ITBO20070331A1

ITBO20070331A1 - EQUIPMENT AND METHOD FOR THE CONTROL OF MECHANICAL PIECES FORM

Info

Publication number: ITBO20070331A1
Authority: IT
Inventors: Antonio Ghielmi
Original assignee: Marposs Spa
Priority date: 2007-05-07
Filing date: 2007-05-07
Publication date: 2008-11-08

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo: Description of the industrial invention entitled:

«Apparecchiatura e metodo per il controllo di forma di pezzi meccanici», "Apparatus and method for checking the shape of mechanical parts",

TESTO DELLA DESCRIZIONE TEXT OF THE DESCRIPTION

La presente invenzione riguarda un'apparecchiatura per controlli di forma di un pezzo meccanico, con una struttura di supporto e riferimento per il pezzo meccanico che definisce un asse longitudinale di riferimento, un dispositivo di misura mobile su un piano di misura perpendicolare a tale asse longitudinale di riferimento, atto a cooperare con punti di una superficie del pezzo meccanico e fornire segnali indicativi della posizione dei punti, un sistema di posizionamento angolare, atto a consentire di disporre il pezzo meccanico e il dispositivo di misura in corrispondenza di diverse posizioni angolari mutue intorno all'asse longitudinale di riferimento, e dispositivi di elaborazione, connessi al dispositivo di misura. The present invention relates to an apparatus for checking the shape of a mechanical piece, with a support and reference structure for the mechanical piece that defines a longitudinal axis of reference, a measuring device movable on a measuring plane perpendicular to said longitudinal axis reference, adapted to cooperate with points of a surface of the mechanical piece and provide signals indicative of the position of the points, an angular positioning system, adapted to allow the mechanical piece and the measuring device to be arranged in correspondence with different mutual angular positions around to the longitudinal axis of reference, and processing devices, connected to the measuring device.

L'invenzione riguarda anche un metodo per il controllo del profilo di un pezzo meccanico con un'apparecchiatura comprendente una struttura di supporto e riferimento per il pezzo meccanico e un dispositivo di misura. The invention also relates to a method for checking the profile of a mechanical piece with an apparatus comprising a support and reference structure for the mechanical piece and a measuring device.

L'apparecchiatura e il metodo secondo l'invenzione risultano particolarmente adatti a controlli di pezzi asimmetrici con superfici curvilinee quali palette di turbine a gas o a vapore tipiche di motori aeronautici e di generatori di potenza. The apparatus and method according to the invention are particularly suitable for checking asymmetrical pieces with curvilinear surfaces such as the blades of gas or steam turbines typical of aircraft engines and power generators.

Tipicamente questi controlli vengono eseguiti o con macchine di misura a coordinate (CMMs) ovvero con banchi di misura dedicati multitastatore (questi ultimi vengono generalmente chiamati "guillotine gauges" ovvero "rise & fall" o ancora "open and shut"). Typically these checks are performed either with coordinate measuring machines (CMMs) or with dedicated multi-touch measuring benches (the latter are generally called "guillotine gauges" or "rise & fall" or "open and shut").

Le CMMs hanno il vantaggio della flessibilità, ma richiedono tempi di ciclo non sempre accettabili, e personale qualificato per il loro uso, rendendone generalmente impossibile l'impiego sotto il controllo degli operatori di linea. CMMs have the advantage of flexibility, but require cycle times that are not always acceptable, and qualified personnel for their use, making it generally impossible to use them under the control of line operators.

I banchi multitastatore dedicati sono al contrario molto veloci e di uso semplice, ma implicano flessibilità limitata o nulla ed elevati costi di acquisto, avendo generalmente sostanziali componenti del banco capaci di controllare un solo tipo di pezzo. On the contrary, dedicated multi-touch benches are very fast and easy to use, but imply limited or no flexibility and high purchase costs, as they generally have substantial bench components capable of controlling only one type of piece.

Altre soluzioni manuali flessibili viste in uso risentono in genere della cura adoperata dall'operatore, e non sono sufficientemente universali, con problemi di precisione più sentiti attorno ai bordi d'attacco e di uscita del profilo alare. Other flexible manual solutions seen in use are generally affected by the care taken by the operator, and are not sufficiently universal, with problems of precision more felt around the leading and trailing edges of the airfoil.

Sono presenti sul mercato anche apparecchi con sensori optoelettronici che però non garantiscono sufficiente flessibilità d'uso e affidabilità metrologica, oltre a risultare costosi, ad esempio per la necessità di impiegare più teste di misura per poter accedere a diverse parti della superficie del pezzo. There are also devices with optoelectronic sensors on the market which, however, do not guarantee sufficient flexibility of use and metrological reliability, as well as being expensive, for example due to the need to use several measuring heads in order to access different parts of the surface of the piece.

