ES2229292T3 - Maquina de electroerosion con alambre y procedimiento para su funcionamiento. - Google Patents

Abstract

LA INVENCION SE REFIERE A UN PROCEDIMIENTO PARA MOVER CABEZALES DE GUIA (7, 8), EN SU CASO DE UNA PIEZA DE TRABAJO (5), DE UNA MAQUINA DE ELECTROEROSIONADO POR ALAMBRE A LO LARGO DE LA PISTA DE GUIA DEL ALAMBRE (TD) CORRESPONDIENTE, DONDE MEDIANTE UN ALAMBRE DE CORTE (1) QUE DISCURRE ENTRE LOS CABEZALES DE GUIA SE CORTA UN CONTORNO EN LA PIEZA DE TRABAJO (5) Y SE COMPENSA EL ERROR DE ARRASTRE (S) REAL EXISTENTE POR EL ABOMBAMIENTO DEL ALAMBRE DE CORTE (1), AL CORREGIR LA PISTA DE GUIA DEL ALAMBRE (TD) CORRESPONDIENTE EN RELACION AL CONTORNO QUE SE DESEA CORTAR, REPRESENTADO ESTE MEDIANTE AL MENOS UNA CURVA DE PERFIL (UK) COMO MINIMO. LA OPERACION SE CARACTERIZA PORQUE PARA CORREGIR LA PISTA DE GUIA DEL ALAMBRE (TD) CORRESPONDIENTE SE CALCULA UN VECTOR DE CORRECCION DE ERROR DE ARRASTRE (Sb) CUYO VALOR (Sb (T)) SE CALCULA A PARTIR DE LOS PARAMETROS DE EROSION QUE SUBYACEN EN LA EROSION INSTANTANEA Y DE SU SENTIDO, EN ESPECIAL DEL ANGULO (AL(X)) ENTRE EL VECTOR DE CORRECCION DE ERROR DE ARRASTRE (Sb) CALCULADO Y LA TANGENTE EN UN PUNTO X DE LA CURVA DE PERFIL (UK), DE LOS PARAMETROS DE EROSION QUE SUBYACEN EN LA EROSION INSTANTANEA Y/O DE LA GEOMETRIA DEL CONTORNO A CORTAR. LA INVENCION SE REFIERE, ADEMAS, A UNA MAQUINA DE ELECTROEROSIONADO POR ALAMBRE APROPIADA PARA REALIZAR EL PROCEDIMIENTO.

Description

Máquina de electroerosión con alambre y procedimiento para su funcionamiento.

La invención trata de una máquina de electroerosionado por alambre con dispositivos para la compensación del denominado error de contorneo, según el preámbulo de la reivindicación 1, así como de un procedimiento para la compensación del error de contorneo según el preámbulo de la reivindicación 13. Se conoce una máquina o un procedimiento de este tipo genérico del documento EP 0 068 027 B1.

La electroerosión por chispas o electroerosión es un fenómeno que aparece en la descarga eléctrica entre dos electrodos a través de un dieléctrico, y que se manifiesta como erosión de material en uno de los electrodos. Este principio se utiliza desde hace mucho tiempo y cada vez más para el mecanizado de metales, puesto que con él se pueden fabricar contornos muy precisos. En las máquinas-herramienta correspondientes, en las denominadas máquinas de electroerosión por chispas, uno de los electrodos está conformado por la pieza de trabajo y el otro por una herramienta, el denominado electrodo de herramienta. Para la fabricación del contorno deseado en cada caso se procura un movimiento relativo correspondiente, normalmente controlado numéricamente, entre la pieza de trabajo y el electrodo de herramienta. Como dieléctrico entre los dos electrodos sirve un agente de lavado, habitualmente agua, que fluye alrededor de la zona de erosión bajo una determinada presión de lavado ajustable.

En una máquina de electroerosionado por alambre se usa como electrodo de herramienta un alambre de corte desdevanado continuamente desde una reserva de alambre que discurre a lo largo de una primera guía del alambre por encima de la pieza de trabajo hasta la zona de erosión, y desde allí es llevado a lo largo de una segunda guía del alambre por debajo de la pieza de trabajo hasta un depósito o hasta la eliminación. Para el corte de un contorno prefijado en la pieza de trabajo se requiere un movimiento relativo controlado de modo exacto entre el alambre de corte y la pieza de trabajo, que se realiza normalmente por medio de un movimiento controlado numéricamente de la pieza de trabajo y/o de las cabezas de guiado que llevan a las guías del alambre. Este movimiento relativo ha de garantizar que la zona de erosión en la pieza de trabajo se mueva a lo largo de una trayectoria, la curva de contorno, que sigue con la mayor precisión posible el contorno que se ha de fabricar.

En el caso ideal, si el alambre de corte discurriera entre la guía del alambre superior e inferior perfectamente en línea recta, entonces, por ejemplo, en caso de un corte cilíndrico, el movimiento relativo entre las cabezas de las guías del alambre y la pieza de trabajo sería exactamente igual que la curva de contorno mencionada. A pesar de que el alambre está pretensado por medio de rodillos motores y de rodillos de freno de modo mecánico en las cabezas de guiado, no se puede evitar que el alambre de corte se abombe contra el dispositivo de corte, y en concreto especialmente como consecuencia de la presión de lavado y de erosión en la zona de erosión. Esta convexidad provoca problemas en el caso de modificaciones de dirección del contorno que se ha de cortar en la pieza de trabajo, principalmente en el caso de curvaturas pronunciadas o esquinas de la curva de contorno, donde se manifiestan entonces los denominados "errores de contorno", que tratan de aplanar la curvatura del contorno y de redondear las esquinas. Este fenómeno se puede comparar en grandes términos con el error entre las rodadas de un vehículo de arrastre y un vehículo arrastrado que se puede observar al pasar por curvas cerradas.

Se conocen diferentes medidas para compensar el error de arrastre. De este modo, por ejemplo, el documento US-4 546 227 y el documento EP-0 068 027 B1 mencionado anteriormente dan a conocer diferentes procedimientos en los que se mide la convexidad del alambre durante una interrupción del procedimiento de erosión, y a partir de los valores de medida correspondientes se calculan magnitudes de control que influyen en el movimiento relativo mencionado anteriormente en el sentido de una minimización de los efectos del error de arrastre. El documento US-4 546 227 da a conocer un procedimiento en el que para cortar una esquina se para provisionalmente el movimiento relativo entre el alambre de corte y la pieza de trabajo y se mide el error de arrastre. El documento EP-0 068 027 B1 muestra un procedimiento en el que a partir de la convexidad medida del alambre se calculan dos valores de corrección, en el que uno de ellos se refiere a la componente tangencial y el otro a la componente radial del error de arrastre en una curvatura, y los cuales se usan para corregir el movimiento relativo almacenado correspondiente al contorno que se ha de cortar en el sentido de una compensación del error de arrastre. Esto significa que la trayectoria del movimiento relativo ocasionado realmente por el sistema de avance entre las cabezas de guía del alambre y la pieza de trabajo se desplaza dependiendo de los valores de medida de la posición del alambre respecto a la curva de contorno que se ha de cortar.

