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REVENDICATIONS
1. Procédé d'usinage par décharges érosives d'une électrode piéce préalablement découpée, pour corriger en une seule passe la forme de cette électrode-piéce, selon lequel on crée un déplacement relatif entre ladite élecrode-pièce et une électrode-fil suivant une trajectoire prédéterminée, caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir des conditions d'étincelage déterminées par des déplacements relatifs des électrodes perpendiculaires à ladite trajectoire, à mesurer à chaque instant l'écart de position avec cette trajectoire, et à varier la vitesse du déplacement dans la direction de cette trajectoire, selon une fonction inverse de cet écart.
2. Dispositif pour la mise en oeuvre du procédé selon la revendication 1, comportant un générateur d'impulsions de tension pour amorcer des décharges entre les électrodes, et deux moteurs commandés par un calculateur de trajectoire pour effectuer les déplacements relatifs des électrodes selon cette trajectoire, caractérisé en ce qu'il comporte un circuit de calcul des déplacements relatifs des électrodes selon la perpendiculaire à cette trajectoire, un discriminateur d'écart entre la position des électrodes et cette trajectoire, et un circuit de commande coopérant avec le calculateur de trajectoire et le discriminateur d'écart pour varier la vitesse du déplacement dans la direction de cette trajectoire, selon une fonction inverse de cet écart.
L'invention concerne un procédé d'usinage par décharges érosives d'une électrode-pièce préalablement découpée, pour corriger en une seule passe la forme de cette piéce, selon lequel on crée un déplacement relatif entre ladite électrode-piéce et une électrode-fil suivant une trajectoire prédéterminée.
Lorsque l'usinage d'une pièce doit être réalisé avec grande précision, il est souvent nécessaire d'effectuer, à la suite d'une première opération d'usinage, une seconde opération destinée à corriger les erreurs d'usinage survenues au cours de la première opération.
Cette seconde opération est particulièrement nécessaire pour corriger la forme d'une pièce découpée par électroérosion au moyen d'un fil déplacé selon la trajectoire de référence. Des défauts d'usinage peuvent apparaître par exemple aux endroits lit forte courbure de cette trajectoire, du fait du défaut d'alignement du fil par rapport à ses guides. En revanche, ce défaut n'est plus gênant dans les parties rectilignes de la trajectoire. Le problème à résoudre est, par conséquent, d'atteindre une cote d'usinage déterminée en enlevant une couche de matière d'épaisseur variable en suivant le déplacement du fil selon la trajectoire déterminée.
Les méthodes connues pour réaliser cette seconde opération consistent à déplacer le fil soit suivant une trajectoire prédéterminée à une vitesse variable selon l'épaisseur de la couche à enlever, soit en suivant le contour réel de la pièce à une vitesse constante et en répétant l'opération.
La première de ces méthodes n'est pas précise, du fait de la variation de la distance d'étincelage entre le fil et la pièce en fonction de la vitesse d'avance du fil, tandis que la seconde de ces méthodes ne permet d'atteindre la précision qu'après un grand nombre de passes successives et une perte de temps considérable.
Le procédé objet de l'invention permet en revanche d'atteindre en une seule passe et avec une grande précision la cote d'usinage d'une trajectoire programmée. Il est caractérisé en ce qu'il consiste à maintenir des conditions d'étincelage déterminées par des déplacements relatifs des électrodes perpendiculaires à ladite trajectoire, à mesurer à chaque instant l'écart de position avec cette trajectoire, et à varier la vitesse du déplacement dans la direction de cette trajectoire, selon une fonction inverse de cet écart.
Selon le procédé, le fil métallique, déplacé entre deux guides, peut s'écarter de la trajectoire programmée d'une distance égale à la variation de la distance d'étincelage due à la variation de la vitesse d'avance ou à la variation de l'épaisseur de la couche de matière à enlever. Ainsi, la cote de l'usinage reste toujours à la même distance de la trajectoire programmée de l'axe du fil.
Ce procédé permet de respecter une loi de la variation de la distance d'étincelage latérale en fonction de la vitesse d'avance de l'usinage.
Le dessin annexé représente, schématiquement et à titre d'exemple, une forme d'exécution d'un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
La fig. 1 est un schéma explicatif des conditions d'usinage.
La fig. 2 illustre le schéma de commande selon ladite forme d'exécution.
