ES2282957T3 - Maquina de taladrar por electroerosion, con control numerico. - Google Patents
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Abstract
Taladro de electroerosión con control numérico que tiene una sección (5) de selección de guía de electrodos, caracterizado por comprender una placa rotativa (55), una serie de unidades de guía (56) dotadas de respectivos tubos de guía (564) y montadas en la placa rotativa (55) a lo largo de su circunferencia para su rotación conjuntamente con aquella, pudiendo ser posicionada la unidad de guía deseada de una serie de unidades de guía (56) en relación de alineación con el eje longitudinal del husillo por rotación de la placa rotativa (55) por medio de un motor de manera que el electrodo de taladrado (P) sujetado por el husillo (41) puede ser pasado por el tubo de guía (564) al descender el husillo (41) en la dirección del eje longitudinal (Z).
Description
Máquina de taladrar por electroerosión, con
control numérico.
Los términos que se utilizan en esta descripción
son los siguientes: Definición: consultar figura 11.
Condiciones del Sistema Eléctrico: consultar las
condiciones de la corriente eléctrica emitida hacia la pieza a
trabajar desde la Máquina de Descargas Eléctricas (EDM) o máquina de
electroerosión, incluyendo amperaje, voltaje y forma de onda
pulsante;
Electrodo (P) se refiere a la varilla metálica
utilizada para llevar potencia de descarga a la pieza a trabajar y
que habitualmente es un tubo hueco para el suministro
dieléctrico;
Ejes X (X) y eje Y (Y) se refieren a la
dirección de proceso para el electrodo (P) para ajustar su situación
sobre la pieza a trabajar;
Eje Z (Z) dispuesto sobre el eje W (W) para el
desplazamiento longitudinal del electrodo (P) sobre el eje W (W);
eje C (C) dispuesto en el eje Z para sujetar al electrodo (P) y
rotación;
Eje W (W) es el cabezal de la máquina que
permite al eje Z (Z) subir o bajar hacia su posición de inicio de
trabajo; y
Guía (G) dispuesta por debajo del eje W (W) para
guiar el paso del electrodo (P) y mantenerlo en su posición
correcta.
Taladrado EDM: fijación del electrodo (P) sobre
el husillo. Ajustar el eje W (W) sobre el eje X (X) y eje Y (Y) a
la posición inicial a nivel de la pieza a trabajar. Desplazar la del
electrodo (G) del eje W (W) por encima de la pieza a trabajar a una
altura apropiada permitiendo que el electrodo (P) pase por la guía
(G). Activar el eje C (C) para girar el electrodo (P) y aplicar
principalmente el dieléctrico y desplazar el eje Z (Z) de acuerdo
con la situación entre el electrodo (P) y la pieza a trabajar para
taladrar un orificio en la pieza a trabajar por medio de descargas
eléctricas.
Algunas aplicaciones de taladrado por
electroerosión con control numérico (CNC EDM): en el proceso de las
piezas de moldes o matrices utilizadas en la fabricación de piezas
por ordenador, fabricación de piezas de motores de aviación,
equipos médicos o suministros en producción completamente
automatizada, es una exigencia o necesidad para este tipo de
procesos.
El proceso en su conjunto debe ser completamente
automatizado para asegurar la continuidad de características de las
piezas a trabajar. Es decir, todo el proceso debe ser controlado por
control numérico mediante ordenador.
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La presente invención se refiere a taladrado por
electroerosión con control numérico (CNC EDM) y de manera general a
taladrado mediante un electrodo capaz de detectar su longitud,
sustituir, almacenar y seleccionar una guía de electrodo para
conseguir un funcionamiento continuo y completamente automatizado
del proceso de fabricación de orificios por electroerosión
(taladrado) sobre piezas a trabajar de diferentes grosores y
dimensiones de los orificios.
Este tipo de taladros es conocido por el
documento JP09136222, que representa en combinación las
características del preámbulo de la reivindicación 1.
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Los electrodos actualmente existentes en el
mercado se caracterizan por lo siguiente:
- 1.
- Poca rigidez, especialmente los que tienen una sección más reducida y la rigidez puede variar significativamente;
- 2.
- Están básicamente realizados en aleaciones de cobre mostrando diferencias significativas en el acabado o brillo; un electrodo nuevo puede mostrar un brillo satisfactorio pero es vulnerable al oscurecimiento una vez utilizado para el proceso; y
- 3.
- Desgaste poco previsible del electrodo incluso en condiciones de proceso completamente idénticas (incluyendo todas las condiciones del sistema eléctrico, electrodo y pieza a trabajar, dimensiones del orificio y profundidad), y el desgaste del electrodo difiere a lo largo del tiempo.
