WO2007003664A1 - Sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión - Google Patents
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Definitions
- EDM machines are already known, and more specifically structured wire EDM machines, for example, according to Spanish patents ES2073346, ES2078292, ES2206101 and ES2107339, among others.
- This type of wire EDM machines in general, consist of an upper head with an upper mouth and a lower head with a lower mouth between which mouths the wire runs.
- the upper head is mounted directly on the frame of the machine and the lower head is mounted on a support arm (indirectly on the frame of the machine).
- Both the upper head and the support arm are areas of the machine that must not withstand shocks.
- the object of the invention is a crash protection system. It is characterized in that the union of the lower head to the support arm is effected by means of first load cells and the union of the upper mouth to the upper head is effected by means of second load cells by sending the load cells their signals to a microprocessor that controls the movements of the EDM machine.
- two or more first load cells are arranged at the junction of the lower head to the support arm, which are preferably angularly equidistant from each other;
- two or more second load cells are disposed at the junction of the upper mouth to the upper head, which are preferably angularly equidistant from each other.
- the machine is protected in a very fast, sensitive and very effective way against unwanted shocks or mechanical tensions, generally caused by programming errors or careless manual movements.
- Figure 1 represents a partial perspective view of the upper (1) / lower (3) head area of a wire EDM machine incorporating the crash protection system object of the invention.
- Figure 2 is a partial schematic elevation view of the joint between support arm (5) and lower head (3) with interposition of said first load cells (6).
- Figure 3 is a partial schematic perspective view of the joint between support arm (5) and lower head (3) with interposition of said first load cells (6).
- the object of the invention is a shock protection system, for mouths of EDM machines, particularly for wire EDM machines consisting of an upper head (1) with an upper mouth (2) and a lower head (3 ) with a lower mouth (4); the aforementioned upper head is arranged
- first load cells (6) are arranged, and
- the load cells (6), (7) used are mechanical elements sufficiently rigid to support the upper (1) and lower (3) heads of the wire EDM machine without appreciably deforming during the usual work of the machine.
- the load cells (6), (7) support these heads (1), (3), being the only connecting elements between them and the rest of the machine.
- load cells (6), (7) have built-in sensors that are very sensitive to deformation, which give rise to an electrical signal that is greater, the larger the deformation of the load cell element. Any force applied against a head (1), (3) causes a deformation in the load cell (6), (7) that supports it, which in turn creates an electrical signal related to this deformation and, therefore, with the force that originates. As the wire EDM heads do not withstand in their usual work remarkable or widely variable forces, this feature is used to monitor the electrical signal generated by the load cells (6), (7), know if any of the heads ( 1), (3) is forcing or hitting an obstacle.
- the control of the machine acts accordingly, taking into account the speed and direction of movement of the heads (1), (3) at the time of the mechanical tension or shock, to give the corresponding alarm and stop the machine or reverse the movement quickly, in order to avoid damage to the heads (1), (3) or the rest of the mechanical structure of the machine, because it is of great precision and must be protected against shocks or tensions 28
- the heads and, in particular, their upper (2) and lower (4) mouths, are the most likely points of shock, as they are those that are close to the parts that the machine is going to cut, with scraps that usually fall on them and that can hook them with fixed elements such as the work table or others.
- the structural support elements of the heads (1), (3) are very unlikely to collide. For this reason, the load cells (6), (7) hold only the heads (1), (3) and not all the mobile systems of the machine.
- load cell (6), (7) By construction, more than one load cell (6), (7) is used in each junction; several load cells (6), (7) being arranged both in the union of the lower head (3) to the support arm (5) and in the union of the head (1) to the upper mouth (2) angularly equidistant from each other and in symmetrical arrangement to detect any shock according to any direction.
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Abstract
Sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión, de las que constan de un cabezal superior (1 ) con una boca superior (2), un cabezal inferior (3) con una boca inferior (4) y un brazo soporte (5) del cabezal inferior (3), caracterizado porque la unión del cabezal inferior (3) al brazo soporte (5) se efectúa por medio de unas primeras células de carga (6) y la unión de la boca superior (2) al cabezal superior (1 ) se efectúa por medio de unas segundas células de carga (7) enviando las células de carga (6), (7) sus señales a un microprocesador que controla los movimientos de la máquina de electroerosión.