Los dos procedimientos mencionados tienen, respectivamente, diferentes desventajas, de modo que no se pueden emplear de modo universal. De esta manera, por ejemplo, el primer procedimiento mencionado anteriormente que realiza una estrategia de esquinas por medio de la reducción de los parámetros de erosión requiere mucho tiempo. Dependiendo de la parte de radios de la pieza de trabajo se reduce en este caso la tasa de corte medio. De esta manera, por ejemplo, en el caso de una pieza de trabajo con un 15% de parte de radios, sólo se consigue la mitad de la tasa de corte máxima. En el segundo procedimiento mencionado anteriormente, debido a la constante corrección del error de arrastre no es necesaria ninguna reducción de la velocidad de erosión, de manera que se ha de igualar la tasa de corte máxima con la tasa de corte media.

Por otro lado, la descomposición del vector de error de arrastre en un arco circular en la componente tangencial y en la componente radial es estática e independiente de la dirección del error de arrastre en el punto de partida del elemento de la órbita. Al volver a un corte en línea recta, así como al pasar de un corte en línea recta a otro corte en línea recta ya no está prevista ninguna corrección. Este cálculo estático falla especialmente en el caso de radios pequeños y grandes modificaciones de la dirección.

Del documento EP 0 312 056 se conoce un dispositivo de medida "asistido por sensores" para la medición de la desviación de los electrodos de alambre. Con éste se puede corregir la posición relativa entre las cabezas de guía de los electrodos de alambre y la pieza de trabajo de tal manera que se evitan los errores de mecanizado ocasionados por la desviación del alambre. Este método presenta algunas limitaciones que han de ser tenidas en cuenta por parte del operador. En particular, en el caso de condiciones de trabajo difíciles, cuando, por ejemplo, el contorno que se ha de cortar está demasiado cerca del borde de la pieza de trabajo o contiene marcas de corte demasiado cercanas, la medición de la desviación se puede hacer inestable.

En el artículo de KÖNIG, W., HENSGEN, G.: "Konturgenauigkeit beim funkenerosiven Schneiden", Industrieanzeiger, Nr. 104, de 29.12.1982, 104. Jg., pág. 39-41, se sugiere modificar la trayectoria programada teniendo en cuenta las magnitudes eléctricas, concretamente la corriente de erosión y la tensión de erosión, en la región de esquinas pronunciadas o de radios pequeños, para así disminuir el error de arrastre. Sin embargo, en este artículo se hace referencia únicamente a la relación entre una variación de las magnitudes eléctricas y un desplazamiento frontal del alambre. Sin embargo, el artículo no da ninguna solución para una corrección de la trayectoria.

El documento DE-A-2748454 muestra una medida de corrección para corregir las cabezas de guía de los electrodos de la trayectoria por lo que se refiere al error de arrastre. Para ello, se deduce la dirección de la corrección de la trayectoria a partir de los datos geométricos momentáneos de la curva teórica en la pieza de trabajo, de tal manera que se pone la tangente en el punto que se ha de cortar, y las cabezas de guía de los electrodos se desplazan a lo largo de la tangente en la dirección de mecanizado una distancia d. La distancia d se escoge como función de la deformación media del alambre referido a la altura de la pieza de trabajo que se ha de mecanizar.

El documento DE-A 2826489 muestra un procedimiento de corrección del error de arrastre para la corrección del error de arrastre provocado por el error de arrastre al cortar esquinas. En este caso, el electrodo del alambre en la sección de una esquina en la que la variación de la dirección es mayor que un ángulo predeterminado es llevado y traído varias veces en la trayectoria cortada anteriormente, hasta que se pueda asumir que el error de arrastre ha adoptado el valor cero. Es en ese momento cuando se empieza con el corte de la siguiente sección que va a continuación de la esquina.

La invención se basa en el problema técnico de mejorar la corrección del error de arrastre en máquinas de electroerosionado por alambre.

Este problema se resuelve según la invención por medio de las características descritas en las reivindicaciones 1 y 13.

Según la reivindicación 1, se prevé una máquina de electroerosionado con un alambre de corte guiado entre dos cabezas de guía que actúa como electrodo de erosión, un dispositivo de regulación para la realización de movimientos de las cabezas de guía, dado el caso, de una pieza de trabajo, a lo largo de una trayectoria de guía del alambre de tal manera que se pueda cortar un contorno en la pieza de trabajo, y un primer dispositivo que está diseñado de tal manera que compensa el error de arrastre real que se origina por medio de la convexidad del alambre de corte por medio de la corrección de la trayectoria correspondiente de guía del alambre respecto a un contorno que se ha de cortar, representado por medio de al menos una curva de contorno, en el que el primer dispositivo está diseñado de tal manera que para corregir la trayectoria respectiva de guía del alambre calcula un vector de corrección del error de arrastre, en el que éste calcula este valor a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y su dirección como ángulo entre el vector calculado de corrección del error de arrastre y la tangente en un punto de la curva de contorno a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y/o a partir de la geometría del contorno que se ha de cortar.

Según la reivindicación 13 se prevé un procedimiento para el movimiento de cabezas de guía, dado el caso, de una pieza de trabajo, de una máquina de electroerosionado por alambre a lo largo de una trayectoria de guía del alambre, en el que por medio de un alambre de corte que discurre entre las cabezas de guía se corta un contorno en la pieza de trabajo, y se compensa el error de arrastre real que se origina como consecuencia de la convexidad del alambre de corte, corrigiendo para ello la trayectoria correspondiente de guía del alambre respecto a un contorno que se ha de cortar representado por medio de al menos una línea de contorno, en el que para corregir la trayectoria respectiva de guía del alambre se calcula un vector de corrección del error de arrastre, en el que su valor se calcula a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y su dirección como ángulo entre el vector calculado de corrección del error de arrastre y la tangente en un punto de la curva de contorno se calcula a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y/o a partir de la geometría del contorno que se ha de cortar.

Por parámetros de erosión se han de entender en este caso todos los parámetros que influyen físicamente en la erosión de material en la ranura de erosión.

El objeto de la invención hace posible una corrección del error de arrastre nueva, dinámica, "asistida por software" que es una solución completa y universal, es decir, independiente de las condiciones de trabajo.

En las reivindicaciones subordinadas están caracterizadas formas de realización ventajosas y configuraciones de la máquina de electroerosionado por alambre conforme a la invención y del procedimiento conforme a la invención.

La invención se basa en el conocimiento de que se puede representar el desplazamiento necesario para la corrección del error de arrastre que realmente se produce de la trayectoria de guía del alambre del dispositivo de regulación de la máquina de electroerosionado por alambre respecto a la curva de contorno que se ha de cortar por medio del valor y de la dirección de un vector de corrección del error de arrastre, y de que estas dos componentes se pueden calcular a partir de los parámetros momentáneos de erosión y a partir de la geometría conocida previamente del contorno que se ha de cortar.

Preferentemente, el cálculo del valor del vector se calcula a partir de la corriente momentánea de trabajo y de la tensión momentánea de trabajo, y a partir de la presión momentánea del lavado que rodea al alambre de corte (la tensión de lavado), mientras que la dirección del vector se calcula a partir del ángulo que se produce entre la dirección del error de arrastre en el extremo de un elemento de la trayectoria de la curva de contorno y la dirección del elemento de trayectoria de la curva de contorno que se ha de cortar a continuación. Las fórmulas de cálculo que se han de emplear en este caso contienen, además de las magnitudes mencionadas, únicamente aquellos parámetros que dependen de parámetros fijos de la máquina y de parámetros conocidos de la pieza de trabajo y que se pueden introducir experimentalmente o predeterminados mediante cálculos a partir de estos parámetros y en la preparación del mecanizado de la pieza de trabajo, por ejemplo en el software para el control numérico computerizado (CNC) de la máquina de electroerosionado por alambre.

