ES2305006T3 - Procedimiento y dispositivo para mecanizar una pieza en tres dimensiones por fresado electroerosivo. - Google Patents
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Abstract
Procedimiento para mecanizar una pieza (14) en tres dimensiones por fresado por medio de un dispositivo de electroerosión según el cual: - se arrastra en rotación un electrodo-herramienta (31) de forma cilíndrica cuyo diámetro (2R) es pequeño con respecto a las dimensiones de las superficies a erosionar, - se controla por medio de una unidad de mando numérico (CN) el movimiento tridimensional (x, y, z) relativo entre el electrodo-herramienta (31) y dicha pieza (14), - se registran gracias a unos medios informáticos (MI), las formas a mecanizar en forma de una superposición de capas virtuales (33), - se simula una trayectoria del electrodo-herramienta (31) tal que este último barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas virtuales, y se transmiten unas señales de mando correspondientes hacia la unidad de mando numérico (CN) para efectuar el mecanizado por capa, - se simula, gracias a unos medios de regulación (MR), el desgaste longitudinal del electrodo-herramienta a lo largo de su trayectoria y se transmiten unas señales de compensación correspondientes hacia la unidad de mando numérico (CN) de manera que compense este desgaste longitudinal y para mantener el movimiento del extremo del electrodo-herramienta paralelo a dichas capas (33) previendo varios valores para el desgaste longitudinal el electrodo-herramienta (31) según la configuración geométrica mutua entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de dicha pieza (14) y transmitiendo unas señales de compensación que corresponden a cada uno de estos valores hacia la unidad de mando numérico (CN), caracterizado porque dichos valores tienen en cuenta la configuración geométrica del flujo entre el electrodoherramienta (31) y el material circundante de un líquido de mecanizado utilizado para el mecanizado.
Description
Procedimiento y dispositivo para mecanizar una
pieza en tres dimensiones por fresado electroerosivo.
La presente invención se refiere a un
procedimiento para mecanizar una pieza en tres dimensiones por
fresado por medio de un dispositivo de electroerosión según el
cual:
- -
- se arrastra en rotación un electrodo-herramienta de forma cilíndrica cuyo diámetro es pequeño con respecto a las dimensiones de las superficies a erosionar,
- -
- se controla por medio de una unidad de mando numérico el movimiento tridimensional relativo entre el electrodo-herramienta y dicha pieza,
- -
- se registran, gracias a unos medios informáticos, las formas a mecanizar en forma de una superposición de capas virtuales,
- -
- se simula una trayectoria del electrodo-herramienta tal que esta última barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas virtuales, y se transmiten unas señales de mando correspondientes hacia la unidad de mando numérico para efectuar el mecanizado por capa,
- -
- se simula, gracias a unos medios de regulación, el desgaste longitudinal del electrodo-herramienta a lo largo de su trayectoria y se transmiten unas señales de compensación correspondientes hacia la unidad de mando numérico de manera que compense este desgaste longitudinal y para mantener el movimiento del extremo del electrodo-herramienta paralelo a dichas capas, previendo varios valores para el desgaste longitudinal del electrodo-herramienta según la configuración geométrica mutua entre el electrodo-herramienta y el material circundante de dicha pieza y transmitiendo unas señales de compensación que corresponden a cada uno de estos valores hacia la unidad de mando numérico.
Este procedimiento de mecanizado comúnmente
denominado fresado EDM (Electric Discharge Machining) se describe
por ejemplo en los documentos EP 0555 818, CH
689 182 y US nº 5.911.888 del solicitante. La experiencia en el
campo del fresado EDM ha demostrado que es posible compensar
continuamente el desgaste de una herramienta cilíndrica en forma de
tubo.
La hipótesis de fondo consiste en decir que el
desgaste volumétrico es constante y el perfil de la herramienta
casi invariable. Por consiguiente, conociendo el volumen de material
a mecanizar en la pieza, se puede conocer de antemano el desgaste
del electrodo y por tanto compensarlo paso a paso.
Mecanizando unas piezas cada vez más complejas,
ha sido posible constatar los límites de validez de la hipótesis
inicial que ha resultado muy rápidamente insuficiente cuando se
trataba de alcanzar unas planeidades próximas o inferiores a la
centésima de milímetro.
En el caso de geometrías complejas, las
condiciones de mecanizado de una pieza en fresado EDM pueden cambiar
de forma dramática y afectar suficientemente el porcentaje de
desgaste longitudinal del electrodo-herramienta
para que el acoplamiento de las capas sucesivas provoque errores de
planeidad considerables.
El documento US nº 5.919.380 corresponde al
estado de la técnica más próximo y describe un procedimiento y un
dispositivo de mecanizado por fresado por electroerosión tales como
los definidos en el preámbulo de las reivindicaciones 1 y 10
independientes. En el procedimiento y el dispositivo conocidos, se
pueden prever diferentes valores para la corrección del desgaste
longitudinal del electrodo- herramienta, por ejemplo para tener en
cuenta el espesor de la capa a mecanizar o la forma de la pieza.
