ES1288279U - Banco de medida en granito para la verificación dimensional y de forma de elementos en forma de losa - Google Patents

Abstract

Banco de medida para la verificación dimensional de elementos con forma de losa de grandes dimensiones (A), que comprende una superficie de apoyo (1) en granito a cuyo ex- tradós está sólidamente conectada una guía lineal longitudinal (2) a la que está conectado, de forma deslizante, al menos un brazo transversal (3) sobre el cual se deslizan medios de medida adecuados, que comprende un cabezal de medida (4) que se traslada en dirección vertical, caracterizado por el hecho de que, en correspondencia con uno de sus bordes, dicha superficie de apoyo (1) comprende un saliente longitudinal (11) en granito sobre el cual está conectada dicha guía lineal longitudinal (2); habiéndose previsto que la superficie de apoyo (1) se materialice en el extradós de una placa conformada como un paralelepípedo y que este último se apoye sobre una base que comprende una pluralidad de vigas de granito.

Description

DESCRIPCIÓN

Banco de medida en granito para la verificación dimensional y de forma de elementos en forma de losa

Campo técnico

La presente invención pertenece al sector de la metrología y de los instrumentos para la medida de las magnitudes físicas, y en particular pertenece al sector de los bancos utiliza­ dos para determinar con precisión las dimensiones, la forma y la planitud de los elementos con forma de losa, o bien, con un espesor limitado con respecto a la extensión, tales como las baldosas utilizadas para suelos y paredes, o encimeras de cocina.

Más concretamente, la presente invención pertenece al sector de los bancos de medida en granito utilizados para las verificaciones sobre la planitud y las medidas de las placas de ce­ rámica o de vidrio o de materiales similares, en particular, pero no necesariamente, de gran formato.

Estado de la técnica

En los sectores donde se requiere la verificación de las tolerancias, tal como, por ejemplo, en la mecánica de precisión, se conocen bancos de medida en granito para la determinación de las características dimensionales de los elementos, utilizándose el granito por su alta es­ tabilidad dimensional y resistencia; los bancos de medida en granito monobloque son bas­ tante pesados, no obstante, en el sector de la mecánica de precisión, las piezas a controlar suelen ser de dimensiones moderadas.

En el sector de los elementos con forma de losa y baldosas de gran formato, actualmente se utilizan bancos de medida metálicos porque los pesos, dimensiones y costes de un bloque de granito de grandes dimensiones son tales que dificultan el uso de un banco de medida monolítico que se apoye directamente en el suelo, no permitiendo las características de los bancos metálicos alcanzar las elevadas precisiones que se requieren y que son del orden de magnitud de algunas centésimas de milímetro.

Se conocen intentos de utilizar encimeras de granito sin hacer demasiado pesado el banco de medida, por ejemplo, en el documento US4763420 se describe un banco de pruebas pa­ ra objetos de grandes dimensiones que reduce su peso total gracias a una base metálica que soporta una superficie de apoyo en granito, siendo esta última de dimensiones relativa­ mente pequeñas, por medio de tres guías deslizables, de manera que la superficie de apoyo en granito y la base puedan expandirse, contraerse y deformarse por separado, sin transmi­ tir tensiones entre sí, al tiempo que proporcionan soporte vertical y evitan el desplazamiento relativo de traslación y de rotación entre la superficie de apoyo y la base de soporte.

Ninguna de las soluciones conocidas garantiza las elevadas precisiones que se requieren para la verificación de las baldosas de gran formato, a pesar de que estas últimas se están implantando rápidamente en el mercado.

Objeto y sumario de la invención

Por tanto, se plantea el problema de disponer de un banco de pruebas para elementos con forma de losa de gran tamaño que presente características de alta precisión, superior a las que se pueden conseguir con los bancos metálicos, y al mismo tiempo menos pesado que los bancos de granito monobloque utilizados para la detección de piezas mecánicas.

