Brevet FR2384582A1 — publié le 19781020

L'invention concerne un système de circuit pour un équipement d'électro-érosion ou d'étincelage électrique dont le rapport d'impulsion, la fréquence d'impulsion et l'intensité des impulsions de travail, dirigées sur la fente d'étincelage, sont réglables et qui comprend un générateur d'impulsions et un circuit de décharge, lequel est équipé de transistors qui dirigent le courant de travail sur la fente d'étincelage au rythme des signaux du générateur d'impulsions et lequel se compose d'un circuit d'allumage et d'un circuit de travail. Dans un montage analogue connu, le circuit de décharge par exemple est constitué d'un réseau comportant des résistances de limitation de courant, des transistors et au moins une source de tension. Les résistances de limitation de courant sont du type variable, branchées en parallèle par l'intermédiaire de transistors assurant les fonctions d'un interrupteur. Un générateur d'impulsions agit sur ces transistors de manière que la tension d'allumage balaye la fente d'étincelage et qu'à la suite du processus d'allumage, des impulsions de courant rectangulaire soient produites dans cette fente d'étincelage. La grandeur, c'est-à-dire la hauteur de chaque impulsion de-courant est déterminée par le réglage des résistances de limitation de courant, d'une part, et par la tension fournie par le générateur de tension, d'autre part. Pour assurer une constance suffisante à l'amplitude de l'impulsion du courant rectangulaire dans la fente d'étincelage qui, pendant le processus de travail montre une courbe de résistance non linéaire, on choisit une résistance, offerte par les résistances de limitation de courant, supérieure à la résistance de charge maximale, qui s'établit dans l'éclateur à étincelles. Si, par exemple, on choisit une résistance offerte par les résistances de limitation de courant qui soit au moins égale au double de la résistance de charge et si l'amplitude du courant doit rester constante, la tension provenant de la source de tension doit être augmentée en conséquence. Or, il apparaît que, dans ce cas, la puissance de perte prend des valeurs considérables au niveau des résistances de limitation de courant.Par ailleurs, il n'est guère possible d'obtenir une forme de l'impulsion du courant différente de l'impulsion rectangulaire. Il incombe à l'invention de définir un système de circuit pour un équipement d'électro-érosion à faible puissance de perte, n' exigeant que peu de composants électroniques et-qui permette de produire, dans la fente d'étincelage, des impulsions de courant dont l'allure soit réglable à volonté et en fonction des besoins. Il est important que le rapport des impulsions soit réglable à l'intérieur d'un éventail important. Ce problème est résolu par le fait que le système du type commenté ci-dessus comporte, dans le circuit situé entre la source de tension et la fente d'étincelage, des transistors contrôlés par le générateur d'impulsion, desquels une partie assure, en tant q!nterrupteurs, la connexion et la déconnexion du circuit d'allumage, alors que l'autre partie contrôle, en tant qu'amplificateur, l'impulsion du courant dans le circuit de travail. kinsi, en utilisant des transistors en tant qu'amplificateurs, à faible puissance de perte, il devient possible de choisir et de régler l'allure de l'impulsion du courant de travail, compte tenu des besoins. Le rapport d'impulsion peut être augmenté sans provoquer pour autant une décharge en arc dans la fente d'étincelage. Par ailleurs, les dépenses à affecter aux composants sont minimes. Selon une caractéristique de l'invention le générateur d'impulsions comporte plusieurs canaux et engendre dans chacun d'entre eux des impulsions de forme et de durée différentes. Cette structure permet de créer, par l'intermédiaire des différentes sollicitations des transistors, c'est-à-dire du courant d'étincelage, des conduites d'étincelage optimales. Selon une caractéristique de l'invention des résistances de contre-réaction, chargées de la stabilisation du courant de sortie, sont intercalées dans la branche-émission des transistors utilisées comme amplificateurs. Cette structure fait que chaque impulsion de courant, dans le circuit de travail, est réglée en fonction de la forme prédéterminée de chaque signal de tension du générateur d'impulsion et que la modification du degré d'ionisation, voire de la conductivité, de la fente d'étincelage n'a aucune influence sur la détermination de l'impulsion du courant de travail. Selon encore une autre caractéristique