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Publication
_________________________________________________________________
Number FR2514283A1
Family ID 2005984
Probable Assignee Inoue Japax Res
Publication Year 1983
Title
_________________________________________________________________
FR Title USINAGE PAR DECHARGES ELECTRIQUES AVEC ELECTRODE EN PLUSIEURS
SEGMENTS ALIMENTES ET DEPLACABLES SEPAREMENT
Abstract
_________________________________________________________________
ON UTILISE UN ENSEMBLE D'ELECTRODE 1 COMPORTANT UNE MULTIPLICITE DE
SEGMENTS D'ELECTRODE 1A, 1B DONT LES SURFACES D'USINAGE RESPECTIVES
FORMENT CONJOINTEMENT UN CONTOUR DONT LA FORME CORRESPOND A CELLE DE
LA CAVITE 7 ET QUI SONT SUPPORTES DE FACON A ETRE ESPACES LES UNS DES
AUTRES ET A POUVOIR SE DEPLACER LES UNS PAR RAPPORT AUX AUTRES DANS
L'ENSEMBLE. UNE SOURCE DE COURANT D'USINAGE PAR DECHARGES ELECTRIQUES
9-13 ALIMENTE INDIVIDUELLEMENT EN ELECTRICITE LES SEGMENTS D'ELECTRODE
PAR RAPPORT A LA PIECE ET UNE MULTIPLICITE D'UNITES D'ENTRAINEMENT EST
PREVUE POUR DEPLACER INDIVIDUELLEMENT LES SEGMENTS D'ELECTRODE,
INDEPENDAMMENT L'UN DE L'AUTRE, PAR RAPPORT A LA PIECE, LE LONG DE
TRAJETS PREDETERMINES RESPECTIFS DE TRANSLATION, PERMETTANT AINSI A
DES DECHARGES ELECTRIQUES DE SE DEVELOPPER ENTRE CHACUNE DES SURFACES
DE LA CAVITE ET LA SURFACE D'USINAGE DE CHACUN DES SEGMENTS
D'ELECTRODE AMENE A CES SURFACES AU TRAVERS D'UN INTERVALLE D'USINAGE
REMPLI DE FLUIDE LORS DU MOUVEMENT EN TRANSLATION INDIVIDUEL DE CE
SEGMENT.
Description
_________________________________________________________________
Procede et dispositif d'usinage par decharges electriques.
La presente invention concerne de facon generale l'usinage par
decharges electriques et, de facon plus particuliere,
un nouveau procede ameliore pour usiner par decharges elec-
tric les surfaces d'une cavite prealablement usinee dans une piece
conductrice de l'electricite par des decharges
electriques, ou de toute autre maniere, ainsi qu'un disposi-
tif pour mettre en oeuvre le procede.
Dans le domaine de l'usinage par decharges electriques, on sait que
les surfaces d'une cavite ou d'un evidement, qui a ete degrossi dans
une piece conductrice de l'electricite
par usinage par decharges electriques en deplacant une elec-
trode-outil,dont la forme correspond a celle de la cavite, dans la
direction d'un axe de penetration de l'electrode dans la piece,
pouvaient etre soumises a un usinage de finition par decharges
electriques en deplacant en translation l'electrode-outil et la piece
l'une par rapport a l'autre
selon un mouvement cyclique ou orbital dans un plan perpen-
diculaire a l'axe de penetration A cet egard, on a egalement propose
de deplacer l'electrode-outil et la piece l'une par rapport a l'autre
dans la direction de l'axe de penetration
de l'electrode-outil dans la piece et dans un plan perpen-
diculaire a cet axe On peut ainsi utiliser une seule elec-
trode, a la fois pour degrossir une piece et pour obtenir un fini tres
pousse des surfaces de la cavite degrossie dans
la piece.
