Brevet FR2248112A1 — publié le 19750516

L'invention concerne l'usinage des métaux par électroérosion et, notamment, les générateurs d'impulsions our l'alimentation des machines-outils usinant les métaux par électroérosion. On sait que le processus d'usinage par lectroérosion le plus prometteur est celui dans lequel l'électrode-outil subit une usure minimale, ce qui requiert un déroulement plus stable de l'électroérosion h cette in, outre les impulsions 9 puissance principales assurant l'électroéresion du métal a' usiner, on tilise, en lus, des impulsions dites protectrices, qui se suivent à une fréquence réduite et se superposent aux impulsions principales en stabilisant tout le processus d'électroérosion. D'ordinaire, les impulsions principales et protectrices sont engendrées par deux générateurs séparcs, fonctionnant à es fréquences et n des taux d'impulsion différents, puis sont additionnées dans l'intervalle d'érosion de la machine outil. Chacun de ces générateurs comporte un inverter ou convertisseur avec un- capacité d'accumulation, laquelle est connectée à une résistance de commutation et à une source d'alimentation associées en surie entre elles. Itinverter o convertisseur comporte des soupapes commandées, qui sont d'ordinaire des composants électroniques de puissance, par exemple des thyristors ou -des thyratrons. L'intervalle érosion de la machine-outil est raccord aux deux générateurs, l'un engendrant les impulsions de puissance principales, et ltautre, les impulsions protectrices. la source d'alimentation employée est un condensateur d'accumulation chargé. il convient de citer parmi les inconvnients des générateurs connus le fait que chacun d'eux n'engendre des impulsions que d'une seule fréquence, aussi, pour obtenir les impulsions de puissance et protectrices, faut-il prévoir au minimum deux générateurs, ce qui est compliqué au point de vue conception, irrationnel et onéreux. le but de l'invention est de supprimer l'inconvénient mentionné. Il s'agissait donc de créer un générateur d'impulsions pour l'alimentation de machines-outils usinant les mr'taux par électroérosion, qui engendrerait simultanément les impulsions de puissance et les impulsions protectrices. La solution consiste en un générateur d'impulsions comprenant un inverter ou convertisseur avec une capacité d'accumulation, connecté à une résistance de commutation et une source d'alimentation mises en série entre elles et raccordées à l'intervalle d'érosion de la machine-outil. Conformément à l'invention, en parallèle avec l'inverter ou convertisseur sont connectées une soupape commandée et une résistance mises en série entre elles. Une telle solution permet d'engendrer simultanément, à l'aide d'un seul générateur, les impulsions de puissance et les impulsions protectrices. Il est avantageux qu'en série avec la soupape commandée et la résistance soit montre une secondé source d'alimentation. Une telle solution permet d'employée des inverters ou convertisseurs réalisés suivant des schémas tries varids, y compris les schémas dans lesquels la source d'alimentation est un condensateur d'accumulation chargé. En outre, il devient possible d'employer des inverters ou convertisseurs utilisant la décharge apériodique d'un condensateur d'accumulation. En outre,l'introduction d'une seconde source d'alimentation permet le fonctionnement, avec une résistance minimale dans le circuit, de la soupape corsmandse. Plus bas on donne la description détaillée de différents modes non limitatifs de réalisation de l'invention, avec références aux dessins anneSts qui représentent - la figure 1, le schéma électrique d'un générateur d'impulsions avec un inverter ou convertisseur en pont - la figure 2, idem, avec un inverter ou convertisseur à deux soupapes commandes ; - la figure 3, idem, avec l'inverter ou convertisseur de la figure 2 et avec une seconde source d'alimentation. Le générateur d'impulsions comprend un inverter ou convertisseur en pont 1 (figure 1), qui est monté en série avec une résistance de commutation 2 et une source d'alimentation 3. Dans le circuit formé on connecte l'intervalle d'érosion 4 de la machine-outil (non représentée) usinant les métaux par électroérosion. En parallèle avec l'înverter 1, dans le circuit du générateur, sont connectées une résistance 5 et une soupape command'e 6. L'inverter ou convertisseur 1 comprend un condensateur de commutation 7 et deux paires de thyristors 8, 9 et 10, 11. le générateur d'impulsions fonctionne à partir d'un système de commande connu (non représenté). Ce système envoie d'abord les impulsions de commande aux thyristors 8 et 9. Il en resulte que le condensateur d'accumulation 7 se charge (la polarité de la tension est indiquée sur la figure 1) et le courant de la prerière impulsion de puissance parcourt le circuit de l'intervalle d'érosion 4. Ensuite, le s > rstème de commande envoie une impulsion de commande au thyristor 6 li, devenant conducteur, laisse pas@er un courant plus faible, car son intensité est limite additionnellement par la résistance 5. La première impulsion de courant de puissance parcourt le