ES2625631T3 - Procedimiento y dispositivo destinados para determinar un eje de mecanizado - Google Patents

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Abstract

Procedimiento para determinar un eje de mecanizado de una pieza bruta giratoria que comprende unas zonas de pieza destinadas para ser mecanizadas por arranque de material y unas zonas de pieza que quedan sin mecanizado y cuya distribución de masa nominal está conocida, procedimiento realizado con la ayuda de un dispositivo de medición (10) que es apto para medir la posición espacial de puntos de superficie de la pieza, comprendiendo las etapas siguientes: la recepción de una pieza de referencia (50, 60) en los lugares de alojamiento del dispositivo de medición (10), la medición, con la ayuda del dispositivo de medición (10), de la posición de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) con respecto a un eje de referencia de desequilibrio determinado en el dispositivo de medición (10), la memorización, en una memoria de datos (41) de un ordenador (40), de los datos de posición medidos de los numerosos puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) como superficie parcial de referencia, el retiro de la pieza de referencia (50, 60) del dispositivo de medición (10), la recepción de una pieza bruta en los lugares de alojamiento del dispositivo de medición (10), la medición, con la ayuda del dispositivo de medición (10), de la posición de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta, la memorización en la memoria de datos (41) del ordenador (40), de los datos de posición medidos de los numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta como superficie parcial de pieza bruta, el cálculo de un efecto de desequilibrio resultando de la diferencia entre la superficie parcial de pieza bruta y la superficie parcial de referencia con respecto al eje de referencia de desequilibrio a partir de los datos de posición memorizados, la expresión del efecto de desequilibrio a través de la posición del eje de inercia principal de una pieza asumida que presenta una distribución de masas nominal y el cálculo del eje de mecanizado a través de la adición de un decalaje con respecto a la posición del eje de inercia principal, decalaje que es determinado de manera empírica sobre la base de desequilibrios, medidos con respecto al eje de pieza mecanizada, de una pluralidad de piezas fabricadas a partir de piezas brutas del mismo tipo que tienen un eje de mecanizado determinado de acuerdo con el procedimiento, y memorizados en el ordenador (40).

Description

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DESCRIPCION
Procedimiento y dispositivo destinados para determinar un eje de mecanizado
La invencion se refiere a un procedimiento para la determinacion de la posicion para un eje de mecanizado de una pieza bruta giratoria, en particular de un eje ciguenal, que comprende unas zonas de pieza destinadas para ser mecanizadas por arranque de material y unas zonas de pieza que quedan sin mecanizado y cuya distribucion de masas nominal esta conocida, procedimiento realizado con la ayuda de un dispositivo de medicion que es apto para medir la posicion espacial de puntos de superficie de piezas de trabajo.
Un procedimiento para la medicion de la posicion del eje de inercia de una pieza de trabajo destinada para la rotacion a traves de una maquina de centrado de equilibrio se conoce a partir del documento DE 28 23 219 C2. En este caso, la pieza de trabajo es recibida en una posicion inicial, predeterminada por su forma geometrica, en una maquina y gira alrededor de un eje de giro del soporte. Mientras que la pieza de trabajo gira, se mide el desequilibrio existente y se determina la posicion del eje de inercia de la pieza de trabajo con respecto al eje de giro dado. En una etapa adicional, la posicion de la pieza de trabajo es modificada de tal modo que el eje de giro dado y el eje de inercia coinciden. En dicha posicion se aplican entonces unos taladros de centrado o medios analogos de centrado en la pieza de trabajo que sirven para el alojamiento de la pieza de trabajo en los procesos subsiguientes de mecanizado.
A partir del documento EP 0 268 724 B1 se conoce un procedimiento para el centrado con equilibrado de piezas de trabajo que, en parte, deben ser mecanizadas por arranque de virutas, en particular eje de ciguenal, en el cual la pieza de trabajo, previamente al mecanizado, es desplazada transversalmente con respecto a su eje de giro en el sentido de una reduccion de desequilibrio, y es provista de taladros de centrado que fijan la posicion de equilibrado centrado. Para la determinacion de la magnitud y la direccion del desplazamiento transversal de la pieza de trabajo, se omiten en este caso los desquilibrios causados por las zonas a ser mecanizadas de la pieza de trabajo y solamente se utilizan aquellos desequilibrios que estan causados por las zonas sin mecanizado de la pieza de trabajo. El eje de giro fijado con los taladros de centrado, debido al desplazamiento transversal de la pieza de trabajo, por lo tanto realiza un equilibrado unicamente con respecto a las partes que quedan sin mecanizado de la pieza de trabajo. Puesto que el mecanizado de la pieza de trabajo esta dirigido hacia el eje de giro determinado por el taladro de centrado, se obtiene un equilibrado previo. Las zonas de la pieza de trabajo que quedan sin mecanizado son medidas en este caso en sus formas exteriores existentes por sensores que estan dirigidos hacia unos determinados puntos seleccionados de la superficie de pieza de trabajo, y son introducidas en un ordenador que compara estas formas reales con las formas teoricas de una pieza de trabajo ideal y calcula el desplazamiento de la pieza de trabajo en funcion de la respectiva desviacion entre las formas reales y teoricas, teniendo en cuenta las adiciones previstas de material. El procedimiento conocido requiere unos dispositivos de medicion muy elaborados para poder realizar con la precision exigida la medicion de las zonas de pieza de trabajo que se quedan sin mecanizado.