Scopo della presente invenzione è ottenere un'apparecchiatura per controlli di forma e/o dimensioni di pezzi meccanici che superi gli svantaggi delle apparecchiature note. The object of the present invention is to obtain an apparatus for checking the shape and / or dimensions of mechanical parts which overcomes the disadvantages of the known apparatuses.

Ulteriore scopo è quello di realizzare un metodo di controllo del profilo di un pezzo meccanico che risulti semplice e particolarmente affidabile dal punto di vista metrologico. A further object is to provide a method of checking the profile of a mechanical piece which is simple and particularly reliable from a metrological point of view.

Questo e altri scopi sono raggiunti da un'apparecchiatura e da un metodo di controllo secondo la rivendicazione 1 e la rivendicazione 6, rispettivamente. This and other objects are achieved by an apparatus and a control method according to claim 1 and claim 6, respectively.

L'apparecchiatura ed il metodo di controllo secondo l'invenzione consentono di effettuare in modo semplice e affidabile - anche da parte degli operatori di linea - il controllo dell'intero profilo del pezzo, in corrispondenza di una o più sezioni trasversali, ottenendo in modo rapido risultati metrologici paragonabili a quelli ottenibili con una ben più costosa, pesante e complessa macchina di misura a coordinate. The apparatus and the control method according to the invention allow to carry out in a simple and reliable way - also by line operators - the control of the entire profile of the piece, in correspondence with one or more cross sections, thus obtaining rapid metrological results comparable to those obtainable with a much more expensive, heavier and complex coordinate measuring machine.

Una realizzazione preferita dell'apparecchiatura secondo l'invenzione comprende un gruppo di misura con una testa ottica a triangolazione montata su slitte che ne consentono il movimento lungo due direzioni perpendicolari sul piano di misura. A preferred embodiment of the apparatus according to the invention comprises a measuring unit with a triangulation optical head mounted on slides which allow its movement along two directions perpendicular to the measuring plane.

L'invenzione verrà ora descritta con riferimento agli allegati disegni, forniti a solo scopo illustrativo e non limitativo, in cui: The invention will now be described with reference to the attached drawings, provided for illustrative and non-limiting purposes only, in which:

la figura 1 è una vista laterale schematica di una prima realizzazione di un'apparecchiatura per il controllo di forma secondo l'invenzione, Figure 1 is a schematic side view of a first embodiment of an apparatus for shape control according to the invention,

la figura 2 è una vista schematica dall'alto dell'apparecchiatura di figura 1; Figure 2 is a schematic top view of the apparatus of Figure 1;

le figure 3a e 3b sono schematiche illustrazioni di una sezione del pezzo da controllare e del dispositivo di misura dell'apparecchiatura di figura 1 in due diversi momenti del controllo del profilo del pezzo; Figures 3a and 3b are schematic illustrations of a section of the piece to be checked and of the measuring device of the apparatus of Figure 1 in two different moments of checking the profile of the piece;

la figura 4 è un diagramma a blocchi logici con i passi di un metodo secondo l'invenzione; e Figure 4 is a logic block diagram with the steps of a method according to the invention; And

la figura 5 è una vista laterale schematica di un'apparecchiatura secondo una diversa realizzazione dell'invenzione, che consente controlli aggiuntivi. Figure 5 is a schematic side view of an apparatus according to a different embodiment of the invention, which allows additional controls.

L'apparecchiatura di controllo mostrata in maniera estremamente schematica nelle figure 1 e 2 comprende una struttura di supporto e riferimento 1 con una parte fissa 2, una tavola rotante 3 di alta precisione che definisce un asse di longitudinale di riferimento R e reca elementi di posizionamento e fissaggio 5, schematizzati nelle figure con un rettangolo tratteggiato, cui un pezzo meccanico da controllare 4, in particolare una paletta per turbina, è connessa e riferita. The control apparatus shown extremely schematically in Figures 1 and 2 comprises a support and reference structure 1 with a fixed part 2, a high precision rotary table 3 which defines a reference longitudinal axis R and bears positioning elements and fixing 5, schematized in the figures with a dashed rectangle, to which a mechanical piece 4 to be checked, in particular a turbine blade, is connected and referred.

