Brevet FR2754482A1 — publié le 19980417

PROCEDE ET DISPOSITIF DE COUPE ET D'ENFILAGE AUTOMATIQUE POUR MACHINE D'ELECTROEROSION L'un des problèmes les plus importants dans les machines d'électroérosion est l'enfilage du fil. La machine peut être équipée d'un système d'enfilage automatique de fil, mais si celui-ci est défaillant, par exemple, à la suite de tentatives répétées d'enfilage restées infructueuses, le fil, qui est très délicat, est détérioré. A d'autres moments, il se produit des ruptures de fil involontaires ou il faut recommencer à travailler avec une bobine de fil neuve ou commencer un autre travail, le précédent étant terminé, etc. La zone du fil dans laquelle s'est produite la détérioration est inutilisable, ce qui place les fabricants de machines d'électroérosion devant les problèmes suivants a) comment séparer la zone de fil inutilisable du reste du fil intact b) comment éliminer la zone de fil inutilisable c) comment faciliter le passage du fil intact par les orifices et les guides pour son enfilage d) présentation du fil à l'enfilage dans des conditions de dureté, de rectitude et de section optimales. Les solutions apportées à ces problèmes sont décrites dans des documents tellement nombreux, récents pour la plupart, qu'elles constituent la meilleure preuve de leur manque d'efficacité à les résoudre. Le demandeur a mis au point un procédé et un dispositif correspondant qui pallie les problèmes mentionnés de manière simple. L'essence de l'invention consiste à prévoir des roues aux fonctions polyvalentes de traction et de freinage, à augmenter la température par effet Joule au point où l'on désire que le fil se coupe, en concentrant sur ledit point le passage de l'énergie électrique, à automatiser la récupération du fil coupé, inutilisable et à améliorer le guidage du fil. Afin de mieux comprendre l'objet de la présente invention, on a représenté sur les dessins un mode de réalisation pratique préféré, susceptible de modifications accessoires sans sortir du cadre de la présente invention. La figure 1 est une représentation schématique de la disposition des éléments qui composent le système selon l'invention. Un exemple de réalisation pratique, non limitatif, de la présente invention est décrit cidessous. Tous les éléments électroniques et d'actionnement sont sous le contrôle d'un microprocesseur programmé (non représenté). Le système se compose d'un servo-moteur (ml) sur lequel est placée une bobine (b) d'alimentation de fil (1), le fil (1) étant acheminé au moyen de dispositifs classiques d'alimentation vers une roue d'alimentation (3) disposée entre deux galets de pression (2), (2) exerçant chacun une pression sous l'action de ressorts (S1). La roue d'alimentation (3) est actionnée par un servo-moteur (m2) à embrayage progressif (ce), de sorte que, lorsque le servo-moteur (m2) est en marche et embrayé, la roue d'alimentation (3) soit en mode d'entraînement, et que, lorsque le servo-moteur (m2) est arrêté et embrayé, la roue d'alimentation (3) agisse comme un frein. Et ce, selon la progression désirée, en faisant intervenir 1'UC sur l'embrayage progressif (ce). La roue d'alimentation (3) possède un revêtement (31) en matière élastique susceptible de se dégrader à la chaleur. C'est la raison pour laquelle est prévu, à proximité de la sortie du fil (1) de la roue d'alimentation, un petit tube (33) de refroidissement par air de la zone de contact dudit revêtement (31) avec le fil (1). La roue d'alimentation (3) possède également un codeur (32) qui mesure la rotation de la roue (3), car, comme on le verra ultérieurement, la roue d'alimentation (3) doit tourner un nombre de fois déterminé pour chaque type de fil (1) utilisé. A la sortie de la roue d'alimentation (3) sont agencés un premier guide (gl) et un tube (13) dont la surface latérale est amovible pour avoir accès au fil (1) depuis l'extérieur. A la sortie du tube (13) sont agencés successivement un second guide (g2), deux électrodes (e2) qui, sous l'action de moyens classiques, par exemple des vérins pneumatiques, et sous le contrôle de 1'UC, sont/ne sont pas en contact avec le fil (1), et un troisième guide (g3). Le fil (1) passe ensuite entre les deux roues d'étirement (8) qui sont conductrices de l'électricité et qui sont actionnées par un moteur (m3) avec réducteur (rl) et qui peuvent se rapprocher/s'écarter l'une de l'autre sous le contrôle de 1'UC. I1 est ensuite prévu un détecteur de présence de fil (6) et un déflecteur (7) avec un cône-guide (tl) vertical pour guider le fil (1), dans des conditions normales de travail, et un cône-guide (t2) de fil usagé, pour conduire le fil (11) usagé. Le déflecteur (7) se déplace sous l'action du vérin pneumatique (9). Le fonctionnement est décrit ci-dessous. Le fil (1) peut se présenter de deux manières. I. Le fil est en mauvais état à la suite d'une rupture accidentelle ou d'une défaillance de l'enfilage à plusieurs reprises, etc. Fil en situation anormale. II. Le fil est en bon état et correctement enfilé mais un travail est terminé et il faut en commencer un autre. Les deux possibilités comportent deux phases fondamentales - préparation du fil - coupe du fil et enfilage Possibilité