Brevet FR2572318A1 — publié le 19860502

La présente invention concerne un dispositif destiné à déplacer en direction verticale une buse d'une machine d'usinage par décharge électrique à fil, et plus précisément elle concerne un dispositif de soulèvement de buse d'une telle machine dans lequel la buse peut automatiquement adhérer à la face supérieure de la pièce en cours de traitement et, lorsque la buse est sur le point de frapper un obstacle alors qu'elle descend, le dispositif interrompt automatiquement la descente de la buse. Une machine de coupe par décharge électrique à fil comporte en général une table de travail sur laquelle est supportée de façon temporaire la pièce en cours de traitement et qui peut être déplacée librement horizonta- lement, dans la direction des axes X et Y, et en outre elle comporte un guide d'une électrode sous forme d'un fil métallique, le guide guidant ce fil qui se déplace en direction verticale et perfore la pièce. Il est souhai- table que ce guide d'électrode se rapproche aussi près que possible de la surface de la pièce afin qu'un liquide de traitement ou un fluide diélectrique soit introduit par une buse dans la partie de décharge formée entre la pièce et le fil d'électrode. Dans une telle machine de coupe par décharge élec- trique à fil, il est souhaitable que la buse adhère à la surface de la pièce afin que l'enlèvement des déchets de la position de décharge soit réalisé efficacement, que la position de traitement de la pièce par décharge électrique soit refroidie et que le liquide de traitement ne soit pas projeté. Ainsi, on utilise habituellement une opération manuelle pour le déplacement de la buse en direction verticale, ou une opération semi-automatique commandée par un moteur qui assure le déplacement vertical de la buse. Cependant, l'opération manuelle peut être très gênante. En outre, dans le cas d'une opération commandée par un moteur, le fait que le moteur doit être arrêté pen- dant l'observation du rapprochement de la buse de la surface de la pièce est une gêne. En outre, les caractéris- tiques d'adhérence mutuelle de la pièce et de la buse varient énormément. Il arrive que la buse appuie trop for- tement contre la surface de la pièce. L'invention concerne un dispositif de soulèvement de buse qui peut soulever la buse d'une manière automatique et dans lequel une pression uniforme de contact peut toujours être maintenue entre la buse et la pièce. Elle concerne aussi un dispositif de soulèvement de buse dans lequel la descente peut être automatiquement interrompue lorsque la buse est sur le point de frapper un obstacle en descendant. Elle concerne aussi un tel dispositif de sou- lèvement qui peut suivre les irrégularités de la surface de la pièce pendant l'opération de soulèvement. Plus précisément, l'invention concerne une machine de coupe par décharge électrique à fil, dans laquelle une buse qui transmet un liquide de traitement ou un fluide diélectrique à la partie de décharge électrique d'une pièce, est montée à la partie inférieure d'une tige de soulèvement qui est supportée par un bras supérieur avec un certain déplacement vertical libre. Un chariot peut se déplacer verticalement d'une manière libre à l'intérieur d'un châssis de guidage monté sur la tige de soulèvement dont il est solidaire, et un levier de manoeuvre de sou- lèvement destiné à manoeuvrer la tige de soulèvement par l'intermédiaire du chariot est supporté par le bras supérieur, et la tige de manoeuvre de soulèvement et le chariot sont reliés afin qu'ils aient une action soli- darisée. En outre, un dispositif de détection de dépassement qui détecte le moment o le chariot a descendu de plus d'une quantité prescrite par rapport au châssis de guidage est monté sur ce châssis, et un organe d'amortissement est placé dans le chassis de guidage afin qu'il absorbe le choc lorsque le chariot descend anormalement. D'autres caractéristiques et avantages de l'inven- tion seront mieux compris à la lecture de la description qui va suivre et en se référant aux dessins annexés sur lesquels: la figure 1 est une élévation frontale d'un mode de réalisation-de machine selon l'invention; la figure 2 est une élévation agrandie suivant les flèches II-II de la figure 1; la figure 3 est une coupe