En cuanto al desarrollo del proceso de la
técnica anterior, el operario tiene que preparar o calentar la
"operación de preparación" antes de aplicar la potencia de
descarga al proceso. La "operación de preparación" puede durar
de tres a cinco minutos, e incluso más en el caso de cambiar a guías
de diferentes dimensiones de electrodo. El tiempo de descarga para
cada orificio requiere de treinta a sesenta segundos. Por ejemplo,
en una pieza a trabajar con un grosor de 25 mm, de acero aleado,
con una velocidad de proceso de 1 mm/segundo, el tiempo de descarga
requiere aproximadamente menos de 30 segundos. En este caso, el
tiempo necesario de preparación es de tres a cinco veces el tiempo
de proceso. El desarrollo de la "operación de preparación" se
describe del modo siguiente:
- a.
- Desplazar el eje W (cuarto eje) y su guía de electrodo al punto de descarga y la guía se encuentra 4-10 mm por encima del nivel de la pieza a trabajar;
- b.
- Sujetar de manera apropiada el electrodo y desplazar el eje Z para que el electrodo pase por la guía del electrodo y salga de la guía del electrodo hacia fuera del extremo inferior del electrodo para exponer una longitud apropiada de 2-3 mm. En el desarrollo manual de la operación, el operario tiene que proceder del modo siguiente: (1) desplazar lentamente de forma manual tanto el eje W como la guía del electrodo sobre el eje W para aproximarse al punto de mecanización; (2) medir manualmente la longitud del electrodo para estimar si esta longitud es suficiente para el proceso; y (3) sujetar de manera apropiada el electrodo, desplazar el eje Z para permitir que el electrodo pase por la guía del electrodo y salga de la guía del electrodo hacia fuera del extremo inferior del electrodo en una longitud de 2-3 mm (a la que se hace referencia como longitud saliente adecuada) por medios visuales. Despendiendo del área de sección del electrodo, la guía del electrodo se encuentra a 4-10 mm por encima del nivel de la pieza a trabajar. Para cumplir con la exigencia de dimensiones constantes del orificio y profundidad correcta del mismo, el error debe ser el más reducido posible. No obstante, es muy difícil conseguir este error mínimo simplemente por operación manual, por lo que el proceso tiene dificultades en conseguir ahorro de mano de obra y producción creciente.
En resumen, la técnica anterior tiene las
siguientes limitaciones: (1) es imposible conseguir un
funcionamiento con control numérico controlado por ordenador para
la "superación de preparación". (2) No puede detectar el
electrodo ni medir la longitud del mismo. (3) Es difícil sustituir
automáticamente el electrodo dado que éste prácticamente carece de
rigidez. Por estas razones se impide la utilización de un
dispositivo tal como un ATC (Automatic Tool Changer)
("dispositivo de cambio automático de la herramienta") que se
utiliza en los centros de mecanización en la actualidad para
cambiar las herramientas del husillo. (4) No permite seleccionar
automáticamente diferentes guías de electrodos. Con la "operación
de preparación" no puede efectuar control numérico por ordenador
debido al fallo en detectar el electrodo. A su vez, la medición
automatizada de la longitud del electrodo resulta también
imposible, resultando de todo ello el fallo en proceder de manera
continuada con el proceso de taladrado por electroerosión con
control numérico en dos o más orificios con dimensiones idénticas
utilizando el mismo electrodo.
La finalidad de la presente invención consiste
en dar a conocer un taladro por electroerosión con control numérico
(CNC EDM) que contiene un medio para seleccionar una guía de
electrodo para procesar de manera continua y automática orificios
de diferentes dimensiones.
Esto se consigue mediante un taladro CNC EDM que
tiene las características de la figura 1. Otras realizaciones
preferentes se describen en las reivindicaciones dependientes.
La figura 1 es un diagrama de bloques de la
presente invención.
La figura 2 es un dibujo de una realización
preferente de una detección óptica mejorada.
La figura 3 es una representación en 3D que
muestra el dispositivo de almacenamiento del electrodo y la tuerca
de la pinza.
La figura 4 es una sección que muestra el
funcionamiento de la carga del dispositivo de almacenamiento del
electrodo y la tuerca de la pinza.
La figura 5 es una sección que muestra el
funcionamiento de descarga del dispositivo de almacenamiento del
electrodo y la tuerca de la pinza.
La figura 6 es una vista frontal de los
dispositivos de almacenamiento del electrodo y del carrusel.
La figura 7 es una vista superior de los
dispositivos de almacenamiento de electrodo y carrusel.
La figura 8 es una vista frontal del dispositivo
de selección de guía de la presente invención.
La figura 9 es una vista lateral del dispositivo
de selección de guía.
La figura 10 es un dibujo 3D que muestra un
soporte de la guía utilizado por un dispositivo de selección de la
guía.
La figura 11 es un dibujo de la técnica
anterior.
Haciendo referencia a la figura 1, la
realización preferente de la presente invención se refiere a un
taladro por electroerosión con control numérico (CNC EDM) (1)
mostrando cada una de las secciones (es decir, cada uno de los
bloques de la máquina). La descomposición de esos bloques está
constituida por las siguientes secciones:
- 1.
