FR2459109A1 - Procede et servo-mecanisme pour la commande de l'electrode-outil d'une machine d'usinage par decharges electriques - Google Patents

Abstract

PROCEDE DE COMMANDE ASSERVIE POUR COMMANDER LA DIMENSION DE L'INTERVALLE ENTRE UNE ELECTRODE-OUTIL ET UNE ELECTRODE CONSTITUEE PAR UNE PIECE A USINER, AU MOINS UNE ELECTRODE POUVANT ETRE DEPLACEE PAR DES MOYENS DE MOTEUR. ON AMENE LES ELECTRODES 12 A UNE POSITION D'USINAGE ET ON LAISSE SE DEVELOPPER DES DECHARGES D'USINAGE SUCCESSIVES ENTRE LES ELECTRODES AU TRAVERS D'UN INTERVALLE D'USINAGE 6 POUR ENLEVER DE LA MATIERE SUR LA PIECE, ON DERIVE DE L'INTERVALLE D'USINAGE UN PREMIER SIGNAL REPRESENTANT UN ELARGISSEMENT DE LA DIMENSION D'INTERVALLE, ON COMPTE LES DECHARGES D'USINAGE DEVELOPPEES ET, LORSQUE LE NOMBRE COMPTE ATTEINT UNE VALEUR PREFIXEE, ON EMET UN DEUXIEME SIGNAL, ON PERMET LE DEVELOPPEMENT DU PREMIER SIGNAL AVEC LE SECOND SIGNAL, DEVELOPPE SOUS FORME DE COMMANDE D'AVANCE AUX MOYENS DE MOTEURS POUR FAIRE AVANCER L'ELECTRODE MOBILE VERS L'AVANT DEPUIS SA POSITION D'USINAGE.

Description

l 2459109 La présente invention concerne l'usinage par décharges

électriques et notamment un servomécanisme et un procédé pour commander la dimension de l'intervalle entre une

électrode-outil et une pièce à usiner constituant une deu-

xième électrode, ou le déplacement relatif des électrodes

dans la machine à usiner par décharges électriques.

Dans un tel procédé, on utilise le pouvoir d'électro-

érosion d'impulsions électriques appliquées entre une pièce à usiner et une électrode-outil espacées l'une de l'autre et

juxtaposées de part et d'autre d'un intervalle balayé géné-

ralement par un liquide diélectrique (kérosène ou eau dis-

tillée), qui sert également à emporter les résidus de l'usinage

par décharges électriques.

L'électrode-outil est généralement conformée selon la

configuration désirée de la cavité ou de la forme complémen-

taire dans la pièce. On forme alors un train d'impulsions électriques pour créer des décharges provoquant un enlèvement localisé et discret de matière, ces décharges ayant tendance

à produire sur la surface de la pièce des cratères se recou-

vrant les uns les autres; la surface totale juxtaposée à l'électrodeoutil est ainsi usinée uniformément sur ses parties en vis-à-vis de l'électrode-outil et prend une forme correspondant à celle de l'électrodeoutil. Dans l'usinage par décharges électriques à fil mobile ou à coupe par fil, l'électrode-outil est formée par une électrode allongée sous forme d'un fil continu se déplaçant selon son axe, et un déplacement bidimensionnel au tridimensionnel relatif entre le fil et la pièce permet d'obtenir dans cette dernière, ou

sur cette dernière, la forme voulue.

Lors de l'opération d'usinage, de petites paillettes ou

particules métalliques ou conductrices, enlevées de la sur-

face des électrodes, ainsi que d'autres sous-produits des décharges tels que des goudrons et des gaz, sont entraînés par le diélectrique liquide qui balaie l'intervalle et qui est généralement-recyclé, tandis que l'électrode-outil est avancée par rapport à la pièce à usiner par un servomécanisme conçu pour maintenir un intervalle d'une valeur déterminée ou pour s'en approcher de façon aussi précise que possible. Le servomécanisme peut également répondre à des conditions de court-circuit dans l'intervalle et d'amorçage d'arc pour

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faire reculer l'électrode par rapport à la pièce, de façon à

éliminer ces conditions.

Bien que l'on ait mis en pratique diverses techniques

d'asservissement, elles sont divisées en deux classes.

Dans la première, on utilise une tension de référence

fixe et on en tire une différence ou une combinaison algé-

brique de cette tension de référence avec une tension de

signal en provenance de l'intervalle et représentant une va-

riable d'intervalle présélectionnée. Le résultat de cette combinaison algébrique de la tension de référence et de la tension d'intervalle est un signal de sortie ou signal de commande qui actionne un servomoteur du type tournant ou libéaire pouQ déplacer l'électrode mobile jusqu'à ce que ce signal de sortie soit ramené à zéro. Le sens du déplacement du servomoteur est généralement déterminé par la polarité du signal de différence ou de sortie et peut être un signal

"d'avance" ou "de recul" pour rétrécir ou élargir l'intervalle.