Description
"SISTEMA DE PROTECCIÓN CONTRA CHOQUES, PARA BOCAS DE MÁQUINAS DE ELECTROEROSIÓN"
D E S C R I P C I Ó N
En el actual estado de Ia técnica ya se conocen las máquinas de electroerosión, y más concretamente las máquinas de electroerosión por hilo estructuradas, por ejemplo, según las Patentes españolas ES2073346, ES2078292, ES2206101 y ES2107339, entre otras.
Este tipo de máquinas de electroerosión por hilo, en general, constan de un cabezal superior con una boca superior y un cabezal inferior con una boca inferior entre las cuales bocas transcurre el hilo. El cabezal superior se monta directamente en el bastidor de Ia máquina y el cabezal inferior se monta en un brazo soporte (indirectamente en el bastidor de Ia máquina).
Tanto el cabezal superior como el brazo soporte son zonas de Ia máquina que no deben soportar choques.
El objeto del invento es un sistema de protección contra choques. Se caracteriza porque Ia unión del cabezal inferior al brazo soporte se efectúa por medio de unas primeras células de carga y Ia unión de Ia boca superior al cabezal superior se efectúa por medio de unas segundas células de carga enviando las células de carga sus señales a un microprocesador que controla los movimientos de Ia máquina de electroerosión.
Particularmente:
a) se disponen dos o más primeras células de carga en Ia unión del cabezal inferior al brazo soporte, que preferentemente están equidistantes angularmente entre sí;
b) se disponen dos o más segundas células de carga en Ia unión de Ia boca superior al cabezal superior, que preferentemente están equidistantes angularmente entre sí.
Con el sistema objeto del invento se consigue proteger Ia máquina de un modo muy rápido, sensible y muy efectivo contra choques o tensiones mecánicas no deseadas, generalmente ocasionados por errores de programación o movimientos manuales descuidados.
La ventaja de este sistema frente a otros convencionalmente usados para protección de elementos mecánicos contra choques es notable: si en una máquina de estas características, Ia protección a través de limitación de Ia intensidad de corriente de los motores que accionan los carros de movimiento, o de limitadores del par transmitido de los motores a los husillos, o de fusibles mecánicos de rotura preferente en caso de colisión, se plasma en un valor de fuerza máxima, transmitida a los elementos a proteger, de 100 (unidades absolutas), el valor de Ia fuerza máxima que llega a dichos elementos en el caso de que se los proteja con células de carga, según el objeto de este invento, es de 5-10. Como se ve, el aumento de sensibilidad con relación a los medios convencionales es notable.
Para comprender mejor el objeto de Ia presente invención, se representa en los planos una forma preferente de realización práctica, susceptible de cambios accesorios que no desvirtúen su fundamento.
-Z-
La figura 1 representa una vista parcial en perspectiva de Ia zona de los cabezales superior (1 )/inferior (3) de una máquina de electroerosión por hilo que incorpora el sistema de protección contra choques objeto del invento.
La figura 2 es una vista parcial esquemática en alzado de Ia unión entre brazo soporte (5) y cabezal inferior (3) con interposición de las citadas primeras células de carga (6).
La figura 3 es una vista parcial esquemática en perspectiva, de Ia unión entre brazo soporte (5) y cabezal inferior (3) con interposición de las citadas primeras células de carga (6).
Se describe a continuación un ejemplo de realización práctica, no limitativa, del presente invento.
El objeto del invento es un sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión, particularmente para máquinas de electroerosión por hilo de las que constan de un cabezal superior (1 ) con una boca superior (2) y un cabezal inferior (3) con una boca inferior (4); yendo dispuestos el citado cabezal superior
(1 ) en un bastidor portante superior (B) y el citado cabezal inferior (3) en un brazo soporte inferior (5).
De conformidad con Ia invención:
a) en Ia unión entre el cabezal inferior (3) y el brazo soporte (5) se disponen unas primeras células de carga (6), y
b) en Ia unión entre el cabezal superior (1 ) y Ia boca superior
(2) se disponen unas segundas células de carga (7) .
