Brevet FR2612437A1 — publié le 19880923

i 2612437 PROCEDE ET DISPOSITIF D'USINAGE.LECTRDCHIMIQUE DE PIECES A TRAVAILLER. L'invention concerne un dispositif d'usinage électrochimique de pièces à travailler, en particulier pour le fraisage électrochimique, avec une électrode d'usinage (outil) réglable par rapport à la pièce à travailler et une unité d'alimentation pour la quantité électrique amenée caract6ri- sée par les dimensions de travail ( intensité/tension). Dans l'usinage électrochimique de pièces à travailler, l'électrode d'usi- nage entoure avec la pièce à travailler un entrefer de travail qui est rempli par un électrolyte. Dans un dispositif connu par le brevet DE-PS 3032 757, dans le cas d'un court-circuit dans l'entrefer de travail entre électrode et pièce à travailler, la tension de travail du redresseur est mise hors-circuit par un interrupteur de court-circuit et, de cette manière, l'outil ou la pièce à travailler sont protégés contre des endonrmagements dus à des surintensités de courant. Lors de l'usinage simultané de plusieurs pièces à travailler avec des dis- positifs du type connu, il se produit fréquemment des oxydations de con- tact des points de liaison entre l'amenée de la quantité électrique caracté- risée par les dimensions de la pièce et les pièces à travailler individuel- les usinées simultanément. L'interruption de l'alimentation en courant dans des voies de courant indi- viduelles ne conduit pas à une raise hors-circuit de la tension de travail. Les pièces à travailler dans les voies de courant satisfaisantes sont égale- ment usinées convenablement. Les cathodes dans les voies de courant pertur- bées se déplacent avec parfois une vitesse d'avance élevée vers la pièce à travailler, ce qui produit un endonagement mécanique de la pièce à tra- vailler et/ou de l'outil. L'invention a en conséquence pour but d'offrir un dispositif et un procédé d'usinage électrochimique de pièces à travailler avec lesquels on évite un endommagement de la pièce à travailler et/ou de 1 'outil pour les perturbations de fonctionnermnt produites par l 'interruption du circuit de courant de travail. Ce but est atteint, conformrment à l'invention, pour un dispositif conforme à l'introduction, grâce à une mérmoire pour la variation dans le temps de la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail détectée par une installation de mesure et par un étage comparateur pour la compa- raison de la variation dans le temps de la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail mémorisée et servant de valeur de consigne avec la variation dans le temps délivrée par 1 'installation de mesure et servant de valeur effective, l'étage conparateur envoyant un signal de ccmrande à l'unité d'alimentation lors du dépassement d'un écart valeur de consigne/valeur effective pouvant être donné à 1 'avance. Le but est en outre atteint grâce à un procédé pour 1 'usinage Éiectrochimique de pièces à travailler, dans lequel une électrode d'usinage (outil) est déplacée par rapport à la pièce à travailler qui est alimentée par une unité d'ali- mentation en quantité électrique caractérisée par les dimensions de tra- vail, le processus d'usinage étant interrompu lorsqu'un étage comparateur détermine le dépassement d'une différence admise entre une valeur de con- signe extraite d'une mnmoire et une valeur effective mesurée par une in- stallation de mesure, pour la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail. Des formes de réalisation avantageuses de 1 'invention sont caractérisées dans les sous-revendications. Conforément à la solution selon l'invention, immrdiatement après le rég- lage optimal du dispositif d'usinage électrochimique, on mé-morise dans une nmémoire la variation dans le temps de la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail pendant le processus d'usinage de la première pièce à travailler. Cette variation de valeur mesurée sert ensuite de valeur de consigne allouée. Lors de l'usinage des pièces à travailler sui- vantes, pendant lequel on surveille également à chaque fois la variation dans le temps de la quantité caractérisée par les dimensions de travail, 26 1 2437 un étage comparateur détermine un dépasserment des bornes de tolérance admissibles valeur de consigne/ valeur effective, par exemple du fait d'une perturbation du paramètre de travail réglé ou de l'oxydation du contact entre l'amenée de la grandeur électrique caractérisée