La tension de référence est préfixée à une valeur donnée pour

correspondre à une-dimension d'intervalle désirée et est géné-

ralement fixée sur sa plage de réglage de telle sorte que le signal de différence et tout signal amplifié de commande de servomoteur permette une variation proportionnelle de la variable d'intervalle mesurée. Lorsque ces principes sont

utilisés dans la technique de l'usinage par décharges élec-

triques, ils ne donnent pas oujours satisfaction et les résul-

tats ne sont pas aussi bon, que prévu pour diverses raisons, entre autres du fait que l'usinage par décharges électriques est essentiellement non proportionnel en ce qui concerne les caractéristiques de l'intervalle. Par exemple, l'intervalle n'est pas une simple résistance entre les électrodes qui varie proportionnellement. à la largeur de l'intervalle, du

fait de variations dans la composition de l'agent de refroi-

dissement, de la présence de particules, de la polarisation,

de claquages et autres phénomènes dans l'intervalle, intime-

ment associés au processus d'usinage. En outre, la réponse du mécanisme d'électrodes est rarement idéale, de sorte qu'un signal électrique de commande n'est pas toujours transformé

de façon proportionnelle en un déplacement mécanique corres-

pondant; l'absence de correspondance de ce type est une consé-

quence de l'inertie statique et dynamique, des jeux et d'autres facteurs existant dans le système mécanique. De ce fait, on constate une nonproportionnalité importante entre la mesure de la condition d'intervalle et le déplacement de l'électrode mobile pour compenser les écarts d'intervalles et revenir aux conditions désirées,et des mesures de détection

et de commande analogiques semblent augmenter cette non-pro-

portionnalité plutôt que la diminuer.

Dans une autre classe de servomécanismes, un détecteur d'intervalle dérive un signal analogique sensiblement continu variant sous forme d'une fonction d'une variable d'intervalle,

généralement la dimension d'intervalle, et l'envoie à un dis-

criminateur ayant une valeur de seuil et émettant une sortie numérique fonction de sa relation au seuil, c'est-à-dire un premier état numérique lorsque le signal analogique excède le seuil, et un deuxième état numérique lorsque le signal analogique se trouve en dessous du seuil. Les états numériques servent à représenter un signal "d'avance" et un signal "de recul" et sont utilisés pour commander le servomécanisme et

actionner ce dernier dans un sens déterminé par l'état numé-

rique régnant et d'une certaine valeur déterminée par la durée de cet état. Le seuil peut être constitué par une ou

plusieurs valeurs préfixées sur une base empirique corres-

pondant à une dimension d'intervalle désirée lorsque l'usinage est effectué de façon otpimale, ou il peut être automatiquement réglé en enregistrant l'avancementd'une opération d'usinage donnée. En conséquence, par opposition aux premiers mécanismes mentionnés le servomécanisme, sensible à l'état numérique et réversible, c'est-à-dire pouvant opérer pour faire avancer ou faire reculer l'électrode mobile en fonction de l'état numérique régnant à ce moment est capable de corriger la position de l'électrode mobile seulement lorsque la formation d'un signal analogique, dépassant ou restant inférieur à la valeur de seuil correspondante pour créer l'état numérique, dont la valeur peut être pratiquement indépendante de la sortie analogique, de sorte que le mécanisme ne présente pas les inconvénients des dispositifs de commande proportionnesl pour régler des opérations non proportionnelles. En outre, le vérin asservi (servomoteur) ne reçoit que des impulsions de polarité opposée de largeur variable, mais d'amplitude fixe, et de

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flancs ou fronts d'ondes relativement abrupts, et les im-

pulsions de commande varient brusquement entre deux états opposés et de ce fait, excitent brusquement le servomoteur en fonction de la valeur du signal analogique dérivé de l'intervalle et comparé à la valeur de seuil prédéterminée. Ce procédé de réponse et d'.actionnement permet d'étouffer rapidement tout court-circuit ou amorçage d'arc et de revenir rapidement à un état d'intervalle normal de façon à ne former que des décharges du type étincelles. Le mécanisme permet îO alors une avance accélérée de l'électrode mobile après correction de toute opération défectueuse, en éliminant rapidement les effets d'inertie mécanique et permet par ailleurs un déplacement rapide de l'électrode dans l'une ou

l'autre des deux directions.

Cependant, dans les deux types de servocommande d'usi-

nage par décharges électriques décrits précédemment, le cir-

cuit mesurant les conditions d'intervalle et agissant sur un vérin asservi ou un servomoteur pour commander la position d'une électrode mobile a jusqu'ici été conçu pour ne répondre

qu'aux modifications d'une ou de plusieurs variables d'inter-

valle extrêmement sensibles à des variations instantanées de l'état d'intervalle, et éventuellement en dépendant, autres que la dimension réelle de l'intervalle; or, du fait de

l'action dynamique des formes des constituants de l'inter-

valle, la dimension de celui-ci est déterminée de façon indéfinissable à l'avance à un endroit localisé ou à un

autre de la zone d'usinage toute entier e définie par les élec-

trodes en vis-à-vis. Ceci présente des inconvénients, notamment lorsque le vérin ou le moteur asservi fonctionne. pour rétrécir

l'intervalle d'usinage. Le circuit asservi mesurant les condi-

tions d'intervalle ou agissant sur celles-ci pourrait alors répondre pour faire avancer l'électrode mobile avant que les décharges d'usinage ne se soient pleinement développées sur toute la zone d'usinage ou lorsque seule une fraction de

cette zone a développé des décharges effectives. Il résulte-

rait de cette avance prématurée un enlèvement de matière in-

suffisant dans la position d'usinage antérieure et la tendance

à provoquer une condition de court-circuit qui doit être éli-

minée par un recul ultérieur de l'électrode mobile de façon à ramener cette dernière dans une position optimale; le cycle

