Brevet FR2137173A1 — publié le 19721229

La présente invention concerne les machines à usiner avec lesquelles l'enlôvement du métal est assuré par des décharges électriques entre une électrode et la pièce à usiner, immergées toutes les deux dans un liquide diélectrique. Ces machines sont également connues sous le nom de machines à étinceler. L'invention concerne plus spécialement le générateur électrique engendrant les impulsions qui assurent les décharges et elle a pour but d' accroître la sécurité de fonctionnement de ce générateur. Les générateurs d'impulsions utilisés dans ce genre de machines doivent pouvoir fournir, selon la nature de l'usinage å réaliser, des impulsions de fréquence et de largeur variables et ils comportent habituellement, dans ce but, un multivibrateur avec réalage de la largeur et de la fréquence des impulsions1 les impulsions émises par ce multivibrateur étant utilisées pour commander des transistors de puissance qui contrôlent le courant alimentant l'électrode.Il est nécessaire, pour assurer la sécurité du fonctionnement de la machine que ce générateur soit bloqué en cas de défauts, notamment en cas de court-circuit sur un transistor de puissance ou en cas de mise à la masse de l'électzodes que > d'autre part, les transistors de commande soient protégés contre des courants excessifs et enfin que lton puisse, d'une manière simple, assurer pour les usinages de finition un courant de tension élevée et dtintensité réduite. La présente invention assure ces différentes sécurités par le fait que la machine à usiner par électro-érosion comporte un multi-vibrateur fournissant des impulsions de largeur et de fréquence réglables, ce multivibrateur commandant au moins un transistor de sortie qui commande lui-même le transistor de blo cage des transistors de puissance, ce transistor de blocage étant monté de façon à ne conduire que pendant la période utile, une pluralité de transistors de puissance montés en parallèle et alimentant l'électrode avec un transformateur insérable dans le circuit, un circuit de contrôle du courant passant dans les transistors de puissance qui coupe l'alimentation de la machine en cas de passage de courant pendant la période de blocage et un circuit de contrôle de l'isolement de l'électrode qui bloque le transistor de sortie et maintient ce blocage tant que l'électrode est à la masse. Selon une caractéristique de l'invention, le transistor de commande des transistors de puissance est monté en parallèle avec une résistance élevée, le point commun au collecteur de ce transistor de commande et aux bases des transistors de puissance étant mis à la masse par un transistor qui conduit pendant li intervalle entre impulsions. Avec cette caractéristique, on évite d'avoir un courant d'intensité élevée tranversant le transistor de commande pendant les temps morts séparant les impulsions. Selon une autre caractéristique, dans le circuit entre les transistors de puissance et l'électrode, un transformateur est monté en dérivation entre les bornes d'un interrupteur. Lorsque l'interrupteur est ouvert et le transformateur mis circuit, celui-ci fournit des impulsions d'intensité réduite sous une tension portée par exemple, de 89 à 300 volts pour permettre 1' usinage de finition. Lorsqu'un transistor de puissance est en court-circuit, il est nécessaire de couper l'alimentation de la machine car le transistor en court-cuircuit conduit de façon permanente. Pour assurer la coupure encas de court-circuit d'un transistor de puissance et selon une autre caractéristique de l'invention, une résistance est montée en série sur le côté émetteur de chaque transistor et les tensions aux bornes de ces résistances sont comparées pour fournir un courant à un relais due coupure de ltins- tallation, si un des transistors de puissance conduit pendant la période séparant deux impulsions. Enfin pour bloquer le transistor de sortie et par suite les transistors de puissance en cas de mise à la masse de l'électrode, la mise à la masse de l'électrode est utilisée pour rendre conducteur un transistor d'arrêt mettant à la masse le signal du multivibrateur et bloquant le transistor de sortie. Le montage est tel qu'une impulsion de réenclenchement automatique est envoyée au début de chaque alternance du multivibrateur, D'autres caractéristiques de la présente invention apparaitront à la lecture de la description d'un mode de réalisation faite ci-après avec référence au dessin ci-annexé qui représente un schéma électrique du dispositif. Le multivibrateur est du type connu et il comporte deux transistors, Q1 et Q2, émetteur de Ql étant à la masse. La base de Ql est connectée au collecteur S2 de Q2 par une capacité C2 et une diode CH2 et la base de Q2 est connectée au collecteur S1 de Ql par une capacité C1 et une diode