire breakage, and transmit a signal to the digital control as soon as this quantity reaches a given threshold, thanks to the appropriate interface.
  • the signals generated by the analyzer can also be stored and viewed on suitable devices and their variations can be recorded, for example on a digital recorder.
  • the generator is that of an EDM CHARMILLES-ANDREW EF 330 machine.
  • the detector includes a voltage alternator, a TEKTRONIX P 6046 voltage sensor, a current sensor with TEKTRONIX P 6302 amplifier and a Trio 2100 oscilloscope.
  • the analyzer makes it possible to classify each pulse into one of the five types defined above according to criteria such as, for example, those summarized in the following table:
  • the analyzer also detects the different durations t, t, t, t and i o d e sends the signals corresponding to the processor in order to be counted and stored there.
  • the different durations t, t, t, t and i o d e sends the signals corresponding to the processor in order to be counted and stored there.
  • the duration t measured corresponds to the time during which the current remains i greater than 5V.
  • This analysis can be carried out over several hours so as to average the very numerous results obtained. It can also be carried out over a short period taking into account only a few thousand pulses, in order to control only the progress of the machining at a given moment, or to activate, for example, a detailed treatment and the complete memorization of the characteristics of a train of pulses of predetermined duration, as soon as a given number of successive pulses of the same type is detected.
  • This analyzer is activated and controlled by an adequately programmed microcomputer, such as, for example, a HEWLETT PACKARD HP 85).
  • a microcomputer such as, for example, a HEWLETT PACKARD HP 85.
  • Other types of microcomputers, microprocessors can also be used.
  • the analyzer-processor assembly can be arranged and programmed so as to determine characteristic quantities. So, we can program this organ in order to calculate a quantity instantaneous ⁇ characteristic of the risk of wire electrode breakage and follow the variation. When it reaches a predetermined threshold, this is the signal for the next break in the thread. This signal is transmitted to the digital control of the EDM machine which, in response, adjusts at least one machining parameter, with short response time, in order to avoid wire breakage.
  • can be carried out in real time
  • an adaptive control in real time (and with closed loop) of the machining is thus carried out, at optimum speed and without wire breakage.
  • a good rupture indicator ⁇ would be the power P dissipated during the time unit D in the wire electrode at t all the varieties of pulses.
  • a device capable of simultaneously analyzing current and voltage signals is used.
  • the signals obtained from current and voltage measurements made by the detector can therefore be stored on a transient memory.
  • the latter can for example be constituted by a transient digital memory which makes it possible to memorize very fast electrical signals, to store this information and to retransmit it much more slowly towards apparatuses with longer response time: oscillographs, recorders, etc.
  • oscillographs, recorders, etc. We can, for example, use a DATALAB DL 922 having a dual 8-bit channel and whose digitization frequency can reach 20 MHz on a single channel or 10 MHz on both.
  • a TEKTRONIX 791 2 AD digital recorder 500 MHz, programmable, with a single channel, which displays ultra-fast electrical signals on the screen of a diode, possibly connected to an analog TV or XYZ monitor or a TEKTRONIX 468 digital oscilloscope with two channels.
  • a TEKTRONIX 791 2 AD digital recorder 500 MHz, programmable, with a single channel, which displays ultra-fast electrical signals on the screen of a diode, possibly connected to an analog TV or XYZ monitor or a TEKTRONIX 468 digital oscilloscope with two channels.
  • the device of the present invention allows, as we will see below, the experimental determination of this threshold and the adaptive control allowing to machine at optimal speed while preventing wire breakage.
  • the microcomputer activating and controlling the analyzer of the present invention makes it possible to calculate P periodically during machining, this, using the following equation:
  • _ n the number of pulses of this type per period, a and b of the predetermined coefficients, t the duration of a pulse.
  • Equation (1) can be written
  • the microcomputer transmits digital information which is converted by an interface into appropriate signals.
  • the latter thanks to the digital control of the EDM machine, can control the pulse generator and the cross-motion table, in order to adjust at least one parameter so as to decrease P, in particular the durations t, the time pause t, the reference voltage io
  • This interface can also be used to measure and calculate the average cutting speed V.
  • ⁇ t being the duration of the analysis allows, p to control the variation of K in real time.
  • ⁇ t is the duration of the p pulse train considered and is fixed in advance, therefore known. It suffices to record the durations of the discharges.
  • the results obtained by the device of the present invention can be used on-line (in real time) to control the machining or off-line to analyze it.
  • the detector, the analyzer and the microcomputer which activates and controls the analyzer can be placed at a certain distance from the EDM machine proper.
  • the signals obtained by the analyzer can be viewed, or stored before coming to power the microcomputer later.
  • the device according to the present invention not only makes it possible to achieve real-time prevention of wire breakage, which obviously makes it possible to machine at optimum speed (by increasing the cutting speed of a machine by 10 -30% EDM with wire electrode when it is equipped with the device according to the present invention), but also to carry out numerous studies making it possible to optimize certain machining parameters, or else to develop machining strategies in particular for machine in the corners (see diagram in figure 7).

Abstract

An electroerosion, cutting machine with wire electrode, comprising a numerical control for controlling an electric pulse generator and a cross-motion table as well as other machining parameters, is characterized by a device comprising: a detector for measuring the voltage and current intensity for each pulse in the interelectrode region; other characteristics which determine its profile in function of time; an analyser for continuously recording said characteristics of a train of pulses of predetermined duration and for deducing certain results from said characteristics; a microcomputer for activating and controlling said analyser, equipped with software permitting the calculation, from said results, of the value assumed by an index preventing rupture of the wire electrode, the comparison of said index with a predetermined limiting value 1, and the emission of a signal immediately reaches 1, and an interface for transmitting said signal to the numerical control of the EDM machine.

Description

MACHINE EDM A DECOUPER PAR FIL AVEC DISPOSITIF DE CONTROLE EN CONTINU EDM WIRE CUTTING MACHINE WITH CONTINUOUS MONITORING DEVICE
La présente invention a trait à un dispositif permettant de contrôler, de commander en continu et d'optimiser l'usinage par électroérosion avec une machine à découper par fil-électrode.The present invention relates to a device for continuously monitoring, controlling and optimizing EDM machining with a wire electrode cutting machine.