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de recul et d'avance s'effectue donc sans nécessité et doit

être répété. En conséquence, le fonctionnement devient insta-

ble et le rendement de l'usinage est limité.

C'est en conséquence un but principal de la présente invention de procurer un procédé et un mécanisme asservi pour une machine d'usine.ge par décharges électriques, qui éliminent les limitations en ce qui concerne la stabilité et le rendement d'usinage, limitations inhérentes aux procédés

et mécanismes antérieurs.

Un autre but de l'invention est de procurer un procédé

et un mécanisme asservi pour une machine d'usinage par dé-

charges électriques qui puissent être utilisés de façon avantageuse en liaison avec un servo-générateur à conversion analogique numérique, qui fournit des signaux d'avance" et

de "recul" en réponse à une variable d'intervalle.

Un autre but de l'invention est de procurer un procédé et un mécanisme asservi d'usinage par décharges électriques, qui puissent être utilisés avec un générateur de signaux asservis analogiques,dépourvu des inconvénients inhérents

aux mécanismes conventionnels de ce type.

Sous un premier aspect, la présente invention fournit

un procédé d'asservissement pour commander la dimension d'in-

tervalle entre une électrode-outil et une pièce à usiner, dont au moins l'.une est mobile, dans une machine d'usinage par décharges électriques, ce procédé se caractérisant en ce qu'on amène les électrodes à une position d'usinage et qu'on laisse se développer des décharges d'usinage successives entre

les électrodes au travers d'un intervalle d'usinage pour en-

lever de la matière sur la pièce; on dérive de l'intervalle d'usinage un premier signal représentant un élargissement de la dimension d'intervalle, on compte les décharges d'usinEage développées, et lorsque le nombre compté atteint une valeur préréglée, on émet un deuxième signal et, lorsque le premier et le deuxième signal surviennent simultanément,on actionne des moyens de moteur pour permettre à l'électrode mobile

d'avancer depuis la position d'usinage précitée.

De façon spécifique, le premier signal peut être un signal usuel d'asservissement d'avance" fourni" tout en enregistrant de façon continue une variable d'intervalle représentant un élargissement de la dimension d'intervalle

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résultant de l'enlèvement de matière, le signal d'avance étant amené à un circuit d'excitation d'un moteur ou d'un vérin asservi qui entraîne l'électrode mobile. Le deuxième signal est alors envoyé pour permettre au signal d'avance d'arriver au circuit d'excitation du moteur. En variante, le deuxième signal est utilisé pour permettre au premier signal de se développer en représentant le signal d'avance,

ce signal d'avance développé étant amené au circuit d'exci-

tation. Ce dernier peut fournir un signal de commande analo-

gique lorsque le premier signal est continu ou de nature ana-

logique, pour entraîner le moteur ou le vérin s'il est de type analogique, ou un signal de commande numérique sous la forme d'une impulsion ou d'un train d'impulsions lorsque le premier signal est de nature numérique pour entraîner le moteur ou le vérin, s'il permet un déplacement par incréments ou pas

à pas.

De façon avantageuse, on fait varier le niveau de comptage du compteur dans une opération d'usinage donnée lorsque la configuration ou la nature de l'électrode-outil ou de la pièce

impose une variation continue ou successive de la zone d'usi-

nage ou que la fin de l'usinage exige une telle variation de réglage, oulorsqu'un certain type d'opérations automatiques est en cours, de façon que le nombre de décharges d'usinage nécessaire dans chaque position avancée puisse varier de façon adéquate d'une position à l'autre pour s'adapter à la zone d'usinage particulière ou à un réglage dans chaque pas avancé.

Pour compter les décharges d'usinage, on effectue de pré-

férence un tri ou une discrimination pour distinguer les impul-

sions d'usinage satisfaisantes ou bonnes qui résultent chacune,

d'une décharge enlevant effectivement de la matière, des impul-

sions inefficaces ou mauvaises, c'est-à-dire des impulsions de courtcircuit ou en circuit ouvert, de sorte que le comptage peut indiquer de façon correcte un elèvement total de matière

35. sur toute la zone d'usinage ou au cours de chaque pas.

