ES2353520T3 - Procedimiento de funcionamiento de una máquina de mecanizado por electroerosión y un sistema de mecanizado por electroerosión. - Google Patents

Abstract

Un procedimiento de funcionamiento de una máquina de electroerosión (4) para mecanizar una pieza de trabajo, en el que: al menos una de las funciones de controlar, monitorizar y llevar a cabo el mecanizado de la pieza de trabajo se realiza mediante una pluralidad de módulos de hardware configurables (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL), dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están dispuestos en la máquina (4), dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están enlazados por enlaces de datos (6) de una red de datos a un nodo (5) de la red de datos para al menos una de las funciones de enviar datos a dicho nodo (5) y recibir datos desde dicho nodo (5), y al menos uno de dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) es transformable de un módulo generador de máquina de electroerosión (GEN) a un módulo de acciona-miento de motor (ACCIONAMIENTO) mediante una instrucción de configuración de software comunicada a dicho al menos un módulo (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) desde dicho nodo (5).

Description

Campo de la invención

La invención se refiere en general al campo de las máquinas herramientas, y más específicamente, la invención se refiere a un sistema de mecanizado por electroerosión (EDM) y a un procedimiento de funcionamiento.

Antecedentes de la invención

Los futuros conceptos de máquinas de electroerosión y otros tipos de máquinas herramientas tienen que ser más flexibles a la hora de satisfacer las demandas actuales de manera mejor y más rápida, y en la simplificación de la implementación de cualquier función implicada. La producción, prueba y mantenimiento de los sistemas de máquinas herramientas tienen que ser compatibles a escala internacional. Con este fin se necesitan costes de material y producción reducidos y tantos componentes del sistema como sea posible tienen que ser adecuados para uso, por ejemplo, en sistemas de mecanizado tanto de corte por hilo como de electroerosión por penetración, a pesar de las diferencias en los requisitos. Además, los mismos módulos tienen que ser adecuados para uso en productos de alta gama y de bajo coste. Aparte de esto, son deseables rutinas de diagnóstico estandarizadas para simplificar la verificación de funciones cada vez más complejas.

Las crecientes demandas sobre productividad y flexibilidad aún más elevadas de, por ejemplo, una máquina de electroerosión, también están provocando que el requisito de potencia de los generadores de impulso sea aún más elevado, mientras que, por otra parte, las pérdidas en la generación de impulsos tienen que ser minimizadas. De conformidad con la compatibilidad medioambiental mejorada, las pérdidas de una máquina de electroerosión u otra máquina herramienta, cuando no está funcionando, también tienen que reducirse más.

La FIG. 2 muestra la configuración general de una máquina de electroerosión por penetración de la técnica anterior. Una máquina de electroerosión de corte por hilo se diferencia de una máquina de electroerosión por penetración realmente sólo en detalles, pero, no obstante, la mayoría de los fabricantes hacen uso de conceptos totalmente diferentes para la implementación y operación de los dos tipos de máquinas de electroerosión. Esto se aplica particularmente al generador de impulsos involucrado, donde se necesitan impulsos muy cortos pero de descarga elevada para corte por hilo, mientras que para electroerosión por penetración se usan impulsos de descarga más larga de amplitud correspondiente más baja. Hasta la fecha, aún no existe solución satisfactoria para un concepto general consistente.

La configuración del sistema de máquina de electroerosión de la FIG. 2 implica generalmente los siguientes subsistemas o secciones: una entrada de alimentación principal 1, un armario de electrónica 2, un sistema de cables 3 y una máquina 4, es decir, la máquina de electroerosión por penetración como tal que lleva a cabo el mecanizado de una pieza de trabajo. El armario eléctrico 2 aloja un módulo de tensión de CA (CA), un módulo de tensión de CC (CC), un control numérico (CNC), uno

o más módulos de accionamiento (ACCIONAMIENTO), un módulo generador (GEN), así como un módulo de control de máquina universal (CONTROL). Como el contenido completo del armario eléctrico 2 es considerablemente voluminoso y pesado y la pérdida de potencia total es del orden de un solo dígito en kW, el armario eléctrico 2 normalmente está ubicado a alguna distancia de la máquina

4. Además, el cableado 3 es habitualmente de 2 m a 5 m de longitud. Un primer cable conecta los módulos de accionamiento (ACCIONAMIENTO) a los motores de accionamiento de ejes de la máquina 4 y suministra la corriente del motor, la corriente para cualquier freno que pueda estar provisto, así como diversas señales digitales sensitivas de los transductores de posición. Estos cables son un factor de coste significativo y si no se diseñan e instalan con la debida atención, pueden tener como resultado fácilmente un costoso tiempo de inactividad.

Un segundo cable conecta el módulo generador (GEN) a la pieza de trabajo que ha de ser mecanizada y a una herramienta de electrodo de la máquina 4. Este segundo cable tiene la desventaja de que las pérdidas de potencia, particularmente en el corte por hilo, debidas al elevado valor efectivo de la corriente de impulsos, pueden ser de hasta 100 W/m. Aparte de este desperdicio de energía no deseado, esto también puede tener como resultado que la estructura de la máquina se deforme por el calor y, por lo tanto, a inexactitudes de las piezas de trabajo. Actualmente, la única solución a este problema es un complicado medio de refrigeración por agua.

Otra desventaja también se debe a la elevada rigidez de los cables usados, teniendo típicamente que involucrar ocho cables coaxiales en paralelo, cada uno de cobre con aproximadamente 5 mm 2 de sección transversal. Como los cables están conectados a partes estructurales móviles de la máquina, su rigidez tiene como resultado la flexión de estas partes estructurales en el intervalo de micrómetros y de este modo, por supuesto, errores correspondientes en el mecanizado de las piezas de trabajo. Aún más, la longitud de los cables determina su capacidad. La energía almacenada en cada cable también se descarga en el espacio de trabajo de manera que la rugosidad de la pieza de trabajo que se puede conseguir es limitada.

Un tercer cable sirve para conectar el módulo de control de máquina universal (CONTROL) a un gran número de unidades de función en la máquina 4, como electroválvulas, bombas, mecanismos auxiliares, interruptores finales, sensores de temperatura, protecciones de seguridad, etc. Este tercer cable tiene como resultado, asimismo, costes considerables porque se necesitan muchos conductores diferentes, pero también porque cada variante de máquina necesita en última instancia un cable especial. Una desventaja adicional puede aparecer cuando la máquina 4 y el armario eléctrico 2 se envían por separado al cliente, constituyendo un riesgo de fallo añadido las muchas conexiones del sistema de cables 3 requeridas en la instalación.

En las “Proceedings ot the 13th ISEM”, Vol. 1, Bilbao 2001, páginas 3 a 19, de MASUZAWA, se explican todos los procedimientos y ecuaciones fundamentales para la generación de impulsos mediante condensadores de impulsos en cuanto a su aplicación en micro electroerosión. Estos comentarios se aplican en general y, por lo tanto, también a la presente invención.

El documento US 4.710.603 (OBARA) desvela un generador para una máquina de electroerosión que funciona según el principio de descarga de condensador de impulsos, cuyo circuito básico se muestra en la FIG. 3 de esta solicitud. Desde una fuente E de tensión de CC, un condensador C1 es cargado a través de un elemento conmutador Q1 y una inductancia L3. Un elemento conmutador adicional Q2 descarga el condensador de impulsos C1 a través de una inductancia adicional L2 dentro del entrehierro PW. Este circuito no requiere ni resistencias de carga ni elementos conmutadores en funcionamiento lineal.

El documento US 4.766.281 (BÜHLER) desvela un generador de máquina de electroerosión con un regulador de tensión de carga pasivo, como se muestra en la FIG. 4 de esta solicitud. El regulador de tensión de carga comprende un transformador convertidor flyback y dos diodos. La eficiencia de este generador es elevada ya que se eliminan las pérdidas por conmutación tal como se producen con el generador como se interpreta del documento US 4.710.603 a través del elemento conmutador Q1.

Sin embargo, ambos generadores aún tienen desventajas. En primer lugar, la frecuencia de impulsos está restringida a valores modestos de alrededor de 70 kHz debido a carga unipolar. Aumentar más la frecuencia permitiría que la corriente de carga aumentara hasta valores que afectan negativamente a la eficiencia. En segundo lugar, los generadores aún son demasiado grandes para permitir su ubicación, por ejemplo, en las inmediaciones directas del electrodo. Para una explicación más detallada de esto, se hace referencia a la FIG. 5 que traza para estos generadores las curvas de la tensión del condensador Uc y la corriente de impulsos Igap en el entrehierro como una función del tiempo t. Es evidente que para una corriente de impulsos sinusoidal Igap la tensión de carga negativa U_chrg se voltea de manera cosinusoidal a una tensión de carga residual positiva U_end. Esta tensión de carga residual U_end corresponde precisamente a la energía que no se convierte en el entre-hierro y se refleja de vuelta al condensador de impulsos. Ignorando las pérdidas de línea la tensión de carga residual tal como se interpreta de las Actas anteriormente mencionadas del 13er ISEM Vol. 1, Bilbao 2001, páginas 3 a 19 es:

U_end = -U_chrg + 2*U_gap

donde U_gap corresponde a la tensión a través del entrehierro formado entre un electrodo de mecanizado y la pieza de trabajo. La tensión residual U_end no es, por consiguiente, una función ni de la corriente de impulsos ni de la capacitancia del condensador de impulsos, ni de la inductancia del circuito de descarga. Después de una descarga el regulador de tensión de carga comienza inmediatamente a recargar de nuevo el condensador de impulsos a la tensión de carga negativa deseada U_chrg. En esta disposición, la energía eléctrica completa de la tensión de carga residual U_end se convierte dentro de una inductancia (por ejemplo, dentro de la bobina L3 en la FIG. 3 o dentro del transformador convertidor flyback en la FIG. 4) en primer lugar en energía magnética, antes de ser almacenada luego de nuevo en forma de energía eléctrica en el condensador de impulsos en polaridad inversa.

