CH666644A5 - Procede de positionnement d'une piece sur une machine-outil, dispositif pour sa mise en oeuvre et application de ce procede. - Google Patents

Description

DESCRIPTION

L'automatisation complète d'une machine ou d'un centre d'usinage par étincelage érosif exige que la pièce usinée ou l'électrode-

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llîl Hit lenue el Iransporlee par ies supporls moitiés assurant une liaison rigide entre la pièce et son support. Cette liaison doit aussi maintenir en place la partie d'une pièce découpée par fil pour d'une part éviter un déplacement de cette partie due à des tensions internes s pendant la découpe et d'autre part éviter que la chute ne tombe en fin d'usinage. Ces supports mobiles doivent en outre remplir les fonctions suivantes: évacuation de la chute, et transport de l'ébauche pour changer son mode d'usinage, par exemple d'une découpe par fil à un usinage par enfonçage et vice versa. Une autre opération io très importante est la saisie d'une pièce sur une seule de ses faces pour assurer son transport.

Le but de l'invention est de permettre la réalisation de toutes les fonctions énumérées ci-dessus au moyen d'un seul système de fixation, et cela avec une précision et une sécurité accrues par rapport 15 aux solutions connues.

A cet effet, l'invention est définie comme il est dit aux revendications 1, 7 et 13. Les principaux avantages de l'invention ressortent de la description qui suit, mais il est en outre à remarquer qu'il est intéressant de l'utiliser dans un centre d'usinage par électroérosion 20 comprenant par exemple un outil à fil et un outil d'enfonçage. Un premier support peut alors soutenir la pièce à usiner, tandis qu'un second support maintient un outil d'enfonçage. Chacun de ces supports sera alors conçu pour transporter une pièce entre sa position de travail et une position de transit où elle sera prise en charge par 25 un robot pour la transporter dans un magasin. L'acheminement inverse du magasin à la place de travail sera réalisé avec les mêmes éléments. Pour augmenter les possibilités d'usinage, le support de l'outil d'enfonçage pourrait être équipé d'un système de rotation selon deux axes perpendiculaires entre eux ou d'un système de trans-30 lation et de rotation.

L'invention sera maintenant illustrée par des exemples de réalisation et à l'aide du dessin, dans lequel la figure 1 montre schématiquement une première forme de réalisation,

35 la figure 2 est une coupe agrandie de l'embout de positionnement,

les figures 3 et 4 montrent schématiquement deux autres formes de réalisation, et la figure 5 montre une forme d'exécution permettant le maintien 40 et la manutention d'une chute créée lors de l'usinage d'une ébauche. Dans la réalisation particulièrement simple de la figure 1, une pièce à usiner 1 est maintenue entre deux supports 2 et 3 dont seul ce dernier comprend un embout 4 agencé pour servir d'électrode d'enfonçage par électroérosion afin de creuser une empreinte dans la 45 surface supérieure de la pièce 1.

Les supports 2 et 3 sont portés par des bras 6 et 7 dont la distance réciproque peut être modifiée par un moteur 5 asservi à un processus d'étincelage qui permet d'enfoncer l'embout 4 d'une certaine distance dans la pièce 1. Une canalisation 9 amène le liquide 50 d'usinage jusqu'à un canal traversant le support 3 et l'embout 4, pour alimenter en liquide l'espace séparant cet embout de la pièce 1. La figure 1 montre schématiquement les principaux éléments nécessaires pour réaliser un tel enfonçage par électroérosion, à savoir: un générateur d'impulsions électriques 8, des conducteurs 14 55 et 15 pour amener les impulsions à la pièce 1 par l'intermédiaire du support inférieur 2 et respectivement de l'embout 4, et un circuit 16 de réglage de l'espace séparant cet embout de la pièce 1 lors de l'étin-celage. Les composantes principales du générateur d'impulsions 8 sont une source de tension 11, une bascule monostable 12 et un in-60 terrupteur 13. Tous ces organes et circuits sont des éléments connus, agencés de la manière usuelle pour réaliser un enfonçage par électroérosion de l'embout 4 dans la pièce 1. A cet effet, il est aussi nécessaire d'assurer la circulation du liquide d'usinage entre l'embout et la pièce. Pour la clarté du dessin, les organes servant à l'alimenta-65 tion en liquide et à son renouvellement ont été omis dans la figure puisqu'ils sont bien connus de l'homme du métier.

