ES2713453T3 - Sistema para la verificación de las características dimensionales y/o geométricas de piezas de trabajo y procedimiento relacionado para la fabricación - Google Patents

Abstract

Sistema de verificación (4) para la verificación de características dimensionales y/o geométricas de una pieza de trabajo (W) que comprende: - un elemento de soporte y referencia (30); - un palpador (50) para tocar la pieza de trabajo (W) que se va a verificar; - un conjunto de transmisión (40), que comprende un brazo (42) que sostiene un palpador (50) y móvil con respecto al elemento de soporte y referencia (30); y - un dispositivo transductor (14) diseñado para cooperar con el conjunto de transmisión (40) para detectar la posición de una superficie de verificación (41) del brazo (42) con respecto al elemento de soporte y referencia (30) y generar señales correspondientes indicativas de las características dimensionales y/o geométricas de la pieza de trabajo (W); caracterizado por que por lo menos uno del elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) está fabricado de un material que tiene una densidad no superior a 1,6 g/cm3 y una resistencia a la tracción no inferior a 1,3 GPa.

Description

DESCRIPCION

Sistema para la verificacion de las caracterfsticas dimensionales y/o geometricas de piezas de trabajo y procedimiento relacionado para la fabricacion

Campo tecnico

La presente invencion se refiere a un sistema para la verificacion de las caracterfsticas dimensionales y/o geometricas de una pieza de trabajo, que comprende: un elemento de soporte y referencia, un palpador para tocar la pieza de trabajo que se va a verificar, un conjunto de transmision que comprende un brazo que sostiene el palpador y movil con respecto al elemento de soporte y referencia y un dispositivo transductor disenado para cooperar con el conjunto de transmision para detectar la posicion de una superficie de verificacion del brazo con respecto al elemento de soporte y referencia y generar senales correspondientes indicativas de las caracterfsticas dimensionales y/o geometricas de la pieza de trabajo.

En lo que sigue a continuacion se describe tambien un procedimiento para la fabricacion de un sistema de verificacion con un elemento de soporte y referencia y un brazo, movil con respecto al elemento de soporte y referencia, que comprende las etapas de la disposicion de una plancha de material que tiene una densidad no superior a 1,6 g/cm3 y una resistencia a la traccion no inferior a 1,3 GPa, obteniendo una pluralidad de elementos planos a partir de dicha plancha de material y la conexion de dichos elementos planos uno al otro para obtener estructuras a modo de caja con una seccion hueca sustancialmente rectangular que define por lo menos un elemento de soporte y referencia y el brazo (sin embargo, un procedimiento de este tipo no se reivindica).

La presente invencion puede ser ventajosamente aplicada pero no exclusivamente a la verificacion de precision y a alta velocidad de la forma o perfil de piezas de trabajo mecanicas que giran fabricadas con una herramienta, por ejemplo, rectificadas con una muela, que muestran ondulaciones superficiales pequenas y frecuentes debido a dicha fabricacion mecanica, a la cual la siguiente memoria se refiere explfcitamente sin perder la generalizacion.

Tecnica anterior

Los aparatos para la verificacion de caracterfsticas geometricas de piezas de trabajo, en particular para la verificacion de la forma de las superficies de piezas giratorias, son conocidos y ampliamente extendidos en el mercado.

Generalmente, los aparatos conocidos comprenden un sistema para la medicion o la verificacion, con un elemento de soporte y referencia, un palpador que puede tocar una pieza de trabajo giratoria que se va a verificar, un conjunto de transmision con un punto de apoyo que permite movimientos del palpador con respecto al elemento de soporte y referencia y un dispositivo transductor para detectar la posicion del palpador con respecto al elemento de soporte y referencia y proporcionar una senal indicativa de las dimensiones de la pieza de trabajo. Por ejemplo, en la patente europea numero EP0946854B1, propiedad del solicitante de la presente solicitud, se describe un sistema para la verificacion de dimensiones lineales de piezas de trabajo, con un elemento integral que define un brazo para sostener un palpador, una parte de referencia y un punto de apoyo que permite giros o flexiones del brazo con respecto a la parte de referencia y un dispositivo transductor para proporcionar senales indicativas de la posicion del palpador con respecto a la parte de referencia. El elemento integral esta fabricado por medio de una banda individual doblada en U de plancha de acero inoxidable, que mas tarde sufre una embuticion profunda en un punto en el que se obtiene un punto de apoyo muy delgado y blando. Como consecuencia, resulta un sistema de peso ligero que caracteriza resultados de una fuerza de medicion baja. En una fase operativa, el brazo, a traves de las flexiones en el punto de apoyo, mantiene el palpador en contacto con la pieza de trabajo que gira. Puesto que la fuerza de medicion es baja, el palpador sigue el perfil de la pieza de trabajo, la pieza de trabajo no se dana, por ejemplo se alabea y/o arana, incluso cuando es debil estructuralmente y/o fabricada de un material blando y el transductor detecta la posicion del palpador con respecto a la parte de referencia y proporciona una senal indicativa de dicho perfil.