Jusqu'à présent, toute tentative d'augmenter les performances de l'usinage EDM par fil-électrode s'est heurtée aux problèmes posés par la rupture du fil. Il s'agit d'augmenter le plus possible la vitesse de découpe tout en évitant de rompre le fil. Les principales causes de rupture sont connues : usure du fil, nombreux courts-circuits, concentration de décharges à un endroit, échauffement trop important du fil, déstabilisation de l'usinage due à une découpe dans les angles. Depuis longtemps on sait comment éviter les deux premiers. On sait empêcher les concentrations de décharge grâce, par exemple, au dispositif décrit dans le brevet CH 653 585.Up to now, any attempt to increase the performance of EDM machining by wire-electrode has run up against the problems posed by wire breakage. This is to increase the cutting speed as much as possible while avoiding breaking the wire. The main causes of breakage are known: wear of the wire, numerous short-circuits, concentration of discharges in one place, excessive heating of the wire, destabilization of the machining due to cutting in the corners. We have known for a long time how to avoid the first two. It is known to prevent discharge concentrations thanks, for example, to the device described in patent CH 653 585.
Mais, contrairement à l'idée répandue dans l'état de la technique, la surcharge thermique du fil n'est pas due seulement à l'énergie ou à la puissance dissipée dans le fil par certains types de décharges. Il faut tenir compte de toutes les causes d'échauffe ent du fil, en particulier de la puissance dissipée par toutes les impulsions, que celles- ci provoquent ou non une décharge érosive. C'est pourquoi l'objet de la présente invention est une machine telle que celle définie dans les revendications, qui tient compte de toutes les impulsions émises.But, contrary to the idea widespread in the state of the art, the thermal overload of the wire is not due solely to the energy or to the power dissipated in the wire by certain types of discharges. All the causes of wire overheating must be taken into account, in particular the power dissipated by all the pulses, whether or not these cause an erosive discharge. This is why the object of the present invention is a machine such as that defined in the claims, which takes account of all the pulses emitted.
En effet, la rupture du fil intervient en général suite â une brusque dégradation des conditions d'usinage. Pour être efficace, toute prévention devra donc faire appel au contrôle puis à l'ajustement de paramètres à temps de réponse courts. Rappelons que les dimensions et les matériaux des électrodes (pièces à usiner, fil-électrode) la composition du fluide d'usinage, certaines caractéristiques du générateur d'impulsions, ainsi que la précision et l'état de surface sont donnés au départ. Mais d'autres paramètres peuvent être modifiés en cours d'usinage, pour autant évidemment que la machine EDM possède les appareillages et commandes nécessaires pour régler, par exemple, la vitesse de déroulement et la tension mécanique du fil, les caractéristiques de l'injection du fluide d'usinage et sa conductivité, la profondeur du gap ou la vitesse d'avance, et surtout certaines caractéristiques des impulsions telles leur fréquence ou leur amplitude, ou d'autres grandeurs conditionnant leur profil.In fact, the breaking of the wire generally occurs following a sudden deterioration in the machining conditions. To be effective, any prevention must therefore call for control and then adjustment of parameters with short response times. Recall that the dimensions and materials of the electrodes (workpieces, wire electrode) the composition of the machining fluid, certain characteristics of the pulse generator, as well as the precision and the surface condition are given at the start. But other parameters can be modified during machining, provided of course the EDM machine has the equipment and controls necessary to adjust, for example, the unwinding speed and the mechanical tension of the wire, the characteristics of the injection of the machining fluid and its conductivity, the depth of the gap or the speed d 'advance, and above all certain characteristics of the pulses such as their frequency or amplitude, or other quantities conditioning their profile.
Le contrôle selon la présente invention fait de préférence appel à ces paramètres électriques, c'est-à-dire aux caractéristiques du "profil" des impulsions. Par "profil" d'impulsions on entend les courbes décrivant la variation en fonction du temps de la différence de potentiel et de l'intensité du courant dans l'espace interélectrode (encore appelé "gap").The control according to the present invention preferably uses these electrical parameters, that is to say the characteristics of the "profile" of the pulses. The term "pulse profile" means the curves describing the variation as a function of time of the potential difference and the intensity of the current in the interelectrode space (also called "gap").
Les paramètres utilisés, le profil des impulsions, ainsi que les divers types d'impulsions pouvant être émises, varient selon le type de générateur utilisé.The parameters used, the pulse profile, as well as the various types of pulses that can be emitted, vary depending on the type of generator used.
Les paramètres pouvant conditionner le profil d'une impulsion ainsi que les divers types d'impulsions sont schématisés à la figure 1. Rappelons la signification de ces divers paramètres :The parameters which can condition the profile of an impulse as well as the various types of impulses are shown diagrammatically in Figure 1. Let us recall the meaning of these various parameters:
t : intervalle de temps séparant les débuts de deux Impulsions det: time interval between the beginnings of two pulses of
P tension successives : t = t + t ≈ t + t + t + t ; p o i o d e f t : délai d'amorçage d'une décharge; d t : durée de décharge; e t : durée de la montée de courant en début d'étincelle; t : durée de l'impulsion de tension : t = t + t + t ; i i d e f t : temps de pause séparant la fin d'une impulsion de tension o du début de l'impulsion suivante;P successive voltages: t = t + t ≈ t + t + t + t; p o i o d e f t: time to initiate a landfill; d t: duration of discharge; e t: duration of the current rise at the start of the spark; t: duration of the voltage pulse: t = t + t + t; i i d e f t: pause time separating the end of a voltage pulse o from the start of the next pulse;
U tension à vide; i U tension de décharge; e I intensité du courant traversant le gap en fin de décharge. eU no-load voltage; i U discharge voltage; e I intensity of the current crossing the gap at the end of discharge. e
La figure 1 illustre également les cinq types d'impulsions distinguées selon l'état de la technique (Fig. 1b). Leur profil est schématisé très grossièrement, car les oscillogrammes réels de la tension u et du courant i varient d'un générateur à l'autre. Il s'agit des types suivants :Figure 1 also illustrates the five types of pulses distinguished according to the state of the art (Fig. 1b). Their profile is schematized very roughly, because the real oscillograms of the voltage u and the current i vary from one generator to another. These are the following types:
Figure imgf000004_0001
- circuit ouvert (symbolisé par 0) : t = t ; t = 0 u = constante = U ; (donc u toujours > U ) d i e ^ i e
Figure imgf000004_0001
- open circuit (symbolized by 0): t = t; t = 0 u = constant = U; (so u always> U) die ^ ie
- décharge retardée (symbolisée par D) : t > limite t ; u peut atteindre U et U d dl i e- delayed discharge (symbolized by D): t> limit t; u can reach U and U d dl i e
(on observe parfois u = U ou u = U ) i e(we sometimes observe u = U or u = U) i e
- décharge normale (symbolisée par N) : t < t ; u peut atteindre U et U d dl i e- normal discharge (symbolized by N): t <t; u can reach U and U d dl i e
(on observe parfois u ≈ U ou u ≈ U ) i e(we sometimes observe u ≈ U or u ≈ U) i e
- arc (symbolisé par A) : u peut atteindre U mais non U e i t = 0 ; (t ≈ 0) ; u < U ; on observe parfois u ≈ U d e i e- arc (symbolized by A): u can reach U but not U e i t = 0; (t ≈ 0); u <U; we sometimes observe u ≈ U d e i e
- court-circuit (symbolisé par S) : t = 0 ; (t = 0) ; u ne peut atteindre U et U d e i e- short circuit (symbolized by S): t = 0; (t = 0); u cannot reach U and U d e i e
(on observe toujours u < U ) e(we always observe u <U) e
En suivant et en analysant en continu les signaux de tension u et de courant i, on peutBy continuously monitoring and analyzing the voltage u and current i signals, we can
- obtenir une image en temps réel des conditions d'usinage et réaliser en particulier un contrôle en temps réel de ce dernier.- obtain a real-time image of the machining conditions and in particular carry out a real-time control of the latter.