agrandie suivant la ligne III-III de la figure 2; et la figure 4 est une coupe agrandie en élévation frontale de la partie cerclée IV de la figure 1. On se réfère à la figure 1; une colonne 5 d'une machine 1 de coupe par décharge électrique est montée per- pendiculairement sur une base 3. Un bras supérieur 7 et un bras inférieur 9 sont placés horizontalement et l'un en face de l'autre en direction verticale, à la partie supérieure et à la partie inférierue de la colonne 5. En outre, une table de travail 11 qui se déplace librement et horizontalement dans les deux directions X et Y est montée sur la base 3. Un socle 13 de support de pièce qui porte une pièce W à traiter, est disposé sur la table 11. En outre, un couvercle 15 qui entoure le socle 13 est aussi placé sur la table 11. Les extrémités du bras supérieur 7 et du bras inférieur 9 sont tournées vers l'intérieur du couvercle 15. Plusieurs dispositifs 21 et 23 de guidage d'un fil métal- lique sont montés aux extrémités des deux bras 7 et 9 et ont des buses 17 et 19. Ces buses transmettent un liquide de traitement à la partie -de décharge électrique de la pièce W. Une électrode 29 sous forme d'un mince fil métal- lique avance de façon continue vers un rouleau 27 de prélèvement, à partir d'un rouleau 25 d'alimentation monté de manière qu'il tourne librement sur la colonne 5, et il est guidé perpendiculairement à la pièce W, au-dessus et au-dessous de celle-ci, par les dispositifs 21 et 23 de guidage. La machine 1 de découpe ayant cette configura- tion exécute le traitement de la pièce par production d'une décharge électrique entre la pièce W et la partie perpendiculaire du fil 29 d'électrode guidé par les dispositifs 21 et 23 de guidage. L'enlèvement des déchets de traitement des parties traitées de la pièce W et le refroidissement du fil d'électrode et de la partie traitée sont assurés à l'aide d'un liquide de traitement qui est injecté par des buses 17 et 19 placées sur les dispo- sitifs supérieur et inférieur 21 et 23 de guidage de fil. Le dispositif supérieur 21 de guidage a une mobilité verticale de manière que, pendant le traitement de la pièce W, le montage de la pièce W sur le socle 13 et son enlèvement du socle soient faciles, et la buse 17 peut toujours adhérer à la face supérieure de la pièce W en fonction de l'épaisseur de la pièce. Plus précisément, comme l'indique la figure 2, le dispositif supérieur 21 de guidage du fil est monté à la partie inférieure de la tige 31 de soulèvement. Celle-ci est guidée et supportée de manière qu'elle puisse se déplacer librement en direction verticale, sur une plaque 33 de guidage montée à l'extrémité du bras 7. Un chassis 35 de guidage est solidaire de la tige de soulèvement 31, en position convenable sur celle-ci, et un écrou 37 peut se déplacer librement en direction ver- ticale entre des limites supérieure et inférieure délimitées dans le châssis 35 comme représenté en détail sur la figure 3. L'écrou 37 joue le rôle d'un chariot qui coulisse librement dans le chassis 35, en direction verticale. Cet écrou 37 coopère avec une tige filetée 39 qui pénètre dans le chassis 35 en direction verticale. La tige filetée 39 joue le rôle d'une tige de manoeuvre de soulèvement destinée à manoeuvrer verticalement la tige 31 par l'inter- médiaire de l'écrou 37. La tige filetée 39 fonctionne d'une manière solidarisée convenable avec un moteur 43 de commande qui est supporté par le bras supérieur 7 par l'intermédiaire d'un support 41. Ainsi, le dispositif supérieur 21 de guidage de fil peut être déplacé vertica- lement par rotation convenable du moteur 43. 723 18 On se réfère maintenant à la figure 3 qui indique que le châssis 35 de guidage a une forme de caisson ayant une partie concave 35C. L'écrou 37 se déplace librement en direction verticale à l'intérieur de cette partie concave 35C. Une plaque 45 de butée qui détermine la limite supérieure de l'écrou 37 est montée à la partie supérieure du châssis 35. Une tige 47 qui passe dans un trou 37H formé dans l'écrou 37 est solidaire de la plaque 45. En outre, un dispositif 49 de détection de dépassement est monté sur la plaque 45. Ce dispositif 49 qui peut être par exemple un capteur magnétique tel qu'un commutateur de proximité, a une configuration telle que