Sin embargo, este sistema puede presentar algun problema en la verificacion de precision a alta velocidad o en la medicion de las dimensiones y en la forma de las piezas con errores sistematicos comunes de forma que pueden aparecer, por ejemplo, durante los procesos de rectificado. Si la muela de la rectificadora, por supuesto, no esta perfectamente equilibrada, mientras gira, esta por consiguiente sometida a vibraciones regulares que son conocidas en la literatura con el nombre de marcas de vibracion. Debido a tales vibraciones, en la fase de fabricacion de una pieza de trabajo, las ondulaciones superficiales con una amplitud superior a 50 nm se crean en el perfil entero de la pieza, que altera la forma de la ultima. En una fase de verificacion de la pieza de trabajo fabricada, cuando el palpador toca la pieza que gira y corre a traves por ejemplo de un frente elevado de una ondulacion superficial debido a las marcas de vibracion, el palpador esta sometido a una fuerza impulsiva proporcional a la velocidad de giro de la pieza, fuerza impulsiva la cual mueve el palpador alejandolo del perfil de la pieza que gira. A pesar de que su duracion sea limitada en el tiempo, esta fuerza impulsiva generalmente es mas elevada que la fuerza de medicion baja del sistema descrito, por lo tanto el palpador se toma un cierto tiempo para invertir el movimiento de alejamiento y volver a tocar la pieza de trabajo que gira, probablemente rebotando sobre la ultima por lo menos una vez, durante lo cual el sistema detecta una medicion incorrecta de las caractensticas del perfil.

Revelacion de la invencion

El objeto de la presente invencion es proporcionar un sistema extremadamente preciso y fiable para la verificacion o medicion de caractensticas dimensionales y/o geometricas de piezas de trabajo, por ejemplo para la verificacion de la forma de una superficie que gira, sistema el cual tiene una estructura simple, puede ser implantado facilmente y de forma barata, va mas alla de los lfmites del sistema de verificacion conocido y puede ser utilizado en aparatos de precision que trabajen a alta velocidad.

Estos y otros objetos se consiguen mediante un sistema de verificacion segun la reivindicacion 1.

Una ventaja importante obtenida a traves del sistema de verificacion segun la presente invencion y a traves del aparato que comprende uno o mas de dichos sistemas de verificacion consiste en la posibilidad de realizar, con resultados extremadamente fiables, una verificacion de precision y a alta velocidad o la medicion de piezas de trabajo que giran que puedan presentar ondulaciones superficiales debido a la fabricacion mecanica. Un sistema de verificacion preciso y fiable puede ser obtenido a traves de un procedimiento simple, rapido y economico para la fabricacion.

Objetos y ventajas adicionales de la presente invencion se pondran de manifiesto a partir de la descripcion detallada que sigue a continuacion.

Breve descripcion de los dibujos

La presente invencion se describe ahora con referencia a las hojas de dibujos adjuntos, proporcionados a tttulo de ejemplos no limitativos, en los cuales:

- la figura 1 es una vista esquematica de un aparato con un sistema segun la presente invencion, muy simplificado y con piezas quitadas por claridad, para la verificacion de las caractensticas dimensionales y geometricas de una pieza de trabajo;

- la figura 2 es una vista a mayor escala de la figura 1 que presenta con mas detalle pero sin embargo de modo esquematico el sistema de verificacion segun la presente invencion; y

- la figura 3 es una seccion a mayor escala a lo largo de la lmea III - III de un detalle del sistema de verificacion de la figura 2.