La presente invención tiene por objeto mejorar
el procedimiento y el dispositivo conocidos a fin de tener un
procedimiento de fresado EDM que permita una gran precisión y
planeidad de mecanizado.
El procedimiento según la invención está
caracterizado a este fin porque dichos valores tienen en cuenta la
configuración geométrica del flujo entre el
electrodo-herramienta y el material circundante de
un líquido de mecanizado utilizado para el mecanizado.
La utilización de varios valores típicos para el
desgaste longitudinal o volumétrico del
electrodo-herramienta en función de la
configuración geométrica del flujo de líquido de mecanizado permite
obtener un desplazamiento muy plano del extremo del
electrodo-herramienta, por tanto una gran precisión
del mecanizado.
Favorablemente, dichos valores tienen en cuenta
por una parte la presencia o la ausencia de una abertura en el
material circundante situada por debajo del extremo del
electrodo-herramienta que facilite el flujo del
líquido de mecanizado y por otra parte la presencia o la ausencia de
por lo menos una o dos paredes del material circundante situadas a
una distancia del electrodo-herramienta que es más
pequeña que una primera distancia predeterminada.
\newpage
Gracias a estas características, es posible
tener en cuenta los principales factores que influyen sobre el
desgaste del electrodo-herramienta y por tanto
aumentar la precisión del fresado EDM.
Según un modo de realización preferido, se fijan
unos valores del desgaste longitudinal para las configuraciones
geométricas siguientes:
- -
- una primera configuración definida por la presencia de por lo menos dos paredes alejadas en una distancia inferior a una segunda distancia máxima predeterminada y por ausencia de abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una segunda configuración definida por la presencia de por lo menos dos paredes alejadas en una distancia inferior a la segunda distancia máxima predeterminada y por la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una tercera configuración definida por la ausencia de pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada del electrodo-herramienta y la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una cuarta configuración definida por la presencia de una pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada del electrodo-herramienta y la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una quinta configuración definida por la presencia de una pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada y la ausencia de abertura bajo el electrodo- herramienta;
- -
- una sexta configuración definida por la ausencia de pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada y por ausencia de abertura bajo el electrodo-herramienta.
Ventajosamente se fijan además unos valores del
desgaste longitudinal para las configuraciones siguientes:
- -
- una séptima configuración para mecanizar el material dejado en la frontera de las configuraciones geométricas precedentes y entre esas últimas; y
- -
- una octava configuración para efectuar uno o varios mecanizados de acabado.
Este pequeño número de casos de configuraciones
geométricas permite segmentar o descomponer el mecanizado en zonas
en el interior de las cuales el desgaste longitudinal o el desgaste
volumétrico pueden ser aproximados con una precisión excelente.
De manera ventajosa, se fija para cada una de
las configuraciones geométricas un valor del desgaste longitudinal
mecanizando con unos valores previamente establecidos, midiendo el
desgaste longitudinal real para las configuraciones geométricas y
reemplazando los valores previamente establecidos por los valores
medidos del desgaste longitudinal.
Estas características permiten corregir unas
variaciones del desgaste longitudinal o volumétrico debidas a otros
numerosos factores, por ejemplo unas variaciones de temperatura, del
grado de contaminación del líquido de mecanizado por unos desechos
de mecanizado, de la degradación de líquidos de mecanizado
carbonados debido a las descargas electroerosivas, etc..
La presente invención se refiere también a un
dispositivo de mecanizado por electroerosión para mecanizar una
pieza en tres dimensiones por fresado por electroerosión por capas,
que comprende:
- -
- un órgano para arrastrar en rotación un electrodo-herramienta de forma cilíndrica cuyo diámetro es pequeño con respecto a las dimensiones de las superficies a erosionar,
- -
- una unidad de mando numérico destinada a controlar el movimiento tridimensional relativo entre el electrodo-herramienta y la pieza,
- -
- un módulo informático que permite registrar las formas a mecanizar en forma de una superposición de capas virtuales,
- -
- un módulo de simulación que permite simular una trayectoria del electrodo-herramienta tal que esta última barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas virtuales y dispuesto para transmitir unas señales de mando correspondientes hacia la unidad de mando numérico,
- -
- un módulo de regulación que permite simular el desgaste longitudinal del eléctrodo-herramienta y su compensación a lo largo de su trayectoria y transmitir hacia la unidad de mando numérico unas señales de compensación de manera que regulen y compensen este desgaste longitudinal para mantener el movimiento del extremo del electrodo-herramienta paralelo a dichas capas, estando el módulo de regulación dispuesto para prever varios valores del desgaste longitudinal del electrodo-herramienta según la configuración geométrica mutua entre el electrodo-herramienta y el material circundante de la pieza y para transmitir unas señales de compensación que corresponden a cada uno de estos valores hacia la unidad de mando numérico, caracterizado porque el módulo de regulación (MR) esta dispuesto para prever varios valores del desgaste longitudinal tendiendo en cuenta la configuración geométrica del flujo entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de un líquido de mecanizado utilizado para el mecanizado.