En un procedimiento descrito en el documento JP 2009 020009 A se recibe una pieza bruta giratoria en un dispositivo en el cual se puede ajustar la posicion de la pieza bruta. A traves de un dispositivo de medicion de forma tridimensional que utiliza una camara, un rayo laser o similar, se mide por medicion de distancia segun el principio de una triangulacion la forma tridimensional de la pieza bruta y se emite en forma de datos digitales. A partir de los datos medidos, una unidad de calculo de imagen genera un modelo ffsico 3-D y extrae la parte del modelo ffsico 3-D cuya forma queda mantenida en el producto final obtenido a partir de la pieza bruta. A continuacion, una unidad de calculo realiza una simulacion de equilibrado, por medio de la parte extraida, y calcula la posicion del centro de gravedad y la posicion del eje de centrado, para el cual el desequilibrio es minimo, si se gira la forma definitiva del producto. Con la ayuda del dispositivo de posicionamiento, posteriormente la pieza bruta es colocada en la posicion central calculada y es centrada.
De modo adicional, a partir del documento EP 2 184 595 A1 se conoce un procedimiento destinado para determinar la posicion de taladros de centrado que se taladran en un eje ciguenal, en el cual se mide la superficie del eje ciguenal y se registran datos de forma tridimensionales, se asume, en base a dichos datos de forma, una posicion del taladro de centrado en el eje ciguenal, se simula en base a la presunta posicion del taladro de centrado como magnitud de referencia un mecanizado predeterminado del eje ciguenal y a continuacion se determina una forma del eje ciguenal que corresponde al mecanizado simulado. A continuacion, se comprueba en una etapa de decision del equilibrado si la magnitud del desequilibrio del eje ciguenal se encuentra, en la forma obtenida despues del mecanizado simulado, dentro de la gama admitida y predeterminada, o no, y en una etapa de decision de taladro de centrado se determina la posicion asumida del taladro de centrado como posicion de taladro definitiva, en caso de que el valor de desequilibrio esta situado dentro de la gama admitida.
El documento JP H10 62144 A describe un procedimiento en el cual la forma de los pesos de equilibrio de un eje ciguenal son medidos en varios puntos y se comparan con los puntos correspondientes del contorno nominal del eje ciguenal para determinar un llenado insuficiente u otros fallos de forma.
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La invencion se basa en el objeto de indicar un procedimiento de la mdole inicialmente indicada que permita una determinacion exacta de los puntos de centrado para la determinacion de un eje de mecanizado de una pieza bruta que lleve a un desequilibrio mmimo de la pieza bruta mecanizada. De modo adicional, el procedimiento debe ser capaz de realizarse de manera sencilla y rapida y no requerir unos dispositivos complicados y caros para su realizacion. Para la determinacion de los puntos de centrado de las piezas brutas se deben poder alcanzar tiempos cortos de ciclo.
De modo adicional, la invencion se basa en el objeto de hacer disponible un dispositivo ventajoso para la realizacion del procedimiento.
En lo que se refiere al procedimiento, el objeto mencionado es solucionado a traves de las caractensticas indicadas en la reivindicacion 1. En las reivindicaciones 2 a 8 se indican unas realizaciones ulteriores ventajosas del procedimiento.
En lo que se refiere al dispositivo, el objeto es solucionado a traves de las caractensticas indicadas en la reivindicacion 9. En las reivindicaciones 10 a 18 se indican unas realizaciones ventajosas del dispositivo.
De acuerdo con la invencion, el procedimiento para la determinacion de la posicion de los puntos de centrado del lado frontal para un eje de mecanizado de una pieza bruta giratoria, que presenta unas zonas de pieza de trabajo a ser mecanizadas por arranque de material y otras que quedan sin mecanizado y cuya distribucion de masa nominal es conocida, con la ayuda de un dispositivo de medicion que es capaz de medir la posicion espacial de puntos de la superficie de la pieza de trabajo, las etapas siguientes:
la recepcion de una pieza de referencia en los lugares de alojamiento del dispositivo de medicion, la medicion, con la ayuda del dispositivo de medicion, de la posicion de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia con respecto a un eje de referencia de desequilibrio determinado en el dispositivo de medicion,
la memorizacion, en una memoria de datos de un ordenador, de los datos de posicion medidos de los numerosos puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia como superficie parcial de referencia,
el retiro de la pieza de referencia del dispositivo de medicion y la recepcion de una pieza bruta en los lugares de almacenamiento del dispositivo de medicion, la medicion, con la ayuda del dispositivo de medicion, de la posicion de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta, la memorizacion de los datos medidos de posicion de la pluralidad de puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta como superficie parcial de pieza bruta en una memoria de datos del ordenador,
el calculo de un efecto de desequilibrio resultando de la diferencia entre la superficie parcial de pieza bruta y la superficie parcial de referencia con respecto al eje de referencia de desequilibrio a partir de los datos de posicion memorizados,
la expresion del efecto de desequilibrio a traves de la posicion del eje de inercia principal de una pieza de trabajo asumida que presenta una distribucion de masas nominal y
el calculo del eje de mecanizado a traves de la adicion de un decalaje con respecto a la posicion del eje de inercia principal.