CRI. Les diodes au silicium CR1 et CR2 ont pour but d'éviter l'apparition de la charge des condensateurs Ci et C2 sur le signal de sortie lorsque le transistor correspondant est bloqué.Le dispositif étant alimenté sous 80 volts, l'alimentation du multivibrateur est assurée par une résistance R 27 et régulée à + 27 volts par une diode de Zener PZ 27 en parallèle avec une capacité C 7. Le collecteur S1 du transistor QI est connecté a l'alimentation par une résistance R1 et celui S2 de Q2 est connecté à l'alimentation par une résistance R6. Les bases des deux transistors Q1 et Q2 sont alimentées par un circuit de règlage comprenant un potentiomètre réglable R7 de ré glane de la récurrence, en série avec une capacité C6 à la masse et un pOtentiomètre de répartition R8 de réglage de la largeur dt impulsion.Des résistances R4 et R3 sont montées en série entre R8 et les bases des deux transistors Q1 et Q2. Des résistances R2 et R5 sont montées entre l'alimentation et les points communs à CR1-C1, d'une part, et CR2-C2, d'autre part. L'ensemble fonctionne comme un multivibrateur à récurrence et largeur réglables classique. Le transistor Q2 est, de ce fait, conducteur pendant certaines périodes dont la récurrence et la largeur sont réglables, ces périodes correspondant aux impulsions de travail. L'émetteur du transistor Q2 est connecté par l'intermédiaire d'une résistance R46 à la base du transistor de sortie Q3 dont l'émetteur est à la masse et dont le col lecteur est connecté, par une résistance R9, à l'alimentation à +80 volts. La borne collecteur de Q3 est connectée par deux circuits comprenant chacun en parallèle une diode Zener CR 3 ou CR 4 et une capacité C3 ou C4 et une résistance en série R10 ou R11 aux bases des deux transistors Q4 et Q6 dont les émetteurs sont à la masse. Le collecteur de Q4 est connecté par une résistance Ri2à l'alimentation à +80 volts et à la base du transistor de commande Q5. Le collecteur de Q6 est connecté a la lione de commande des bases des transistors de puissance Q7 à Q12 sur laquelle est connecté également l'émetteur de Q5. Le collecteur de Q5 est connecté par une résistance R13 à l'alimentation à + 80 volts et une résistance R14 est montée en parallèle avec Q5. On considèrera maintenant le fonctionnement de cette partie du circuit. Lorsque Q2 est conducteur, Q3 devient largement conducteur et bloque Q4 et Q6 et Q5 devient conducteur et assure une polarisation positive de la base des transistors Q7 à Q12 qui conduisent. Lorsque Q2 est bloqué, Q3 est également bloqué et les circuits de Zoner assurent une tension de + 9 volts sur les bases des transistors Q4 et Q6 qui conduisent. Q4 met la base de Q5 à la masse, Q5 étant de ce fait bloqué.Q6 conduit également et bloque les transistors de puissance, le courant qui le traverse étant toutefois limité par la valeur élevée de la résistance R14 en série avec la résistance R13. Ce montage particulier évite le courant important qui, dans un montage classique traverserait le transistor de commande et sa résistancet nécessairement faible, pendant les périodes séparant les impulsions de travail, périodes qui sont plus particulièrement importantes pendant le travail de finition. Lorsque les transistors de puissance Q7 à Q12 conduisent, ils assurent l'alimentation sous + 80 volts de ltélectrode E, le courant qui les traverse étant limité par les résistances R23 à R25. Sur le conducteur d'alimentation de l'électrode est monté un interrupteur Il aux bornes duquel est branché un transformateur T dont le point commun est à la nasse par un interrupteur I2. Les interrupteurs I1 et I2 sont asservis de manière qu'I2 soit ouvert quand I1 est fermé et inversement. Le courant dans le primaire du transformateur T est limité par une résistance R47 et ce transformateur élève la tension de 80 à 3oe volts. En usinage normal, I1 est fermé et l'électrode E est alimentée en impulsions sous une tension de + 80 volts.Pour l'usinage de finition, 11 est ouvert et I2 est fermés ce qui assure l'alimentation de ltélectrode E avec un courant réduit sous une tension de 300 volts. L' ensemble électrode E-pièce usinée est shunté par une résistance R45 en parallèle avec une capacité C8 et en série avec une diode CR7. L'émetteur de chacun des transistors de puissance Q7 à Q12 comporte une résistance R15 à R20 entré la sortie du transistor et le conducteur d'alimentation de l'électrode. Il existe donc une différence de potentiel aux bornes de ces résistances lorsque le transistor correspondant conduit. Les bornes émetteurs des transsistors Q7 à Q12 sont connectées par des résistances R32 à R37 à l'une des bornes d'un amplificateur Al dont l'autre borne est reliée par une résistance R44 au conducteur d'alimenta~ tion de l'électrode. Al fournit en sortie une tension proportionnelle et de