Toutefois, lorsque la cavite a non seulement des surfaces
laterales, mais egalement des surfaces de fond, on a mainte-
nant constate que ce mouvement de translation ne conduisait pas
toujours a un usinage uniforme sur toutes les surfaces de la cavite
Les copeaux usines, les gaz et autres produits
de decharge peuvent en general etre evacues relativement ai-
sement des intervalles lateraux, mais tendent a s'accumuler dans les
regions du fond, d'o il resulte des risques d'arc ou de court-circuit
On constate egalement des irregularites dans la distribution des
produits d'intervalle et dans les resultats d'usinage lorsque
l'electrode-outil ou la cavite ont a la fois des zones en pente
relativement douce et des
zones relativement complexes En general, on constate de tel-
les irregularites lorsqu'une cavite a finir comporte des
zones locales geometriquement differentes.
La presente invention vise a procurer un nouveau procede d'usinage par
decharges electriques ameliore du type decrit ci-dessus, ainsi qu'un
dispositif pour mettre le procede en oeuvre, grace a quoi on peut
obtenir un usinage plus stable et plus uniforme sur toutes les zones
d'une cavite a usiner
en finition dans la piece.
Selon un premier aspect de la presente invention, celle-ci propose un
procede d'usinage par decharges electriques pour usiner les surfaces
d'une cavite dans une piece conductrice de l'electricite, se
caracterisant en ce que a) on amene au moins partiellement dans la
cavite un ensemble d'electrodes comportant une multiplicite de
segments d'electrode dont les
surfaces d'usinage respectives forment conjointement un con-
tour complementaire ou de forme correspondant a la cavite, les
segments d'electrode etant supportes de facon a etre espaces les uns
des autres et a pouvoir se deplacer les uns par rapport aux autres
dans l'ensemble; et b) on alimente individuellement en electricite les
segments d'electrode
par rapport a la piece, tout en les deplacant individuelle-
ment, de facon generale independamment l'un de l'autre, par
rapport a la piece, le long de trajets predetermines res-
pectifs de translation, permettant ainsi aux decharges elec-
tric de se developper entre chacune des surfaces de la cavite et la
surface d'usinage de chaque segment d'electrode amene a proximite de
cette surface au travers d'un intervalle d'usinage rempli de
fluide,lors de la translation individuelle
de chaque segment.
Sous un deuxieme aspect, l'invention propose egalement un dispositif
d'usinage par decharges electriques pour usiner les surfaces d'une
cavite dans une piece conductrice de
l'electricite, ce dispositif comportant: un ensemble d'elec-
trodes comportant une multiplicite de segments d'electrode dont les
surfaces d'usinage respectives forment conjointement un contour dont
la forme correspond a celle de la cavite, les segments d'electrode
etant supportes de facon-a etre espaces l'un de l'autre et a pouvoir
se deplacer les uns par rapport aux autres dans l'ensemble; des moyens
d'alimentation en courant pour alimenter individuellement en
electricite des
segments d'electrode par rapport a la piece; et une multipli-
cite de moyens d'entrainement pouvant etre actionnes indepen-
damment l'un de l'autre, pour deplacer individuellement les segments
d'electrode, generalement independamment les uns des autres, par
rapport a la piece, le long de leurs trajets
predetermines respectifs de translation, grace a quoi des de-
charges electriques se developpent entre chacune des surfaces de la
cavite et la surface d'usinage de chaque segment d'electrode amene 3 C
a proximite desdites surfaces au travers d'un intervalle d'usinage
rempli
de fluide lors de la translation individuelle des segments.
L' invention sera mieux comprise a la lecture de la description
detaillee,
donnee ci-apres a titre d'exemple seulement, d'une realisation
preferee, en liaison avec le dessin joint, sur lequel
la figure 1 est une vue laterale et en coupe montrant schema-
tiquement un ensemble d'electrodes selon l'invention, avec
un systeme d'alimentation en courant d'usinage pour alimen-
ter individuellement les segments d'electrode constituant l'ensemble
d'electrodes; la figure 2 est une vue en coupe, prise selon la ligne
II-II
de la figure 1, montrant schematiquement deux segments d'elec-
trode dans l'ensemble usinant les surfaces d'une cavite dans la piece;
et
la figure 3 est un schema-bloc montrant un systeme d'entrai-
nement pour effectuer les translations respectives des seg-
ments d'electrode individuels dans l'ensemble.
