Brevet FR2477341A1 — publié le 19810904

L'invention concerne un générateur d'impulsions et elle fournit plus particulièrement un générateur d'impulsions propre au réglage du temps actif, du temps de coupure et de la fréquence d'impulsions de sortie sur une plage extrê- mement large et de manière fiable. Le générateur d'impulsions selon l'invention est tout particulièrement avantageux pour fournir un train d'impulsions rectangulaires d'onde haute fréquence. Comme requis pour l'usinage par décharges élec- triques. Dans l'industrie, il est devenu de plus en plus important de disposer d'un générateur d'impulsions capable dei!fournir des impulsions à forme d'onde rectangulaire. dont le temps actif (durée de l'impulsion), le temps de coupure (intervalle entre impulsions) et la fréquence (vitesse de répétition) permettent d'être réglés de manière variable.Des cas typiques peuvent être trouvés dans la technique de l'usinage électrique. Ainsi, pour l'usinage par décharges électriques, on requiert des impulsions haute fréquence d'usinage par électro-érosion pré- sentant des temps actifs et de coupure d'impulsion. réglées avec précision, et l'on souhaite faire varier ces paramètres des impulsions sur une large plage de réglage. On a aussi reconnu qu'il existait un besoin de disposer d'impulsions électriques à Ééglages de cadence ajustables, pour l'usinage électrochimique, l'usinage électrochimique à décharges, le frittage.électrique, l'électro-plaquage, la soudure à arc, etc. Les générateurs d'impulsions qui ont été proposés et utilisés jusqu'à maintenant comprennent des configurations de circuits extrêmement complexes ou imposent de sévères limites en- ce qui concerne la largeur et le nombre possible des ré- glages. Ainsi, dans des dispositions de circuits courantes d'un'niveau relativement élevé,conçues pour présenter une large plage-de réglage et un fin pas de réglage, on em- ploie une mémoire à grande capacité pour assurer la facilité des réglages. Des données pour tous les temps actifs et de coupure sélectionnables sont enregistrées dans la mémoire et, parmi elles,des temps actifs et de coupure désirés sont lus sélectivement et recherchés au moyen d'un éircuit de sélection d'adresse. Chaque impulsion de sortie est maintenue active-ou coupée jusqu'à ce'que des impulsions d'horloge se produidant se- lon une fréquence prédéterminée atteignent une valeur réglée 2 24773414 correspondant au temps actif ou de coupure recherché. Le circuit de-. sélection d'adresse agit alors pour -commander la durée du temps actif ou de coupure des impulsions de sortie. Le dispositif est donc extrêmement compliqué et inévitablement onéreux. Etant donné que la capacité de la mémoire est accrue, le temps d'accès ne peut pas être négligé et ceci impose une limitation sévère de la largeur de la plage des réglages sé- lectionnables pour les temps actifs et de coupure, le nombre de niveaux de réglage utilisables et la fréquence opératoire maximale. Un but important de l'invention est en conséquence de fournir un générateur d'impulsions amélioré conçu de façon à présenter, sans mémoire à grande capacité, une plage plus large de réglage, et un pas de réglage plus fin, en étant fiable en utilisation, sur une plage de fréquence accrue. D'autres buts de l'invention apparaîtront à la lecture de la description qui suit. L'invention fournit un générateur d'impulsions qui comprend des moyens de réglage du temps actif pour régler sélec- tivement des temps actifs; un premier codeur pour coder un réglage de temps actif dans les moyens de réglage du temps actif; - - un premier registre intermédiaire pour enregistrer la sortie codée du premier codeur; des moyens de réglage du temps de coupure pour régler sélectivement des temps de coupure; un second codeur pour coder un réglage de temps de cou- pure dans les moyens de réglage du temps de coupure; un second registre intermédiaire pour enregistrer la sortie codée du second codeur; une horloge à impulsions pour fournir des impulsions d'horloge; un compteur préréglé pour compter les impulsions d'hor- loge; et des moyens de circuits pour établir, dans le compteur pré- réglé, un premier et un second niveaux de charge correspondant aux sorties enregistrées respectivement