I - Fil (1) en situation anormale. Phase de préparation du fil. I1 faut supprimer la partie du fil (1) en mauvais état. Lorsque le fil (1) est en mauvais état (en cas de rupture, par exemple), un détecteur de rupture classique envoie un signal correspondant que 1'UC transforme en ordre transmis au servo-moteur (m2) de manière que la roue d'alimentation (3) de fil (1) inverse son sens de rotation pour récupérer le fil au lieu de l'acheminer vers la machine. Lorsque le détecteur (6), inductif par exemple, détecte qu'il n'y a pas de fil (1), les actions principales suivantes se produisent a) La roue d'alimentation (3) est libre ou légèrement freinée, selon le programme de 1'UC, et les roues d'étirement (8) se rapprochent et entraînent le fil (1) vers le bas. b) le déflecteur (7) place le cône-guide (t2) de fil usagé sous le détecteur (6) dans la directrice du fil et, au moyen du tube (12), achemine le fil usagé (11) vers des lames (11) qui le découpent en morceaux et le déposent dans le réservoir de stockage (10) de fil usagé. Après une période de temps prédéterminée ou un nombre de tours de la roue d'alimentation (3) mesurés par le codeur (32), en fonction de la quantité de fil que l'on désire rebuter, 1'UC commande les opérations suivantes c) maintien du rapprochement des roues d'étirement (8), mais faisant office de frein, sans laisser passer le fil (1), et entraînement du fil (1) vers le haut par la roue d'alimentation (3), laquelle, avec son codeur (32), tourne d'un angle prédéterminé (a), en produisant un étirement prédéterminé du fil (1), programmé dans 1'UC pour chaque type de fil utilisé d) dans le même temps, la fermeture du premier circuit électrique formé par : une première source d'alimentation réglée en intensité (P1), que l'on peut faire varier par programme, un galet de pression (2), un fil (1) et des roues d'étirement (8), au moyen, par exemple, d'électrodes de contact (el), fermeture grâce à laquelle le fil (1) chauffe en produisant un étirement et une diminution de sa section, par exemple de 250 p à 230 > . Une fois la roue d'alimentation (3) tournée de l'angle prédéterminé (a) pour chaque type de fil mentionné précédemment, on entre dans la phase suivante. Phase de coupe du fil et enfilage. a) La roue d'alimentation (3) reste immobilisée, totalement freinée, les roues d'étirement (8) restent rapprochées en exerçant une traction vers le bas du fil b) dans le même temps, le premier circuit électrique s'ouvre et le second circuit, formé par les éléments suivants, se connecte : seconde source d'alimentation réglée en intensité (P2), qui fournit une intensité importante, supérieure à celle du premier circuit électrique, électrodes de coupe (e2) (opposées pour éviter de produire une courbure du fil (1) lors du contact), roues d'étirement (8) c) en alimentant le fil (1) en énergie calorique en quantité importante, dans une zone de coupe réduite (e2) (8), et en maintenant la tension mécanique, on obtient la rupture du fil (1) d) les roues d'étirement (8) acheminent le tronçon inférieur vers le cône-guide de fil usagé (t2) et vers le réservoir de stockage (10) e) le vérin automatique (9) positionne le déflecteur (7) avec son cône-guide vertical (tl) sous le détecteur (6), les électrodes de coupe (e2) se séparent, les roues d'étirement (8) se séparent, la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) vers le bas, en le faisant passer, comme dans un enfilage classique, par le guide de sortie (A) de la tête supérieure (c) de la machine. Possibilité II Phase de préparation du fil. Elle est réalisée de la même manière que pour la possibilité I, mais sans les opérations (a) et (b) Phase de coupe du fil et enfilage a) les roues d'étirement (8) se rapprochent et, en faisant office de frein, empêchent le passage du fil (1), tandis que la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) vers le haut b), c) comme expliqué pour la possibilité I d) les roues d'étirement (8) se séparent et les éléments d'entraînement de la tête inférieure (non représentée) acheminent la partie inférieure du fil e) les électrodes de coupe (e2) se séparent, la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) (partie supérieure) vers le bas et l'opération se poursuit comme dans un enfilage classique. REVENDICATIONS 1. - Dispositif de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion, comportant une tête-guide supérieure et une tête-guide inférieure de fil, caractérisé en ce qu'il comprend a) une bobine d'alimentation (b) de fil (1) qui l'achemine vers b) une roue d'alimentation (3) qui peut faire office de moteur ou de frein et, en aval, c) des roues d'étirement (8) conductrices de l'électricité qui peuvent se séparer/se rapprocher du fil (1) et faire office d'entraînement ou de frein, et d) un détecteur de présence de fil (6), puis e) un déflecteur (7) avec un cône-guide de fil usagé (t2) communiquant avec un réservoir de stockage (10) avec des moyens pour actionner le déflecteur et placer le cône-guide de fil usage (t2) sur la directrice de fil (1) ou l'en retirer f) une première source (P1) d'énergie électrique qui alimente à volonté le fil (1) entre la roue d'alimentation (3) et les roues d'étirement (8) g) une seconde source (P2) d'énergie électrique qui alimente à volonté le fil (1) entre les roues d'étirement (8) et des électrodes de coupe (e2) qui, sous l'action de moyens d'actionnement contrôlés par 1'UC, sont/ne sont pas en contact avec le fil (1), lesdites électrodes de coupe (e2) étant disposées à proximité des roues d'étirement h) des moyens électriques et électroniques d'actionnement de tous les éléments précédents sous la commande d'un microprocesseur programmable. 