Un dispositivo di misura 7 con una sonda optoelettronica del tipo a triangolazione è connesso alla parte fissa 2 mediante un sistema di slitte di precisione. In particolare, una prima slitta 10 è connessa alla parte fissa 2, mobile lungo un asse Z parallelo all'asse di riferimento R, e reca una seconda slitta 12 mobile lungo un asse Y (figura 2) perpendicolare a Z. Una terza slitta 14 è a sua volta supportata dalla seconda slitta 12 in modo mobile lungo un asse X e reca la sonda optoelettronica 7. A measuring device 7 with an optoelectronic probe of the triangulation type is connected to the fixed part 2 by means of a system of precision slides. In particular, a first slide 10 is connected to the fixed part 2, movable along an axis Z parallel to the reference axis R, and carries a second slide 12 movable along an axis Y (figure 2) perpendicular to Z. A third slide 14 it is in turn supported by the second slide 12 in a movable way along an X axis and carries the optoelectronic probe 7.

La seconda 12 e la terza slitta 14 consentono movimenti della sonda optoelettronica 7, in particolare del raggio luminoso emesso dalla sonda 7, su un piano di riferimento perpendicolare agli assi Z ed R, mentre la prima slitta 10 realizza lo spostamento mutuo longitudinale fra dispositivo di misura 7 e pezzo 4, per definire una sezione di controllo in corrispondenza della quale vengono effettuati rilevamenti ed elaborazioni relative al profilo del pezzo 4. The second 12 and the third slide 14 allow movements of the optoelectronic probe 7, in particular of the light beam emitted by the probe 7, on a reference plane perpendicular to the Z and R axes, while the first slide 10 carries out the mutual longitudinal movement between the measure 7 and piece 4, to define a control section in correspondence with which measurements and processing relating to the profile of piece 4 are carried out.

Il sistema di slitte comprende sensori di compensazione che, sentendo listelli calibrati di riferimento, migliorano la già elevata precisione delle slitte meccaniche. Le figure 1 e 2 mostrano, ancora una volta in modo schematico, sensori di compensazione 16 -connessi alla prima slitta 10 - e 18, connessi alla seconda slitta 12, mentre analoghi sensori possono essere previsti anche per la terza slitta 14. The slide system includes compensation sensors which, by sensing calibrated reference strips, improve the already high precision of the mechanical slides. Figures 1 and 2 show, once again in a schematic way, compensation sensors 16 - connected to the first slide 10 - and 18, connected to the second slide 12, while similar sensors can also be provided for the third slide 14.

Dispositivi di elaborazione includono un'unità di elaborazione e comando 20, connessa al dispositivo di misura 7, che riceve da tale dispositivo segnali indicativi della posizione di punti di una superficie del pezzo 4. L'unità di elaborazione e comando 20 riceve anche segnali dai sensori di compensazione 16 e 18, ed è collegata a mezzi di azionamento (motori) e rilevamento (encoder) non mostrati nelle figure per provocare spostamenti e controllare con precisione la posizione delle slitte 10, 12, e 14 e della tavola rotante 3. Queste ultime connessioni sono mostrate nelle figure 1 e 2 con linee tratteggiate. Processing devices include a processing and control unit 20, connected to the measuring device 7, which receives from said device signals indicative of the position of points on a surface of the piece 4. The processing and control unit 20 also receives signals from compensation sensors 16 and 18, and is connected to drive (motors) and detection (encoder) means not shown in the figures to cause displacements and precisely control the position of the slides 10, 12, and 14 and of the rotary table 3. These last connections are shown in Figures 1 and 2 with dashed lines.

Un metodo di controllo del profilo della paletta 4 è descritto nel seguito con riferimento alle figure 3a, 3b e 4. A method of controlling the profile of the vane 4 is described below with reference to Figures 3a, 3b and 4.

Una volta che la paletta 4 è disposta e riferita sulla tavola rotante 3 (blocco 30 di figura 4), l'unità 20 comanda lo spostamento della prima slitta 10 lungo l'asse Z (blocco 32) fino ad una posizione longitudinale mutua nella quale la sonda 7 (in particolare il raggio emesso, indicato nelle figure 3a e 3b con il riferimento 7a) si trova in corrispondenza di una sezione trasversale (piano delle figure 3a e 3b) ove si voglia rilevare il profilo della paletta 4. Once the vane 4 is arranged and referred to the rotary table 3 (block 30 of figure 4), the unit 20 controls the displacement of the first slide 10 along the Z axis (block 32) up to a mutual longitudinal position in which the probe 7 (in particular the emitted ray, indicated in Figures 3a and 3b with the reference 7a) is located in correspondence with a transverse section (plane of Figures 3a and 3b) where the profile of the blade 4 is to be detected.