dans les premier et second registres intermédiaires, et étant opératoires, lorsque le compte du compteur préréglé atteint,dans un premier mode, le premier niveau de charge, pour commuter ce dernier sur le second niveau de charge et, lorsque le compte du comp- teur préréglé atteint dans un second mode le second niveau de charge, pour commuter ce dernier sur le premier niveau de charge, les moyens de circuits étant adaptés pour fournir en sortie un signal "d'activation" quand le compteur est dans le premier mode, et un signal de coupure quand le compteur est dans le second mode. Les moyens de réglage du temps actif et les moyens de réglage du temps de coupure peuvent être chacun un commutateur à sélection. Le premier et le second codeurs peuvent être une matrice de diodes. L'horloge à impulsions peut comprendre une multiplicité de canaux pour fournir des impulsions d'horloge à périodes différentes. Des formes de réalisations de l'invention seront mainte- nant décrites à titre d'exemple,en liaison avec le dessin annexé, dans lequel: - la figure 1 est un schéma de circuit d'un générateur d'impulsions selon l'invention; et - la figure 2 est un schéma de circuit d'une autre forme de réalisation d'un'générateur d'impulsions selon l'in- vention. Les générateurs d'impulsions selon l'invention seront décrits dans ce qui suit en se référant particulièrement à une source de courant! d'usinage par décharges électriques repré- sentée aux figures 1 et 2, pour la fourniture d'une succession d'impulsions d'électro-érosion à travers un intervalle d'usinage formé entre une pièce 1 et une électrode-outil 2 et baigné par un liquide d'usinage. La source de'base de cou- rant'd'usinage par décharges électriques comprend une sour- ce de courant continu 3 et un commutateur de courant 4, par exemple un banc de transistors de puissance, dont les électro- des principales-sont connectées à la source 3 de courant con- tinu, à l'électrode-outil 2 et à la pièce 1 en série avec une résistance 5. Le commutateur de courant 4 comprend des électrodes de commande excitées, au moyen d'une borne 4a, par les impulsions de sortie d'un générateur d'impulsions décrit ci-après,, pour connecter et déconnecter alternativement la source 3 de courant continu à l'électrode-outil 2 et la pièce 1, fournissant ainsi des impulsions de tension successi- 4 2477341 ves et espacées dans le temps à l'intervalle d'usinage. Cha- que impulsion de tension peut provoquer une décharge électri- que ayant une densité de courant extrêmement élevée pour en- lever par électro-érosion de la matière de la pièce 1, et une succession de telles décharges électriques discrètes es- pacées dans le temps assure un enlèvement cumulatif de matière de la pièce 1. Un étage d'amplification est couramment employé pour la connexion intermédiaire entre la borne 4a et le commu- tateur de courant 4, mais il n'est pas représenté pour plus de simplicité. On se réfère à la figure 1. Le générateur d'impulsions comprend une unité 6 de réglage du temps actif et une unité 7 de réglage du temps de coupure, dont chacun peut être un commutateur à sélection de conception courante, actionné ma- nuellement ou automatiquement, par exemple au moyen d'un dis- positif de relais commandé par un signal électrique d'entrée. Les unités 6 et 7 sont utilisées pour régler le temps actif ou durée d'impulsion Ton et le temps de coupure ou inter- valle entre impulsions T off, respectivement, des impulsions de signal en succession fournies à la borne 4a, et donc des impulsions de tension successives appliquées à travers l'intervalle d'usinage entre l'électrode-outil 2 et la pièce 1. Il est souhaité que l'unité 6 de réglage du temps actif com- prenne de 30 à 50 prises de sélection et que l'unité 7 de ré- glage du temps de coupure comprenne de 10 à 30 prises de sé- lection, bien qu'elles soient représentées en moins grand nombre pour chaque unité, afin de simplifier la représentation, à partir de, par exemplei une microseconde, jusqu'à, par exem- ple, 256 microsecondes, pour couvrir une-plage étendue et four- nir un fin pas de sélection. L'unité 6 de réglage du temps actif est connectée à un premier codeur 8 alors que l'unité 7 de réglage du temps de - coupure est connectée à