ES2263432T3 - Maquina-herramienta, en particular maquina para mecanizacion por electroerosion, y conjunto de construccion modular. - Google Patents

Abstract

Máquina herramienta con a) un bastidor (2) de máquina, b) un primer medio guía de herramienta (22, 36, 40) dispuesto en el bastidor (2) de máquina para el guiado de una herramienta en una primera posición de guía (41), estando configurado el primer medio guía de herramienta como un pórtico desplazable (22) con una primera cuna (36) desplazable, de modo que el primer medio guía de herramienta (22, 36, 40) es desplazable respecto del bastidor de la máquina (2) en un primer plano a lo largo de una primera dirección y en una segunda dirección ortogonal a la primera dirección, c) un segundo medio guía de herramienta (30, 42) dispuesto en el bastidor de la máquina para el guiado de la herramienta en una segunda posición de guía (43), estando configurado el segundo medio guía de herramienta (30, 42) como un pórtico desplazable (30) con una segunda cuna (42) desplazable, de modo que el segundo medio guía de herramienta (30, 42) es desplazable respecto del bastidor (2) de la máquina en un segundo plano a lo largo de una tercera dirección y en una cuarta dirección ortogonal a la tercera dirección, independientemente del primer medio guía de herramienta (22, 36, 40), y d) un medio de fijación (34) dispuesto en el bastidor (2) de la máquina para fijar la pieza a trabajar, que está configurado de manera que la pieza se encuentra entre la primera posición de guiado (41) y la segunda posición de guiado (43) de la herramienta, caracterizado porque e) un recinto de trabajo (32) para contener la pieza a trabajar y un líquido de trabajo durante el mecanizado, está dispuesto sobre el bastidor (2) de la máquina de manera que el segundo pórtico (30) atraviesa dos paredes laterales (44, 46) del recinto de trabajo (32) situadas una frente a la otra.

Description

Máquina-herramienta, en particular máquina para mecanización por electroerosión, y conjunto de construcción modular.

La invención se refiere a una máquina herramienta, especialmente a una máquina de erosión por corte para el trabajo de piezas de un tamaño comprendido entre un tamaño medio y un tamaño muy grande.

Entre las máquinas herramienta están ampliamente extendidas las máquinas de corte y de erosión por penetración. En estas máquinas, un electrodo en forma de un hilo (máquina de erosión por corte) o un electrodo de penetración (máquina de erosión por penetración), se mueve respecto de una pieza a trabajar fijada en una mesa de trabajo, para producir la descarga de una chispa entre el electrodo y la pieza. La estructura de la máquina comprende esencialmente un bastidor con una cinemática de accionamiento para la generación de los desplazamientos del electrodo de trabajo respecto de la pieza que definen el perfil a mecanizar. Para ello, en una máquina de erosión por penetración el electrodo de trabajo está guiado por un solo cabezal y en una máquina de erosión por corte está guiado por un cabezal superior (primer medio guía de herramienta) y un cabezal inferior (segundo medio guía de herramienta). La pieza o un conjunto de piezas están sujetos sobre una mesa de trabajo al medio de fijación mediante los elementos adecuados. En el caso especial de las máquinas de electroerosión se encuentran también un generador para la producción y control de las descargas por chispa, un control numérico y también dispositivos para el lavado del surco de trabajo y para la preparación del líquido de trabajo eventualmente utilizado.

La característica especial de las máquinas de erosión por corte respecto de otras máquinas herramienta corrientes (fresadoras, taladradoras, sierras de disco o máquina de corte por Láser), consiste también en que la herramienta, que es un electrodo de hilo, debe ser guiada por dos lados de la pieza a trabajar (en una primera y en una segunda posición de guía). Sin embargo, esta singularidad también se encuentra por ejemplo en sierras de corte por hilo (tales como sierras de hilo de diamante) así como en sierras de cinta, etc. En las máquinas de erosión por corte, los dos cabezales guía de hilo pueden desplazarse por trayectorias distintas con el fin de producir cortes cónicos. Por este motivo las máquinas de erosión por corte tienen normalmente dos ejes de movimiento X e Y (en direcciones ortogonales entre sí en un primer plano de movimiento) para realizar el perfil principal, dos ejes de movimiento U y V para la inclinación del electrodo de hilo (en direcciones ortogonales entre sí en un segundo plano de movimiento) y un eje Z para ajuste de la altura de pieza o de la altura de corte.

La máquina herramienta, y especialmente la máquina de electroerosión, son de aplicación variada. Por este motivo se han desarrollado a lo largo del tiempo diferentes formas constructivas en función de distintas exigencias, como precio de venta, costes de mantenimiento, productividad, flexibilidad y posibilidad de automatización, requerimiento de espacio, comodidad de manejo y otras. El centro de gravedad en el desarrollo de máquinas herramienta puede situarse de maneras muy diferentes. Con frecuencia estas exigencias son contradictorias como el requerimiento de espacio por un lado y el tamaño máximo de pieza a mecanizar por otro. En este último caso sería deseable tener una construcción lo más compacta posible y sin embargo poder mecanizar también piezas muy grandes. Estas exigencias sólo se satisfacen de modo limitado en las formas constructivas de máquinas de electroerosión conocidas.