Mejor modo de llevar a cabo la invencion

La figura 1 es una vista esquematica de un aparato 1 para la verificacion de las caractensticas dimensionales y/o geometricas de una pieza de trabajo W, en especial para la verificacion de la forma de una superficie S de un componente C de la pieza de trabajo W. El aparato 1 comprende un bastidor 2, medios de soporte y giro 6 disenados para referir con precision y girar la pieza de trabajo W, por consiguiente el componente C, alrededor de un eje de giro R, una corredera de medicion 3 capaz de llevar a cabo movimientos de traslacion en ambos sentidos de una direccion D paralela al eje de giro R y un conjunto de procesamiento 5 capaz de enviar senales de control a la corredera de medicion 3 para controlar dichos movimientos de traslacion. Ademas, el aparato 1 incluye por lo menos un sistema de verificacion o celula de medicion 4, para verificar y/o medir caractensticas dimensionales y/o geometricas de la pieza de trabajo W. En el aparato 1, por ejemplo, la celula de medicion 4 esta disenada para ser acoplada a la corredera de medicion 3 a fin de ser movida a lo largo de la direccion principal D. Con mas detalle, la celula de medicion 4 comprende un elemento de soporte y referencia 30 con una base 31 ngidamente conectada y convenientemente referida a la corredera de medicion 3 por medio de elementos conocidos esquematicamente representados con un apoyo 13.

La celula de medicion 4 segun la presente invencion tambien comprende un palpador 50 con un elemento de contacto, una esfera de contacto 51 en la figura 1, para tocar la pieza de trabajo W que se va a verificar, en particular la superficie S del componente C y un conjunto de trasmision 40. La celula de medicion 4 tambien comprende un brazo 42 que sostiene el palpador 50 y movil con respecto al elemento de soporte y referencia 30, que permite los movimientos del palpador 50 a lo largo de la direccion de medicion debido a la variacion de las dimensiones radiales del componente C cuando la esfera de contacto 51 se apoya contra el mismo. Con referencia a la figura 2, el palpador 50 esta ngidamente conectado al brazo 42, de tal modo que la posicion del brazo 42, mas espedficamente de una superficie de verificacion 41 del ultimo, con respecto al elemento de soporte y referencia 30 es linealmente dependiente de la posicion de dicho palpador 50.

Un dispositivo transductor 14 de la celula de medicion 4, por ejemplo un cabezal a modo de "lapiz" con movimiento axial, que esta representado conectado al elemento de soporte y referencia 30 en la figura, es capaz de detectar la posicion del palpador 50 con respecto al elemento de soporte y referencia 30 y generar senales correspondientes indicativas de las caractensticas dimensionales y/o geometricas del componente C de la pieza de trabajo W. En particular, el dispositivo transductor 14 esta disenado para cooperar con el conjunto de trasmision 40, por ejemplo tiene una pieza movil en contacto con la superficie de verificacion 41 del brazo 42, para detectar la posicion del ultimo y por consiguiente del palpador 50, con respecto al elemento de soporte y referencia 30 y enviar las senales correspondientes al conjunto de procesamiento 5.

El dispositivo transductor 14 tambien esta conectado al conjunto de procesamiento 5 que recibe y procesa las senales generadas por la celula de medicion 4 a fin de verificar o medir dichas caractensticas. El conjunto de procesamiento tambien esta conectado a un conjunto conocido per se y esquematicamente representado con la referencia 7, que envfa senales indicativas de la posicion angular de la pieza de trabajo W y por lo tanto del componente C durante el giro respectivo.

Por lo menos uno de los dos, del elemento de soporte y referencia 30 y del brazo 42, preferiblemente ambos, es en forma de caja, esto es, que tiene una estructura con una seccion hueca sustancialmente rectangular, como se representa en la figura 3. En particular, una estructura de este tipo esta definida por medio de una pluralidad de elementos planos conectados unos a otros, preferiblemente encolados en bordes de conexion. Los elementos planos estan fabricados de un material que tenga una densidad no superior a 1,6 g/cm3 (por lo tanto un peso mas ligero que el acero, el cual tiene una densidad igual a aproximadamente 7,7 g/cm3) y alta resistencia a la traccion, por ejemplo no inferior a 1,3 GPa, tal como por ejemplo un material compuesto de fibra de carbono. Dichos elementos planos se pueden obtener de forma ventajosa a partir de una plancha de material, por ejemplo cortados por medio de la tecnologfa de chorro de agua, con costes y tiempos de produccion notablemente inferiores a aquellos de un elemento estampado. Como consecuencia, el elemento de soporte y referencia 30 y/o el brazo 42 resultan ser resistentes y de peso ligero al mismo tiempo.