El primer dispositivo conforme a la invención se puede usar autónomamente. Sin embargo, preferentemente se montará también conjuntamente con uno o varios dispositivos en la máquina de electroerosionado por alambre, para activarlo así únicamente cuando los otros dispositivos vayan a dar a parar en la situación momentánea a los límites de su posibilidad de empleo, o cuando ofrezcan más desventajas que ventajas. Adicionalmente, el primer dispositivo puede servir para el soporte de un dispositivo de medida asistido por sensores, en el que éste es necesario tal y como ha demostrado la experiencia.

A continuación se explica la invención con más detalle a partir del dibujo. En el dibujo se muestra:

Fig. 1 una vista esquemática de la construcción de una máquina de electroerosionado por alambre;

Fig. 2 una vista en perspectiva de una pieza de trabajo y del alambre de corte durante el mecanizado;

Fig. 3 la variación del vector de corrección del error de arrastre al cortar un borde;

Fig. 3a una división esquemática de una curva de contorno que se ha de cortar en elemento de trayectoria y segmentos;

Fig. 3b tangentes y vectores de corrección del error de arrastre en una de las curvas de contorno que se han de cortar;

Fig. 4 un transcurso típico de una trayectoria de guía del alambre respecto a una curva de contorno que se ha de cortar a partir de un ejemplo;

Fig. 5 un diagrama de bloque de un sistema de control que corrige el error de arrastre en una máquina de electroerosionado por alambre según una forma de realización de la invención;

En la siguiente descripción se usa una terminología que sirve para una mejor legibilidad de la descripción, que, sin embargo, no se ha de entender como limitante. Por ejemplo, las expresiones como "arriba" y "abajo", "vertical", etc. se refieren a máquinas de electroerosionado por alambre de una disposición de trabajo y una dimensión habitual, así como a piezas de trabajo dispuestas de modo habitual. Igualmente, las escalas de las figuras se han de entender únicamente de modo visual.

La Fig. 1 se limita a una representación puramente esquemática de aquellas piezas de una máquina de electroerosionado por alambre que merecen ser mencionadas para la explicación de la invención. Los elementos básicos como el sistema de lavado y el generador no están representados, ya que son evidentes y conocidos en general.

Un alambre de erosión o de corte 1 alimentado en el corte erosivo con impulsos eléctricos es predevanado desde arriba hacia abajo en la dirección de transporte del alambre representada por medio de una flecha Z. El alambre de corte 1 desdevanado desde un rollo de reserva (no representado) rodea en primer lugar las desviaciones propias de un brazo superior de la máquina 2, de las cuales está representada únicamente una única polea de inversión 3. A continuación, el alambre de corte 1 rodea parcialmente una entrada de corriente 4 que normalmente sirve para el traspaso de los impulsos eléctricos traspasados por el generador de la máquina. La entrada de corriente 4 procura también una cierta tensión de polarización del alambre de corte 1. Por lo que se refiere a la dirección de predevanado Z, por detrás de la entrada de corriente 4, por encima de una pieza de trabajo 5, que se ha de cortar, está dispuesta una guía superior del alambre 6 que se encuentra en una cabeza de guía 7 superior. Como alternativa (no representada), en lugar de una guía superior del alambre 6 pueden estar previstas varias guías superiores del alambre.

Detrás de la pieza de trabajo 5, o por debajo de ella, se encuentra una segunda cabeza de guía 8 en la que está dispuesta otra guía inferior del alambre 9. De nuevo, a modo de alternativa (no representada) se pueden prever en lugar de una guía inferior del alambre 9 varias guías inferiores del alambre. Después de haber pasado la pieza de trabajo 5, el alambre de corte 1 atraviesa en primer lugar la guía inferior del alambre 9, antes de ser suministrado alrededor de una entrada inferior de corriente 10 correspondiente a una entrada superior de corriente 4 y de una polea de inversión 11, que está fijada a un brazo inferior de la máquina 12, a un recipiente de eliminación (no representado). Un dispositivo de lavado no representado se ocupa de que el alambre de corte 1 en la pieza de trabajo 5 sea rodeado en todo momento coaxialmente por un agente de lavado a presión.

Normalmente, la pieza de trabajo 5 y/o la cabeza inferior de guía 8 es guiada bidimensionalmente (en la denominada dirección X y dirección Y) a lo largo de una trayectoria de guía del alambre, para así cortar un contorno determinado de la pieza de trabajo 5. Para conseguir un corte cónico, normalmente se guía la cabeza superior de guía 7 relativamente respecto a la cabeza inferior de guía 8 o respecto a la pieza de trabajo 5 en la dirección U y en la dirección V. En particular, en máquinas de electroerosionado por alambre especiales, la cabeza inferior de guiado 8 no es móvil, mientras que la pieza de trabajo 5 y la cabeza superior de guía 7 se pueden mover independientemente entre ellas. El siguiente ejemplo de realización describe una máquina de electroerosionado por alambre con cabeza de guía superior e inferior guiada y pieza de trabajo fija. Debido a ello, en la descripción del ejemplo de realización no están indicados con más detalle otros procedimientos conocidos para el guiado o el giro de cada una de las cabezas de guía 7 y 8, de la pieza de trabajo 5, etc., conjuntamente con la corrección del error de arrastre conforme a la invención, circunstancia que no se ha de entender como algo limitante, sino que únicamente ha de servir en aras de la claridad de la descripción. La corrección del error de arrastre que se ha de usar, respectivamente, se puede usar en todos estos procedimientos de modo análogo correspondientemente teniendo en cuenta la geometría que sirve de base.

Tal y como se ha descrito anteriormente, el alambre de corte 1, en el corte electroerosivo de cortes completos experimenta una curvatura hacia fuera o una convexidad contra la dirección corte. En el caso de cortes posteriores también se puede producir una convexidad perpendicular a la dirección corte. La convexidad en contra de la dirección de corte está representada en la Fig. 1 para el caso en el que la dirección de corte muestra de derecha a izquierda en el plano del dibujo. Así pues, el alambre de corte 1 se abomba en este caso hacia la derecha. La amplitud S de la convexidad se define aquí como la distancia entre la posición real del alambre a la entrada y a la salida de la pieza de trabajo y una recta de guía del alambre FF que une entre ellos los puntos de contacto del alambre de corte 1 en las guías 6 y 9. La amplitud S designa así mismo el error de arrastre que realmente se produce.

La Figura 2 muestra un ejemplo para un corte fabricado en la pieza de trabajo 5. El alambre de corte 1 está representado en una situación en la que ya ha pasado por varias secciones del corte. La primera sección está cortada de modo cilíndrico y discurre hasta un borde o esquina K1. La segunda sección discurre desde ese punto hasta una curvatura K2 y está cortada así mismo de modo cilíndrico. La tercera sección discurre hasta una curvatura K3 con una superficie cónica de corte y modifica ella misma su cónica transformando un corte cilíndrico en un corte cónico. Todas las secciones, con excepción de las secciones cónicas, están orientadas verticalmente, es decir, sus líneas generatrices, que están representadas en la Fig. 2 como rayas delgadas, discurren verticalmente a través de la pieza de trabajo 1. En la curvatura K3 cortada cónicamente discurren las líneas generatrices de modo oblicuo respecto a las verticales. La línea gruesa en forma de flecha que discurre en la Fig. 2 por medio a través de las líneas generatrices designa la dirección de corte.