El documento EP 698 440 B1 (KANEKO) desvela un sistema de suministro de energía de electroerosión en el que un transformador de impulsos 13 (en la FIG. 1 KANEKO) junto con los contactos de conmutación 14A a 14D están alojados en una carcasa separada 12 en las inmediaciones del entrehierro 1, 3. En esta disposición, el transformador de impulsos 13 puede ser conmutado a activo o pasivo mediante los contactos de conmutación 14A a 14D. Este dispositivo está provisto para máquinas de corte por hilo para generar impulsos bipolares por medio del transformador de impulsos 13 y reducir así la vibración del cable en el “segundo corte”. Sin embargo, este generador conocido aún es demasiado voluminoso y está sujeto a elevadas pérdidas, siendo esta la razón por la que los cables de alimentación 11, 17 con las desventajas analizadas aún son necesarios para la comunicación de impulsos desde el módulo generador hasta la máquina.

El documento US 6.080.953 (BANZAI) propone un generador modular dispuesto directamente rodeando el electrodo de alambre de una máquina de corte por hilo y refrigerado por el fluido de mecanizado (agua) con la intención de reducir la inductancia en el espacio de trabajo. Por lo demás, se adapta la configuración de los generadores de corte por hilo, que tienen un récord comprobado de éxito, y para electroerosión por penetración las propuestas no se aplican en ningún caso. Aún resulta desventajosa la pérdida de potencia adicional en el intervalo de un solo dígito en kW que se disipa a través del medio de limpieza en el contenedor de trabajo de la máquina, teniendo como resultado un aumento de temperatura no deseable en el espacio de trabajo en conjunto y, por lo tanto, problemas en cuanto a estabilidad térmica que, por consiguiente, puede tener como resultado una pérdida de exactitud en el mecanizado. Sumergir directamente los módulos generadores en el fluido de mecanizado como también se propuso es desfavorable, debido a que acelera el ensuciamiento, reduciendo así la capacidad de refrigeración. El encapsular los módulos generadores en una mezcla de polvo metálico y resina propuesto asimismo para mejorar la disipación de calor también tuvo problemas como resultado. Aunque un polvo metálico podría ser procesado para producir un aislamiento térmico, el polvo metálico formará capacitancias parásitas en todos los componentes del generador, teniendo como resultado corrientes de disipación de alta frecuencia dentro de la carcasa y otros componentes. Tal generador se vería obstaculizado así por múltiples perturbaciones. También existe un problema con que un módulo generador encapsulado es imposible de reparar, aparte de que es sumamente difícil separar estos en sus componentes individuales para eliminación compatible con el medio ambiente.

Además, el documento US 5.404.288 desvela un sistema de control de línea de transferencia que utiliza computación distribuida. Más específicamente, en cada estación de mecanizado de la línea de transferencia está provisto un control (SIMPLE). Estos controladores SIMPLE, mostrados en la Fig. 3 con el signo de referencia 200, están interconectados por medio de una red de interestaciones 114 a través de un nodo de red 302. Una red de entrada/salida 306 que se extiende desde cada controlador SIMPLE 200 proporciona comunicación con un módulo de entrada/salida SERIPLEX 304. Los módulos 304 proporcionan una interfaz de entrada/salida inteligente para dispositivos de control y sensores de escaneado en cada estación de la maquina herramienta 108. Una red de movimiento 308 proporciona órdenes a un controlador de movimiento informatizado (CMC) 316 de diseño convencional. El CMC 316, a su vez, controla los accionamientos digitales que a su vez controlan los servomotores 314 por medio del controlador de movimiento 320. Normal y convencionalmente, todos los programas son almacenados dentro del CMC 316. La mejora es tal que los programas ahora son almacenados como actuaciones múltiples en su controlador SIMPLE 200 y son transferidos, de uno

en uno, al CMC 316 que ya no requiere una pantalla o almacén de programas.

El documento EP 0 794 624 A2 desvela un aparato para controlar elementos de una máquina. En particular, equipos auxiliares, que tienen el signo de referencia 3 en la Fig. 1, están conectados por medio de fibras ópticas a un nodo 8. La idea de este documento es compensar la atenuación de una luz, transmitida a través de las fibras ópticas, introduciendo un amplificador delante de la entrada de cada elemento (equipo auxiliar), (compárese la columna 1, líneas 49 a 54). Cada equipo auxiliar 3 también incluye un controlador CAN 10 (Fig. 3). Cada equipo auxiliar 3 está conectado con el sistema de bus CAN 9 por fibras ópticas 7 correspondientes. Los datos del bus CAN son transmitidos a cada equipo auxiliar 3. Tales datos son, por ejemplo, la velocidad de rotación de un motor o un husillo. De este modo, aunque se pudiera identificar un equipo auxiliar como un módulo de hardware, los equipos auxiliares, en este documento, no serían configurables.

El documento US 4 885 449 desvela en general cómo corregir exactamente las cantidades de accionamiento de los árboles de accionamiento de una máquina de electroerosión, cuando las cargas de las estructuras mecánicas se ven afectadas por el peso de la pieza de trabajo o la cantidad de la solución de mecanizado. En la máquina de electroerosión los datos de corrección para las cantidades de movimiento de los árboles de accionamiento se obtienen para una pluralidad de condiciones de carga o condiciones de temperatura diferentes y se almacenan de antemano en una memoria, y de los datos de corrección así almacenados, se seleccionan los más adecuados para condiciones de mecanizado reales, de manera que las cantidades de movimientos que se han de dar a los árboles de accionamiento se corrigen según los datos de corrección así seleccionados.

El documento US 6.472.630 B1 desvela un módulo de descarga ajustable de baja tensión, un módulo de descarga de alta tensión, un módulo de alta tensión secundario, un módulo de circuito de acabado y un módulo de circuito de procesamiento especial, que están conectados a un bus de señales de control de descarga eléctrica. Por consiguiente, el documento desvela módulos, que no son configurables, sino solamente ajustables.

El documento US 2005/0154475 desvela un dispositivo de control para controlar componentes en un vehículo a motor. Un dispositivo de control para controlar un sistema que tiene un procesador para ejecutar programas de control, medios de memoria para almacenar datos y programas de control, y módulos de interfaz que pueden usarse para transferir instrucciones de control a accionado-res o dispositivos de control adicionales está conectado a otros dispositivos de control por medio de un bus de datos. El dispositivo de control incluye una pluralidad de células del mismo tipo, cada una de las cuales tiene una pieza de hardware reconfigurable y módulos periféricos. Estas células pueden ser reconfiguradas mediante datos de configuración, de manera que las conexiones de hardware para cada célula pueden ser ajustadas para adaptarse a un procedimiento de control deseado. Una o más células juntas forman un procesador y/o módulos de interfaz. Sin embargo, tal célula no puede realizar el control, la monitorización y la realización del mecanizado de una pieza de trabajo. Además, la célula no es transformable de manera que realice otra función, ya que sólo es reconfigurable desde una memoria hasta un sumador o hasta un módulo lógico. Tal reconfiguración sola no permite la transformación del módulo de hardware, como la transformación de un módulo generador a un accio

namiento de motor.

La presente invención tiene el objeto de proveer un concepto general efectivo y flexible para un procedimiento y un sistema de mecanizado por electroerosión y su fabricación.

Resumen de la invención

Un primer aspecto de la presente invención está dirigido a un procedimiento de operación de una máquina de electroerosión para mecanizar una pieza de trabajo, de acuerdo con el tema de la reivindicación independiente 1.

Un segundo aspecto de la presente invención está dirigido a un sistema de mecanizado por electroerosión, de acuerdo con el tema de la reivindicación independiente 2.

Más aspectos se exponen en las reivindicaciones subordinadas, la siguiente descripción y los dibujos.

Otras características son inherentes a los procedimientos y productos desvelados o resultarán evidentes para los expertos en la materia a partir de la siguiente descripción detallada de realizaciones y sus dibujos adjuntos.

Breve descripción de los dibujos

A continuación se describirán realizaciones de la invención, a modo de ejemplo, y con referencia a los dibujos adjuntos, en los que:

La FIG. 1

es una vista esquemática de una máquina de electroerosión por penetración de

acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 2

es una vista esquemática de una máquina de electroerosión por penetración de la

técnica anterior.

La FIG. 3

es un diagrama de circuito esquemático de un generador conocido de acuerdo con el

principio de descarga de un condensador de impulsos.

La FIG. 4

es un diagrama de circuito esquemático de otro generador conocido de acuerdo con

el principio de descarga de un condensador de impulsos.

La FIG. 5

son diagramas de tiempo esquemáticos que muestran la curva de la tensión del

condensador y la corriente de impulsos de acuerdo con el principio de carga y des

carga de un condensador de impulsos conocido.

La FIG. 6

son diagramas de tiempo que muestran la curva de la tensión de carga y la corriente

de descarga de acuerdo con el principio de carga y descarga del condensador de im

pulsos de una realización de la invención.

La FIG. 7

es un diagrama de circuito esquemático de una fuente de corriente bipolar de acuerdo

con una realización de la invención.

La FIG. 8

es un diagrama de circuito esquemático de un circuito de carga y descarga para el

condensador de impulsos de acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 9

es un diagrama de circuito esquemático de un circuito inversor que incluye un trans

formador de aislamiento de acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 10

es un diagrama de circuito esquemático de un módulo generador que incluye una

pluralidad de circuitos de carga y descarga y una pluralidad circuitos inversores de

acuerdo con una realización de la invención.

La FIG. 11

muestra un diagrama de circuito esquemático de una realización de una fuente de

corriente bipolar de acuerdo con la invención adecuada para recuperación de energía.

La FIG. 12

muestra un diagrama de circuito esquemático de una realización de un circuito de

carga y descarga de acuerdo con la invención para el condensador de impulsos ade

cuado para recuperación de energía.

La FIG. 13

muestra un diagrama de circuito esquemático de una nueva realización de una fuente

de corriente bipolar de acuerdo con la invención adecuada para recuperación de

energía.