Este y otros objetos que quedarán claros para el experto en esta técnica, a partir de la lectu­ ra del siguiente texto, se logran mediante un banco de medida con una superficie de apoyo horizontal en granito que se apoya sobre una base que comprende una pluralidad de vigas de granito; presentando la superficie de apoyo un saliente longitudinal superior, también en granito y rematado junto con la superficie de apoyo, sobre la que se apoya una guía lineal longitudinal sobre la que se desliza el brazo transversal que incluye los medios de medida. Es necesario tener en cuenta el espesor del elemento con forma de losa a medir y por ello, la solución expuesta en esta patente, prevé que la guía lineal longitudinal se sitúe en un ni­ vel superior al de la superficie de apoyo de granito.

La solución más sencilla consistiría en apoyar la guía lineal longitudinal sobre elementos metálicos intermedios, tal como, por ejemplo, sobre un perfil de aluminio, que a su vez se fija a la superficie de granito.

El brazo transversal se desliza sobre la guía lineal longitudinal gracias a uno o más bloques de deslizamiento de alta precisión, por ejemplo, del tipo de bola de recirculación; estos dis­ positivos tienen tolerancias extremadamente pequeñas, del orden de magnitud de milésimas de milímetro, sin embargo, su precisión se vería frustrada por la interposición del perfil de aluminio, debido a que las tolerancias dimensionales de este último son bastante superiores a las tolerancias de la guía lineal longitudinal y a las de la superficie de apoyo del banco de granito, siendo rematado este último por lapeado.

Para obviar este problema, el banco de medida objeto de la presente invención proporciona una configuración sorprendente de la superficie de granito, que tiene un saliente que se ele­ va a lo largo de uno de sus bordes y sobre el que se conecta sólidamente la guía lineal lon­ gitudinal; el saliente es de granito y suele ser paralelo a uno de los bordes longitudinales. Esta original configuración permite terminar la superficie del saliente de granito junto con la superficie de apoyo del banco de medida sin cambiar la ubicación; de esta forma se garanti­ za la absoluta planitud del extradós del saliente, que además queda perfectamente paralelo al extradós de la superficie de granito, por lo que se pueden conseguir tolerancias inferiores a cinco centésimas de milímetro.

Una forma de realización preferida prevé que el saliente se realice con una regla de granito unida de manera rígida a la superficie, por ejemplo, mediante encolados adecuados; sin embargo, también es posible que el saliente se realice con una regla conectada al banco de manera reversible, por ejemplo, con tornillos, de modo que en caso de rotura la regla se pueda sustituir con facilidad, procediendo al reacabado de la nueva regla solamente des­ pués de su posicionamiento sobre la superficie del banco.

La guía lineal longitudinal se fija sobre el saliente sobre el que se deslizan las guías que so­ portan un extremo del brazo transversal. El otro extremo del brazo transversal está soporta­ do por una almohadilla de aire, deslizándose los medios de medida a lo largo del brazo transversal que incluye un cabezal de medida que se traslada en dirección vertical.

Las vigas de granito de la base tienen, de manera preferible, forma de paralelepípedos, dis­ puestos para cuchillo, es decir, en la dirección de la máxima rigidez flexional; lo que antece­ de presenta un extradós rectilíneo, preferiblemente rectangular, unido rígidamente con el in­ tradós plano de la superficie de granito, para conferir a este último cualidades de rigidez muy elevadas.

Esta original solución constructiva permite un considerable ahorro de peso y de coste de la materia prima respecto al banco realizado con un único bloque en granito, al mismo tiempo que evita las deformabilidades características de las bases realizadas con estructuras metá­ licas.

Para tener en cuenta las variaciones dimensionales inducidas por las diferencias de tempe­ ratura, el sistema informático de adquisición de datos también incluye un termómetro, con el fin de poder realizar las oportunas compensaciones de las dilataciones térmicas.

El sistema informático que supervisa el funcionamiento del banco de medida también permi­ te evitar colocar el elemento con forma de losa contra un tope mecánico o contra un tope de referencia que constituya el punto de origen de las coordenadas planares; esta es una ven­ taja muy importante para evitar que las baldosas de grandes dimensiones no tengan que desplazarse sobre la superficie de apoyo, lo que es casi imposible de hacer de manera ma­ nual debido a su elevado peso.