- Sección de preparación: para detectar automáticamente el electrodo y transmitir las señales detectadas a la unidad de control, completando de esta manera la operación de preparación automatizada.
- 2.
- Sección de medición de longitud: para medir automáticamente la longitud del electrodo.
- 3.
- Sección de sustitución: para sustituir automáticamente y almacenar el electrodo; y
- 4.
- Sección de selección de la guía: para seleccionar el electrodo de guía apropiado.
Sección de preparación F. La operación de
preparación es completada automáticamente durante la sección de
preparación (prerrequisito del funcionamiento completamente
automatizado del taladrado EDM), una operación que esencialmente
utiliza los medios de Detección de electrodo (2) de la realización
preferente. La longitud del electrodo y el desgaste son conocidos
para un orificio específico antes de que la máquina empiece a
trabajar automáticamente llevando a cabo la descarga.
En la sección de medición de longitud, permite
la medición automatizada de la longitud del electrodo
correspondiendo a la medición de la longitud del electrodo (3) de
la realización preferente. Esta sección no solamente consigue la
operación de preparación, sino que asimismo elimina la estimación y
la introducción para la retracción del eje Z (Z) (después del
acabado de un orificio) y si la longitud residual es suficiente para
el orificio siguiente. En caso de que la longitud residual del
electrodo no es suficiente para el orificio siguiente, se
desplazará automáticamente a otra posición de mecanización o pasará
a la sección de sustitución que se describirá más adelante. En caso
de que se termine el electrodo en el taladrado de un orificio,
permite también seleccionar de forma automática otro electrodo para
continuar el orificio por el conocimiento de la longitud del
electrodo tanto el utilizado como el nuevo.
La sección de sustitución permite la sustitución
automatizada del electrodo correspondiente a un método (4) de
sustitución del electrodo y a un dispositivo (44) de almacenamiento
del electrodo según la realización preferente, completando de esta
manera el proceso automático y continuo para los múltiples orificios
con las mismas dimensiones del orificio en la pieza a trabajar.
Finalmente, la sección de selección de la guía
que corresponde al dispositivo (5) de selección de la guía del
electrodo de la realización preferente de la presente invención si
se selecciona una guía de electrodo apropiada para completar un
proceso automático y continuo en los múltiples orificios de
diferente diámetro de la misma pieza a trabajar.
Por lo tanto, tal como se ha mostrado en la
figura 1, la realización preferente del taladro por electroerosión
con control numérico (CNC EDM) (1) está formada por las siguientes
partes:
Un bloque de detección de electrodos (2) que
contiene categorías de detección óptica (21) y de detección de
conductividad (22). La detección óptica (21) contiene además medios
de reflexión de fondo (211) o medios de eliminación de la reflexión
de fondo (212), y la categoría de Detección de Conductividad (22)
detecta cambios de conductividad, incluyendo contacto con la pieza
a trabajar (221), medios de detección de nivel de dieléctrico (222),
de placa auxiliar de contacto (223) o guía de contacto (224).
La medición (3) de longitud de electrodo
contiene el mismo medio y métodos que los previstos con la detección
de electrodo (2), pero aplicados en el momento apropiado. El
contacto (221) con la pieza a trabajar tiene un peligro de falta de
consistencia cuando la superficie de la pieza a trabajar facilitada
por el cliente se oxida por el agua en la que normalmente se
trabaja como dieléctrico. Se debe seleccionar un estado eléctrico
apropiado para descargar el óxido y no perjudicar la superficie
cuando se utilizan estos medios. Y son aplicables medios de
detección de conductividad siempre que el electrodo sobresale de la
guía en una longitud apropiada. Por diseño, para cualquier estado
determinado será suficiente solamente uno de los medios
indicados.
Un método (4) de sustitución de electrodo
contiene dos características: Al aprovechar el giro en el sentido
de las agujas del reloj o en sentido contrario del husillo, y
aprovechar el movimiento en el eje Z (42) de la máquina o un
elemento elástico (4412) para absorber la longitud creada en el
tensado o liberación de la tuerca (B1) de la pinza. Un dispositivo
(44) de almacenamiento del electrodo derivado del método (4) de
sustitución del electrodo contiene una unidad (441) de
almacenamiento del electrodo y un carrusel (442) para el electrodo
(formado por múltiples dispositivos de almacenamiento de electrodo y
otros componentes). Por diseño, el carrusel (442) puede ser móvil o
fijo a una consola.
Un dispositivo (5) de selección de guía de
electrodo está formado esencialmente por una placa de rotación (55)
conectada a múltiples unidades de guía que pueden girar en
posición.
