Brevet FR2511911A1 — publié le 19830304

Dispositif d'usinage électrique. Le domaine concerné par la présente invention est l'usinage électrique, par exemple l'usinage par décharges électriques, l'usinage électrochimique ou la rectification électrochimique. L'invention vise particulièrement à résoudre certains problè- mes associés à une panne ou une coupure de courant pouvant survenir dans une source de courant alimentant un dispositif d'usinage électrique. Un dispositif d'usinage électrique est habituellement conçu pour former par électro-érosion une pièce conductrice de l'électricité avec une électrode-outil en présence d'un fluide d'usinage; il comporte une multiplicité de moyens consomma- teurs d'électricité, tels qu'une unité d'alimentation en flui- de pour refouler le fluide d'usinage dans un intervalle for- mé entre l'électrode-outil et la pièce à usiner, une alimen- tation en courant pour faire passer un courant d'usinage électrique entre l'électrode-outil et la pièce au travers de l'intervalle d'usinage rempli de fluide pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce, et une unité d'entraînement pour déplacer l'une par rapport à l'autre l'électrode-outil et la pièce de façon à faire progresser l'enlèvement de matière dans la pièce Tooe ces moyens con- sommateurs d'électricité sont conçus pour être alimentés par une seule source de courant électrique pour l'accomplisse- ment de leurs fonctions respectives Aussi, lorsqu'il survient une panne de courant ou lorsqu'on doit couper ce dernier, ces divers moyens électriques cessent d'être alimentés simul- tanément Lors du retour du courant électrique après la panne ou la coupure de la source d'alimentation, il est classique que ces divers moyens consommateurs soient simplement dispo- sés pour suivre le retour du courant. On a maintenant constaté que cette disposition classique était une source de difficultés empêchant le dispositif d'usi- nage d'effectuer une opération d'usinage donnée, avec un bon rendement et de façon complètement automatique Lorsque tous ces moyens électriques démarrent en même temps, l'alimenta- tion en courant peut être insuffisante pour permettre à cha- que moyen individuel de commencer à fonctionner normalement ou sans retard dans la reprise du mode de fonctionnement nor- mal. La présente invention vise à procurer un nouveau dispositif d'usinage électrique qui, lors du retour du courant après une panne ou une coupure dans la source d'alimentation, peut re- prendre ses diverses fonctions rapidement et sans incidents. La présente invention propose donc un dispositif d'usinage pour façonner une pièce conductrice de l'électricité avec une électrode-outil en présence d'un fluide d'usinage, ce dispo- sitif comprenant une multiplicité de moyens consommateurs d'électricité pouvant être alimentés par une seule source de courant électrique pour accomplir leurs fonctions respec- tives, ces moyens comportant une unité pour refouler le fluide d'usinage dans un intervalle formé entre l'électrode- outil et la pièce à usiner, une unité pour faire passer un courant d'usinage électrique entre l'électrode-outil et la pièce au travers de l'intervalle rempli de fluide pour enle- ver par électro-érosion de la matière sur la pièce, et une unité pour déplacer l'une par rapport à l'autre l'électrode- outil et la pièce pour faire progresser l'enlèvement de ma- tière dans la pièce, des circuits de portes montés entre la source d'alimentation unique et chacun de la multiplicité des moyens consommateurs électriques, les divers circuits de portes étant adaptés pour être inhibés en réponse a une panne ou une coupure du courant de la source afin de maintenir conjointement non alimentés les divers moyens con- sommateurs d'électricité, et un circuit de déclenchement sé- quentiel fonctionnant en réponse au retour du courant élec- trique dans la source pour produire en séquence une multipli- cité de signaux et revalider les divers circuits de portes, de façon à réalimenter les moyens consommateurs respectifs selon une séquence prédéterminée. L'invention sera mieux comprise à la lecture de la description détaillée, donnée ci-après à titre d'exemple seulement, d'une réalisation préférée, en