La fig. 1 est une coupe à grande échelle transversale à un fil 1 qui constitue une électrode-outil permettant d'effectuer, par électroérosion, un usinage correctif d'une découpe déjà effectuée dans une électrode-pièce 2. Sur la droite de la fig. 1, on a désigné par A le profil de la découpe précédemment usinée, tandis que, sur la partie gauche, B montre le profil obtenu après correction. Pour obtenir le profil B, le fil 1 est déplacé suivant une trajectoire C, pour autant que la vitesse de déplacement VT du fil 1 soit constante et connue. Toutefois, si l'on veut maintenir des conditions électriques constantes d'usinage, il est clair que la vitesse de déplacement VT, qui est tangentielle à la trajectoire programmée C, devra être modifiée en sens inverse de l'épaisseur de matière à enlever pour passer du profil A au profil B.
Or on sait que la distance latérale d'étincelage GL dépend du régime d'usinage et de la vitesse tangentielle VT. Pour des conditions électriques constantes d'usinage, cette distance GL augmente lorsque la vitesse VT diminue, jusqu'à ce que cette distance GL atteigne la valeur limite pour laquelle la tension appliquée au fil 1 ne suffit plus à faire éclater des étincelles entre les deux électrodes. Il en résulte que, si le fil 1 est déplacé exactement selon la trajectoire C, on n'obtiendrait pas le profil rectifié B, ce profil présentant alors des imperfections fonction de la correction à effectuer sur le profil A et en sens inverse de celui des imperfections de ce profil A.
Pour obtenir un profil d'une extrême précision, on provoque et contrôle des déplacements relatifs des électrodes dans une direction transversale à une surface de référence définie par la trajectoire programmée C. Ces déplacements sont effectués en donnant une vitesse
VR au fil 1, la valeur de cette vitesse étant déterminée de façon à maintenir des conditions d'usinage données dans la zone d'usinage
GF. On mesure à chaque instant l'écart de position entre l'électrode 1 et cette surface de référence, c'est-à-dire l'écart entre l'axe du fil 1 et la trajectoire programmée, et l'on fait varier la vitesse d'avance VT le long de cette surface selon une fonction inverse de cet écart.
Ainsi,
I'axe du fil 1 suit une trajectoire corrigée C' différant légèrement de la trajectoire programmée C et présentant, par rapport à cette dernière, un écart AR qui est mesuré et utilisé pour régler la vitesse d'avance tangentielle VT. Ainsi, comme le montre la fig. 1, la distance latérale d'usinage GL est augmentée d'un accroissement AG.
On obtient donc une plus grande distance d'étincelage latérale lorsque la vitesse d'avance tangentielle est plus faible, et il suffit de respecter une loi liant la valeur de la distance d'étincelage latéral GL à la vitesse d'avance VT pour obtenir une rectification aussi parfaite que possible du profil de la découpe.
La fig. 2 représente schématiquement un dispositif pour la mise en oeuvre du procédé objet de l'invention.
Un générateur 3 fournit les impulsions de courant pour provoquer l'étincelage entre le fil I et la pièce à usiner 2. Cette dernière présente une découpe 4 préalablement usinée. Le générateur 3 est relié, d'une part, à la pièce 2 et, d'autre part, à des galets 5 assurant le défilement du fil et en même temps l'amenée de courant à celui-ci.
Le fil 1 passe encore sur des guides 6 déplaçables horizontalement suivant une direction Y grâce à un moteur 7 associé à un capteur 8 de position. La pièce 2 est destinée à être déplacée horizontalement par un moteur 9 suivant une direction X, ce moteur 9 étant associé à un capteur 10 de position.
La surface corrigée que l'on désire obtenir pour la découpe 4 est
définie par une trajectoire programmée dans un circuit 1 1 qui est relié à un calculateur de trajectoire 12 donnant les composantes x et y du déplacement relatif entre le fil 1 et la pièce 2. Le calculateur 12 fournit des valeurs de consigne instantanées par des lignes a et b aux deux servocommandes 13 et 13' pilotant les moteurs 7 et respectivement 9. Ces deux servocommandes reçoivent également un signal du capteur respectif 8 ou 10, ainsi qu'un signal de correction provenant d'un calculateur 14 par des lignes c et d.
Le calculateur 14 sert à corriger la trajectoire de façon à maintenir des conditions d'usinage déterminées de la pièce 2 par le fil 1. A cet effet, le calculateur 14 est piloté par un circuit 15 d'analyse des conditions électriques régnant dans la zone d'usinage, ce circuit fournissant un signal à un calculateur 16 de la vitesse transversale à la surface de la découpe, cette vitesse étant indiquée par VR à la fig. 1.