La FIG. 14

muestra un diagrama de circuito esquemático de una realización de un circuito de

carga y descarga de acuerdo con la invención para el condensador de impulsos ade

cuado para recuperación de energía.

La FIG. 15

muestra una vista esquemática de una realización de una aplicación de acuerdo con

la invención del módulo generador para cuatro servomotores de CC.

La FIG. 16

muestra una vista esquemática de una realización de una aplicación de acuerdo con

la invención del módulo generador para un motor trifásico y un freno electromagnéti

co.

La FIG. 17

muestra una vista esquemática de una realización de un nodo de acuerdo con la

invención que incluye un interpolador fino autónomo.

La FIG. 18

muestra una vista esquemática de otra realización de un nodo de acuerdo con la

invención que incluye un control numérico externo.

Descripción de las realizaciones preferidas

Antes de proseguir con la descripción detallada de las FIG. 1 y 6-18, sin embargo, se analizarán unos pocos puntos de las realizaciones preferidas.

Algunas de las realizaciones se refieren a un procedimiento y módulos para mecanizado por electroerosión en las que las diferentes funciones de, por ejemplo, el generador, los sistemas de medición, los accionamientos de los ejes, el control de unidad dieléctrica, el control de entrada de red, el control numérico, etc. están organizadas en módulos respectivos que están enlazados a un nodo centralizado o estación de nodo. En algunas de estas realizaciones, comparadas con los sistemas de la técnica anterior, la invención sofistica los procedimientos para operación y el concepto de un sistema de mecanizado por electroerosión de manera que los módulos para desarrollar el sistema pueden miniaturizarse hasta tal punto que ahora pueden ubicarse en la propia máquina donde sean más adecuados para satisfacer las funciones respectivas. Para este propósito, los módulos ofrecen efectividad optimizada evitando desperdicio de energía. Por ejemplo, las pérdidas en los cables y los costes de cableado se minimizan. En general, la producción, operación y eliminación posterior del concepto modular según las realizaciones de la invención cumplen mejor los criterios ecológicos y económicos actuales.

Según una realización de un módulo generador para una máquina de electroerosión, se hace que la generación de impulsos resulte escalable a lo largo de un amplio intervalo de rendimiento y la estructura es configurable de manera que son posibles variantes y modificaciones para cualquier aplicación sin excesivas complicaciones. Esta realización logra definir un concepto general efectivo para procedimientos de generación de impulsos y generadores de impulsos, así como el funcionamiento de los mismos, al satisfacer los citados requisitos en tanto que evitando las desventajas de los logros conocidos de la técnica anterior como se mencionó anteriormente.

Según una realización de un procedimiento de generación de impulsos de mecanizado para mecanizado por electroerosión por medio de condensadores de impulsos de descarga, se hace uso de un principio novedoso de carga bipolar en el que la energía consumida por un impulso en un condensador de impulsos es simplemente complementada para el siguiente impulso sin, como es sabido, invertir la polaridad de la tensión en el condensador de impulsos. Preferentemente, para este propósito se hace uso de una fuente de corriente bipolar y están provistos elementos conmutadores para conectar la polaridad correcta a un condensador de impulsos. La polaridad deseada de los impulsos se logra posteriormente mediante un circuito inversor que además incluye un transformador de aislamiento para desacoplamiento de CC. La elevada flexibilidad de este circuito ahora permite aplicaciones distintas de la generación de impulsos para mecanizado por electroerosión como, por ejemplo, para accionamientos de ejes altamente dinámicos con motores de CC o CA. Una nueva realización implica la aplicación para motores de alta frecuencia para accionar los husillos de fresado-ras y tornos o para bombas de alta presión como, por ejemplo, las requeridas para limpiar el entrehierro y para los montajes de filtros en una máquina de electroerosión.

Según una nueva realización, el concepto de interfaces estandarizadas y/o protocolos de comunicación entre el nodo central y los módulos puede reducir la complejidad del sistema de cables en tanto que aumentando la flexibilidad y el rendimiento de las rutinas de diagnóstico. Preferentemente, ahora es posible proveer un suministro de energía limitado a por lo menos uno de los módulos a través de la interfaz estandarizada al mantener así, por ejemplo, la comunicación aun cuando se produzca un fallo. Las interfaces estandarizadas para suministrar energía a módulos de alto rendimiento además reducen los costes y las pérdidas.

De acuerdo con una nueva realización, la invención enseña la interconexión de módulos iguales o similares que ahora simplemente tienen que ser configurados para una tarea específica y que, gracias a su miniaturización, ahora pueden ser ubicados directamente donde se requiera. Una nueva realización implica la aplicación inteligente de elementos conmutadores semiconductores de bajo coste con una reducción consecuente simultánea o incluso la eliminación de pérdidas de todas clases.

Según otra realización, se propone un procedimiento de funcionamiento de una máquina de electroerosión para mecanizar una pieza de trabajo en el que las funciones principales de la máquina están divididas en módulos y los módulos están ubicados donde satisfagan sus funciones en la máquina y estando los módulos interconectados a la estación de nodo central por enlaces de datos, estando controlados y monitorizados los módulos a través de la estación de nodo.

Algunas de las realizaciones son sólo tan adecuadas para todas las tareas de mecanizado por electroerosión como para el suministro de energía de motores en las máquinas herramientas en general. Por ejemplo, el módulo generador de acuerdo con una realización puede ser transformado, por ejemplo, de un generador de electroerosión por penetración en un generador de electroerosión de corte por hilo o un accionamiento de motor mediante una instrucción de configuración de software comunicada al módulo configurable. En otra realización, la selección de la polaridad de los impulsos se hace electrónicamente y, de este modo, puede alternar durante un impulso o diferir de impulso a impulso abriendo horizontes tecnológicos novedosos para el usuario. Gracias a la baja pérdida de potencia y la elevada frecuencia de funcionamiento los módulos ahora pueden miniaturizarse para una ubicación óptima en la máquina. El rendimiento del impulso ahora ya no se ve perjudicado por el sistema de cables mientras que las pérdidas de potencia en la comunicación de CC para una alta tensión ahora son muchísimo menores.

De acuerdo con otra realización más, el concepto modular permite la aplicación de modernos procedimientos de producción automatizados para producción en masa de los módulos, teniendo como resultado una considerable reducción de costes. Por ejemplo, el procedimiento de producción de tecnología de montaje superficial (SMT) está basado en el montaje automatizado de componentes de circuitos impresos con dispositivos montados superficialmente (SMD) sin cables. En esta realización, el campo principal de aplicación es, por lo tanto, la generación de impulsos bien definidos y de potencia reproducible de todas clases, preferentemente con elevada eficiencia.

A continuación se describirán detalladamente las realizaciones anteriormente mencionadas de las FIG. 1 y 6-18.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 1, se ilustran los montajes destacados de un sistema modular de mecanizado por electroerosión. Esta disposición también puede dividirse para una mejor visión general en varios subsistemas que a su vez están divididos en varios módulos: una entrada de alimentación principal 1, una sección de electrónica 2, una máquina 4, es decir, la máquina de electroerosión por penetración como tal, un nodo o estación de nodo 5, una sección de enlace de datos 6 y un suministro de energía 7. Provisto en primer lugar igual que en la disposición conocida de la FIG. 2 como se describe al principio está una entrada de alimentación principal 1 seguida por la sección de electrónica 2 que comprende un módulo de suministro de energía (CA), un módulo de CC (CC) y un módulo de control numérico (CNC). La sección o armario de electrónica 2 comprende, sin embargo, menos elementos en esta realización, y puede ser alojado, por ejemplo, en una consola de operador. Los elementos adicionales como un módulo de accionamiento (ACCIONAMIENTO), un módulo generador (GEN) y un módulo de control de máquina universal (CONTROL) están dispuestos directamente en o dentro de la máquina 4 donde sea necesario para satisfacer sus funciones.

Provistos en la sección de enlace de datos 6 del sistema están enlaces de datos digitales estandarizados (ENLACE) que salen todos ellos del nodo central 5 para formar una red tipo estrella. Según una realización, estos enlaces de datos implementan una clase de red de área local (LAN) o red de datos a través de la cual se intercomunican los diversos módulos del sistema y a través de la cual se les permite comunicarse entre sí y/o con el nodo 5. En esta realización el nodo 5 está adaptado para poner a disposición la información o los recursos para los diversos módulos del sistema como, por ejemplo, un módulo generador configurable. La transmisión e intercambio de datos sobre enlaces de datos estandarizados (ENLACE) se hace, por ejemplo, por medio de protocolos de red conocidos. Un protocolo de red regula el transporte de datos, el direccionamiento, el enrutamiento, la prueba de fallos, etc. Un protocolo adecuado es, por ejemplo, el protocolo Ethernet tal como está estandarizado en el estándar IEEE 802.3. Ethernet es una tecnología de interconexión basada en tramas para redes de área local (LAN) que determina los tipos de cables que han de usarse, la señalización para la capa de transmisión de bits así como los formatos de paquetes y los protocolos para comunicación de datos. Después se darán más detalles en cuanto a esto en la descripción de las realizaciones de las FIG. 17 y 18.

Además de la topología de estrella citada, son igualmente posibles otras topologías de red como, por ejemplo, un bus o una red en anillo. Por otra parte, en algunas realizaciones pueden usarse redes locales con asignación de canales estática o dinámica. Se prefieren sistemas en los que puede asignarse opcionalmente un canal y determinarse a partir del nodo 5.