liaison avec le dessin joint, sur lequel: la figure 1 est une vue schématique d'un dispositif d'usinage électrique classique dans lequel est incorporé le principe de la présente invention; et la figure 2 est un schéma d'une portion du circuit représenté sur la figure 1. Sur le dessin, la figure 1 montre un dispositif d'usinage électrique à fil mobile dans lequel sont incorporés les prin- cipes de la présente invention Dans le dispositif, un fil- électrode 1 est amené d'une bobine d'alimentation 2 et est repris sur une bobine de reprise 3 Tel qu'il est utilisé ici, le terme "fil-électrode" désigne un fil ou une mince électrode allongée continue qui a habituellement une épaisseur ou un diamètre compris entre 0,05 et 0,5 mm et peut être en cuivre ou en laiton Le fil-électrode 1 est supporté entre deux élé- ments de guidage 4 et 5 destinés à définir un trajet recti- ligne pour le fil-électrode 1 Ce fil-électrode 1 est axiale- ment entraîné par une unité d'entraînement 6 dans le sens de la flèche indiquée et est soumis à une tension provoquéepar une unité de freinage 7 dans un dispositif de réalisation classique. Une pièce conductrice de l'électricité 8 est disposée entre les éléments de guidage 4 et 5 de façon à être traversée par le brin mobile rectiligne du fil-électrode 1- situé entre ces éléments de guidage La pièce 8 est fixée sur une table de travail 9 Une source de courant-électrique d'usinage l Oest raccordée électriquement au fil-électrode mobile 1 et à la pièce 8 pour faire passer entre eux un courant d'usinage électrique au travers d'un intervalle G balayé par un fluide d'usinage pour enlever par électro-érosion de la matière sur - la pièce 8 contre le fil-électrode mobile 1 Le courant d'usinage électrique se présente habituellement sous la forme d'une succession d'impulsions électriques Le fluide d'usinage, qui est ici de façon caractéristique de l'eau distillée li- quide, est amené sous pression dans l'intervalle G par deux buses lla et llb en étant refoulé par une pompe 12 en prove- nance d'un réservoir 13. La table de travail 9 est entraînée par deux moteurs 14 et 15 pour déplacer la pièce 8 dans un plan horizontal transversal, et de façon générale orthogonal, à l'axe du fil-électrode 1 se déplaçant entre les éléments de guidage 4 et 5 Les mo- teurs 14 et 15 sont commandés par des signaux de commande fournis par une unité de commande numérique 16 dans laquelle sont programmées au préalable des données pour déplacer la pièce 8 par rapport au fil-électrode 1 selon un trajet pres- crit correspondant au contour à former dans la pièce 8. Dans la disposition représentée, l'élément de guidage supé- rieur 5 est supporté par un bras 17 qui est entratné par deux autres moteurs 18 et 19, eux-mêmes commandés par l'unité de commande numérique 16 par l'intermédiaire d'un circuit de commande 20 L'ensemble de commande 18, 19, 20 peut être utilisé lorsqu'on souhaite donner une forme conique au con- tour à usiner dans la pièce 8 - La bobine de reprise du fil 3 est entraînée par un moteur 21 L'unité de traction 6 comporte un ensemble cabestan-galet pinceur entraîné par un moteur 22 L'unité de freinage 7 com- prend de même une unité de cabestan et de galet pinceur en- traîné par un moteur 23 La pompe est entraînée par un moteur 24. Dans le dispositif représenté, les moteurs 21, 22, 23, 24, l'alimentation en courant 10, l'unité de commande numérique 16 et d'autres dispositifs consommateurs sont alimentés par une seule source de courant électrique, qui est couramment un courant alternatif triphasé du réseau 25, par l'intermé- diaire d'un transformateur 26 Selon la présente invention, il est prévu des moyens de circuits de portes 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33,, montés entre le transformateur 26 et chacun des dispositifs consomno teurs 21, 22, 23, 24, 10, 16, Ces circuits de portes 27 à 33 sont conçus pour stre inhibés en réponse à une panne ou une coupure de courant élec- trique da ns la source 25 Ainsi, dès qu'apparaît une panne ou une coupure de courant dans la source 25, les circuits de portes 27 à 33 sont simultanément inhibés afin de couper la communication entre la source d'alimentation 25 ou la sortie du transformateur 