Les deux capteurs de position 8 et 10 envoient chacun un signal de position à un circuit 17 calculateur d'écart de position et recevant également du calculateur 12 de trajectoire, par une ligne e, les consignes des valeurs x et y. Ce calculateur 17 fournit donc un signal d'écart entre les valeurs réelles des coordonnées x, y et leurs valeurs de consigne fournies par le circuit 12, cet écart étant provoqué par le calculateur d'avance normale 14. Le signal de sortie du calculateur d'écart 17 est appliqué à un calculateur 18 qui donne un signal de pilotage de la vitesse tangentielle VT, ce signal étant appliqué au calculateur de trajectoire 12. Le calculateur 18 contient, sous forme programmée, une loi de variation de la distance d'étincelage latéral
GL, en fonction de la vitesse de déplacement du fil 1 dans la direction de la vitesse tangentielle.
Ce calculateur 18 tient compte de l'écart de position entre les trajectoires C et C' de la fig. 1. du diamètre du fil 1, des conditions d'usinage et impose une valeur à ce rapport, de façon telle que la distance latérale d'étincelage, à partir de la position instantanée du fil 1, se termine sur le profil B.
Pour obtenir une correction parfaite du profil A, la condition essentielle est de tenir compte, d'une part, de la variation de la distance d'étincelage latéral en fonction de la vitesse tangentielle VT et, d'autre part, de l'écart AR pour assurer que la position instantanée de l'enveloppe comprenant l'électrode-outil augmentée de la distance d'étincelage latéral soit toujours tangente à la surface de référence.
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CLAIMS
1. Machining process by erosive discharges of a previously cut piece electrode, in order to correct in a single pass the shape of this piece electrode, according to which a relative displacement is created between said piece electrode and a wire electrode according to a predetermined trajectory, characterized in that it consists in maintaining sparking conditions determined by relative displacements of the electrodes perpendicular to said trajectory, in measuring at all times the position difference with this trajectory, and in varying the speed of the displacement in the direction of this trajectory, according to an inverse function of this difference.
2. Device for implementing the method according to claim 1, comprising a voltage pulse generator for initiating discharges between the electrodes, and two motors controlled by a trajectory calculator to effect the relative displacements of the electrodes along this trajectory , characterized in that it comprises a circuit for calculating the relative displacements of the electrodes along the perpendicular to this trajectory, a difference discriminator between the position of the electrodes and this trajectory, and a control circuit cooperating with the trajectory calculator and the difference discriminator for varying the speed of movement in the direction of this trajectory, according to an inverse function of this difference.
The invention relates to a method of machining by erosive discharges an electrode-piece previously cut, to correct in a single pass the shape of this piece, according to which a relative displacement is created between said piece electrode and a wire electrode along a predetermined path.
When the machining of a part must be carried out with great precision, it is often necessary to carry out, following a first machining operation, a second operation intended to correct the machining errors which have occurred during the first operation.
This second operation is particularly necessary to correct the shape of a part cut by electroerosion by means of a wire displaced along the reference path. Machining faults can appear, for example, in places with a strong curvature of this trajectory, due to the defect in alignment of the wire with respect to its guides. On the other hand, this defect is no longer a nuisance in the straight parts of the trajectory. The problem to be solved is, therefore, to reach a determined machining dimension by removing a layer of material of variable thickness by following the movement of the wire along the determined path.
The known methods for carrying out this second operation consist in moving the wire either along a predetermined trajectory at a variable speed depending on the thickness of the layer to be removed, or by following the actual contour of the part at a constant speed and repeating the surgery.
The first of these methods is not precise, due to the variation of the spark distance between the wire and the workpiece as a function of the speed of advance of the wire, while the second of these methods does not allow achieve precision only after a large number of successive passes and a considerable loss of time.
The process which is the subject of the invention, on the other hand, makes it possible to reach the machining dimension of a programmed trajectory with great precision. It is characterized in that it consists in maintaining sparking conditions determined by relative displacements of the electrodes perpendicular to said trajectory, in measuring at all times the position difference with this trajectory, and in varying the speed of displacement in the direction of this trajectory, according to an inverse function of this difference.
According to the method, the metal wire, moved between two guides, can deviate from the programmed path by a distance equal to the variation in the spark distance due to the variation of the advance speed or to the variation of the thickness of the layer of material to be removed. Thus, the machining dimension always remains at the same distance from the programmed path of the wire axis.
This process makes it possible to comply with a law of the variation of the lateral sparking distance as a function of the advance speed of the machining.
The attached drawing shows, schematically and by way of example, an embodiment of a device for implementing the method which is the subject of the invention.
Fig. 1 is an explanatory diagram of the machining conditions.
Fig. 2 illustrates the control diagram according to said embodiment.