de l'invention, les transistors utilisés comme interrupteurs n'assurent l'interconnection qu'au début de chaque impulsion de travail et les transistors, utilisés corme amplificateurs, contrôlent l'impulsion du courant de travail après le processus d'allumage et indépendam ment du degré d'ionisation de la longueur de la fente d'étincelage. Cette structure fait que par la sollicitation brève de la résistance de limitation du courant, intercalée dans le circuit d'allumage et assurant la limitation indispensable du courant, la puissance de perte apparaissant se trouve encore réduite. Selon l'invention le circuit d'allumage comporte un branchement en série, d'au moins une résistance de limitation de courant, une source de tension continue et des transistors utilisés comme interrupteur, alors que le circuit de travail se compose d'un branchement en série comportant une source de courant continu et des transistors -utilisés comme amplificateurs et la tension de la source de tension continue étant nettement supérieure à la tension d'étincelage, alors que la tension fournie par la source de tension continue est inférieure à la tension d'allumage. Cette structure fait que l'allumage provoqué par l'étincelle d'allumage est efficace et d'une grande fiabilité et que la puissance de perte dans le circuit de travail est encore plus réduite par l'utilisation d'une source de tension continue ne fournissant qu'une tension réduite. Un exemple de réalisation non limitatif de l'invention qui est schématisé dans le dessin annexé représentant le plan de montage de l'équipement d'électro-éosion sera commenté plus amplement ci-après. L'équipement d'électro-érosion comporte un générateur d'im- pulsions 1, à deux canaux, relié par ses sorties aux transistors 2a et 2b, intercalés respectivement dans le circuit d'allumage et dans le circuit de travail. Le circuit d'allumage, le circuit de travail et la fente d'étincelage 3 sont branchés en parallèle. Le circuit d'allumage comporte, branchés en série, une source de tension continue 4, deux transistors 2a branchés en parallèle entre eux dans un montage en émetteur commun et assurant les fonctions d'interrupteur, une résistance de limitation de la tension 5 et la fente d'étincelage 3, qui, séparant l'outil de la pièce à usiner, n'est autre que l'éclateur à étincelles. La tension fournie par la source de tension continue 4 est nettement supérieure à la tension d'étincelage et la résistance accusée par le limiteur du courant d'allumage 5 est dimensionnée de manière que le processus d'allumage génère une étincelle au niveau de la fente d'étincelage 3. Le circuit de travail comporte, d'une part, branchés en série, une source de courant continu 6 et deux transistors 2b inclus chacun au travers d'une résistance à contre réaction 7, dans un montage en émetteur commun dans lequel ils assurent les fonctions d'un amplificateur et, d'autre part, une fente d'étincelage 3, intercalée sous forme d'éclateur à étincelles entre l'outil et la pièce à usiner. La tension fournie par la source de courant continu se situe entre la tension d'étincelage proprement dite et le double de cette tension d'étincelage.Montés en émetteur commun, les transistors 2b montrent une résistance différentielle intérieure élevée et forment, avec les résistances de contre réaction 7 et la source de courant continu 6,un étage d'amplification, qui stabilise, à l'aide de ces résistances de contre-réaction 7, son courant de sortie en fonction du signal émis par le générateur d'impulsion 1.Cette relation proportionnelle, approximativement directe, entre le courant de sortie et la tension d'entrée fait que le comportement de l'étage d'amplification, tant à l'é- gard des signaux forts qu'à l'égard des signaux faibles n'est que très approximativement influencé par des facteurs extérieurs comme la variation de la conductivité de la fente d'étincelage au cours d'un cycle de travail Le fonctionnement de l'installation d'électro-érosion est commenté ci-après. Dès la mise en service du générateur d'impulsion 1, celui-ci dirige dans chacun des deux canaux des impulaions de largeur, de forme et de fréquence prédéterminés. Le canal la relié aux transistors 2a fonctionnant comme interrupteur, fournit des impulsions de tension carrées, ce qui provoque une fermeture brève du circuit d'allumage.La canal lb, relié aux transistors 2b, fonctionnant comme amplificateur, engendre des signaux de tension réglés en fonction des exigences d'étincelage optimales, ce qui provoque la régulation du courant dans le circuit de travail. En