A partir d'études off-line on peut aussiFrom offline studies we can also
- contrôler et optimiser l'usinage,- control and optimize machining,
- calculer certaines grandeurs caractéristiques permettant d'effectuer une évaluation des conditions d'usinage,- calculate certain characteristic quantities allowing an evaluation of the machining conditions,
- déterminer expérimentalement la valeur de certains coefficients, paramètres ou valeurs-limite,- experimentally determine the value of certain coefficients, parameters or limit values,
- analyser le rôle joué par certains paramètres.- analyze the role played by certain parameters.
Ceci requiert souvent le classement des impulsions selon les divers types qui correspondent au générateur utilisé, en effet, comme mentionné ci- dessus, les types d'impulsions observés varient avec les divers types de générateur. Ainsi, pour un générateur statique émettant des impulsions de durée et de fréquence prédéterminées, on observera les cinq types définis ci- dessus. Pour un générateur à relaxation on n'observera pas de "décharges retardées". Il existe aussi des générateurs munis de dispositifs anti-arcs. Ainsi dans le cas du générateur utilisé dans l'exemple de la présente invention (Machine EDM CHARMILLES-ANDREW EF 330), pour lequel la durée d'impulsion t' et le temps de pause t' sont préimposês, le profil des i o impulsions peut être schématisé comme à la figure lb.This often requires the classification of the pulses according to the various types which correspond to the generator used, in fact, as mentioned above, the types of pulses observed vary with the various types of generator. Thus, for a static generator emitting pulses of predetermined duration and frequency, the five types defined above will be observed. For a relaxation generator we will not observe "delayed discharges". There are also generators fitted with anti-arc devices. Thus in the case of the generator used in the example of the present invention (EDM machine CHARMILLES-ANDREW EF 330), for which the pulse duration t 'and the pause time t' are pre-set, the profile of the pulses can be shown schematically as in Figure lb.
Figure imgf000005_0001
Signalons que t = t' + t' = t + t est une constante, p i o i o
Figure imgf000005_0001
Note that t = t '+ t' = t + t is a constant, pioio
Comme représenté à la figure 2, le détecteur du dispositif selon la présente invention permet de mesurer en continu, pour chaque impulsion, la différence de potentiel u entre l'un des contacts amenant le courant au fil-électrode et la pièce à usiner, ainsi que l'intensité i du courant avec une fréquence très élevée des mesures. Cette détection de la valeur de la tension et de l'intensité du courant peut être combinée avec celle des autres caractéristiques de l'impulsion, telles, par exemple, sa durée t , ou la durée t de la décharge. eAs shown in FIG. 2, the detector of the device according to the present invention makes it possible to continuously measure, for each pulse, the potential difference u between one of the contacts bringing the current to the wire-electrode and the workpiece, thus as the intensity i of the current with a very high frequency of measurements. This detection of the value of the voltage and of the intensity of the current can be combined with that of the other characteristics of the pulse, such as, for example, its duration t, or the duration t of the discharge. e
Ces signaux sont ensuite transmis à un analyseur activé et contrôlé par un processeur, par exemple un ordinateur, un micro-ordinateur ou un micro¬ processeur ou tout autre organe de traitement approprié. Ils sont agencés de façon :These signals are then transmitted to an analyzer activated and controlled by a processor, for example a computer, a microcomputer or a microprocessor or any other suitable processing device. They are arranged so:
- à enregistrer ces signaux et à détecter les caractéristiques des impulsions,- to record these signals and to detect the characteristics of the pulses,
- à classer chaque impulsion dans un type donné,- to classify each pulse in a given type,
- à analyser un train d'impulsions et à calculer à partir de certains résultats des grandeurs caratéristiques permettant soit de contrôler l'usinage en temps réel, soit de réaliser des diagnostics, de mettre au point des stratégies ou d'effectuer d'autres études off-line, comme cela sera développé par la suite.- to analyze a train of pulses and to calculate from certain results characteristic quantities allowing either to control the machining in real time, or to carry out diagnostics, to develop strategies or to carry out other studies off-line, as will be developed later.
Le processeur est relié par une interface à la commande numérique de la machine EDM.The processor is connected by an interface to the digital control of the EDM machine.
Le détecteur comporte en général un atténuateur de tension, un capteur de tension, par exemple un capteur différentiel, un capteur de courant qui peut être muni d'un amplificateur et éventuelleemnt un appareil permettant de visualiser les signaux obtenus, tel un oscilloscope par exemple. Il effectue les mesures à une fréquence élevée, (par exemple 12,5 Mhz c'est-à-dire toutes les 0,08 μs). En effet, Il s'agit de découpage par fil-électrode; les durées t définies ci-dessus sont courtes (de l'ordre du diziè e à quelques i μs), tandis que i et u sont élevées (U est en général de l'ordre de 20Q V).The detector generally comprises a voltage attenuator, a voltage sensor, for example a differential sensor, a current sensor which can be provided with an amplifier and possibly a device making it possible to display the signals obtained, such as an oscilloscope for example. It performs the measurements at a high frequency (for example 12.5 MHz, that is to say every 0.08 μs). Indeed, it is cutting by wire-electrode; the durations t defined above are short (of the order of a tenth to a few i μs), while i and u are high (U is generally of the order of 20Q V).