En el caso de un corte cilíndrico, idealmente se produciría el contorno ideal -si el alambre de corte 1 no tuviera ninguna convexidad, sino que se correspondiera exactamente con las rectas de guía del alambre FF-, cuando las cabezas de guía fueran guiadas a lo largo de una trayectoria de guía del alambre en la dirección X y en la dirección Y que se correspondiera exactamente con una curva de contorno UK del contorno que se ha de cortar en la superficie de la pieza de trabajo. En el caso de un corte cónico, independientemente del movimiento relativo U y V adicional de la cabeza superior de guía 7 respecto a la cabeza inferior de guía 8, la trayectoria de guía del alambre de la cabeza inferior de guía 7 difiere de la curva de contorno UK del contorno que se ha de cortar en la superficie de la pieza de trabajo.

Debido a la convexidad inevitable del alambre, la recta de guía del alambre FF no se encuentra nunca en el lugar de la zona real de erosión, sino a una distancia de la amplitud de la convexidad S. Esto lleva, en particular en el caso de esquinas y curvaturas del contorno, a los errores de contorno descritos anteriormente. Para la compensación de estos errores de contorno, la trayectoria de guía del alambre se ha de corregir de tal manera que el alambre se encuentre siempre en el contorno deseado, es decir, según la fórmula:

(1)\overrightarrow{F(x)} = \overrightarrow{F_{0}(x)} + \overrightarrow{S_{B}(x)}

en donde:

\overrightarrow{F(x)} es la posición corregida de las cabezas de guía (trayectoria de guía del alambre),

\overrightarrow{F_{0}(x)} es el contorno original deseado y

\overrightarrow{S_{B}(x)} es el vector calculado de corrección del error de arrastre.

\overrightarrow{F(x)}, \overrightarrow{F_{0}(x)} y \overrightarrow{S(x)} designan en la fórmula (1) magnitudes vectoriales que dependen de la posición x. Sin embargo, la fórmula (1) también se puede formular dependiendo del tiempo t.

Es especialmente ventajosa la posibilidad de calcular tanto el valor del vector de corrección del error de arrastre como la dirección del vector de corrección del error de arrastre como función de las condiciones reales de erosión, y corregir la posición de las cabezas de guía en tiempo real según la fórmula (1).

En general se puede registra la magnitud S(t), es decir, el error de arrastre que realmente se produce, dependiendo del tiempo t, de tal manera que en todo momento -es decir, no sólo en el caso de cortes en línea recta, sino también en el caso de esquinas y curvaturas- proporcione la distancia que se ha de mantener entre la trayectoria de guía del alambre corregida TD y la zona momentánea de erosión a lo largo de la curva de contorno UK. En cada instante t se puede indicar además un vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}(t)}, cuyo valor momentáneo |\overrightarrow{S_{B}(t)}| se corresponda respectivamente con la amplitud S(t), y cuya dirección momentánea, partiendo desde un punto de la curva de contorno UK, apunte al punto correspondiente de la trayectoria corregida de guía del alambre TD. Con ello, con ayuda de este vector \overrightarrow{S_{B}(t)} se obtienen todas las informaciones para determinar la trayectoria corregida de guía del alambre TD a partir de la curva de contorno UK.

La Fig. 3 pone de manifiesto esta situación como primer ejemplo en el corte cilíndrico de una esquina. La curva de contorno UK del contorno que se ha de cortar en la superficie de la pieza de trabajo está representada con una línea gruesa. En el caso de que fuera posible un corte cilíndrico sin error de arrastre, entonces la curva de contorno UK se correspondería con la trayectoria de guía del alambre de las cabezas de guía 7, 8. En el caso de que (inevitablemente) aparezca el error de arrastre, la trayectoria de guía del alambre TD ha de ser corregida de modo correspondiente. Las cabezas de guía 7, 8 se tendrían que adelantar debido a la convexidad S del alambre de corte 1 al cortar la sección en línea recta delante de la esquina A a la posición de la zona de erosión la longitud S en la dirección de corte, respectivamente, a lo largo de la trayectoria corregida de guía del alambre TD. Tal y como se ha descubierto, la longitud S depende fundamentalmente de modo lineal de la potencia invertida en la erosión, es decir, del valor momentáneo de la corriente de trabajo -es decir, del valor medio aritmético momentáneo de la corriente que fluye en la zona de erosión- del valor momentáneo de la tensión de erosión, de la presión de la burbuja de gas que se forma alrededor del canal de plasma, llamada a continuación presión de erosión, de la presión de lavado, así como de parámetros que no varían durante el paso de trabajo o que son predecibles (diámetro del alambre, tipo de alambre, altura de la pieza de trabajo, tipo de material, etc.). Una serie de medidas tecnológicas correspondientes puede determinar con la precisión necesaria todas las relaciones entre la longitud S y la máquina de electroerosionado por alambre, la pieza de trabajo 5, dado el caso, el contorno y las condiciones de contorno. Esto significa que durante cada fase de trabajo se es capaz de calcular el valor S inmediatamente (por ejemplo cada milisegundo) y únicamente con la ayuda de las señales que indican la corriente momentánea de trabajo, la tensión momentánea de trabajo de la erosión y la presión de lavado. Una fórmula hallada a tal efecto, que proporciona el valor del valor momentáneo calculado |\overrightarrow{S_{B}(t)}| con una precisión suficiente, viene dada por la
expresión:

(2)|\overrightarrow{S_{B}(t)}| = a * i(t) + b * p(t) + c * u(t) + d,

en la que el símbolo * significa multiplicación, i(t) es el valor momentáneo de la corriente de trabajo, u(t) es el valor momentáneo de la tensión de trabajo y p(t) es la presión momentánea del lavado; a, b, c y d son factores que dependen fundamentalmente de los parámetros fijos o predeterminables mencionados anteriormente y que son fundamentalmente constantes durante un proceso de erosión. Estos factores se pueden predeterminar de modo experimental y/o al menos se pueden calcular a partir de los parámetros mencionados y pueden ser introducidos en la preparación del mecanizado de la pieza de trabajo en la ordenación del control numérico (CNC) de la máquina de electroerosionado por alambre.

El contorno que se ha de cortar mostrado en la Fig. 3, o más exactamente, la curva de contorno UK deseada, conforma una esquina en la que la dirección de corte se modifica abruptamente por un ángulo \alpha_{o}. En el momento de alcanzar la esquina A, la guía del alambre o las guías del alambre se encuentra o se encuentran en el punto A' de la trayectoria de guía del alambre TD. El vector A-A' tiene, tal y como se ha descrito anteriormente, el valor S y conforma con la dirección que se ha de cortar después de la esquina el ángulo \alpha_{o}. Este ángulo \alpha_{o} está prefijado por la geometría de la curva de contorno que se ha de cortar. Para continuar el siguiente corte de modo correspondiente a la curva de contorno UK sobre los puntos A, B, C,... que se encuentran sobre una línea recta, el vector se gira poco a poco desde la antigua dirección de corte a la nueva dirección de corte, principalmente sin modificar su valor |\overrightarrow{S(t)}|. Esto significa que el ángulo \alpha_{o}(x) que conforma el vector con la nueva dirección de corte disminuye a medida que aumenta la longitud x del nuevo corte. Debido a ello, la trayectoria de guía del alambre TD sigue los puntos A', B', C'... etc... Se ha determinado que el ángulo del vector \alpha_{o}(x) disminuye de modo exponencial referido a la posición de la nueva línea recta de corte, y concretamente según la fórmula:

\newpage

(3)\alpha (x) = \alpha_{o} * exp(-x/x_{o})

en la que x_{o} es el "recorrido de la mitad del valor" de la rotación del vector de error de arrastre, es decir, el recorrido en el que el vector de error de arrastre lleva a cabo la media variación de la dirección. El "recorrido de la mitad del valor" depende fundamentalmente de parámetros fijos de la máquina. El hecho de la disminución exponencial del ángulo \alpha (x) confirma que el rozamiento causado por la curvatura del alambre de corte es proporcional a la velocidad de variación de la dirección del vector.