A continuación se explican mediante ejemplos específicos los conceptos que se utilizan en la presente descripción para designar ciertas formas constructivas de máquinas de electroerosión. Así, en las máquinas de electroerosión se distingue entre las máquinas de bastidor en "C" y las máquinas de pórtico. En dos casos específicos de bastidor en "C", o bien la mesa de trabajo realiza los movimientos horizontales y el cabezal portaelectrodo los movimientos verticales (máquina de bastidor en "C"), o bien el cabezal portaelectrodo realiza los dos movimientos horizontales y verticales (máquina de consola). Para ello se fija en el bastidor de la máquina una cuna llamada de movimientos en cruz, cuya primera unidad desplazable respecto del bastidor de la máquina se fija o se guía por uno de sus extremos en el bastidor de la máquina. La máquina de bastidor en "C" se utiliza con herramientas y piezas desde tamaño ligero a medio, mientras que la máquina de consola se utiliza desde tamaños medios a grandes. El bastidor en pórtico tiene una mayor rigidez y una mayor capacidad de amortiguación que las máquinas de bastidor en "C" puesto que la primera unidad desplazable respecto del bastidor de la máquina está guiada por sus dos extremos, constituyendo el llamado pórtico. Este sistema es preferido especialmente para electrodos y piezas de pesos extremos. Sin embargo, también se utiliza en parte donde se espera una elevada precisión.

Fundamentalmente, el movimiento relativo entre la herramienta y la pieza a trabajar se realiza bien mediante el movimiento de la mesa de trabajo, bien mediante el movimiento del cabezal portaelectrodo, o bien por una combinación de movimientos de la mesa de trabajo y del cabezal portaelectrodo.

En una máquina de erosión por corte de construcción en pórtico, el bastidor de la máquina comprende en general una bancada de máquina y dos montantes dispuestos sobre ésta, así como un soporte transversal que en conjunto forman un soporte en pórtico. De este modo se consigue una mayor rigidez que en una construcción de bastidor en "C" y una dilatación más homogénea por el efecto de las oscilaciones de temperatura. Además se distingue entre las máquinas herramienta con pórtico estático y las máquinas con pórtico móvil. En las máquinas con pórtico estático se dispone sobre la bancada de la máquina una mesa de trabajo con un recipiente desplazable en la dirección de un eje principal, por ejemplo en la dirección X. El movimiento del electrodo de hilo en el eje principal Y está desacoplado de aquél y se efectúa mediante una cuna Y que se desplaza horizontalmente por el soporte transversal y por encima del espacio de trabajo. Así, la pieza a trabajar solo se mueve en la dirección de un eje. El bastidor de la máquina y la bancada, los montantes y el soporte transversal forman una unidad estática. En este caso, el cabezal guía de hilo inferior está fijado típicamente a la cuna Y superior mediante un brazo soporte en "L". En las máquinas grandes, este brazo soporte es bastante largo y, debido a su longitud de extensión, reacciona con mucha sensibilidad bajo el efecto de fuerzas y de oscilaciones térmicas. Además, las instalaciones con un brazo soporte configurado de esta manera tienen gran necesidad de
espacio.

Se conocen también las máquinas llamadas Gantry en las que la pieza a trabajar permanece estática durante el mecanizado y el movimiento del segundo eje es asignado a la herramienta. En este caso, se puede mover en la dirección X respecto de la máquina o bien todo el pórtico con los montantes, o bien solo el soporte transversal. La ventaja de las máquinas Gantry consiste en que la masa móvil permanece constante independientemente del progreso del mecanizado o de la pieza a trabajar. Se conoce una máquina de erosión por corte de este tipo con pórtico móvil por ejemplo por el documento DE 20 52 123. Otro ejemplo de construcción de tipo Gantry, en este caso una fresadora, está descrito en el documento EP 0 712 683. En este caso los dos montantes están configurados como paredes sobre las que se encuentran unas guías para el movimiento del soporte transversal.

Se conoce por el documento US 4,992,640 una máquina de erosión por corte con un cabezal guía de hilo superior de construcción en pórtico, un cabezal guía de hilo inferior estático y una mesa herramienta desplazable sobre una cuna en cruz. El documento JP 63-306829 muestra una máquina de erosión por corte con un cabezal guía superior de construcción en pórtico, una pieza estática y un cabezal guía de hilo inferior, que está acoplado con el cabezal guía de hilo superior mediante una construcción en pórtico. De este modo por lo menos un movimiento del cabezal guía de hilo superior, por ejemplo en la dirección del eje principal X, está acoplado con un movimiento, por ejemplo en la dirección U del cabezal guía de hilo inferior. Únicamente el movimiento en el eje principal Y y el movimiento V de los dos cabezales guía de hilo son independientes entre sí.

Los documentos JP 61-34622, JP 61-168426 y JP 61-168424 muestran máquinas de erosión por corte en las cuales la pieza a trabajar está en reposo y los cabezales guía de hilo superior e inferior están configurados como cunas en cruz desplazables independientemente una respecto de la otra. La desventaja de este sistema de cunas en cruz consiste en que las dimensiones exteriores de la máquina son muy grandes, debido a las grandes carreras de trabajo de las cunas en cruz en relación con las dimensiones máximas de la pieza a trabajar.