Une fois qu'une empreinte suffisamment profonde a été obtenue par utilisation de l'embout 4 comme électrode d'électroérosion, on

arrête celle-ci et on rapproche le cas échéant les supports 2 et 3 encore un peu l'un de l'autre pour qu'ils enserrent la pièce 1 entre eux. La pièce 1 est alors positionnée avec une grande précision et de manière extrêmement fiable par rapport aux supports 2 et 3. Cela garantit que, lors d'un usinage subséquent de la pièce (au moyen d'autres outils d'électroérosion, non montrés au dessin), tout mouvement simultané des deux supports, par exemple au moyen de deux moteurs de translation synchronisés 18,19 servant à allonger ou à raccourcir les bras 6 et 7 ou encore sous l'action d'un moteur de gi-ration 20 commandant un mouvement angulaire simultané des deux bras, positionnera la pièce 1 de façon exactement contrôlée et de manière pratiquement aussi précise que les deux bras eux-mêmes. Cela permet évidemment un usinage de haute précision. Le verrouillage entre les deux supports d'une part et la pièce à usiner de l'autre peut encore être amélioré en munissant le support inférieur 2 d'un embout (non représenté au dessin) similaire à celui du support supérieur et en utilisant ce second embout pour créer une seconde empreinte dans la surface inférieure de la pièce.

Par ailleurs, si l'on désire un positionnement de la pièce qui soit non seulement extrêmement précis mais encore reproductible après avoir provisoirement libéré la pièce des supports, comme cela peut être nécessaire lors d'un usinage compliqué, il suffit de donner à au moins un embout une section non circulaire de manière que la pièce ne puisse prendre qu'un petit nombre de positions angulaires par rapport à cet embout lorsqu'elle est en prise avec celui-ci. Le même résultat pourrait évidemment être obtenu en utilisant au moins deux embouts — et des empreintes correspondantes — d'un ou des deux côtés de la pièce.

La figure 2 montre plus en détail une forme d'exécution particulière d'un embout. Cet embout 4 va en s'évasant de son extrémité vers sa base à proximité de laquelle il comporte une partie isolante 21. Lorsque l'embout sert d'électrode d'étincelage et érode la pièce 1, dans laquelle il s'enfonce en direction de la flèche F, la partie isolante 21 finit par buter contre la pièce 1, à cause de l'évasement progressif de l'embout et parce que la partie isolante n'érode pas la pièce et n'élargit donc pas l'empreinte créée par la partie conductrice de l'embout. Si l'on continue alors à émettre des impulsions d'étincelage, l'érosion de la pièce se poursuivra jusqu'à ce que l'espace 22 atteigne sa valeur asymptotique, pour s'arrêter ensuite, l'embout ne pouvant pénétrer plus avant dans la pièce à cause du blocage de la partie isolante contre celle-ci. Le serrage de l'embout contre la pièce peut être renforcé soit par action du servomoteur 5 servant, à avancer l'embout pendant l'étincelage, soit en utilisant un ressort de rappel (non représenté) tendant à rapprocher les supports inférieur et supérieur l'un de l'autre.

On a également représenté à la figure 2 un autre moyen pour serrer la pièce 1 contre l'embout 4, indépendamment de l'action exercée par un second support situé sous la pièce. A cet effet, il est prévu une pompe aspirante 23 placée sur la canalisation 9 et agissant dans le sens de la flèche P. Après la fin de l'étincelage, on peut, à l'aide de cette pompe, créer dans l'espace 22 une sous-pression tendant à appliquer la pièce 1 contre l'embout. Cet effet peut être renforcé en conformant l'embout de manière à créer une chambre de succion plus grande que celle déterminée par l'espace asymptotique.

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La figure 3, dans laquelle des organes analogues à ceux des figures précédentes portent des chiffres de référence identiques, montre une forme d'exécution qui comporte une paire d'embouts se-mi-sphériques 34, 34' et 35, 35' sur chacun des supports 2, 3. Ces embouts ne comportant pas de canal d'amenée pour le liquide d'usinage, celui-ci est injecté au moyen de buses 36, 37. Les mouvements relatifs des supports sont commandés par un unique servomoteur 31 placé sous le contrôle de l'étincelage et agissant sur un vérin hydraulique 32. Un ressort de rappel 33 placé dans ce vérin assure le serrage de la pièce 1 entre les supports 2 et 3. Dans cette forme de réalisation, le circuit de réglage 16 de l'espace 22 (ou des conditions d'étincelage dans cet espace) qui commande le servomoteur 31 est agencé pour agir selon les valeurs des paramètres existant dans le plus petit des deux espaces. 1

La figure 4 montre une forme d'exécution où la pièce 1 n'est plus serrée entre deux embouts placés face à face de part et d'autre de la pièce, mais où les embouts ont la forme de doigts 44,45 qui creusent la pièce en deux directions convergentes D et E, de façon à pouvoir ensuite la saisir par une seule de ses faces. L'injection de liquide d'usinage se fait comme dans la figure précédente par des buses séparées 36, 37. A cause du travail en oblique des embouts en forme de doigts 44, 45, chacun de ceux-ci possède des circuits d'étincelage et des dispositifs d'avance séparés, à savoir: le générateur d'impulsions 48, le circuit 46 de réglage de l'espace 22 et le servomoteur hydraulique monté dans le support 42 articulé sur le bras 6 pour l'embout inférieur 44 et les éléments correspondants 49,47 et 43 pour l'embout supérieur 45. Pour obtenir une grande flexibilité d'utilisation, le positionnement angulaire des bras portant les embouts est également effectué par deux moteurs séparés, 40 pour le bras inférieur et 41 pour le bras supérieur. La saisie d'une pièce par une seule de ses faces peut évidemment être effectuée de manière différente, par exemple au moyen de deux doigts divergents, par utilisation de trois doigts placés en triangle, etc.