El decalaje puede ser asumido en un primer tiempo como valor cero y posteriormente puede ser determinado de manera empmca sobre la base de desequilibrios, medidos con respecto al eje de pieza mecanizada, de una pluralidad de piezas de trabajo fabricadas que tienen un eje de mecanizado determinado de acuerdo con el procedimiento, y memorizados en el ordenador. De modo ventajoso, la posicion del eje de mecanizado puede ser exprimida por la posicion de puntos de centrado que son calculados como puntos de penetracion del eje de mecanizado por planos frontales de la pieza bruta, orientados de modo ortogonal con respecto al eje de referencia de desequilibrio.
El decalaje determinado de modo empmco tiene en cuenta un desequilibrio de la pieza de trabajo de referencia con respecto al eje de referencia de desequilibrio determinado en el dispositivo de medicion y las modificaciones a las cuales la pieza bruta esta sometida por el mecanizado subsiguiente con el eje de mecanizado determinado segun el procedimiento, y contrarresta estas influencias en el sentido de una reduccion del desequilibrio de la pieza de trabajo cuyo mecanizado esta acabado.
El procedimiento de acuerdo con la invencion tiene la ventaja de suministrar unos resultados muy precisos ya que unos objetos de medicion que se diferencian muy poco el uno del otro, a saber, la pieza de trabajo de referencia y una pieza bruta son medidas aplicando el mismo procedimiento de medicion y los datos de posicion de ambos objetos de medicion obtenidos en las mediciones son comparados los unos con los otros, entrando en el calculo ulterior unicamente la diferencia entre los datos obtenidos de posicion. En base a la comparacion de los datos de posicion se compensan las desviaciones con respecto al punto cero asf como las influencias condicionadas por el proceso de medicion y las distorsiones de los valores de medicion en los que estan basados y por lo tanto no pueden afectar la precision de la medicion de modo significativo. Puesto que, de modo adicional, la pieza de trabajo de referencia y la pieza bruta difieren entre sf unicamente por las desviaciones situadas en el marco de las
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tolerancias habituales de fabricacion, la comparacion de los datos de posicion proporciona unos valores de diferencia relativamente reducidos, de manera que incluso unas inexactitudes que se producen durante la medicion solamente tendnan una repercusion mmima.
De todas maneras, en la practica se ha mostrado que el procedimiento de acuerdo con la invencion conduce a unos resultados muy ventajosos. Se producen unos drculos de difusion menores en la maquina de equilibrado final para el equilibrado de las piezas de trabajo cuyo mecanizado esta terminado. El dispositivo de medicion solamente tiene que medir de modo lineal y proporcionar unos valores de medicion aptos a ser reproducidos para unas posiciones de medicion identicas en la pieza de trabajo de referencia y la pieza bruta. Unas desviaciones menores de la magnitud absoluta de los valores de medicion solamente tienen una repercusion reducida, de modo que se puede renunciar a un calibrado exacto del dispositivo de medicion, tal como se exigina para el calculo del volumen de la pieza de trabajo. El hecho de promediar a traves de una pluralidad de puntos de medicion reduce adicionalmente los requisitos de precision exigidos del dispositivo de medicion. Por este motivo es posible utilizar unos dispositivos de medicion economicos, por ejemplo unos sistemas de medicion 3-D que funcionan segun el procedimiento de seccion optica por laser, para el procedimiento.
De acuerdo con un propuesto adicional segun la invencion, el calculo del efecto del desequilibrio puede realizarse de manera que se seleccionan unos puntos discretos de referencia de la superficie parcial de referencia, se determina para cada punto discreto de referencia un efecto del desequilibrio parcial, basado en la desviacion entre la superficie de la pieza bruta y el punto de referencia, y se determina el efecto del desequilibrio que resulta a traves de la suma de los efectos parciales del desequilibrio de todos los puntos de referencia. De esta manera es posible mantener reducido el esfuerzo de calculo y simplificar el proceso de calculo.
Una realizacion ulterior adicional ventajosa del procedimiento segun la invencion puede consistir en el hecho de determinar un efecto parcial nominal del desequilibrio para cada punto discreto de referencia que se selecciona para una desviacion nominal pequena supuesta entre la superficie de la pieza bruta y el punto de referencia y memorizarlo como coeficiente de influencia del punto de referencia, y en el hecho de determinar el efecto parcial real del desequilibrio para cada punto discreto de referencia mediante la multiplicacion del coeficiente de influencia del punto de referencia y la desviacion medida entre la superficie de la pieza bruta y el punto de referencia.
De este modo, es posible calcular por adelantado los factores de influencia de los puntos de referencia despues de la medicion de la pieza de trabajo de referencia y la memorizacion de la superficie de la pieza bruta para cada uno de los puntos discretos de referencia, de tal manera que, en la determinacion subsiguiente de los efectos del desequilibrio de las piezas brutas, unicamente hara falta multiplicar las desviaciones medidas en los puntos de referencia con los coeficientes de influencia asociados. El esfuerzo de calculo posterior a la medicion de las superficies de pieza bruta para las piezas brutas es reducido de modo considerable de esta manera.
El efecto parcial nominal del desequilibrio para cada punto discreto de referencia puede ser exprimido segun la invencion como desviacion de posicion del eje principal de inercia de una pieza de trabajo asumida con una distribucion de masas nominal, por ejemplo como cambios de excentricidad del eje principal de inercia en los planos de centrado. La suma de los efectos parciales del desequilibrio de los diversos puntos de referencia lleva entonces directamente a la determinacion de una posicion del eje principal de inercia que debe ser corregida solamente mediante la adicion de un decalaje determinado empmcamente.