On se reporte maintenant plus specialement aux figures 1 et 2; un
ensemble d'electrodes 1 selon l'invention comprend des segments
d'electrode, qui peuvent etre au nombre de deux comme on le voit sur
la figure et sont reperes en l A et l B. Ces segments d'electrode sont
supportes de facon a pouvoir se deplacer l'un par rapport a l'autre
sur un chariot 2 au moyen de supports 3 A et 3 B respectivement On
voit que le segment d'electrode l B est dispose au centre de
l'ensemble 1
et est entoure par le segment d'electrode exterieur ou peri-
pherique l A, en menageant entre eux un espace l C Les segments
d'electrode l A et l B ont des surfaces d'usinage respectives l A' et
l' preformees pour former conjointement un contour imaginaire dont la
forme correspond a celle d'une cavite 7 dans une piece conductrice de
l'electricite 8 Le chariot 2 est fixe sur une broche 4 qui est
entrainee par un moteur 5 deplacant verticalement l'ensemble
d'electrodes 1 Le moteur est commande par une unite de commande
d'entrainement en hauteur 6 Cette unite permet de positionner
l'ensemble d'electrodes 1 en le juxtaposant, a une certaine distance,
de l'evidement ou cavite 7, prealablement usine dans la
piece 8.
L'alimentation en courant d'usinage 9 representee comporte une source
de courant continue 10 et des interrupteurs de
puissance 11 et 12, chacun etant represente par un transis-
tor, qui sont alternativement fermes et ouverts par un cir-
cuit pulsatoire 13 pour raccorder un pole de la source de courant
continue 10 individuellement aux segments d'electro- de respectifs 1 A
et 1 B L'autre pole de la source 10 est raccorde electriquement a la
piece 8 Les interrupteurs 11 et 12 fonctionnent en reponse a une
succession d'impulsions de signaux fournis par le circuit pulsatoire
13 de sorte qu'ils sont fermes et ouverts pour procurer une succession
d'impulsions d'usinage par decharges electriques entre cha-
cun des segments d'electrode l A et 1 B et la piece 8 au tra-
vers d'un intervalle d'usinage respectif rempli d'un fluide d'usinage
tel que du kerosene ou de l'water, amene par une ou plusieurs buses,
et dans lequel les segments d'electrode
l A et 1 B de la piece 8 sont immerges Les impulsions d'usina-
ge provoquent une succession de decharges electriques au tra-
vers de l'intervalle d'usinage pour enlever par electro-
erosion de la matiere sur la piece 8 La cavite 7 a ete de-
grossie dans la piece 8 par usinage par decharges electriques.
Dans ce but, le meme ensemble d'electrodes segmentees 1 ou une
electrode unique individuelle ayant un contour de forme com-
plementaire a la cavite 7 peut etre utilise Au stade du de-
grossissage, le moteur 5 est entraine par la commande d'en-
trainement en hauteur 6 pour faire avancer verticalement une telle
electrode ou l'ensemble d'electrodes jusqu'a atteindre dans la piece 8
une profondeur desiree d'enlevement de matiere
pour la cavite 7.
