Brevet FR2568804A1 — publié le 19860214

Machine multi-électrodes pour usinage par décharges électriques. L'invention concerne de façon générale des machines à décharges électriques, et plus particulièrement des machines comportant au moins une tourelle rotative supportant un ensembles de cartouches à électrodes. Jusqu'ici, les machines à décharges électriques ont comporté de façon typique une cartouche montée sur elles de façon à effectuer' un mouvement guidé en direction verticale, avec soit une unique électrode, soit une paire d'électrodes similaires ou différentes montées de manière amovible par des moyens appropriés à fixation rapide sur le chariot. Bien que ces agencements soient satisfaisants, il est souhaitable d'incorporer des moyens pour monter et indexer en position de fonctionnement un ensemble de cartouches à électrodes uniques ou doubles sur une machine à décharges électriques pour éliminer la nécessité d'avoir à retirer et à remplacer les électrodes dans une cartouche particulière chaque fois que les électrodes sont usées ou chaque fois que l'on a besoin d'une dimension ou d'une disposition différente. En conséquence, un but général de l'invention est de proposer une machine perfectionnée d'usinage par décharges électriques comprenant des moyens pour monter rapidement de nouvelles électrodes sans avoir à retirer des électrodes usées. Un autre but de l'invention est de proposer une machine à décharges électriques dans laquelle est incorporée une tourelle rotative supportant un ensemble de cartouches à électrodes. Un autre but encore de l'invention est de proposer une machine à décharges électriques comportant une paire de tourelles rotatives, supportant chacune un ensemble de cartouches à électrodes. Un autre but encore de l'invention est de proposer une machine à décharges électriques comportant un châssis de base sur lequel est fixée une monture maintenant une pièce, un élément de châssis vertical monté sur le châssis de base, un support monté de façon coulissante sur l'élément de chassis vertical, une tourelle montée de façon indexable sur l'élément de support, un ensemble de cartouches à électrodes régulièrement espacées et montées de façon amovible sur la tourelle, chacune des cartouches comportant une ou plusieurs électrodes s'étendant à partir de celles-ci vers une position située juste au-dessus d'une pièce dans la monture, des moyens d'entraînement pour déplacer l'élément de support et la tourelle et de ce fait l'une des cartouches et sa ou ses électrodes pour la rapprocher ou l'éloigner de la pièce afin d'y éroder par étincelage une ouverture désirée dans cette dernière, et des moyens d'accouplement pour déconnecter les cartouches respectives par rapport aux moyens d'entraînement et par rapport à une source d'air et d'électricité quand il existe un besoin d'utiliser des électrodes différentes. Ces buts et avantages, et d'autres encore, apparaîtront à la lecture de la description détaillée qui suit, avec référence aux dessins annexés dans lesquels: la figure 1 est une vue en élévation par l'avant d'une machine mettant en oeuvre l'invention, la figure 2 est une vue en élévation latérale de la structure de la figure 1, la figure 3 est une vue à plus grande échelle d'une partie de la structure de la figure 1, la figure 4 est une vue en bout à plus grande échelle de la structure de la figure 3, la figure 5 est une vue en coupe, selon la ligne 5-5 de la figure 3, dans la direction des flèches, et la figure 6 est une vue en coupe, selon la ligne 6-6 de la figure , comme si la figure 5 comprenait à la fois les blocs supérieur et inférieur, et dans la direction des flèches. En se référant plus en détail aux dessins, les figures 1 et 2 représentent de façon générale une machine à décharges électriques 10 comprenant un chassis de base 12 équipé d'une monture de pièce appropriée 14, tel que l'appareil décrit dans le brevet US No 3 826 484, et un élément de châssis vertical 16 fixé sur lui, ainsi qu'un panneau de commande (non montré, mais qui peut ître monté sur le châssis de base 12 ou sur l'élément de chassis vertical 16). Deux tourelles indexables 18 et 20 sont chacune montées de façon rotative sur des bras de support respectifs 22 et 24 s'étendant vers le bas en formant tout angle approprié, par exemple de 45 , sur les c6tés disposés à l'opposé d'un élément de support 26. Ce dernier est monté de façon coulissante le long d'un axe vertical Z sur l'élément de châssis vertical 16. Un ensemble de cartouches_à électrodes 28, par exemple au nombre de six, et régulièrement espacées, est monté de façon amovible sur chaque tourelle. Chaque