En otra realización los datos para comunicarse a través de la red de datos son empaquetados y luego enviados a través de un enlace de datos (ENLACE) que corresponde al protocolo en cada caso en el camino al nodo 5 y desde allí, cuando sea necesario, además al módulo receptor pretendido del sistema. En una realización de ejemplo el nodo 5 almacena esta información, cuando sea necesario, y asegura que llega al receptor. Entre las muchas ventajas de la red según esta realización, son importantes el intercambio rápido de datos entre los diversos módulos del sistema de máquina de electroerosión por penetración y particularmente la posibilidad de poner a disposición de un operador datos e información acerca de los módulos centralmente en el nodo 5. Toda la información y las órdenes procedentes de y dirigidas a los diversos módulos pueden estar disponibles en el nodo 5 también por rutinas de diagnóstico; en esta realización, el nodo 5 actúa como una entidad de red. La estación de nodo puede estar ubicada para un buen acceso, pero preferentemente en la máquina 4. Además, el nodo 5 y la red de datos conectada al mismo permiten intervención y modificaciones por parte del operador de la máquina en esta estación central con acceso de las intervenciones y modificaciones a todos los módulos.

El suministro de energía de los diversos módulos del sistema de electroerosión preferentemente se hace directamente hasta una potencia máxima de aproximadamente 50 W a través de los enlaces de red digitales (ENLACE) que luego también sirven al suministro de energía. Para potencias nominales más elevadas se proveen cables de CC estandarizados 7 que se extienden en forma de estrella desde el módulo de CC en la sección de electrónica 2 hasta los módulos que tienen el requisito de potencia más elevado. Un cable de CC que tiene una sección trasversal del hilo de sólo 1,5 mm 2 y una tensión de CC de, por ejemplo, +/-280 V es capaz de transmitir hasta 5,6 kW, de los cuales sólo se convierten en calor 2,3 W/m. En comparación, los generadores para corte por hilo actuales requieren típicamente una media de 2,2 kW de potencia de electroerosión para cortar 500 mm 2/min por ejemplo en acero, de los cuales unos buenos 37 W/m se disipan como calor por el sistema de cables 3, según se usa en la técnica anterior (véase la FIG. 2), cuando comprende ocho cables coaxiales en paralelo de 5 mm2 de sección transversal cada uno. Bajo estas circunstancias, el cable de CC 7 transforma en calor sólo unos despreciables 0,37 W/m, en otras palabras, 100 veces menos. Extrapolar los valores de corriente a un vataje medio de electroerosión de 5,6 kW tendría como resultado una velocidad de eliminación de material de 1250 mm2/min en acero y una pérdida de potencia de 94 W/m estaría implicada en el sistema de cables conocido 3, como se muestra en la FIG. 2. Esta consideración muestra claramente los límites para un futuro desarrollo, es decir, los generadores de corriente son obviamente inadecuados para avanzar en tales intervalos.

En otra realización (no mostrada) la entrada de alimentación principal 1, el módulo de CA (CA) y el suministro de energía o módulo de CC (CC) están ubicados en la máquina. Como resultado de esta disposición ventajosa, la sección de electrónica 2 y por tanto la consola de operador de la máquina de electroerosión por penetración ahora comprende simplemente el control numérico (CNC) y, de este modo, puede conectarse a través de un único enlace digital estandarizado (ENLACE). En otra realización de ejemplo más se suministra así la energía eléctrica necesaria al control numérico (CNC), permitiendo así la existencia de cables de CC estandarizados (CC) que han de ser diseñados más cortos y ahora están ubicados sólo internamente en la máquina 4.

La configuración modular de acuerdo con las realizaciones del sistema de electroerosión por penetración facilita considerablemente la instalación actual de tal sistema, requiriendo ahora simplemente conectar la entrada de alimentación principal 1 al suministro de energía y, cuando sea necesario, enchufar los enlaces digitales (ENLACE) dentro de una consola de operador.

En otra realización preferida más se hace uso de un principio de carga bipolar en el que la energía consumida en el condensador de impulsos ahora es simplemente complementada durante un impulso posterior sin tener que invertir la polaridad de la tensión en el condensador de impulsos como es sabido.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 6, se ilustran las formas de onda de la tensión del condensador Uc y la corriente de impulsos Igap a lo largo del tiempo para un generador de una realización como se describe a continuación en comparación con las formas de onda para un generador conocido como se muestra en la FIG. 5. Para una corriente de carga comparable el tiempo de carga t_chrg de la FIG. 6 es varios factores más corto que el trazado en la FIG. 5, y la tensión de carga residual U_end es complementada simplemente por un corto impulso de corriente de polaridad correcta hasta la tensión de carga deseada U_chrg. La tensión de carga residual U_end no experimenta transformación por energía magnética, siendo esta la razón por la que se conserva con cerca del 100% de eficiencia, permitiendo que se aumente significativamente la frecuencia máxima de los impulsos de descarga.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 7, se ilustra un regulador de carga en forma de una fuente de corriente bipolar de una realización de la invención. Las entradas V_dc+, V_dc-y el neutro 0 V son alimentadas con una tensión de CC de, por ejemplo, +/-280 V desde un módulo de tensión de CC por medio de un cable de tensión de CC estandarizado 7 (véase la FIG. 1). El neutro 0 V corresponde aproximadamente al potencial de tierra con carga simétrica, lo que es ventajoso para una elevada compatibilidad electromagnética (CEM) del sistema.

En el caso más simple la tensión de CC se obtiene directamente del módulo de CC (CC) a través de un puente rectificador trifásico y condensadores de filtro desde la red de CA de 400 V popular y no requiere aislamiento de línea como tal.

Como alternativa, puede estar provisto con un puente inversor activo trifásico que comprende elementos conmutadores electrónicos y diodos. Esta alternativa permite conseguir una abundancia de funciones adicionales como el control de CC de circuito cerrado para compensar las fluctuaciones de la red de CA, aumentando la tensión de CC por encima de la red de CA pico, una función de arranque suave, corrección del factor de potencia (CFP), estabilización de 0 V neutra en carga de CC asimétrica, y retorno de energía de CC a la red de CA de 400 V. Todos estos circuitos resultan conocidos para alguien experto en la materia y no requieren más comentarios en este documento.

Los condensadores 8 y 9 proporcionan los impulsos de corriente para la fuente de corriente bipolar 10 a17, siendo provistos para mantener el cable de tensión de CC 7 (CC) libre de corrientes pulsantes. Una fuente de corriente positiva sirve para generar una corriente de carga positiva I+. Los elementos conmutadores 10 y 16 son conectados simultáneamente, teniendo como resultado una corriente creciente lineal, que parte desde la entrada V_dc+ a través de la inductancia 14 de vuelta al terminal de 0 V. Después de un cierto tiempo, y no antes de que la salida I+ haya sido conmutada al condensador de impulsos 22 para cargar (FIG. 8), el elemento conmutador 16 y, cuando sea necesario, el elemento conmutador 10 son desconectados. A partir de este momento la corriente de carga I+ circula dentro del condensador de impulsos 22 en la complementación de su tensión de carga. Un sensor (SENS en la FIG. 8) compara la tensión de carga con un valor establecido y envía una señal de datos al controlador (FPGA en la FIG. 10) en cuanto la tensión de carga ha alcanzado el valor establecido. El elemento conmutador 16 es conectado entonces, teniendo como resultado un colapso súbito de la corriente de carga I+ en el condensador de impulsos. Si el elemento conmutador 10 aún estaba conectado en este momento, es desconectado asimismo y la corriente residual restante I+ se hace circular entonces por el diodo 12, la inductancia 14 y el elemento conmutador 16. Para proporcionar una corriente de impulsos de carga subsiguiente de la misma polaridad, el elemento conmutador 10 es conectado de nuevo en el momento adecuado y se repite el procedimiento descrito anteriormente.

Como la inductancia 14 actúa como fuente de corriente, la tensión de carga en el condensador de impulsos 22 puede ser considerablemente más alta que la tensión en la salida V_dc+. Sin embargo, esto podría tener consecuencias fatales para el elemento conmutador 16 si este concretamente fuera a ser abierto bajo tensión debido a un malfuncionamiento antes de que la salida de corriente de carga I+ sea conectada al condensador de impulsos 22. Por esto es por lo que están provistos diodos de protección contra transitorios (no mostrados) en paralelo con los elementos conmutadores 16 y 17 o además pueden insertarse los diodos de recuperación 45 y 46 entre los terminales I+ y V_dc+ e I-y V_dc-respectivamente para restringir la tensión de carga a las tensiones de entrada V_dc+ y V_dc-. Si es necesario, pueden aumentarse las tensiones de entrada V_dc+ e I-y V_dc-. Para generar impulsos de descarga de amplitud elevada y poca duración, lo mejor es trabajar con una tensión de carga lo más alta posible conjuntamente con una capacitancia mínima del condensador de impulsos 22.

La configuración invertida especular que está constituida por los elementos conmutadores 11 y 17, los diodos 13 y la inductancia 15 sirve para generar la corriente de carga negativa I-y funciona de una manera análoga a la fuente de corriente positiva tal como se describió anteriormente.

La fuente de corriente bipolar como se muestra en la FIG. 7 puede hacerse funcionar de manera muy diversa. Cuando se intenta conseguir pérdidas mínimas en tanto que maximizando la frecuencia de funcionamiento pueden necesitarse procedimientos diferentes dependiendo en parte de la aplicación particular en cuestión.

De este modo, para una buena eficiencia es importante impedir la circulación de corrientes innecesariamente elevadas en las inductancias 14, 15 y los diodos 12, 13 durante un periodo de tiempo prolongado. Una alternativa que impida esto es útil cuando se emplean los diodos de recuperación adicionales 45, 46, desconectando los elementos conmutadores 10 y 16 u 11 y 17 a la finalización de haber cargado el condensador de impulsos 22. La energía residual magnética almacenada en las inductancias 14 ó 15 es recuperada luego por medio de los diodos 12 y 45 ó 13 y 46 dentro de los condensadores 8 y 9. Este modo de funcionamiento es ventajoso cuando existe una pausa mínima entre dos impulsos de carga, si no, es más que ventajoso hacer uso de la energía residual directamente para el siguiente impulso de carga.

Aparece otra alternativa para sincronizar la desconexión de los elementos conmutadores 16, 17 al comienzo de la carga del condensador. Concretamente, la selección de este momento ya durante el impulso de descarga, idealmente cuando el cruce del condensador de impulsos 22 es justo una tensión de 0 V, logra una conmutación absolutamente sin pérdidas.