En el banco de medida objeto de esta solicitud de patente, es suficiente que el posiciona­ miento de la placa a medir esté dentro de una zona en forma de "L" definida por dos pares de líneas paralelas, cada una de las cuales se colocan en correspondencia, respectivamen­ te, de un borde longitudinal y de un borde transversal de la superficie de apoyo, de esta ma­ nera cada par de líneas es ortogonal a la otra y su punto de intersección identifica la pieza cero, es decir, el punto de intersección de dichos pares de líneas paralelas define el punto de origen del sistema cartesiano planar de coordenadas ortogonales de referencia.

El software también le permite ajustar el ciclo de medida a su debido tiempo, por ejemplo, eligiendo un conjunto diferente de puntos para medir.

Para la calibración del cabezal de medida se utiliza un elemento de referencia calibrado que pueda moldearse de conformidad con diferentes geometrías.

Para aumentar la precisión del desplazamiento, el movimiento a lo largo de los ejes longitu­ dinal y transversal se realiza, de manera preferible, para cada eje, mediante una correa den­ tada que se pone en movimiento mediante dos poleas dentadas, siendo estas últimas autoalineables y con recuperación del juego.

Breve descripción de las Figuras

La Figura 1 muestra una vista en perspectiva del banco de trabajo ensamblado, sobre el cual se coloca un elemento con forma de losa (A), siendo visibles las vigas longitudinales de granito (12) de la base, debajo de las cuales se ubican los pies regulables (13). La figura muestra la superficie de apoyo de granito (1), el saliente longitudinal (11) sobre el que se conecta sólidamente la guía lineal longitudinal (2) a lo largo de la cual se deslizan las dos guías (21), unidas entre sí por el elemento en cruz (22) que, a su vez, soporta un extremo del brazo en voladizo (3), mostrándose la zapata de aire (31) en correspondencia del extre­ mo opuesto del brazo en voladizo (3). También se muestran el reborde transversal (17) para la calibración ortogonal y el tope longitudinal de calibración (18).

La Figura 2 muestra una vista superior del dispositivo, indicando las líneas paralelas longi­ tudinales (181, 182) y las líneas paralelas transversales (191, 192).

La Figura 3 muestra una vista lateral del dispositivo, desde el lado transversal.

La Figura 4 muestra un detalle ampliado de la Figura 3 e ilustra el sistema de ajuste fino del ángulo formado por el eje del brazo transversal (3) con el eje de la guía lineal longitudinal (2), en particular se muestra uno de los dos componentes (16), cada uno de los cuales se coloca en un lado del flanco del brazo transversal (3), en donde se define un orificio roscado (15) en el que se atornilla un respectivo tornillo de presión sobre el que se actúa para ajustar el ángulo.

La Figura 5 muestra una vista lateral del dispositivo, desde el lado longitudinal, en las vigas longitudinales principales (12) siendo visibles los orificios utilizados para el anclaje de los medios de elevación y transporte.

La Figura 6 muestra una vista en perspectiva del elemento terminal (31) que soporta el ex­ tremo libre del brazo transversal (3) emitiendo un chorro de aire que forma una almohadilla de aire; también se muestran los cepillos (32) que se utilizan para eliminar cualquier partícu­ la del recorrido del elemento terminal (31).

La Figura 7 muestra una vista en perspectiva del saliente longitudinal (11) sobre el que se apoya la guía lineal longitudinal (2), siendo también mostrado el elemento transversal (22).

Descripción detallada de una forma de realización de la invención

El banco de medida objeto de la presente invención incluye un saliente longitudinal (11) for­ mado por una regla de granito rígidamente unida al extradós de la superficie de apoyo (1) en correspondencia de uno de los bordes longitudinales de esta última.

Sobre el saliente (11) se fija la guía lineal longitudinal (2) a lo largo de la cual se desliza el brazo transversal (3) al que se acoplan, de forma deslizante, los medios de medida, com­ prendiendo estos últimos un cabezal de medida intercambiable (4), que se traslada en direc­ ción vertical.

En la forma de realización mostrada en las Figuras, sobre la guía lineal longitudinal (2) se desplazan dos guías (21) del tipo de bola de recirculación que soportan conjuntamente un elemento transversal (22) de acero estabilizado o de otro material de características simila­ res, el cual, a su vez, soporta en voladizo el brazo transversal (3) sobre el que se deslizan los medios de medida que comprenden un cabezal de medida (4) que se puede trasladar en dirección vertical.