La categoría (21) de detección óptica del bloque
(2) de detección de un electrodo comprende los medios (211) de
reflexión de fondo y los medios (212) de reflexión de fondo. Una vez
que la luz emite hacia un objeto a efectos de medición, la luz será
reflejada desde el objeto y recogida por el receptor. Si el volumen
del objeto a medir es suficientemente grande y suficientemente
brillante para reflejar suficiente cantidad de luz, funcionará el
método de comparación de los resultados. No obstante, en el caso de
que la anchura del electrodo es menor de 0,5 mm, o de que el brillo
del electrodo es pobre, por ejemplo, en un electrodo oscurecido, o
en el caso de un electrodo con un diámetro de 0,1 mm que facilita
una reflexión débil, entonces la reflexión desde el fondo se debe
eliminar hasta un valor mínimo para asegurar una detección correcta.
La reflexión de fondo (211) significa que funciona basándose en la
comparación de la luz entrante con la cantidad reflejada por un
objeto determinado (por ejemplo, el electrodo) y en regreso que se
han indicado en la máquina por adelantado. La luz se proyecta en
primer lugar al fondo y de manera cierta será reflejada dado que hay
otros objetos en el fondo (particularmente cierto con una máquina
en la que existe una consola u otras partes mecánicas). La cantidad
de luz reflejada por el fondo se almacena como valor de referencia
M0. Después de la detección del electrodo, se obtiene un valor, M1,
a partir de la cantidad de luz reflejada desde el objeto a medir. Se
comparará la luz entrante con los valores M1 y M0 para valorar si
se ha detectado el electrodo. Este método de comparación puede
funcionar para un electrodo más nuevo o más grueso. No obstante, el
brillo y grosor del electrodo (tanto si es un electrodo nuevo o
utilizado, grande o pequeño de dimensiones) variará M1 en gran
medida. Por lo tanto, al comprometer las condiciones del electrodo,
debe cambiar el fondo. Un electrodo más delgado y más oscuro (por
ejemplo, diámetro 0,1 mm) es vulnerable a errores de detección. Los
medios (212) de eliminación de la reflexión de fondo quedan
dispuestos para asegurar que el fondo refleja la cantidad mínima de
luz o no refleja luz en absoluto. Tal como se ha mostrado en la
figura 2, un reflector (2123) (por ejemplo en forma de un espejo
muy brillante) queda dispuesto y colocado en el ángulo apropiado
(por ejemplo, 45 grados) con respecto a la dirección del haz de luz
de detección (2122) para eliminar el haz de luz que se debe reflejar
desde el fondo hacia el detector para mantener M0 lo más bajo
posible. De acuerdo con ello, el M0 medido por un detector óptico
(2121) es prácticamente reducido a un valor muy pequeño, basándose
en la diferencia entre M0 y M1 significativamente grande para la
comparación de la luz entrante. Por lo tanto, si la luz entrante se
aproxima a M1, ello indica que el electrodo (P) puede pasar. Por lo
tanto, la longitud del electrodo se puede medir en cualquier
momento. Además, el sensor óptico (2121) puede quedar dispuesto en
la unidad (441) de almacenamiento de electrodos (figura 4) que se
describirá más adelante. Se dispone una abertura (4416) en la unidad
(441) de almacenamiento de electrodos para asegurar que no hay
objetos para reflejar la luz desde el fondo, de manera que también
se consigue el valor más bajo de M0.
Tal como se ha mostrado en la figura 1, la
categoría de detección de conductividad (22) funciona de acuerdo
con cambios en la conductividad en varias situaciones. Puede incluir
el contacto con la pieza a trabajar (221), nivel de detección de
dieléctrico (222), medios de placa auxiliar (223) y medios de guía
de contacto (224). El método de detección por la pieza de contacto
(221) de la pieza a trabajar consiste en introducir corriente no de
trabajo en el electrodo residual para detectar señales de que la
pieza a trabajar se desacopla del extremo del electrodo residual.
Estas señales son utilizadas a continuación como datos para la
operación de preparación en la mecanización subsiguiente.
La longitud original del electrodo se dispone en
L0 y L1, el parámetro de posición en el eje Z del husillo es
memorizado al empezar el funcionamiento de descarga una vez que el
electrodo pinzado por el husillo desciende a una posición próxima a
la pieza a trabajar. La corriente de trabajo es cambiada a la
corriente de seguridad de pruebas (corriente no de trabajo) después
de completar el taladrado del orificio, y los medios de detección
del electrodo detectan que el electrodo sujetado por el husillo deja
la pieza a trabajar, y registra L2, el parámetro de posición en el
eje Z de dicho husillo. La diferencia entre los dos parámetros
mencionados L2 - L1 = L3 es el desgaste en longitud del electrodo.
Dicha longitud de desgaste L3 es restada de la longitud original,
L0, del electrodo para determinar la longitud residual del
mismo.