Otras ventajas destacan de las características
expresadas en las reivindicaciones subordinadas y de la descripción
que expone a continuación la invención más en detalle con la ayuda
del los planos que representan esquemáticamente y a título de
ejemplo un modo de realización.
La figura 1 ilustra esquemáticamente un
dispositivo de mecanizado por fresado EDM según la invención.
Las figuras 2A a 2H son unas vistas en sección
que ilustran ocho diferentes tipos de configuraciones geométricas
entre el electrodo-herramienta y el material
circundante de la pieza a mecanizar.
Las figuras 3A a 3F son unas vistas en planta
que representan las diferentes etapas del mecanizado de las zonas
de una capa por fresado EDM, estando cada zona caracterizada por una
configuración geométrica propia.
El modo de realización del dispositivo de
electroerosión representado en la figura 1 comprende un bastidor 10
en el cual está dispuesto sobre una columna 11 un depósito 12 que
contiene un líquido de mecanizado o líquido dieléctrico. En este
deposito, una pieza a mecanizar 14 está fijada sobre una mesa
15.
La parte superior del bastidor 10 presenta dos
raíles 20 sobre los cuales está montado un soporte 21 susceptible
de deslizar según una dirección y y arrastrado gracias a un motor
22. Un carro 23 está montado deslizante sobre el soporte 21 según
la dirección x y arrastrado a este fin por un motor 24.
Un órgano portaherramienta 27 esta dispuesto de
forma deslizante según una dirección z en el carro 23 y arrastrado
verticalmente gracias a un motor 28. El órgano portaherramienta 27
comprende un husillo rotativo motorizado 30 en el cual es mantenido
de forma amovible un electrodo-herramienta 31 de
forma cilíndrica tubular. Gracias a esta disposición, se obtienen
unos movimientos de traslación relativos según las tres dimensiones
x, y, z, entre la pieza a mecanizar 14 y el electrodo- herramienta
rotativo 31 cuyo diámetro es pequeño con respecto a la superficie a
mecanizar o de la cavidad a erosionar.
Un circuito eléctrico CG está conectado
galvánicamente al elecrodo-herramienta 31 y a la
pieza a mecanizar 14 y dispuesto para iniciar y mantener unas
descargas erosivas entre el electrodo-herramienta 31
y la pieza 14.
Una unidad de mando CPU comprende a este fin un
módulo electrónico de mando CE que permite controlar los parámetros
de los diferentes componentes eléctricos del circuito eléctrico
CG.
La unidad de mando engloba también un módulo de
mando numérico CN destinado a controlar los movimientos
tridimensionales relativos entre el
electrodo-herramienta 31 y la pieza a mecanizar 14 y
dispuesto de manera que envíe unas señales de mando
correspondientes a los tres motores 22, 24, 28.
Un módulo informático MI que puede estar
englobado en la unidad de mando CPU permite registrar las formas
geométricas que deben ser realizadas a partir de la pieza en forma
de una superposición de capas virtuales 33. El espesor de estas
capas 33 puede variar entre algunos milímetros para el mecanizado en
desbaste y algunos micrómetros para el acabado.
Conectado al módulo precedente, la unidad de
mando CPU comprende un módulo de simulación MS dispuesto por una
parte para simular una trayectoria del
electrodo-herramienta 31 tal que el extremo de este
último barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas
virtuales y, por otra parte, para transmitir unas señales de mando
correspondientes hacia el módulo de mando numérico CN a fin de
efectuar este barrido capa por capa. Este módulo de simulación MS,
así como el módulo informático pueden estar integrados en una lógica
CAD/CAM de la que varios tipos son conocidos, como el
comercializado por la sociedad CN Industries, 254 rue Francis de
Pressensé, F-69625
Villeurbanne-CEDEX.
La unidad de mando comprende además un módulo de
regulación MR que permite por una parte simular el desgaste
longitudinal del electrodo-herramienta 31 y su
compensación a lo largo de su trayectoria y, por otra parte
transmitir hacia el módulo de mando numérico CN unas señales de
compensación de manera que regule y compense este desgaste
longitudinal para mantener el movimiento del extremo del
electrodo-herramienta 31 paralelo a dichas capas
33. Se tiene interés con este tipo de mecanizado de "fresado
EDM" por capa en mecanizar con un régimen de alto desgaste, en
general con un porcentaje volumétrico de 20 a 50%, puesto que esto
favorece la aparición muy rápida de la forma asintótica del extremo
del electrodo-herramienta 31 y con una velocidad de
rotación elevada que podrá alcanzar varios millares de vueltas por
minuto. Sin embargo la utilización de régimenes de desgaste bajo
permanece evidentemente posible según los casos de aplicación, por
ejemplo para unas correcciones de errores de planeidad por unas
capas delgadas.