26 avec chacun des dispositifs 21 à 24, 10, 16, etc Chacun des circuits de portes reste ainsi inhibé même si le courant revient dans la source 26, jusqu'à ce qu'un signal de déclenchement de validation se développe à sa borne d'entrée inhibition/validation 27 b,28 b, 29 b, 30 b, 31 b, 32 b, 33 b, etc Les bornes 27 b à 33 b, etc. sont raccordées respectivement aux bornes de sortie parallè- les 37 à 43, etc d'un circuit de déclenchement séquentiel 34, qui peut être un compteur séquentiel, par exemple un compteur annulaire, alimenté par des impulsions d'horloge provenant d'une base de temps ou d'une horloge 35 Le comp- teur séquentiel 34 fonctionne en réponse à une sortie d'un circuit de détection 36 fonctionnellement couplé au transfor- mateur 26 pour détecter le retour du courant électrique dans la source d'alimentation 25. Le compteur séquentiel 34 peut fonctionner en réponse à un retour du courant électrique dans la source d'alimentation pour déclencher un comptage des impulsions d'horloge en provenance de la base de temps 35 Chaque fois qu'un nombre présélectionné est atteint, un signal de déclenchement se développe aux sorties 37, 38, 39, 40, 41, 42, 43, etc, en séquence Les signaux de déclenchement séquentiels à ces bor- nes de sortie sont amenés respectivement aux circuits de por- tes 27, 28, 29, 30, 31, 32, 33, etc, par l'intermédiaire de O 10 leurs bornes d'entrée 27 b, 28 b, 29 b, 30 b, 31 b, 32 b, 33 b, etc, pour valider en séquence les circuits de portes, et commencer ainsi à alimenter les dispositifs consommateurs 21, 22, 23, 24, 10, 16, selon une séquence prédéteminée déterminée par la séquence des raccordements entre les dispo- sitifs consommateurs et les bornes de sortie du compteur séquentiel 34. Chaque circuit de porte 27 à 33, etc peut être réalisé comme le montre la figure 2, qui montre trois tels circuits à savoir les circuits 30, 31 et 32 pour raccorder le trans- formateur 26 au moteur 24 de la pompe d'alimentation en fluide 12, à l'alimentation en courant d'usinage 10 et à la commande numérique 16 pour déplacer la pièce 8 par rapport à l'axe du fil-électrode 1. Sur la figure 2, chaque circuit de portesest représenté comme comportant une porte ET 44, 45, 46 et une bascule bistable 47, 48, 49 Chaque porte ET 44-46 a une première borne d'en- trée 30 a, 31 a, 32 a raccordée au transformateur 26, une deu- xième borne d'entrée 44 b, 45 b, 46 b alimentée par la sortie de la bascule 47, 48, 49 et une borne de sortie 44 c, 45 c, 46 c conduisant au dispositif consommateur 24, 10, 16 Chaque bascule 47, 48, 49 a une borne d'armement S commune à la bor- ne d'entrée 30 b, 31 b, 32 b du circuit 30, 31, 32 et une borne de réinitialisation R raccordée à la borne de sortie 44 c, c, 46 c de la porte ET 44, 45, 46, par l'intermédiaire d'un inverseur 50, 51, 52. En fonctionnement, lorsqu'une panne ou une coupure de courant a lieu dans la source d'alimentation 25, la sortie 44 c, 45 c, 46 c de la porte ET 44, 45, 46 est amenée à "O", lequel est inversé par la porte NON 50, 51, 52 pour passer à " 1 " et réi- nitialiser la bascule 47, 48, 49 Ainsi, les portes ET 44, , 46 sont inhibées toutes à la fois pour maintenir à "" la sortie du circuit de porte 30, 31, 32. Lorsque le courant revient dans la source d'alimentation 25 après la panne ou la coupure, le compteur 34 commence à comp- ter en réponse à la détection du retour de courant par le cir- cuit de détection 36 et émet en séquence des signaux de dé- clenchement à ces sorties 40, 41, et 42 Il en résulte que les bascules 47, 48 et 49 sont armées pour produire séquentiellement des sorties " 1 " et valider tour à tour et en séquence les portes ET 44, 45 et 46 Il s'ensuit donc que les dispositifs consommateurs 24, 10 et 16 commencent à être alimentés en séquence par la source d'alimentation 26 é Dans la disposition représentée sur la figure 2, d'autres portes ET 61 et 62 sont montées du côté entrée des circuits de portes respectifs 31 et 32 La porte ET 61 a une première entrée raccordée à la borne de sortie 41 du compteur séquen- tiel 34 et une deuxième entrée raccordée à la sortie 44 c de la porte ET 44 pour procurer un produit logique à la borne 31 b De même, la porte ET 62 a une première