sa détection est réalisée lorsque l'écrou 37 est à une distance supérieure à une valeur désignée S de la plaque 45. Un organe 51 d'amortissement formé d'un caoutchouc de polyuréthanne ou d'un matériau analogue est monté dans la partie concave 35C du châssis 35 afin qu'il absorbe le choc lorsque l'écrou 37 descend de façon anormale contre le châssis 35. Une plaque 53 de support est placée sous l'organe d'amortissement 51. La plaque 53 est portée par plusieurs boulons 55 qui sont vissés à la partie inférieure de la partie concave 35C de la plaque 35 de guidage. Grâce à la configuration qui précède, lorsque la tige filetée 39 tourne convenablement de manière que l'écrou 37 soit soulevé, la tige 31 et le dispositif supérieur 21 de guidage de fil sont soulevés de façon convenable par la plaque 45 et le châssis 35. Inversement, lorsque l'écrou 37 est descendu, les forces de pesanteur provoquent la descente du dispositif 21 de guidage et de la tige 31 d'une manière qui correspond à celle de l'écrou. Le dispositif supérieur 21 de guidage descend et, lorsque la buse supérieure 17 montée sur le dispositif 21 est au contact de la face supérieure de la pièce W, la descente du dispositif 21 de guidage et de la tige 31 est inter- rompue. Ensuite, l'écrou 37, après plusieurs tours de la tige filetée 39, descend légèrement par rapport au châssis 35. Lorsque l'écrou 37 atteint une position qui se trouve à une certaine distance de la plaque 45, des instructions destinées à commander une réduction de vitesse et un arrêt, sont transmises au moteur 43 par un appareil de détection décrit dans la suite. Ainsi, la buse supé- rieure 17 placée sur le dispositif supérieur 21 de guidage vient au contact de la face supérieure de la pièce W sous l'action des forces de pesanteur. En outre, la tige 31 de soulèvement et le dispo- sitif supérieur 21 de guidage descendent par rotation de la tige filetée 39. Lorsque la descente a été inter- rompue, l'entraînement par le moteur 43 ne s'arrête pas et le dispositif 49 de détection détecte le moment auquel l'écrou 37 se trouve à une distance de la plaque 45 d'ar- rêt supérieure à la distance désignée S, le moteur 43 étant alors arrêté d'urgence. En outre, lorsque l'écrou 37 descend anormalement et vient au contact de l'amortisseur 51, le choc est absorbé par celui-ci. Plus précisément, la sécurité est assurée doublement, et la buse supérieure 17 ne peut pas exercer une force trop importante contre la pièce. Lorsque le moteur 43 est convenablement entraîné et lorsque la tige 31 de soulèvement se déplace vertica- lement comme indiqué précédemment, un taquet 57 placé en position convenable sur la tige 31 assure le réglage de la limite supérieure de la tige 31 de soulèvement. Un commutateur 59 de détection de la limite supérieure, par exemple un commutateur de limite commandé par le taquet 57, est monté sur la plaque 33 de guidage. En outre, un premier dispositif 61 et un second dispositif 63 de détection, qui peuvent être des commutateurs de proximité, sont montés en étant séparés verticalement, au voisinage de la partie inférieure de la plaque 33 de guidage, afin qu'ils règlent la vitesse de descente et arrêtent la tige 31. L'écrou 37 a un bras 65 de support dirigé horizontalement et mobile verticalement. Une échelle 67 qui a une position qui peut être réglée librement en direction verticale est supportée de façon amovible à l'extrémité de ce bras 65 de support. Dans cette configuration, la distance comprise entre la position à laquelle le second dispositif 63 de détection détecte l'extrémité inférieure de l'échelle 67 et l'indicateur du bras 65 de support, est préalablement réglée à une valeur (H + L + a),H étant l'épaisseur de la pièce W et L la distance comprise entre la face supé- rieure de la pièce W et la buse supérieure 17 (avec cepen- dant a que l'écrou 37 et la plaque 45 sont légèrement séparés. On se réfère maintenant à la figure 4; le dispo- sitif inférieur 23 de guidage de fil est supporté par le bout du bras inférieur 9. Plus précisément, un support 71 fixé de façon amovible au bout du bras 9 par plusieurs boulons 69, est isolé électriquement du bras 9 par un corps isolant (qui n'est pas représenté). Le dispositif 23 de guidage est monté sur le support 71 avec un rouleau 