Les impulsions se succédant en général à quelques dizaines de μs et pouvant durer environ de 0,5 à 5 μs, ceci explique les fréquences auxquelles tension et courant doivent être mesurés.The pulses generally follow one another at a few tens of μs and can last approximately from 0.5 to 5 μs, this explains the frequencies at which voltage and current must be measured.
On peut prévoir un dispositif atténuant le signal de tension afin de protéger, si nécessaire, le capteur correspondant. Les signaux peuvent ensuite être envoyés dans un oscilloscope avant d'être transmis à l'analyseur du dispositif selon la présente invention après avoir été, de préférence, atténués afin d'être comparés à des grandeurs de référence. Le capteur de courant est agencé pour transmettre le signal sans "bruit" de fond. Les deux signaux peuvent être visualisés, par exemple sur un oscilloscope approprié.It is possible to provide a device attenuating the voltage signal in order to protect, if necessary, the corresponding sensor. The signals can then be sent to an oscilloscope before being transmitted to the analyzer of the device according to the present invention after having been, preferably, attenuated in order to be compared with reference quantities. The current sensor is arranged to transmit the signal without background "noise". Both signals can be viewed, for example on an appropriate oscilloscope.
Avant d'être transmis à l'analyseur, les signaux obtenus à partir des mesures de courant et de tension réalisées par le détecteur peuvent être stockés sur une mémoire transitoire digitale ou analogique. Cette dernière permet de mémoriser des signaux électriques très rapides, de stocker ces informations et de les reémettre plus tard vers des appareillages de traitement ultérieur : oscilloscopes, enregistreurs, etc..Before being transmitted to the analyzer, the signals obtained from current and voltage measurements made by the detector can be stored on a transient digital or analog memory. The latter makes it possible to memorize very fast electrical signals, to store this information and to retransmit it later to equipment for further processing: oscilloscopes, recorders, etc.
L'analyseur du dispositif selon la présente invention est agencé de façon à extraire à grande vitesse différentes caractéristiques des impulsions en comparant, pour chaque impulsion, ces signaux à des valeurs de référence afin de les évaluer. Ces opérations analytiques sont réalisées par des circuits électroniques à temps de réponse très courts, tels des séries de comparateurs réglés chacun sur un voltage ou une intensité donnée. Par exemple, une série de trois comparateurs pour détecter la valeur du signal de tension peut être réglée sur 5, 30 et 150 V et une série de deux comparateurs pour détecter la valeur du signal d'intensité de courant peut être réglée sur 5 et 10 A. Il est évidemment possible d'augmenter le nombre de ces comparateurs si on désire une meilleure précision. Chacun de ces comparateurs est relié à un récepteur différentiel indiquant si la grandeur à mesurer est inférieure ou supérieure à la valeur de réglage du comparateur.The analyzer of the device according to the present invention is arranged so as to extract at high speed different characteristics of the pulses by comparing, for each pulse, these signals with reference values in order to evaluate them. These analytical operations are carried out by electronic circuits with very short response times, such as series of comparators each adjusted to a given voltage or current. For example, a series of three comparators to detect the value of the voltage signal can be set to 5, 30 and 150 V and a series of two comparators to detect the value of the current signal can be set to 5 and 10 A. It is obviously possible to increase the number of these comparators if we want better accuracy. Each of these comparators is connected to a differential receiver indicating whether the quantity to be measured is lower or greater than the setting value of the comparator.
Grâce à des circuits électroniques constitués de manière connue, l'analyseur permet aussi de déterminer, si. nécessaire, (c'est-à-dire si elles ne sont pas prédéterminées par le type de générateur utilisé), les durées t , t , i d t et t définies ci-dessus, o e Cet analyseur est aussi muni d'un logiciel permettant de comparer i avec I e et u avec U et U , de combiner ces résultats et d'en déduire en temps réel, i e c'est-à-dire en quelques dizaines de μs le type de l'impulsion ainsi analysée, comme explicité dans l'exemple ci-après. A la fin de chaque impulsion, la mémoire doit être nettoyée, grâce à des circuits agencés afin de tenir compte des variations de la durée des impulsions.Thanks to electronic circuits constituted in a known manner, the analyzer also makes it possible to determine, if. necessary (i.e. if they are not predetermined by the type of generator used), the durations t, t, idt and t defined above, oe This analyzer is also provided with software making it possible to compare i with I e and u with U and U, to combine these results and to deduce therefrom in real time, ie that is to say in a few tens of μs the type of the pulse thus analyzed, as explained in the example below. At the end of each pulse, the memory must be cleaned, thanks to circuits arranged in order to take account of variations in the duration of the pulses.
Les résultats de ces analyses et classements sont ensuite transmis à un module comportant une mémoire et un ou plusieurs compteurs pouvant fonctionner sur des bases de temps différentes. Ils sont stockés sur ces compteurs. On obtient ainsi le nombre d'impulsions de chaque type et le nombre total d'impulsions analysées et classifiées. On prévoit de préférence plusieurs bases de temps afin de pouvoir mener simultanément une analyse détaillée pendant quelque dizaines de μs, par exemple, et une analyse à long terme (quelques heures, par exemple) sans interrompre cette dernière.The results of these analyzes and classifications are then transmitted to a module comprising a memory and one or more counters which can operate on different time bases. They are stored on these counters. This gives the number of pulses of each type and the total number of pulses analyzed and classified. Several time bases are preferably provided in order to be able to simultaneously conduct a detailed analysis for a few tens of μs, for example, and a long-term analysis (a few hours, for example) without interrupting the latter.
L'analyseur et le processeur peuvent aussi être agencés non seulement afin de classer et de totaliser le nombre d'impulsions de chaque type, mais aussi de déterminer la durées totale des décharges (2 t ), la durée totale des e impulsions de tension (_t t ), celle des délais d'amorçage (Σ t ), ainsi que i d la valeur moyenne de ces durées. Grâce à des logiciels appropriés ils peuvent surtout une grandeur caractéristique du risque de rupture du fil, et transmettre un signal à la commande numérique dès que cette grandeur atteint un seuil donné, grâce à l'interface appropriée.The analyzer and the processor can also be arranged not only in order to classify and to totalize the number of pulses of each type, but also to determine the total duration of the discharges (2 t), the total duration of the e voltage pulses ( _t t), that of the initiation times (Σ t), as well as id the average value of these durations. Thanks to appropriate software, they can above all a quantity characteristic of the risk of wire breakage, and transmit a signal to the digital control as soon as this quantity reaches a given threshold, thanks to the appropriate interface.