entrée raccordée à la borne de sortie 42 du compteur séquentiel 34 et une deuxième entrée raccordée à la sortie 45 c de la porte ET 45 pour procurer un produit logique à la borne 32 b Ainsi, ce n'est qu'après avoir contrôlé que le dispositif de sortie 24 est alimenté par la source de courant 25 et de ce fait commence à fonctionner que la porte ET 45 peut être validée pour alimenter le dispositif consommateur 10. De même, ce n'est qu'après avoir vérifié que le dispositif 10 est alimenté par la source 25 et de ce fait commence à fonctionner que la porte ET 46 peut être validée pour permettre au dispositif consommateur 16 d'être alimenté. Après avoir envoyé-le dernier signal de déclenchement séquen- tiel (sur sa borne de sortie 43 sur la figure), le compteur séquentiel 34 est réinitialisé pour maintenir tous les cir- cuits de portes validés et de ce fait tous les dispositifs consommateurs alimentés; il se trouve ainsi prêt à fonctionner lors du retour du courant après une panne ou-une coupure ul- térieure. Revendications. 1 Dispositif pour façonner électriquement une pièce conduc- trice de l'électricité avec une électrode-outil en présence d'un fluide d'usinage, caractérisé en ce qu'il comporte une multiplicité de moyens consommateurs d'électricité alimentés à partir d'une seule source ( 25) de courant électrique pour accomplir leurs fonctions respectives, comportant une unité ( 12) pour refouler le fluide d'usinage dans un intervalle (G) formé entre l'électrode-outil ( 1) et la pièce à usiner ( 8), une unité ( 10) pour faire passer un courant d'usinage élec- trique entre l'électrode-outil et la pièce au travers de l'in- tervalle rempli de fluide pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce, et une unité ( 14, 15, 18, 19) pour déplacer l'une par rapport à l'autre l'électrode-outil et la pièce pour faire progresser l'enlèvement de matière dans la pièce, des moyens de circuits de portes ( 27-33) mon- tés entre la source d'alimentation unique et chacun de la mul- tiplicité de moyens consommateurs électriques, les divers cir- cuits de portes étant adaptés pour être inhibés en réponse à une panne ou à une coupure du courant électrique dans la source pour maintenir simultanément les divers moyens consommateurs électriques non alimentés, et un circuit de déclenchement séquentiel ( 34) entrant en action en réponse à un retour du courant électrique dans la source pour produire en séquence une multiplicité de signaux de déclenchement et revalider les divers circuits de portes pour commencer à alimenter les moyens consommateurs respectifs selon une séquence prédéterminée. 2 Dispositif selon la revendication l,caractérisé en ce que le circuit de déclenchement séquentiel comporte une multiplicité de bornes de sortie pour y développer respectivement des si- gnaux de déclenchement, et en ce que ces diverses bornes de sortie ( 37-43) sont raccordées aux bornes de commande respec- tives ( 27 b-33 b) de ces divers circuits de portes pour valider séquentiellement ces derniers afin de mettre en communication la source d'alimentation avec les divers moyens consommateurs. 3 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que les bornes de sortie du circuit de déclenchement séquen- tiel sont raccordées aux circuits de portes de telle sorte que les moyens ( 10) pour faire passer le courant d'usinage électrique sont alimentés par la source après que le sont les moyens ( 12) pour refouler le fluide d'usinage et avant que le soient les moyens ( 14, 15, 18, 19) pour déplacer l'une par rapport à l'autre l'électrode-outil et la pièce. 4 Dispositif selon la revendication 3, caractérisé en ce que l'électrodeoutil est un fil-électrode ( 1) et que les moyens consommateurs électriques comportent des moyens ( 6, 7) pour transporter axialement le fil-électrode de moyens d'ali- mentation en fil ( 2) à des moyens de reprise du fil ( 3) à travers la pièce, et en ce que les bornes de sortie du cir- cuit de déclenchement séquentiel sont raccordées aux circuits de portes de telle sorte que ces moyens pour transporter axia- lement le fil-électrode sont mis en communication avec la source d'alimentation avant que ne le soient les moyens pour refouler le fluide d'usinage.