El conjunto de trasmision 40 comprende tambien dos tirantes de conexion 44 entre el brazo 42 y el elemento de soporte y referencia 30, en particular la base 31. Cada uno de los dos tirantes de conexion 44 incluye una parte plana y ngida 45 y dos partes elasticas que definen un punto de apoyo 46, por ejemplo, en cada uno de los dos extremos opuestos de conexion a la base 31 y al brazo 42. Los tirantes de conexion 44 estan adecuadamente dispuestos paralelos uno al otro. Como consecuencia, la base 31 del elemento de soporte y referencia 30 y el brazo 42, que tambien resultan alineados en direcciones paralelas una a la otra, junto con los dos tirantes de conexion 44 forman una estructura de paralelogramo flexible provisto de puntos de apoyo 46, capaces de permitir movimientos del brazo 42, por lo tanto del palpador 50, con respecto al elemento de soporte y referencia 30, a lo largo de la direccion de medicion.

Cada uno de los dos tirantes de conexion 44 preferiblemente comprende una lamina 48 fabricada de un material con una densidad no superior a 4,4 g/cm3 (por lo tanto un peso mas ligero que el acero, que tiene una densidad igual a aproximadamente 7,7 g/cm3 como ya se ha dicho), una resistencia a la traccion no inferior a 1000 MPa y un modulo de elasticidad no superior a 110 GPa (que es menos ngido que el acero, cuyo modulo de elasticidad es aproximadamente 210 GPa), por ejemplo una aleacion de titanio. En este caso, la parte plana y ngida 45 se obtiene mediante el acoplamiento, preferiblemente por encolado, de elementos de refuerzo 47, por ejemplo placas de material compuesto de fibras de carbono, a la lamina 48, en una zona central que no comprende las dos partes elasticas que definen los puntos de apoyo 46 en los extremos de conexion. Tambien los elementos de refuerzo 47 se pueden obtener de forma ventajosa, por ejemplo mediante corte por medio de la tecnologfa de chorro de agua, a partir de dicha una plancha de material de la cual se obtienen los elementos planos, con las ventajas ya mencionadas. Gracias tambien a las caractensticas del material de las laminas 48, la estructura de paralelogramo flexible esta caracterizada por una elevada capacidad de alabeo, en particular doblado, cuando sufre una fuerza y rapidamente vuelve a la posicion anterior cuando cesa la fuerza que causaba su deformacion.

Basicamente, la posicion de la superficie de verificacion 41 del brazo 42 depende de un modo no lineal tambien de los movimientos del brazo 42 a lo largo de direcciones diferentes de la de medicion, como una funcion de las flexiones del paralelogramo, mas exactamente las flexiones de las partes elasticas de los tirantes de conexion 44 que definen los puntos de apoyo 46. Con respecto al elemento de soporte y referencia 30, por supuesto, el brazo 42 lleva a cabo movimientos a lo largo de una trayectoria que puede ser idealmente asimilada a un arco circular. La senal correspondiente que el cabezal 14 en contacto con la superficie de verificacion 41 o envfa a la unidad de procesamiento 5, comprende por lo tanto un componente lineal, que depende de la posicion del palpador 50 a lo largo de la direccion de medicion y un componente no lineal, no deseado. A fin de obtener informacion correcta sobre las dimensiones y la forma de dicho componente C, cuando la esfera de contacto 51 toca la superficie S del componente C, es ventajoso que el conjunto de procesamiento 5 ejecute un algoritmo de compensacion apropiado para extraer el componente no lineal a partir de las senales recibidas desde el cabezal 14.