El parámetro x_{o}, de un modo similar a las constantes a, b, c y d mencionadas anteriormente, puede ser predeterminado o se puede determinar mediante cálculo a partir de parámetros fijos de la máquina y se puede introducir en una memoria 50 del dispositivo. En el caso de un elevado \alpha_{o}, es decir, en el caso de una gran variación de la dirección del contorno que se ha de cortar, el valor x_{o} muestra además una cierta dependencia de \alpha_{o}, en particular como consecuencia del hecho de que la curvatura del alambre de una variación de la dirección de corte contrapone resistencia. Esta dependencia se puede predeterminar así mismo y se puede introducir en el software del
dispositivo.

A partir de la derivada

(4)d\alpha /dx = -\alpha_{o}/x_{o} * exp(-x/x_{o})

se puede ver que en la división de un elemento de trayectoria que se ha de cortar según la Fig. 3a en segmentos de longitud \deltax se puede calcular la variación de la longitud del vector para cada segmento según la siguiente fórmula:

(5)\delta \alpha (x) = -\alpha (x)/x_{o} * \delta x

Con la fórmula (5) se calcula para cada sección del recorrido \deltax la variación de la dirección o "rotación" del vector. Este algoritmo se puede generalizar de un modo sencillo a cada curva de contorno UK, teniendo en cuenta para ello la curvatura momentánea 1/r_{o}(x) de la curva de contorno en el punto x. En este caso, \alpha (x) es el ángulo entre el vector en la posición x y la dirección de corte que viene dada por la tangente en el punto x, tal y como se representa en la Fig. 3b. Para el cálculo de la variación del ángulo \delta \alpha (x) aparece un nuevo término que describe la rotación de la tangente a lo largo del recorrido \deltax, en concreto \alphax/r_{o}(x). De esta manera, la forma general de la fórmula (5) se convierte
en:

(6)\delta \alpha (x) = (\pm1/ r_{o}(x) - \alpha (x)/x_{o}) * \delta x

en donde se ha de tomar el signo "+" cuando la curva de contorno se aleje de la dirección momentánea del error de arrastre, y el signo "-" en el caso contrario.

La integración de la fórmula (6) para constantes individuales r_{o} y x_{o} proporciona la forma generalizada de la fórmula (3) para el caso en el que la curva de contorno sea una serie de arcos circulares (una línea recta es un arco circular con radio r_{o} = \infty), lo cual es casi siempre el caso en una curva de contorno real. Se obtiene:

(7)\alpha (x) = \alpha_{o} + (\alpha_{o} - \alpha_{\infty})*exp(-x/x_{o}),

en la que \alpha_{o} es el ángulo entre el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} calculado y la tangente de la nueva dirección de corte en el origen de un nuevo elemento de la trayectoria (arco circular), y \alpha_{\infty} es el ángulo asintótico \alpha que se alcanza para x >> x_{o} cuando el arco circular es lo suficientemente largo. En este caso estacionario, \delta\alpha = 0, y de la fórmula (6) se deduce la relación:

(8)\alpha_{\infty} = x_{o}/r_{o}

que es muy útil para la determinación del parámetro x_{o}.

El valor |\overrightarrow{S_{B}}| del vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}}, tal y como se ha descrito anteriormente, es fundamentalmente independiente de la geometría de la curva de contorno. Sin embargo, es necesaria una pequeña corrección en caso de grandes variaciones de la dirección de corte, es decir para \alpha_{0} > 90º, puesto que en estas circunstancias, la componente de la variación de la dirección del vector de corrección del error de arrastre \deltas_{b} a lo largo de la última dirección de corte es incluso negativo. Para evitar que el alambre erosione demasiado hacia el interior de la pieza de trabajo, es necesario reducir el valor |\overrightarrow{S_{B}}| momentáneamente según la siguiente fórmula:

(9)|\overrightarrow{S_{B}(x)}| = S_{o}*(1-f*sen(g*x/x_{o})*exp(x/x_{o}))

En este caso S_{o} designa el valor del vector de corrección del error de arrastre de la variación de la dirección de corte. Los parámetros f y g dependen, entre otras cosas, de la variación de la dirección de corte, de la velocidad de corte, dado el caso, también de los parámetros de erosión y de los materiales usados.

La fórmula 9 describe una oscilación del valor del error de arrastre que sólo se puede apreciar (o medir) en caso de grandes variaciones de la dirección, y se reduce en el interior del recorrido de la mitad del valor x_{o} de forma exponencial.

Como segundo ejemplo, la Fig. 4 muestra el uso del algoritmo anterior en un contorno que se ha de cortar -representado por medio de una curva de contorno UK-, en el que los puntos de las esquinas proporcionan en la curva de contorno UK posiciones discretas; las coordenadas cartesianas de estas posiciones se designan con x_{G} e y_{G}. Los puntos redondos proporcionan valores discretos a lo largo de la trayectoria corregida de guía del alambre TD, de modo correspondiente a las coordenadas teóricas x_{s} e y_{s} para una cabeza de guía del alambre o para las cabezas de guías del alambre. Los números indicados en los ejes de coordenadas son indicaciones de medida en \mum. En el caso representado, el valor del vector de corrección del error de arrastre y del error real de contorno S son iguales, como se puede ver, a 400 \mum.

El procedimiento conforme a la invención, o la máquina de electroerosionado por alambre conforme a la invención se puede usar prácticamente para contornos de cualquier tipo, en particular también para corte cónicos. En un corte cónico, el alambre de corte 1 se inclina -además de su inclinación contra las verticales que discurren a través de la pieza de trabajo 5- en la mayoría de los casos en la dirección de corte debido al error de arrastre. Con ello, el alambre de corte 1 se encuentra por encima y por debajo de la pieza de trabajo 5 respectivamente bajo un cierto ángulo de inclinación respecto a las rectas de guía del alambre FF. Estos dos ángulos de inclinación se correlacionan con el valor del error de arrastre por encima y por debajo de la pieza de trabajo, y son proporcionales fundamentalmente a la velocidad de corte y a la presión de lavado. Con ello, estos ángulos de inclinación, o los errores de contorno por debajo y por encima de la pieza de trabajo 5 son igual de grandes en una primera aproximación; sin embargo, en el caso de una gran velocidad relativa de las dos cabezas de guía 7 y 8 entre ellas pueden diferir entre ellos hasta un valor de 15%. Esta desviación se puede corregir teniendo en cuenta estas velocidades relativas en una segunda
aproximación.

Para cada pareja de coordenadas x_{G}, y_{G} de la curva de contorno UK, así pues, con el procedimiento mencionado anteriormente se puede calcular una pareja correspondiente de coordenadas teóricas x_{s}, y_{s} para la posición de la cabeza inferior de guía 8 y/o una pareja de coordenadas correspondiente para la cabeza superior de guía 7. Correspondientemente a este cálculo, se puede controlar entonces el dispositivo de regulación de la máquina, teniendo en cuenta los parámetros de erosión momentáneos respectivos i(t), u(t) y p(t), sin tener que recurrir a los valores de medida de algunos sensores de la posición del alambre.