Como pieza de trabajo de referencia puede elegirse una pieza bruta arbitraria de una serie de piezas brutas homogeneas a ser medidas. No obstante es ventajoso si se elige como pieza de trabajo de referencia una pieza bruta en la cual la forma de las zonas de pieza de trabajo que quedan sin mecanizado se encuentra en el centro de las desviaciones formales causadas por la fabricacion. De esta manera las desviaciones entre la superficie parcial de referencia y las superficies de pieza parciales de las piezas brutas a ser medidas quedan relativamente reducidas, lo que contribuye a la precision de la determinacion del punto de centrado. Adicionalmente es ventajoso si la pieza de trabajo de referencia es fabricada a partir de una pieza bruta que tiene un desequilibrio original muy pequeno.
Para la fabricacion de la pieza de trabajo de referencia, segun la invencion es posible determinar para una pieza bruta seleccionada, mediante un centrado de equilibrado, la posicion optima para el eje de mecanizado y eventualmente, despues de la aplicacion de los taladros de centrado correspondientes, es posible proveer mediante un mecanizado subsiguiente la pieza bruta de unas superficies de alojamiento concentricas con respecto al eje de mecanizado, para el alojamiento en el dispositivo de medicion versehen werden. De modo preferente, las superficies de alojamiento pueden recibir una superficie dura, resistente al desgaste. La pieza de trabajo de referencia, fabricada de esta manera, puede ser recibida con sus superficies de alojamiento en una maquina de equilibrado y se puede medir la posicion de su eje principal de inercia. En caso de que la posicion del eje principal de inercia difiere del eje de referencia de desequilibrio, determinado a traves del alojamiento en el dispositivo de medicion, dicha desviacion de posicion o respectivamente el desequilibrio que corresponde a ella, en el procedimiento segun la invencion debe anadirse a la posicion calculada del eje principal de inercia, por ejemplo mediante la insercion en el decalaje a ser anadido.
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De acuerdo con la invencion, un dispositivo ventajoso para la realizacion del procedimiento comprende una pieza de trabajo de referencia, un dispositivo de medicion con lugares de almacenamiento para la recepcion de la pieza de trabajo de referencia o de una pieza bruta, un dispositivo de deteccion para medir la posicion de una pluralidad de puntos de superficie, quedando sin mecanizado, de la pieza de trabajo de referencia y de la pieza bruta, y con un eje de referencia de desequilibrio asociado al dispositivo de deteccion, un ordenador con una memoria de datos para la memorizacion de datos de posicion medidos de muchos puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado como superficie parcial de referencia de la pieza de trabajo de referencia y como superficie parcial de la pieza bruta, siendo el ordenador configurado para calcular, a partir de los datos de posicion almacenados, un efecto de desquilibrio como resultado de la desviacion entre la superficie parcial de pieza bruta y la superficie parcial de referencia, con respecto al eje de referencia de desequilibrio, para exprimir el efecto del desequilibrio a traves de la posicion del eje principal de inercia de una pieza de trabajo asumida con una distribucion nominal de masas, anadir un decalaje al eje principal de inercia, decalaje que ha sido determinado de modo empmco y memorizado con la ayuda de los desequilibrios reales, medidos con respecto al eje de mecanizado, de piezas de trabajo previamente fabricadas. El ordenador puede estar configurado segun la invencion tambien para el calculo de puntos de centrado como puntos de penetracion del eje de mecanizado a traves de planos frontales de la pieza bruta, orientados de modo ortogonal con respecto al eje de referencia de desequilibrio. El calculo de los puntos de centrado de la pieza bruta, sin embargo, tambien puede realizarse en un ordenador de una maquina de taladrar orificios de centrado para la realizacion de taladros de centrado que determinan el eje de mecanizado en la pieza bruta.
A continuacion, la invencion se describe en detalle con la ayuda de ejemplos de realizacion que estan representados en el dibujo. Muestran
Figura 1 un dispositivo segun la invencion,
Figura 2 el dispositivo segun la figura 1 durante la medicion de una pieza de trabajo de referencia y Figura 3 una vista de una pieza de trabajo de referencia.
El dispositivo de medicion 10 representado en la figura 1 presenta dos carcasas de cojinete 12, 14 dispuestas a una distancia la una de la otra sobre un bastidor de maquina 11. En ambas carcasas de cojinete 12, 14 esta alojado de modo giratorio respectivamente un husillo que lleva en un extremo que sobresale de la carcasa de cojinete 12, 14 y esta orientado hacia el centro del bastidor de maquina 11, un cabezal de husillo 16, 18 en forma de un disco cilmdrico. En los lados dirigidos el uno hacia el otro de los cabezales de husillo 16, 18 estan dispuestos unos alojamientos 20, 22 provistos de un dispositivo de tensado para los gorrones o bridas de cojinete de una pieza de trabajo. Los alojamientos 20, 22 pueden estar configurados de diferente manera, pueden disponer de prismas radialmente ajustables o estar realizados como platos de garras o como pinzas de sujecion. Ambos husillos pueden ser accionados de modo giratorio con la ayuda de motores 24, 26. Los motores 24, 26 estan acoplados el uno con el otro mecanicamente o a traves de una conmutacion electrica de tal manera que pueden moverse de manera sincronizada. El motor 26 esta provisto de un transmisor de angulo de giro que registra la posicion del angulo de giro del cabezal de husillo accionado por el motor 26. Los husillos y los cabezales de husillo 16, 18 estan orientados coaxialmente los unos hacia los otros.
