Brevet FR2527962A1 — publié le 19831209

Dispositif indicateur de l'état d'utilisation du fil pour une machine d>électro-érosion à fil mobile. La présente invention concerne des machines de découpe par électroérosion à fil mobile et, plus particulièrement, un dispositif indicateur de l'état d'utilisation du fil destiné à être utilisé avec une telle machine. Une machine d'électro-érosion à fil mobile utilise normale- ment un fil-électrode continu stocké dans des moyens de stockage du fil Tel qu'il est communément utilisé dans la technique et ici même, le terme "fil" est utilisé pour dési- gner un fil, un ruban, un filament ou une bande métallique ou conducteur, conçu pour constituer une électrode-outil continue mobile dans le système de découpe par électro- érosion Le fil-électrode est monté sur la machine de façon à s'étendre de façon continue entre les moyens de stockage du fil et des moyens de reprise du fil en traversant une zone de découpe selon un trajet prédéterminé Des moyens de traction du fil sont habituellement prévus pour tirer de façon continue le fil-électrode hors des moyens de stockage du fil et l'amener ainside façon continue pour traverser la zone de découpe et être ensuite recueilli sur les moyens de reprise du fil pour être évacué Des moyens de freinage du fil sont également prévus pour maintenir tendu le fil- électrode se déplaçant entre les moyens de stockage du fil et les moyens de reprise du fil sur son trajet. Une pièce à usiner est disposée dans la zone de découpe de façon à être traversée par le fil-électrode mobile Un fluide d'usinage, de façon caractéristique de l'eau distillée, est amené dans la zone de découpettandis qu'un courant d'usinage électrique passe entre le filélectrode mobile et la pièce pour enlever par électro-érosion de la matière sur la pièce. Au fur et à mesure de l'enlèvement de matière, la pièce est déplacée par rapport au fil-électrode mobile, généralement transversalement à lui, selon un trajet de découpe prédéter- miné pour former dans la pièce la découpe recherchée. Le fil-électrode utilisé dans une machine de découpe par électro-érosion telle qu'elle vient d'être décrite est dispo- nible dans le commerce sous la forme d'une certaine quantité de fil ayant une longueur donnée qui est par exemple enrou- lée sur une bobine Le fil dans les moyens de stockage est progressivement déroulé et consommé au fur et à mesure de la découpe dans une opération de découpe par électro-érosion donnée Il est approprié, et en fait souhaitable, que l'uti- lisateur de la machine puisse connaître la quantité de fil- électrode restant sur la bobine à un moment donné ou à chaque instant pendant la découpe En variante, il serait souhaita- ble que l'utilisateur connaisse la durée de découpe disponi- ble avant que soit complètement consommée la quantité de fil-électrode restant sur la bobine à ce moment. On a constaté que cette indication ne pouvait être donnée simplement, car la quantité de fil restant ou la durée de dé- oeupe restante ne peut être obtenue de façon précise à partir de la durée de découpe passée à chaque instant lors d'une opération de découpe donnée En général, dans le processus de découpe par électro-érosion à fil mobile, la vitesse de déplacement du fil-électrode ou de l'extraction du fil hors de la bobine varie en fonction des conditions variables dans la zone de découpe et également en fonction de l'épaisseur variable de la pièce traversée par le fil-électrode mobile. En conséquence, la présente invention vise à procurer un dispositif indicateur de l'état d'utilisation du fil pour une machine de découpe par électro-érosion à fil mobile, lequel dispositif peut indiquer de façon fiable et précise la quantité restante de fil-électrode et/ou la durée restante pour la découpe L'invention vise également à procurer un dispositif du type considéré, qui puisse alerter l'utilisa- teur de la machine lorsque la quantité de fil-électrode sur la bobine est sur le point d'être consommée. L'invention est basée sur la constatation que, sur le trajet de déplacement du fil d'une machine d'électro-érosion à fil mobile telle que décrite, il y a ou on peut disposer plus d'un galet entraîné en rotation par le fil-électrode se déplaçant à son contact De tels galets doivent, de pré- férence, être les galets constituant 1 ' unité de cabestan et de galet pinceur servant de moyens de freinage du fil et disposés entre le stockage du fil et la zone de découpe. En variante, ce peut être les galets qui constituent l'unité de cabestan et de galet pinceur servant de moyens de traction du fil et disposés entre la zone de découpe et les moyens de reprise du fil Bien entendu, on peut disposer un ou plusieurs autres galets tournants sur le trajet du fil. De façon résumée, un