73 qui guide le fil 29 d'électrode et qui peut tourner librement. Le dispositif 23 de guidage a un corps 75 de support monté sur le support 71. Une partie cylindrique 75a qui dépasse vers le haut est formée à la partie supérieure du corps 75, et une partie creuse de forme convenable 75b est formée A l'intérieur. Un guide 77 qui guide l'électrode 29 pénètre dans la partie creuse 75b du corps 75. Le guide 77 est fixé de manière réglable avec un bout supé- rieur 77a qui dépasse de la partie cylindrique 75a du corps 75. Le fil 29 d'électrode passe dans un trou 77b percé en direction verticale dans la partie centrale. Un trou 77c de communication percé à l'extrémité supérieure 77a en direction radiale communique avec le trou 77b. Un corps 79 conducteur de l'électricité, qui est au contact du fil 29, est monté à la partie interne du guide 77. En outre, plusieurs gorges 77d sont formées A la surface périphérique du guide 77 en direction longitudinale à un nombre convenable d'emplacements. En outre, un organe 81 de retenue et de guidage est vissé sur le corps 75. Cet organe 81 se loge dans le corps 75 à partir du bas. Un cylindre 83 est placé entre la surface du bord de l'organe 81 de retenue dans la partie creuse 75b et la face inférieure du guide 77. Un organe 85 de retenue de corps, conducteur de l'électri- cité et en forme de tuyauterie, est vissé dans la partie centrale de l'organe 81. L'organe 85 maintient le corps conducteur 79 par le bas. Une borne 89 raccordée à un câble d'alimentation en énergie (non représentée) est montée par un écrou 87 au bord inférieur qui dépasse au-dessous de l'organe 81 de retenue. Ainsi, de l'énergie électrique est transmise par la borne 89, l'organe conduc- teur 85 et le corps conducteur 79, vers le fil d'électrode 29. En outre, une tuyauterie 91 d'alimentation qui transmet le liquide de traitement A l'intérieur de la partie creuse 75b est connectée au corps 75. De plus, un corps tubulaire mobile 93, mobile librement en direction verticale, coopère avec la périphérie externe de la partie cylindrique 75a formée sur le corps 75. Ce corps tubulaire mobile 93 entoure la partie cylindrique 75a et coopère avec un corps tubulaire fixe 95 installé sur le corps 75 afin qu'une sorte de construction en cylindre soit formée. Une chambre 97 sous pression est formée entre les deux corps tubulaires 93 et 95. Un canal périphérique 93a de largeur convenable est formé à la surface périphérique interne du corps tubulaire fixe 93. Ce canal 93a et le réservoir 97 sous pression communiquent l'un avec l'autre par un trou 93b de communication formé dans le corps mobile 93. En outre, le canal périphérique 93a communique avec la partie creuse 75b par un trou 75c de communication formé dans la partie cylindrique 75a du corps 75. La buse 79 qui est sous forme d'un tube conique qui injecte un liquide de traitement vers la partie de traitement de la pièce W, est vissée à la partie supérieure du corps fixe 93. Dans une configuration telle que décrite précédem- ment, lorsqu'un liquide de traitement est transmis par la tuyauterie 91 à la partie creuse 75b du corps 75, le liquide passe dans les gorges 77d formées à la surface périphérique du guide 77 et atteint l'intérieur de la buse 19. Une partie de ce liquide s'écoule par le trou 77c de communication dans le guide 77, descend dans le trou 77b, refroidit le corps conducteur 79 et l'organe 85 de retenue, etc. et est évacué vers le bas. Le liquide qui pénètre dans la buse i9 provoque un soulèvement de celle-ci sous l'action de la pression interne et le bout de la buse 19 vient au contact de la face inférieure de la pièce W. Le liquide est alors injecté dans la partie de traitement par décharge électrique depuis l'extrémité de la buse 19. Ainsi, seule une très petite quantité de liquide de traitement est dispersée entre le bout de la buse et la pièce W. La transmission du liquide vers la partie de traitement est réalisée de façon convenable, et l'effi- cacité de l'enlèvement des déchets de la section de trai- tement peut être accrue. En outre, une partie du liquide de traitement transmise de la tuyauterie 91 à la partie creuse 75b du corps 75 s'écoule à partir du trou 75c formé dans la partie cylindrique 75a du corps 75 et dans le canal