El documento EP-A779 124, que constituye el estado de la técnica en el preámbulo de la reivindicación, muestra una máquina de erosión por corte con un pórtico superior y un pórtico inferior para cada cabezal guía de hilo respectivo. El cabezal guía de hilo inferior está contenido totalmente, junto con su guía y sus accionamientos, dentro del recipiente de trabajo.

La invención tiene como objeto desarrollar una máquina herramienta según el estado de la técnica, en la que la relación entre las dimensiones máximas de la pieza a trabajar y las carreras de trabajo respecto de las dimensiones del recipiente de trabajo, sea
conveniente.

La invención alcanza este objeto mediante el contenido de la reivindicación 1. En las respectivas reivindicaciones dependientes se describen las realizaciones ventajosas de este objeto.

A continuación se describe la invención, así como otras ventajas y características de la misma, mediante formas de realización preferidas y haciendo referencia a las figuras adjuntas.

La Fig. 1 muestra una representación esquemática de una vista en perspectiva de una forma de realización preferida de la invención, en forma de una máquina de erosión por corte;

la Fig. 2 muestra una vista lateral de la forma de realización mostrada en la Fig. 1;

la Fig. 3 es una vista frontal de la forma de realización mostrada en la Fig. 1; y

la Fig. 4 es una vista desde arriba de la forma de realización mostrada en la Fig. 1.

En las Figs. 1 a 4, los mismos componentes están designados con los mismos números. En adelante, los conceptos siguientes "arriba", "abajo", "horizontal" y "vertical" no deben entenderse como restrictivos, ya que simplemente sirven para facilitar la comprensión de la descripción.

La invención se describe en detalle a continuación con la ayuda de una máquina de erosión por corte especial. Esto no debe entenderse de forma restrictiva, pues se pueden equipar con el concepto constructivo de la invención otras máquinas herramienta, en las cuales la herramienta debe ser guiada independientemente por dos posiciones de guiado (por ejemplo sierras de hilo o de cinta, etc.).

Según el ejemplo de realización preferido mostrado en las Figs. 1 a 4, la máquina de erosión por corte comprende un bastidor 2 que descansa sobre una bancada de máquina 4 rectangular. La bancada de máquina 4 tiene una cara frontal 6, una cara posterior 8 y dos caras laterales 10 y 12. Sobre cada cara lateral se ha dispuesto una pared lateral 14 y 16 que se extiende hacia arriba, preferentemente hasta el nivel de la pieza a trabajar más alta. En los bordes superiores de las paredes laterales 14 y 16 se encuentran unas guías 18 y 20 que se extienden horizontalmente a lo largo de los bordes para guiar un primer soporte transversal superior 22 de un pórtico. En las paredes laterales 14 y 16 se disponen huecos en forma de ventana 24, que se extienden horizontalmente en la dirección longitudinal de las paredes 14 y 16. Los huecos 24 tienen una dimensión longitudinal de manera que en los extremos de las caras laterales 14 y 16 quedan secciones en forma de columnas 26. En el borde inferior de los huecos en forma de ventana 24 y sobre la bancada de máquina 4 se encuentran dos guías adicionales 28 para un segundo soporte transversal inferior 30. Gracias a estos huecos en forma de ventana, el ancho de la máquina de erosión por corte se puede reducir en unos 100 mm.

En una forma de realización alternativa no representada, las guías 28 del soporte transversal inferior pueden estar dispuestas directamente sobre las paredes laterales 14 y 16 ó directamente sobre la bancada de máquina 4, pudiéndose suprimir en este caso los huecos 24. Cuando se suprimen totalmente las paredes laterales 14 y 16, en la forma de realización alternativa, las dos guías 18 y 20 del soporte transversal superior 22 pueden estar fijadas en vigas transversales laterales, que se apoyan en una columna delantera y una columna trasera en la bancada de la máquina 4. De este modo se obtienen dos puentes. Por debajo de estos puentes queda determinado un recinto como espacio de trabajo. Las dos guías 28 del soporte transversal inferior pueden colgarse en la parte inferior de la viga transversal respectiva o, como alternativa, directamente en el recinto sobre la bancada de la máquina 4. Además, las dos paredes laterales 14 ó 16, ó puentes, pueden estar unidas ventajosamente mediante una pared (no representada) a la cara posterior 8, que proporciona un efecto de soporte adicional. En este caso la cara posterior proporciona simultáneamente una parte del recipiente de trabajo (ver más adelante). Alternativamente, los puentes dispuestos sobre los dos lados 10 y 12 del bastidor de la máquina 4 pueden estar unidos mediante por lo menos por otro puente dispuesto en la cara posterior 8 y/o la cara frontal 6, con lo cual se obtiene como antes una rigidez adicional. Las aberturas que se obtienen en la cara frontal 6, en la parte superior y en la cara posterior, sirven para cargar y descargar la pieza de trabajo o las bandejas con la pieza de trabajo ya fijada.

La forma de realización mostrada en las Figs. 1 a 4 presenta una ventaja conceptual del modelo de construcción Gantry. Las guías 18 y 20 pueden prolongarse hacia atrás sin dificultad, de manera que cuando el soporte transversal superior 22 está en su posición máxima hacia atrás, deja libre el espacio de trabajo de manera que se facilita mucho la carga de piezas a trabajar grandes (por ejemplo mediante una grúa, un toro u otro medio auxiliar).