circuit jusqu'à ce que le système de commande envoie les impulsions de commande aux thyristors 10 et 11, qui, devenus conducteurs, appliquent la tension du condensateur 7 au thyristor 6. Pour ce thyristor, la tension du condensateur est dans ce cas négative, aussi le thyristor 6 d?v5-ent-i non conducteur : le courant est interrompu dans son circuit. Simultan-mant, l'intervalle d'érosion 4 de la machine-outil est traversé par l'impulsion de courant de puissance suivante, parcourant le circuit : source d'alimentation 3, thyristor @1, condensateur d'accumulation 7, thyristor 10, résistance de commutation ?. Gette impulsion de courant dure jusqu'à ce que le con.ensateur d'accumulation 7 spit rechargé en polarité inverse (comparativement à celle indice à la figure i). Les valeurs de la tension d charge inverse du condensateur 7 et des courants parcourant les circuits du générateur dtimpulsions sont rrtermires par les paramètres de ses éléments, et la fréquence des impulsions de courant de puissance est déterminée par la fréquence des impulsions de commande engendrées par le système de comr;iande Quand l'impulsion de courant de puissance cesse, une impulsion de commande attaque le thyristor 6 qui, devenant conducteur, établit de nouveau un courant dans le circuit de l'intervalle d'érosion 4, comme drcrit plus haut. Ce courant circule jusqu'à ce que le système de commande envoie l'impulsion de commande remettant les thyristors 8 et 9 à l'état conducteur, après quoi la tension du condensateur 7 chargé est appliquée au thyristor 6. Cette tension étant négative, le thyristor 6 devient non conducteur et le courant s'interrompt dans son circuit. Simultanément, l'impulsion de courant de puissance est engendrée comme décrit plus haut. Ensuite, la séquence décrite se répète. De la sorte, les thyristors 8, 9 et 10, Xt forment les impulsions de courant de puissance traversant l'intervalle d'érosion 4, tandis que le thyristor 6 crée, dans les pauses entre les impulsions de puissance, une impulsion d'amplitude plus faible, dite impulsion protectrice. le nombre d'impulsions protectrices et les pauses entre elles sont déterminés par les trains d'impulsions que fournit le système de commande. l'amplitude des impulsions protectrices est déterminée par les paramètres de la résistance 5 qui peut être aussi une réactance ou une impédance. A la place des thyristors 8, 9, 10 et 11, on peut utiliser dans le générateur d'impulsions des soupapes commandées d'autres types, par exemple des thyratrons. La figure 2 représente le schéma d'un générateur avec un inverter ou convertisseur 12 à deux soupapes commandes. les chiffres de référence 2 à 9 sont donnés aux éléments du schéma qui sont analogues à ceux de la figure ; dans le circuit de l'inverter ou convertisseur 12 est montée une résistance de commutation 13. La description ci-après du fonctionnement du générateur d'impulsions réalisé suivant le schéma de la figure 2, met en évidence la différence de son principe par rapport au générateur réalisé suivant le schéma de la figure 7. le générateur d'iinpulsions représenté sur la figure 2 fonctionne à partir d'un système de commande (non représenté). Ce système envoie une impulsion de commande au thyristor 8. Celui-ci, devenant conducteur, engendre l'impulsion de courant de puissance dans le circuit de l'intervalle d'érosion 4 de la machine-outil. le courant issu de la source 3 passe à travers la résistance de commutation 2 et le thyristor 8, en chargeant le condensateur d'accumulation 7 jusqu'à une tension dont la polarité est indiquée sur la figure 2. Quand la charge du condensateur 7 s'est achevée (il se charge jusqu1à une tension égale ou supérieure à la tension de la source d'alimentation 3), le thyristor 8 devient non conducteur. L'impulsion de courant de puissance s'étant achevée, une impulsion de commande attaque le thyristor 6 qui,- devenant conducteur, engendre l'impulsion de courant protectrice passant à travers la résistance de commutation 2, le thyristor 6, puis, plus loin, à travers la résistance de commutation 5. Ensuite, le système de commande fournit une impulsion mettant à l'étant conducteur le thyristor 9, lequel assure la décharge ourla recharge inverse (selon les paramètres choisis des éléments du montage) du condensateur d'accumulation 7 ;- il en résulte que le courant issu du condensateur 7 passe à travers le thyristor 9 et la résistance de commutation 13. Quand la seconde impulsion de commande arrive du système de commande au thyristor 8, la tension du condensateur 7 est appliquée au thyristor 6. Cette tension (négative dans le cas de charge inverse du condensateur d'accumulltion 7, ou nulle dans le cas de sa décharge apfrìodique) met le thyristor 6 à l'état non conducteur, ce qui provoque l'interruption du courant de l'impulsion protectrice, et l'intervalle d'érosion 4 est traversé par l'impulsion de courant de puissance. Plus loin la séquence décrite plus haut se répète. De la sorte, l'intervalle d'érosion 4 de la machine-outil est traversé en même temps par le courant de l'impulsion de puissance et par le courant de l'impulsion