Al lado de las carcasas de cojinete 12, 14 en el bastidor de maquina 11 esta sujetado un carril de grna 30 sobre el cual un carro 32 esta alojado de manera movil paralelamente con respecto al eje comun de los husillos. El carro 32 contiene un motor de accionamiento a traves del cual puede ser desplazado a lo largo del carril de grna 30. A traves de un sistema de medicion de trayectoria es posible medir la posicion respectiva del carro. En el carro 32 un soporte 34 esta alojado de modo giratorio alrededor de un eje 35. El eje 35 se encuentra en un plano vertical con respecto al eje de giro de los husillos. En el soporte 34 esta sujetado un dispositivo de sensor 36 que tiene la capacidad de la captacion optica tridimensional de un cuerpo. El dispositivo de sensor 36 funciona de acuerdo con el procedimiento de seccion por laser. Su gama de medicion 37 esta ilustrada a traves de una superficie. Un dispositivo de transmision de datos 38 que esta indicado por una doble flecha conecta el dispositivo de sensor 36 con un ordenador electronico 40 programable y una memoria de datos 41 conectada con el mismo. El dispositivo de transmision de datos 38 puede estar realizado de modo inalambrico o tambien vinculado a cables. De modo adicional, el ordenador 40 esta configurado de tal modo que manda el accionamiento del carro 32 y del soporte 34 y que recibe y procesa la senal del transmisor de angulo de giro del motor 26.
En lugar del dispositivo de sensor giratorio 36 que esta representado, segun la invencion tambien es posible sujetar dos o mas dispositivos de sensor estacionarios en el carro 32 que estan orientados simultaneamente en diferentes direcciones hacia la pieza de trabajo, de manera que cada dispositivo de sensor puede captar un lado diferente de la pieza de trabajo. Ello conllevara unos costes mas elevados, pero presenta la ventaja de que no hace falta reproducir el angulo de giro de uno de los dispositivos de sensor y que la medicion requiere menos tiempo.
En el dispositivo de medicion representado 10, el eje de referencia de desequilibrio para el calculo de los efectos del desequilibrio esta determinado por el eje de giro comun de los cabezales de husillo 16, 18. La zona de medicion 37 del dispositivo de sensor 36 se extiende y se desplaza de modo preferente en un plano en el que esta situado el eje de giro. Sin embargo, una captacion optica de las superficies de pieza de trabajo tambien puede realizarse sin giro de las piezas de trabajo a traves de varios sensores. En este caso, el eje de referencia de desequilibrio puede estar
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Figura 2 muestra el dispositivo de medicion 10 durante un proceso de medicion. En los alojamientos 20, 22 en los cabezales de husillo 16, 18 se encuentra una pieza de trabajo de referencia 50 en forma de un eje ciguenal con gorrones 52, pasadores de ciguenal 53 y brazos de ciguenal 54. En un eje ciguenal de este tipo unicamente los gorrones 52 y los pasadores de ciguenal 53 son mecanizados con arranque de material. Por el contrario, las superficies de los brazos de ciguenal 54 quedan sin mecanizado. En la pieza de trabajo de referencia 50 son solamente los gorrones 52 que estan mecanizados en los dos extremos y estan provistos de superficies cilmdricas de alojamiento 56 que sirven para la orientacion de la pieza de trabajo de referencia 50 en los alojamientos 20, 22 del dispositivo de medicion 10 y determinan el eje de referencia de desequilibrio para la pieza de trabajo de referencia 50. Un mecanizado de los demas gorrones 52 y de los pasadores de ciguenal 53 no es necesario, pero tampoco conllevana perjuicios.
Los alojamientos 20, 22 del dispositivo de medicion estan configurados de tal manera que por medio de un almacenamiento de la pieza de trabajo de referencia 50 con las superficies de alojamiento 56 el eje de cojinete de la pieza de trabajo de referencia 50 coincide con el eje de giro de los husillos y los cabezales de husillo 16, 18 que determina en el dispositivo de medicion el eje de referencia de desequilibrio. Con la ayuda del dispositivo de sensor 36 es posible medir la posicion de las superficies de alojamiento 56 y de las superficies exteriores cilmdricas de los cabezales de husillo 16, 18 y comprobar, a traves del calculo y de la comparacion de la posicion de sus ejes, el centrado de la pieza de trabajo de referencia 50 en los alojamientos 20, 22. En caso de que la comprobacion muestra una desviacion de posicion entre el eje de referencia de desequilibrio y el eje de cojinete de la pieza de trabajo de referencia 50, la posicion de la pieza de trabajo de referencia 50 puede ser corregida con la ayuda de medios de ajuste que estan provistos en los alojamientos 20, 22.