un second codeur 9, chacun des codeurs 8 et 9 étant constitué sous la forme d'une matrice de diodes. Les fonctions des codeurs 8 et 9 sont de coder chaque réglage de temps actif Ton pour la sélection dans l'unité 6 de réglage du temps actif, et chaque réglage du temps de coupure Toff, pour la sélection dans l'unité 7 de réglage du temps de coupure. Ainsi, chaque réglage du temps actif Ton et chaque réglage du temps de coupure Toff est converti par les codeurs 8 et 9, respectivement, en nombres binaires qui sont à leur tour stockés dans un premier. registre. intermé- diaire cu tampon 10 et un second registre intermédiaire ou, tampon 11., respectivement. Les signaux codés ou binaires provenant des registres intermédiaires 10 et 11 sont fournis au compteur préréglé 12. Une horloge à impulsions 13 comprend un oscillateur 14, des circuits ET 15 et 16, un commutateur 17 de sélection d'am- plifidation, un diviseur de fréquence 18 et une porte OU 19. Le compteur préréglé 12 présente une borne de sortie 12a connectée en retour à son étage de réglage de charge 12b au moyen d'un multi-vibrateur 20 monostable, et il est aussi connecté à un élément ou bascule 21 bistable de type T présen- tant une borne Q menant à la borne de sortie 4a du circuit et aussi connecté en retour au premier registre intermédiaire 10, ainsi qu'une borne Q connectée en retour au second registre in- termédiaire 11. La porte ET 15 est sensible aux signaux d'hor- loge de l'oscillateur 14 et à la sortie de la borne Q dé l'élé- ment bistable 21, alors que la porte ET 16 est sensible aux signaux d'horloge de l'oscillateur 14 et à la sortie de la borne Q de l'élément bistable 21. Ainsi, le compteur préréglé 12 a un premier niveau de charge correspondant à la valeur codée qui est stockée dans le premier registre intermédiaire 10 quand l'élément bi- stable T 21 fournit une sortie"l"à sa borne Q. et un second niveau de charge correspondant à la valeur codée qui est stockée dans le second registre intermédiaire 11 quand l'élément 21 présente une sortie"0"à sa borne Q ou une sortie à sa borne Q. Dans l'horloge à impulsions 13, il est permis aux impul- sions de l'oscillateur 14, quand la borne Q de l'élément bi- stable 21 présente la sortie "1",de passer par la porte ET 15, puis d'atteindre la porte OU 19 directement ou en passant par le diviseur de fréquence 18, en fonction de la position du commutateur 17 de sélection. Quand la borne Q présente la sortie "0",ou quand la borne Q présente la sortie"l",il est permis aux impulsions de l'oscillateur 14 de passer par la porte ET 16 pour atteindre la porte OU 19. Le commutateur 17 à sélection et le diviseur de fréquence 18 sont prévus pour étendre le temps actif Ton réglé à l'unité 6, en le multi- 6 2477341 pliant N fois, par exemple 10 fois. Le commutateur 17 étant maintenu dans la position indiquée par xlO, la période de l'impulsion de sortie devant 6tre fournie à partir de l'hor- loge à impulsions 13 est étendue à la période de l'impulsion de sortie provenant de l'oscillateur 14 multipliée par 10, quand la borne Q fournit la sortie"l"et le compteur préréglé 12 est chargé de la valeur enregistrée du premier compteur 10. Le compteur préréglé 12 est conçu pour compter les impulsions de sortie de l'horloge à impulsions 13. Quand les comptes atteignent une valeur préréglée au niveau de charge, le compteur 12 fournit un signal de sortie qui est appliqué à l'élément bistable 21 pour inverser ses états, alternant ainsi ou commutant la valeur préréglée ou niveau de charge du compteur 12 comme décrit précédemment. De cette manière, des impulsions de signal en succession sont fournies à la borne de sortie 4a du générateur d'impulsions, pour fournir une succession d'impulsions de tension d'usinage, présentant le temps actif Ton,le temps de coupure T off, et la fréquence f précisément réglés, entre l'électrode-outil 2 et la pièce 1. En option, une autre porte ET 22 et un circuit détecteur 23 peuvent être prévus. Le circuit détecteur 23 est utilisé pour être sensible au développement d'une décharge électrique résultant de l'application d'une impulsion de tension dans l'intervalle d'usinage. La porte ET 22,connectée entre la por- te OU 19 et le compteur préréglé 12, est sensible