No obstante, en caso de que la rigidez del
electrodo sea demasiado reducida para el contacto de la pieza a
trabajar, el electrodo es vulnerable a averías (particularmente
cierto en el caso de grandes diferencias en los materiales de los
electrodos de diferentes marcas). En este caso, el método de
detección del nivel de dieléctrico (222) se utilizará para la
detección. El dieléctrico es inyectado en el electrodo de antemano,
y el nivel cubrirá el nivel superior de la pieza a trabajar. Los
parámetros L11 y L12, medidos respectivamente al hacer que el
electrodo establezca contacto o lo interrumpa con el nivel de
dieléctrico de trabajo, se utilizan para sustituir L1 y L2.
Además, los medios de placa auxiliar de contacto
(223) pueden ser aplicados también a la detección. En este caso,
una placa de metal auxiliar es colocada por adelantado en el fondo
de la pieza a trabajar. El parámetro L22 substituye L2 (sin cambiar
L1) una vez que el electrodo pasa a la pieza a trabajar para
establecer contacto con la placa auxiliar después del
taladrado.
Al aplicar medios de guía de contacto (224), se
conduce en primer lugar una corriente con un amperaje que no
produce averías en las piezas mecánicas hacia el electrodo antes del
proceso. Entonces el electrodo desciende a la guía proporcionada
sobre el eje W, de manera que el electrodo oscilante tendrá que
establecer contacto en la guía en la que se emiten señales. Al
controlar el electrodo en una medida tal que sale de la guía en la
longitud apropiada. Esta posición es utilizada como punto inicial
para el cálculo para permitir que el electrodo descienda otros
2-3 mm, completando de esta manera de forma
automática la operación de preparación.
De todos modos, el detectar el electrodo o medir
su longitud antes, durante o después del trabajo de descarga
eléctrica hará factible el proceso de taladrado por electroerosión
con control numérico (CNC EDM). El método (4) de sustitución del
electrodo y el dispositivo (44) de almacenamiento del electrodo se
describen a continuación: Tal como se ha mostrado en la figura 1,
el método (4) de sustitución del electrodo para el taladro por
electroerosión comprende el giro en el sentido de las agujas del
reloj o en sentido contrario del husillo de la máquina, de manera
que el eje Z se desplaza para absorber los cambios de longitud de
dicho husillo [o un elemento elástico es obligado a absorber el
cambio de longitud de la tuerca (B1) de la pinza]. El dispositivo
(44) de almacenamiento del electrodo, formado por una unidad (441)
de almacenamiento del electrodo y un carrusel (442), es la
realización preferente de dicho método de intercambio. Además, las
unidades (441) de almacenamiento de electrodos están dispuestas en
la cantidad apropiada, y la tuerca (B1) de la pinza, que sujeta
apropiadamente el electrodo, está alojada en la unidad (441) de
almacenamiento del electrodo, que está situada a su vez o es
transferida a una posición que se puede alcanzar en caso de que no
se desplace el eje X ni el eje Y. El husillo es desplazado por
encima de la unidad (441) de almacenamiento de electrodos. Por
control, el husillo (B) gira en el sentido de las agujas del reloj
o en sentido contrario, y el eje Z se desplaza longitudinalmente a
efectos de combinar o liberar la tuerca (B1) de la pinza, a efectos
de la utilización o descarga del electrodo verticalmente.
Tal como se ha mostrado en la figura 4, la
unidad (441) de almacenamiento del electrodo está relacionada con
un elemento rígido (4411) formado por un elemento (4412) para
absorber los cambios de longitud, resultado de combinación o
liberación de la tuerca (B1) de la pinza por husillo (B), y el
soporte (4413) para almacenar y limitar la rotación de la tuerca
(B1) de la pinza. Además, el soporte (4413) de la tuerca (B1) de la
pinza puede quedar dispuesto en el extremo superior de un armazón
(4411), mientras que una concavidad que puede contener el perfil
local de la tuerca (B1) de la pinza quede dispuesta en el soporte
(4413). Además, el elemento elástico (4412) está dispuesto por
debajo del armazón (4411) (no mostrado en los dibujos adjuntos). Un
conducto adicional (4414) de protección del electrodo puede ser
dispuesto en la cantidad apropiada en el armazón (4411), y un
orificio pasante (no mostrado en los dibujos
adjuntos) en disposición cónica invertida queda constituido dentro del conducto (4414) de protección del electrodo.
adjuntos) en disposición cónica invertida queda constituido dentro del conducto (4414) de protección del electrodo.
La tuerca (B1) de la pinza, que se ha mostrado
en la figura 3, tiene su tuerca (B11) que contiene una pinza (B12),
y la pinza (B12) sujeta tanto el electrodo (P) como el retén
hermético (P1) a efectos de contener dicha tuerca (B11) en el
soporte (4413). Finalmente, unos filetes de rosca hembra (B111)
dentro de la tuerca (B11) pueden ser fijados con los filetes de
rosca macho (B1) dispuestos en el extremo inferior del husillo (B)
para su sujeción o liberación.