dispositif indicateur de l'état d'uti- lisation du fil réalisé selon l'invention pour être utilisé avec une machine de découpe par électro-érosion à fil mobile telle que décrite ci-dessus, comporte des moyens: (a) sensi- bles à la rotation de l'un de ces galets et comportant eux- mêmes des moyens (ai) pour produire un signal de mesure représentant le nombre total de rotations de ce galet, lequel nombre à son tour représente généralement la quantité de fil-électrode qui a été tirée ou sortie des moyens de stockage, à un instant donné ou à chaque instant pendant l'opération de découpe depuis son début, des moyens (b) contenant un signal introduit qui représente généralement la quantité de fil- électrode stockée dans les moyens de stockage avant le début de l'opération de découpe; et des moyens (c) raccordés aux moyens (a) et (b) et comportant eux-mêmes des moyens (cl) pour traiter le signal de mesure en liaison avec le signal introduit pour émettre un signal de sortie représentant la quantité de fil-électrode restant dans les moyens de stockage du fil à ce moment De façon avantageuse, il est prévu des moyens (d) pour afficher, pratiquement concurremment à l'instant donné, ce signal de sortie sous une forme numérique représentant la quantité restante de fil-électrode Cette quantité restante peut être affichée en unitésde poids ou en unitésde longueur. De préférence, des moyens (e) sont associés aux moyens (c> et peuvent être mis en oeuvre pour produire un signal d'alarme pour alerter l'utilisateur de la machine lorsque la quantité restante de fil-électrode atteint une valeur minimale prédéterminée. Selon une autre caractéristique de l'invention, les moyens (a) comportent en outre des moyens (a 2) pour produire un autre signal de mesure représentant la vitesse de rotation de ce galet, laquelle vitesse représente à son tour la vitesse d'extraction du fil-électrode hors des moyens de stockage du fil à ce moment, et les moyens (c) comportent en outre des moyens (c 2) sensibles au signal de sortie et à cet autre signal de mesure pour produire un autre signal de sortie représentant la durée maximale pendant laquelle l'opération de découpe peut continuer pratiquement avec la quantité restante de fil-électrode De façon avantageuse, des moyens (d') sont prévus pour afficher cet autre signal de sortie sous une forme numérique représentant ladite durée De préférence, des moyens (e') sont associés aux moyens (c) et peuvent être mis en oeuvre pour produire un signal d'alarme pour alerter l'utilisateur lorsque ladite durée est réduite à une durée minimale 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 en élévation représentant schéma- tiquement une machine de découpe par électro-érosion à fil mobile ayant un affichage faisant partie d'un dispositif selon l'invention; et la figure 2 est une vue schématique, essentiellement sous forme de schéma- bloc, illustrant une combinaison de moyens constituant un dispositif selon l'invention. En se reportant maintenant à la figure 1, la machine de découpe par électro-érosion à fil mobile est repérée dans son ensemble en 1 et utilise un fil-électrode continu 2 qui est tiré ou extrait d'une bobine de fourniture de fil 3 Avant une opération d'usinage donnée, la bobine 3 porte une certaine quantité de fil-électrode d'une longueur qui est connue si la bobine est une bobine de stockage de fil neuve fournie par son fournisseur ou si elle porte une quan- tité de fil partiellement consommée dans une opération d'usi- nage antérieure réalisée sur la machine et utilisant un dispositif de l'invention tel qu'il va être décrit. Le fil-électrode 2 sortant de la bobine de stockage de fil 3 est représenté comme s'étendant de façon continue entre la bobine 3 et une bobine de reprise de fil 4 en traversant une zone de découpe 5 dans laquelle est disposée une pièce à usiner 6 La pièce 6 est portée sur une table de travail 7 qui peut, de façon caractéristique, être déplacée par deux moteurs (non représentés) pour déplacer la pièce 6 dans un plan horizontal La table de travail 7 est supportée de façon mobile sur un bâti 8 monté sur le banc 9 de la machine 1 * La bobine de fourniture du fil 3 et la bobine de reprise du fil 4 sont montées à rotation sur un montant de machine 10, vertical et monté sur le banc 9 Des bras 11 et 12 s'étendent, parallèles, à partir du montant 10, et 2 27962 le bras supérieur 11 a un prolongement orienté vers le bas 13 dans sa portion terminale La zone de découpe 5 est défi- nie entre des galets de guidage 14 et 15 fixés sur ce pro- longement vers le bas 13 du bras supérieur 11 et la portion terminale du bras inférieur 12 respectivement. Un jeu d'un cabestan 16 et d'un galet pinceur 17 est dis- posé en aval du galet de guidage 15 et le cabestan 16, entraîné