ES2935355T3 - Aparato y procedimiento para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador que gira orbitalmente - Google Patents
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Abstract
Un aparato para verificar el diámetro de muñequillas (15) de un cigüeñal en movimiento orbital alrededor de un eje geométrico en una máquina herramienta de control numérico incluye un dispositivo de referencia en forma de V (10), un dispositivo de medición (6) y un dispositivo de soporte (4) fijado a la corredera portaherramientas (2) que soporta de forma móvil el dispositivo de referencia y el dispositivo de medición. Un dispositivo de control (50) para controlar los desplazamientos automáticos del aparato hacia y desde una condición de verificación, incluye un motor eléctrico programable (60) y un mecanismo de transmisión (62). El motor eléctrico programable está programado para definir una posición de inicio en la que se puede detener el desplazamiento automático del aparato fuera de la condición de verificación, por ejemplo, una posición de reposo o una posición intermedia entre la posición de reposo y la condición de verificación. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Aparato y procedimiento para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador que gira orbitalmente
CAMPO TÉCNICO
La invención se refiere a un aparato para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador, en movimiento orbital alrededor de un eje geométrico en una máquina herramienta de control numérico que tiene una corredera portaherramientas, con un dispositivo de referencia adaptado para cooperar con el pasador que se va a comprobar, un dispositivo de medición, móvil con el dispositivo de referencia, un dispositivo de soporte adaptado para fijarse a la corredera portaherramientas para soportar de forma móvil el dispositivo de referencia y el dispositivo de medición, para permitir que el dispositivo de referencia se mueva para seguir al pasador que se va a comprobar en su movimiento orbital, y un dispositivo de control para controlar los desplazamientos automáticos del aparato hacia el estado de comprobación y alejándose del estado de comprobación.
La invención se refiere también a un procedimiento para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador en movimiento orbital alrededor de un eje geométrico a una velocidad de rotación conocida.
TÉCNICA ANTERIOR
Los aparatos que tienen dichos rasgos característicos, por ejemplo para comprobar, en un cigüeñal, las dimensiones diametrales de muñequillas que giran con movimiento orbital alrededor de un eje geométrico en el recorrido del mecanizado en una rectificadora, por ejemplo, una fresadora o una rectificadora, se muestran en la solicitud de patente internacional publicada con el n.° w O-A-9712724, presentada por el mismo solicitante de la presente solicitud de patente.
En particular, de acuerdo con los modos de realización mostrados y descritos en la solicitud de patente internacional citada, los aparatos tienen dispositivos de referencia en forma de V que se apoyan sobre la muñequilla para comprobarse y mantienen la correcta cooperación con la superficie de la muñequilla sustancialmente debido a la gravedad, y medios de guía asociados con dichos dispositivos de referencia en forma de V, con elementos que tienen superficies adecuadas destinadas a acoplarse con la misma muñequilla durante el desplazamiento desde una posición retirada hasta una posición de funcionamiento.
Las soluciones de acuerdo con la solicitud de patente internacional WO-A-9712724 garantizan, desde el punto de vista metrológico, excelentes resultados con pequeñas fuerzas de inercia, y el rendimiento de los aparatos con rasgos característicos equivalentes, fabricados por el solicitante de la presente solicitud de patente, confirma la validez y fiabilidad de dichas soluciones.
Aparatos similares, que emplean medios de guía diferentes o adicionales, se muestran, por ejemplo, en la solicitud de patente europea publicada con el n.° EP-A-1118833, también presentada por el mismo solicitante de la presente solicitud de patente.
Además, estas soluciones garantizan excelentes rendimientos. En las soluciones mencionadas anteriormente, los desplazamientos desde una posición de reposo hasta el estado de control y viceversa se controlan por dispositivos de control con una unidad de accionamiento hidráulico o neumático que típicamente comprende un cilindro hidráulico de doble efecto. Estas unidades de accionamiento bien conocidas tienen una flexibilidad de uso limitada, en particular en lo que se refiere a la velocidad de los desplazamientos controlados y la definición de la posición de reposo o de otras posiciones de arranque/parada/preparado del dispositivo de referencia durante dichos desplazamientos, y no permite sustancialmente ningún ajuste cuando se comprueban piezas en órbita que difieren, por ejemplo, en la velocidad de rotación, en la distancia desde el eje de rotación o en otras características geométricas.
A partir del documento US 2016/221142 A1 es conocido un aparato para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador como se define en el preámbulo de la reivindicación 1.
DESCRIPCIÓN DE LA INVENCIÓN
El objetivo de la presente invención es proporcionar un aparato para la comprobación dimensional y/o de conformación de piezas cilíndricas en movimiento orbital en una máquina herramienta, por ejemplo, para comprobación en proceso en una rectificadora de muñequillas, que garantice al menos el mismo rendimiento que los aparatos de acuerdo con las solicitudes de patente mencionadas anteriormente en términos de exactitud y repetibilidad y permita mejorar los aspectos relacionados con la flexibilidad de uso, en particular en lo que se refiere a la optimización de los tiempos de ciclo sobre la base de las características de la solicitud específica.
Este problema se resuelve por un aparato de comprobación de acuerdo con la reivindicación 1.