Les signaux générés par l'analyseur peuvent également être stockés et visualisés sur des dispositifs appropriés et leurs variations peuvent être enregistrées, par exemple sur un enregistreur digital.The signals generated by the analyzer can also be stored and viewed on suitable devices and their variations can be recorded, for example on a digital recorder.
Dans l'exemple décrit ci-dessous, le générateur est celui d'une machine EDM CHARMILLES-ANDREW EF 330. Le détecteur comporte un alternateur de tension, un capteur de tension TEKTRONIX P 6046, un capteur de courant avec amplificateur TEKTRONIX P 6302 et un oscilloscope Trio 2100.In the example described below, the generator is that of an EDM CHARMILLES-ANDREW EF 330 machine. The detector includes a voltage alternator, a TEKTRONIX P 6046 voltage sensor, a current sensor with TEKTRONIX P 6302 amplifier and a Trio 2100 oscilloscope.
L'analyseur permet de classer chaque impulsion dans un des cinq types définis ci-dessus selon des critères tels, par exemple, que ceux résumés dans le tableau suivant :The analyzer makes it possible to classify each pulse into one of the five types defined above according to criteria such as, for example, those summarized in the following table:
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
circuit ouvert (0)
Figure imgf000008_0001
Figure imgf000009_0001
open circuit (0)
décharge retardée (D)delayed discharge (D)
décharge normale (N)normal discharge (N)
arcs (A) X Xarcs (A) X X
courts-circuits (S)short circuits (S)
Il détecte, par exemple :It detects, for example:
- si l'intensité atteint une limite I (par exemple I ≈ 10 A) (sinon il e e s'agit d'un circuit ouvert) ; si elle atteint cette limite avant ou après qu'un temps de référence t' se soit écoulé (dans ce dernier cas il s'agit d'une décharge retardée);- if the intensity reaches a limit I (for example I ≈ 10 A) (otherwise it is an open circuit); if it reaches this limit before or after a reference time t 'has elapsed (in the latter case it is a delayed discharge);
- si la tension atteint une limite U (par exemple U = 150 V), (le courant i i ayant atteint I avant t' ): il s'agit d'une décharge normale et sinon, si e i elle atteint une limite U inférieure à U (par exemple U = 30 V) : il e i . e s'agit d'un arc. Si elle n'atteint pas cette limite il s'agit d'un court- circuit.- if the voltage reaches a limit U (for example U = 150 V), (the current ii having reached I before t '): it is a normal discharge and otherwise, if ei it reaches a limit U less than U (for example U = 30 V): it ei. it is an arc. If it does not reach this limit it is a short circuit.
Ces opérations peuvent être simplifiées avec d'autres types de générateurs. Ainsi, si seules des impulsions de type 0, N et S sont émises, il suffit de détecter si :These operations can be simplified with other types of generators. Thus, if only pulses of type 0, N and S are emitted, it suffices to detect if:
- l'intensité atteint ou non la limite I et si e- the intensity reaches or not the limit I and if e
- la tension atteint ou non la limite U , selon le tableau
Figure imgf000010_0001
- the voltage reaches or not the limit U, according to the table
Figure imgf000010_0001
Figure imgf000010_0002
Figure imgf000010_0002
L'analyseur détecte également les différentes durées t , t , t , t et i o d e envoie les signaux correspondant au processeur afin d'y être comptabilisées et mémorisées. Dans cet exemple :The analyzer also detects the different durations t, t, t, t and i o d e sends the signals corresponding to the processor in order to be counted and stored there. In this example:
- t' et t sont fixés et mémorisés directement; i o- t 'and t are fixed and stored directly; i o
- on ne détermine et mémorise t que si la tension dépasse U = 150 V; d i- we only determine and store t if the voltage exceeds U = 150 V; d i
- on ne détermine et mémorise t que si le courant dépasse 5 A; e- we only determine and store t if the current exceeds 5 A; e
- la durée t mesurée correspond au temps pendant lequel le courant reste i supérieur à 5V.- the duration t measured corresponds to the time during which the current remains i greater than 5V.
Cette analyse peut s'effectuer sur plusieurs heures de façon à faire la moyenne des très nombreux résultats obtenus. Elle peut aussi s'effectuer sur une courte période en ne prenant en compte que quelques milliers d'impulsions, afin de contrôler seulement le déroulement de l'usinage à un moment donné, ou d'activer, par exemple, un traitement détaillé et la mémorisation complète des caractéristiques d'un train d'impulsions de durée prédéterminée, dès qu'un nombre donné d'impulsions successives de même type est décelé.This analysis can be carried out over several hours so as to average the very numerous results obtained. It can also be carried out over a short period taking into account only a few thousand pulses, in order to control only the progress of the machining at a given moment, or to activate, for example, a detailed treatment and the complete memorization of the characteristics of a train of pulses of predetermined duration, as soon as a given number of successive pulses of the same type is detected.
Cet analyseur est activé et contrôlé par un micro-ordinateur programmé de façon adéquate, tel, par exemple, un HEWLETT PACKARD HP 85). D'autres types de micro-ordinateurs, des micro-processeurs peuvent être également utilisés.This analyzer is activated and controlled by an adequately programmed microcomputer, such as, for example, a HEWLETT PACKARD HP 85). Other types of microcomputers, microprocessors can also be used.
Ces durées ainsi que la valeur de référence t' , sont stockées, elles i aussi, sur des compteurs incorporés à cet analyseur.These durations, as well as the reference value t ', are also stored on counters incorporated in this analyzer.