Posteriormente al alojamiento y la sujecion de la pieza de trabajo de referencia 50 en el dispositivo de medicion 10 las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de trabajo de referencia 50 pueden ser medidas. A este efecto se hace girar lentamente la pieza de trabajo de referencia 50 a traves del accionamiento de los motores 24, 26. Al mismo tiempo el dispositivo de sensor 36 es desplazado con la ayuda del carro 32 en una primera direccion, por ejemplo la posicion del angulo mostrada en la figura 2, a lo largo de la pieza de trabajo de referencia 50 mientras que el penmetro y un lado de los brazos de ciguenal son captados por la zona de medicion 37. A continuacion el dispositivo de sensor es girado hacia una segunda posicion angular, por ejemplo simetrica a la primera posicion angular con respecto a un plano radial, y es desplazado en la direccion opuesta a lo largo de la pieza de trabajo de referencia 50, mientras que al margen del penmetro se capta tambien el otro lado de los brazos de ciguenal. Durante los desplazamientos se miden las posiciones de una pluralidad de puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de los brazos de ciguenal 54 y los datos de la medicion se transmiten al ordenador. El ordenador 40 calcula unos datos tridimensionales de posicion a partir de los datos de medicion del dispositivo de sensor 36 y los datos asociados de angulo de giro del transmisor de angulo de giro y los almacena como superficie parcial de referencia en la memoria de datos 41.
De la manera descrita, de modo subsiguiente es posible alojar una pieza bruta en el dispositivo de medicion 10, medirla y almacenar el resultado de la medicion como superficie parcial de la pieza bruta en la memoria de datos 41.
Con la ayuda de los datos almacenados de posicion de la superficie parcial de referencia y de la superficie parcial de la pieza bruta se puede calcular entonces la posicion optima de cada uno de los puntos de centrado para la aplicacion de los taladros de centrado en la pieza bruta. A este efecto, el programa del ordenador 40 compara una pluralidad de puntos discretos de referencia de la superficie parcial de referencia con la superficie parcial de la pieza bruta, calculando para cada punto de referencia la mas pequena desviacion de la superficie parcial de la pieza bruta con respecto al punto de referencia. En caso de que, por ejemplo, la superficie parcial de la pieza bruta esta elevada con respecto a un punto de referencia, es posible calcular el volumen de lugar elevado, por ejemplo como pequena piramide o casquete esferico, y calcular a partir del volumen y de los datos existentes relacionados con la pieza bruta la masa, su posicion de centro de gravedad y por lo tanto su efecto parcial de desequilibrio, es decir, la modificacion del desequilibrio causada por la desviacion de este lugar de la superficie parcial de la pieza bruta con respecto a la superficie parcial de referencia.
El mismo calculo es realizado para todos los puntos de referencia seleccionados y los efectos parciales de desequilibrio encontrados son sumados para formar un efecto del desequilibrio global. El efecto del desequilibrio global calculado puede ser convertido en la posicion del eje principal de inercia de una pieza de trabajo asumida que presenta la distribucion de masas nominal de la pieza bruta.
Sin embargo, la posicion calculada del eje de inercia todavfa no puede utilizarse como eje de mecanizado para la pieza bruta, ya que hay que tener en cuenta las modificaciones de la pieza bruta causadas por el proceso de mecanizado subsiguiente, dislocaciones del punto cero y un desequilibrio eventual de la pieza de trabajo de referencia. Por este motivo se ha mostrado ser ventajoso si se anade a la posicion del eje principal de inercia un decalaje que ha sido determinado a traves de unos desequilibrios medidos con respecto al eje de mecanizado, de varias piezas de trabajo fabricadas a partir de piezas brutas del mismo tipo, y memorizado en el ordenador. Mediante
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la adicion del decalaje se determina la posicion del eje de mecanizado y es posible calcular las posiciones de puntos de centrado como puntos de penetracion del eje de mecanizado a traves de planos ortogonales con respecto al eje de referencia de desequilibrio que estan situados en las caras frontales de la pieza bruta que deben ser mecanizados.
Los datos de posicion de los puntos de centrado son transmitidos a una maquina de perforacion de centrado en la cual se introduce la pieza bruta despues de su extraccion del dispositivo de medicion, para aplicar los taladros de centrado en los lugares calculados a este efecto. De manera preferente, el alojamiento de la maquina de perforacion de centrado esta realizado de tal manera que la posicion espacial de la pieza bruta con respecto a los ejes de alojamiento del dispositivo de medicion y de la maquina de perforacion de centrado es respectivamente la misma.
Figura 3 muestra un ejemplo de una pieza de trabajo de referencia 60, que esta fabricada a partir de una pieza bruta seleccionada de una serie de piezas de trabajo del mismo tipo. Para la seleccion de la pieza bruta para la pieza de trabajo de referencia 60 es ventajoso si las dimensiones de la pieza bruta se encuentran en el centro de las tolerancias validas de fabricacion, para evitar que las posibles desviaciones de la pieza bruta a ser comparada con la pieza de trabajo de referencia 60 sean demasiado importantes. La pieza de trabajo de referencia 60 esta mecanizada unicamente en los gorrones 62 del lado del extremo, ya que ellos sirven para el alojamiento en el dispositivo de medicion 10. Todas las demas secciones de la pieza de trabajo de referencia 60 estan sin mecanizar. Para el mecanizado de los gorrones, el equilibrado de la pieza de trabajo de referencia 60 ha sido centrado con el fin de obtener un desequilibrio original mmimo con respecto al eje de mecanizado. Puesto que el eje de mecanizado de la pieza de trabajo de referencia 60 debe coincidir lo mas exactamente posible con el eje de referencia de desequilibrio en el dispositivo de medicion 10, es conveniente si los gorrones 62 disponen de una superficie resistente al desgaste, para que el alojamiento de la pieza de trabajo de referencia 60 en el dispositivo de medicion 10 pueda ser reproducido correctamente. Por este motivo, sobre los gorrones 62 previamente retirados se han fijado por presion unos anillos endurecidos 63 que, despues de la fijacion, son pulidos hasta que presenten el diametro nominal. En el dispositivo de medicion 10, las superficies cilmdricas de alojamiento 64 de los anillos pueden ser captadas por el dispositivo de sensor 36 y sus centros pueden ser calculados en los planos de centrado para determinar la posicion del eje de referencia de desequilibrio. Por lo tanto, el eje de referencia de desequilibrio para el calculo del efecto del desequilibrio de las diversas piezas brutas a ser comparadas con la pieza de trabajo de referencia 60 es determinado de manera durable a traves de la pieza de trabajo de referencia 60.