par un moteur (non représenté),sert de moyens de traction du fil pour tirer ou extraire de façon continue le fil-électrode 2 hors de la bobine de stockage 3 pour l'amener à traverser la zone de découpe 5 pour être ensuite recueilli sur les moyens de reprise du fil dans une opération de découpe par électro-érosion Un jeu d'un cabestan 18 et d'un galet pinceur 19 est disposé entre la bobine de stockage 3 et le galet de guidage 14 sur le trajet du fil; le cabes- tan 18 étant entraîné par un moteur (non représenté), ce jeu sert de moyensde freinage du fil pour maintenir tendu le fil-électrode se déplaçant entre la bobine de stockage 3 et la bobine de reprise 4 sur le trajet du fil D'autres galets ou rouleaux 20 sont également prévus pour guider correctement le fil-électrode 2 pour qu'il se déplace selon son trajet prédéterminé Un panneau d'affichage 21 est également fixé sur le montant 10 de la machine pour afficher sous forme numérique un signal d'état d'utilisation du fil produit dans un dispositif selon l'invention, comme il va être décrit. Le dispositif indicateur d'utilisation du fil selon l'inven- tion est désigné dans son ensemble en 22 sur la figure 2. Le dispositif comporte une unité de mesure 23, une unité d'inteo- duction 24, une unité de traitement (calculateur) 25, et le panneau d'affichage 21. L'unité de mesure 23 est ici conçue pour mesurer la rotation, soit du cabestan 18, soit du galet pinceur 19, tournant res- -pectivement autour d'axes 18 a et 49 a et servant ensemble de moyens de freinage du fil; mais elle peut mesurer la rota- tion, soit du cabestan 16, soit du galet pinceur 17, soit de tout autre galet disposé sur le trajet du fil et entraîné en rotation par le filélectrode 2 avec lequel ils sont en contact. L'unité de mesure 23 comporte une sous-unité 23 a, compor- tant un codeur (non représenté) pour mesurer le nombre de rotations du galet 18, 19 Un signal représentant le nombre de rotations est utilisé dans la sous-unité 23 a comportant un compteur pour dériver, à un instant donné ou à chaque instant pendant l'opération de découpe, un signal représentant le nombre total de rotations du galet jusqu'à cet instant depuis le début de l'opération de découpe On voit que ce nombre total est proportionnel à la quantité du fil-électrode 2 qui a été tiré ou extrait de la bobine de stockage 3 à cet instant pendant l'opération de découpe. Avant le début de l'opération de découpe, une entrée de démarrage est appliquée à l'unité d'introduction 24 pour effacer tous les comptes précédemment accumulés dans le compteur. Un signal intxçduit est préalablement -stocké dans l'unité d'intro- duction 24 et représente la quantité de fil-électrode stockée dans la bobine 3 avant le début de l'opération de découpe. Le signal introduit et le signal provenant de la sous-unité de mesure 23 a sont combinés dans le circuit de traitement pour produire un signal de sortie qui représente la quantité du fil-électrode restant stockée sur la bobine 3 à cet instant L'affichage 21 est actionné, pratiquement concurremment à cet instant, pour afficher le signal de sortie sous une forme numérique représentant cette quantité restante de fil-électrode 2, laquelle quantité peut être affichée en poids (par exemple en grammes) ou en longueur (par exemple en mètres). L'unité de mesure 23 peut également comporter une sous- unité 23 b comportant un codeur (non représenté) pour mesurer la vitesse de rotation du galet 18, 19 On voit que la vitesse de rotation est proportionnelle à la vitesse ins- tantanée d'extraction du fil-électrode de la bobine de stockage 3 et, en combinant le signal introduit provenant de l'unité d'introduction 24 (représentant la quantité du fil- électrode 2 stockée sur la bobine 3 avant le début de l'opé- ration de découpe), le signal de sortie provenant de la sous-unité de mesure 23 a (représentant la quantité restante de fil-électrode) et le signal de sortie provenant de la sous-unité de mesure 23 b (représentant la vitesse instantanée de rotation du galet) dans l'unité de traitement 25, il en résulte un signal de sortie qui représente la durée maximale pendant laquelle l'opération de découpe peut être continuée avec cette quantité restante de fil-électrode L'affichage 21 est actionné, pratiquement simultanément à cet instant, pour afficher cette durée-restante sous une forme numérique. Cette durée est affichée en heures ou en minutes. Le dispositif 22 peut également comporter une unité d'alarme 26 associée à une sortie de l'unité de traitement 25 pour procurer un signal audible ou visible pour alerter l'utili- sateur lorsque la quantité restante de fil-électrode ou la durée restante est réduite à une valeur minimale prédéterminée. L'affichage 21 peut être actionné sur une base