Dans l'operation de finition selon la presente invention, le segment
d'electrode exterieur ou peripherique l A et le segment
d'electrode interieur ou central 1 B sont deplaces individuel-
lement, generalement independamment l'un de l'autre, le long de leurs
trajets respectifs de translation On notera que le
mouvement de translation est considere dans toute la specifi-
cation et les revendications jointes comme un mouvement orbi-
tal, bien qu'un tel mouvement de translation n'est pas en tous cas un
mouvement reellement ou geometriquement orbital le long d'un trajet
courbe L'expression "mouvement orbital" a ete choisie pour des raisons
de simplification et parce qu'il a acquis une signification dans la
technique par analogie avec d'autres procedes et d'autres dispositifs
pour enlever de la matiere sur une piece, tels que les sableuses et
les
meules orbitales dans lesquelles l'outil oscille transversa-
lement ou est anime d'un mouvement de translation transver-
sale lors de l'avance de l'outil vers la piece et la penetra-
tion de celui-ci dans la piece, qu'un tel mouvement de trans-
lation ou d'oscillation de l'outil soit effectue selon un
trajet rectiligne, courbe, carre ou rectangulaire.
La figure 3 montre un systeme d'entrainement pour deplacer
individuellement les segments d'electrode l A et 1 B, indepen-
damment l'un de l'autre Sur cette figure, les supports 3 A
et 3 B, lesquels supportent respectivement les segments d'elec-
trode l A et 1 B, sont representes mobiles dans un plan X-Y et dans un
plan X'-Y' parallele au premier, ces deux plans etant perpendiculaires
a l'axe de la broche 4 (figure 1) ou a l'axe Z Ici, les axes XI et Y'
du systeme de coordonnees X' et Y' sont paralleles aux axes X et Y
respectivement du systeme de
coordonnees X-Y Ainsi, le support 3 A est deplace en transla-
tion par deux moteurs, dont l'un est repere en 14 A, pour de-
placer en translation le segment d'electrode 1 A dans le plan X-Y,
tandis que le support 3 B est deplace en translation par deux moteurs,
dont l'un est repere en 14 B, pour deplacer en
translation le segment d'electrode 1 B dans le plan X'-Y'.
Les moteurs 14 A sont alimentes par l'intermediaire d'amplifi-
cateurs 15 A par leurs circuits pilotes respectifs 16 A, tan-
dis que les moteurs 14 B sont alimentes par l'intermediaire
d'amplificateurs 15 B par leurs circuits pilotes respectifs 16 B.
La rotation de chaque moteur 15 A, 15 B est mesuree par un co-
deur 17 A, 17 B qui agit sur le circuit pilote 16 A, 16 B. Les quatre
circuits pilotes 16 A, 16 B pour leurs quatre moteurs respectifs 14 A,
14 B, comportent des entrees operationnelles respectives en provenance
d'une interface commune 8 dans laquelle sont stockes les signaux
exiges a la fois pour la commande des vitesses et l'interpolation Ces
signaux sont
distribues en impulsions de commande necessaires pour entrai-
ner les moteurs 14 A et 14 B Chaque circuit pilote 16 A, 16 B comporte
un convertisseur numerique/analogique repondant a
la fois aux impulsions de commande et aux impulsions de me-
sure de rotation provenant des codeurs 17 A, 17 B pour procurer des
impulsions de comptage differenciees qui sont amenees, par
l'intermediaire des amplificateurs 15 A, 15 B, aux moteurs
individuels 14 A, 14 B Les signaux a l'interface 18 provien-
nent d'une unite de traitement centrale (CPU) 19 par l'inter-
mediaire d'une unite entree/sortie 20 Une unite de memoire 21,
comportant des memoires ROM et des memoires RAM, est couplee
fonctionnellement a une jonction situee entre l'unite
de traitement central 19 et l'unite d'entree et de sortie 20.
Le systeme comporte en outre un tableau de commande 22, un
clavier 23 et un affichage 24.