au signal de détection du circuit détecteur 23, pour permettre au compteur 12 de commencer le comptage des impulsions d'horloge provenant de la porte OU 19, seulement après le développement d'une dé- charge électrique, de sorte que la décharge électrique se poursuit pendant le temps actif Ton établi par l'unité de réglage 6. Une borne 24 peut aussi être utilisée en option pour être sensible aux conditions d'usinage à l'intervalle de charge ou d'usinage par décharges électriques, tel qu'assuré par toute disposition de circuit connue (non représentée), et pour alimenter la première borne d'entrée d'une porte ET 25 dont la seconde borne d'entrée est sensible à la sortie du multi-vibrateur monostable 20 appliquée par un conducteur 25a. Quand une entrée apparaît à la borne 24, la porte ET 25 est déclenchée pour agir sur le commutateur de sélection 17 de manière à connecter la porte ET 15 au diviseur de fréquence 18, permettant ainsi à la durée d'une décharge électrique d'intervalle d'être plus longue ou plus courte que le temps actif Ton établi par l'unité de réglage 6 en accord avec une condition d'intervalle particulière détectée. En outre ou en alternative, une option de commande similaire peut être prévue pour le réglage du temps de coupure. Bien qu'il ne soit pas représenté, un commutateur"sans 1o usure", par exemple un commutateur à bouton-poussoir, peut aussi être prévu dans l'unité 6 de réglage du temps actif; quand il est poussé ou rendu actif, il établit un nouveau temps actif qui résulte d'une multiplication du temps actif enregistré,par exemple par dix (xlO) et il agit sur le commutateur à sélection 17 pour établir une multiplication par le canal Éix dans le diviseur de fréquence 18.En variante, un commutateur rotatif présentant dix fiches de sélection et permettant des réglages de temps actif plus longs, jusqu'à par exemple 2560 microsecondes, peut être ajouté dans l'unité 6 de sorte que quand un temps actif Ton plus long que 256 microsecondes est choisi, le canal correspondant du diviseur de fréquence peut devenir efficace pour permettre l'établisse- ment d'un mode "sans usure" dans la source de courant. La sortie du multi-vibrateur monostable 20 peut aussi- etre appliquée au moyen d'un conducteur 26 pour déconnecter ou réenclencher le diviseur de fréquence 18 quand il est dans un état actifde sorte qu'il n'y ait pas d'erreur de signal provenant d'un quelconque signal incomplet qui pourrait précéder, pour le stockage dans les enregistreurs 10 ou 11. On se réfère maintenant à la figure 2,dans laquelle les mêmes chiffres de référence (1 à 5, 10 à 13, 20 et 21) sont utilisés pour désigner les mêmes élémE.nts fonctionnels que dans la figure 1, et qui représente un générateur d'impulsions modifié selon l'invention. Dans cette forme de réalisation, l'unité de réglage du temps actif et l'unité de réglage du temps de coupure sont asservies à une unité 27 monobloc de réglage des temps qui présente dix touches de réglage, et elles sontassociées à un affichage 28 du temps actif et à un affichage 29 du temps de coupure. Chaque temps actif T on et chaque temps de coupure T off sont réglés au moyen de l'unité 3 * 2477341 27, indiqués par les affichages 28 et 29 et convertis en nombres binaires qui sont alors enregistrés respectivement dans le premier et le second registres intermédiaires et 11. Les registres intermédiaires 10 et 11 alimentent une unité 36 de traitement connectée au compteur préréglé 12 et équipée d'un troisième et d'un quatrième registres in- termédiaires 35 et 36 dans lesquels sont réglés respectivement des multiplicateurs pour la correction du temps actif T on et du temps de coupure T off, en réponse à la sortie de commande d'un circuit 30 de pilotage de décharges d'intervalle, qui est connecté à l'électrode-outil 2 et à la pièce 1. Un circuit 31 de déclenchement de Schmitt est aussi connecté à l'inter- valle d'usinage et il alimente une borne d'entrée d'une porte ET 32 qui présente une autre borne d'entrée provenant de la borne Q de l'élément 21 bistable T. La porte ET 32 a sa sortie connectée à une borne d'entrée d'une porte OU 34 dont une au- tre entrée provient de la -borne Q de l'élément 21 bistable T. La porte OU 34 a sa sortie connectée à