Sous un second aspect, l'invention procure un servoméca-

nisme pour commander la dimension d'intervalle entre une élec-

trode-outil et une pièce à usiner, dont au moins l'une peut 9tre déplacée par des moyens de moteur excités par un circuit de commande, dans ne machine d'usinage par décharges électriques

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comportant une source de courant pour faire passer des impulsions d'usinage au travers de l'intervalle afin de provoquer une succession de décharges électriques entre l'outil et la pièce et enlever ainsi de la matière sur la pièce, le mécanisme comportant des moyens de -moteur pour amener les électrodes à une position d'usinage pour permettre

de développer entre elles une succession de décharges élec-

triques au travers de l'intervalle d'usinage; des moyens de

mesure d'intervalle pour fournir un premier signal représen-

tant un élargissement de la dimension d'intervalle résultant

de l'enlèvement de matière de la pièce par décharges électri-

ques, et des moyens de comptage des décharges électriques, un second signal étant fourni lorsque le nombre compté de décharges électriques atteint une valeur préfixée, et des moyens de circuit pour permettre le développement du premier signal par le deuxième signal pour appliquer le premier signal développé au circuit de commande, actionnant ainsi les moyens de moteur pour permettre à l'électrode mobile d'avancer depuis

la position d'usinage précitée.

On va maintenant décrire l'invention plus en détail, à titre d'exemple, en se reportant au dessin joint, sur lequel - la figure 1 est un schéma d'un mécanisme selon la présente invention; - la figure 2 est un schéma en coupe représentant une

électrode-outil et une pièce définissant entre elles un inter-

valle d'usinage par décharges électriques, la zone de confron-

tation ou d'usinage variant lors d'une opération d'usinage dans une machine d'usinage par décharges électriques à plongée; - la figure 3 est un schéma d'une variante du compteur de décharges employé dans la présente invention; et

- la figure 4 est un schéma d'un appareil selon l'inven-

tion incorporé dans une machine d'usinage par décharges élec-

triques à fil mobile.

La figure 1 montre une électrode-outil 1 juxtaposée à une pièce à usiner 2 constituant une électrode pour former

entre elles un intervalle G en présence d'un liquide d'usinage.

Une source de courant 3 est raccordée aux électrodes 1 et 2

pour appliquer entre elles une succession d'impulsions d'usi-

nage par décharges électriques et produire à travers l'inter-

valle d'usinage G une succession de décharges électriques discrètes espacées dans le temps pour enlever de la matière

sur la pièce 2. La source de courant 3 peut être l'une quel-

conque parmi celles existantes. Une des deux électrodes est

mobile (cette électrode sera appelée ci-après électrode mo-

bile), les deux pouvant également l'être, et l'électrode mobile est entraînée par un servomoteur 4 qui peut être un moteur à courant continu, un moteur pas à pas ou un vérin hydraulique ou pneumatique, de façon à maintenir l'intervalle

G à la dimension optimale, par l'intermédiaire d'un servo-

mécanisme qui sera décrit plus complètement ci-après.

Le servomécanisme comporte un détecteur d'intervalle 5

pour dériver de l'intervalle d'usinage G un signal d'asservis-

sement habituel représentatif de la dimension de l'intervalle d'usinage G. Le détecteur d'intervalle 5 est ici représenté par une résistance de mesure réglable 5a et peut répondre à une variable d'intervalle (par exemple tension d'intervalle, intensité, résistance ou impédance) sur une base instantanée

(par impulsions) ou sur une base moyenne. La sortie du détec-

teur d'intervalle 5 va à un générateur ou circuit de compa-

raison 6 adapté pour comparer le signal d'intervalle à un

seuil de référence prédéterminé et, en fonction de la compa-

raison, émettre un signal de "recul" sur sa première sortie 6a et un signal d"'avance" sur sa deuxième sortie 6b, ces signaux étant envoyés à un circuit asservi d'amplification et de

commande 7. Chacun de ces signaux peut être, soit une impul-

sion numérique, produite lorsque le signal d'intervalle se trouve en dessous ou en dessus de la valeur de seuil pour déterminer l'exigence correspondante de recul" ou d'avance", soit un signal analogique représentant la différence entre le signal d'intervalle et le seul dans le sens approprié. Le préréglage de la valeur de seuil ou de référence représentant une dimension désirée de l'intervalle d'usinage G dans le

générateur de comparaison 6 est introduite à une entrée de ré-

glage 6d. Le circuit d'amplificationet de commande 7 sert à amplifier chacun des signaux de recul ee d'avance en provenance du circuit 6 lorsque ce signal arrive et/ou le transformer en un signal de commande approprié envoyé sur un conducteur 7a au servomoteur ou au vérin asservi 4 pour que ce dernier déplace l'électrode mobile 1 dans le sens correspondant de recul ou d'avance de façon à maintenir la dimension désirée