Como efecto secundario positivo, el tiempo de carga también se acorta mediante esta disposición. Es más, gracias a este procedimiento, en una situación extrema, el condensador de impulsos 22 puede haber vuelto a alcanzar ya el valor establecido de la tensión de carga al final de su descarga, estando así disponible directamente para una descarga posterior.

Para maximizar la frecuencia de funcionamiento se minimizan los valores para las inductancias 14, 15 y la acción de carga de estas inductancias 14, 15 se inicia directamente al comienzo de la descarga del condensador de impulsos 22. Para tensiones de carga más elevadas además es ventajoso dejar los elementos conmutadores 10, 11 conectados también durante la carga del condensador, acortándose además la acción de carga debido a la energía adicional procedente de los condensado-res 8, 9.

El circuito de carga y descarga de una realización como se muestra en la FIG. 8 para el condensador de impulsos 22 está conectado a través de entradas correspondientes I+, I-a la fuente de corriente bipolar como se muestra en la FIG. 7. El segundo terminal está conectado a la entrada de 0 V que, a su vez, está conectada al neutro 0 V de la fuente de corriente bipolar. Los elementos conmutadores 18, 19 junto con los diodos 20, 21 son responsables de aplicar la polaridad deseada durante la carga. En el condensador de impulsos 22 un sensor (SENS) detecta continuamente la condición de carga y a partir de ella obtiene diversas señales de datos. Los elementos conmutadores 24 y 26 con los diodos 23 y 25 sirven para descargar el condensador de impulsos 22 con la polaridad correcta a la salida T_pr.

La entrada primaria T_pr de un transformador de aislamiento 27 del circuito inversor como se muestra en la FIG. 9 está conectada a la salida correspondiente T_pr del circuito de carga y descarga como se muestra en la FIG. 8. La segunda entrada primaria 0 V del transformador de aislamiento 27 está conectada al neutro 0 V correspondiente como se muestra en la FIG. 7. El transformador de aislamiento 27 comprende dos devanados secundarios conectados en serie para hacer que siempre esté disponible la polaridad de impulsos positiva y negativa. El neutro de estos devanados secundarios está conectado a la pieza de trabajo.

Es ventajoso configurar el circuito generador estrictamente simétrico alrededor del neutro 0 V por compatibilidad electromagnética. Como la pieza de trabajo normalmente está al potencial de tierra, no aparecen, o sólo de manera insignificante, corrientes de desplazamiento capacitivas a través del circuito a la conexión de la red de CA 1. La ventaja es una reducción de costes, pérdidas y espacio de utilización para grandes elementos de supresión magnética.

Los otros dos terminales de estos devanados secundarios del transformador de aislamiento 27 están conectados a la salida EL por elementos conmutadores 29, 30, 34 y 36 así como sus diodos asignados 28, 31, 33 y 35 y por una inductancia 32. La salida EL está conectada a su vez al electrodo Los elementos conmutadores 30 y 36 en esta disposición son conectados para impulsos de descarga positivos, mientras que los elementos conmutadores 34 y 29 se usan correspondientemente para los impulsos de descarga negativos. Esto permite que cualquier polaridad momentánea de la tensión de carga del condensador de impulsos 22 sea convertida en una polaridad arbitraria para el impulso de descarga dentro del entrehierro.

Sin embargo, el circuito inversor también puede simplificarse cuando, por ejemplo para una máquina de electroerosión por penetración, sólo se necesitan impulsos de descarga positivos procedentes del módulo generador eliminando los elementos conmutadores 29, 34 y sus diodos 31, 35. Se aplica lo mismo para una máquina de corte por hilo de la que pueden eliminarse los elementos conmutadores 30, 36 y sus diodos 28, 33 cuando se requieran sólo impulsos negativos.

En esta realización el transformador de aislamiento 27 ofrece asimismo múltiples grados de libertad de dimensionamiento. Ventajosamente, uno asegura una capacidad adecuada de resistencia a sobretensión transitoria para aislar la red de CA en conformidad con los requisitos estándar. Además, uno idealiza el acoplamiento entre el lado primario y el lado secundario y mantiene la inductancia principal suficientemente elevada de manera que no se producen corrientes de magnetización excesivamente elevadas. Ambas medidas impiden ventajosamente las pérdidas de la corriente de impulsos.

Para un acoplamiento óptimo es ideal una relación de transformación de 1:1, aunque la desviación de este requisito puede ser ventajosa para la eficiencia global para hacer funcionar, por ejemplo, el circuito de carga y descarga como se muestra en la FIG. 8 con menos corriente y correspondientemente más tensión según sea completamente correcto ya que se dispone de componentes correspondientes que tienen una elevada capacidad de resistencia a sobretensión transitoria y, como se explica más adelante, no hay que ocuparse de pérdidas por conmutación. Reducir la corriente disminuye las pérdidas en polarización directa de todos los elementos conmutadores y diodos al mejorar así la eficiencia global.

Según una realización los citados requisitos del transformador de aislamiento 27 son satisfechos con transformadores planos que tienen núcleos planos y devanados planos. Tales transformadores con especial consideración al rendimiento de aislamiento estándar se desvelan, por ejemplo, en el documento US 5.010.314 y son producidos por la empresa de PAYTON PLANAR MAGNETICS Ltd., Boca Raton, South Florida, USA. Como el área de tensión/tiempo de los impulsos que son transmitidos es muy pequeña, estos transformadores son tan pequeños y ligeros que pueden ser integrados sin problema en el circuito impreso de un módulo generador. Esta tecnología también se presta ventajosamente para las inductancias 14, 15 y 32.

Según las realizaciones la inductancia 32 puede seleccionarse más pequeña, o incluso eliminarse totalmente siempre que un conductor residual al electrodo y la inductancia parásita del transformador de aislamiento ya comprenda inductancia adecuada. La inductancia es necesaria para separación de canales cuando múltiples canales del generador se superponen en la pulsación de un electrodo.

En las realizaciones de las FIG. 7, 8 y 9 se citan los MOFSET e IGBT como los elementos conmutadores 10 a 36. Esta no es una elección obligatoria y puede ser alterada por alguien experto en la materia de acuerdo con los requisitos específicos.

Para la disposición de los elementos conmutadores y los diodos del inversor tal como se muestra en la FIG. 9 existen asimismo alternativas. Así, por ejemplo, el elemento conmutador 29 y el elemento conmutador 30 en la dirección opuesta pueden ser conectados en serie, con los diodos 28 y 31 paralelos a los mismos en la dirección opuesta correspondiente. Aquí también, depende de alguien experto en la materia aplicar la variante más favorable en conjunto para el requisito de cada caso.

Los elementos conmutadores 18 a 36 están sometidos sólo a pérdidas en polarización directa, es decir, cada uno de ellos es activado con corriente cero porque cada semionda sinusoidal comienza con corriente cero y de este modo el producto de tensión y corriente (en otras palabras, la pérdida de potencia durante la conmutación) es asimismo cero. Para desconexión, la situación es incluso más favorable, ya que para este momento tanto la corriente como la tensión ascienden a cero, porque la tensión es bloqueada por un diodo en serie correspondiente.

Los impulsos necesarios para controlar todos los elementos conmutadores son proporcionadas por un controlador (FPGA en la FIG. 10) a través de circuitos de mando desacoplados (no mostrados).

Como resulta evidente a partir de la FIG. 6, una fuente de corriente bipolar que necesita simplemente cargar un único condensador de impulsos estaría tasada insuficientemente debido al corto tiempo de carga t_chrg.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 10, se ilustra una realización de un módulo generador (GEN) en una configuración multicanal. Este módulo generador está constituido por sólo una fuente de corriente bipolar (BCS como se muestra en la FIG. 7) con las entradas V_dc+, 0 V y V_dc-así como un controlador (FPGA) conectado mediante un enlace digital (ENLACE) al nodo 5 (véase la FIG. 1). El controlador (FPGA) es preferentemente una matriz de puertas programables en campo, es decir, un circuito lógico configurable digital que también puede ser configurado por la red de datos 6 (véase la FIG. 1) del sistema y alimentado con configuraciones variables, siendo posible incluso cargar una nueva configuración durante el funcionamiento del sistema. Esto es por lo que estos circuitos consiguen la máxima flexibilidad funcional y gracias al procesamiento de datos en paralelo son significativamente más rápidos que incluso los microprocesadores más rápidos disponibles. Sin embargo, si se necesita procesamiento de datos secuencial, no hay problema en implementar esto también en el FPGA, es decir, sin influir negativamente en la velocidad del procesamiento en paralelo.

Conectados a la fuente de corriente bipolar (BCS) están múltiples circuitos de carga y descarga (CAP1 a CAP4), como se muestra en la FIG. 8, para los condensadores de impulsos 22 a través de los conductores I+ e I-. Cada circuito de carga y descarga (CAP1 a CAP4) está conectado a un circuito inversor (INV1 a INV4) como se muestra en las FIG. 9. Los circuitos inversores (INV1 a INV4) tienen salidas separadas hacia la pieza de trabajo (WS) así como salidas separadas EL1 a EL4 que pueden ser conectadas a cuatro electrodos individuales o en común a sólo un electrodo.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 10, se ilustra cómo el controlador (FPGA) presenta enlaces mostrados como líneas de puntos a todos los elementos conmutadores y sensores de las diversas partes del circuito del módulo generador, como circuitos de mando para accionar los elementos conmutadores, pero que también monitorizan los elementos conmutadores y realizan conexiones a los sensores (SENS, como se muestra en la FIG. 8). Debido a la función central del controlador (FPGA), es posible una coordinación ideal y monitorización del módulo generador completo sin la molestia de retardo. Todas las condiciones, malfuncionamientos y valores detectados son señalizados por medio del enlace de datos (ENLACE) al nodo 5 a medida que se producen, cíclicamente o cuando se solicita.