La figura 4 muestra una sección representativa
de la sujeción del electrodo (P). Además, el husillo (B) desciende
hasta que establece contacto con la tuerca (B11) de la tuerca (B1)
de la pinza y el soporte (4413) [La tuerca (B11) contiene la pinza
(B12), el electrodo (P), y el retén hermético (P1)] presionando
contra el soporte (4413). De esta manera, el soporte (4413)
desciende y comprime el elemento elástico (4412) a una posición
apropiada pero no hasta la totalidad de la carrera descendente hasta
el final. Simultáneamente, el husillo (B) gira en el sentido de las
agujas del reloj para acoplarse tanto con la tuerca (B1) de la pinza
como con el husillo (B) sujetando de manera firme la pinza (B12).
El retén hermético (P1) es presionado y el electrodo es sujetado de
manera apropiada. Mientras tanto, el elemento elástico (4412) hace
retroceder al soporte (4413) para que dicho soporte (4413) mantenga
la limitación sobre la tuerca (B11) en cuanto a la rotación hasta
que sea roscado en el husillo (B).
Tal como se ha mostrado en la figura 5, cuando
se descarga el electrodo (P), tanto el husillo (B) como la tuerca
(B1) de la pinza, descienden de manera que la tuerca (B11)
simplemente presiona contra el soporte (4413) y desciende hasta que
la tuerca (B11) libera el husillo (B). Además, el elemento elástico
(4412) absorbe el cambio de longitud de la tuerca de liberación
(B11).
Tal como se ha mostrado en las figuras 6 y 7, la
realización preferente de un sistema de control numérico completo
está formado por el dispositivo (44) de almacenamiento de electrodos
y el dispositivo (5) de selección de guía de electrodos (hacer
referencia también a las figuras 8 y 9). El dispositivo (44) de
almacenamiento de electrodos está formado por múltiples unidades
(441) de almacenamiento de electrodos y otros componentes formando
un carrusel móvil (442) de electrodos, que está conectado para
realizar un movimiento cíclico. La realización preferente contiene
también un eje W (W) que funciona en los ejes que existen en la
máquina, eje X (X), eje Y (Y), y el husillo (B). Además, dicho eje
X (X) se prolonga pasando a ser un eje X (X') extendido o
prolongado. La construcción de un transportador de conexión (4421)
para el carrusel (442) de electrodos es de cadenas cíclicas.
Durante la detección (2) del electrodo (y medición de longitud -3-)
y tal como se ha mostrado, se aplica la retirada (212) de reflexión
de fondo del dispositivo de detección óptica -21-) en condiciones
normales, la tuerca (B11), la pinza (B12) y el retén estanco (P1)
quedan dispuestos en cada unidad de almacenamiento de electrodo
(441). No obstante, dicho husillo (B) debe ser hueco (es decir, no
roscado con una tuerca -B11-), de otro modo como mínimo un conjunto
de unidad (441) de almacenamiento del electrodo se debe dejar vacío
para el conjunto del sistema. Es decir, ni la tuerca (B11) ni la
pinza (B12) son colocadas en el soporte (4413) de dicha unidad de
almacenamiento (441) para descarga del electrodo (P). En
funcionamiento, el carrusel (442) de almacenamiento de electrodos
puede suministrar una unidad de almacenamiento único (441) de
manera cíclica a un punto designado en posición, mientras que el
eje (W) (W) se desplaza en el eje (X) (X) o eje (Y) (Y) y el eje
extendido (X) (X') a un punto situado por encima del electrodo (P).
El eje (W) (W) se desplaza también longitudinalmente a lo largo del
eje Z y el husillo (B) gira en el sentido de las agujas del reloj o
el sentido contrario para coger o descargar el electrodo (P).
Mientras tanto, el dispositivo (3) de medición de longitud (medio
de detección con eliminación (212) de reflexión de fondo) es
utilizado para medir la longitud del electrodo (P). El dispositivo
(5) de selección de guía de electrodo gira para seleccionar la
unidad de guía (56) con una dimensión apropiada para la inserción
por el electrodo (P).
Tal como se ha mostrado en las figuras 8 y 9, la
realización preferente de los medios de selección de guía está
formada por el codificador (51), motor (52), freno (53), engranajes
(54), placa rotativa (55), unidad de guía apropiado (56), placa de
posición de reposo (57). Además el codificador (51) facilita los
ángulos de rotación de la placa rotativa (55) o del motor (52). El
freno (53) es utilizado para limitar la posición del engranaje
(54), pero dicho freno (53) puede ser innecesario en el caso de que
la proporción de reducción de engranaje es superior a un valor
determinado (por ejemplo 20:1). La rueda dentada (54) está fijada a
la placa rotativa (55) mientras la circunferencia de dicha placa
rotativa (55) es utilizada para retener la guía (56) en posición.