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de l'intervalle d'usinage G. Le signal de commande peut être sous une forme, soit analogique, soit numérique, en fonction du type de servomoteur 4, et lorsque ce dernier est un moteur pas à pas ou un moteur courant continu équipé d'un décodeur pour permettre l'avance par incréments de l'électrode mobile 1, le signal de commande est une impulsion unique ou un train d'impulsions successives de façon que, pour chaque arrivée d'impulsion, le moteur est entraîné d'un pas pour déplacer l'électrode 1 d'un incrément de déplacement, par exemple de l micron. Ainsi, lorsqu'est émis à la sortie du générateur 6 un signal de recul ou d'avance, l'électrode mobile 1 peut se

déplacer de façon précise dans la direction exigée d'une dis-

tance qui peut être déterminée par la durée de l'impulsion

unique, par le nombre d'impulsions successives ou par l'inté-

grale par rapport au temps du_-.signal analogique fourni par le circuit de commande 7. Le signal de commande de recul fourni par le circuit de commande 7 est avantageusement suivi par un signal de commande de retour, qui positionne l'électrode reculée

1 à une position pour laquelle peut reprendre une opération nor-

male d'usingae.

Un détecteur de décharges 8, ici constitué par une résis-

tance de mesure 8a, est également raccordé aux bornes de l'in-

tervalle d'usinage G pour émettre un signal de mesure chaque fois qu'une impulsion d'usinage passe entre l'électrode-outil 1 et la pièce 2. La prise réglable 8b de la résistance de mesure 8a est montée de façon à envoyer le signal de tension mesuré à un circuit discriminateur 9, ici constitué par un trigger de Schmitt ou tout autre circuit approprié ayant un seuil; ce peut être un circuit distinguant une impulsion d'usinage

satisfaisante des impulsions diEinage ne donnant pas satisfac-

tion, parmi lesquelles se trouvent les impulsions de court-

circuit et de circuit ouvert. Ainsi, le discriminateur 9 est adapté pour émettre un signal de sortie sous la forme d'une impulsion seulement lorsque, et à chaque fois qu'une impulsion d'usinage satisfaisante est détectée à l'intervalle d'usinage G. Un compteur préréglé 10 accumule les impulsions de signaux du discriminateur 9, lesquelles indiquent les impulsions

d'usinage satisfaisantes et, lorsque le comptage de ces impul-

sions atteint un niveau préréglé, il est remis à zéro tout en émettant un signal de sortie. Ce dernier signal est envoyé à un circuit de formation 11 qui est ici constitué,par exemple, par un multivibrateur monostable, pour émettre un signal de commande amené à une porte ET 12. Comme on le voit, la porte ET 12 a une première entrée 12a provenant de la sortie d'avance 6b du générateur 6 de signaux d'asservissement et une sortie conduisant à l'étage asservi d'amplification et de commande 7. La deuxième entrée 12b de la porte ET 12 est raccordée à la sortie du circuit de formation 11, de sorte que la porte peut être rendue conductrice seulement en présence du signal de commande en-provenance de ce circuit 11 pour laisser passer le signal d"'avance" du générateur d'asservissement 6 à

l'étage d'amplification et de commande 7.

Un détecteur de courant d'intervalle 13, représenté par une résistance 13a, est monté en série avec la source de courant 3, l'électrode-outil 1 et la pièce à usiner 2, pour

émettre un signal de tension proportionnel au courant d'usi-

nage moyen passant à travers l'intervalle G. La sortie du *détecteur de courant 13 est raccordée à un discriminateur 14 ou circuit de seuil à plusieurs étages ayant une multiplicité

de niveaux de seuil correspondant aux valeurs moyennes présé-

lectionnées de courant d'usinage et adapté, lorsque ces diffé-

rentes valeurs-sont dépassées, pour émettre les signaux de commutation correspondants qui sont envoyés à une unité de réglage 15 associée au compteur 10 pour commuter les niveaux de comptage de ce compteur afin de compter le nombre de

décharges d'usinage.

En fonctionnement,la source de courant 3 envoie une suc-

cession d'impulsions d'usinage en travers de l'intervalle G entre l'électrode-outil 1 et la pièce 2. L'électrode mobile 1 eât déplacée en direction de la pièce 2 grace à un signal de commande séparé appliqué au circuit de commande asservi 7 ou directement au moteur 4 jusqu'à ce que soit atteinte une position d'usinage présélectionnée de l'électrode-outil 1

par rapport à la pièce 2, ce sur quoi les décharges électri-

- ques commencent en travers de l'intervalle d'usinage G. A ce

moment, la porte 12 est bloquée pour empêcher le signal d'avan-

ce à la sortie 6b du générateur de signaux d'asservissement 6 de passer dans le circuit de commande 7, empêchant ainsi l'électrode 1 d'avancer davantage. En conséquence, l'électrode 1 est maintenue stationnaire et les décharges électriques il

successives continuent à s'effectuer en travers de l'inter-

valle d'usinage statique G.

Lorsque l'intervalle G est trop étroit ou qu' apparais-

sent des conditions de court-circuit, le gérkrateur d'asser-

vissement 6 émet à la sortie 6a un signal de recul qui est

appliqué au circuit de commande 7 pour- repositionner l'élec-

trode 1 et élargir l'intervalle G à une dimension d'usinage appropriée.