Despues de terminar la pieza de trabajo de referencia 60, se mide su desequilibrio con respecto al eje de mecanizado a traves de una maquina de equilibrado. El valor de desequilibrio medido debe integrarse entonces en el calculo de los puntos de centrado, por ejemplo, anadiendolo al decalaje. De modo alternativo, la pieza de trabajo de referencia 60 tambien puede ser sometida a un equilibrado por arranque de material en la zona de los gorrones y los pasadores de ciguenal, de modo que se puede renunciar a un valor de desequilibrio a tener en cuenta para el calculo.
De modo ventajoso, la pieza de trabajo de referencia 60 tambien puede ser utilizada para el ajuste del punto cero de una maquina de perforacion de centrado para el taladro de las piezas brutas. A este efecto, al margen de los anillos endurecidos 63, pueden estar realizadas en las caras frontales de los gorrones 62 adicionalmente unas superficies de medicion cilmdricas coaxiales 65 que pueden ser palpadas mejor al instalar la maquina de perforacion de centrado con un reloj comparador. Las superficies de medicion 65 pueden estar formadas por pasadores de ajuste 66 que son fijados por presion en secciones cilmdricas de los taladros de centrado.
La invencion no esta limitada a los ejemplos de realizacion descritos. Asf cabe la posibilidad por ejemplo que la pieza de trabajo esta retenida de modo estacionario en el alojamiento del dispositivo de medicion y que los dispositivos de sensor son guiados alrededor de la pieza de trabajo fijada. En lugar de un dispositivo de sensor, adicionalmente es posible que varios dispositivos de sensor estan dispuestos alrededor de la pieza de trabajo, pudiendo desplazarse a lo largo de la pieza de trabajo estacionaria.

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    REIVINDICACIONES
    1. Procedimiento para determinar un eje de mecanizado de una pieza bruta giratoria que comprende unas zonas de pieza destinadas para ser mecanizadas por arranque de material y unas zonas de pieza que quedan sin mecanizado y cuya distribucion de masa nominal esta conocida, procedimiento realizado con la ayuda de un dispositivo de medicion (10) que es apto para medir la posicion espacial de puntos de superficie de la pieza, comprendiendo las etapas siguientes:
    la recepcion de una pieza de referencia (50, 60) en los lugares de alojamiento del dispositivo de medicion (10), la medicion, con la ayuda del dispositivo de medicion (10), de la posicion de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) con respecto a un eje de referencia de desequilibrio determinado en el dispositivo de medicion (10),
    la memorizacion, en una memoria de datos (41) de un ordenador (40), de los datos de posicion medidos de los numerosos puntos de las zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) como superficie parcial de referencia,
    el retiro de la pieza de referencia (50, 60) del dispositivo de medicion (10),
    la recepcion de una pieza bruta en los lugares de alojamiento del dispositivo de medicion (10),
    la medicion, con la ayuda del dispositivo de medicion (10), de la posicion de numerosos puntos de zonas de
    superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta,
    la memorizacion en la memoria de datos (41) del ordenador (40), de los datos de posicion medidos de los numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza bruta como superficie parcial de pieza bruta,
    el calculo de un efecto de desequilibrio resultando de la diferencia entre la superficie parcial de pieza bruta y la superficie parcial de referencia con respecto al eje de referencia de desequilibrio a partir de los datos de posicion memorizados,
    la expresion del efecto de desequilibrio a traves de la posicion del eje de inercia principal de una pieza asumida que presenta una distribucion de masas nominal y
    el calculo del eje de mecanizado a traves de la adicion de un decalaje con respecto a la posicion del eje de inercia principal, decalaje que es determinado de manera empmca sobre la base de desequilibrios, medidos con respecto al eje de pieza mecanizada, de una pluralidad de piezas fabricadas a partir de piezas brutas del mismo tipo que tienen un eje de mecanizado determinado de acuerdo con el procedimiento, y memorizados en el ordenador (40).
  2. 2. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 1, caracterizado por el hecho de que la posicion del eje de mecanizado es exprimida a traves de la posicion de puntos de centrado que son calculados como puntos de penetracion del eje de mecanizado por los planes frontales de la pieza bruta que estan orientados de modo ortogonal con respecto al eje de referencia de desequilibrio.
  3. 3. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por el hecho de que unos puntos de referencia discretos de la superficie parcial de referencia son seleccionados, un efecto de desequilibrio parcial es determinado para cada punto de referencia discreto sobre la base de la diferencia entre la superficie parcial de pieza bruta y el punto de referencia y el efecto de desequilibrio que resulta es determinado por la suma de los efectos de desequilibrio parciales de todos los puntos de referencia.