El conjunto de trasmision 40 incluye un mecanismo de limitacion 55, conectado al elemento de soporte y referencia 30, el cual comprende un primer elemento de apoyo 56 y un segundo elemento de apoyo 57 capaces de cooperar con el brazo 42 a fin de limitar sus movimientos y por consiguiente limitar la flexion del paralelogramo, evitando de ese modo el danado de los puntos de apoyo 46. Con mas detalle, el primer elemento de apoyo 56 limita la sobre carrera del brazo 42, mientras el segundo elemento de apoyo 57 limita la carrera previa del ultimo.

Un resorte de tension 58 referido al brazo 42 en una parte y a un elemento de conexion 59 conectado al elemento de soporte y referencia 30 en la otra, para forzar al palpador 50, en particular la esfera de contacto 51, hacia el componente C de la pieza de trabajo W. Este resorte de tension 58 preferiblemente es ajustable, para ajustar la presion que la esfera de contacto 51 aplica sobre la superficie S el componente C que se va a verificar.

Un elemento de bloqueo o pasador 43 es capaz de cooperar con el conjunto de trasmision 40 a fin de bloquearlo en una configuracion estatica, en donde por ejemplo las laminas 48 no estan dobladas, en particular durante las operaciones de transporte o los trabajos de mantenimiento. Por ejemplo, el pasador de bloqueo 43 puede estar insertado en un orificio del brazo 42 para fijar el ultimo al elemento de soporte y referencia 30, a fin de evitar cualquier flexion en la estructura del paralelogramo. En la configuracion estatica, el conjunto de trasmision 40 esta salvaguardado de posibles colisiones o una manipulacion inadecuada que podna danar o romper algunos componentes del conjunto de trasmision completo 40.

La celula de medicion 4 tambien comprende un dispositivo de retraccion 60, por ejemplo un cilindro neumatico, conectado al elemento de soporte y referencia 30. El cilindro neumatico 4 es capaz de recibir senales de control desde el conjunto de procesamiento 5 a fin de cooperar con el conjunto de trasmision 40, por ejemplo tirar del brazo 42 hacia arriba para que entre en contacto con el primer elemento de apoyo 56 mediante la superacion de la fuerza del resorte de tension 58 y llevar la celula de medicion 4 a un estado de retraccion, en el que la estructura del paralelogramo se dobla y, si la pieza de trabajo W y esta dispuesta en los medios de soporte y giro 6, la esfera de contacto 51 esta a una cierta distancia de la superficie del componente C. El cilindro neumatico 60 de forma ventajosa esta equipado con un elemento de ajuste o tuerca 61 capaz de cooperar con el elemento de soporte y referencia 30 para ajustar la carrera el cilindro neumatico 60 con respecto al conjunto de trasmision 40.

El funcionamiento del aparato 1 se describe en lo siguiente, por ejemplo para la verificacion de la forma y/o el perfil de una superficie S de un componente C de una pieza de trabajo W, en donde la superficie S caracteriza ondulaciones pequenas y frecuentes debido a la fabricacion mecanica.

En caso de inactividad, el pasador de bloqueo 43 se inserta en el orificio del brazo 42, a fin de fijar el ultimo al elemento de soporte y referencia 30. Por consiguiente, el conjunto de trasmision 40 se bloquea en la configuracion estatica en donde se evita cualquier flexion de la estructura del paralelogramo. A fin de realizar operaciones de verificacion con el aparato 1, el pasador de bloqueo 43 debe ser extrafdo del orificio del brazo 42 de modo que estructura del paralelogramo sea libre de doblarse.

De forma conveniente, un procedimiento de calibracion puede ser inicialmente ejecutado mediante la verificacion de un patron, esto es una pieza de muestra que comprende una superficie que tiene un perfil de referencia que corresponde al perfil nominal de la superficie S del componente C que se va a verificar. El patron se dispone y se referencia a los medios de soporte y giro 6 del aparato 1 y es girado alrededor del eje de giro R, de modo que la superficie con el perfil de referencia esta colocada, mientras gira, a una altura que es conocida a priori.

En una fase inicial, el cilindro neumatico 60 recibe la senal de control desde el conjunto de procesamiento 5, para tirar del brazo 42 hacia arriba al contacto con el primer elemento de apoyo 56 mediante la superacion de la fuerza del resorte de tension 58, de modo que la celda de medicion 4 es llevada al estado de retraccion anteriormente descrito. Puesto que la base 31 esta referida y ngidamente conectada a la corredera de medicion 3, la ultima, convenientemente controlada por el conjunto de procesamiento 5, mueve la celula de medicion 4, que se retrae, a lo largo de la direccion principal D, hasta que la esfera de contacto 51 es llevada a la altura conocida de la superficie de referencia del patron.