Vengono poi comandate una rotazione della tavola 3 (blocco 34) fino ad una posizione angolare predefinita, corrispondente ad esempio a quella di figura 3a, ed un movimento della terza slitta 14 (blocco 36) per avvicinare la sonda 7 lungo una direzione di prossimità parallela all'asse X fino ad una opportuna distanza di scansione dalla superficie del pezzo 4 per effettuare il controllo. Then a rotation of the table 3 (block 34) is commanded up to a predefined angular position, corresponding for example to that of figure 3a, and a movement of the third slide 14 (block 36) to bring the probe 7 closer along a parallel proximity direction. to the X axis up to a suitable scanning distance from the surface of the piece 4 to carry out the check.

Viene quindi effettuata una scansione di una prima porzione della superficie del pezzo 4 (blocchi da 38 a 46). In particolare, l'unità 20 comanda uno spostamento della seconda slitta 12 lungo una direzione di scansione parallela all'asse Y, scansione limitata ad un tratto SI fra una posizione iniziale Pii e una posizione finale Plf. Nel corso di questo spostamento la sonda 7 trasla e fornisce segnali in base ai quali l'unità 20 acquisisce e memorizza una prima sequenza di valori vi relativi a punti della superficie della paletta 4. Le posizioni iniziali e finali Pii e Plf sono definite in base alla curvatura superficiale della paletta 4, sostanzialmente in corrispondenza di un angolo di inclinazione a della tangente a tale superficie rispetto alla direzione di scansione (asse Y) che rappresenta un limite per il corretto rilevamento da parte della sonda 7. Le posizioni iniziali e finali Pii e Plf possono essere definite preventivamente ed acquisite dall'unità 20 in base al profilo teorico noto nel pezzo 4, ovvero rilevate dinamicamente nel corso nella scansione, con una procedura di autoapprendimento qui non illustrata nel dettaglio. Nel corso della scansione nel tratto SI, l'unità 20 verifica anche che la distanza di scansione lungo l'asse X fra la sonda 7 e la superficie del pezzo 4 sia corretta, ovvero che la sonda 7 sia sufficientemente vicina alla superficie da controllare ma non troppo, per garantire una corretto rilevamento ed evitare collisioni. In particolare viene controllata l'intensità del segnale proveniente dalla sonda 7, intensità che dipende dalle dimensioni del raggio luminoso riflesso e ricevuto, e, al variare in modo significativo di tale intensità rispetto a valori prefissati, vengono provocati spostamenti della terza slitta 14 per avvicinare/allontanare lungo l'asse X la sonda 7 al/dal pezzo 4. A first portion of the surface of the piece 4 is then scanned (blocks 38 to 46). In particular, the unit 20 controls a movement of the second slide 12 along a scanning direction parallel to the Y axis, scanning limited to a stretch SI between an initial position Pii and a final position P1. During this movement, the probe 7 translates and supplies signals on the basis of which the unit 20 acquires and stores a first sequence of values vi relating to points on the surface of the pallet 4. The initial and final positions Pii and Plf are defined on the basis to the surface curvature of the blade 4, substantially in correspondence with an inclination angle a of the tangent to this surface with respect to the scanning direction (Y axis) which represents a limit for correct detection by the probe 7. The initial and final positions Pii and Plf can be defined in advance and acquired by the unit 20 on the basis of the theoretical profile known in the piece 4, or detected dynamically during the scan, with a self-learning procedure not illustrated here in detail. During the scanning in the SI segment, the unit 20 also checks that the scanning distance along the X axis between the probe 7 and the surface of the piece 4 is correct, i.e. that the probe 7 is sufficiently close to the surface to be checked but not too much, to ensure correct detection and avoid collisions. In particular, the intensity of the signal coming from the probe 7 is controlled, an intensity which depends on the size of the reflected and received light beam, and, when this intensity varies significantly with respect to predetermined values, displacements of the third slide 14 are caused to bring / move the probe 7 away along the X axis to / from the piece 4.