Au fur et à mesure que des décharges d'usinage successi-

ves sont produites en travers de l'intervalle G maintenu cons-

tant, la dimension de cet intervalle augmente et le générateur d'asservissement 6 envoie un signal à l'entrée 12a de la porte ET 12. Pendant ce temps, le compteur 10 compte le nombre de décharges satisfaisantes distinguées par le discriminateur 9

des impulsions inefficaces (par exemple impulsions de court-

circuit et de circuit ouvert) parmi les impulsions dNminage

successives appliquées en travers de l'intervalle G en prove-

nance de la source de courant 3 et, lorsque ce nombre atteint un niveau préréglé établi dans le compteur par le dispositif de réglage 15, il émet un signal de sortie. Ce dernier est appliqué au circuit de formation 11 qui, à son tour, envoie un signal de porte d'une durée présélectionnée à la seconde entrée 12b de la porte ET 12. Cette dernière est alors rendue conductrice pour laisser passer le signal d'avance déjà apparu ou arrivant ultérieurement à travers sa première entrée 12a jusqu'au circuit asservi d'amplification et de commande 7. Le circuit de commande 7 est maintenant excité pour commander le moteur 4 de façon à faire avancer l'électrode mobile 1 jusqu'à une position d'usinage suivante par rapport à la pièce 2. Comme on l'a noté précédemment, on peut utiliser de façon satisfaisante un mode d'avance, soit analogique, soit

numérique ou pas à pas pour repositionner l'électrode mobile.

Dans le premier cas, la vitesse et la valeur de l'avance peu-

vent dépendre du signal d'avance analogique ou continu émanant du générateur 6 et passant par la porte ET 12. Dans le dernier

cas, soit une seule impulsion numérique, soit un train d'im-

pulsions numériques peut 8tre émis par le circuit de commande

7 en réponse au signal d'avance reçu de la porte ET L2. L'avan-

ce numérique est très avantageuse pour assurer un positionnement précis et on peut utiliser un incrément inférieur ou égal à 1

micron pour le déplacement de l'électrode mobile 1 par im-

pulsions de commande au moteur 4. Lorsque la position d'usi-

nage correcte est rétablie, des décharges successives recom-

mencent à se produire dans l'intervalle G pour reprendre l'usinage et le compteur 10, qui a entre temps été remis à zéro lors de la fin du comptage précédent, recommence à

compter les décharges.

Il est souhaitable de fixer le niveau de comptage du compteur préréglé 10 en fonction de la zone ou de la profondeur

d'usinage instantané (figure 2) délimitée par l'électrode- outil 1 et la pièce 2 juxtaposée, ou de telle sorte que le niveau de

comptage soit atteint immédiatement avant que la fréquence des bonnes décharges soit considérablement réduite du fait de l'accumulation des produits d'usinage (par exemple paillettes, goudrons et gaz) dans l'intervalle G qui peut 6tre déterminé-par la zone d'usinage de l'outil et de la pièce. Lorsque la zone d'usinage est plus grande, il peut exister un plus grand nombre de décharges d'usinage avant

que la zone de l'intervalle soit contaminée à un niveau ex-

cessif. Inversement, si la zone d'usinage estplus petite, la

contamination de l'intervalle deviendra excessive plus tôt.

Il est également souhaitable de fixer le niveau de comptage du compteur préréglé 10 en fonction des conditions d'usinage particulières employées ou compte tenu du degré particulier de rugosité de surface recherché. Un usinage grossier exige

un courant d'usinage plus grand qu'un usinage de finition.

Par ailleurs, une opération d'usinage automatique peut exiger

des changements successifs d'intensité d'usinage en escalier.

Le détecteur de courant d'intervalle-13 est, en consé-

quence, utilisé pour indiquer une modification dans le courant d'usinage moyen passant entre l'électrode-outil 1 et la pièce 2. Lorsque le niveau de courant varie d'une plage préréglée à une autre, le circuit de seuil 14 agit sur l'unité de réglage pour modifier le niveau de comptage du compteur 10 d'une position à l'autre pour compter les décharges d'usinage dans l'intervalle G en fonction du changement détecté dans la zone

d'usinage, sa profondeur, sa position et/ou ses conditions.

Lorsque cette détection montre une réduction du courant

d'usinage, le niveau de comptage du compteur 10 est accru.

Lorsqu'un accroissement du courant est détecté, le niveau de comptage du compteur 10 est accru. Lorsqu'un accroissement du

courant est détecté, le niveau de comptage est réduit.