par les dimensions de travail et la pièce à travailler, et produit une interruption du processus d'usinage. On évite ainsi d'une part un écart de la pièce à travailler en dehors des tDlérances d'usinage admissibles et, d'autre part, un endaonagement de la pièce à travailler oudel'outil par des déplacements incontrôlés de l'un par rapport à 1 'autre. L'invention va être décrite ci-après plus en détail en référence à un dessin représentant un exemple de réalisation. Le dispositif d'usinage de pièces à travailler par fraisage électrochi- mique contient une pièce à travailler 1 et une électrode d'usinage (outil) 2 réglable de manière conventionnelle parrapport à la pièce à travailler 1, les deux éléments entourant un entrefer de travail empli d'un électrolyte. Le dispositif d'usinage est raccordé à la sortie d'une unité d'alimenta- tion 3 qui contient une source de courant continu et délivre le courant de travail pour le processus d'usinage, la tension appliquée à la pièce à travailler 1 étant maintenue constante par l'unité d'alimentation 3. Tandis que l'outil 2 est relié à la terre, le plus de l'unité d'alimenta- tion 3 est relié à la pièce à travailler 1 par l'intermédiaire d'un con- tact 4. Le courant de travail absorbé par la pièce à travailler 1 est mesuré par un dispositif de mesure 5 qui contient par exemple un shunt. La sortie du dispositif de mesure 5 est reliée à chaque fois avec l'entrée d'un conver- tisseur analogique-numérique 6 et à l'entrée de valeur effective d'un étage comparateur 7, qui est réalisé sous forme d'un discriminateur à fenêtre dont la largeur de fenêtre est réglable au moyen d'un potentiomètre 15. Le signal de sortie numérisé du convertisseur 6 est envoyé à une mémoire écriture-lecture 8 non volatile mais cependant effaçable électriquement ( E2 PROM). La mémoire 8 est synchronisée par un oscillateur 10 commandé 2612437 - par quartz, la fréquence de synchronisation étant réglable au moyen d'un ampteur-diviseur 9 monté entre l'oscillateur 10 et la mnmoire 8. Le compteur-diviseur 9 est activa ou mis hors-circuit par un dispositif arrêt-marche 11. Les données extraites de la mnmoire 8 sont envoyées à un convertisseur numérique/analogique 12 dont la sortie fornme l 'entrée valeur de consigne de l'étage ccmparateur 7, dont la sortie est reliée à l'unité d'alimentation 3. La commutationde la fonction respective de la nmémoire 8 (écrire/lire) est produite par un émetteur de signal de coemmnande 13 qui est relié directement au convertisseur A/D 6 et, par l'interrmédiaire d'un invertisseur 14, au convertisseur D/A 12. Le fonctionnement général des composants de circuit décrits dans cet exemple de réalisation est le suivant: Apres réglage du dispositif d'usinage électrochimique aux conditions de fonctionnement souhaitées ( par exemrple avance), le processus d'usinage de la première pièce à travailler 1 sert à créer les valeurs de consigne allouées dans la mémoire 8. En outre, au début du processus d'usinage, le ccpteur-diviseur 9 est activé par l'intermédiaire du dispositif arrêt- marche 11. La mémroire 8 est miss en fonction écriture par 1 'intermédiaire de 1 'émetteur de signal de commande 13 par comaende du convertisseur A/D 6. La variation dans le temps du courant de travail s' écoulant dans la pièce à travailler est mesurée par le dispositif de mesure 5 et transfor- nmée par le convertisseur A/D 6 en valeurs de mesure numériques qui sont adressées dans la mémoire 8. Apres achèvement du processus d'usinage, le ccapteur-diviseur 9 est arrêté par le dispositif arrêt-marche 11, de sorte que la variation dans le tenps de la valeur mesurée, qui sert ensuite de valeur de consigne pour 1 'usinage d'autres pièces à travailler,est mémori- sée sous forme de valeurs de roesure numériques dans la mémoire 8. Au dé- but du processus d'usinage suivant, le ccpteur-diviseur 9 est à nouveau mis en marche, la mémoire 8 est cependant commutée en fonction lecture par l'émetteur de signal de commande 13, de sorte que le convertisseur D/A 12 est active, à la sortie duquel les valeurs de mesure mémorisées dans la mémoire 8 sont maintenant disponibles sous forme de signaux de référence analogiques pour l'entrée de valeur de consigne du comparateur 7. En syn- chronisme avec la lecture des valeurs de consigne, le dispositif de mesure 5 redonne la variation dans le temps du courant de travail effectif respectif pendant l'usinage d'une pièce à travailler 