La grandes máquinas de electroerosión de hilo según el modelo de construcción de la invención utilizan la superficie del suelo de forma óptima, puesto que los ejes principales X_{superior}, X_{inferior} están dispuestos en un lado junto al espacio de trabajo y los ejes principales Y_{superior}, Y_{inferior} están respectivamente por encima y por debajo de la pieza a trabajar, directamente en el espacio de trabajo.

Respecto a otros conceptos de grandes máquinas de electroerosión de hilo, otra ventaja del modelo de construcción preferido reside en que la superficie para la fijación de la pieza se encuentra aproximadamente a la altura ergonómica ideal de 1100 mm. Esto es posible gracias a que la rigidez del bastidor de la máquina 2 no depende de la sección (momento del plano) de la bancada de la máquina.

Es ya conocido que el mecanizado por electroerosión de alta precisión se efectúe generalmente en un baño de un líquido dieléctrico, con el fin de lavar el surco de trabajo y para estabilizar térmicamente la pieza trabajada. Así, para contener el líquido, la máquina de erosión por corte tiene un recinto de trabajo 32, que rodea el espacio de trabajo y que antes de cada mecanizado se llena con el líquido. Cuando se ha acabado el mecanizado, se vacía el líquido del recinto de trabajo 32 y se abre éste para la carga y descarga de la pieza a mecanizar. A este fin, el recinto de trabajo 32 se configura de forma correspondiente, por ejemplo con una puerta en la cara frontal 6 (no representada explícitamente) que eventualmente puede ser automática y/o una segunda puerta en la cara posterior 8 (tampoco representada explícitamente) que puede ser también automática.

En una configuración del bastidor de la máquina 2, debajo del espacio de trabajo queda disponible un cierto volumen, en el cual se pueden colocar parcialmente o en su totalidad, módulos de la máquina de erosión por corte, por ejemplo la unidad para la preparación del líquido de trabajo. De este modo se consigue una mejor utilización del espacio y una mejor integración de la máquina de erosión por corte, lo cual comporta ventajas económicas. En las máquinas de erosión por corte con baño, el espacio libre en el bastidor de la máquina 2 se utiliza ventajosamente para colocar el líquido en un recinto correspondiente (no representado) cuando se vacía el recinto de trabajo 32. El líquido de trabajo, cuya temperatura puede regularse con una precisión de +/- 0,5 grados, contribuye entonces ventajosamente a la estabilización térmica del bastidor 2 de la máquina. Justo en este caso se fabrica por lo menos la bancada 4 de la máquina de hormigón polimérico.

Preferentemente, la máquina de erosión por corte comprende dentro del recinto de trabajo 32 un medio para la fijación de la pieza en forma de una placa marco 34 para apoyo de la pieza, que tiene una sección esencialmente rectangular. Por lo menos una parte del marco 34 para apoyo de la pieza puede estar sujeto en las dos paredes laterales o puentes 14 y 16 por encima de las guías del segundo soporte transversal inferior 30, a través de las paredes laterales del recinto de trabajo 32. El recorrido de la fuerza de la gravedad de la pieza hasta el suelo resulta así muy corto. Ventajosamente, el marco 34 para apoyo de la pieza se integra por lo menos parcialmente con el bastidor 2 de la máquina. En este caso el marco para la fijación de la pieza también puede ser parcialmente de hormigón polimérico. También otras piezas, por ejemplo las dos paredes laterales 14 y 16 y los dos soportes transversales 22 y 30 pueden estar fabricados con hormigón polimérico.

Las máquinas de erosión por corte, especialmente aquellas que se utilizan para el trabajo de grandes piezas, se ajustan con frecuencia manualmente. Esto no resulta antieconómico, puesto que en el caso de grandes piezas el tiempo de mecanizado siempre es mucho más largo que el tiempo de ajuste. Ya en el caso de máquinas de tamaño medio es engorroso para el operador alcanzar todos los puntos del espacio de trabajo. Por este motivo, el acceso y el recinto de trabajo 32 deben estar configurados de manera que el operador alcance inmediatamente al marco 34 para la fijación de la pieza o que pueda entrar directamente en el espacio de trabajo, especialmente en grandes máquinas.

A lo largo del primer soporte transversal superior 22 del pórtico superior se encuentra una primera cuna superior 36, desplazable por ejemplo en la dirección X_{superior}. Así en la forma de realización representada, en la cara lateral frontal del soporte transversal 22 se han dispuesto guías especiales 38 para guiar la cuna 36. El soporte transversal superior 22 es desplazable en la dirección Y_{superior} ortogonalmente a la primera cuna superior 36. En la primera cuna superior 36 está fijada a su vez, mediante guías 39 que se extienden verticalmente, una corredera 40 que se puede desplazar en la dirección Z para ajustar la altura de la pieza. En el extremo inferior de la corredera 40 se encuentra un cabezal guía de hilo 41. En conjunto el cabezal guía de hilo superior 41 se mueve como el cabezal de trabajo de un clásico centro de mecanizado Gantry.