interconnectant les transistors 2a du circuit d'allumage, la fente d'étincelage 3 est balayée, par l'intermédiaire de la résistance de limitation du courant 5, par la tension émanant de la source de tension continue 4. La fente d'étincelage 3, ainsi ionisée, modifie sa conductivité, ce qui amorce le processus d'allumage. A cet effet, l'intensité du courant de l'étincelle d'allumage est limitée par la résistance de limitation de courant 5, de manière telle que cette intensité du courant de l'étincelle d'allumage soit inférieure à l'intensité du courant de l'étincelle de travail et que la tension à la fente d'étincelage 3 s'effondre au niveau de la tension d'étincelage classique d'environ kOV. L'interconnexion des transistors 2a du circuit d'allumage provoque l'excitation des transistors 2b fonctionnant comme amplificateurs dans le circuit de travail. Avec l'amorçage du processus d'allumage et l'effondrement de la tension d'allumage, au niveau de la fente d'étincelage 3, en-dessous de la valeur de sortie à l'étage d'amplification, ce dernier assure la régulation de l'impulsion du courant de l'étincelle de travail. L'impulsion de courant de l'étincelle d'allumage et l'impulsion de courant de l'étincelle de travail se superposent ainsi dans la fente d'étincelage 3. Ce n'est que lorsque le circuit d'allumage aura été ouvert par ses deux transistors 2a que l'étage d'amplification assurera la régulation du courant de l'étincelle de travail, ce qui se traduit par le fait que l'impulsion de courant de l'étincelle de travail qui, dans le circuit de travail, aura été prédéterminée par le générateur d'impulsion 1, sous l'effet d'un signal de tension approprié et qui présente une forme définie en fonction des besoins, se trouve régulée dans la fente d'étincelage 3 indépendamment des variations de la conductivité de cette fente d'étincelage 3 et indépendamment aussi des modifications de la tension, à la sortie de l'étage d'amplification, qui en résultent. Si la décharge de l'étincelle d'allumage ne se produit pas, llim- pulsion de courant de l'étincelle de travail ne se produit pas non plus. RE\tBNDICATIONS 1.-Système de circuit pour un équipement d'êlectro-érosion, dont le rapport d'impulsion, la fréquence d'impulsion et l'intensité des impulsions de travail, dirigées sur la fente d'étincelage, sont réglables et qui comprend un générateur d'impulsions et un circuit de décharge, lequel est équipé de transistors qui dirigent le courant de travail sur la fente d'étincelage au rythme des signaux du générateur d'impulsion et lequel se compose d'un circuit d'allumage et d'un circuit de travail, caractérisé en ce que le circuit situé entre la source de tension et la fente d'étincelage (3) comprend des transistors (2a, 2b) contrôlés par le générateur d'impulsion (1) dont une partie desquels assure, en tant qu'interrupteurs, la connexion et la déconnexion du circuit d'allumage, alors que l'autre partie contrôle, en tant qu'amplificateurs, l'impulsion du courant dans le circuit de travail. 2.- Montage selon la revendication 1, caractérisé en ce que le générateur d'impulsions (1) comporte plusieurs canaux et engendre dans chacun d'entre eux des impulsions de forme et de durée différentes. 3.- Montage selon l'une des revendications 1 ou 2, caractérisé en ce que des résistances de contre-réaction 7, chargées de la stabilisation du courant de sortie, sont intercalées dans la branche-émission des transistors (2b) utilisées comme amplificatueurs 4.- Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 3, caractérisé en ce que les transistors (2a) utilisés comme interrupteurs n1assurent l'interconnection qu'au début de chaque impulsion de travail et les transistors (2b) utilisés comme amplificateurs, contrôlent l'impulsion du courant de travail après le processus d'allumage et indépendamment du degré d'ionisation de la longueur de la fente d'étincelage (3)ut 5.- Montage selon l'une quelconque des revendications 1 à 4, caractérisé en ce que le circuit d'allumage comporte un branchement en série, d'au moins une résistance de limitation de courant (5), une source de tension continue (4) et des transistors (2a) utilisés comme interrupteur, alors que le circuit de travail se compose d'un branchement en série comportant une source de courant continu (6) et des transistors (2b) utilisés comme amplificateurs et la tension de la source de tension continue (4) étant nette ment supérieure à la tension d'étincelage, alors que la tension fournie par la source de tension continue (6) est inférieure à la tension d'allumage.