En una fase de deteccion, el cilindro neumatico 60, controlado por un conjunto de procesamiento 5, libera el brazo 42 y la esfera de contacto 51 del palpador 50, bajo la accion del resorte de tension 58, es forzada contra la superficie de referencia. En este punto, el resorte de tension 58 se ajusta convenientemente para establecer la presion que la esfera de contacto 51 ejerce sobre el patron de modo que el palpador siga el perfil del ultimo y entonces el del componente C, sin danarlos. El cabezal 14, puesto que esta en contacto con la superficie de verificacion 41 del brazo 42, genera senales indicativas de la posicion del palpador 50 a lo largo de la direccion de medicion. El conjunto de procesamiento 5 detecta tales senales durante por lo menos un giro del patron y las procesa de un modo conocido con la informacion concerniente al giro, en particular la posicion angular del patron, para obtener y almacenar, de un modo conocido per se, el perfil de referencia con el cual las siguientes mediciones son comparadas.

El procedimiento para la verificacion de la forma y posiblemente las dimensiones de la superficie S del componente C ocurre al final de la calibracion.

En particular, en una nueva fase inicial, la celula de medicion 4 es llevada al estado de retraccion por el cilindro neumatico 60, como se ha descrito anteriormente, en donde la esfera de contacto 51 no toca la superficie de referencia, de modo que el patron puede ser extrafdo del aparato 1. La pieza de trabajo W esta dispuesta en y referida a los medios de soporte y giro 6 del aparato 1 y es girada alrededor del eje de giro R, de modo que la superficie S del componente C que se va a verificar esta colocada, mientras gira, a la altura mencionada antes que es conocida a priori.

En una fase de deteccion subsiguiente, el cilindro neumatico 60, controlado por el conjunto de procesamiento 5, libera el brazo 42 y la esfera de contacto 51 del palpador 50, bajo la accion del resorte de tension 58, es forzada por consiguiente contra la superficie S. El cabezal 14, puesto que esta en contacto con la superficie de verificacion 41 del brazo 42, genera senales indicativas de la posicion del palpador 50 a lo largo de la direccion de medicion. El conjunto de procesamiento 5 detecta tales senales durante por lo menos un giro de la pieza de trabajo W, las procesa de modo conocido con la informacion concerniente al giro, en particular la posicion angular de la pieza de trabajo W y compara el resultado del procesamiento relativo al perfil de la superficie S del componente C y el perfil de referencia almacenado durante el procedimiento de calibracion, a fin de verificar si el perfil real se acopla o no con el perfil de referencia en menos de unas tolerancias previamente determinadas y/o para detectar errores de forma de la superficie verificada S, por ejemplo la frecuencia y la entidad de las ondulaciones superficiales anteriormente citadas.

Cuando la esfera de contacto 51, durante el rastreo de la superficie S sobre el giro del componente C, corre a traves de un frente elevado de una de las ondulaciones superficiales, esta sometida a una fuerza impulsiva proporcional a la velocidad de giro de dicho componente C, que mueve la esfera de contacto 51 alejandola de la superficie S que esta siendo verificada. Combinando de forma ventajosa las caractensticas de ligereza y rigidez del brazo 42 o del elemento de soporte y referencia 30, preferiblemente de ambos, con las caractensticas de la ligereza, resistencia a la traccion y un modulo de elasticidad de los dos tirantes de conexion 44 que definen los puntos de apoyo 46, la celula de medicion 4 es capaz de contrarrestar una fuerza impulsiva de este tipo con una fuerza opuesta suficiente para que a la esfera de contacto 51 le lleve un tiempo reducido, con respecto a los sistemas conocidos, invertir el movimiento de alejarse y volver a tocar la superficie giratoria S, produciendo de ese modo o haciendo cero el numero de rebotes y minimizando el tiempo durante el cual el conjunto de procesamiento 5 detecta senales que no son indicativas del perfil, o de las dimensiones radiales del componente C.