cartouche 28 comprend une plaque magasin 30 montée de façon coulissante sur une plaque de guidage de fil 32 qui est fixée sur la tourelle correspondante 30. Une ou plusieurs électrodes sont montées opérationnellement dans chaque cartouche 28, comme cela sera expliqué, de façon à s'étendre à partir de cette dernière selon une disposition déterminée en vue d'effectuer des opérations d'usinage sélectionnées sur l'une de deux pièces 36 montées dans les montures 14 au-dessous des deux cartouches 28 orientées verticalement. L'élément de support 26kmonté de façon coulissante sur l'élément de châssis vertical 16 sert à permettre le positionnement initial des électrodes 34 à une distance prédéterminée, par exemple de 0,5 mm, audessus des surfaces de la pièce 36 qui doivent être usinées. Plus spécifiquement et comme montré à la figure 2, une vis verticale 38 est vissée dans un écrou 40 faisant partie intégrante de l'élément de châssis vertical 16 et entraînée par un servo-moteur h courant continu 42 monté sur l'élément de chassis vertical 16D pour ajuster fonctionnellement la position verticale de l'élément de support 26. Deux vérins appropriés 44 et 46 sont montés sur l'élément de chassis vertical 16 et montrés schématiquement à la figure 1 dans des buts que l'on indiquera plus loin. Un bloc de connexion supérieur 48 est relié fonctionnellement au vérin 44 alors qu'un bloc de connexion inférieur 50 est relié à rotation h chaque cartouche 28. Les blocs 48 et 50 comprennent un ensemble d'ouvertures en alignement 52 et 54 (figure 6), les ouvertures 52 étant taraudées. Trois manchons à bride 56 sont fixés dans les ouvertures taraudées 52, servant de broches d'alignement et établissant la communication entre les blocs. Un joint torique 57 est monte dans le bloc inférieur 50 autour de chaque manchon 56 pour le rendre étanche quand ce dernier a été inséré dans l'ouverture 54. Des ouvertures taraudées d'entrée et de sortie 58, 60 sont constituées sur les surfaces extérieures des blocs respectifs 48 et 50. Des contacts électriques 62 et 64 s'étendant dans des directions opposées sont montés dans d'autres ouvertures 66 et 68 constituées en alignement dans les blocs respectifs 48 et 50 et interconnectées par un connecteur mâle 70 supporté- sur le bloc supérieur 48. Des lignes d'alimentation pneumatiques appropriées 72 (figure 3) sont montées dans les ouvertures d'entrée taraudées 58 du bloc de liaison 48, fournissant de l'air sous pression à partir d'une source appropriée (non montrée) dans un but qui sera indiqué plus loin. Une tige 74 provenant du vérin 44 est fixée à la face supérieure du bloc supérieur 48. Chaque cartouche à électrodes 28 (figure -3) est préassemblée et comprend des plaques 30 et 32. La plaque de guidage de fil 32 est constituée en un matériau électriquement non conducteur et fixée par tous moyens de liaison appropriés 76 aux tourelles respectives 18 ou 20. Un guide d'électrode 78 est fixé dans la plaque 32 par des moyens de serrage appropriés 80, les électrodes 34 s'étendant au travers d'ouvertures 82 (figure 4) constituées dans ces derniers. La plaque magasin 30 est montée de façon coulissante sur la plaque de guidage de fil 32 au moyen d'une coulisse à rouleaux transversaux appropriés, représentée en 84. Un bloc de contact 86 et le magasin 88 sont fixes à la plaque 30 par des moyens de serrage appropriés 90. Les éléments 86 et 88 peuvent être remplacés pour recevoir des électrodes 34 de dimensions différentes ou montées selon des dispositions différentes. Les éléments 30, 86 et 88 sont amenés à coulisser par rapport à la plaque 32 pour fournir les électrodes 34 en fonction des besoins, de manière qu'elles s'étendent au travers du guide d'électrode 78. Les moyens de serrage 80 et 90 sont actionnés par un circuit approprié (non montré) qui parvient jusqu'à eux, à partir des ouvertures d'entrée d'air 60 du bloc inférieur 50. Comme montré à la figure 3, un dispositif d'accouplement 92 sert à accoupler rapidement la plaque magasin 30 au vérin 46. Spécifiquement, la tige 94 du vérin 46 est apte à déplacer un connecteur expansible ou approprié, ou un élément en forme de vessie 96e pour le faire pénétrer dans une ouverture 98 du dispositif d'accouplement 92, après quoi du fluide hydraulique qui pénètre par l'ouverture d'entrée 100 en provenance d'une ligne 102 sert à dilater l'élément en forme de vessie 96 de manière qu'il s'engage solidement entre les parois de l'ouverture 98. Lorsque l'une ou l'autre des tourelles 18 et 20 a été tournée de manière à amener une nouvelle cartouche 28 en position de fonctionnement au-dessous du bloc supérieur 48, ce dernier, qui