Fig. 1 is a section on a large scale transverse to a wire 1 which constitutes an electrode-tool making it possible to carry out, by electroerosion, a corrective machining of a cut already made in an electrode-piece 2. On the right of FIG. 1, the profile of the cut previously machined has been designated by A, while, on the left side, B shows the profile obtained after correction. To obtain profile B, wire 1 is moved along a path C, provided that the speed of movement VT of wire 1 is constant and known. However, if one wants to maintain constant electrical machining conditions, it is clear that the speed of movement VT, which is tangential to the programmed path C, will have to be modified in the opposite direction to the thickness of material to be removed to go from profile A to profile B.
Now we know that the lateral spark distance GL depends on the machining regime and the tangential speed VT. For constant electrical machining conditions, this distance GL increases when the speed VT decreases, until this distance GL reaches the limit value for which the voltage applied to wire 1 is no longer sufficient to cause sparks to burst between the two electrodes. As a result, if the wire 1 is moved exactly along the path C, the rectified profile B would not be obtained, this profile then having imperfections as a function of the correction to be made on the profile A and in the opposite direction to that of the imperfections of this profile A.
To obtain an extremely precise profile, the relative movements of the electrodes are caused and controlled in a direction transverse to a reference surface defined by the programmed path C. These movements are carried out by giving a speed
VR on wire 1, the value of this speed being determined so as to maintain given machining conditions in the machining zone
GF. The position difference between the electrode 1 and this reference surface, that is to say the difference between the axis of the wire 1 and the programmed path, is measured at each instant, and the speed of advance VT along this surface according to an inverse function of this difference.
So,
The axis of the wire 1 follows a corrected trajectory C ′ differing slightly from the programmed trajectory C and having, with respect to the latter, a deviation AR which is measured and used to adjust the tangential advance speed VT. Thus, as shown in fig. 1, the lateral machining distance GL is increased by an increase AG.
A greater lateral sparking distance is therefore obtained when the tangential advance speed is lower, and it suffices to comply with a law linking the value of the lateral sparking distance GL to the advance speed VT to obtain a as perfect rectification of the cut profile as possible.
Fig. 2 schematically represents a device for implementing the method which is the subject of the invention.
A generator 3 supplies the current pulses to cause sparking between the wire I and the workpiece 2. The latter has a cut 4 previously machined. The generator 3 is connected, on the one hand, to the part 2 and, on the other hand, to rollers 5 ensuring the running of the wire and at the same time the supply of current to it.
The wire 1 also passes over guides 6 which can be moved horizontally in a direction Y thanks to a motor 7 associated with a position sensor 8. The part 2 is intended to be moved horizontally by a motor 9 in a direction X, this motor 9 being associated with a position sensor 10.
The corrected surface that one wishes to obtain for cutting 4 is
defined by a trajectory programmed in a circuit 1 1 which is connected to a trajectory calculator 12 giving the components x and y of the relative displacement between the wire 1 and the part 2. The calculator 12 provides instant reference values by lines a and b to the two servos 13 and 13 ′ driving the motors 7 and respectively 9. These two servos also receive a signal from the respective sensor 8 or 10, as well as a correction signal from a computer 14 by lines c and d .
The computer 14 is used to correct the trajectory so as to maintain the machining conditions determined for the part 2 by the wire 1. To this end, the computer 14 is controlled by a circuit 15 for analyzing the electrical conditions prevailing in the area machining, this circuit supplying a signal to a computer 16 of the speed transverse to the surface of the blank, this speed being indicated by VR in FIG. 1.
The two position sensors 8 and 10 each send a position signal to a circuit 17 calculating the position deviation and also receiving from the trajectory computer 12, by a line e, the instructions for the x and y values. This computer 17 therefore provides a signal of difference between the real values of the coordinates x, y and their set values supplied by the circuit 12, this difference being caused by the normal advance computer 14. The output signal from the computer d deviation 17 is applied to a computer 18 which gives a control signal of the tangential speed VT, this signal being applied to the trajectory computer 12. The computer 18 contains, in programmed form, a law of variation of the spark distance lateral
GL, as a function of the speed of movement of the wire 1 in the direction of the tangential speed.
This computer 18 takes account of the position difference between the paths C and C 'of FIG. 1. of the diameter of the wire 1, of the machining conditions and imposes a value on this ratio, in such a way that the lateral sparking distance, from the instantaneous position of the wire 1, ends on the profile B.
To obtain a perfect correction of profile A, the essential condition is to take into account, on the one hand, the variation of the lateral sparking distance as a function of the tangential speed VT and, on the other hand, the difference AR to ensure that the instantaneous position of the envelope comprising the tool electrode increased by the lateral sparking distance is always tangent to the reference surface.