2. - Dispositif de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'entre la roue d'alimentation (3) et les roues d'étirement (8) se trouvent, successivement, un premier guide (gl), un tube (13) avec accès latéral depuis l'extérieur, un second guide (g2) et un troisième guide (g3) encadrant les électrodes de coupe (e2). 3. - Dispositif de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion, selon la revendication 1, caractérisé en ce que le déflecteur (7) est actionné par un vérin pneumatique (9) et comprend un cône-guide vertical (tl) et un cône-guide de fil usagé (t2) raccordé à un tube (12) dont l'ouverture de sortie débouche dans le réservoir de fil usagé (10). 4. - Dispositif de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion selon la revendication 1, caractérisé en ce que la roue d'alimentation (3) comprend un revêtement extérieur (31) en matière flexible et un codeur (32) pour mesurer son angle de rotation. 5. - Procédé de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion, réalisé avec le dispositif selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'il comprend des détecteurs de fil en situation anormale, dont les signaux sont reçus par un microprocesseur programmé qui met en marche le procédé, comprenant a) une phase de préparation du fil dans laquelle la roue d'alimentation (3) inverse son sens de rotation et récupère le fil (1) en l'entraînant jusqu'à ce que le détecteur (6) indique qu'il n'y a plus de fil (1), 1'UC commandant alors les opérations suivantes Aa) libération de la roue d'alimentation (3) et entraînement du fil (1) vers le bas par les roues d'étirement (8) pendant un nombre de tours prédéterminé, en même temps que, Ab) le déflecteur (7) place le cône-guide (t2) de fil usagé dans la directrice du fil (1) Ac) les roues d'étirement (8) font office de frein, empêchant le passage du fil (1) et la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) vers le haut, selon un angle (a) prédéterminé, en même temps que Ad) se connecte le premier circuit électrique qui est fermé par le fil (1) entre le galet de pression (2) et les roues d'étirement (8), pendant le temps où la roue d'alimentation (3) tourne d'un angle (a) prédéterminé, puis 1'UC intervient b) une phase de coupe et d'enfilage dans laquelle 1'UC commande successivement les opérations suivantes Ba) freinage de la roue d'alimentation (3), empêchant le passage du fil et entraînement du fil (1) vers le bas par les roues d'étirement (8), en même temps que, Bb) s'ouvre le premier circuit électrique et se ferme le second circuit électrique, qui fournit une intensité supérieure à celle du premier circuit électrique et qui est fermé par le fil dans une petite zone entre des électrodes de coupe (e2) et les roues d'étirement (8), Bc) la connexion dure jusqu'à la rupture du fil (1), laissant un tronçon de fil inférieur usagé, Bd) les roues d'étirement (8) continuent d'entraîner le tronçon de fil inférieur usagé en le tirant vers le réservoir de stockage (10). Be) le cône-guide vertical (tl) se place sur la directrice du fil (1), les roues d'étirement (8) se séparent et la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) vers le bas pour l'enfiler. 6. - Procédé de coupe et d'enfilage automatique pour machine d'électroérosion, selon la revendication 5, caractérisé en ce que le fil étant enfilé et un nouveau travail devant être commencé, le microprocesseur commande les phases successives suivantes a) une phase de préparation du fil dans laquelle Aa) les roues d'étirement (8) font office de frein, empêchant le passage du fil (1) et la roue d'alimentation (3) entraîne le fil (1) vers le haut, selon un angle prédéterminé, en même temps que Ab) se connecte -le premier circuit électrique qui est fermé par le fil (1) entre le galet de pression (2) et les roues d'étirement (8) b) une phase de coupe et d'enfilage dans laquelle 1'UC commande successivement les opérations suivantes Ba) les roues d'étirement (8) font office de frein, empêchant le passage du fil (1) et la roue d'alimentation entraîne le fil (1) vers le haut, Bb) ouverture du premier circuit électrique et fermeture d'un second circuit électrique, qui fournit une intensité supérieure à celle du premier circuit électrique et qui est fermé par le fil dans une petite zone entre des électrodes de coupe (e2) et les roues d'étirement (8), Bc) la connexion dure jusqu'à la rupture de fil (1), laissant un fil inférieur et un fil supérieur, Bd) les roues d'étirement (8) se séparent et les éléments d'entraînement d'une tête inférieure de la machine acheminent le fil inférieur, Be) les roues d'étirement (8) se séparent et la roue d'alimentation (3) entraîne le fil supérieur qui s'enfile.