CH624869A5

CH624869A5 -

Info

Publication number: CH624869A5
Application number: CH1015578A
Authority: CH
Inventors: Raymond Dinsdale
Original assignee: Rolls Royce
Priority date: 1977-10-08
Filing date: 1978-09-29
Publication date: 1981-08-31
Also published as: US4229635A

Description

La présente invention concerne une machine d'usinage par électro-érosion.

L'usinage par électro-érosion est une technique consistant à approcher une électrode de la pièce à usiner et à appliquer à l'électrode des impulsions électriques à haute tension qui produisent des décharges enlevant du métal de la pièce. La zone en cours d'usinage est baignée dans un liquide diélectrique, tel que le pétrole, pour retarder l'éclatement des décharges entre l'électrode et la pièce jusqu'à ce que la différence de potentiel nécessaire soit atteinte.

La vitesse d'avance de l'électrode vers la pièce est déterminée par la valeur de la différence de potentiel qui existe entre eux. Plus précisément, un signal représentatif de cette différence de potentiel est transmis à un servomécanisme qui ajuste la position relative de l'électrode et de la pièce.

Avec un tel agencement, des difficultés apparaissent lorsque l'électrode doit percer un trou débouchant dans un passage préalablement formé dans la pièce car, au moment où l'électrode débouche, la distance électrique, qui est mesurée entre le bout de l'électrode et la paroi opposée du passage, augmente brusquement. Un signal représentant cette augmentation est transmis au servomécanisme qui accélère immédiatement pour faire avancer l'électrode à travers le passage jusqu'à ce qu'elle soit à bonne distance de la paroi opposée du passage.

Cet usinage intempestif de la paroi du passage est un inconvénient grave qui nécessite parfois la mise au rebut de la pièce.

On a proposé un appareil comprenant une paire de tiges-électrodes auxiliaires qui fonctionnent comme une électrode d'usinage et une pièce. La différence de potentiel mesurée entre ces électrodes est utilisée pour commander le servomécanisme comme s'il s'agissait de la différence de potentiel qui existe entre l'électrode d'usinage et la pièce. Lorsque l'électrode d'usinage perce la paroi de la pièce, l'effet de la brusque augmentation de potentiel (due à l'augmentation de la distance électrique) est contrecarré par le potentiel normal qui persiste entre les électrodes auxiliaires. On peut ainsi empêcher la brutale accélération de l'électrode d'usinage qui se produisait sur les machines classiques.

Un appareil de ce type est décrit dans la demande de brevet britannique No 15445/76 et fonctionne parfaitement pour ce qui est du contrôle de l'électrode au moment où elle débouche dans un passage. Par contre, cet appareil a un inconvénient, au moins dans les applications où l'on utilise une seule électrode ou quelques électrodes simultanément. L'expérience a montré que la ou les électrodes peuvent pénétrer dans la pièce plus vite qu'une électrode auxiliaire n'entame l'autre. De ce fait, la vitesse d'usinage est limitée par les performances des électrodes auxiliaires et la productivité de la machine s'en ressent.

L'invention a donc pour objet une machine permettant de contrôler la vitesse de l'électrode d'usinage au moment où elle débouche dans un passage.

La machine à électro-érosion selon la présente invention est définie par la revendication 1.

Les dessins annexés illustrent à titre d'exemple non limitatif un mode de réalisation de l'objet de l'invention.

La fig. 1 est une représentation schématique d'une machine à électro-érosion de l'invention.

La fig. 2 est une vue agrandie de la pièce et de l'électrode d'usinage.

La fig. 3 est un graphique indiquant la réduction de la vitesse du coulisseau arrière en fonction du temps d'usinage.

La fig. 1 représente une machine à électro-érosion 10 comprenant une base 12 et une colonne 14. Un ensemble d'avance 16 est mobile verticalement sur la colonne 14. L'ensemble 16 est constitué d'un premier coulisseau 18 et d'un second coulisseau 20, le coulisseau 18 étant mobile sur une course verticale limitée par rapport au coulisseau 20. Le coulisseau 18 est animé d'un mouvement alternatif sur le coulisseau 20.

Une cartouche 22 est rigidement fixée au coulisseau 18 et contient une électrode 24 qui est une tige dans l'exemple illustré. Un bloc de guidage 26 maintient l'alignement de l'électrode 24.

Le second coulisseau 20 est guidé par des glissières verticales de la colonne 14 et ses mouvements sont commandés par une vis mère 28 entraînée par un moteur pas à pas 30.