Según una realización, tal módulo puede producirse ahora automáticamente con los componentes SMD sin cable tal como se mencionó al inicio y con uno de un procedimiento de producción SMT.

Como estos módulos están adaptados para ser instalados por todas partes en la máquina no deben emitir calor a sus alrededores. Como la refrigeración por aire normal podría ser insuficiente para este propósito, según una realización se da preferencia a un sistema de refrigeración por fluido para llevarse el calor disipado.

Según otra realización, los módulos del sistema de electroerosión también pueden ser protegidos de los efectos ambientales severos en la máquina como la suciedad, las salpicaduras de agua y la interferencia electromagnética mediante una caja densa de plásticos metalizados o, aún mejor, de metal para cumplir estos requisitos.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 11, se ilustra una realización alternativa de la fuente de

corriente bipolar como se muestra en la FIG. 7 que es adecuada para recuperación de energía. La

recuperación de energía es ventajosa cuando después de una descarga el condensador de impulsos 22 presenta una tensión más alta que la requerida por el valor de referencia para la tensión de carga. Una alternativa popular, aunque desfavorable, sería convertir este exceso de energía en calor. Ejemplos típicos de esto son: cuando un impulso de mecanizado por electroerosión es extinguido en el extremo por un contraimpulso o cuando tiene que frenarse un motor con sus masas desplazadas. En el primer ejemplo los condensadores 8, 9, o incluso sólo las inductancias 14, 15, son suficientes para amortiguar la energía.

En el segundo ejemplo la energía total puede ser significativamente más alta, para lo cual la solución normal son las denominadas resistencias de frenado. La energía convertida en calor en la resistencia de frenado es sumamente indeseable cuando se trata de módulos miniaturizados y también puede reducir gravemente la eficiencia global bajo ciertas condiciones de funcionamiento (por ejemplo, frenado frecuente y rápido de un husillo de alta frecuencia de una máquina herramienta, o movimientos frecuentes y rápidos de limpieza de un servo-eje de mecanizado por electroerosión). Por esto es por lo que esta realización permite recuperación de energía en la red trifásica de 400 V.

La ecuación tal como se interpreta de las Actas anteriormente mencionadas del 13er ISEM Vol. 1, Bilbao 2001, páginas 3 a 19, MASUZAWA, para el caso de recuperación ahora está corregida de la siguiente manera:

U_end = -U_chrg -2 * U_gap * (2 * tR /T -1)

donde tR (tiempo de recuperación) representa la duración de tiempo durante la cual un impulso parcial invertido actúa contrario a la tensión a través del entrehierro U_gap o una tensión del motor.

T define la duración del impulso parcial invertido. Cuando tR = 0 tenemos de nuevo la ecuación conocida de MASUZAWA. Cuando tR = 0,5T en total no se emite energía al entrehierro:

U_end = -U_chrg

Y cuando tR = T, la energía máxima procedente del entrehierro es reflejada de vuelta al condensador de impulsos 22:

U_end = -U_chrg -2 * U_gap

En estos tres puntos extremos la ecuación desarrollada es precisa. Para otros valores intermedios de tR su validez aún podría demostrarse mediante una ecuación diferencial general. Pero para dimensionar el circuito estos tres valores extremos son totalmente suficientes.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 11, se ilustra cómo están provistos los diodos 45 y 46 mientras que los diodos 12 y 13 son sustituidos por elementos conmutadores MOSFET 37 y 38, respectivamente. Para reducir, por ejemplo, una tensión de carga positiva del condensador de impulsos 22 a un valor de referencia, los elementos conmutadores 37 y 18b como se muestra en la FIG. 12 son conectados hasta que se obtiene el valor de referencia. Posteriormente, ambos elementos conmutadores son desconectados, circulando entonces la corriente desde el conductor a 0V a través del diodo parásito del MOSFET 16, la inductancia 14 y el diodo parásito del MOSFET 10 al terminal V_dc+.

Según una realización, también durante esta fase, para menores tensiones V_dc+, se podría (después de una pausa de seguridad) conectar los elementos conmutadores 10 y 16 (rectificación síncrona), teniendo como resultado menores pérdidas en polarización directa al mejorar algo la eficiencia. Esta conexión no merece la pena para tensiones V_dc+ más altas que exceden, por ejemplo, de 200 V, es decir, menos del 1% de mejora de eficiencia, ya que la ganancia puede ser cancelada por las pérdidas adicionales de los circuitos de mando.

La tensión V_dc+ es aumentada por la corriente de recuperación en primer lugar siendo cargado el condensador 8 a una tensión más alta. Esta tensión puede reflejarse luego a través del sistema de cables 7 (FIG. 1) en todos los condensadores 8 de los módulos adicionales, pero también en los grandes condensadores electrolíticos en el módulo de CC (CC, FIG. 1) de manera que la ganancia de energía está disponible para todos los módulos conectados. Esto tiene como resultado, por ejemplo, un efecto compensador favorable en electroerosión por penetración con movimientos rápidos de limpieza al poner a disposición en última instancia la energía de frenado del módulo de accionamiento en beneficio del módulo generador al final del ciclo de limpieza para recomenzar el mecanizado por electroerosión.

Un aumento en la energía de frenado podría llevar a una tensión V_dc+ peligrosamente alta. Por esto es por lo que esta energía tiene que ser convertida en calor en una resistencia de carga (resistencia de frenado) o, mucho mejor, ser suministrada de vuelta a través del puente inversor trifásico como se mencionó con respecto a la FIG. 7 al suministro de energía principal de 400 V.

En esta realización, resulta así evidente que la energía puede recuperarse en tres fases: en primer lugar dentro de un módulo a través de los condensadores 8, 9; en segundo lugar: a través de los condensadores electrolíticos del módulo de CC (CC) o, en tercer lugar, devuelta completamente al suministro de energía principal. El flujo de energía en cada caso es, por consiguiente, sólo dentro de un módulo, entre diversos módulos o incluso entre diversos consumidores de la red.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 12, se ilustran las realizaciones modificadas propuestas para el circuito de carga y descarga para permitir la recuperación de energía. Ahora, en lugar de los diodos 20, 21 están provistos cuatro diodos 20a, 20b, 21a, 21b, aplicándose lo mismo a los elementos conmutadores 18 y 19 reemplazados por los elementos conmutadores 18a, 18b, 19a, 19b. Esto es necesario de manera que el condensador de impulsos 22 pueda ser cargado y descargado en ambas direcciones de corriente I+, I-. Resulta evidente que, aunque los circuitos tal como se muestran en las FIGs. 11 y 12 son complicados, se mantienen las características ventajosas de los circuitos básicos tal como se muestran en las FIGs. 7 y 8, es más, incluso se mejoran para la eficiencia en el almacenamiento de energía en las inductancias 14, 15 se mejora considerablemente, por ejemplo, mediante los elementos conmutadores 37, 38 en lugar de los diodos 12, 13.

Haciendo referencia ahora a las FIGs. 13 y 14, se ilustra otra realización para una solución simplificada. La fuente de corriente bipolar en la FIG. 13 trabaja en este caso sólo dentro de una salida bipolar I+&I-, y de este modo en la FIG. 14 se necesitan sólo dos elementos conmutadores 18a, 18b y sólo dos diodos 20a, 20b además de cargar y descargar el condensador de impulsos 22 en ambas direcciones de corriente. Son posibles etapas intermedias adicionales en la simplificación de la situación, por ejemplo, una podría conservar los elementos conmutadores 16 y 17 y emplearlos en paralelo con los diodos 45, 46 o en lugar de los diodos 45, 46. La elección de la configuración más favorable puede dejarse a la persona experta en la materia.

La ventaja de esta realización es la reducción de costes y tamaño por eliminarse seis elementos conmutadores 37, 38, 16, 17, 19a, 19b, dos diodos 21a, 21b y una inductancia 15. Que los elementos conmutadores 10, 11 ahora tienen que funcionar a lo largo del doble del intervalo de tensión V_dc+ a V_dc-y que la inductancia 14 es cargada por CA también en funcionamiento normal (sin recuperación de energía) son desventajas que pueden aceptarse. Ambas tienen como resultado desventajas en lo que se refiere a costes, tamaño o eficiencia pero que son más que compensadas por las ventajas mencionadas, dependiendo de la aplicación particular. Para las frecuencias de funcionamiento máximas esta variante es menos adecuada, porque la inductancia 14 no puede cargarse de antemano, a menos, tal como se mencionó, que se conserven los elementos conmutadores 16,

17.

En las FIG. 7 a 9 y las FIGs. 11 a 14 se citan los MOFSET e IGBT como los elementos conmutadores 10 a 38. Esta no es una elección obligatoria y puede ser alterada por alguien experto en la materia de acuerdo con los requisitos específicos.

Para la disposición de los elementos conmutadores y los diodos del inversor tal como se muestra en la FIG. 9 existen asimismo alternativas. Así, por ejemplo, el elemento conmutador 29 con el elemento conmutador 30 en la dirección opuesta pueden ser conectados en serie, con los diodos 28 y 31 paralelos a los mismos en la dirección opuesta correspondiente. Aquí también, depende de alguien experto en la materia aplicar la variante más favorable en conjunto para el requisito de cada caso.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 15, se ilustra una realización alternativa del módulo generador tal como se muestra en la FIG. 10 como un módulo de potencia para cuatro servomotores de CC 39, 40, 41, 42 de una máquina herramienta. Como en las salidas X+, Y+. Z+. C+ puede generarse cualquier forma de impulso de cualquier polaridad (y, por lo tanto, también CC), y se dispone rápidamente de información a través de los sensores (SENS), el módulo generador también es adecuado para accionamientos muy dinámicos. Los motores también pueden ser cortocircuitados a través del circuito inversor tal como se muestra en la FIG. 9 en cualquier polaridad a través de los elementos conmutadores 29, 34 ó 30, 36 sin repercusiones para el circuito de carga y descarga. Dependiendo del tipo de motores en cuestión, puede ser necesario insertar condensadores de filtro (no mostrados) en paralelo con los devanados del motor.