Un cabezal guía de hilo inferior 43 se mueve independiente del cabezal guía de hilo superior 41, con medios de guiado y de accionamiento separados. Para este fin se dispone una segunda cuna inferior 42, que es desplazable a lo largo de la longitud del segundo soporte transversal inferior 30, en la dirección X_{inferior}, paralelamente a la dirección X_{superior}. El soporte transversal inferior es ortogonal a la cuna inferior 42 y desplazable en la dirección Y_{inferior} paralelamente a la dirección Y_{superior}. El soporte transversal inferior 30, que sustituye al brazo guía de hilo en voladizo con forma clásica de "L", está apoyado y guiado por sus dos extremos igual que el soporte transversal superior 22. De este modo se mueve igual que un clásico centro de mecanizado Gantry. El cabezal guía de hilo inferior 43 está a su vez fijado a la cuna inferior 42. En conjunto, la herramienta o el electrodo de hilo está guiada, respecto a la pieza a trabajar que está en reposo, por dos posiciones de guía, en los cabezales guía inferior 43 y superior 41, cada uno de ellos con un pórtico desplazable 22 y 30 con una cuna desplazable 36 y 42, en el sentido de una guía de herramienta Gantry doble o bastidor de máquina Gantry modificado, en el que la bancada 4, la mesa de trabajo y/o el marco de apoyo 34, el recinto de trabajo 32 y la pieza a trabajar permanecen estacionarios. Los dos cabezales guía de hilo 41 y 43 se mueven independientemente uno de otro por debajo y por encima respectivamente de la pieza a trabajar, pudiéndose generar cualquier perfil de corte cilíndrico o cónico. Esta construcción es diferente de las construcciones conocidas en el estado de la técnica, en las que dos herramientas distintas, cada una con un guiado de herramienta Gantry, mecanizan simultáneamente la misma pieza. Estas se denominan en el estado de la técnica como máquinas herramienta "Twin-Gantry".

Para el movimiento del soporte transversal superior 22, de la cuna superior 36 y de la corredera 40 se dispone de accionamientos independientes. Lo mismo se aplica a la cuna inferior 42 y al soporte transversal inferior 30. La mayoría de los accionamientos de ejes en las máquinas herramienta de control numérico actuales utilizan servomotores junto con accionamientos de husillo roscado y bolas, así como accionamientos directos. En las máquinas de erosión por hilo solo se alcanzan velocidades bajas y por otra parte en el punto de trabajo tienen lugar con frecuencia carreras cortas de avance y de retroceso. Por esta razón, en el presente concepto de máquina se utiliza preferentemente un micro-accionamiento superpuesto con un macro-accionamiento para un posicionamiento de precisión y elevada dinámica de los cabezales guía de hilo 41 y 43.

El soporte transversal inferior 30 atraviesa el recinto de trabajo 32 por dos paredes laterales 44 y 46 y recorre a lo largo de su dirección de movimiento sendos pasamuros 48 en forma de ventana en las paredes laterales 44 y 46 del recinto de trabajo 32. En las máquinas de erosión por corte en las que el proceso de electroerosión debe tener lugar en un baño, deben tomarse medidas para hacer estanco el paso del soporte transversal inferior 30 a través de los pasamuros 48. Estas medidas pueden realizarse por ejemplo, tal como se muestra en la Fig. 4, mediante una tira de chapa 50 en cada pared lateral 44 y 46 que se desplaza por guías especiales en las paredes laterales 14 y 16 del bastidor de la máquina 2 y de la pared trasera 47 del recipiente de trabajo 32. El soporte transversal inferior 30 está acoplado con la tira de chapa 50 de forma estanca a los líquidos, mientras que la tira de chapa 50 está guiada a su vez de forma deslizante respecto de las dos paredes laterales 44 y 46 del recinto de trabajo 32 y en los pasamuros en forma de ventana 48 la tira de chapa sella mediante medios de estanqueidad adecuados el espacio interior del recinto de trabajo respecto del espacio exterior.

La cuna inferior 42 se desplaza a lo largo del soporte transversal inferior 30. A este fin, el soporte transversal inferior 30 está configurado por ejemplo como un perfil cerrado esencialmente rectangular, que asegura una elevada resistencia a la torsión y a la flexión. Las guías de la cuna inferior 42 están dispuestas preferentemente en la cara frontal exterior del soporte transversal inferior 30. También en la cara frontal exterior del soporte transversal inferior 30 se encuentran preferentemente un accionamiento de husillo roscado y bolas para la cuna inferior 42 y el cabezal guía de hilo inferior 43. De este modo se encuentran en una posición adecuada para los trabajos de montaje y de mantenimiento. Alternativamente el soporte transversal inferior puede estar configurado en forma de U, con lo cual las guías, la cuna y el accionamiento de husillo roscado y el dispositivo de transporte de hilo pueden estar integrados, por lo menos parcialmente, en el perfil. Sin embargo esta ventaja va en detrimento de la resistencia a la flexión. Puesto que el soporte transversal inferior 30 se mueve dentro del líquido, el interior del soporte transversal inferior 30 debe estar sellado, respecto del recinto de trabajo 32, con medidas de estanqueidad adecuadas. En el ejemplo de realización mostrado se ha previsto a cada lado de la cuna inferior 42 un fuelle 52 y 54, que se extiende en la dirección longitudinal del soporte transversal inferior 30 y que por uno de sus extremos está sellado con la cuna 42 y por el otro con la chapa 50. Naturalmente, son posibles otras variantes de sellado.