même phase que celle de commande de 11 électrode E. Cette tension de sortie est sommée par une diode CR5 avec la tension collecteur du transistor Q2 transmise par une diode CR6. Le point comnun des diodes CR5 et CR6 est connecté par une résistance R42 à l'alimentation à + 27 volts. L'ensemble des diodes CR5 - CR6 et de la résistance R42 forme une porte. Pendant les impulsions de travail Q2 est conducteur et S2 est à un potentiel plus bas. Al fournit un potentiel positif mais du fait que le potentiel en S2 est faible la base de Q20 reste à un potentiel insuffisant pour le déclencher et il ne conduit pas. En dehors des impulsions 52 est à un potentiel élevé mais si aucun des transistors ntest en courtcircuit Al donne un potentiel nul et le transistor Q20 reste bloqué.Par contre si l'un des transistors est en court-circuit Al donne un potentiel positif qui appliqué sur la base de Q20 rend celui-ci conducteur. En conséquence le relais fonctionne et coupe l'alimentation. Le circuit de protection contre la mise à la masse de li électrode E, con prend un transistor Q16 dont la base est connec tée nar une résistance R30 au conducteur d'alimentation de l'élec- trode c, dont le collecteur est connecté par une résistance R28 à a l'alimentation à + 27 volts et dont 1,émetteur est à la masse. Lorsque l'électrode E est soumise à un potentiels le transistor Q16 conduit et son collecteur est à un potentiel faible. Lorsqu' au contraire l'électrode E est à la masse, le transistor Q16 est bloqué et son collecteur est à un potentiel élevé. Ce potentiel est utilisé pour commander, par l'intermédiaire d'une résistance R29, un transistor Q15. La base du transistor Q16 est d'autre part mise à la masse par une résistance élevée R31 et une capacité C5 est montée entre sa base et le collecteur S1 de Q1. Le collecteur du transistor Q15 est connecté à l'émetteur du transistor Q2 du multivibrateur et son émetteur est à la masse.Si l'électrode E est mise à la masse > Q16 se -trouve bloqué, ce qui polarise posi tivement la base de Q15 lequel devient conducteur et envoie à la masse le signal, ce qui a pour effet de bloquer Q3 et d'arrê ter l'impulsion. Lors de l'alternance suivante S1 redevient po positif ce qui applique par la capacité C5 une impulsion positive sur la base du transistor Q16 et tend à la rendre conducteur mais > si 11électrode est toujours à la masse, cette impulsion est de trop faible durée pour permettre le réenclenchement automatique. Le mode de réalisation ci-dessus décrit à titre d'exemple est susceptible de recevoir de nomireuses modifications sans sor tir du cadre de la présente invention. R E V E N D I C A T I O N S RVNDICATIONS 1.- Une machine à usiner par électro-érosion caractérisée en ce qu'elle comporte un multivibrateur fournissant des impulsions de largeur et de fréquence réglables ce multivibrateur comnandant au moins un transistor de sortie qui comnande lui êne le transistor de blocage des transistors de puissance, ce transistor dé blocage étant monté de façon à ne conduire que pendant la période utile, une pluralité de transistors de puis.. sance montés en parallèle et alimentant l'électrode avec un transformateur insérable dans le circuit, un circuit de contrôle du courant passant dans les transistors de puissance qui coupe l'alimentation de la machine en cas de passage de courant pendant la période de blocage et un circuit de contrôle de l'isolement de l'électrode qui bloque le transistor de sortie et maintient ce blocage tant que l'électrode est à la masse. 2.- Une machine à usiner par électro-érosion selon la revendication 1 caractérisée en ce que le transistor de commande des transistors de puissance est monté en parallèle avec une résistance élevée, le point comnun au collecteur de ce transistor de commande et aux bases des transistors de puissance étant mis à la masse par un transistor qui conduit pendant l'intervalle entre impulsions. 3.- Une machine à usiner par électro-érosion selon la revendication 1 caractérisée en ce que dans le circuit entre les transistors de puissance et ltélectrode, un transformateur est monté en dérivation entre les bornes d'un interrupteur. 4.- Une machine à usiner par électro-érosion selon la revendication 1 caractérisé en ce qu'une résistance est montée en série sur le côté émetteur de chaque transistor et les tensions aux bornes de ces résistances sont comparées pour fournir un courant à un relaisde coupure de l'installations si un des transistors de puissance conduit pendant la période séparant deux impulsions. 5.- Une machine à usiner par électro-érosion selon la revendication 1 caractérisé en ce que la mise à la masse de lt électrode est utilisées pour rendre conducteur un transistor d'arrêt mettant i la masse le signal du multivibrateur et bloquant le transistor de sortie.