La figure 3 montre une autre réalisation de l'unité de comptage pour envoyer un signal de porte à la porte ET 12, l'unité 100 comportant un compteur 101, un comparateur 102, un dispositif de mémoire 103 tel qu'une mémoire permanente et un dispositif de commande 104, tel qu'un microcalculateur ou une unité de traitement centrale. Le compteur peut, ici

encore, être un compteur préréglé ou être un compteur réver-

sible ou compteur décompteur, un compteur à impulsions ou tout autre dispositif similaire. Dans ce système, le nombre compté par le compteur 101 est appliqué par l'intermédiaire d'un décodeur non représenté au comparateur 102. Lorsque le nombre compté coïncide avec un nombre préréglé établi dans la mémoire 103, le comparateur 102 émet une impulsion de sortie

et l'envoie à la porte ET 12. Le nombre préfixé dans la mé-

moire 103 peut être introduit manuellement ou peut être modifié,

en passant d'une valeur à une autre, en fonction d'une varia-

tion dans la zone d'usinage, dans sa profondeur, son emplace-

ment ou sa condition, comme déterminé par le dispositif de commande 104. Le dispositif de commande 104, constitué par un microcalculateur ou une unité de traitement centrale, peut être simplement alimenté avec n ou plusieurs signaux d'entrée indiquant l'avancement de l'usinage, ou calculés à partir d'un dessin du résultat d'usinage recherché, pour permettre

un fonctionnement complètement automatique.

La figure 4 montre une réalisation de la présente inven-

tion appliquée à une opération d'usinage par décharges élec-

triques à fil mobile, dans laquelle un fil 201 constituant l'électrodeoutil est transporté axialement de façon continue entre deux supports de fil 203 depuis un moyen d'alimentation à un moyen de reprise dans la direction de la flèche ou selon un axe Z. Une pièce à usiner 202, constituant une électrode juxtaposée au fil électrode 201 est supportée sur une table de travail 204 entraînée par deux moteurs 205 et 206 le long d'un axe X et d'un axe Y respectivement, dans le plan XY perpendiculaire à l'axe Z. Comme dns la réalisation de la figure 1, la source de courant d'usinage 3 est raccordée à

l'électrode-outil 201 et à la pièce à usiner 202 pour appli-

quer une succession d'impulsions d'usinage en travers de

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l'intervalle d'usinage G pour enlever de la matière sur la pièce 202. Au fur et à mesure que la matière est enlevée, les moteurs 205 et 206 sont entraînés par us servocommande 207 pour déplacer la pièce 302 par rapport au fil électrode fixe dans sa position axiale le long d'un trajet d'usinage déterminé. De façon caractéristique, lnité 207 est une commande numérique qui envoie des signaux de commande sous

la forme d'une série d'impulsions réparties en des impul-

sions d'avance selon l'axe X et des impulsions d'avance

selon l'axe Y, émises aux sorties 207x et 207y respective-

ment, et appliquées aux moteurs 205 et 206 respectivement

par les portes ET 208 et 209.

* La sortie de la porte ET 208 est raccordée au moteur 205 et une première entrée 208a est raccordée à la sortie

207x de la commande 207. La sortie de la porte ET 209 est rac-

cordée au moteur 206 et une première entrée 209a est raccordée à la sortie 207y de la commande 207. Les secondes entrées

208b et 209b des portes ET 208 et 209 sont raccordées ensem-

ble et à la sortie du compteur 10. Comme on le voit sur la figure 1, le compteur 10 envoie un signal de porte après

avoir compté un nombre préfixé de décharges d'usinage, c'est-à-

dire d'impulsions donnant satisfaction, distinguées par le

discriminateur 9 des impulsions inefficaces, parmi les im-

pulsions totales détectées par l'unité de mesure 8. Le signal de porte est appliqué par les entrées 208b et 209b aux portes ET 208 et 209 pour permettre aux impulsions de commande selon

les axes X et Y d'arriver aux moteurs 205 et 206 respectivement.

Il en résulte l'assurance que chaque déplacement vers l'avant continu ou par pas de l'électrode mobile 202 depuis chaque position d'usinage jusqu'à la suivante survient jusqu'à ce qu'un nombre prédéterminé de décharges satisfaisant ait eu lieu. Ce nombre ou niveau de comptage du compteur préfixé est fixé à une valeur optimale en fonction de l'épaisseur de la pièce 202. Le niveau de comptage peut également varier automatiquement pendant une opération d'usinage donnée avec

le dispositif déjà décrit.

Bien que, dans les réalisations précédentes, on ait uti-

lisé une porte ET (12, 208, 209) pourexciter sélectivement la sortie d'un générateur de signaux de commande asservi (6, 207) avec la sortie d'un compteur de décharges (10, 100) ou pour fournir un produit logique des sorties du générateur

de signaux et du compteur de décharges pour l'unité d'asser-

vissement ou de commande (4, 205, 206), il est évident qu'on

peut obtenir un résultat équivalent avec une autre disposi-

tion dans laquelle la sortie du compteur (10, 100) est udli- sée pour rendre active l'entrée du générateur sélectivement et sensible à l'intervalle d'usinage G par l'intermédiaire

du détecteur 5, afin d'émettre le signal de sortie.

En conséquence, il est ici décrit un procédé amélioré ainsi qu'un mécanisme amélioré pour commander les dimensions de l'intervalle entre une électrode-outil et une pièce à usiner ou le déplacement relatif des électrodes dans une machine d'usinage par décharges électriques. On obtient de cette manière une opération d'usinage très stable et très efficace, du fait que l'électrode mobile peut avancer de façon régulière ou pas à pas depuis chaque position statique seulement après 1'assurante que le nombre prédéterminé d'impulsions d'usinage satisfaisantes a été développé

dans l'intervalle.