protectrice. La fréquence, le taux et le nombre des impulsions de puissance et protectrices peuvent être varies et sônt déterminés par les paramètres des éléments du générateur et par la caractéristique du système de commande. A la place des thyristors on peut employer, dans le générateur d'impulsions décrit, des composants commandés de typha; divers, par exemple des thyratrons. Les générateurs d'impulsions dont les schémas sont représentés sur les figures 1 et 2 ont les mêmes circuits électriques formant les impulsions de puissance et protectrices. le circuit des impulsions de puissance de chacun d'eux est constitué par la source d'alimentation 3, l'inverter ou convertisseur t (12), la résistance de commutation 2, le condensateur d'accumulation 7 et l'intervalle d'érosion 4 de la machine-outil. le circuit des impulsions protectrices des deux générateurs est constitué par la source d'alimentation 3, l'inverter ou convertisseur 1 (12) et deux résistances (ia résistance 5 et la résistance de commutation 2). les inverters ou convertisseurs t et 12 décrits plus haut ne sont pas les seuls possibles ; on peut aussi utiliser d'autres variantes ayant des circuits analogues, car, étant connectés comme indiqué plus haut, ils engendrent tous des impulsions de puissance et protectrices. La troisième variante de générateur d'impulsions, dont le schéma est représente par la figure 3, diffère du générateur réalisé suivant le schéma de la figure 2 par le fait que l'intervalle d'érosion 4 est connecté dans le circuit de dfoharge (recharge inverse) du condensateur d'accumulation 7 de l'inverter ou convertisseur 12, dans lequel le rôle de source de tension pour les impulsions de courant de puissance est joué par ce meme condensateur 7. le courant des impulsions protectrices est engendré à l'aide d'une seconde source d'alimentation 14. Quand le système de commande envoie le signal de commande au thyristor 8, celui-ci devient conducteur et assure, à partir de la source d'alimentation 3 et par ltintermXdiaire de la résistance de commutation 13, la charge du condensateur 7, lequel se charge jusqu'à une certaine tension dont la polarité est indiquée sur la figure 3. L'impulsion de courant de puissance ne passe pas à travers l'intervalle d'érosion 4 à ce moment. La durée de l'impulsion de courant de puissance dépend de la durée de décharge ou de recharge inverse du condensateur d'accumulation 7. Cette dure est déterminée par les paramètres des éléments du générateur d'impulsions. Quand l'impulsion de courant de puissance s'achève dans le circuit de l'intervalle de décharge 4, une impulsion de commande venant du système de commande attaque le thyristor 6. Celui-ci, en devenant conducteur, engendre l'impulsion de courant protectrice, laquelle est issue de la seconde source d'alimentation 14 et passe à travers la résistance 5 et l'intervalle d'érosion 4. Ensuite, une impulsion de commande attaque le thyristor 8. le condensateur d'accumulation 7 se charge (ou se recharge en polarité inverse) comme indiqu plus haut. Ceci fait, une impulsion de commande attaque le thyristor 9, qui, en devenant conducteur, applique au thyristor 6 la tension du condensateur 7 chargé, plus grande que la tension de la seconde source d'alimentation 4. Sous l'action de cette tension, le thyristor 6 devient non conducteur, et le courant des impulsions protectrices s'interrompt. Plus loin la séquence se répète comme décrit plus haut. les impulsions engendrres par le générateur sont déterminées par les paramètres des éléments et dépendent de la caractPristique Cu système de commande. Il est à noter que la présence de la seconde source d'alimentation 14 au générateur d'impulsions (figure 3) lui permet de fonctionner avec une résistance 5 de petite valeur, ce qui augmente notablement le rendement du générateur. La seconde source d'alimentation 14 (figure 3) peut aussi etre employée dans les générateurs d'impulsions représentés sur les figures 1 et ", ce qui se traduira par un accroissement notable du rendement de ces générateurs. Bien entendu, l'invention n'est nullement limitée aux modes de réalisation décrits et représentés qui n'ont été donnés qu'à titre d'exemplé. En particulier, elle comprend tous les moyens constituants des équivalents techniques des moyens décrits ainsi que leurs combinaisons, si celles-ci sont exécutées suivant son esprit et mises en oeuvre dans le cadre des revendications qui suivent. REVENDICATION3 1. Gnérateur d'impulsions pour l'alimentation de machines-outils usinant les métaux par électroérosion, du type comprenant un inverter ou convertisseur avec une capacité d'accumulation, connecté à une résistance de commutation-et une source d'alimentation mises en série entre elles et raccordées à l'intervalle d'érosion de la machine-outil, caractérisé en ce que, en parallèle avec l'inverter ou convertisseur, sont connectées une soupape commandée et une résistance mises en série entre elles. 2. Générateur selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'une seconde source d'alimentation est montée en série avec lesdites soupape commandée et résistance.