Le coulisseau 20 porte sur sa partie inférieure un détecteur de proximité 32 dont le rôle sera expliqué plus loin.

Les coulisseaux 18 et 20 sont agencés de façon à former entre eux trois intervalles A, B et C. L'intervalle A est grand comparé aux deux autres intervalles B et C.

Au début du fonctionnement de la machine, l'intervalle C est juste suffisant pour que le coulisseau 18 puisse être déplacé alternativement dans le sens vertical par des servomécanismes (non représentés), comme décrit plus haut. Ainsi, l'intervalle A est automatiquement maximisé et permet à l'électrode d'avancer à une vitesse qui dépend de variables électriques existant dans la zone d'usinage. L'intervalle B est d'une dimension suffisante pour que le

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coulisseau 18 descende par rapport au coulisseau 20 jusqu'à ce qu'il influence le détecteur 32.

Le coulisseau 18 et l'électrode d'usinage qu'il porte sont animés d'un mouvement alternatif par rapport au coulisseau 20 par des servomécanismes non représentés mais décrits dans la demande 5 britannique N° 15445/76 précédemment citée. Quand le coulisseau 18 descend (sur la fig. 1), l'électrode 24 pénètre dans la pièce 34.

La descente du coulisseau 18 se traduit par une réduction de l'intervalle A et, lorsqu'il est réduit à une valeur prédéterminée, la 10 surface inférieure 18a du coulisseau influence le détecteur de proximité 32.

Dans l'exemple illustré, le détecteur 32 peut comprendre un oscillateur et une bobine portée à un potentiel positif. Lorsque la masse métallique du premier coulisseau approche de la bobine, u l'inductance de celle-ci varie et amortit les oscillations de l'oscillateur. Le blocage de l'oscillateur se traduit par un signal continu transmis par une ligne 33 au moteur pas à pas 30 qui tourne à une vitesse donnée. La rotation correspondante de la vis 28 fait descendre le coulisseau 20 le long de la colonne 14 à une vitesse qui est 20

légèrement supérieure à la vitesse maximale d'avance de l'électrode d'usinage 24. Dans ces conditions, l'intervalle A s'élargit progressivement jusqu'à ce que le coulisseau 18 soit suffisamment éloigné de la bobine du détecteur 32 pour que l'oscillateur associé recommence à fonctionner. A ce moment, le signal de commande du moteur pas 25 à pas 30 est interrompu et le coulisseau 20 s'immobilise dans sa nouvelle position.

Un temporisateur 21 est inclus dans le circuit électrique d'usinage qui aboutit au moteur pas à pas 30. A la mise sous tension initiale, le temporisateur 21 fournit la commande de l'avance des 30 signaux dont la fréquence détermine une certaine vitesse de rotation du moteur lorsqu'il est actionné par le signal du détecteur 32.

Le temporisateur permet de faire tourner le moteur à une certaine vitesse pendant une période donnée, indépendamment du nombre de signaux reçus du détecteur 32 pendant la même période. 35 Par exemple, si l'on sait par expérience qu'il faut environ 10 mn pour effectuer un perçage complet, le temporisateur peut être réglé de façon à fournir une certaine fréquence pendant la première minute du cycle pour faire tourner le moteur 30 à une vitesse déterminée, lorsqu'il est actionné. Cette vitesse correspond norma- 40 lement à une descente du coulisseau 20 un peu plus rapide que l'avance d'usinage de l'électrode 24. Pendant la seconde minute du cycle du temporisateur 21, la vitesse du moteur, lorsqu'il est actionné,

peut être encore légèrement supérieure à la vitesse d'usinage de l'électrode 24 qui aura diminué par suite de l'allongement de la zone de travail. Ainsi, le temporisateur réduit minute par minute la vitesse de rotation du moteur 30 lorsqu'il est actionné par le détecteur 32. Au terme de la période prévue de dix minutes, le moteur tourne, s'il est actionné, à la dernière vitesse sélectionnée par le temporisateur.

Au moment où l'électrode débouche dans le passage de la pièce, la différence de potentiel mesurée augmente brutalement et le servomécanisme réagit en accélérant le mouvement de l'électrode pour rétablir le plus vite possible la distance d'usinage normale. Cependant, cette action est presque aussitôt interrompue par l'entrée en contact de la partie 18b du coulisseau 18 avec la surface 20b du coulisseau 20, c'est-à-dire par la disparition de l'intervalle B. La vitesse de descente du coulisseau 20 étant déterminée par la fréquence d'alimentation du moteur 30, le coulisseau 18 ne peut descendre qu'à cette même vitesse. Dans ces conditions, l'électrode 24 ne pénètre que lentement dans la cavité de la pièce et l'opérateur a largement le temps de couper le courant d'usinage avant que la face opposée soit attaquée.