Cuando el soporte transversal superior 22 y eventualmente también la cuna superior 36 se desplazan a la posición más exterior, por ejemplo hacia atrás y hacia la izquierda, el espacio de trabajo queda ampliamente libre. Entonces pueden cargarse piezas a trabajar grandes sin dificultad alguna, por ejemplo con la ayuda de una grúa. La parte frontal 6 se deja normalmente sin ningún elemento montado sobre ella, de modo que después de abrir el recinto de trabajo 32, es decir la puerta del recinto de trabajo, se obtiene una visión sin interferencias sobre el espacio de trabajo y se tiene acceso manual sin obstáculos. En principio, debido a las paredes laterales 14 y 16 no es posible el acceso al espacio de trabajo desde los lados. Sin embargo tal como ya se ha mencionado, la parte trasera puede estar configurada abierta por lo menos parcialmente en previsión de medios de automatización como robots, sistemas de cambio de bandejas, aparatos de medición o vigilancia u otros medios que puedan ser necesarios.

Ventajosamente, a partir de una cierta longitud de carrera de trabajo, las dimensiones exteriores de las máquinas de electroerosión con el presente concepto de máquina se reducen significativamente en comparación con las máquinas de electroerosión de construcción convencional similares, de manera que además de requerir menos espacio en el lugar de instalación, también el transporte del equipo tiene menor dificultad. Otra ventaja de la construcción preferida consiste en que los cabezales guía de hilo 41 y 43 pueden desplazarse ampliamente uno respecto del otro y con esto se consigue que incluso con piezas a trabajar de gran altura puedan ajustarse también inclinaciones de hilo importantes. En este caso los cabezales guía de hilo 41 y 43 pueden configurarse para que sean orientables y así evitar que el electrodo de hilo resulte sobrecargado. Además, gracias a este principio llamado doble Gantry, ciertos componentes como motores, guías, husillos de recirculación de bolas y otros se utilizan en la máquina herramienta de forma múltiple y repetida, ya que la solicitación y las carreras de trabajo de los dos sistemas de ejes X/Y y U/V son similares. De este modo se obtienen ventajas y ahorros en compras, mantenimiento, gestión de almacenes y en otros. También otros componentes específicos de la máquina, como los soportes transversales 22 y 30 y como las cunas 36 y 42, pueden ser iguales bajo ciertas circunstancias.

Aunque esta construcción es adecuada especialmente para el mecanizado de piezas desde tamaño medio hasta muy grande, sin embargo no está restringida únicamente a éstas. Además, especialmente la precisión y los costes de fabricación están optimizados y se consigue una elevada rigidez, así como un buen comportamiento térmico, y el manejo resulta muy favorecido (acceso al espacio de trabajo, especialmente para cargar y descargar).

Igualmente, de forma ventajosa el bastidor 2 de máquina y los dos soportes en pórtico pueden ser utilizados prácticamente sin modificación para la construcción de una máquina de electroerosión por penetración, una fresadora u otras máquinas herramienta. Naturalmente, en este caso las características típicas de una máquina de erosión por corte mostradas en las Figs. de la 1 a la 4 deben ser modificadas o suprimidas. Por consiguiente, según otro significado de la invención, los elementos básicos del concepto de máquina descrito aquí, son aplicables no solo a máquinas de erosión por corte, sino también a otro tipo de máquinas herramienta en las que el mecanizado tiene lugar mediante un movimiento relativo de la herramienta en una posición guiada en una dirección X/Y y en otra posición guiada en una dirección U/V, o bien mediante un movimiento de la herramienta de trabajo en una dirección X/Y y un movimiento independiente de la pieza a trabajar en una dirección U/V (por ejemplo fresadoras, taladradoras, rectificadoras y similares). A este fin, la invención proporciona un conjunto modular para la construcción de máquinas herramienta, especialmente de máquinas de electroerosión con varios de los módulos siguientes: un bastidor de máquina central 2; un primer medio de guía dispuesto en el bastidor 2 para el guiado de una herramienta, estando configurado el primer medio guía de herramienta como un pórtico móvil con una cuna móvil, de modo que el medio guía de herramienta es desplazable respecto del bastidor 2 de la máquina en un primer plano a lo largo de una primera dirección y de una segunda dirección ortogonal a la primera, y en su caso un segundo medio de herramienta o de soporte de pieza para sujetar una herramienta o una pieza a trabajar, estando configurado el segundo medio de herramienta o de soporte de pieza como pórtico móvil con cuna móvil, de modo que el medio soporte de herramienta o de pieza a trabajar es desplazable en un segundo plano a lo largo de una tercera dirección y de una cuarta dirección ortogonal a la tercera. Estos módulos están dispuestos de manera que puedan ser utilizados para la construcción de máquinas herramienta de distintos tipos, por ejemplo máquinas de erosión por penetración, máquinas de erosión por corte, fresadoras y similares. Estos módulos básicos forman los elementos de un sistema, con los cuales se pueden construir máquinas herramienta de distintos tipos. La variante más sencilla de la invención consiste en la utilización solamente de los elementos básicos, para por ejemplo construir una fresadora o una máquina de erosión por penetración (con una pieza a trabajar estática y un cabezal de guiado de herramienta superior desplazable en las direcciones X/Y y Z). Cuando en esta variante se añade un cabezal guía inferior U/V se obtiene una máquina de erosión por corte. También se pueden aplicar los mismos módulos de máquina básicos para diferentes variantes de máquina, con la ventaja de una fabricación de máquinas herramienta más económica.