Adicionalmente, la calidad de este procedimiento se basa en la completitud del banco de datos con el que se determinan los parámetros descritos a, b, c, d, x_{o} en función de los parámetros de la máquina (diámetro del alambre, altura de la pieza de trabajo, ...). Una máquina de electroerosionado de alto valor, altamente automatizada puede combinar los diferentes procedimientos, en particular los procedimientos asistidos por sensores y "asistidos por software" de modo inteligente, en cuenta que prácticamente todas los inconvenientes de un procedimiento pueden ser superados por otro procedimiento. Aunque los diferentes procedimientos representan en sí soluciones independientes, su combinación hace posible eliminar todas las limitaciones prácticas en su uso.

Así pues, el primer dispositivo, preferentemente, puede estar montado en una máquina de electroerosionado por alambre que contiene además otros dispositivos para la determinación del error de arrastre, en particular un segundo dispositivo cuya operación se apoya en las señales de uno o de varios sensores de la posición del alambre. Con ello, por medio de una selección adecuada es posible optimizar el mecanizado de la pieza de trabajo 5 por lo que se refiere a la máxima seguridad y a la máxima velocidad de mecanizado. Adicionalmente, es posible cortar geometrías complejas con curvas de contorno UK difíciles de cortar de modo automático sin intervención del operador con la máxima fiabilidad y precisión.

Cuando aparecen condiciones de erosión muy complejas, por ejemplo ángulos agudos de menos de 20º por debajo del contorno que se ha de erosionar, se puede reducir adicionalmente, independientemente del procedimiento usado, la velocidad de corte durante un corto espacio temporal: el vector de corrección del error de arrastre, o su valor se ajusta inmediatamente en los dos casos.

A continuación, a partir de la Fig. 5, se describe un ejemplo de realización para una combinación correspondiente de dos dispositivos para la determinación del error de arrastre, conjuntamente con medidas para la selección inteligente del dispositivo que se ha de usar en cada caso, que se puede realizar también sin efecto conjunto o intervención del operador, con la ventaja de que no se exige ningún conocimiento específico por parte del operador: Fundamentalmente, éste sólo tiene que fijar la geometría final y la precisión y la rugosidad deseada. Este proceso está provisto en la Fig. 5 del símbolo de referencia 110. La seguridad de obtener una geometría final deseada en la forma deseada se incrementa de un modo considerable respecto a un mecanizado normal por medio del procedimiento debido a dos órganos de control 20 y 30 independientes entre ellos, en concreto el cálculo y la medida de un vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} y \overrightarrow{S_{G}}.

El control numérico 40 descompone la curva de contorno en elementos de la trayectoria (arcos circulares en la mayoría de los casos) y prepara todos los parámetros necesarios con la ayuda del banco de datos 50. El control numérico puede emplear un ajuste dependiente de la geometría de la velocidad teórica cuando se produzcan condiciones de trabajo especialmente difíciles, sin que se tenga que modificar algo de todo el sistema de corrección. El sistema de corrección calcula o mide un nuevo vector de corrección del error de arrastre de modo correspondiente. La geometría final corregida TD de las cabezas de guía es calculada por parte de un interpolador 70.

Se puede conseguir un incremento de la seguridad de funcionamiento y de la precisión por medio de la introducción de un sensor de la posición del alambre 30. Para la corrección del error de arrastre, en este caso están disponibles dos procedimientos o dispositivos 20 y 30 que entregan dos vectores similares de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{G}} y \overrightarrow{S_{B}}.

El primer dispositivo 20 recibe los parámetros de erosión dependientes del tiempo i(t), u(t) y p(t), y comprende medios de cálculo que siguiendo unos algoritmos según las fórmulas precedentes determinan el valor y la dirección del vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}}. Estos valores del vector de corrección del error de arrastre van a dar a parar a una entrada de señal de un dispositivo de selección 60, representado simbólicamente por medio de un interruptor. Desde una salida asignada del dispositivo de selección 60, los valores de corrección se proporcionan a una entrada del interpolador 70, y allí se vinculan con valores de coordenadas x_{G}, y_{G} de la curva de contorno que se ha de cortar, para así conseguir coordinadas teóricas corregidas x_{S}, y_{S} para las cabezas de guía.

En la forma de realización representada en la Fig. 5, se prevé a parte del primer dispositivo 20 el segundo dispositivo 30, que recibe al menos una señal de un sensor s_{D} de al menos un sensor de la posición del alambre, que está representado esquemáticamente en la Fig. 1 con el símbolo de referencia 13. Como sensor de posición del alambre 13 se puede usar por ejemplo un dispositivo como el que se da a conocer en el documento EP-0 312 056 A1. El segundo dispositivo 30 determina a partir de la(s) señal(es) del sensor s_{D} la convexidad del alambre de corte 1, y a partir de ella deriva así mismo valores correspondientes para un vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{G}}. El vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{G}} proporcionado por el segundo dispositivo 30 puede ser proporcionado alternativamente o conjuntamente con el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} proporcionado por el primer dispositivo 20 por medio del dispositivo de selección 60 al interpolador 70, donde éste es procesado de un modo similar a como está descrito anteriormente conjuntamente con el primer dispositivo 20. Si se proporcionan \overrightarrow{S_{G}} y \overrightarrow{S_{B}} conjuntamente al interpolador 70, entonces éste puede derivar un valor de corrección promedio por medio de promediado o de métodos similares.

Un posible procedimiento para la determinación definitiva de la trayectoria corregida de guía del alambre TD es el siguiente:

\bullet

Con la suposición de que las condiciones de medida son óptimas y la precisión de medida es suficiente, se corrige la trayectoria con el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{G}} a partir de la medida por medio del sensor de la posición del alambre 30.

\bullet

Al mismo tiempo, el primer dispositivo 20 calcula el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} con la ayuda de los valores momentáneos i(t), u(t), p(t).

\bullet

Cuando la diferencia de las dos señales \DeltaS = s_{G} - s_{B} sobrepase un valor determinado, se reduce la velocidad de corte.

\bullet

El segundo dispositivo 30 supervisa oscilaciones de las señales del sensor, por ejemplo con el cálculo de la varianza a lo largo de un cierto intervalo de tiempo. Cuando la varianza sobrepasa un valor determinada, o es igual a 0, es decir, cuando el sensor de la posición del alambre no funciona, el control 30 señaliza está situación errónea del dispositivo de selección 60, que pasa entonces con un algoritmo determinado para el uso de la señal s_{B}.

De modo alternativo a este procedimiento, para una mecanización determinada es ventajoso usar el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} como señal principal y \overrightarrow{S_{G}} como sensor adicional para la evaluación de posibles vibraciones del alambre.

El dispositivo de selección 60 ha de decidir en tiempo real qué tipo de registro o de corrección del error de arrastre tiene más sentido, o el primer registro o corrección del error de arrastre fundamentalmente independiente del sensor por medio del primer dispositivo 20, o el segundo registro o corrección del error de arrastre asistido por un sensor por medio del segundo dispositivo 30 o una combinación de estas dos correcciones. Esta decisión se ha de tomar basándose en diferentes criterios, en particular la estabilidad de la señal del sensor de la posición del alambre 13 o del segundo dispositivo 30, de la estabilidad del proceso y de la geometría del contorno.