On peut évidemment automatiser la détection du débouchage du trou et de la coupure du courant d'usinage, comme décrit dans la demande de brevet britannique N° 15444/76.

La surface 18b est de préférence garnie d'un revêtement de caoutchouc ou d'un autre matériau élastique pour absorber le choc au moment où l'intervalle B est réduit à zéro.

La fig. 3 est un graphique indiquant la réduction progressive de la vitesse de rotation du moteur 30 en fonction du temps d'usinage en minutes sur une période de dix minutes XO. Le segment Xa correspond à la première minute et à une vitesse de rotation Z du moteur 30, s'il est actionné par le signal du détecteur 32. Pendant la seconde période ab d'une minute, le moteur tourne à la vitesse Y, et ainsi de suite.

La machine décrite peut être utilisée sans temporisateur, c'est-à-dire que le moteur 30 tourne à la même vitesse chaque fois qu'il est actionné par un signal du détecteur 32. Cependant, dans la pratique, dès que l'épaisseur à percer dépasse une certaine valeur (de l'ordre de 3 mm), le détecteur 32 réagit si fréquemment que la vitesse du moteur 30 diminue trop rapidement, ce qui empêche une progression normale de l'électrode dans la pièce. La productivité de la machine est donc réduite. En règle générale, l'emploi du temporisateur est nécessaire, sauf pour percer des pièces très minces (moins de 0,5 mm).

1 feuille dessins

Claims

624 869 REVENDICATIONS

1. Machine d'électro-érosion, caractérisée en ce qu'elle comprend deux éléments (18, 20) mobiles l'un par rapport à l'autre, le premier élément (18) portant au moins une électrode d'usinage (24), les éléments étant agencés de façon que le second (20) limite la course maximale du premier (18) dans la direction de l'avance d'usinage, un mécanisme (30) entraînant le second élément dans la direction de l'avance à une vitesse qui, au moins vers la fin de l'opération d'usinage, est plus faible que la vitesse d'avance maximale que peut atteindre le premier élément en fonction de variables électriques existant entre l'électrode (24) et la pièce (34), de sorte que le second élément limite la vitesse d'avance de l'électrode d'usinage.

2. Machine selon la revendication 1, caractérisée en ce que les deux éléments ( 18, 20) comportent des butées complémentaires

( 18b, 20b) qui viennent en contact vers la fin de l'opération d'usinage pour éviter que le premier élément (18) ne se déplace plus vite que le second (20) dans le sens de l'avance d'usinage.

3. Machine selon la revendication 2, caractérisée en ce qu'elle comprend un détecteur de proximité (32) commandant le fonctionnement du mécanisme d'avance (30) et disposé de façon à détecter le premier élément (18), lorsqu'il approche de la fin de sa course sur le second élément (20), le détecteur fournissant alors un signal d'actionnement du mécanisme (30) pour déplacer le second élément dans le sens de l'avance d'usinage à une vitesse qui, au moins vers la fin de l'opération d'usinage, est plus faible que la vitesse d'avance maximale que peut atteindre le premier élément en fonction de variables électriques existant entre l'électrode (24) et la pièce (34), de sorte que le second élément limite la vitesse d'avance de l'électrode d'usinage.

4. Machine selon la revendication 3, caractérisée en ce que le mécanisme (30) comprend un moteur pas à pas qui est alimenté à une fréquence réduite à chaque signal d'actionnement émis par le détecteur de proximité (32).

5. Machine selon la revendication 4, caractérisée en ce qu'elle comprend un temporisateur (21) qui règle la vitesse du moteur pas

à pas (30) à des valeurs déterminées pendant des périodes données à la suite de l'actionnement du moteur par un signal du détecteur, de façon à éviter des ralentissements trop rapides du mouvement du second élément (20) et, par conséquent, du mouvement du premier élément ( 18) et de l'électrode d'usinage (24) dans le sens de l'avance.

6. Machine selon la revendication 5, caractérisée en ce que le détecteur de proximité (32) comprend une bobine associée à un oscillateur qui est bloqué lorsque la bobine est influencée par la masse métallique du premier élément ( 18) pour émettre un signal d'actionnement du moteur (30).