2.1.- Partes de una máquina

2.1.1.- Bancada
2.1.2.- El cabezal
2.1.3.- La mesa de trabajo
2.1.4.- Unidad de filtrado

2.2.- El servomecanismo
2.3.- El generador

2.3.1.- Generadores de relajación
2.3.2.- Generadores de impulsos transistorizados

2.3.2.1.- Generador ONAPULS
2.3.2.2.- Otros tipos de generadores

2.1.- Partes de una máquina de Electroerosión por Penetración

    Consta de los elementos siguientes (Fig. 2.1):

• Bancada o armazón que sirve de base para el resto de elementos
• Cabezal, fijado a la columna del armazón.
• Mesa de trabajo, sobre la que se dispone la cuba del dieléctrico.
• Unidad de filtrado, enfriamiento y circulación del dieléctrico.
• Generador de impulsos (generalmente en un armario aparte).

Fig. 2.1  Máquina ONA - A 118

2.1.1.- Bancada o armazón

   Constituye el esqueleto de la maquina, debe servir de base de sujección del cabezal y la mesa de trabajo con la cuba del dieléctrico, facilitando la maniobrabilidad entre las partes,. Suele adoptar la forma de cuello de cisne. El generador va introducido en un armario aparte sobre la bancada.

2.1.2.- Cabezal

    Elemento esencial para el mecanizado automático. Dispone de mecanismos para su rápida ubicación a diferentes alturas, elementos de medición de la profundidad de trabajo y la velocidad de penetración, y un servomecanismo que actúa sobre el pistón portaelectrodos, con una precisión de micras en toda su carrera.  

2.1.3.- Mesa de trabajo

    Es una mesa de coordenadas con precisión de centésimas y diferentes carreras (350 mm). Sobre la mesa se ubica la cuba de líquido dieléctrico donde se efectúa el mecanizado, que debe tener una altura suficiente para que el nivel del mismo esté 100 mm por encima de la superficie de trabajo. En la cuba existe un dispositivo automático para parar el proceso si el líquido desciende de una altura dada.  

2.1.4.- Unidad de filtrado

    Su tamaño varía en función de la potencia del generador. El tanque tiene de 2 a 3 veces el volumen de la cuba. Dispone de una bomba que eleva el líquido en la cuba hasta la zona de trabajo y un equipo de filtrado que permite limpiar el dieléctrico de las partículas procedentes de la erosión.

2.2.- El Servomecanismo

    El servomecanismo asegura un GAP constante. Debe tener gran rapidez de respuesta y precisión para acercar el electrodo conforme se desgastan pieza y electrodo y para separarlos en caso de que contacten provocando cortocircuitos. El movimiento automático se realiza gracias a la relación directa que existe entre la distancia de separación y la tensión media entre electrodos, usando la desviación de esta tensión como señal de error para el control.

2.3.- El Generador

    Proporciona la tensión necesaria para el cebado de la descarga eléctrica y su mantenimiento, esta tensión depende de la pareja de materiales electrodo-pieza y no de la corriente de descarga. También limita la corriente entre descargas, e impone la duración de la descarga y la frecuencia de sucesión de las mismas. Se pueden dividir en 2 grandes grupos:

2.3.1.- Generadores de relajación

    Fueron los primeros que surgieron (Fig. 2.2).

• Ventajas: Robustez, sencillez, amplio rango de energías de descarga.
• Inconvenientes: Elevado desgaste de los electrodos, interdependencia de parámetros (intensidad, duración y energía de descarga), limitación en la selección del material de los electrodos, limitación en la velocidad de arranque (a partir de una intensidad dada desaparece el efecto de relajación, ya que las descargas no se desionizan apareciendo un arco continuo).

• Uso: Superacabados y micromecanizados dadas las bajas energías y las elevadas frecuencias que pueden alcanzar.

Fig. 2.2  Generador de relajación RCL

2.3.2.- Generadores de impulsos transistorizados

    Son los más habituales, a partir de 1959. Entre sus ventajas está que toman corriente trifásica a 220 ó 380 V y su salida es un tren de impulsos rectangulares con variables independientes (t_i, t_o, i_f) que se aplica directamente al electrodo.

Fig. 2.3  Tren de impulsos normales

    La figura (Fig. 2.3) muestra un impulso de tensión y otro de intensidad en un proceso normal. Entre los electrodos se establece la tensión de vacío U₀. Pasa un cierto tiempo hasta que se produce la descarga, llamado tiempo de encendido o de retraso de descarga t_d (0.5 a 2 µs). Cuando se produce la descarga, la tensión baja mucho, hasta el valor de tensión de descarga U_f. Se crea entonces el impulso de intensidad, que es de forma rectangular, de duración t_f (tiempo de descarga) y valor i_f (intensidad de impulso, intensidad que circula por el GAP durante un impulso). I_fm es la intensidad media que circula por el GAP durante el mecanizado y es la que se mide en el amperímetro.

    Otros parámetros de interés son el tiempo de impulso t_i, el tiempo de pausa t_o, el periodo o tiempo entre impulsos t_p, la frecuencia de impulso f_p (nº de impulsos por segundo), y la relación de impulso t = t_i/t_p * 100. Se cumplen las siguientes relaciones: t_p = t_i + t_o , t_i = t_d + t_f

2.3.2.1.- Generador ONAPULS

    Es un generador transistorizado con alta tensión de encendido y con frecuencia de descarga constante.

    Si el tiempo de retraso en el encendido t_d fuese grande, disminuiría el tiempo de descarga t_f, disminuyendo así la energía de descarga y la capacidad de arranque de material. Por tanto, t_d debe ser lo más pequeño posible.

    La tensión de vacío puede establecerse con dos circuitos para poder elegir. Para el generador ONAPULS son de 150 y 60 V, respectivamente. La tensión de descarga es constante y depende de la pareja de materiales electrodo-pieza. Por ejemplo, para cobre-acero, Uf = 26 a 28 V. Se puede establecer dos zonas en el impulso de tensión. Una de impulso normal (entre 26 y 28 V) y otra límite de arcos voltaicos (por debajo de 18 V). El generador debe rechazar impulsos por debajo de este límite.

2.3.2.2.- Otros tipos de generadores

    Otros tipos de generadores de impulsos transistorizados se pueden dividir en:

1. Generadores isoenergéticos

    Obtienen impulsos de energía constante (t_f cte) tras el total encendido de la descarga, por lo que su característica principal es la Rugosidad constante. Su inconveniente es que no importa el tiempo en lograr las descargas de igual energía, por lo que las pausas entre cada dos impulsos pueden ser muy grandes y la frecuencia disminuye, lo que implica desgastes superiores de electrodo y disminución de la capacidad de arranque (Fig. 2.4).

Fig. 2.4  Impulsos en un generador isoenergético

2. Generadores isofrecuenciales

    Mantienen constante la frecuencia de chispeo (t_p , t_i ctes).

b1.- De baja tensión de encendido: Todo retraso en el encendido (no cte) supone pérdida de energía en algunos impulsos, por lo que la rugosidad no será constante (Fig. 2.5).

Fig. 2.5  Impulsos en un generador isofrecuencial de baja tensión de encendido

b2.- De alta tensión de encendido: Se aproxima al trabajo isoenergético ya que se puede considerar t_f = t_i cte. Además, dada la alta tensión de encendido (Uo) el GAP es mayor lo que facilita la evacuación de las partículas erosionadas (viruta) (Fig. 2.6).

Fig. 2.6 Impulsos en un generador isofrecuencial de alta tensión de encendido

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