Las señales de cualquier sensor de posición provisto pueden ser suministradas directamente al controlador (FPGA). Puede resultar ser ventajoso diseñar el módulo sólo para un motor al formar un montaje con el mismo para eliminar así un sistema de cables complicado; como ventaja adicional, la refrigeración por fluido del módulo también puede usarse directamente para refrigerar el motor. Para accionamientos menores que totalizan menos de aproximadamente 50 W, el suministro de energía puede hacerse directamente por el enlace digital al eliminar el terminal de CC (V_dc+, V_dc-).

Haciendo referencia ahora a la FIG. 16, se ilustra otra realización de un módulo generador tal como se muestra en la FIG. 10 como un módulo de potencia para un motor de CA 43 y un freno electromagnético 44 en el que tres canales U, V, W y N forman un sistema trifásico de frecuencia y tensión opcionales. El motor de CA 43 puede ser un motor de inducción o un motor síncrono. La forma de onda de las corrientes del motor en esta disposición puede ser sinusoidal o trapezoidal, sintetizándose la correspondiente de las semiondas sinusoidales de frecuencias más altas.

Las aplicaciones de las realizaciones tal como se mencionaron anteriormente se extienden desde accionamientos de ejes con motores síncronos sin escobillas a través de husillos de alta frecuencia para mecanizado y similares, hasta accionamientos de bombas con motores de inducción de frecuencia de red plana. La aplicación preferida ha de apreciarse en el alto rango dinámico y el intervalo de alta velocidad al permitir así, por ejemplo, que también las bombas, por ejemplo, que funcionan a altas velocidades, sean construidas mucho más pequeñas y ligeras.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 17, se ilustra una realización del nodo 5, tal como se usa en el sistema de electroerosión como el mostrado en la FIG. 1, que está adaptado, por ejemplo, para comunicación con un control numérico externo (CNC). El nodo 5 en esta realización también forma una entidad de monitorización y gestión de red para conectar los diversos módulos del sistema de electroerosión por penetración que están enlazados en forma de una red de área local (LAN). De este modo, en esta realización de ejemplo el nodo 5 puede combinar, según se requiera, las funciones de un concentrador habitual, un concentrador inteligente, un conmutador o un enrutador y las de una entidad de gestión de red, es decir, dependiendo de la aplicación y el módulo. Sin embargo, en otras realizaciones el nodo 5 simplemente puede actuar como un concentrador, un concentrador inteligente, un conmutador o un enrutador de la red de datos del sistema de electroerosión.

En la realización mostrada, la red del sistema de electroerosión está configurada como una estrella. Además, todas las funciones de comunicación, control, diagnóstico y seguridad de al menos uno de los módulos están concentradas en el nodo central 5. El nodo 5 recibe, por ejemplo, un paquete de datos que contiene información de control o diagnóstico procedente de uno de los módulos del sistema en uno de los múltiples puertos, que luego es procesado en el nodo 5, cuando sea necesario, y luego enviado por otro puerto al módulo que requiere la información. Para comunicarse con los otros módulos del sistema el nodo 5, como se muestra en la FIG. 17, presenta una pluralidad de puertos que corresponden al estándar de comunicación usado en cada caso. En la FIG. 17 los puertos están designados “Ethernet” y “ENLACE”. En esta realización los puertos de ENLACE forman las interfaces a los módulos conectados del sistema. De acuerdo con esta realización, está provisto un puerto Ethernet dedicado para comunicar con el control numérico (CNC) en la sección de electrónica 2, por ejemplo, de acuerdo con el estándar IEEE 802.3 de una red Ethernet. Ha de observarse, sin embargo, que el ancho de banda para comunicación de este enlace también es adecuado para controlar el sistema completo, particularmente también los accionamientos de ejes del sistema de electroerosión.

De acuerdo con otra realización, está provista una unidad de comunicación en el nodo 5 en forma de un circuito integrado del tipo ENC28J60 de MICROCHIP TECHNOLOGY INC., que satisface el estándar IEEE 802.3, y es capaz de comunicarse con una velocidad de transferencia de datos de 10 Mb/s. Este circuito integrado tiene la ventaja de que es fácil de combinar con un microprocesador

o un circuito lógico configurable digitalmente.

Los puertos de ENLACE del nodo 5 están provistos para enlaces de datos estandarizados bidireccionales (ENLACE) a los diversos módulos del sistema, un número adecuado de los cuales están provistos preferentemente para permitir ampliaciones u opciones futuras. El estándar de los enlaces de datos está basado, por ejemplo, en el IEEE 802.3af (alimentación por Ethernet) estandarizado de manera que a través de estos enlaces también puede transmitirse una potencia restringida (menor que aproximadamente 50 W) para alimentar el suministro de energía de los módulos conectados, si se requiere. Esta potencia es suficiente para alimentar, por ejemplo, los controladores (FPGA), los circuitos de mando para los elementos conmutadores así como los sensores y otras cargas menores con la ventaja de que puede ejecutarse una rutina de diagnóstico sobre el sistema completo cuando está inactivo. De este modo, aun cuando algunos canales no funcionen, los canales de comunicación restantes permanecen intactos.

De acuerdo con una realización, los puertos de ENLACE son alimentados, por ejemplo, por un suministro de energía de CC de 48 VCC dispuesto en el nodo 5. En el nodo 5 está provisto un circuito de detección de tipo de enchufar y listo para detectar automáticamente la presencia de un módulo y luego encenderse según se define, así como para ocuparse de cualquier problema como bajadas de tensión o cortocircuitos.

En otra realización más cada módulo del sistema de electroerosión está adaptado para que sea configurable en lo que respecta a su condición y sus funciones y comprende un controlador programable (FPGA).

La configuración o modificación de la condición del módulo se hace de la siguiente manera: el controlador (FPGA) del módulo comprende preferentemente un intervalo fijo, por ejemplo, almacenado fijamente, y un intervalo variable para llevar la configuración del módulo y sus funciones. Basándose en las instrucciones de almacenamiento fijas el módulo puede establecer un primer enlace de comunicación bidireccional con el nodo 5. Después de que el módulo ha sido encendido puede ser configurado variablemente, en donde el módulo primer envía un mensaje de identificación al nodo 5 por la red de datos 6. Este mensaje de identificación puede contener toda la información, como propiedades de la configuración, función deseada, datos de funcionamiento, datos de versión y fabricación, para seleccionar la configuración correcta para enviar al módulo. Como alternativa, los módulos pueden, por supuesto, ser programados con una configuración fija a lo largo de todo el intervalo a costa, sin embargo, de su flexibilidad.

En otra realización más, cada puerto de ENLACE del nodo 5 está adaptado para que sea configurable y conmutable. Preferentemente, las funciones específicas de los puertos configurables son asignadas a un puerto de ENLACE específico de los puertos de ENLACE después de que haya sido identificado el módulo conectado. Este procedimiento que funciona como el de enchufar y listo tiene la ventaja de que los enlaces averiados son excluidos en el nodo por el operador. Gracias a este procedimiento cualquier puerto defectuoso puede ser eludido simplemente volviendo a enchufar un puerto libre para permitir el funcionamiento continuado de la máquina hasta su siguiente programa de reparación.

En la FIG. 17, el suministro de energía de CC de 48 VCC del nodo 5 está conectado al extremo primario por los terminales V_dc+, 0 V, V_dc-al módulo de CC (CC en la FIG. 1). Para el suministro de energía interno del nodo 5 de, por ejemplo, 3,3 VCC, 2,5 VCC y 1,8 VCC están provistos reguladores de tensión (48VCC/LVCC). En esta realización, un circuito lógico programable (COM) coordina la transmisión y comunicación de datos entre el control numérico (CNC) y todos los demás módulos del sistema de electroerosión. El circuito lógico (COM) está conectado a todos los componentes del nodo 5 por una línea de bus representada por puntos. El circuito lógico (COM) está adaptado para tomar decisiones rápidas respecto a la comunicación entre los módulos y organiza y coordina la secuencia de control del nodo 5 en general.

Las máquinas de electroerosión y las máquinas herramientas en general requieren medios de seguridad especiales para la protección de daños del operador, la máquina y el entorno. Por esto es por lo que en otra realización está provisto un administrador de seguridad (SEGURIDAD) en el nodo 5 donde se juntan las señales relevantes para la seguridad y también están disponibles para una rutina de diagnóstico y alerta temprana. Este administrador de seguridad central es independiente de otras funciones de funcionamiento y está diseñado de acuerdo con los estándares actuales para reglas de hardware y software y trayectos de comunicación.

En la FIG. 17 está provisto un microprocesador (µP) para control de procesos para ocuparse de tareas que, aunque complejas, son menos críticas en el tiempo, como, por ejemplo, algoritmos para promediar y filtros, cálculos matemáticos y de funciones lógicas o control de sincronización de eventos secuenciales típicos.

De acuerdo con otra realización, el procedimiento de funcionamiento de una máquina de electroerosión se configura de manera que al menos uno de los datos de procesamiento y comunicación se produzca en niveles jerárquicos, por ejemplo en lo que respecta a diversos requisitos de velocidad. Por ejemplo, la jerarquía de procesamiento de datos está escalonada según una reducción de velocidad de manera que el procesamiento de datos y la comunicación de datos se producen sólo internamente en los módulos, de módulo a módulo a través del circuito lógico programado (COM), de módulo a módulo a través del circuito lógico programado (COM) y el microprocesador (µP), o entre el control numérico (CNC) a través del nodo 5 a todos los módulos.

La ventaja de esta arquitectura radica en su selección óptima de la ubicación y medios para procesamiento de datos con el objeto de eliminar los retardos en la comunicación al acelerar las decisiones o también simplemente para reducir costes.