La técnica general de este tipo de mecanizado de
fresado EDM por electrodo-herramienta rotativo es en
particular descrito en los documentos EP 0 555 818,
CH 689 182 y U 5911 888 a nombre del solicitante y cuyo
contenido forma parte integrante de la presente solicitud.
De acuerdo con la presente invención el módulo
de regulación MR está dispuesto para prever varios valores del
desgaste longitudinal del electrodo-herramienta 31
según el tipo de configuración geométrica mutua entre el
electrodo-herramienta y el material circundante de
la pieza a mecanizar y para transmitir unas señales de compensación
de desgaste que corresponden a cada uno de estos valores hacia el
módulo de mando numérico CN.
Estos valores del desgaste longitudinal o
volumétrico tienen en particular en cuenta la configuración
geométrica del flujo del líquido de mecanizado entre el electrodo-
herramienta 31 y la pieza a mecanizar 14. La invención consiste en
particular en elegir unas situaciones típicas en el interior de las
cuales las condiciones de flujo del líquido de mecanizado
permanecen sensiblemente constantes en razón de la topología local.
En los dispositivos conocidos, un solo valor del desgaste
longitudinal estaba previsto para toda la superficie de una capa.
Por el contrario, el dispositivo según la presente invención prevé
unos valores diferentes del desgaste longitudinal o volumétrico y
de su compensación para cada región geométrica, segmento o zona
según la configuración geométrica entre el
electrodo-herramienta y el material circundante de
la pieza. Además, para estos diferentes casos otros parámetros de
mecanizado particulares podrán estar previstos, por ejemplo unos
régimenes de mecanizados diferentes, unos gaps diferentes, unas
rugosidades diferentes, etc..
Así el módulo de regulación MR está dispuesto de
manera que tenga en cuenta, cuando tiene lugar la simulación y el
establecimiento de los valores del desgaste longitudinal:
- a)
- la presencia o ausencia de una abertura en el material circundante situada debajo del extremo del electrodo-herramienta 31 que facilita el flujo del líquido de mecanizado
- b)
- la presencia o la ausencia de por lo menos una o dos paredes del material circundante situada a una distancia del electrodo-herramienta que es más pequeña que una primera distancia predeterminada.
En el presente modo de realización, el
electrodo-herramienta está en forma de un tubo hueco
provisto de un mandrilado axial y los valores del desgaste
longitudinal tienen en cuenta la presencia o la ausencia de una
comunicación para el líquido de mecanizado entre este mandrilado
axial y una abertura en el material circundante.
Así el módulo de regulación está dispuesto de
manera que prevea un valor del desgaste longitudinal para cada una
de las configuraciones geométricas 1 a 6 siguientes, a saber
donde la presencia de una pared
significa que esta última está situada a una distancia inferior o
igual a una primera distancia d1 predeterminada del
electrodo-herramienta; y donde la presencia de dos
paredes significa que las dos paredes están alejadas en una
distancia inferior o igual a una segunda distancia máxima
predeterminada
d2.
La primera distancia predeterminada d1 podría
ser fijada en
d1 =
g
y la segunda distancia máxima
predeterminada
en
d2 = (R +
g)
donde
R es el radio exterior del
electrodo-herramienta,
g es el gap.
Estas seis configuraciones geométricas y dos
configuraciones geométricas suplementarias están representadas en
las figuras 2A a 2H.
La primera configuración ilustrada en la figura
2A corresponde a una ranura estrecha taponada. El
electrodo-herramienta mecaniza en la proximidad
inmediata de dos paredes de la pieza a uno y otro lado. Además, el
mandrilado axial 32 del electrodo-herramienta se
encuentra cerrado o taponado por el fondo de la capa. El material
extraído cuando tiene lugar el mecanizado está indicado en rayado.
Las dos paredes de la ranura están separadas por una distancia 2
(R+g).
En una variante la ranura podría también tener
una distancia más ancha, por ejemplo inferior o igual a 2 (R+r+g),
lo que corresponde a una ranura obtenida por una ida y vuelta del
electrodo-herramienta con un desplazamiento de 2r
entre la ida y el retorno, siendo 2r el diámetro interior del
electrodo-herramienta. Este caso corresponde a una
ranura ancha y constituye un caso intermedio con la quinta
configuración.
La segunda configuración (fig. 2B) es similar a
la anterior con la diferencia de que el mandrilado axial 32
comunica con una abertura o ranura 35 preexistente en la pieza a
mecanizar 14.
La tercera configuración ilustrada en la figura
2C corresponde a un borde del bruto destaponado. No hay pared en la
proximidad del electrodo-herramienta 31 que mecanice
con el mandrilado axial destaponado en el borde de la pieza
bruta.
La cuarta configuración representada en la
figura 2D corresponde al borde de la pieza destaponada. El
electrodo-herramienta 31 mecaniza con el mandrilado
axial esta destaponado contra una pared de la pieza acabada.