Para la determinación de las inestabilidades que se pudieran producir de la al menos una señal del sensor s_{d}, esta señal se supervisa en todo momento. El dispositivo de selección 60 escoge el vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}} proporcionado por el primer dispositivo 20 cuando la señal del sensor s_{d} cumple al menos con uno de los siguientes criterios.

1.

El valor absoluto de la señal del sensor s_{d} sobrepasa o está por debajo de un valor límite prefijado.

2.

La oscilación de la señal del sensor s_{d} -es decir, la vibración del alambre de corte 1- sobrepasa o está por debajo de una amplitud límite prefijada, lo cual puede ser determinado, por ejemplo, por medio de la desviación estándar o de la varianza de la señal del sensor s_{d}.

3.

La variación de la señal del sensor s_{d} por unidad de tiempo sobrepasa un valor límite prefijado.

El cumplimiento del primer y tercer criterio puede apuntar a un comportamiento indeseado del sensor de la posición del alambre 13, de manera que ha de entrar en funcionamiento el primer dispositivo 20. Sin embargo, el sensor de la posición del alambre 13 también puede que no responda desde el comienzo. Para tener en cuenta este caso, el primer dispositivo 20 se selecciona además a partir de un cuarto criterio:

4.

En una fase de prueba antes del comienzo de la erosión, por medio del incremento de la presión de lavado (por ejemplo de 0 a 18 bar) se determina una oscilación eventual de la señal del sensor s_{d}.

Las oscilaciones de señal de un sensor de la posición del alambre 13 en el incremento de la presión se originan, por ejemplo, por medio de un manejo incorrecto previo de la máquina de electroerosionado por alambre (colisión), que ha tenido como consecuencia daños en el sensor.

Las funciones de los dispositivos 20 y 30 se pueden realizar al menos parcialmente por medio de un ordenador común o por medio de procesadores separados, así como sucede con las funciones del dispositivo de selección 60 y del interpolador 70.

Con la disposición descrita, existe la posibilidad, durante el mecanizado de una pieza de trabajo, de cambiar el tipo del registro del error de arrastre, y con ello también de la corrección del error de arrastre. El cambio de un dispositivo 20, 30 al otro (por ejemplo del segundo 30 al primer dispositivo 20 o al revés) se realiza con transiciones que se encuentran dentro de la tolerancia de contorno prefijada del corte respectivo.

A continuación se describen ejemplos de realización de cómo la máquina de electroerosionado por alambre puede ser operada con un cambio entre diferentes tipos de registro del error de arrastre.

Ejemplo de realización 1: Corrección asistida por software.

El dispositivo de selección 60 pasa al interpolador 70 el vector calculado de corrección del error de arrastre s_{B}. El sensor de la posición del alambre o el segundo dispositivo 30 se usa para la supervisión del movimiento del alambre.

En caso de que

\text{*}

las oscilaciones del alambre (desviación estándar de la señal del sensor s_{d}) sobrepasen un valor determinado, o

\text{*}

la diferencia de las dos señales

|\overrightarrow{\Delta S}| = |\overrightarrow{S_{G}} - \overrightarrow{S_{B}}|

sobrepase un valor determinado,

entonces se reduce la velocidad de corte hasta que se cumplan los criterios mencionados anteriormente.

Ejemplo de realización 2

Corrección asistida por sensor

El vector de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{G}} a partir de la medida por medio del sensor de la posición del alambre se usa como señal principal y es pasada por el dispositivo de selección 60 al interpolador.

En caso de que

\text{*}

las oscilaciones del alambre (desviación estándar de la señal del sensor s_{d}) sobrepasen un valor determinado, o

\text{*}

la diferencia de las dos señales

|\overrightarrow{\Delta S}| = |\overrightarrow{S_{G}} - \overrightarrow{S_{B}}|

sobrepase un valor determinado,

entonces el control 50 señaliza esta situación errónea del dispositivo de selección 60, que selecciona y usa entonces un algoritmo determinado para el uso del vector calculado de corrección del error de arrastre \overrightarrow{S_{B}}.

Claims (23)

1. Máquina de electroerosionado por alambre con:

a) un alambre de corte (1) guiado entre dos cabezas de guía (7, 8) que actúa como electrodo de erosión

b) un dispositivo de ajuste (90) para la realización de movimientos de las cabezas de guía (7, 8), dado el caso de una pieza de trabajo (5), a lo largo de una trayectoria de guía del alambre (TD), respectivamente, de tal manera que se puede cortar un contorno en la pieza de trabajo (5), y

c) un primer dispositivo (20) que está diseñado de tal manera que compensa el error de arrastre (S) real que aparece como consecuencia de la convexidad del alambre de corte (1) por medio de la corrección de la trayectoria de guía del alambre (TD) correspondiente respecto a un contorno que se ha de cortar representado por medio de una curva de contorno (UK),

caracterizada porque

d) el primer dispositivo (20) está diseñado de tal manera que para corregir la trayectoria de guía del alambre (TD) respectiva calcula un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}), en el que éste calcula

d1)

su valor (|\overrightarrow{S_{B}(t)}|) a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y

d2)

su dirección como ángulo (\alpha(x)) entre el vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) y la tangente en un punto x de la curva de contorno (UK) a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y/o a partir de la geometría del contorno que se ha de cortar.

2. Máquina de electroerosionado por alambre según la reivindicación 1, caracterizada porque el cálculo del valor (|\overrightarrow{S_{B}(t)}|) y/o la dirección (\alpha(x)) del vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) se realiza a partir de los parámetros de erosión: corriente de erosión (i(t)), tensión de erosión (u(t)) y/o presión de lavado (p(t)).

3. Máquina de electroerosionado por alambre según la reivindicación 1 ó 2, caracterizada porque el primer dispositivo (20) está diseñado de tal manera que calcula el valor (|\overrightarrow{S_{B}(t)}|) del vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) a partir de la corriente de trabajo momentánea i(t), de la tensión de erosión momentánea u(t) y de la presión de lavado momentánea p(t) según la fórmula simplificada:

|\overrightarrow{S_{B}(t)}| = a * i(t) + b * p(t) + c * u(t) + d

en la que a, b, c y d son factores que se pueden predeterminar de modo experimental o mediante cálculo a partir de parámetros fijos de la máquina de electroerosionado por alambre y de la pieza de trabajo (5), en particular, factores constantes.

4. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer dispositivo (20) está diseñado de tal manera que divide elementos de la trayectoria de la curva de contorno (UK) en segmentos, y para cada nuevo segmento de segmentos consecutivos de la longitud \deltax calcula el ángulo \delta\alpha (x) según la fórmula:

\delta \alpha (x) = (\pm 1/r_{0}- \alpha (x) / x_{0}) * \delta x

en la que x es la longitud continua de la siguiente sección que se ha de cortar, x_{0} es un parámetro que se puede predeterminar de modo experimental o mediante cálculo a partir de parámetros fijos de la máquina de electroerosionado por alambre y 1/r_{0} es la curvatura de la curva de contorno, en la que r_{0} y x_{0} se calculan en la transición del anterior elemento de trayectoria al presente elemento de trayectoria.

5. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque el primer dispositivo (20) está diseñado de tal manera que cuando la curva de contorno (UK) es una sucesión de arcos circulares, calcula el ángulo (\alpha(x)) entre el vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) y la tangente en el punto x de la curva de contorno (UK), y en concreto lo hace aproximadamente según la fórmula:

\alpha (x) = \alpha_{0} + (\alpha_{0} - \alpha_{\infty})*exp(-x/x_{o})

en la que \alpha_{0} es el ángulo entre el vector de corrección del error de arrastre (s_{B}) calculado y la tangente de la nueva dirección de corte, y \alpha_{\infty} es el ángulo asintótico que se alcanza para x >> x_{0}.