Comme on l'a vu en introduction, l'ensemble analyseur-processeur peut être agencé et programmé de manière à déterminer des grandeurs caratêristiques. Ainsi, on peut programmer cet organe afin de calculer une grandeur instantanée θ caractéristique du risque de rupture du fil-électrode et en suivre la variation. Lorsqu'elle atteint un seuil prédéterminé, ceci est le signal de la rupture prochaine du fil. Ce signal est transmis à la commande numérique de la machine EDM qui, en réponse, ajuste au moins un paramètre d'usinage, à temps de réponse court, afin d'éviter la rupture du fil. Lorsque le calcul de θ peut être effectué en temps réel, on réalise ainsi sur un contrôle adaptatif en temps réel (et à boucle fermée) de l'usinage, à vitesse optimale et sans rupture de fil.As we saw in the introduction, the analyzer-processor assembly can be arranged and programmed so as to determine characteristic quantities. So, we can program this organ in order to calculate a quantity instantaneous θ characteristic of the risk of wire electrode breakage and follow the variation. When it reaches a predetermined threshold, this is the signal for the next break in the thread. This signal is transmitted to the digital control of the EDM machine which, in response, adjusts at least one machining parameter, with short response time, in order to avoid wire breakage. When the calculation of θ can be carried out in real time, an adaptive control in real time (and with closed loop) of the machining is thus carried out, at optimum speed and without wire breakage.
Selon la présente invention, un bon indicateur de rupture θ serait la puissance P dissipée pendant l'unité de temps D dans le fil-électrode à t toutes les variétés d'impulsions. Comme grâce au dispositif de la présente invention on peut suivre la variation de P au cours de l'usinage, il a permis de réaliser une étude qui a montré queAccording to the present invention, a good rupture indicator θ would be the power P dissipated during the time unit D in the wire electrode at t all the varieties of pulses. As thanks to the device of the present invention, it is possible to follow the variation of P during the machining, it made it possible to carry out a study which showed that
- la rupture du fil-électrode est précédée pendant quelques ms par une brusque augmentation de la puissance P dissipée dans le gap,- the rupture of the electrode wire is preceded for a few ms by a sudden increase in the power P dissipated in the gap,
- qu'une augmentation de la durée t de l'impulsion (ou du rapport _ t /Σ i e t ) change la distribution de l'énergie et augmente aussi l'échauffement du p fil-électrode et, donc, le risque de rupture. Toutefois, rappelons que si on diminue trop t on est contraint d'augmenter la puissance émise par le générateur afin de conserver une vitesse de découpe satisfaisante.- that an increase in the duration t of the pulse (or of the ratio _ t / Σ i e t) changes the distribution of energy and also increases the heating of the p wire-electrode and, therefore, the risk of rupture. However, remember that if we decrease too much t we are forced to increase the power emitted by the generator in order to maintain a satisfactory cutting speed.
On utilise de préférence un dispositif capable d'analyser simultanément les signaux de courant et de tension.Preferably, a device capable of simultaneously analyzing current and voltage signals is used.
Avant d'être analysés, les signaux obtenus à partir des mesures de courant et de tension réalisées par le détecteur peuvent donc être stockés sur une mémoire transitoire. Cette dernière peut par exemple être constituée par une mémoire digitale transitoire qui permet de mémoriser des signaux électriques très rapides, de stocker ces informations et de les reémettre beaucoup plus lentement vers des appareillages à temps de réponse plus long : oscillographes, enregistreurs, etc. On peut, par exemple, utiliser un DATALAB DL 922 ayant un double canal à 8 bits et dont la fréquence de digitalisation peut atteindre 20 Mhz sur un seul canal ou 10 Mhz sur les deux. On peut utiliser d'autres installations : un enregistreur digital TEKTRONIX 791 2 AD, 500 Mhz, programmable, à un seul canal, qui visualise sur l'écran d'une diode des signaux électriques ultra-rapides, éventuellement relié à un moniteur de télévision ou XYZ analogique ou encore un oscilloscope digital à mémoire TEKTRONIX 468 à deux canaux. Ces divers appareillages ne sont indiqués qu'à titre d'exemples. Tout autre dispositif ayant les mêmes fonctions, insensible aux interférences électroniques, aux "bruits" dus aux commutations à hautes fréquences, etc.. peut être utilisé.Before being analyzed, the signals obtained from current and voltage measurements made by the detector can therefore be stored on a transient memory. The latter can for example be constituted by a transient digital memory which makes it possible to memorize very fast electrical signals, to store this information and to retransmit it much more slowly towards apparatuses with longer response time: oscillographs, recorders, etc. We can, for example, use a DATALAB DL 922 having a dual 8-bit channel and whose digitization frequency can reach 20 MHz on a single channel or 10 MHz on both. Other installations can be used: a TEKTRONIX 791 2 AD digital recorder, 500 MHz, programmable, with a single channel, which displays ultra-fast electrical signals on the screen of a diode, possibly connected to an analog TV or XYZ monitor or a TEKTRONIX 468 digital oscilloscope with two channels. These various devices are only given as examples. Any other device having the same functions, insensitive to electronic interference, "noise" due to high frequency switching, etc. can be used.
On peut donc prévenir la rupture du fil-électrode en contrôlant automatiquement l'évolution instantanée de sa charge thermique, ceci en suivant en continu la variation de P, la puissance dissipée dans le gap, et en la maintenant inférieure à un seuil donné en ajustant au moins un paramètre d'usinage à temps de réponse court. Le dispositif de la présente invention permet comme nous le verrrons ci-dessous, la détermination expérimentale de ce seuil et le contrôle adaptatif permettant d'usiner à vitesse optimale tout en prévenant la rupture du fil.We can therefore prevent the wire electrode from breaking by automatically controlling the instantaneous evolution of its thermal load, this by continuously monitoring the variation of P, the power dissipated in the gap, and keeping it below a given threshold by adjusting at least one machining parameter with short response time. The device of the present invention allows, as we will see below, the experimental determination of this threshold and the adaptive control allowing to machine at optimal speed while preventing wire breakage.
Une autre grandeur peut aussi être utilisée pour prévoir la rupture prochaine du fil : le rapport ∑ t /S t . Signalons, toutefois, que cette e p grandeur est moins satisfaisante que P, sauf si on maintient t constante.Another quantity can also be used to predict the next break in the wire: the ratio ∑ t / S t. Note, however, that this e p magnitude is less satisfactory than P, unless we keep t constant.
Par contre sa détermination nécessite des calculs beaucoup moins complexes que ceux pour P, et peut être réalisée en temps réel. Cette variante peut donc être très avantageuse, car elle permet un contrôle en temps réel.On the other hand, its determination requires much less complex calculations than those for P, and can be carried out in real time. This variant can therefore be very advantageous, because it allows control in real time.