La quinta configuración (fig. 2E) corresponde al
caso del borde de la pieza taponada. El
electrodo-herramienta 31 mecaniza contra un borde
de la pieza acabada teniendo al mismo tiempo su mandrilado axial
cerrado, taponado.
La sexta configuración representada en la figura
2F corresponde al caso de un barrido de una superficie. El
mandrilado axial 32 está cerrado, taponado y el
electrodo-herramienta 31 barre las regiones
alejadas, por una parte hacia el interior del contorno del bruto de
la pieza 14 y por otra parte hacia el exterior del contorno de la
pieza acabada.
Una séptima configuración corresponde a los
restos o residuos intermedios. El
electrodo-herramienta 31 mecaniza unos montículos
36 de material dejado eventualmente en la frontera de las
configuraciones precedentes. Estos restos provienen en particular,
en ciertos modos de realización, del hecho que los cálculos de
recorrido del electrodo-herramienta se realizan
para una herramienta cilíndrica, mientras que en la realidad el
electrodo-herramienta presenta después de una corta
fase inicial una parte frontal troncocónica 37.
La octava configuración se refiere al caso de un
acabado en el cual el electrodo-herramienta 31
recorre el borde de la pieza con un desplazamiento lateral
reducido, y esto con un régimen de mecanizado más fino con el fin
de eliminar la rugosidad del régimen precedente. Debe observarse que
no es necesario para esta configuración, distinguir un
funcionamiento taponado contra un destaponado. No es el fondo de la
capa que está previsto sino solamente la parte lateral de la capa
en curso. Por una parte el error de altitud no tiene importancia,
por otra parte el volumen a mecanizar es despreciable. Por
consiguiente las fluctuaciones de altitudes debidas a las
variaciones de desgaste volumétrico son también despreciables.
Así el módulo de regulación MR presentará ocho
valores diferentes del desgaste longitudinal del
electrodo-herramienta. El módulo de simulación MS
está dispuesto para determinar para cada capa a mecanizar la
localización de las diferentes zonas, regiones o segmentos, en el
interior de los cuales está presente una configuración dada. Así
los módulos de simulación y de regulación son programados para
mandar una trayectoria del electrodo-herramienta en
estas zonas, regiones o segmentos aplicando un valor dado de
desgaste longitudinal correspondiente a cada configuración
geométrica para obtener una compensación exacta del desgaste real
del electrodo-herramienta.
En el modo de realización representado los
módulos de simulación y de regulación están programados para
efectuar el mecanizado de las zonas de cada capa en el orden
creciente partiendo de la primera hasta la última configuración.
Sin embargo, fin de simplificar la programación, si es necesario, se
puede permitir permutar las cinco primeras configuraciones siempre
que las tres últimas conserven su lugar en la secuencia. Dicho
compromiso proporcionará unos resultados geométricos menos buenos
evidentemente.
Además el módulo de regulación MR está dispuesto
para iniciar el mecanizado con unos valore preestablecidos del
desgaste longitudinal o volumétrico para cada una de las
configuraciones geométricas. Se efectúan a continuación unas
mediciones del desgaste longitudinal real para cada una de las
configuraciones geométricas y se reemplazan los valores
preestablecidos por los valores medidos del desgaste longitudinal.
El dispositivo de mecanizado por electroerosión comprende a este
fin un órgano de medición 29 que permite medir la longitud y por
tanto el desgaste real del electrodo-herramienta
31. Este órgano de medición 29 podrá ser de cualesquiera tipos
óptico, mecánico, eléctrico, etc. La medición de esta longitud y del
desgaste real del electrodo-herramienta puede ser
efectuada periódicamente, por ejemplo una vez por capa para cada
zona o configuración geométrica.
Las figuras 3A a 3F ilustran la simulación y la
realización de los recorridos del
electrodo-herramienta cuando tiene lugar el
mecanizado en diferentes etapas de una capa de material mecanizando
las zonas de configuración creciente y partiendo de la primera
configuración hasta la octava configuración.
La figura 3A muestra una capa de la pieza
mecanizar con el contorno 40 del bruto y el contorno 41 de la pieza
que separa las superficies a mecanizar 42 y las superficies
restantes 43 que no serán mecanizadas en rayado.
En la figura 3B, se ha indicado una primera zona
45 correspondiente a la primera configuración geométrica de ranura
taponada y el recorrido 46 del centro del
electrodo-herramienta para mecanizar esta primera
zona 45.Como la pieza a mecanizar no presenta ranura destaponada,
no existe segunda zona que corresponda a la segunda configuración
geométrica.
Por el contrario la figura 3B muestra una
tercera zona 47 correspondiente a la tercera configuración
geométrica del borde del bruto destaponado y el recorrido 48 del
centro del electrodo-herramienta para mecanizar esta
tercera zona 47 aplicando desde luego el valor correspondiente del
desgaste longitudinal.