6. Máquina de electroerosionado por alambre según la reivindicación 5, caracterizada porque el primer dispositivo (20) está diseñado de tal manera que determina el parámetro x_{0} a partir de la relación

\alpha_{\infty} = x_{0}/r_{0}

7. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por

a) un segundo dispositivo (30) para la determinación de un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{G}}) a partir de una medida del error de arrastre real (S), y

b) un dispositivo de selección (60) para la selección de un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}; \overrightarrow{S_{G}}) de un dispositivo (20; 30) o de una combinación de vectores de corrección del error de arrastre de varios dispositivos (20, 30).

8. Máquina de electroerosionado por alambre según la reivindicación 7, caracterizada porque el segundo dispositivo (30) presenta un dispositivo de sensores (13; 30) para la determinación de la posición relativa del alambre de corte (1) respecto a las cabezas de guía (7, 8) y para la generación de al menos una señal correspondiente del sensor (s_{d}).

9. Máquina de electroerosionado por alambre según la reivindicación 7 u 8, caracterizada porque

a) el dispositivo de selección (60) proporciona a un interpolador (70) un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{A}}) seleccionado

b) el interpolador (70) determina por medio de este error de arrastre (\overrightarrow{S_{A}}) y/o de la geometría de la curva de contorno (UK) la trayectoria corregida de las guías del alambre.

10. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones precedentes, caracterizada por un control numérico (40) que reduce la velocidad de corte cuando aparecen condiciones de trabajo difíciles.

11. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones 7 a 10, caracterizada porque el primer y/o el segundo dispositivo (20, 30), el dispositivo de selección (60) y/o el interpolador (70) está/están realizado/s por medio de la puesta en práctica de los programas de ordenador correspondientes en uno o varios dispositivos de cálculo.

12. Máquina de electroerosionado por alambre según una de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque el dispositivo de selección (60) está acoplado con el segundo dispositivo (30) de tal manera que el dispositivo de selección (60) conmuta el error de arrastre (s_{B}) generado por el primer dispositivo (20) tan pronto como la señal del sensor (s_{d}) cumpla con ciertos criterios, en particular cuando alcance respectivamente un valor límite prefijado de las oscilaciones o de la varianza o de la desviación estándar, de la variación por unidad de tiempo y/o del valor absoluto de la señal del sensor (s_{d}).

13. Procedimiento para mover las cabezas de guía (7, 8), dado el caso, de una pieza de trabajo (5), de una máquina de electroerosionado por alambre a lo largo de una trayectoria de guía del alambre (TD), en el que

a) por medio de un alambre de corte (1) que discurre entre las cabezas de guía se corta un contorno en la pieza de trabajo (5), y

b) se compensa el error de arrastre (S) real que se origina como consecuencia de la convexidad del alambre de corte (1), corrigiendo para ello la trayectoria correspondiente de guía del alambre (TD) respecto a un contorno que se ha de cortar representado por medio de al menos una línea de contorno (UK),

caracterizado porque

c) para corregir la trayectoria respectiva de guía del alambre (TD) se calcula un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}), en el que

c1)

su valor |\overrightarrow{S_{B}(t)}| se calcula a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y

c2)

su dirección como ángulo (\alpha(x)) entre el vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) y la tangente en un punto x de la curva de contorno (UK) se calcula a partir de los parámetros de erosión momentáneos en los que se basa la erosión y/o a partir de la geometría del contorno que se ha de cortar.

14. Procedimiento según la reivindicación 13, caracterizado porque el valor (|\overrightarrow{S_{B}(t)}|) y/o la dirección (\alpha(x)) del vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) se calcula a partir de los parámetros de la erosión corriente de erosión (i(t)), tensión de erosión (u(t)) y/o presión de lavado (p(t)).

15. Procedimiento según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el valor (|\overrightarrow{S_{B}(t)}|) del vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) se calcula a partir de la corriente de trabajo momentánea i(t), de la tensión de erosión momentánea u(t) y de la presión de lavado momentánea p(t) según la fórmula simplificada:

|\overrightarrow{S_{B}(t)}| = a * i(t) + b * p(t) + c * u(t) + d,

en la que a, b, c y d son factores que se pueden predeterminar de modo experimental o mediante cálculo a partir de parámetros fijos de la máquina de electroerosionado por alambre y de la pieza de trabajo (5), en particular factores constantes.

16. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 15, caracterizado porque los elementos de la trayectoria de la curva de contorno (UK) son divididos en segmentos, y para cada nuevo segmento de segmentos consecutivos de la longitud \deltax se calcula el ángulo \delta\alpha(x) según la fórmula:

\delta \alpha (x) = (\pm 1/r_{0}- \alpha (x) / x_{0}) * \delta x

en la que x es la longitud continua de la siguiente sección que se ha de cortar, x_{0} es un parámetro que se puede predeterminar de modo experimental o mediante cálculo a partir de parámetros fijos de la máquina de electroerosionado por alambre y 1/r_{0} es la curvatura de la curva de contorno, en la que r_{0} y x_{0} se calculan en la transición del anterior elemento de trayectoria al presente elemento de trayectoria.

17. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 16, caracterizado porque el ángulo (\alpha(x)) entre el vector calculado del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) y la tangente en el punto x de la curva de contorno (UK), cuando la curva de contorno (UK) es una secuencia de arcos circulares, se calcula de modo aproximado según la fórmula

\alpha (x) = \alpha_{0} + (\alpha_{0} - \alpha_{\infty}) * exp(-x/x_{o})

en la que \alpha_{0} es el ángulo entre el vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) calculado y la tangente de la nueva dirección de corte, y \alpha_{\infty} es el ángulo asintótico que se alcanza para x >> x_{0}.

18. Procedimiento según la reivindicación 17, caracterizado porque el parámetro x_{0} se determina a partir de la relación

\alpha_{\infty} = x_{o}/r_{o}

19. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 18, caracterizado porque

a) se determina un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{G}}) por medio de la medida del error real de contorno (S) y

b) se selecciona un vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}; \overrightarrow{S_{G}}) o una combinación de varios vectores de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}; \overrightarrow{S_{G}}).

20. Procedimiento según la reivindicación 19, caracterizado porque la posición relativa del alambre de corte (1) respecto a las cabezas de guía (7, 8) se determina por medio de medida y se genera al menos una señal de sensor (s_{d}) correspondiente.

21. Procedimiento según la reivindicación 19 ó 20, caracterizado porque por medio del vector de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}; \overrightarrow{S_{G}}) seleccionado o de la combinación seleccionada de vectores de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}; \overrightarrow{S_{G}}) y/o de la geometría de la curva de contorno (UK), respectivamente, se determina la trayectoria corregida de las guías del alambre.

22. Procedimiento según una de las reivindicaciones 13 a 21, caracterizado porque la velocidad de corte se reduce cuando aparecen condiciones de trabajo difíciles.

23. Procedimiento según una de las reivindicaciones 20 a 22, caracterizado porque el vector calculado de corrección del error de arrastre (\overrightarrow{S_{B}}) se selecciona cuando la señal del sensor (s_{d}) cumple con ciertos criterios, en particular cuando alcanza, en cada caso, un valor límite prefijado de las oscilaciones o de la varianza o de la desviación estándar, de la variación por unidad de tiempo y/o del valor absoluto de la señal del sensor (s_{d}).