a été rétracté vers le haut, est abaissé sous l'action du vérin 44 et de la tige 74 de ce dernier, pour faire coulisser les manchons 56 dans les ouvertures 54 à l'intérieur du joint 57 et les connecteurs électriques mâles 70 dans les ouvertures 68. La cartouche 28 est ainsi en position de fonctionnement au-dessus de la pièce 36. Si on se réfère à nouveau aux figures 1 et 2, le servo-moteur à courant continu 42 sert à déplacer l'élément de support 26 et les tourelles associées 18 et 20 le long de l'axe Z, y compris les cartouches 28, sous forme d'un ensemble, pour appliquer ainsi aux les électrodes 34 sur les pièces respectives 36 alors qu'un courant traversant les blocs de contact 48 et 50 sert à faire fonctionner les électrodes 34 de façon continue pour éroder par étincelage la ou les ouvertures désirées dans la ou les pièces 36, après quoi le servo-moteur à- courant continu 42 est actionné en sens inverse de manière à rétracter les électrodes 34 de la ou des pièces 36. Le cycle peut être répété sur de nouvelles pièces 36 jusqu'à ce que les électrodes 34 soient trop usées pour fonctionner correctement, moment auquel le bloc connecteur supérieur 48 est rétracté par le vérin 44 du bloc connecteur inférieur 50 et la vessie expansible 96 est dégonflée et retirée par le vérin 46. La tourelle 18 ou 20 est alors indexée pour amener une nouvelle cartouche 28 au-dessous du bloc connecteur 48 et de la vessie expansible 96, qui sont rapidement accouplés au bloc 50 et à l'ouverture 98 comme expliqué ci-dessus. En variante, si une série d'opérations doit 8tre effectuée sur chaque pièce 36, chacune des cartouches 28 disposées autour d'une tourelle 18 ou 20 peut comprendre des électrodes 34 montées selon des dispositions différentes et être indexée en série en position au-dessus de la pièce pour effectuer sur cette dernière les étapes respectives de son fonctionnement. En ce qui concerne les applications industrielles, il est clair que la machine à décharges électriques perfectionnée peut comprendre une ou plusieurs tourelles et fonctionner sur une pièce ou simultanément sur deux pièces. Mais naturellement chaque cartouche à électrodes peut se présenter selon la même configuration ou selon une configuration différente des électrodes. Il est clair également que, lorsque l'électrode d'une cartouche particulière est usée, elle peut être rapidement désaccouplée et retirée par rotation d'une pièce, suite à quoi l'opérateur peut la remplacer quand il en a le temps dans la mesure o la cartouche suivante est en position au-dessus de la pièce et peut être rapidement accouplée à l'unité d'entraînement et aux circuits électrique et pneumatique. Alors qu'un mode de réalisation de l'invention a été montré et décrit, d'autres modifications sont possibles dans les limites du champ d'application des revendications annexées. REVENDICATIONS 1. Machine à décharges électriques, caractérisée en ce qu'elle comprend: un châssis de base sur lequel est fixée une monture apte à maintenir une pièce; un élément de châssis vertical monté sur le - châssis de base; un élément de support monté de façon coulissante sur l'élément de châssis vertical; une tourelle montée de façon indexable sur l'élément de support; un ensemble de cartouches à électrodes régulièrement espacées et montées de façon amovible sur la tourelle, chacune des cartouches comportant au moins une électrode s'étendant à partir de celle-ci; des moyens d'entraînement pour déplacer l'élément de support et la tourelle et, de ce fait, l'une des cartouches et sa ou ses électrodes pour la rapprocher ou l'éloigner de la pièce afin d'y éroder par étincelage une ouverture désirée, une source d'air et d'électricité; et des moyens d'accouplement pour déconnecter et connecter ladite cartouche à électrodes respective par rapport aux moyens d'entraînement et pour séparer alternativement et ensuite amener l'air et l'électricité de ladite source quand il existe un besoin d'utiliser des électrodes différentes. 