En la figura 3C, se ha representado una cuarta
zona 49 correspondiente a la cuarta configuración geométrica de
borde de pieza destaponado, así como el recorrido 50 del centro del
electrodo-herramienta para mecanizar esta cuarta
zona 49 aplicando el valor correspondiente del desgaste
longitudinal.
La figura 3D muestra una quinta zona 51
caracterizada por la quinta configuración geométrica de borde de
pieza taponado y el recorrido 52 del centro del
electrodo-herramienta para mecanizar esta quinta
zona aplicando el valor correspondiente del desgaste
longitudinal.
Se mecaniza a continuación la sexta zona 53 que
presenta la sexta configuración geométrica de barrido con un
recorrido 54 del centro del electrodo-herramienta y
un valor del desgaste longitudinal correspondiente al barrido
(fig. 3E).
(fig. 3E).
Quedaría por efectuar el mecanizado de una
séptima zona correspondiente a la séptima configuración de
mecanizado de los restos. Pero en el ejemplo elegido habiendo sido
el recubrimiento entre las zonas 51 y 53 programado suficientemente
grande, los montículos de materias que corresponden a la séptima
configuración no subsisten. No es por tanto necesario generar un
recorrido del dentro el electrodo-herramienta.
Finalmente un mecanizado de acabado se efectúa
de acuerdo con la octava zona 57 con un recorrido 58 del centro del
electrodo-herramienta y un valor muy pequeño del
desgaste longitudinal correspondiente a unas condiciones de acabado
(fig. 3F).
La simulación y el mecanizado de esta capa son
entonces terminados y se podrá proceder de forma similar para la
próxima capa a mecanizar.
Queda entendido que el modo de realización
descrito anteriormente no presenta ningún carácter limitativo y que
podrá recibir cualquier modificación deseable en el interior del
marco tal como se ha definido por la reivindicación 1. En
particular, el dispositivo de electroerosión podría presentar
cualquier otra construcción con por ejemplo un bastidor en U. Los
movimientos relativos según las direcciones x, y, z podrían ser
efectuados completamente o parcialmente por una mesa sobre la cual
la pieza 14 está montada.
Los módulos informáticos y de simulación podrán
estar localizados en otro punto; el resultado de la simulación será
entonces cargado en la unidad de mando CPU antes y/o durante el
mecanizado.
Los módulos informáticos, de simulación y de
regulación y el módulo de mando numérico podrán también ser
combinados en un solo módulo interactivo cargado en un ordenador de
control.
El número y la definición de las configuraciones
geométricas podrían ser modificados. Así se podría añadir unas
configuraciones suplementarias que forman corresponden a unos casos
intermedios entre las configuraciones geométricas descritas. Según
unas variantes de implementación, se podrá también estar obligados,
para simplificar, a reunir dos configuraciones geométricas en una
configuración única, por ejemplo la segunda y la cuarta
configuraciones. Evidentemente la precisión de la planeidad se
resentirá de ello, pero esta simplificación según la aplicación
puede ser aceptable como compromiso.
A la inversa, se podrán definir dos o varias
variantes de configuraciones geométricas partiendo de una
configuración geométrica típica, por ejemplo las tercera y cuarta
configuraciones podrán ser diferenciadas en dos gamas de
desplazamiento laterales.
Los valores de las primeras y segundas
distancias d1, d2 podrán ser diferentes.
Otras configuraciones geométricas podrían ser
añadidas, tal como la presencia de una pared oblicua etc.
Las zonas, regiones o segmentos caracterizados
por una configuración geométrica dada podrán ser delimitados
gracias a diferentes programas de tratamiento de imagen. Los
recorridos del electrodo-herramienta establecidos
por el módulo de simulación podrán ser obtenidos por cualquier otro
programa informático. Estos recorridos podrán estar limitados cada
uno a una zona dada o por el contrario pasar a través de diferentes
zonas. El valor del desgaste longitudinal del
electrodo-herramienta será sin embargo adaptado y
modificado cada vez que se penetre en otra zona y configuración
geométrica. Además, la sucesión cronológica del mecanizado de las
diferentes zonas y configuraciones geométricas podrá ser diferente y
adaptada a la geometría general del bruto y de las forma a
erosionar de la pieza.
En un modo de realización más perfeccionado de
la invención se podrá prever que la herramienta barra el conjunto
de la superficie de una capa de trecho en trecho, como si el
conjunto de la capa no constituyera en apariencia más que una sola
y única zona.
El recortado en zonas distintas no aparecerá
observando el mecanizado de la pieza sino solamente a nivel del
mando numérico donde se verán los parámetros del regulador cambiar
instantáneamente cuando tiene lugar el paso de la frontera entre
dos zonas adyacentes.