Grâce à un logiciel approprié, le micro-ordinateur activant et contrôlant l'analyseur de la présente invention permet de calculer P périodiquement en cours d'usinage, ceci, grâce à l'équation suivante :Thanks to appropriate software, the microcomputer activating and controlling the analyzer of the present invention makes it possible to calculate P periodically during machining, this, using the following equation:
P = Σ n E (1)P = Σ n E (1)
_ avec E Σ a t (x) + b (2) j = J 1_ with E Σ a t (x) + b (2) j = J 1
~i où E est la moyenne des énergies d'un type donné d'impulsions j, réalisée j sur n impulsions de ce type,~ i where E is the average of the energies of a given type of pulses j, performed j on n pulses of this type,
_ n le nombre des impulsions de ce type par période, a et b des coefficients prédéterminés, t la durée d'une impulsion. x = n i J_ n the number of pulses of this type per period, a and b of the predetermined coefficients, t the duration of a pulse. x = n i J
L'équation (1) peut s'écrireEquation (1) can be written
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
Figure imgf000012_0001
Figure imgf000013_0001
P ≈ Σ ( Σ a t x) + b )P ≈ Σ (Σ a t x) + b)
J x - 1 . j - ~J x - 1. d - ~
En effet, comme expliqué ci-dessus, l'analyse d'un train de 2 nj impulsions, permet d'obtenir par comptage des n • (Pour que l'indicateur P obtenu soit significatif, il faut qu'un train d impulsions supérieur à quelques dizaines de ms soit analysé).Indeed, as explained above, the analysis of a train of 2 nj pulses, makes it possible to obtain by counting n • (For the indicator P obtained to be significant, a train of pulses must be higher a few tens of ms is analyzed).
Grâce à une étude off-line effectuée à partir des mesures de tension u (x) et d'intensité i(x) effectuée pour chaque impulsion et de la durée t (x) de celle-ci, il est possible - de calculer l'énergie de cette impulsion, EThanks to an off-line study carried out on the basis of the measurements of voltage u (x) and of intensity i (x) carried out for each pulse and of the duration t (x) thereof, it is possible - to calculate l energy of this impulse, E
- d'étudier sa variation en fonction de t (x), i- to study its variation as a function of t (x), i
Cette étude a montré, de façon surprenante, que pour une puissance donnée du générateur d'impulsions, l'énergie E ne dépend que d'un seul facteur, la j durée t des impulsions, et varie donc linéairement avec elle, mais avec des pentes différentes selon le type d'impulsions : E (x) * a t (x) + b . Les pentes a et les constantes b sont mémorisées, et il suffît de connaître la durée et le type d'une impulsion pour calculer son énergie.This study has shown, surprisingly, that for a given power of the pulse generator, the energy E depends only on one factor, the j duration t of the pulses, and therefore varies linearly with it, but with different slopes depending on the type of pulse: E (x) * a t (x) + b. The slopes a and the constants b are memorized, and it is enough to know the duration and the type of a pulse to calculate its energy.
Dès que l'indicateur d'échauffement P dépasse un seuil, PI, qui peut également être prédéterminé par une étude off-line réalisée grâce au dispositif de la présente invention, le micro-ordinateur émet une information digitale qui est convertie par une interface en signaux appropriés. Ces derniers, grâce à la commande numérique de la machine EDM, peuvent commander le générateur d'impulsion et la table à mouvements croisés, afin d'ajuster au moins un paramètre de façon à faire diminuer P, en particulier les durées t , le temps de pause t , le voltage de référence i oAs soon as the temperature rise indicator P exceeds a threshold, PI, which can also be predetermined by an off-line study carried out using the device of the present invention, the microcomputer transmits digital information which is converted by an interface into appropriate signals. The latter, thanks to the digital control of the EDM machine, can control the pulse generator and the cross-motion table, in order to adjust at least one parameter so as to decrease P, in particular the durations t, the time pause t, the reference voltage io
U , l'intensité I .(Voir le schéma général du dispositif, figure 2) s pU, the intensity I. (See the general diagram of the device, figure 2) s p
Cette interface peut également permettre de mesurer et de calculer la vitesse moyenne de découpe V.This interface can also be used to measure and calculate the average cutting speed V.
Dans le cas où la machine EDM est équipée d'un générateur d'impulsions à durées prédéterminées (générateur statique), il est préférable de travailler selon la variante déjà signalée ci-dessus, c'est-à-dire en utilisant K =In case the EDM machine is equipped with a pulse generator with predetermined durations (static generator), it is preferable to work according to the variant already indicated above, that is to say using K =
Σ t /S t , comme indicateur d'échauffement, les étapes de son calcul étant e p moins complexes que pour P.Σ t / S t, as an overheating indicator, the steps of its calculation being e p less complex than for P.
On prédétermine t en fonction de la hauteur de la pièce à usiner, grâce à une étude off-line réalisée grâce au détecteur, à l'analyseur et au micro¬ ordinateur selon la présente invention (par exemple, t = 0,0125 h + 0,875, h étant exprimé en mm).T is predetermined as a function of the height of the workpiece, thanks to an off-line study carried out using the detector, the analyzer and the microcomputer according to the present invention (for example, t = 0.0125 h + 0.875, h being expressed in mm).
On contrôle t et U , le voltage de référence grâce au même dispositif, o sWe control t and U, the reference voltage thanks to the same device, o s
La simplicité du calcul de K, ∑t étant la durée de l'analyse permet, de p contrôler la variation de K en temps réel. En effet, Σ t est la durée du p train d'impulsion considérée et est fixé d'avance, donc connu. Il suffit de comptabiliser les durées des décharges.The simplicity of the calculation of K, ∑t being the duration of the analysis allows, p to control the variation of K in real time. Indeed, Σ t is the duration of the p pulse train considered and is fixed in advance, therefore known. It suffices to record the durations of the discharges.
On peut augmenter U et diminuer t afin de faire augmenter la vitesse s o d'usinage jusqu'à sa valeur optimum tout en surveillant l'augmentation de K qui doit rester Inférieure à une limite Kl. Cette limite peut également être fixée grâce à une étude off-line réalisée avec le présent dispositif. En cas de variation brusque ou de dégradation des conditions d'usinage, due par exemple à une panne ou a une découpe dans un angle, K augmente brusquement.One can increase U and decrease t in order to increase the speed s o of machining to its optimum value while monitoring the increase in K which must remain below a limit Kl. This limit can also be set thanks to an off-line study carried out with this device. In the event of an abrupt change or deterioration in the machining conditions, due for example to a breakdown or to a cut in an angle, K increases suddenly.
Il suffit d'ajuster par exemple t et U afin de maintenir l'indicateur en o s dessous de Kl. (Voir les diagrammes des figures 4, 5 et 6).It suffices to adjust, for example, t and U in order to keep the indicator below the value of Kl. (See diagrams in Figures 4, 5 and 6).