En fonctionnement, un trajet de translation desire est intro-
duit par le clavier 23 pour chaque segment d'electrode 1 A et 1 B Les
informations introduites sont traitees par l'unite
de traitement centrale 19 pour procurer des sorties a l'in-
terface 18 de sorte que les impulsions de signaux interpolees sont
appliquees aux circuits pilotes 16 A, 16 B Ainsi, les moteurs 14 A
sont entraines pour deplacer le support 3 A selon l'axe des X et des Y
pour deplacer en translation le segment d'electrode 1 A selon un
trajet introduit preselectionne avec une vitesse introduite
preselectionnee Les moteurs 14 B sont entraines pour deplacer le
support 3 B le long des axes X' et Y' pour deplacer en translation le
segment d'electrode 1 B
selon un trajet introduit preselectionne avec une vitesse in-
troduite preselectionnee Non seulement ces chemins sont dif-
ferents l'un de l'autre, mais il est souhaitable en general que les
vitesses soient egalement differentes l'une de l'autre
en fonction de l'invention Dans leurs mouvements de transla-
tion respectifs, le segment d'electrode exterieur ou peri-
pherique 1 B effectue cycliquement un mouvement orbital de plus grande
amplitude,tandis que le segment d'electrode interieur ou central 1 A
effectue cycliquement un mouvement orbital de plus petite amplitude En
fonction de la forme de la cavite, on peut egalement faire decrire
cycliquement un
mouvement orbital au segment d'electrode exterieur ou peri-
pherique l B do plus petite amplitude,tandis que le
segment d'electrode interieur ou central IA effectue cycli-
quement un mouvement orbital de plus grande amplitude En
tout cas, du fait que l'ensemble d'electrodes 1 a ses seg-
ments d'electrode 1 A et 1 B generalement espaces l'un de
l'autre et mobiles l'un par rapport a l'autre, il est possi-
ble de commander individuellement leurs mouvements de trans-
lation respectifs en fonction de la forme particuliere de la cavite 7
de facon a obtenir sur toutes les surfaces de la cavite 7 un usinage
uniforme Par exemple, lorsque la cavite a deux regions geometriques
distinctes ou plus,par exemple une region en pente relativement douce
et une region de forme relativement complexe, le segment d'electrode
proche de la
premiere region et le segment d'electrode proche de la deuxie-
me region peuvent etre deplaces en translation avec une am-
plitude de 1 mm ou moins.
On notera que le nombre de segments d'electrode en lequel l'ensemble
est divise n'est pas limite a deux comme represente
et decrit En outre, diverses autres manieres de diviser l'en-
semble d'electrodes en segments d'electrode mutuellement espa-
ces l'un de l'autre et mobiles l'un par rapport a l'autre sont
possibles Il est egalement souhaitable que, dans son mouvement
de translation prescrit, chaque segment d'electrode soit asser-
vi en ce qui concerne sa vitesse et sa direction, independamment
des autres, en reponse a la condition d'intervalle correspon-
dante.
Claims
_________________________________________________________________
Revendications.
1 Procede d'usinage par decharges electriques pour usiner les surfaces
d'une cavite dans une piece conductrice de l'electricite, caracterise
en ce que:
a) on amene au moins partiellement dans la cavite un ensem-
ble d'electrodes comportant une multiplicite de segments d'electrode
dont les surfaces d'usinage respectives forment conjointement un
contour dont la forme correspond a celle de la cavite, ces segments
d'electrode etant supportes de facon a etre generalement espaces l'un
de l'autre dans l'ensemble et etre mobiles l'un par rapport a l'autre;
b) on alimente individuellement en electricite ces segments
d'electrode par rapport a la piece, tout en les deplacant
individuellement, generalement independamment l'un de l'au-
tre, par rapport a la piece, le long de trajets de transla-
tion predetermines respectifs, permettant ainsi a des dechar-
ges electriques de se developper entre chacune des surfaces de la
cavite et la surface d'usinage de chacun des segments d'electrode
amene a proximite desdites surfaces au travers d'un intervalle
d'usinage rempli de fluide, lors du mouvement
de translation individuel de ces segments.
2 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que les segments
d'electrode sont individuellements deplaces au stade b) le long de
trajets respectifs situes dans un plan pratiquement perpendiculaire a
la direction dans laquelle
l'ensemble est amene au stade a).