La forma de realización mostrada en las Figuras comprende dos tornillos de ajuste para el ajuste angular fino del eje del brazo transversal (3) con respecto al eje de la guía lineal longi­ tudinal (2), de manera que dichos ejes formen un ángulo recto sin verse afectados por la ca­ dena de las tolerancias de los diferentes componentes que necesitan ser ensamblados. En particular, el brazo transversal (3) está sólidamente conectado al elemento transversal (22) desde abajo, pero no sería fácil encontrar la ortogonalidad entre los dos actuando so­ lamente sobre los medios de conexión, siendo estos últimos, en realidad, tornillos con un eje vertical que para ser ensamblados necesitan acoplamientos con tolerancias adecuadas; la solución propuesta para poder ajustar más finamente la ortogonalidad prevé el uso de dos tornillos de presión de paso fino, horizontalmente opuestos, atornillados respectivamente en los orificios roscados (15), definiéndose, estos últimos, respectivamente, en los componen­ tes (16), estando cada uno de los cuales, colocado a un lado del flanco del brazo transversal (3). Existe suficiente juego entre cada uno de los dos componentes (16) y el brazo transver­ sal (3) para poder ajustar el ángulo formado entre el eje del brazo transversal (3) y el eje de la guía lineal longitudinal (2), con el fin de ajustar la ortogonalidad.

Al atornillar cada tornillo de presión en un lado u otro del brazo transversal (3), se desarro­ llan acciones opuestas que inducen una ligera rotación del brazo transversal (3) alrededor de su articulación, aprovechando las tolerancias de este último necesarias para su mismo montaje, lo que permite ajustar con precisión la ortogonalidad actuando sobre el tornillo de presión ubicado en el lado del ángulo agudo, después de lo cual se evita, de manera defini­ tiva, cualquier giro adicional del brazo transversal (3) con el tornillo de presión opuesto y por último, se aprietan los medios de conexión entre el elemento transversal (22) y el brazo transversal (3).

La verificación de la ortogonalidad se realiza deslizando el cabezal de medida (4) a lo largo de un saliente transversal (17) de calibración, realizado en granito y acabado junto con la superficie de apoyo (1) y el saliente longitudinal (11).

La calibración longitudinal se realiza deslizando el cabezal de medida (4) a lo largo de un to­ pe longitudinal de calibración (18) que se realiza en la superficie de granito paralela al sa­ liente longitudinal (11).

El brazo transversal (3) se monta en voladizo con respecto a la guía lineal longitudinal (2) y su extremo libre se apoya sobre un elemento terminal (31) del cual, durante el funcionamien­ to, sale un chorro de aire que tiene la doble función de eliminar cualesquiera partículas ex­ trañas presentes a lo largo del recorrido del elemento terminal (31) y crean una almohadilla de aire que levanta ligeramente este último desde la superficie de apoyo de granito (1), de manera que se anule el rozamiento por deslizamiento.

La eliminación de partículas también se encomienda a dos cepillos (32) que barren y man­ tienen limpia la sección de la superficie de apoyo (1) que debe ser atravesada por el ele­ mento terminal (31).

Sobre el brazo transversal (3) se desliza una guía que soporta los medios de medida, los cuales pueden deslizarse en dirección vertical para acercarse y alejarse del elemento con forma de losa (A), que se apoya sobre el extradós de la superficie de apoyo (1). Los medios de medida comprenden un cabezal de medida intercambiable (4); el cabezal de medida puede ser de varios tipos, por ejemplo, puede ser una sonda con cabezal de contacto, esfé­ rico o cilíndrico, o un cabezal láser o un escáner.

Los datos derivados de las lecturas del cabezal de medida (4) son adquiridos, procesados, almacenados y devueltos al usuario mediante un sistema informático (14).

Una forma de realización sencilla y económica prevé que, en la forma de realización preferi­ da mostrada en las Figuras, la base comprenda dos vigas principales (12) dispuestas en sentido longitudinal, respectivamente, en la proximidad de los bordes longitudinales de la superficie de granito, unidas entre sí por una pluralidad de vigas dispuestas transversalmen­ te, de manera que el extradós de estas últimas y de las dos vigas principales (12) esté rígi­ damente conectado a la parte de intradós de la superficie de granito comprendida entre las dos vigas longitudinales y estando los extremos de las vigas transversales rígidamente co­ nectados a las caras laterales internas de las vigas longitudinales principales (12).