péri- phérique 93a et le trou 93b du corps 93 vers la chambre 97 sous pression. La pression dans cette chambre 97 agit sur la partie formant piston du corps 93 si bien que ce dernier et la buse 19 sont repoussés vers le bas. Ainsi, lorsque le rapport de la force de soulèvement de la buse 19 due à la pression interne et de la force de descente de la buse 19 due à la pression agissant à l'inté- rieur de la chambre 97 est convenablement choisi, c'est-à- dire lorsque le rapport de la section d'application de la pression de la buse 19 et de la section d'application de pression du piston du corps 93 placé dans la chambre 97 est convenablement choisi, la pression à laquelle l'extré- mité de la buse 19 vient au contact de la pièce W peut être rendue très petite. Ainsi, les problèmes posés par le contact du bout de la buse 19 contre la pièce W avec une pression élevée, par exemple lorsque la force de réaction due à la pression de contact provoque un fléchissement minuscule du bras inférieur 9 et réduit la précision de traitement ou lorsque l'usure entre la buse 19 et la pièce W devient si importante que le mouvement de positionnement de la pièce W perd de sa précision, sont supprimes. Grâce à. la configuration indiquée précédemment, de grands volumes du liquide de traitement peuvent être transmis dans la partie de traitement par décharge élec- trique de la pièce, et les déchets du traitement peuvent être efficacement retirés de la partie de traitement. En outre, une pression excessive de contact du bout de la buse contre la pièce ne pose aucun problème. De plus, étant donné la structure indiquée précé- demment du dispositif supérieur 21 de guidage de fil qui est pratiquement identique à celle du dispositif inférieur 23 de guidage, on ne décrit pas ce dispositif inférieur de guidage. Ainsi, selon l'invention, la buse peut venir en contact intime avec la pièce tout en se déplaçant 1 1 librement, et une pression uniforme de contact peut toujours être maintenue sur la pièce sans qu'elle prenne une valeur excessive, et la buse a d'excellentes caractéristiques lui permettant de suivre les irrégularités de la surface de la pièce. Bien entendu, diverses modifications peuvent être apportées par l'homme de l'art aux dispositifs qui viennent d'être décrits uniquement à titre d'exemples non limitatifs sans sortir du cadre de l'invention. REVENDICATIONS 1. Appareil de soulèvement de buse destiné à une machine de découpe par décharge électrique à fil, carac- térisé en ce qu'il comprend: une buse (17) destinée à transmettre un liquide de traitement ou un fluide diélectrique à la partie de décharge électrique d'une pièce (W), la buse étant disposée à la partie inférieure d'une tige de soulèvement (31) supportée par un bras supérieur afin qu'elle soit mobile verticalement, un chariot (37) mobile verticalement à l'intérieur d'un chassis de guidage (35) solidaire de la tige de soulèvement, et une tige (39) de manoeuvre de soulèvement portée par le bras supérieur et destinée à déplacer verticalement la tige de soulèvement par l'intermédiaire du chariot et ayant une action solidarisée avec celle du chariot. 2. Appareil de soulèvement de buse destiné à une machine de découpe par décharge électrique à fil, caracté- risé en ce qu'il comprend: une buse (17) placée à la partie inférieure d'une tige de soulèvement (31) supportée par un bras supérieur afin qu'elle soit mobile verticalement et destinée à transmettre un liquide de traitement ou un fluide diélec- trique à la position de traitement d'une pièce, un chariot (37) mobile verticalement à l'intérieur d'un châssis de guidage (35) qui est monté solidairement sur la tige de soulèvement (31), un levier de manoeuvre de soulèvement supporté par le bras supérieur et destiné à manoeuvrer verticalement la tige de soulèvement par l'intermédiaire du chariot, le levier de manoeuvre de soulèvement et le chariot ayant une action solidarisée, un dispositif (49) de détection de dépassement monté sur le chassis de guidage et destiné à détecter le moment o le chariot a descendu au-delà d'une valeur prédéterminée par rapport au chassis de guidage, et 2 57 2318 un organe amortisseur de choc (51) placé d3ns le chassis de guidage et destiné à absorber le choc lorsque le chariot descend anormalement.