3 Procede selon la revendication 2, caracterise en ce que l'ensemble
est amene au moins partiellement dans la cavite au stade a) en usinant
par decharges electriques cette cavite dans la piece tout en faisant
avancer l'un par rapport a
l'autre l'ensemble et la piece dans cette direction.
4 Procede selon la revendication 1, caracterise en ce que,
au stade b), on commande les amplitudes respectives des mou-
vements de translation des segments d'electrode selon les
caracteristiques geometriques particulieres des portions de la cavite
auxquelles ils sont juxtaposes au travers de leurs
intervalles d'usinage respectifs.
Procede selon la revendication 4, dans lequel ces portions de la
cavite comportent une region en pente relativement douce et une region
de forme relativement compliquee, caracterise en ce que, au stade b),
on deplace en translation celui des segments d'electrode qui est
juxtapose a la premiere region
avec une premiere amplitude, tandis qu'on deplace en transla-
tion celui des segments d'electrode qui est juxtapose a la deuxieme
region avec une deuxieme amplitude plus faible que
la premiere amplitude.
6 Procede selon la revendication 1 ou la revendication 4,
caracterise en ce que, au stade b), on commande par asservis-
sement les positions des segments d'electrode, independamment l'une de
l'autre, en reponse a leurs conditions d'intervalle
d'usinage respectives.
7 Dispositif d'usinage par decharges electriques pour usiner les
surfaces d'une cavite ( 7) dans une piece conductrice de
l'electricite ( 8), caracterise en ce qu'il comporte un ensem-
ble d'electrodes ( 1) comportant une multiplicite de segments
d'electrode ( 1 A, 1 B) dont les surfaces d'usinage respectives
forment conjointement un contour dont la forme correspond a celle de
la cavite, ces segments d'electrode etant supportes de facon a etre
generalement espaces les uns des autres dans cet ensemble et a etre
mobiles les uns par rapport aux autres, des moyens d'alimentation en
courant ( 9-13) pour alimenter individuellement en electricite ces
segments d'electrode par
rapport a la piece, et une multiplicite de moyens d'entraine-
ment ( 14 A, 14 B) pouvant etre actionnes independamment les uns
des autres pour deplacer individuellement les segments d'elec-
trode, generalement independamment les uns des autres, par rapport a
la piece, le long de leurs trajets predetermines
respectifs de translation, grace a quoi des decharges elec-
tric se developpent entre chacune des surfaces de la ca-
vite et la surface d'usinage de chacun des segments d'elec- trode
amene a proximite desdites surfaces de la cavite au travers d'un
intervalle d'usinage rempli de fluide lors du
mouvement de translation individuel des segments.
8 Dispositif selon la revendication 7, caracterise en ce que
l'ensemble d'electrodes est porte par une broche ( 4) de
facon a pouvoir se deplacer dans le sens de son axe pour usi-
ner cette cavite dans la piece et en ce que les moyens d'en-
trainement sont adaptes pour deplacer en translation indivi-
duellement les segments d'electrode le long de leurs trajets, qui se
trouvent dans un plan pratiquement perpendiculaire a
la direction de l'axe.
9 Dispositif selon la revendication 8, caracterise en ce que les
segments d'electrode comportent un segment d'electrode exterieur (l
A), dispose autour de cet axe, et un segment d'electrode interieur ( 1
B) qui est entoure par le segment
d'electrode exterieur en menageant entre eux un certain es-
pacement. Dispositif selon la revendication 9, caracterise en ce que
les segments d'electrode, exterieur et interieur, sont fixes
respectivement par un premier et un deuxieme support ( 3 A, 3 B) a
l'ensemble d'electrodes et que les moyens d'entrainement
comportent une premiere paire de moteurs et une deuxieme pai-
re de moteurs, lesquelles paires sont couplees respectivement
au premier et au deuxieme support.
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within it that fit into these categories.
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identitfied items in that section.
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