Es de destacar que los elementos básicos de esta máquina de erosión por corte, como el bastidor 2, el pórtico 22 con la cuna superior 36 y el recinto de trabajo 32 (excepto los pasamuros 48 en las paredes laterales 44 y 46 para el cabezal guía de hilo inferior) y la corredera 40 se corresponden con los de una máquina de erosión por penetración. En otras palabras, estos módulos del concepto de máquina de la invención, son aplicables como elementos de un sistema tanto para una máquina de erosión por corte como para una máquina de erosión por penetración, y también para otras máquinas herramienta como fresadoras o similares, con la ventaja de que se alcanzan series de fabricación mayores y se pueden reducir los costes de fabricación.

Claims (37)

1. Máquina herramienta con

a)

un bastidor (2) de máquina,

b)

un primer medio guía de herramienta (22, 36, 40) dispuesto en el bastidor (2) de máquina para el guiado de una herramienta en una primera posición de guía (41), estando configurado el primer medio guía de herramienta como un pórtico desplazable (22) con una primera cuna (36) desplazable, de modo que el primer medio guía de herramienta (22, 36, 40) es desplazable respecto del bastidor de la máquina (2) en un primer plano a lo largo de una primera dirección y en una segunda dirección ortogonal a la primera dirección,

c)

un segundo medio guía de herramienta (30, 42) dispuesto en el bastidor de la máquina para el guiado de la herramienta en una segunda posición de guía (43), estando configurado el segundo medio guía de herramienta (30, 42) como un pórtico desplazable (30) con una segunda cuna (42) desplazable, de modo que el segundo medio guía de herramienta (30, 42) es desplazable respecto del bastidor (2) de la máquina en un segundo plano a lo largo de una tercera dirección y en una cuarta dirección ortogonal a la tercera dirección, independientemente del primer medio guía de herramienta (22, 36, 40), y

d)

un medio de fijación (34) dispuesto en el bastidor (2) de la máquina para fijar la pieza a trabajar, que está configurado de manera que la pieza se encuentra entre la primera posición de guiado (41) y la segunda posición de guiado (43) de la herra- mienta,

caracterizado porque

e)

un recinto de trabajo (32) para contener la pieza a trabajar y un líquido de trabajo durante el mecanizado, está dispuesto sobre el bastidor (2) de la máquina de manera que el segundo pórtico (30) atraviesa dos paredes laterales (44, 46) del recinto de trabajo (32) situadas una frente a la otra.

2. Máquina herramienta según la reivindicación 1, en la que el medio de fijación de la pieza a trabajar (34) es inmóvil respecto del bastidor de la máquina.

3. Máquina herramienta según la reivindicación 1, en la que el primer medio guía de herramienta (22, 36, 40) y/o el segundo medio guía de herramienta (30, 42), son ajustables en su distancia a la pieza a
trabajar.

4. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los dos pórticos (22; 30) están dispuestos uno por encima del otro y el medio de fijación de la pieza a trabajar (34) está configurado y dispuesto de manera que durante el mecanizado la pieza a trabajar se encuentra entre los dos pórticos (22; 30)

5. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los dos pórticos (22; 30) están dispuestos sobre el bastidor (2) de la máquina, de manera que son desplazables en la misma dirección.

6. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que, en dos lados situados uno frente al otro (10, 12) del bastidor (2) de la máquina, está dispuesta una respectiva pared lateral (14; 16) que tiene en su borde superior una guía (18; 20) para el primer pórtico (22).

7. Máquina herramienta según la reivindicación 6, en la que las paredes laterales (14; 16) están practicadas unas aberturas (24) con guías (28) para el segundo pórtico (30).

8. Máquina herramienta según la reivindicación 7, en la que las guías (28) para el segundo pórtico (30) están dispuestas en el borde inferior de las aberturas (24), directamente sobre el bastidor (2) de la
máquina.

9. Máquina herramienta según la reivindicación 7, en la que las guías (28) para el segundo pórtico (30) están dispuestas colgando en el borde superior de la abertura (24).

10. Máquina herramienta según la reivindicación 6, en la que las paredes laterales (14; 16) están dotadas de guías para el segundo pórtico (30) dispuestas lateralmente por su cara interior.

11. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 5, en la que en dos lados (10; 12) del bastidor (2) de la máquina, situados uno frente al otro, está dispuesta una viga transversal apoyada en dos columnas, que tiene a lo largo una guía (18) para el primer pórtico (22).

12. Máquina herramienta según la reivindicación 11, en la que en dos lados (10; 12) del bastidor (2) de la máquina situados uno frente al otro, se encuentra una segunda viga transversal apoyada en otras dos columnas, dotada a lo largo de otra guía para el primer pórtico (22).