1, qui est enfin coemparée à la valeur de consigne dans l'étage coparateur 7. Si alors les caractéristiques de fonctionnement se modifient pendant l'usinage de la pièce à usiner par rapport aux caractéristiques mesurées sur la première pièce à travailler, par exemple du fait d'une oxydation du contact 4 adjacent à la pièce à travailler 1, cela est déterminé à la sortie de l'étage carmparateur 7 par l'émission d'un signal d'alarme à l'unité d'alimentation 3. De ce fait, le processus d'usinage est inter- rocpu de sorte que 1 'électrode d'usinage 2 ne peut continuer à être avan- cée sans contrôle vers la pièce à travailler 1 et qu'on évite un endom- magement mécanique de l'outil 2 ou de la pièce à travailler 1. Selon le choix de la largeur de fenêtre du comparateur 7, basée sur le réglage du potentiomatre 15, on peut choisir le seuil de déclenchement de la fonction d'alarme. Avantageusement, celle-ci est réglée suffisamment étroite pour que de faibles déviations du courant de travail par rapport à la varaition dans le temps de la valeur de consigne sont déjà connues. De cette manière, on permet un maintien des tolérances d'usinage voulues pour la pièce à travailler 1. Selon la rapidité du processus d'usinage, on peut régler, par le rapport de division du compteur-diviseur 9, la fréquence d'échantillonnage des convertisseurs 6,12 ou la fréquence d'oscillation de la mnmoire 8 de telle manière qu'on obtienne une utilisation optimale du contenu disponible de la mzmoire. Le dispositif décrit dans l'exemple de réalisation convient particulière- ment à une utilisation pour l'usinage de pièces d'usinage par fraisage électrochimique. On peut cependant penser également à une utilisation du dispositif conforme à l'invention pour un ébarbage électrochimique, la différence avec un fraisage électrochimique résidant seulement en ce que, pour l'ébarbage, on surveille par le dispositif de mesure 5 la tension de travail aux bornes de la pièce à travailler pendant que l 'intensité est constante par l'unité d'alimentation 3. REVENDICATIONS 1.- Dispositif d'usinage électrochimique de pièces à travailler, en parti- culier pour le fraisage électrochimique, avec une électrode d'usinage (outil) réglable par rapport à la pièce à travailler et une unité d'ali- mentation pour la quantité électrique amenée caractérisée par les dimen- sions de travail (intensité/tension), caractérisé par une mémoire (8) pour la variation dans le temps de la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail détectée par une installation de mesure (5) et par un étage comparateur (7) pour la comparaison de la variation dans le temps de la quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail mé- morisée et servant de valeur de consigne avec la variation dans le temps délivrée par l'installation de mesure (5) et servant de valeur effective, l'étage coaparateur (7) envoyant un signal de commande à l'unité d'alimen- tation (3) lors du dépassement d'un écart valeur de consigne/valeur effec- tive pouvant être donné à l'avance. 2.- Dispositif selon la revendication 1, caractérisé par le fait que la mémoire est une mémoire 6criturce-lecture non volatile effaçable électrique- ment ( E PROM) pour la mémorisation de la variation du signal de sortie de l'installation de mresure (5) sous forme de valeurs de mesure numériques avec des écarts dans le temps pouvant être déterminés à 1 'avance. 3.- Dispositif selon 1 'une des revendications 1 et 2, caractérise par le fait que la mémoire (8) conporte des moyens qui modifient la fréquence d'oscillation de la mémoire (8) pour améliorer la résolution en fonction de la vitesse de modification de la quantité caractérisée par les dimensions de travail. 4.- Procédé pour l'usinage électrochimique de pièces à travailler, dans lequel une électrode d'usinage (outil) est déplacée par rapport à la pièce à travailler qui est alimentée par une unité d'alimentation en quantité électrique caractérisée par les dimensions de travail (intensité/tension), caractérisé par le fait que le processus d'usinage est interrompu lorsque un étage comparateur (7) déternine le dépassement d'une différence ad- mise entre une valeur de consigne extraite d'une m6moire (8) et une va- leur effective mesurée par une installation de mesure (5), pour la quantité électrique caractéris4e par les dimensions de travail, en parti- culier en utilisant un dispositif selon 1 'une des revendications 1 à 3.