Ceci est très avantageux car il n'est plus nécessaire d'arrêter l'usinage comme préconisé dans l'état de la technique, en commandant par exemple l'arrêt de la table à mouvement croisés ou l'arrêt des impulsions de courant dans le fil dès qu'il y a risque de rupture, ou de diminuer la puissance de ces impulsions dans une mesure qui va au-delà de ce qui avait été nécessaire pour faire disparaître le rique de rupture.This is very advantageous since it is no longer necessary to stop the machining as recommended in the prior art, by commanding for example the stopping of the cross-motion table or the stopping of the current pulses in the wire as soon as there is a risk of rupture, or of reducing the power of these impulses to an extent which goes beyond what had been necessary to remove the risk of rupture.
En résumé, les résultats obtenus par le dispositif de la présente invention peuvent être utilisés on line (en temps réel) pour contrôler l'usinage ou off-line pour l'analyser. Le détecteur, l'analyseur ainsi que le micro¬ ordinateur qui active et contrôle l'analyseur peuvent être disposés à une certaine distance de la machine EDM proprement dite. Les signaux obtenus par l'analyseur peuvent être visualisés, ou stockés avant de venir alimenter ultérieurement le micro-ordinateur.In summary, the results obtained by the device of the present invention can be used on-line (in real time) to control the machining or off-line to analyze it. The detector, the analyzer and the microcomputer which activates and controls the analyzer can be placed at a certain distance from the EDM machine proper. The signals obtained by the analyzer can be viewed, or stored before coming to power the microcomputer later.
Ajoutons que le dispositif selon la présente invention permet non seulement de réaliser une prévention en temps réel de la rupture du fil, ce qui permet évidemment d'usiner à vitesse optimale (en augmentant de 10 -30% la vitesse de découpe d'une machine EDM à fil-électrode lorsqu'elle est munie du dispositif selon la présente invention) ,mais aussi d'effectuer de nombreuses études permettant d'optimiser certains paramètres d'usinages, ou bien de mettre au point des stratégies d'usinages en particulier pour usiner dans les angles (voir le diagramme de la figure 7). Let us add that the device according to the present invention not only makes it possible to achieve real-time prevention of wire breakage, which obviously makes it possible to machine at optimum speed (by increasing the cutting speed of a machine by 10 -30% EDM with wire electrode when it is equipped with the device according to the present invention), but also to carry out numerous studies making it possible to optimize certain machining parameters, or else to develop machining strategies in particular for machine in the corners (see diagram in figure 7).

Claims

REVENDICATIONS
1. Machine pour découper par électroérosion avec un fil-électrode comportant une commande numérique permettant de contrôler un générateur d'impulsions électrique et une table à mouvements croisés ainsi que d'autres paramètres d'usinage, caractérisé par un dispositif comprenant :1. Machine for cutting by electroerosion with a wire electrode comprising a digital control making it possible to control an electric pulse generator and a table with crossed movements as well as other machining parameters, characterized by a device comprising:
- un détecteur agencé pour mesurer dans la zone interëlectrode, la tension et l'intensité de courant pour chaque impulsion,- a detector arranged to measure in the inter-electrode area, the voltage and the current intensity for each pulse,
- ainsi que d'autres caractéristiques conditionnant son profil en fonction du temps,- as well as other characteristics conditioning its profile as a function of time,
- un analyseur agencé pour enregistrer en continu ces caractéristiques pour un train d'impulsions de durée prédéterminées et en déduire certains résultats,- an analyzer arranged to continuously record these characteristics for a train of pulses of predetermined duration and to deduce certain results therefrom,
- un micro-ordinateur activant et contrôlant cet analyseur, équipé d'un logiciel permettant de calculer, à partir de ces résultats, la valeur prise par un Indicateur θ de prévention de rupture du fil-électrode, de la comparer à une valeur limite θl prédéterminée, d'émettre un signal dès que θ atteint θl, et- a microcomputer activating and controlling this analyzer, equipped with software making it possible to calculate, on the basis of these results, the value taken by an Indicator θ for prevention of wire electrode breakage, to compare it with a limit value θl predetermined, to issue a signal as soon as θ reaches θl, and
- une interface transmettant ce signal à la commande numérique de la machine EDM.- an interface transmitting this signal to the digital control of the EDM machine.
2. Dispositif selon revendication 1, dans lequel le générateur émet des impulsions de fréquence ou de durée constante, et le micro-ordinateur est programmé pour calculer θ en temps réel, cette opération de calcul comprenant une opération arithmétique consistant à déterminer θ comme étant égal à Σ t /Σ t , e p t étant la durée de chaque décharge, et e t étant l'intervalle séparant le début de deux impulsions successives,2. Device according to claim 1, in which the generator emits pulses of constant frequency or duration, and the microcomputer is programmed to calculate θ in real time, this calculation operation comprising an arithmetic operation consisting in determining θ as being equal at Σ t / Σ t, ept being the duration of each discharge, and and being the interval separating the start of two successive pulses,
P pour un train d'impulsions de durée prédéterminée. P for a pulse train of predetermined duration.
3. Dispositif selon la revendication 1, dans lequel3. Device according to claim 1, wherein
- l'analyseur est équipé d'un logiciel permettant de déduire le type j de chaque impulsion d'un train d'impulsions de durée donnée, et de comptabiliser le nombre n des impulsions de chaque type, etthe analyzer is equipped with software making it possible to deduce the type j from each pulse of a train of pulses of given duration, and to count the number n of the pulses of each type, and
- le micro-ordinateur est programmé pour calculer θ, cette opération de calcul comprenant une opération arithmétique consistant à déterminer, pour ce train d'impulsions, θ comme étant égal à __ n E , i - - a t (x) + b j i j avec E =- j n- the microcomputer is programmed to calculate θ, this calculation operation comprising an arithmetic operation consisting in determining, for this train of pulses, θ as being equal to __ n E, i - - a t (x) + bjij with E = - jn
3 où E est la moyenne des énergies de type j, a et b des coefficients j 3 3 prédétermines, et t la durée d'une impulsion. i 3 where E is the average of the energies of type j, a and b of the coefficients j 3 3 predetermined, and t the duration of a pulse. i
PCT/CH1989/000026 1988-02-17 1989-02-15 Edm machine with wire electrode, provided with continuous-control device WO1989007503A1 (en)

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