une entrée d'une autre porte ET 33 qui présente une autre entrée provenant de l'hor- loge à impulsions 13 déjà décrite. Ces éléments sont prévus pour empocher les impulsions d'horloge de l'horloge à impul- siors 13 de parvenir au compteur. préréglé 12 aussi longtemps qu'aucune décharge électrique ne se développe à travers l'intervalle d'usinage après l'instant auquel le commutateur de puissance 4 est fermé. Dans cette forme de réalisation, il s'ensuit donc que la durée de chaque impulsion de décharge est réglée en tant que temps actif T on. Le temps de coupure T off est ici l'intervalle de temps compris entre des impulsions de tension successives ou la durée pendant laquelle le commuta- teur de puissance est ouvert. Dans cette forme de réalisation, on appréciera que ni le temps actif T on, ni le temps de coupure T off ne sont dé- terminés directement par le nombre stocké dans les registres 10 et 11. Le temps actif Ton est déterminé par le nombre stocké dans le registre 10 et le multiplicateur stocké dans le registre 35, et le temps de coupure T off est déterminé par le nombre stocké dans le registre 11 et le multipli- cateur stocké dans le registre 36. Les nombres stockés dans les registres 35 et 36 sont réglés automatiquement par l'unité 30 de pilotage, de manière à maintenir une condi- tion de décharge optimale dans l'intervalle d'usinage. En conséquence, chacun des temps actifs Ton et de coupure Toff des impulsions de décharge est un temps déterminé par un ré- glage de référence multiplié par un facteur de correction dérivé de l'intervalle d'usinage pour maintenir une condition de décharge optimale. L'invention fournit ainsi un générateur d'impulsions nouveau et utile qui, sans nécessiter de mémoire à grande capacité, permet des réglages sur une plage accrue et avec un pas plus fin, qui est propre à fournir des impulsions rec- tangulaires haute fréquence, et qui peut avantageusement 9tre combiné à une source de puissance pour l'usinage électrique. - 24-7734 ' REVINDICATIONS 1. Générateur d'impulsions, caractérisé en ce qu'il. comprend s des moyens de réglage du temps actif (6) pour régler sélectivement des temps actifs; un premier codeur (8> pour coder un réglage de temps actif dans lesdits moyens de réglage du temps actif; un premier registre intermédiaire (10) pour enregistrer la sortie codée dudit premier codeur; des moyens de réglage du temps de coupure (7) pour régler sélectivement des temps de coupure; un second codeur (9) pour coder un réglage de temps de coupure dans les moyens de réglage du temps de coupure; un second registre intermédiaire (11) pour enregistrer la sortie codée dudit second codeur; une horloge à impulsions (13) pour fournir des impulsions d'horloge; un compteur préréglé (12) pour compter lesdites impul- sions d'horloge; des moyens de circuits pour établir, dans ledit compteur préréglé (12), un premier et un second niveaux de charge à atteindre par le compte dtimpulsions d'horloge en fonction des temps actifs et de coupure enregistrés codés respectivement dans lesdits premier et second registres intermédiaires (10,11), lesdits moyens de circuits étant opératoires lorsque le compte dudit compteur (12), dans un premier mode, atteint le premier niveau de charge, pour commuter ce dernier sur le second niveau de charge, et lorsque le compte dudit compteur, dans un second mode, atteint le second niveau de charge, pour commuter ce dernier sur le premier niveau de charge, les moyens de circuits fournissant en sortie un signal "d'activation" quand le compteur préréglé (12) est dans un premier mode, et un signal de coupure quand le compteur préréglé (12) est dans le second mode. 2. Générateur d'impulsions selon la revendication 1, caractérisé en ce que chacun des moyens de réglage du temps actif (6) et du temps de coupure (7) comprend un commutateur à sélection. -2477341 3. Générateur d'impulsions selon la revendication 1 ou la revendication 2, caractérisé en ce que chacun des premier et second codeurs (8, 9) comprend une matrice de diodes. 4. Générateur d'impulsions selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'horloge à impulsions (13) comprend une multiplicité de canaux pour fournir des impulsions d'horloge de périodes différentes.