Cuando termina la fase de deteccion, la celula de medicion 4 es llevada de nuevo por el cilindro neumatico 60 al estado de retraccion, como se ha descrito anteriormente.

Ahora, la corredera de medicion 3, apropiadamente controlada por el conjunto de procesamiento 5, puede mover la celula de medicion 4, la cual esta en el estado de retraccion, a lo largo de la direccion principal D, hasta que la esfera de contacto 51 es llevada a una altura conocida adicional de una segunda superficie S' de un componente adicional C' de la misma pieza de trabajo W. Si la segunda superficie S' tiene un perfil sustancialmente identico a aquel de la superficie S, ocurre un nuevo procedimiento de verificacion; de otro modo, un nuevo procedimiento de calibracion puede ocurrir con un segundo patron, que comprenda una superficie de referencia con un perfil de referencia que corresponda al perfil nominal de la segunda superficie S' que se va a verificar, apropiadamente colocada, mientras gira, a la altura adicionalmente conocida.

Ademas de lo que ha sido descrito hasta aqrn, el aparato 1 tambien puede ser aplicado para la medicion de dimensiones lineales, por ejemplo diametros. Una aplicacion alternativa posible incluye la verificacion dimensional y/o de la forma de muchas piezas del mismo tipo, esto es piezas que tengan una morfologfa similar pero diferentes dimensiones nominales, tales como por ejemplo cojinetes lisos de diversos ciguenales o arboles de levas.

El aparato 1 para la verificacion de caractensticas dimensionales y/o geometricas descrito hasta aqrn puede ser modificado sin salirse del ambito de la presente invencion.

Pueden ser utilizados componentes que tengan forma y/o dimensiones diferentes de aquellas ilustradas, por ejemplo. En particular, el elemento de soporte y referencia 30 y el brazo 42 pueden estar moldeados de un modo diferente de aquel representado en la figura 2 y los elementos superficiales pueden incluir orificios convenientes, para reducir adicionalmente el peso de la celula de medicion 4 sin modificar su resistencia a la traccion.

Posiblemente, por lo menos uno del elemento de soporte y referencia 30 y el brazo 42 puede estar lleno con un material que pueda absorber colisiones y vibraciones, por ejemplo un polfmero termoplastico tal como acrilonitrilo butadieno estireno (ABS).

El mecanismo de limitacion 55 y el elemento de conexion 59 pueden estar directamente conectados al elemento de soporte y referencia 30, o por medio de un elemento de soporte integral con dicho elemento de soporte y referencia 30. De forma analoga, el pasador de bloqueo 43 puede fijar el brazo 42 directamente al elemento de soporte y referencia 30, o fijar el brazo 42 al elemento de soporte anteriormente mencionado o a un elemento de soporte adicional integral con el elemento de soporte y referencia 30.

El cilindro neumatico 60 posiblemente puede estar equipado con una tuerca redonda de bloqueo capaz de bloquearlo en una posicion en la que la conexion de aire del cilindro neumatico 60 pueda entrar mas facilmente.

Como una alternativa, puede ser utilizado un dispositivo de retraccion diferente 60, por ejemplo un motor asmcrono, tambien controlado por el conjunto de procesamiento 5, que tiene la ventaja de ser mas rapido y mas preciso con respecto a un cilindro neumatico.

Como una alternativa, el cabezal a modo de lapiz 14 puede ser sustituido por un dispositivo transductor diferente, por ejemplo, una graduacion lineal optica, preferiblemente laser, el lector del mismo posiblemente esta acoplado a la superficie de verificacion 41 el brazo 42.

Un aparato 1 que comprenda una o mas celulas de medicion 4 segun la invencion puede adoptar muchas configuraciones posibles, todas conocidas per se, diferentes de la configuracion de la figura 1. Puede comprender por ejemplo mas celulas de medicion 4 fijadas a un bastidor igual al bastidor 2 y adecuadamente orientadas para verificar simultaneamente las caractensticas dimensionales y/o geometricas de diversos componentes C de la misma pieza de trabajo W, siempre que el numero de celulas de medicion 4 se acople por ejemplo al numero de componentes C que se van a verificar.