13. Máquina herramienta según la reivindicación 12, en la que la segunda viga transversal está dispuesta entre las columnas de la primera viga transversal y por debajo de la primera viga transversal, y en la que las dos direcciones longitudinales de la primera y de la segunda viga transversal (14;16) son iguales.

14. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el lado frontal (6) está configurado esencialmente abierto.

15. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que la parte posterior (8) está configurada abierta por lo menos en parte.

16. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los dos pórticos (22, 30) están dispuestos sobre el bastidor (2) de la máquina de manera que el primer plano transcurre paralelo al segundo plano.

17. Máquina herramienta según la reivindicación 16, en la que coinciden la primera y la tercera direcciones, así como la segunda y la cuarta direcciones, y en la que un primer (22) y un segundo (30) soporte transversales del primer y del segundo pórtico, respectivamente, son desplazables a lo largo de la primera dirección, siendo la primera (36) y la segunda (42) cunas del primer y del segundo pórtico, respectivamente, desplazables a lo largo de la segunda
dirección.

18. Máquina herramienta según la reivindicación 17, en la que el primer soporte transversal (22) y/o el segundo soporte transversal (30) son desplazables sobre guías (18, 20; 28) por encima de columnas de pórtico.

19. Máquina herramienta según la reivindicación 17, en la que los extremos del primer soporte transversal (22) y/o del segundo soporte transversal (30) son desplazables directamente sobre guías (18, 20; 28).

20. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, que está configurada como máquina de erosión por corte, en la que la herramienta es un electrodo de hilo y donde el medio guía de herramienta superior (22, 38, 40) y el medio guía de herramienta inferior (30, 42) comprenden un cabezal guía de hilo superior (41) y un cabezal guía de hilo inferior (43).

21. Máquina herramienta según la reivindicación 20, en la que el cabezal guía de hilo superior (41) es desplazable además en una dirección perpendicular al primer plano.

22. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 4 a 21, en la que el bastidor (2) de la máquina está dotado además de una pared posterior que une entre sí las dos paredes laterales (14, 16) o las dos columnas laterales (26), y tiene una altura que se corresponde aproximadamente con la altura del recinto de trabajo (32).

23. Máquina herramienta según la reivindicación 22, en la que la pared posterior constituye una pared lateral (47) del recinto de trabajo (32).

24. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 4 a 21, en la que en la cara posterior (8) y/o en la cara frontal (6) del bastidor (2) de la máquina está dispuesto además un puente que une entre sí las dos paredes laterales (14, 16) o las dos vigas transversales o las dos columnas (26).

25. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 20 a 24, en la que el segundo soporte transversal (30) del segundo pórtico está configurado como un perfil esencialmente en "U" y en la que la cuna desplazable (42) guiada sobre el soporte transversal (30) está accionada por un medio de accionamiento dispuesto por lo menos parcialmente dentro del segundo pórtico (30).

26. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 20 a 24, en la que el segundo soporte transversal (30) del segundo pórtico está configurado como un perfil esencialmente hueco y en la que la cuna desplazable (42) guiada sobre el soporte transversal (30) está accionada por un medio de accionamiento dispuesto lateralmente y fuera del segundo pórtico (30).

27. Máquina herramienta según la reivindicación 25, en la que el segundo soporte transversal (30) del segundo pórtico está provisto de un medio de estanqueidad (52, 54), que está configurado de manera que sella el espacio interior respecto del espacio exterior del segundo soporte transversal (30), independientemente de la posición de la cuna (42) respecto del segundo soporte transversal (30).

28. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 20 a 24, en la que las paredes laterales (44, 46) del recinto de trabajo (32) están dotadas de un medio de estanqueidad (50), configurado de manera que sella el espacio interior respecto del espacio exterior del recinto de trabajo (32), independientemente de la posición del segundo soporte transversal.

29. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el recinto de trabajo (32) está provisto de una puerta, especialmente una puerta accionable automáticamente, en la cara posterior (8) y/o en la cara frontal (6) del bastidor (2) de la máquina.

30. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el recinto de trabajo (32) está configurado elevable.

31. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que en el bastidor (2) de la máquina debajo del recinto de trabajo (32) está previsto otro recinto para contener el líquido de trabajo cuando se vacía el recinto de trabajo (32).

32. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 6 a 31, en la que el medio de fijación de la pieza a trabajar (34) comprende un marco (34) para apoyo de la pieza que está fijado a las paredes laterales (14, 16) o a las columnas (26).

33. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el bastidor (2) de la máquina está fabricado con un hormigón polimérico.

34. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 6 a 33, en la que las dos paredes laterales (14, 16), las dos vigas transversales junto con las columnas, el marco para apoyo (34) y/o los dos soportes transversales (22, 30) están fabricados con un hormigón polimérico.

35. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que el accionamiento del movimiento de los dos soportes transversales (22, 30) y/o de las dos cunas (36, 42) de los pórticos, está configurado como la superposición de macro y micro accionamientos.

36. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, en la que los accionamientos están configurados como accionamientos de husillo roscado y bolas.

37. Máquina herramienta según una de las reivindicaciones 1 a 35, en la que los accionamientos están configurados como accionamientos directos.