Debajo de las vigas que forman la base se pueden colocar pies regulables (13) para compensar cualquier falta de planitud del suelo.

Para facilitar el posicionamiento de la placa sobre la superficie de apoyo, se definen un par de líneas paralelas longitudinales (181, 182) y un par de líneas paralelas transversales (191, 192), estando dichos pares de líneas paralelas colocados, respectivamente en correspondencia, del borde longitudinal opuesto a aquél en donde se sitúa la guía longitudinal (2) y del borde transversal más próximo a la posición del operador, en donde se encuentra la interfaz de entrada/salida del sistema informático (14).

Claims (13)

REIVINDICACIONES

1. Banco de medida para la verificación dimensional de elementos con forma de losa de grandes dimensiones (A), que comprende una superficie de apoyo (1) en granito a cuyo extradós está sólidamente conectada una guía lineal longitudinal (2) a la que está conectado, de forma deslizante, al menos un brazo transversal (3) sobre el cual se deslizan medios de medida adecuados, que comprende un cabezal de medida (4) que se traslada en dirección vertical, caracterizado por el hecho de que, en correspondencia con uno de sus bordes, dicha superficie de apoyo (1) comprende un saliente longitudinal (11) en granito sobre el cual está conectada dicha guía lineal longitudinal (2); habiéndose previsto que la superficie de apoyo (1) se materialice en el extradós de una placa conformada como un paralelepípedo y que este último se apoye sobre una base que comprende una pluralidad de vigas de grani­ to.

2. Banco de medida según la reivindicación 1, caracterizado por el hecho de que dicha pluralidad de vigas de granito comprende al menos una o más vigas principales (12) con­ formadas como paralelepípedos dispuestos para cuchillo, cuyo extradós está rígidamente unido con el intradós plano de dicha superficie de apoyo (1).

3. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho cabezal de medida (4) es intercambiable con otros de diferente tipo.

4. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho saliente longitudinal (11) de granito está unido sólidamente a dicha su­ perficie de apoyo (1).

5. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores 1 a 3, caracterizado por el hecho de que dicho saliente longitudinal (11) está unido a dicha superficie de apoyo (1) mediante medios de unión reversibles.

6. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que el extradós de dicho saliente longitudinal (11) en granito se remata junto con el extradós de dicha superficie de apoyo (1) de manera que ambos extradós queden exac­ tamente paralelos.

7. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que incluye un sistema informático (14) para la adquisición, procesamiento, alma­ cenamiento y devolución de los datos procedentes de dicho cabezal de medida (4).

8. Banco de medida según la reivindicación 7 anterior, caracterizado por el hecho de que comprende un termómetro ambiental conectado, de manera funcional, a dicho sistema informático (14) y por el hecho de que este último corrige dichos datos adquiridos por dicho cabezal de medida (4) con el objeto de compensar las dilataciones térmicas.

9. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende un sistema de ajuste fino del ángulo formado entre dicho brazo transversal (3) y dicha guía lineal longitudinal (2), mediante dos tornillos de presión con eje horizontal que actúan en sentido opuesto.

10. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende un saliente transversal (17) para la calibración ortogonal de los medios de medida.

11. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que comprende un tope longitudinal de calibración (18) de los medios de medida.

12. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que dicho brazo transversal (3) está montado en voladizo con respecto a la guía lineal longitudinal (2) y su extremo libre se apoya sobre un elemento terminal (31) que com­ prende medios para emitir un chorro de aire hacia dicha superficie de apoyo (1).

13. Banco de medida según una de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por el hecho de que sobre dicha superficie de apoyo (1) se definen un par de líneas paralelas lon­ gitudinales (181, 182) y un par de líneas paralelas transversales (191, 192), definiendo la in­ tersección de dichos pares de líneas paralelas el punto de origen del sistema cartesiano planar de coordenadas ortogonales de referencia.