La figure 5 illustre l'utilisation d'un dispositif selon l'invention pour soutenir la partie centrale 51 (appelée ici «chute» pour simplifier la description) séparée de la pièce 1 en effectuant un découpage par électroérosion au moyen d'un fil-électrode 50 tendu entre une tête de guidage inférieure 52 et une tête de guidage supérieure 53. La chute 51 est maintenue entre des embouts 54, 55 portés par des supports 56, 57. Une paire de moteurs 18,19 permettent d'allonger et de rétracter les bras portant les supports, et une paire de moteurs 58, 59 commandent les déplacements verticaux des bras, les moteurs de chaque paire pouvant être synchronisés entre eux pour certaines manœuvres. Le moteur 20 commande le déplacement angulaire simultané des deux bras. Des circuits de commande (non représentés au dessin) permettent d'actionner l'ensemble des moteurs pour déplacer les bras des supports de façon qu'ils ne gênent pas les mouvements que doivent effectuer les têtes de guidage 52, 53 pour séparer au moyen d'un découpage par fil la pièce 1 de la chute 51. Une fois ce découpage effectué, les deux bras peuvent être déplacés vers le haut par une action synchronisée des moteurs 58 et 59 pour permettre à une pince-robot — ou à tout autre organe — de saisir la chute 51 afin de l'éloigner de la zone de travail.

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3 feuilles dessins

Claims (14)

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1. Procédé pour le positionnement d'une pièce métallique lors d'un usinage sur une machine-outil, caractérisé en ce qu'on creuse par électroérosion, au moyen d'au moins un embout faisant office d'électrode d'enfonçage, au moins une empreinte dans au moins une face d'une pièce à usiner, d'un outil d'enfonçage ou d'une chute créée par découpage et qu'on assure ensuite son positionnement par engagement de l'embout dans l'empreinte ainsi créée.

2. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le positionnement est assuré par deux embouts engagés dans des empreintes creusées par ces embouts dans deux faces opposées de la pièce.

3. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que le positionnement est assuré par deux embouts ayant des axes d'orientations différentes et engagés dans des empreintes creusées par ces embouts soit dans une même face de la pièce, soit dans deux faces opposées ou adjacentes.

4. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce que l'embout s'amincit vers son extrémité et comporte en retrait de cette extrémité une partie isolante, arrêtant ainsi le creusement par étince-lage de l'empreinte lorsque cette partie isolante vient au contact de l'empreinte.

5. Procédé selon l'une des revendications précédentes, caractérisé en ce qu'on produit dans une chambre ménagée entre la pièce et l'embout, irriguée avec le liquide d'usinage grâce à une canalisation traversant cet embout, une pression inférieure à la pression ambiante, cela en exerçant une aspiration à travers cette canalisation.

6. Procédé selon la revendication 1, caractérisé en ce qu'on maintient l'engagement entre l'embout et la pièce pendant le transfert de celle-ci jusqu'au poste d'usinage et pendant son retour à un poste extérieur à la machine-outil.

7. Dispositif pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 1, caractérisé par au moins un embout métallique monté sur un support mobile, par un circuit générateur d'impulsions de tension destiné à produire un étincelage érosif entre l'embout et la surface de la pièce, par un servomoteur pour maintenir une distance d'étince-lage déterminée pendant la pénétration de l'embout dans la surface de la pièce et par des moyens de serrage de l'embout contre la pièce en fin d'étincelage.

8. Dispositif selon la revendication 7 pour la mise en œuvre du dispositif selon la revendication 2, caractérisé par deux embouts dé-plaçables simultanément par le même servomoteur dans des directions opposées.

9. Dispositif selon la revendication 7 pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 3, caractérisé par deux embouts déplacés chacun par un servomoteur dans deux directions convergentes.

10. Dispositif selon la revendication 7, caractérisé par un embout qui s'amincit vers son extrémité et présente une section non circulaire, et par un revêtement isolant de l'électricité en retrait de cette extrémité.

11. Dispositif selon la revendication 10, caractérisé par un canal d'aspiration ménagé dans la partie axiale de l'embout et par une pompe aspirante pour produire une dépression dans une chambre située entre la pièce et l'embout.

12. Dispositif selon la revendication 7 pour la mise en œuvre du procédé selon la revendication 6, caractérisé par des moyens pour transporter l'embout et la pièce dans laquelle il est engagé du poste de travail à un poste extérieur à la machine-outil et vice versa.

13. Application du procédé selon la revendication 1 au maintien d'une pièce pendant qu'elle subit un usinage par électroérosion.

14. Application selon la revendication 13 pour maintenir une chute créée par un découpage par électroérosion.