Nel diagramma di figura 4 sono schematizzate la scansione lungo l'asse Y (blocco 38) del tratto considerato, ovvero, nell'esempio di figura 3a, il tratto SI (blocco 40), la verifica dell'intensità del segnale proveniente dalla sonda 7 (blocco 42) e l'eventuale avvicinamento/allontanamento fra sonda 7 e pezzo 4 lungo l'asse X (blocco 44) e il relativo allontanamento al termine della scansione del tratto considerato (blocco 46). Dopo la scansione della prima porzione, l'unità 20 comanda una nuova rotazione della tavola 3 (blocco 34) fino alla disposizione di figura 3b, il successivo avvicinamento della sonda 7 al pezzo 4 lungo l'asse X (blocco 36) ed una scansione di una seconda porzione della superficie del pezzo 4 (blocchi da 38 a 46). In particolare, la seconda slitta 12 è spostata lungo l'asse Y in un tratto S2 fra una posizione iniziale P2i e una posizione finale P2f e nel corso di questo spostamento la sonda 7 fornisce segnali in base ai quali l'unità 20 acquisisce e memorizza una seconda sequenza di valori v2 relativi a punti della superficie della paletta 4. Le posizioni iniziali e finali P2i e P2f sono definite con gli stessi criteri illustrati in precedenza per la scansione nel tratto SI. The diagram of figure 4 schematically shows the scan along the Y axis (block 38) of the section considered, or, in the example of figure 3a, the section SI (block 40), the verification of the intensity of the signal coming from the probe 7 (block 42) and the possible approaching / moving away between probe 7 and piece 4 along the X axis (block 44) and the relative moving away at the end of the scanning of the section considered (block 46). After scanning the first portion, the unit 20 commands a new rotation of the table 3 (block 34) up to the arrangement of figure 3b, the subsequent approach of the probe 7 to the piece 4 along the X axis (block 36) and a scan of a second portion of the surface of the piece 4 (blocks 38 to 46). In particular, the second slide 12 is moved along the Y axis in a section S2 between an initial position P2i and a final position P2f and during this movement the probe 7 provides signals on the basis of which the unit 20 acquires and stores a second sequence of values v2 relative to points on the surface of the pallet 4. The initial and final positions P2i and P2f are defined with the same criteria illustrated previously for the scan in the section S1.

Analogamente, nel corso della scansione nel tratto S2, l'unità 20 verifica che la distanza lungo l'asse X fra la sonda 7 e la superficie del pezzo 4 sia nei limiti corretti (blocchi 42 e 44). Similarly, during the scanning in the section S2, the unit 20 verifies that the distance along the X axis between the probe 7 and the surface of the piece 4 is within the correct limits (blocks 42 and 44).

Dopo la scansione della seconda porzione, l'unità 20 comanda una nuova rotazione della tavola 3 (blocco 34) e la scansione, non illustrata ma negli stessi termini fin qui descritti, di una nuova porzione. I passi rappresentati dai blocchi da 34 a 46 di figura 4 vengono ripetuti n volte finché (blocco 48) la tavola 3 ritorna sostanzialmente nella posizione iniziale di figura 3a, ovvero l'intera superficie del pezzo 4 in corrispondenza della sezione considerata risulta scansionata, e corrispondenti sequenze di valori vi, v2, vn sono acquisite e memorizzate nell'unità 20. After scanning the second portion, the unit 20 commands a new rotation of the table 3 (block 34) and the scanning, not illustrated but in the same terms described up to now, of a new portion. The steps represented by the blocks 34 to 46 of Figure 4 are repeated n times until (block 48) the table 3 substantially returns to the initial position of Figure 3a, i.e. the entire surface of the piece 4 in correspondence with the section considered is scanned, and corresponding sequences of values vi, v2, vn are acquired and stored in unit 20.

Mediante elaborazioni (blocco 50) l'unità 20 "unisce" opportunamente tali serie di valori per ottenere il completo profilo della paletta 4 in corrispondenza della sezione predefinita. By means of processing (block 50) the unit 20 suitably "joins" these series of values to obtain the complete profile of the blade 4 in correspondence with the predefined section.

Se (blocco 52) è richiesto il controllo del profilo della paletta 4 in corrispondenza di altre sezioni, le operazioni sono ripetute dopo l'opportuno spostamento della prima slitta 10 lungo l'asse Z (blocco 32). Altrimenti le operazioni di controllo terminano (blocco 54). L'apparecchiatura ed il metodo secondo l'invenzione consentono pertanto di ottenere, in corrispondenza delle sezioni desiderate, il profilo alare completo del pezzo, indipendentemente dalla curvatura dello stesso, mediante una serie di semplici e veloci scansioni lineari (lungo l'asse Y) mediante un unico dispositivo di misura. If (block 52) it is required to control the profile of the pallet 4 in correspondence with other sections, the operations are repeated after the appropriate movement of the first slide 10 along the axis Z (block 32). Otherwise the control operations terminate (block 54). The apparatus and the method according to the invention therefore allow to obtain, in correspondence with the desired sections, the complete wing profile of the piece, regardless of its curvature, by means of a series of simple and fast linear scans (along the Y axis) using a single measuring device.