  4. 4. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 3, caracterizado por el hecho de que un efecto de desequilibrio parcial nominal es determinado para cada punto de referencia discreto en el caso de una pequena diferencia nominal admitida entre la superficie parcial de pieza bruta y el punto de referencia y es memorizado como coeficiente de influencia del punto de referencia, y por el hecho de que el efecto de desequilibrio parcial real es determinado para cada punto de referencia discreto por multiplicacion del coeficiente de influencia del punto de referencia y de la diferencia medida entre la superficie parcial de pieza bruta y el punto de referencia.
  5. 5. Procedimiento de acuerdo con la reivindicacion 4, caracterizado por el hecho de que el efecto de desequilibrio parcial nominal es exprimido para cada punto de referencia discreto como desviacion de posicion del eje de inercia principal de una pieza asumida que presenta una distribucion de masas nominal.
  6. 6. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la pieza de referencia (50, 60) es fabricada a traves del mecanizado de una pieza bruta que presenta un desequilibrio original muy debil.
  7. 7. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que la forma de las zonas de pieza que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) se situa en el centro de las desviaciones de forma impuestas por la fabricacion.
  8. 8. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por el hecho de que el eje de referencia de desequilibrio del dispositivo de medicion (10) es determinado por la medicion de la posicion de superficies de apoyo (56) de la pieza de referencia (50) a traves del dispositivo de medicion (10).
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  9. 9. Dispositivo para determinar el eje de mecanizado de una pieza bruta giratoria que comprende unas zonas de pieza destinadas para ser mecanizadas por arranque de material y unas zonas de pieza que quedan sin mecanizado, y cuya distribucion de masas nominal esta conocida, comprendiendo
    una pieza de referencia (50, 60),
    un dispositivo de medicion (10) que comprende unos lugares de alojamiento destinados para recibir la pieza de referencia (50, 60) o una pieza bruta, comprendiendo un dispositivo de deteccion destinado para medir la posicion de numerosos puntos de zonas de superficie que quedan sin mecanizado de la pieza de referencia (50, 60) y de la pieza bruta, y un eje de referencia de desequilibrio asociado con el dispositivo de deteccion,
    un ordenador (40) que comprende una memoria de datos (41) destinada para la memorizacion de datos de posicion medidos de numerosos puntos des zonas de superficie que quedan sin mecanizado como superficie parcial de referencia de la pieza de referencia (50, 60) y como superficie parcial bruta de la pieza bruta,
    estando el ordenador (40) concebido para calcular a partir de los datos de posicion memorizados un efecto de desequilibrio que resulta de la diferencia entre la superficie parcial de pieza bruta y la superficie parcial de referencia con respecto al eje de referencia de desequilibrio,
    para exprimir el efecto de desequilibrio por la posicion del eje de inercia principal de una pieza asumida que presenta una distribucion de masas nominal, y para calcular el eje de mecanizado a traves de la adicion de un decalaje con respecto a la posicion del eje de inercia principal, decalaje que es determinado de manera empmca sobre la base de desequilibrios medidos con respecto al eje de pieza mecanizada de una pluralidad de piezas fabricadas a partir de pieza brutas de las piezas del mismo tipo que tienen un eje de mecanizado determinado por el procedimiento, y memorizado en el ordinador (40).
  10. 10. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 9, caracterizado por el hecho de que el ordenador esta concebido para calcular unos puntos de centrado como puntos de penetracion del eje de mecanizado por los planes frontales de la pieza bruta que estan orientados de modo ortogonal con respecto al eje de referencia de desequilibrio.
  11. 11. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 o 10, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de deteccion (10) comprende un dispositivo de sensor (36) que detecta unas formas tridimensionales de manera optica y sin contacto.
  12. 12. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 11, caracterizado por el hecho de que los lugares de almacenamiento estan dispuestos en un husillo giratorio, y por el hecho de que el dispositivo de deteccion del dispositivo de medicion (10) es movil en direccion del eje de rotacion del husillo.
  13. 13. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 12, caracterizado por el hecho de que el husillo comprende una superficie anular coaxial que se situa en la zona de deteccion del dispositivo de deteccion.
  14. 14. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 13, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de deteccion puede girar alrededor de un eje (35) inclinado con respecto al eje de rotacion del husillo.
  15. 15. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 14, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de deteccion esta dispuesto sobre un carro (32) que esta alojado de manera que se puede desplazar sobre un carril de grna (30) paralelamente al eje de referencia de desequilibrio.
  16. 16. Dispositivo de acuerdo con la reivindicacion 15, caracterizado por el hecho de que el dispositivo de deteccion comprende por lo menos dos dispositivos de sensor que estan sujetados en el carro (32) y que estan dispuestos de tal manera que detectan la pieza por dos lados opuestos.
  17. 17. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 16, caracterizado por el hecho de que la pieza de referencia (60) comprende unas superficies de apoyo (64) formadas por unos anillos (63) endurecidos.
  18. 18. Dispositivo de acuerdo con una de las reivindicaciones 9 a 17, caracterizado por el hecho de que la pieza de referencia (60) comprende en las caras frontales unas superficies de medicion concentricas (65) destinadas para determinar el eje de referencia de desequilibrio.
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