La placa (57) de posición en reposo está fijada al eje giratorio del
motor (52) para que ambos giren de manera sincronizada. Una marca
(571) sobresale de la placa de posición de reposo (57) y es
detectada por el sensor (572) en una ciclo de rotación por la placa
de posición de reposo (57).
La figura 10 muestra la construcción detallada
de la unidad de guía (56). Haciendo referencia también a las
figuras 8 y 9, la unidad de guía (56) está constituida por la placa
de fijación (561), patín (562), soporte (563) de la guía, guía
(564) y tolva (565). Se observará en las figuras 8 y 9, la placa de
fijación (561) y el patín (562). Una abertura ovalada (no mostrada)
queda dispuesta por debajo de la placa de fijación (561) (no
mostrada)para un perno (5611) para atravesar y fijar la
placa rotativa (55) y para determinar la posición relativa entre la
unidad de guía (56) y la placa de rotación (55). Una conexión en
cola de milano (5612) queda dispuesta en la placa de fijación (561)
a efectos de unir entre si y con el patín (562), determinando sus
posiciones relativas. El patín (562) está conectada además por un
perno (5633) al soporte (563) de la guía sobre el cual está
dispuesta la guía (564). Las ranuras (5631) en cantidad adecuada
quedan dispuestas sobre el soporte (563) de la guía y asimismo
orificios para pernos (5632) y pernos (5633) en cantidad apropiada
son dispuestos sobre el soporte (563) de la guía. Las ranuras (5631)
se encuentran en disposición paralela sobre un plano horizontal
mientras que los orificios de fijación (5632) forman ángulo recto en
las ranuras (5631) y unidos con los pernos (5633). Una vez que el
perno (5633) gira, varía la inclinación en el espacio de las
ranuras (5631) de acuerdo con ello para determinar el grado de
verticalidad de la unidad de guía (56), disponiendo por lo tanto la
unidad de guía (56) en el mismo eje que el husillo (tal como se ha
mostrado en la figura 9). La tolva (565) es utilizada para guiar el
electrodo (P) hacia dentro de la guía (564).
En la realización preferente, se puede disponer
más de un juego de guías (56) en la placa rotativa (55) y el
codificador (51) puede ser utilizado para proporcionar a la placa
rotativa (55) o al motor (52) para control automatizado el ángulo
de rotación de la placa de rotación (55), por lo que la guía de la
unidad de guía (56) requerida puede ser girada llegando a tope en
la posición apropiada para que el electrodo (P) descienda a lo
largo del eje (Z) (Z)pasando por la guía (564) y alcanzando
el objetivo de seleccionar la guía deseada (564). El punto de
referencia en la realización preferente queda definido por la marca
(571) de la placa (57) de posición de reposo. Una vez que el motor
(52) se pone en marcha, la detección por el detector (572) está
diseñada como el marcador (571) del punto de inicio para la
determinación y control a efectos de asegurar que la unidad de guía
(56) gira a su posición correcta.
A continuación, se describirán realizaciones
preferentes del taladro por electroerosión con control numérico
(CNC EDM).
Un taladro por electroerosión con control
numérico (CNC EDM) de acuerdo con una primera realización está
constituida por una unidad de control, un eje (W), una unidad de
guía de electrodo, un eje (Z) y un método de detección de electrodo
y medios para completar automáticamente la siguiente operación de
preparación antes de procesar cada orificio por señales de
detección emitidas a partir de la detección del electrodo:
Un taladro CNC EDM según una segunda realización
está formado por una unidad de control, un eje (Z), un método y
medios para medir y memorizar automáticamente la longitud del
electrodo y transmitir los resultados medidos al sistema de control
para determinar cual es el electrodo siguiente a seleccionar para
continuar el proceso del orificio no terminado o del orificio
siguiente. De acuerdo con un primer aspecto de la segunda
realización, la medida de longitud del electrodo se refiere a
detección óptica con reflexión de fondo por proyección de luz desde
la fuente de luz al electrodo y almacenamiento de la magnitud de
reflexión sin electrodo (M0) o con electrodo (M1), comparándola a
continuación con la magnitud entrante para evaluar si el electrodo
ha sido detectado y la longitud del electrodo es detectada. De
acuerdo con un segundo aspecto de la segunda realización, la
longitud de electrodo es medida automáticamente al haber dispuesto
la longitud original del electrodo como (L0) y (L1), el parámetro
de posición del eje (Z) del husillo es memorizado al empezar el
trabajo de descarga una vez que el electrodo sujetado por el
husillo desciende a un lugar extremadamente próximo a la pieza a
trabajar; a continuación se desplaza la corriente de trabajo a
corriente de prueba (corriente no de trabajo) después de completar
el taladrado del orificio, y los medios de detección del electrodo
detectan que el electrodo sujetado por el husillo se está alejando
de la pieza a trabajar o el dieléctrico en el que se sumerge la
pieza a trabajar y registra (L2), el parámetro de posición del
husillo en el eje (Z); finalmente la diferencia entre los dos
parámetros mencionados L2 - L1 = L3 es la longitud de desgaste del
electrodo y dicha longitud de desgaste es restada a continuación de
la longitud original (L0) del electrodo para encontrar la longitud
residual del electrodo.
