Brevet FR2459108A1 — publié le 19810109

-1- M&CHINE A USINER PAR ETINCELAGE EROSIF L'invention concerne une machine à usiner par étincela- ge érosif une électrode-pièce au moyen d'une électrode-outil en forme de fil, comportant des moyens pour enfiler une ex- trémité de ce fil à travers un avant-trou percé préalable - ment dans la pièce et pour assurer sa prise en charge par un dispositif d'entraînement longitudinal de ce fil à travers la zone d'usinage. Cette opération d'enfilage automatique du fil permet de supprimer l'opération manuelle la plus délicate à effectuer avant de commencer la phase de découpage de la pièce à usi- ner. Etant donné le faible diamètre du fil et les contrain- tes thermiques et mécaniques exercées sur ce fil pendant l'- opération de découpage, il peut se produire une rupture de ce fil à un endroit particulier de la trajectoire de décou- pe. Cependant, la fente d'usinage est trop étroite pour per- mettre le réenfilage automatique à cet endroit au moyen du dispositif utilisé pour effectuer cette opération dans l'a- vant-trou, et l'opérateur doit intervenir pour effectuer ma- nuellement cette opération. Dans ces conditions, une surveil- lance permanente de la machine est nécessaire. L'invention a pour but de supprimer totalement cette surveillance humaine et permet d'effectuer l'opération d'en- filage automatiquement après une rupture du fil au cours de l'usinage. La machine faisant l'objet de l'invention est ca- ractérisée en ce qu'elle comporte une mémoire pour enregis- trer la position relative du fil et de la pièce, d'une part lors de l'opération d'enfilage dans l'avant-trou et, d'autre part, lors de la détection d'une rupture du fil au cours de l'usinage, et un circuit de programmation pour revenir à la position mémorisée de l'avant-trou après cette détection en suivant une trajectoire prédéterminée et commander l'opéra- tion d'enfilage du fil dans cet avant-trou, ainsi que pour effectuer, en l'absence d'étincelage, le déplacement relatif du fil et de la pièce selon la trajectoire de découpe depuis cet avant-trou jusqu'à la reprise de l'usinage. -2- Ainsi, il est possible d'augmenter la rentabilité d'u- ne machine en la faisant fonctionner sans aucune surveillan- ce, par exemple pendant la nuit. La figure unique du dessin annexé montre, à titre d'- exemple, une forme d'exécution d'une machine à usiner objet de l'invention. Cette machine comporte une électrode-fil 1 et une élec- trode-pièce 2 entre lesquelles on applique des impulsions de tension destinées à amorcer des décharges érosives. Ces im- pulsions sont produites par un générateur d'impulsions 3 dont l'une des bornes est connectée à la pièce 2 et dont l'autre borne est reliée au fil 1 par l'intermédiaire de doigts de contact rétractables 4 et 5 situés de chaque côté de la piè- ce à usiner 2. Le fil 1 est maintenu dans une position déterminée au moyen d'un dispositif de guidage supérieur 6 et d'un disposi- tif de guidage inférieur 7 entre lesquels le fil glisse axia- lement sur les surfaces 60 et 70 en étant entraîné entre deux tapis 8 et 9 supportés par des poulies 10, 11, 12 et 13 et accouplées à un moteur 14. Le fil 1 est maintenu sous traction au moyen d'un frein mécanique comportant une surfa- ce d'appui 15 et un poussoir 16 entre lesquels le fil est serré sous l'action d'un ressort 17. La pièce 2 est fixée sur un plateau 18 déplacé selon l'un des axes de coordonnées par rapport à un plateau fixe 19 au moyen d'un moteur Mx. Les dispositifs de guidage 6 et 7, qui sont solidaires l'un de l'autre, sont déplacés selon l'autre axe de coordonnées au moyen d'un moteur My. Ces mo- teurs sont placés sous la dépendance d'une commande numéri- que conventionnelle comportant un circuit d'interpolation 20 qui reçoit des informations programmées d'un circuit de cal- cul 21, de manière à réaliser une trajectoire de découpe 22 à partir d'un avant-trou 23 percé préalablement dans la pièce 2. La vitesse de calcul du circuit d'interpolation 20 est contrôlée par la tension d'usinage prise sur l'une des bornes du générateur 3, de manière à maintenir une distance d'étin- -3- celage déterminée entre le fil 1 et la pièce 2 au cours de l'usinage. L'opération d'enfilage du fil 1 dans l'avant-trou 23 est effectuée avant de commencer l'usinage au moyen d'un chariot mobile 24 déplacé parallèlement au fil 1 au moyen d'une pife filetée 25 entraînée par un moteur 26. Ce chariot mobile 24 comporte un levier 27 maintenu en contact avec le fil par un ressort 28 et disposé de manière à pincer le fil entre son extrémité et une pièce d'appui 29 lorsque la vitesse du cha- riot 24 est supérieure à celle du fil et de manière à lais- ser passer le fil entre ces deux pièces dans le cas contrai- re. La course du chariot 24 est limitée par des interrup- teurs fin de course 30 et 31. L'équipement d'enfilage automatique comprend des servo- moteurs 32 et 33 destinés à éloigner du fil respectivement les