La possibilità di aggiustamenti automatici della posizione della sonda 7 lungo l'asse X permette di lavorare su variazioni di distanza ben superiori al campo di lavoro intrinseco della sonda 7 stessa, mantenendo la distanza di scansione nell'intorno di un valore ottimale e garantendo una buona costanza nell'estensione del punto luminoso sulla superficie del pezzo 4, aspetto quest'ultimo non trascurabile per un'analisi omogenea del pezzo. The possibility of automatic adjustments of the position of the probe 7 along the X axis allows to work on distance variations well above the intrinsic working range of the probe 7 itself, keeping the scanning distance around an optimal value and ensuring a good constancy in the extension of the light spot on the surface of the piece 4, this latter aspect which is not negligible for a homogeneous analysis of the piece.

L'elaborazione effettuata dall'unità 20 permette di ricostruire in un sistema cartesiano univoco i vari set di scansione, con best fitting dei dati in porzioni coperte da più di una scansione, per generare con grande precisione il profilo del pezzo. The processing carried out by the unit 20 allows the various scan sets to be reconstructed in a univocal Cartesian system, with best fitting of the data in portions covered by more than one scan, to generate the profile of the piece with great precision.

Una volta ottenuto il profilo del pezzo, esso viene confrontato in modo noto, generalmente attraverso ulteriori elaborazioni automatizzate, con un profilo campione o dati di riferimento per effettuare valutazioni sul pezzo controllato. Questa fase può essere effettuata in diversi modi di per sé noti ed esula dalla presente invenzione. Once the piece profile has been obtained, it is compared in a known way, generally through further automated processing, with a sample profile or reference data to carry out evaluations on the controlled piece. This step can be carried out in various ways known per se and is beyond the scope of the present invention.

L'apparecchiatura consente anche di rilevare, ove necessario, il profilo di palette in punti prefissati, per ricostruire alcune delle misure tipicamente ottenute con attrezzature dedicate a multitastatore. The apparatus also allows to detect, where necessary, the profile of the vanes in predetermined points, to reconstruct some of the measurements typically obtained with equipment dedicated to multi-feelers.

La stessa apparecchiatura consente inoltre di effettuare altri tipi di controllo, ad esempio scansioni longitudinali con movimenti lungo l'asse Z della prima slitta IO, che qui non vengono descritti. The same apparatus also allows other types of checks to be carried out, for example longitudinal scans with movements along the Z axis of the first slide 10, which are not described here.

La figura 5 mostra, sempre in modo schematico, un'apparecchiatura che consente di effettuare controlli addizionali, di dimensioni e forma, di una paletta 104. Figure 5 shows, again in a schematic way, an apparatus that allows to carry out additional checks, of size and shape, of a pallet 104.

In particolare, una struttura di supporto e riferimento 101 comprende, oltre al sistema di slitte di precisione 10, 12 e 14 che reca la sonda optoelettronica 7 come descritto sopra con riferimento alle figure 1 e 2, una tavola rotante 103 ed un ulteriore sistema di slitte di precisione, che recano due sistemi aggiuntivi di controllo. In particular, a support and reference structure 101 comprises, in addition to the system of precision slides 10, 12 and 14 which carries the optoelectronic probe 7 as described above with reference to Figures 1 and 2, a rotary table 103 and a further system of precision slides, which carry two additional control systems.

La tavola rotante 103 di alta precisione reca elementi di posizionamento e fissaggio 105 per la paletta 104 da controllare, in modo del tutto simile a quanto illustrato nelle figure 1 e 2 con riferimento alla tavola 3. Unica sostanziale differenza, la presenza di un'apertura assiale passante 106 che alloggia un sistema aggiuntivo di controllo, ad esempio un sistema senza contatto con una telecamera 77 connessa ad una parte fissa 102, che può tipicamente effettuare controlli relativi alla posizione di un foro all'estremità del pezzo 104. La paletta 104 comprende infatti cavità per il passaggio di aria di raffreddamento. Si noti che la corretta posizione del foro di estremità per l'immissione dell'aria, ed il conseguente controllo, risultano importanti soprattutto nel caso di palette che devono essere sottoposte a lavorazione dopo la fusione, al fine di evitare che successive asportazioni di materiale scoprano accidentalmente i canali di passaggio dell'aria. The high-precision rotary table 103 has positioning and fixing elements 105 for the pallet 104 to be controlled, in a manner quite similar to what is illustrated in figures 1 and 2 with reference to table 3. The only substantial difference is the presence of an opening axial through 106 which houses an additional control system, for example a contactless system with a camera 77 connected to a fixed part 102, which can typically carry out checks relating to the position of a hole at the end of the workpiece 104. The vane 104 comprises in fact cavity for the passage of cooling air. It should be noted that the correct position of the end hole for the introduction of air, and the consequent control, are especially important in the case of vanes that must be processed after melting, in order to prevent subsequent material removal from uncovering accidentally the air passage channels.