Un taladro CNC EDM de acuerdo con una tercera
realización está formado por un sistema de control, un eje (Z), con
un husillo, un tuerca de husillo, un elemento elástico, métodos y
medios para sustituir automáticamente el electrodo haciendo que el
husillo gire en el sentido de las agujas del reloj, o en sentido
contrario a las agujas del reloj, para la fijación o liberación del
electrodo, controlando a continuación el desplazamiento del eje (Z)
o utilizando el elemento elástico para absorber el cambio de
longitud creado por la fijación o liberación de la tuerca de la
pinza del husillo.
De acuerdo con el primer aspecto de la tercera
realización el electrodo es almacenado en un dispositivo de
almacenamiento de electrodos y un elemento elástico es dispuesto en
el dispositivo de almacenamiento de electrodos. De acuerdo con el
segundo aspecto de la tercera realización el EDM comprende además un
dispositivo de selección de la guía del electrodo formado
esencialmente por una placa rotativa sobre la que están dispuestos
una serie de unidades de guía que se pueden girar a la posición
deseada.
Un taladro CNC EDM de acuerdo con una cuarta
realización está formado por un eje (X), eje (Y), eje (Z), un
husillo y dispositivos de almacenamiento de electrodos en cantidad
adecuada para almacenar los electrodos a efectos de conseguir las
sustituciones automatizadas del electrodo al desplazar el husillo
desde el área en la que la pieza a trabajar está situada hasta el
punto por encima del dispositivo de almacenamiento de electrodo y
recogiendo o devolviendo el electrodo desde/hacia el dispositivo de
almacenamiento de electrodo aprovechando el movimiento vertical del
eje (Z) y la rotación del husillo en el sentido de las agujas del
reloj o en sentido contrario.
De acuerdo con otra realización, un dispositivo
de almacenamiento de electrodos para su utilización en un taladro
EDM puede contener un elemento elástico para absorber los cambios de
longitud creados durante la recogida o colocación del
electrodo.
De acuerdo con la otra realización adicional, el
dispositivo de selección de la guía de electrodos para un taladro
EDM puede estar formado esencialmente por un motor, una placa de
rotación y unidades de soporte de guía de tipo múltiple, de manera
que el motor impulsa la placa rotativa, el motor es controlado
automáticamente para su paro en la posición deseada a efectos de
girar la guía deseada al lugar en el que el eje de la guía se
alinea con el eje del husillo.
Además, en cada uno de los soportes de guía del
dispositivo de selección de la guía de electrodos para el taladro
EDM se pueden disponer ranuras y orificios para pernos en la
cantidad adecuada para determinar el ángulo recto de la guía al
girar los pernos para cambiar la inclinación en el espacio entre
dichas ranuras.
Claims (3)
1. Taladro de electroerosión con control
numérico que tiene una sección (5) de selección de guía de
electrodos, caracterizado por comprender una placa rotativa
(55), una serie de unidades de guía (56) dotadas de respectivos
tubos de guía (564) y montadas en la placa rotativa (55) a lo largo
de su circunferencia para su rotación conjuntamente con aquella,
pudiendo ser posicionada la unidad de guía deseada de una serie de
unidades de guía (56) en relación de alineación con el eje
longitudinal del husillo por rotación de la placa rotativa (55) por
medio de un motor de manera que el electrodo de taladrado (P)
sujetado por el husillo (41) puede ser pasado por el tubo de guía
(564) al descender el husillo (41) en la dirección del eje
longitudinal (Z).
2. Taladro de electroerosión con control
numérico, según la reivindicación 1, en el que la correspondiente
unidad de guía (56) comprende el soporte (563) del tubo de guía en
el que está montado el tubo de guía (564) por medio de pernos
(5633), de manera que el soporte (563) del tubo de guía está dotado
de ranuras paralelas (5631), de manera tal que al hacer girar los
pernos (5633) se puede cambiar la inclinación en el espacio de las
ranuras (5633) para ajustar de manera correspondiente la orientación
del tubo de guía (564) montado en aquella.
3. Taladro de electroerosión con control
numérico, según la reivindicación 2, en el que la unidad de guía
correspondiente (53) comprende una placa de fijación (561) por medio
de la cual la unidad de guía (56) está montada en la placa rotativa
(55) y un patín (562) al que está montado el soporte (563) para los
tubos de guía, de manera que el patín (562) está conectado a la
placa de fijación (561) por medio de una conexión en cola de milano
(5612), de manera que el patín puede ser ajustado con respecto a la
placa de fijación (561).
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