doigts de contact 4 et 5 avant le passage du fil dans l'avant-trou. Cet équipement comporte en plus une tronçonneu- se automatique composée d'un couteau fixe 34 et d'un couteau mobile 35 déplacé par un servo-moteur 36. L'installation de commande du réenfilage du fil 1 en cas de rupture de ce dernier comprend un circuit à mémoires 37 coopérant avec le circuit de calcul 21 de manière à mémori- ser la position relative du fil 1 et de la pièce 2 lors de la première opération d'enfilage dans l'avant-trou 23 et en- suite pour mémoriser la position relative lors de la rupture du fil au cours de l'usinage. Ce circuit à mémoires 37 est commandé par un circuit de détection 38 relié au moteur 14 de manière à mesurer une diminution du couple de ce moteur 14 et à mettre en mémoire la position relative du fil et de la pièce lors de cette détection. L'information numérique mémorisée dans le circuit 37 est transmise à un circuit de calcul 39 qui détermine la trajec- toire de retour du déplacement relatif du fil 1 et de la pièce 2 depuis une position 40 o s'est produite la rupture du fil jusqu'à la position 23 de l'avant-trou. Cette trajec- toire est calculée par le circuit 39, de manière à passer -4- par une position relative particulière 41 o la partie supé- rieure du fil sera tronçonnée et récupérée dans un récipient 42. Le circuit de calcul 39 transmet des informations aux circuits 20 et 21 et des signaux aux servo-moteurs 26, 32, 33 et 36 respectivement par des lignes 43, 44, 45, 46 et 47. L'installation représentée au dessin fonctionne de la ma- nière suivante: La rupture du fil au cours de l'usinage est détectée par le circuit 38 qui donne l'ordre au circuit 37 de mémoriser la position relative du fil 1 et de la pièce 2 à l'instant de cette détection. Le programme de découpe est alors arrêté et la position mémorisée dans le circuit 37 est transmise au circuit de calcul 39 qui tient compte de cette information pour calculer la trajectoire de retour a, b à la position 23 de l'avant-trou en passant par la position particulière 41. Ces données sont transmises au circuit d'interpolation 20. Lorsque la position particulière 41 est atteinte, le circuit de calcul 39 émet un premier signal sur la ligne 46 pour ef- fectuer la rétraction des doigts de contact 4 et 5 au moyen des servomoteurs 32 et 33, ainsi qu'un second signal sur la ligne 47 pour tronçonner le fil au moyen du servo-moteur 36 et du couteau mobile 35. - Ensuite, le mouvement relatif du fil et de la pièce se poursuit depuis la position relative 41 jusqu'à la position relative de l'avant-trou 23. Lorsque cette dernière position est atteinte, le circuit 39 émet un troisième signal sur la ligne 45 pour commander le moteur 26 de manière à faire des- cendre le chariot 24 et faire passer le fil à travers l'a- vant-trou 23 jusqu'à ce qu'il soit pris en charge par le dis- positif d'entraînement à poulies 8 à 14. A cet instant, le circuit 38 donne l'ordre au circuit 21 de reprendre la tra- jectoire de découpe jusqu'au point de rupture 40, puis d'ef- facer la position de rupture du fil dans le circuit 37, ain- si que la partie a du programme de retour jusqu'à la posi- tion 41, la seconde partie b de ce programme pouvant être utilisée lors d'une nouvelle rupture du fil. Au même instant, -5- le circuit 59 donne l'ordre par la ligne 46 de ramener les doigts de contact 4 et 5 dans leurs positions initiales, de manière à permettre l'amenée de courant sur le fil et la poursuite de l'usinage. Dès que le fil est pris en charge par le moteur 14, le chariot 24 remonte sous l'effet du si- gnal de l'interrupteur fin de course 31 jusqu'à la position supérieure fixée par la position de l'interrupteur fin de course 30. Il y a lieu de noter que la position particulière peut être toute position relative entre les dispositifs de guida- ge du fil et la pièce 2, position dans laquelle l'axe du fil est en dehors de la pièce. Cette position peut être obtenue soit par déplacement des dispositifs de guidage, soit par déplacement de la pièce 2, soit encore les deux à la fois. L'invention peut être utilisée avec d'autres dispositifs d'enfilage automatique du fil et n'est pas limitée à l'allu- re de la trajectoire de retour représentée au dessin. On pourrait, par exemple, modifier la séquence des opé- rations lorsque le fil et la pièce ont atteint la position relative particulière 41 o le fil est tronçonné. A cet ins- tant, le circuit 39 pourrait commander la descente du cha- riot 24 et entraîner le fil Jusqu'à ce qu'il soit pris en charge par le dispositif d'entraînement 8 à 14 et ensuite enclencher la commande du tronçonnage du fil. Cette séquence d'opération aurait l'avantage d'éviter la formation d'une chute du fil et sa récupération après le tronçonnage. Dans ce cas, il serait utile de remplacer le récipient 42 par un entonnoir, de manière à faciliter la prise en charge du fil par son dispositif d'entraînement. PL. UNIQUE 2459108