Claims (15)

REIVINDICACIONES

1. Sistema de verificacion (4) para la verificacion de caractensticas dimensionales y/o geometricas de una pieza de trabajo (W) que comprende:

- un elemento de soporte y referencia (30);

- un palpador (50) para tocar la pieza de trabajo (W) que se va a verificar;

- un conjunto de transmision (40), que comprende un brazo (42) que sostiene un palpador (50) y movil con respecto al elemento de soporte y referencia (30); y

- un dispositivo transductor (14) disenado para cooperar con el conjunto de transmision (40) para detectar la posicion de una superficie de verificacion (41) del brazo (42) con respecto al elemento de soporte y referencia (30) y generar senales correspondientes indicativas de las caractensticas dimensionales y/o geometricas de la pieza de trabajo (W);

caracterizado por que por lo menos uno del elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) esta fabricado de un material que tiene una densidad no superior a 1,6 g/cm3 y una resistencia a la traccion no inferior a 1,3 GPa.

2. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 1 en el que dicho por lo menos uno del elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) esta fabricado de un material compuesto de fibra de carbono.

3. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 1 o la reivindicacion 2 en el que dicho por lo menos uno del elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) esta definido por medio de una pluralidad de elementos planos conectados uno al otro.

4. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 3 en el que dichos elementos planos incluyen orificios.

5. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 3 o 4 en el que dichos elementos planos se obtienen a partir de una plancha de material.

6. Sistema de verificacion (4) segun cualquiera de las reivindicaciones 3 a 5 en el que dichos elementos planos se obtienen por medio de tecnologfa de chorro de agua.

7. Sistema de verificacion (4) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) estan ambos fabricados de dicho material que tiene una densidad no superior a 1,6 g/cm3 y una resistencia a la traccion no inferior a 1,3 GPa.

8. Sistema de verificacion (4) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que por lo menos uno del elemento de soporte y referencia (30) y el brazo (42) esta lleno con un material capaz de absorber colisiones y vibraciones.

9. Sistema de verificacion (4) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores en el que el conjunto de transmision (40) comprende tambien dos tirantes de conexion (44) entre el brazo (42) y la base (31) del elemento de soporte y referencia (30), cada uno con dos partes elasticas que definen un punto de apoyo (46) en cada uno de dos extremos opuestos de conexion, la base (31), el brazo (42) y los dos tirantes de conexion (44) formando una estructura de paralelogramo.

10. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 9 en el que cada uno de los dos tirantes de conexion (44) comprende una lamina (48) fabricada de un material con una densidad no superior a 4,4 g/cm3, una resistencia a la traccion no inferior a 1000 MPa y un modulo de elasticidad no superior a 110 GPa.

11. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 10 en el que dicha lamina (48) es una lamina de aleacion de titanio.

12. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 10 o la reivindicacion 11 en el que cada uno de dichos dos tirantes de conexion (44) incluye una parte plana y ngida (45) obtenida por el acoplamiento de elementos de refuerzo (47) a dicha lamina (48) en una zona central.

13. Sistema de verificacion (4) segun la reivindicacion 12 en el que dichos elementos de refuerzo (47) son placas de fibras de carbono encoladas a dicha lamina (48).

14. Equipo (1) para la verificacion de caractensticas dimensionales y/o geometricas de una pieza de trabajo (W) que comprende:

- medios de soporte y giro (6) disenados para referenciar y girar la pieza de trabajo (W) alrededor de un eje de giro (R);

- por lo menos un sistema de verificacion (4) segun cualquiera de las reivindicaciones anteriores; y

- un conjunto de procesamiento (5) capaz de detectar y procesar las senales generadas por el sistema de verificacion (4) a fin de verificar las caractensticas dimensionales y/o geometricas de la pieza de trabajo (W).

15. Equipo (1) segun la reivindicacion 14, y adicionalmente comprendiendo una corredera de medicion (3) capaz de llevar a cabo movimientos de traslacion en ambos sentidos de una direccion principal (D) paralela al eje de giro (R) de la pieza de trabajo (W), el conjunto de procesamiento (5) siendo adicionalmente capaz de enviar senales de control a la corredera de medicion (3) para controlar dichos movimientos de traslacion y dicho por lo menos un sistema de verificacion (4) estando disenado para ser acoplado a la corredera de medicion (3) a fin de ser movida a lo largo de la direccion principal (D).