L'ulteriore sistema di slitte di precisione comprende slitte 110 e 114 mobili rispettivamente lungo gli assi Z e X, connesse fra loro e alla parte fissa 102 in modo analogo a quanto visto per le slitte 10, 12 e 14. La slitta 114 reca una testa di controllo a contatto 107, bidirezionale, ad esempio una testa che rileva e segnala il contatto con una superficie del pezzo da controllare, ovvero una testa di misura vera e propria. Grazie agli spostamenti delle slitte 114 e 110 lungo gli assi X e Z rispettivamente, e alle rotazioni della tavola 103, è possibile portare il tastatore della testa 107 a contatto con superfici del pezzo 104, in particolare con superfici trasversali presenti alle estremità della paletta 104, per rilevare mediante tale sistema aggiuntivo di controllo varie dimensioni longitudinali della paletta stessa. The further system of precision slides comprises slides 110 and 114 movable along the Z and X axes respectively, connected to each other and to the fixed part 102 in a similar way to that seen for slides 10, 12 and 14. The slide 114 has a contact control head 107, bidirectional, for example a head that detects and signals contact with a surface of the piece to be checked, that is a real measuring head. Thanks to the displacements of the slides 114 and 110 along the X and Z axes respectively, and to the rotations of the table 103, it is possible to bring the feeler of the head 107 into contact with surfaces of the piece 104, in particular with transverse surfaces present at the ends of the pallet 104 , to detect by means of this additional control system various longitudinal dimensions of the blade itself.

L'apparecchiatura della figura 5 consente pertanto di effettuare in modo semplice e rapido controlli di diverso tipo sulla paletta 104, relativi alle dimensioni ed alla forma della paletta 104 stessa. Naturalmente, un'apparecchiatura secondo l'invenzione può comprendere, oltre al sistema per il controllo di profili con la sonda 7 e il sistema di slitte 10, 12 e 14, solo uno dei due sistemi aggiuntivi di controllo mostrati in figura 5, ad esempio quello comprendente l'ulteriore sistema di slitte per effettuare i controlli dimensionali, consentendo di effettuare sostanzialmente tutte le misure tradizionalmente di pertinenza dei banchi dedicati a multitastatore. The apparatus of Figure 5 therefore allows different types of checks to be carried out in a simple and rapid manner on the pallet 104, relating to the dimensions and shape of the pallet 104 itself. Naturally, an apparatus according to the invention can comprise, in addition to the system for controlling profiles with the probe 7 and the system of slides 10, 12 and 14, only one of the two additional control systems shown in figure 5, for example the one comprising the further system of slides for carrying out dimensional checks, allowing to carry out substantially all the measurements traditionally pertaining to the benches dedicated to multi-touch probes.

Grazie alla modularità del sistema, molte altre combinazioni sono possibili, anche con sistemi di controllo di per sé noti, realizzando apparecchiature particolarmente flessibili. L'apparecchiatura per il controllo di profili secondo l'invenzione può essere impiegata per verificare pezzi con superfici curvilinee, di tipo diverso dalle palette per turbine, o anche per porzioni degli stessi pezzi diversi dal profilo alare. Un diverso controllo può ad esempio effettuarsi per la parte terminale o "radice" della paletta 4 (e/o 104), la cui superficie ha tipicamente forma ondulata con profilo "a pino". In tal caso la paletta 4 (e/o 104) può essere opportunamente disposta sulla tavola rotante 3 per consentire il controllo sostanzialmente mediante il metodo sopra illustrato con riferimento alla figura 4. Thanks to the modularity of the system, many other combinations are possible, even with per se known control systems, creating particularly flexible equipment. The device for checking profiles according to the invention can be used to check pieces with curvilinear surfaces, of a type other than turbine blades, or even for portions of the same pieces different from the wing profile. A different control can be carried out for example for the terminal or "root" part of the blade 4 (and / or 104), the surface of which typically has a wavy shape with a "pine" profile. In this case the vane 4 (and / or 104) can be suitably arranged on the rotary table 3 to allow control substantially by means of the method illustrated above with reference to Figure 4.