instantanée ou en un mode instantané,tandis que l'unité de mesure 23 et l'unité de traitement 25 fonctionnent instantanément En conséquence, l'opérateur peut être tenu au courant, à tout moment, et de façon visible, de la quantité restante de fil- électrode, ou de la durée restante pendant laquelle on peut continuer une opération de découpe donnée avec la quantité restante de fil-électrode Ainsi, si la quantité de fil sur la bobine 3 est jugée insuffisante après le début d'une opération de découpe, l'utilisateur peut interrompre l'opéra- tion pour mettre en place une bobine de stockage appropriée. Par ailleurs, du fait de l'unité d'alarme, l'utilisateur est alerté pour interrompre de façon appropriée l'opération de 2527 '62 découpe En outre, l'utilisateur peut, à la fin d'une opération de découpe donnée, connaître de façon avanta- geuse la quantité du fil-électrode restant de façon pré- cise sur la bobine pour une ou plusieurs opérations de découpe ultérieures. 1 O Revendications. 1 Dispositif indicateur de l'état d'utilisation du fil dans une machine de découpe par électro-érosion à fil mobi- le, cette machine comportant: un fil-électrode continu ( 2) stocké dans des moyens de stockage de fil ( 3) pour s'étendre de façon continue entre ces moyens de stockage et des moyens de reprise du fil en traversant une zone de découpe ( 5) selon un trajet de fil prédéterminé, des moyens de traction du fil ( 16, 17) pour tirer de façon continue le fil- électrode hors des moyens de stockage de fil pour l'amener à se déplacer à travers la zone de découpe et pour être repris ultérieurement sur les moyens de reprise du fil dans une opération de découpe par électroérosion, des moyens de freinage du fil ( 18, 19) pour maintenir tendu le fil-électrode se déplaçant entre les moyens de stockage du fil et les moyens de reprise du fil sur ce trajet prédéterminé, et plus d'un galet disposé sur le trajet du fil pour tourner avec le fil-électrode se déplaçant en contact avec lui dans l'opé- ration de découpe par électro-érosion, caractérisé en ce qu'il comporte: (a) des moyens ( 23) sensibles à la rotation de l'un de ces galets et xéportant (al) des moyens ( 23 a) pour produire un signal de mesure représentant le nombre total de rotations de ce galet, lequel nombre représente à son tour, de façon générale, la quantité de fil-électrode extraite des moyens de stockage, à un instant pendant l'opération de découpe depuis son début; (b)des moyens ( 24) contenant un signal introduit' représentant de façon générale la quantité de fil-électrode stockée dans les moyens de stockage avant le début de cette opération de découpe; et (c)des moyens ( 25) raccordés aux moyens ( 23 a)et ( 24) et comportant; (cl) des moyens traitant ce signal de détection avec le signal introduit pour produire un signal de sortie représen- tant la quantité de fil-électrode restant dans les moyens de stockage à cet instant. 2 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comporte des moyens( 21) pour afficher, pratiquement concurremment avec cet instant, le signal de sortie sous une forme numérique représentant la quantité restante de fil-électrode. 3, Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité restante est affichée en unitésde poids. 4 Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce que la quantité restante est affichée en unitéâde longueur. Dispositif selon la revendication 2, caractérisé en ce qu'il comporte en outre des moyens ( 26)associés aux moyens ( 25)et pouvant être mis en oeuvre pour produire un signal d'alarme pour alerter l'utilisateur de la machine lorsque la quantité restante de fil-électrode est réduite à une quantité minimale prédéterminée. 6 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que ces moyens ( 23) comportent en outre des moyens ( 23 b) pour produire un autre signal de mesure représentant la vi- tesse de rotation dudit galet, laquelle vitesse représente à son tour la vitesse d'extraction du fil-électrode hors des moyens de stockage, à cet instant, et en ce que les moyens ( 2 ) comportent en outre (c 2)des moyens sensibles à ce signal de sortie et à cet autre signal de mesure pour produire un autre signal de sortie représentant une durée maximale pendant laquelle l'opération de découpe peut continuer avec la quantité restante de fil-électrode. 7 Dispositif selon la revendication 6, caractérisé en ce qu'il comporte en outre: (d') des moyenspour afficher cet autre signal de sortie sous une forme numérique représentant ladite durée. 8 Dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce que le galet est, soit le cabestan ( 18), soit le galet pinceur ( 19), dans un jeu qui constitue les moyens de freinage du fil et qui est disposé entre les moyens de stockage du fil et la zone de découpe.