Haciendo referencia ahora a la FIG. 18, se ilustra una nueva realización del nodo 5 que implementa consiguientemente el principio anteriormente mencionado. A diferencia del nodo 5 tal como se muestra en la FIG. 17, está provisto un interpolador autónomo adicional (IPO) para cálculo de trayecto. Por ejemplo, el control de trayecto de una máquina de electroerosión de corte por hilo para cualquier número de ejes está subdividido en dos unidades: un interpolador aproximado poco exigente con el tiempo pero de cálculo intensivo, y un interpolador fino que no tiene retardo de tiempo que está equipado con una memoria de datos y un controlador. Esta técnica desacopla la tarea puramente geométrica del cálculo de trayecto a partir de la implementación de movimiento tanto en el tiempo como en el espacio. Esta solución se detalla en la patente U.S. 4.903.213 (BÜHLER y col.) incorporándose el contenido de la misma en este documento por referencia y que ha de considerarse como parte de la exposición. Está usándose todavía más a menudo para control de trayecto crítico en el tiempo y complejo, porque en primer lugar es muy rápida y en segundo lugar sumamente económica.

De acuerdo con una realización, un ordenador personal corriente (PC) es empleado normalmente como el interpolador aproximado situado en o alejado de la máquina y que comunica los datos del trayecto comprimidos y las órdenes a la memoria del interpolador fino (IPO) a través de alguno de la abundancia de diferentes medios como Internet, redes de área local o también tarjetas de memoria. Esto hace así posible que una compañía activa internacionalmente diseñe componentes en su sede y envíe los datos de mecanizado acondicionados a las máquinas distribuidas alrededor de los diversos continentes.

El interpolador fino, como se describe en la máquina de la patente U.S. 4.903.213, comprende en el caso normal un circuito lógico configurable digital del mismo o similar tipo que el ya provisto para el controlador (FPGA en la FIG. 10) en el módulo generador.

En otra realización se usan preferentemente circuitos lógicos que ya incluyen bloques de memoria para un aumento adicional de la velocidad de interpolación.

Las realizaciones para máquinas herramientas según la invención ya no requieren consolas de operador, en lugar de las cuales se emplean simples dispositivos manuales de operador equipados sólo con los elementos que son absolutamente necesarios para ajustar, hacer funcionar y resolver sencillamente los problemas de la máquina. Tales dispositivos manuales de operador son, por supuesto, significativamente más baratos que las consolas de operador convencionales. El dispositivo manual de operador puede ser enlazado como un módulo a un puerto del nodo 5 desde el que se le suministra energía. Esto es especialmente ventajoso para producción de células que comprenden una pluralidad de tales máquinas, de las cuales todas ellas pueden ser programadas y monitorizadas mediante un único ordenador personal sencillo o a través de una red local.

Ha de entenderse que la aplicación de la invención no está limitada a los detalles de construcción y la disposición de los componentes expuestos en la anterior descripción de las realizaciones

o ilustrados en los dibujos. La invención es capaz de incluir otras realizaciones o de llevarse a cabo para máquinas herramientas similares que tengan la misma función. Además, ha de entenderse que la fraseología y la terminología empleadas en este documento son para el propósito de descripción y no deberían considerarse limitadoras.

Todas las publicaciones y sistemas existentes mencionados en esta memoria descriptiva se incorporan por referencia en este documento.

Aunque en este documento se han descrito ciertos dispositivos y productos construidos de acuerdo con las enseñanzas de la invención, el ámbito de cobertura de esta patente no está limitado a ellos. Por el contrario, esta patente abarca todas las realizaciones de las enseñanzas de la invención que entran dentro del ámbito de las reivindicaciones adjuntas, ya sea literalmente o bajo la doctrina de equivalentes.

Por consiguiente, la protección buscada se define en las reivindicaciones siguientes.

Claims (22)

1. REIVINDICACIONES

   1. Un procedimiento de funcionamiento de una máquina de electroerosión (4) para mecanizar una pieza de trabajo, en el que:

   al menos una de las funciones de controlar, monitorizar y llevar a cabo el mecanizado de

   la pieza de trabajo se realiza mediante una pluralidad de módulos de hardware configurables

   (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL),

   dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están dispuestos en la máquina (4),

   dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están enlazados por enlaces de

   datos (6) de una red de datos a un nodo (5) de la red de datos para al menos una de las fun

   ciones de enviar datos a dicho nodo (5) y recibir datos desde dicho nodo (5), y

   al menos uno de dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) es transformable de un módulo generador de máquina de electroerosión (GEN) a un módulo de acciona-miento de motor (ACCIONAMIENTO) mediante una instrucción de configuración de software comunicada a dicho al menos un módulo (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) desde dicho nodo (5).

2. 2.

   Un sistema de mecanizado por electroerosión, que comprende una máquina (4) para mecanizar una pieza de trabajo y una pluralidad de módulos de hardware configurables (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL), en el que al menos una de las funciones de controlar, monitorizar y llevar a cabo el mecanizado de la pieza de trabajo se realiza mediante dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL), en el que dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están dispuestos en la máquina (4), dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) están enlazados por enlaces de datos (6) de una red de datos a un nodo (5) de la red de datos para al menos una de las funciones de enviar datos a dicho nodo (5) y recibir datos desde dicho nodo (5), y al menos uno de dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) es transformable de un módulo generador de máquina de electroerosión (GEN) en un módulo de accionamiento de motor (ACCIONAMIENTO) mediante una instrucción de configuración de software comunicada a dicho al menos un módulo (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) desde dicho nodo (5).

3. 3.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según la reivindicación 2 en el que dichos enlaces de datos forman una red en estrella en relación con dicho nodo (5).

4. 4.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según la reivindicación 2 ó 3 en el que dicho nodo (5) comprende una pluralidad de puertos configurables (ENLACE).

5. 5.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-4 en el que dicho nodo (5) comprende una fuente para suministrar energía a al menos uno de dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) a través de dichos enlaces de datos (6).

6. 6.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-5 en el que dicho nodo (5) provee una pluralidad de puertos estandarizados (ENLACE, Ethernet) para una red de área local.

7. 7.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-6 en el que dichos módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) comprenden además un módulo de control de máquina, un módulo de CC (CC) y un módulo de suministro de energía (CA).

8. 8.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-7 en el que dicho módulo de accionamiento (ACCIONAMIENTO) está dispuesto en las inmediaciones de un motor de eje.

9. 9.

   El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-8 en el que al menos uno de dicho módulo generador y un módulo para monitorizar un entrehierro está dispuesto en las inmediaciones de un espacio de trabajo formado entre un electrodo de mecanizado y la pieza de trabajo en el sistema de mecanizado por electroerosión.

10. 10.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 7-9 en el que el exceso de energía de al menos uno de dichos módulos es almacenado en uno o más condensadores conectados a dicho módulo de CC (CC) y se hace uso de dicha energía almacenada en el propio módulo.

11. 11.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-10 en el que dicho al menos un módulo transformable (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) comprende un controlador configurable que recibe a través de dicho nodo (5) y los datos de configuración de enlaces de datos por medio de los cuales dicho módulo puede ser configurado para implementar dicha función predeterminada.

12. 12.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según la reivindicación 11 en el que dicho controlador configurable define un intervalo para configurar dicho módulo, en el que este intervalo provee al menos la comunicación con dicho nodo (5) y un mensaje de identificación a dicho nodo (5).

13. 13.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-12 en el que dicho nodo (5) está conectado a través de al menos una interfaz estandarizada a un

    control numérico, realizando dicho control numérico al menos una de las funciones de coordinar, controlar y monitorizar dicha máquina (4) a través de dicha interfaz.

14. 14.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-13 en el que en dicho nodo (5) está provisto de un interpolador fino autónomo que comprende una memoria y un controlador, recibiendo dicho interpolador fino autónomo a través de una interfaz estandarizada desde un interpolador aproximado al menos uno de datos de geometría acondicionados y órdenes de control, almacenándolo en dicha memoria y realizando al menos una de las funciones de coordinar, controlar y monitorizar dicha máquina (4) sin retardo en respuesta a dichos datos de geometría u órdenes de control almacenados.

15. 15.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-14, que comprende además un módulo generador para generar impulsos por medio de condensadores de impulsos de descarga, comprendiendo dicho módulo generador un enlace de datos a dicho nodo (5) que también provee una entrada de tensión de alimentación, un controlador programable, una fuente de corriente bipolar, al menos un circuito de carga y descarga para al menos un condensador de impulsos que comprende un sensor, y uno o más circuitos inversores que incluyen uno o más transformadores de aislamiento.

16. 16.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según la reivindicación 15 en el que dicho controlador programable está diseñado de manera que comprende un área de configuración cableada a través de la cual se determina la comunicación con dicho nodo (5) y un mensaje de identificación a dicho nodo (5).

17. 17.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 15-16 en el que dicho controlador programable está diseñado de manera que comprende un área de configuración variable a través de la cual se definen y/o coordinan funciones programadas de dicho módulo.

18. 18.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 15-17 en el que dicho controlador programable está diseñado de manera que después de la configuración de dicho nodo (5) recibe a través de dicho enlace de datos al menos uno de órdenes de control, datos de configuración, valores de referencia y señales de sincronización para controlar dicho módulo generador durante el funcionamiento del mecanizado por electroerosión.

19. 19.

    El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 15-18 en el que dicho controlador programable está diseñado de manera que después de la configuración de dicho nodo (5) envía a través de dicho enlace de datos y dicho nodo (5) al menos

    uno de valores de medición, datos de funcionamiento, señales de sincronización, alarmas e información de resolución de problemas para advertir, y/o para informar y/o para coordinar y/o para controlar otros módulos (ACCIONAMIENTO; GEN; CONTROL) y/o dicho control numérico durante el funcionamiento.

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20. 20. El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 15-19 en el que dicho módulo generador está equipado con refrigeración por fluido.
21. 21. El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 15-20 10 en el que dicho módulo generador está protegido del entorno por una carcasa.
22. 22. El sistema de mecanizado por electroerosión según cualquiera de las reivindicaciones 2-21 en el que al menos uno de dichos módulos es configurable para funcionar como generador de una máquina de electroerosión por penetración o un generador de una máquina de electroe

    15 rosión de corte por hilo.