Las células de carga (6), (7) empleadas son elementos mecánicos suficientemente rígidos como para soportar los cabezales superior (1 ) e inferior (3) de Ia máquina de electroerosión por hilo sin deformarse apreciablemente durante el trabajo habitual de Ia máquina. Las células de carga (6), (7) soportan estos cabezales (1 ), (3), siendo los únicos elementos de unión entre ellos y el resto de Ia máquina.
Estas células de carga (6), (7) llevan incorporados en su interior unos sensores muy sensibles a Ia deformación, que originan una señal eléctrica tanto mayor cuanto más grande es Ia deformación del elemento célula de carga. Cualquier fuerza aplicada contra un cabezal (1 ), (3) origina una deformación en Ia célula de carga (6), (7) que Io soporta que crea a su vez una señal eléctrica relacionada con esta deformación y, por tanto, con Ia fuerza que Ia origina. Como los cabezales de electroerosión por hilo no soportan en su trabajo habitual fuerzas notables ni ampliamente variables, se aprovecha esta particularidad para, monitorizando Ia señal eléctrica que generan las células de carga (6), (7), saber si alguno de los cabezales (1 ), (3) está forzándose o chocando contra algún obstáculo.
Cuando Ia señal monitorizada supera un valor preestablecido, el control de Ia máquina actúa en consecuencia, teniendo en cuenta Ia velocidad y dirección de movimiento de los cabezales (1 ), (3) en el momento de Ia tensión mecánica o choque, para dar Ia alarma correspondiente y parar Ia máquina o invertir el movimiento rápidamente, a fin de evitar daños en los cabezales (1 ), (3) o en el resto de Ia estructura mecánica de Ia máquina, pues es de gran precisión y debe ser protegida contra golpes o tensiones.
28
-5-
Los cabezales y, en particular, sus bocas superior (2) e inferior (4), son los puntos más probables de choque, pues son los que están cerca de las piezas que Ia máquina va a cortar, con retales que suelen caer sobre ellos y que los pueden enganchar con elementos fijos tales como Ia mesa de trabajo u otros. Los elementos estructurales de soporte de los cabezales (1 ), (3) es muy improbable que choquen. Por este motivo, las células de carga (6), (7) sujetan solamente los cabezales (1 ), (3) y no todos los sistemas móviles de Ia máquina.
Por otra parte, no tiene sentido el soportar los elementos estructurales móviles (bastidor (B) y brazo (5) de gran tamaño) con células de carga (6), (7), porque por una parte supondría un gran coste económico y, por otra parte, supondría Ia disminución de Ia sensibilidad del sistema, pues en este caso se debería detectar una fuerza pequeña (Ia de choque) entre varias fuerzas grandes actuando sobre Ia célula de carga (6), (7) correspondiente (inercia de Ia estructura sujetada, su peso, etc. ...).
Por construcción, se emplea más de una célula de carga (6), (7) en cada unión; disponiéndose varias células de carga (6), (7) tanto en Ia unión del cabezal inferior (3) al brazo soporte (5) como en Ia unión del cabezal (1 ) a Ia boca superior (2) equidistantes angularmente entre sí y en disposición simétrica para detectar cualquier choque según cualquier dirección.
Claims
1 .- Sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión, de las que constan de un cabezal superior (1 ) con una boca superior (2), un cabezal inferior (3) con una boca inferior (4) y un brazo soporte (5) del cabezal inferior (3), caracterizado porque Ia unión del cabezal inferior (3) al brazo soporte (5) se efectúa por medio de unas primeras células de carga (6) y Ia unión de Ia boca superior (2) al cabezal superior (1 ) se efectúa por medio de unas segundas células de carga (7) enviando las células de carga (6), (7) sus señales a un microprocesador que controla los movimientos de Ia máquina de electroerosión.
2,- Sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión, según reivindicación anterior, caracterizado porque se disponen dos o más primeras células de carga (6) en Ia unión del cabezal inferior (3) al brazo soporte (5), equidistantes angularmente entre sí.
3.- Sistema de protección contra choques, para bocas de máquinas de electroerosión, según reivindicación 1 , caracterizado porque se disponen dos o más segundas células de carga (7) en Ia unión de Ia boca superior (2) al cabezal superior (1 ), equidistantes angularmente entre sí.
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