Claims (19)
-
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1. Procedimiento para mecanizar una pieza (14) en tres dimensiones por fresado por medio de un dispositivo de electroerosión según el cual:- -
- se arrastra en rotación un electrodo-herramienta (31) de forma cilíndrica cuyo diámetro (2R) es pequeño con respecto a las dimensiones de las superficies a erosionar,
- -
- se controla por medio de una unidad de mando numérico (CN) el movimiento tridimensional (x, y, z) relativo entre el electrodo-herramienta (31) y dicha pieza (14),
- -
- se registran gracias a unos medios informáticos (MI), las formas a mecanizar en forma de una superposición de capas virtuales (33),
- -
- se simula una trayectoria del electrodo-herramienta (31) tal que este último barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas virtuales, y se transmiten unas señales de mando correspondientes hacia la unidad de mando numérico (CN) para efectuar el mecanizado por capa,
- -
- se simula, gracias a unos medios de regulación (MR), el desgaste longitudinal del electrodo-herramienta a lo largo de su trayectoria y se transmiten unas señales de compensación correspondientes hacia la unidad de mando numérico (CN) de manera que compense este desgaste longitudinal y para mantener el movimiento del extremo del electrodo-herramienta paralelo a dichas capas (33) previendo varios valores para el desgaste longitudinal el electrodo-herramienta (31) según la configuración geométrica mutua entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de dicha pieza (14) y transmitiendo unas señales de compensación que corresponden a cada uno de estos valores hacia la unidad de mando numérico (CN), caracterizado porque dichos valores tienen en cuenta la configuración geométrica del flujo entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de un líquido de mecanizado utilizado para el mecanizado.
- 2. Procedimiento según la reivindicación 1, caracterizado porque dichos valores tienen en cuenta por una parte la presencia o la ausencia de una abertura en el material circundante situada debajo del extremo del electrodo-herramienta que facilita el flujo del líquido de mecanizado y por otra parte la presencia o la ausencia de por lo menos una o dos paredes del material circundante situadas a una distancia del electrodo-herramienta (31) que es más pequeña que una primera distancia predeterminada.
- 3. Procedimiento según la reivindicación 2, caracterizado porque se utiliza un electrodo-herramienta (31) en forma de un tubo hueco provisto de un mandrilado axial (32) y porque dichos valores tienen en cuenta la presencia o la ausencia de una comunicación entre el mandrilado axial (32) y dicha abertura (35) en el material circundante.
- 4. Procedimiento según la reivindicación 2 ó 3, caracterizado porque se fijan unos valores del desgate longitudinal para las configuraciones geométricas siguientes:
- -
- una primera configuración (fig. 2A) definida por la presencia de por lo menos dos paredes alejadas en una distancia inferior a una segunda distancia máxima predeterminada y por la ausencia de abertura bajo el electrodo-herramienta,
- -
- una segunda configuración (fig. 2B) definida por la presencia de por lo menos dos paredes alejadas en una distancia inferior a la segunda distancia máxima predeterminada y por la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una tercera configuración (fig. 2C) definida por la ausencia de pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada del electrodo-herramienta y la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una cuarta configuración (fig. 2D) definida por la presencia de una pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada del electrodo-herramienta y la presencia de una abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una quinta configuración (fig. 2E) definida por la presencia de una pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada y la ausencia de abertura bajo el electrodo-herramienta;
- -
- una sexta configuración (fig. 2F) definida por la ausencia de pared situada a una distancia inferior a la primera distancia predeterminada y por la ausencia de abertura bajo el electrodo-herramienta.
- 5. Procedimiento según la reivindicación 4, caracterizado porque se fijan además unos valores del desgaste longitudinal para las configuraciones siguientes:
- -
- una séptima configuración (fig. 2G) para mecanizar el material dejado en la frontera de las configuraciones geométricas precedentes y entre estas últimas; y
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- -
- una octava configuración (fig. 2H) para efectuar uno o varios mecanizados de acabado.
- 6. Procedimiento según la reivindicación 4 ó 5, caracterizado porque se determina con la ayuda de los medios de simulación (MS) para cada capa diferentes zonas o regiones de mecanizado en el interior de las cuales existe una de dichas configuraciones geométricas y porque se simula y/o se efectúa una trayectoria del electrodo-herramienta (31) en estas zonas o regiones de mecanizado aplicando los valores del desgaste longitudinal que corresponden a dichas configuraciones geométricas.
- 7. Procedimiento según la reivindicación 6, caracterizado porque se efectúa el mecanizado de las zonas o regiones de mecanizado en orden creciente partiendo de dicha primera configuración hasta la última configuración geométrica guardando la libertad de permutar únicamente las cinco primeras configuraciones.
- 8. Procedimiento según una de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizado porque se determinan para cada capa diferentes zonas o regiones de mecanizado en el interior de las cuales existe una configuración geométrica dada, porque se simula y/o se efectúa con la herramienta un barrido de la superficie de una capa y porque se cambia de señales de compensación cada vez que la herramienta entra en una zona o región de mecanizado diferente.
- 9. Procedimiento según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado porque se fija para cada una de las configuraciones geométricas un valor del desgaste longitudinal mecanizando con unos valores preestablecidos, midiendo el desgaste longitudinal real para las configuraciones geométricas y reemplazando los valores preestablecidos por los valores medidos del desgaste longitudinal.