Claims (12)

REVENDICATIONS

1. Procédé de commande asservie pour commander la dimen-

sion de l'intervalle entre une électrode-outil et une pièce à usiner, dont une au moins peut être déplacée par des moyens de moteur, dans une machine d'usinage par décharges électri-

ques, caractérisé en ce qu'on amène les électrodes à une po-

sition d'usinage et qu'on laisse se développer des décharges d'usinage successives entre les électrodes au travers d'un intervalle d'usinage pour enlever de la matière sur la pièce,

on dérive de l'intervalle d'usinage un premier signal repré-

sentant un élargissement de la dimension d'intervalle et une commande d'avance pour déplacer l'électrode mobile vers l'avant, on compte les décharges d'usinage développées et, lorsque le nombre compté atteint une valeur préfixée, on émet un deuxième signal, on permet le développement du premier signal avec le second signal, et on applique le premier signal développé sous forme de commande d&avance aux moyens de moteurs peur faire avancer l'électrode mobile vers l'avant depuis sa

position d'usinage.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce.

qu'on établit la valeur préfixée en liaison avec la zone

d'usinage définie par les électrodes en vis-à-vis.

3. Procédé selon la revendication 2, caractérisé en ce que, lorsque la zone d'usinage varie au cours d'une opération d'usinage, on fait varier la valeur préfixée en fonction de

cette zone d'usinage.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le premier signal est un signal numérique.

5. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce

que le premier signal est un signal analogique.

6. Servomécanisme pour commander la dimension de l'in-

tervalle entre une électrode-outil et une pièce à usiner, dont au moins l'une peut être déplacée par des moyens de moteur excités par un circuit de commande, dans une machine 35. d'usinage par décharges électriques comportant une source de courant pour Sire passer des impulsions d'usinage au travers de l'intervalle afin de-provoquer une succession de décharges électriques entre l'outil et la pièce à usiner, et enlever ainsi de la matière sur la pièce, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens de moteur pour amener les électrodes à une position

d'usinage pour permettre de développer entre elles une suc-

cession de décharges électriques au travers de l'intervalle d'usinage, des moyens de mesure d'intervalle pour fournir

un premier signal représentant un élargissement de la dimen-

sion d'intervalle résultant de l'enlèvement de matière de la pièce par les décharges électriques, et des moyens de comptage de décharges pour compter les décharges électriques, un second signal étant fourni lorsque le nombre compté de décharges électriques atteint une valeur préfixée, et des moyens de circuit pour permettre le développement du premier signal

avec le second signal pour appliquer le premier signal déve-

loppé au circuit de commande, actionnant ainsi les moyens de moteur pour permettre à l'électrode mobile d'avancer depuis

la position d'usinage précédente.

7. Servomécanisme selon la revendication 6, caractérisé

en ce que le premier signal est un signal numérique et le cir-

cuit de commande est adapté pour émettre, en réponse à ce signal numérique, un signal de commande sous forme d'une impulsion appliquée aux moyens de moteur pour faire avancer

l'électrode mobile d'un incrément de déplacement.

8. Servomécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que le premier signal eet un signal numérique et que le circuit de commande est adapté pour émettre, -en réponse à ce signal numérique, un signal de commande sous la forme d'un train d'impulsions appliquées aux moyens de moteur pour faire avancer l'électrode mobile d'une succession d'incréments de déplacement.

9. Servomécanisme selon la revendication 6, caractérisé

en ce que le premier signal est un signal analogique repré-

sentant une différence algébrique entre une Nleur prédéter-

minée et une grandeur variable sous forme d'une fonction d'une variable d'intervalle, et en ce que. le circuit de commande comporte un circuit amplificateur pour amplifier le signal analogique appliqué aux moyens de moteur pour faire avancer l'électrode mobile à une vitesse et d'une distance au poins partiellement déterminées par le signal analogique.

10. Servomécanisme selon la revendication 6, caractérisé en ce que les compteurs de décharges comportent des détecteurs d'impulsions sensibles aux impulsions appliquées par la source

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de courant au travers de l'intervalle d'usinage, des moyens discriminateurs pour distinguer les impulsions efficaces des impulsions inefficaces, et un compteur préréglé pour compter les impulsions efficaces représentant les décharges d'usinage.

11. Servomécanisme selon la revendication 10, caractérisé en ce.qu'il comporte des moyens sensibles au courant d'usinage moyen passant à travers l'intervalle pour modifier le niveau de comptage préréglé du compteur en réponse au courant moyen

d'usinage.

12. Servomécanisme selon la revendication 10, caractérisé en ce qu'il comporte une mémoire de programme et des moyens de commande pour modifier le niveau de comptage préréglé du

compteur à des valeurs successives selon une séquence prédé-

terminée.