2. Machine à décharges électriques, caractérisée en ce qu'elle comprend: un châssis de base sur lequel est fixée une monture apte à maintenir une pièce; un élément de châssis vertical monté sur le châssis de base; un élément de support monté de façon coulissante sur l'élément de châssis vertical; une tourelle montée de façon indexable sur l'élément de support; un ensemble de cartouches à électrodes régulièrement espacées et montées de façon amovible sur la tourelle, chacune des cartouches comportant une plaque de guidage de fil fixée à ladite tourelle et une plaque magasin montée de façon coulissante sur ladite plaque de guidage de fil; un guide d'électrode fixé à ladite plaque de guidage de fil et au moins une électrode s'étendant à la sortie de ladite plaque magasin au travers dudit guide d'électrode; des moyens d'entraînement pour déplacer ledit élément de support et la tourelle et, de ce fait, l'une desdites cartouches et sa ou ses électrodes pour la rapprocher ou l'éloigner de la pièce pour éroder par étincelage une ouverture désirée dans cette dernière; et des moyens d'accouplement pour déconnecter et connecter fonctionnellement lesdites cartouches à électrodes respectives auxdits moyens d'entraînement quand il existe un besoin d'utiliser des électrodes différentes. 3. Machine à décharges électriques selon la revendication 2, caractérisée en ce que deux tourelles sont montées de façon indexable sur ledit élément de support et en ce que ladite monture de pièce qui est montée sur le chassis de base est apte à maintenir deux pièces. 4. Machine à décharges électriques selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement comprennent un bloc de connexion inférieur fixé à chacune desdites cartouches, un bloc de connexion supérieur et des moyens à vérin montés sur ledit élément de châssis vertical et auquel est relié ledit bloc de connexion supérieur en vue de faire effectuer un mouvement de va-et-vient audit bloc de connexion supérieur pour l'amener en contact et hors de contact avec les blocs de connexion inférieurs respectifs. 5. Machine à décharges électriques selon la revendication 4, caractérisée en ce que lesdits blocs de connexion supérieur et inférieur comprennent des contacts électriques d'interconnexion et des ouvertures pour la communication de l'air entre eux, à partir d'une source d'air sous pression. 6. Machine à décharges électriques selon la revendication 2, caractérisée en ce que lesdits moyens d'accouplement comprennent un vérin et une tige montée sur ledit élément de châssis vertical, et un élément expansible constitué à l'extrémité de ladite tige de vérin, des moyens hydrauliques pour dilater ledit élément expansible, et uRe ouverture constituée dans ladite plaque magasin, ledit vérin servant à insérer ledit élément expansible dans ladite ouverture avant l'expansion dudit élément expansible grâce auxdits moyens hydrauliques pour relier fonctionnellement ladite cartouche audit élément de support en vue de faire coulisser ledit élément de chassis vertical pour le rapprocher ou l'éloigner de ladite pièce. 7. Machine à décharges électriques, caractérisée en ce qu'elle comprend: un chassis de base sur lequel est fixée une monture apte à maintenir une pièce; un élément de châssis vertical monté sur le châssis de base; un support monté de façon coulissante sur l'élément de châssis vertical; une tourelle montée de façon indexable sur l'élément de support; un ensemble de cartouches à électrodes régulièrement espacées et montées de façon amovible sur la tourelle, chacune des cartouches comportant une plaque de guidage de fil fixée à ladite tourelle et une plaque magasin montée de façon coulissante sur ladite plaque de guidage de fil; un guide d'électrode fixé à ladite plaque de guidage de fil et au moins une électrode s'étendant depuis ladite plaque magasin au travers dudit guide d'électrode; des moyens de puissance pour déplacer ledit élément de support et la tourelle et amener de ce fait l'une desdites cartouches et sa ou ses électrodes en coopération fonctionnelle avec la pièce pour éroder par étincelage une ouverture désirée dans cette dernière; un bloc de connexion supérieur monté en va-et-vient sur ledit élément de chassis vertical; un bloc de connexion inférieur fixé à chacune desdites cartouches; des premiers moyens à vérin montés sur ledit élément de chassis vertical et dont la tige est fixée audit bloc de connexion supérieur pour déplacer en va-et-vient ledit bloc de connexion supérieur et l'amener en contact et hors de contact avec lesdits blocs de connexion inférieurs respectifs pour établir avec eux une communication électrique et pneumatique; des seconds moyens à vérin montés sur ledit élément de chassis vertical et comprenant des moyens de connexion expansibles constitués sur leur tige de vérin; une ouverture constituée dans ladite plaque magasin pour recevoir lesdits moyens de connexion expansibles et fixer ainsi de façon sure ladite cartouche de manière qu'elle se déplace avec lesdits moyens d'entraînement permettant de déplacer ledit élément de support et ladite tourelle et, de ce fait, l'une desdites cartouches avec son ou ses électrodes en coopération fonctionnelle avec la pièce pour éroder par étincelage une ouverture désirée dans cette dernière.