- 10. Dispositivo de mecanizado por electroerosión para mecanizar una pieza (14) en tres dimensiones por fresado por electroerosión por capas, que comprende:
- -
- un órgano para arrastrar en rotación un electrodo-herramienta (31) de forma cilíndrica cuyo diámetro (R) es pequeño con respecto a las dimensiones de las superficies a erosionar,
- -
- una unidad de mando numérico (CN) destinada a controlar el movimiento tridimensional relativo entre el electrodo-herramienta (31) y la pieza (14),
- -
- un módulo informático (MI) que permite registrar las formas a mecanizar en forma de una superposición de capas virtuales,
- -
- un modulo de simulación (MS) que permite simular una trayectoria del electrodo-herramienta (31) tal que este último barra surco por surco, sucesivamente cada una de las capas virtuales (33) y dispuesto par transmitir unas señales de mando correspondientes hacia la unidad de mando numérico (CN),
- -
- un módulo de regulación (MR) que permite simular el desgaste longitudinal del electrodo-herramienta y su compensación a lo largo de su trayectoria y transmitir hacia la unidad de mando numérico (CN) unas señales de compensación de manera que regule y compense este desgaste longitudinal para mantener el movimiento del extremo del electrodo-herramienta paralelo a dichas capas, estando el módulo de regulación (MR) dispuesto para prever varios valores del desgaste longitudinal del electrodo-herramienta según la configuración geométrica mutua entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de la pieza (14) y para transmitir unas señales de compensación que corresponden a cada uno de estos valores hacia la unidad de mando numérico (CN), caracterizado porque el módulo de regulación (MR) está dispuesto para prever varios valores del desgaste longitudinal teniendo en cuenta la configuración geométrica del flujo entre el electrodo-herramienta (31) y el material circundante de un líquido de mecanizado utilizado para el mecanizado.
- 11. Dispositivo según la reivindicación 10, caracterizado porque el módulo de regulación (MR) está dispuesto de manera que tenga en cuenta, cuando tiene lugar la simulación de los valores del desgaste longitudinal, por una parte la presencia o la ausencia de una abertura en el material circundante situada debajo del extremo del electrodo-herramienta (31) que facilita el flujo del líquido de mecanizado y por otra parte la presencia o la ausencia de por lo menos una o dos paredes del material circundante situadas a una distancia del electrodo-herramienta (31) que es más pequeña que una primera distancia predeterminada.
- 12. Dispositivo según la reivindicación 11, caracterizado porque el electrodo-herramienta (31) está en forma de un tubo hueco provisto de un mandrilado axial (32) y porque dichos valores del desgaste longitudinal tiene en cuenta la presencia o la ausencia de una comunicación entre el mandrilado axial y dicha abertura (35) en el material circundante.
- 13. Dispositivo según la reivindicación 11 ó 12, caracterizado porque el módulo de regulación (MR) está dispuesto de manera que prevea un valor del desgaste longitudinal para cada una de las configuraciones geométricas (1 a 6), a saber
4 donde la presencia de una pared significa que esta última está situada a una distancia inferior o igual a una primera distancia predeterminada del electrodo-herramienta;y donde la presencia de dos paredes significa que las dos paredes están alejadas en una distancia inferior o igual a una segunda distancia máxima predeterminada. - 14. Dispositivo según la reivindicación 13, caracterizado porque el módulo de regulación (MR) está además dispuesto para prever un valor del desgaste longitudinal para las configuraciones siguientes:
-
- -
- 7. configuración para mecanizar el material dejado en la frontera de las configuraciones geométricas precedentes y entre estas últimas;
-
- -
- 8. configuración para efectuar uno o varios mecanizados de acabado.
- 15. Dispositivo según la reivindicación 13 ó 14, caracterizado porque el módulo de simulación (MS) está dispuesto de manera que determine para cada capa diferentes zonas o regiones de mecanizado en el interior de las cuales existe una de dichas configuraciones geométricas y que los módulos de simulación y de regulación (MS, MR) están dispuestos para simular y/o para mandar una trayectoria del electrodo-herramienta en estas zonas o regiones de mecanizado aplicando los valores del desgaste longitudinal correspondientes a dichas configuraciones geométricas.
- 16. Dispositivo según la reivindicación 15, caracterizado porque los módulos de simulación y de regulación (MS, MR) están dispuestos para efectuar el mecanizado de las zonas o regiones de mecanizado en orden creciente partiendo de la primera configuración hasta la última configuración.
- 17. Dispositivo según una de las reivindicaciones 10 a 16, caracterizado porque el módulo de regulación (MR) está dispuesto para iniciar el mecanizado con unos valores preestablecidos del desgaste longitudinal, para medir el desgaste longitudinal real para cada una de las configuraciones geométricas y para reemplazar los valores preestablecidos por los valores medidos del desgaste longitudinal.
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