E' anche previsto l'impiego di dispositivi di misura, con o senza contatto e di per sé noti, differenti dalla sonda ottica a triangolazione 7 mostrata nelle figure. The use of measuring devices, with or without contact and known per se, different from the optical triangulation probe 7 shown in the figures is also provided.

In sostanza, rientrano nell'ambito della presente invenzione apparecchiature e metodi per effettuare diversi controlli di diversi tipi di pezzi, che comunque prevedano di suddividere il controllo in una serie di scansioni lineari, con una successiva elaborazione dei dati raccolti per ottenere il profilo desiderato. Basically, equipment and methods for carrying out various checks of different types of pieces fall within the scope of the present invention, which in any case provide for dividing the check into a series of linear scans, with subsequent processing of the data collected to obtain the desired profile.

Claims

CLAIMS 1. Apparatus for checking the shape of a mechanical part (4; 104), with • a support and reference structure (1; 101) for the mechanical part (4; 104) which defines a longitudinal axis of reference (R), • a measuring device (7) movable on a measuring plane (X-Y) perpendicular to said longitudinal axis of reference (R), able to cooperate with points on a surface of the mechanical piece (4; 104) and provide signals indicative of the position of said points, • an angular positioning system (3; 103) adapted to allow the mechanical part (4; 104) and the measuring device (7) to be arranged in correspondence with different mutual angular positions around the longitudinal axis of reference (R), And • processing devices (20) connected to the measurement device (7), characterized in that the processing devices (20) are able to process a plurality of sequences (vi, v2, ..., vn) of said signals supplied by the measuring device (7) in correspondence with a plurality of said different mutual angular positions, to obtain data indicative of a profile of the mechanical piece (4; 104), substantially in correspondence with said measuring plane (X-Y).

2. Apparatus according to claim 1, in which said measuring device (7) is supported by a system of precision slides (10,12,14), the processing devices (20) being able to control movements of said measuring system precision slides (10,12,14) to control movements of the measuring device (7) on said measuring plane (X-Y).

3. Apparatus according to claim 1 or claim 2, wherein said measuring device (7) comprises a triangulation optoelectronic probe.

4. Apparatus according to one of the preceding claims, comprising at least one additional control system (77; 107).

5. Apparatus according to claim 4, comprising at least one dimensional control system (107).

6. Method for checking the profile of a mechanical piece (4; 104) with an apparatus comprising a support and reference structure (1; 101) for the mechanical piece (4; 104) which defines a longitudinal axis of reference ( R), and a measuring device (7) movable on a plane (X-Y) perpendicular to said longitudinal axis of reference (R), able to cooperate with points of a surface of the mechanical part (4; 104) and provide signals indicative of the position of said points, comprising the steps of: (a) approach (36) the measuring device (7) to said surface of the workpiece (4; 104) along a proximity direction (X) of said perpendicular plane (X-Y) up to a scanning distance, (b) cause (38) translations of the measuring device (7) with respect to the workpiece (4; 104) on said plane (X-Y) along a scanning direction (Y) and acquire and store, during these translations, data ( vl; v2; vn) relative to the piece profile (4; 104), (c) interrupt (40) step (b) at a defined position of the measuring device (7) with respect to the workpiece (4; 104) along the scanning direction (Y), (d) move away (46) the measuring device (7) from said surface of the workpiece (4; 104) along said proximity direction (X) of the perpendicular plane (X-Y), (e) causing (34) a mutual rotation between the workpiece (4; 104) and the measuring device (7) of a predetermined amount, (f) repeat steps (a) - (e) until (48) data relating to the entire profile of the piece (4; 104) is stored, in correspondence with said perpendicular plane (X-Y), and (g) processing (50) the stored data (vi, v2, vn) to define the profile of the piece (4; 104) in correspondence with said perpendicular plane (X-Y).

Method according to claim 6, wherein the step (b) comprises automatic movements (44) of approaching or moving away between the measuring device (7) and the workpiece (4; 104) along said proximity direction (X) in base ( 42) at the mutual distance detected by the measuring device (7), to keep the scanning distance in a predetermined interval.

8. Method according to claim 6 or claim 7, for the control with an apparatus which also comprises longitudinal translation means (10) between the mechanical piece (4; 104) and the measuring device (7), the method comprising the step preliminary to cause (32) displacements between the mechanical piece (4; 104) and the measuring device (7) in a direction parallel to said reference axis (R) up to a mutual longitudinal position in which the measuring device (7) is located in correspondence with said perpendicular plane (X-Y).