En un aparato de acuerdo con la presente invención, el dispositivo de control comprende un motor eléctrico programare y un mecanismo de transmisión. Por medio del motor eléctrico programable, que puede ser un motor paso a paso o un tipo diferente de motor, se puede seleccionar la velocidad de desplazamiento del aparato, más específicamente del dispositivo de referencia (y del dispositivo de medición que se mueve conjuntamente con el dispositivo de referencia) de manera flexible de acuerdo con la necesidad específica y para optimizar el tiempo de ciclo sobre la base de la solicitud específica. Por ejemplo, las velocidades de los desplazamientos hacia y alejándose del estado de comprobación se pueden establecer individualmente sobre la base de la velocidad de rotación orbital del pasador que se va a comprobar, teniendo también en cuenta las características geométricas de un pasador de este tipo. De esta manera, es posible sincronizar el desplazamiento de los dispositivos de referencia y medición con la rotación del pasador y elegir la velocidad de desplazamiento apropiada que, por ejemplo, permita que el dispositivo de referencia se acople al pasador en el momento más favorable, típicamente cuando el pasador se aleja del dispositivo de referencia sustancialmente con la velocidad máxima, minimizando por tanto el impacto mecánico entre el dispositivo de referencia y el pasador. El mecanismo de transmisión entre el motor eléctrico programable y el dispositivo de soporte tiene rasgos característicos tales como no interferir mecánicamente cuando el dispositivo de referencia, típicamente un dispositivo de referencia en forma de V, está apoyado sobre el pasador, siguiendo a este último en su movimiento orbital y manteniendo el contacto correcto sustancialmente por efecto de la gravedad.
El motor eléctrico programable, además de garantizar una repetibilidad incrementada de los movimientos, permite definir de manera flexible y ventajosa la posición de reposo del aparato así como posibles posiciones intermedias, al menos una posición intermedia, por ejemplo, para minimizar los movimientos necesarios cuando pasa de un pasador que se va a comprobar a otro, siendo los pasadores, por ejemplo, muñequillas de un mismo cigüeñal. Dichas posiciones de reposo/intermedias se pueden, por ejemplo, adquirir automáticamente en una fase de calibración, o establecer de diferentes maneras.
Adicionalmente, la solución electromecánica de acuerdo con la presente invención es más simple y menos costosa con respecto a las soluciones conocidas que emplean una unidad de accionamiento hidráulico y los circuitos correspondientes, y no necesita los procedimientos de gestión complejos y costosos requeridos por dicho dispositivo, por ejemplo, para cumplir con las normas para la protección del medio ambiente. En particular, la invención permite tanto disminuir los costes directos de equipamiento de la máquina como reducir significativamente los costes de eliminación de aceite, garantizando rasgos característicos de ecosostenibilidad mucho mejores que los que están disponibles por la tecnología conocida. Otra ventaja proporcionada por la solución de accionamiento electromecánico de acuerdo con la presente invención es la suavidad de los movimientos que, al contrario de lo que ocurre cuando se emplean medios de accionamiento neumático o hidráulico, no se ve influenciada por factores tales como la viscosidad de los fluidos, la longitud de los conductos y la temperatura de funcionamiento.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La invención se describe ahora en detalle con referencia a un modo de realización preferente ilustrado en los dibujos adjuntos, que se ha de entender como ejemplar y no limitante, en los que:
la figura 1 es una vista lateral de un aparato de comprobación conocido montado en la corredera de muela abrasiva de una rectificadora para cigüeñales;
la figura 2 es una vista ampliada de un detalle del aparato de comprobación conocido de la figura 1, donde algunas piezas están en sección transversal;
la figura 3 es una vista en perspectiva de un aparato de comprobación de acuerdo con la presente invención;
la figura 4 es una vista lateral del aparato de comprobación de la figura 3;
la figura 5 muestra, de forma extremadamente simplificada, algunos rasgos característicos de un aparato de acuerdo con la presente invención;
la figura 6 es una sección longitudinal, a lo largo de tres planos de sección diferentes, de un dispositivo de control de un aparato de acuerdo con la presente invención;
la figura 7 es una vista en despiece de algunos componentes del dispositivo de control de la figura 6;
la figura 8 es una sección en perspectiva ampliada y orientada de forma diferente de algunos componentes del dispositivo de control de la figura 6;
las figuras de 9a a 9d son secciones transversales esquemáticas y parciales de algunos componentes del dispositivo de control de la figura 6 en diferentes posiciones de funcionamiento; y
la figura 10 es una vista lateral parcial de un aparato de comprobación de acuerdo con la presente invención mostrado en una fase de funcionamiento, mientras acopla un pasador que gira orbitalmente que se va a comprobar.
MEJOR MODO PARA LLEVAR A CABO LA INVENCIÓN
Las figuras 1 y 2 muestran un aparato de un tipo conocido, para la comprobación dimensional de un cigüeñal, en particular para la comprobación de las dimensiones diametrales de un pasador, o muñequilla 15 que se mueve con movimiento orbital sobre una máquina herramienta tal como una rectificadora con control numérico por ordenador ("CNC" por sus siglas en inglés) que comprende una herramienta, es decir, una muela abrasiva 1 transportada por una corredera portaherramientas 2, más específicamente una corredera de muela abrasiva y que gira alrededor de un eje geométrico 3. El aparato puede llevar a cabo la comprobación durante el procesamiento del cigüeñal, y/o antes
y/o después de dicho procesamiento. Una mesa portapieza comprende un husillo y un punto muerto, no mostrados en la figura, que definen un eje geométrico 8 de rotación. Un cigüeñal que se va a mecanizar se monta sobre la máquina herramienta con el eje principal alineado con el eje geométrico 8. Como consecuencia, cada muñequilla 15 del cigüeñal discurre a través de un movimiento orbital alrededor del eje 8. Aunque la muñequilla 15 gira excéntricamente alrededor del eje 8, siguiendo una trayectoria circular, la trayectoria del pasador con respecto a la corredera portaherramientas 2 se puede representar sustancialmente por el arco trazado por una línea de puntos e indicado por la referencia 16.
El aparato conocido de las figuras 1 y 2 comprende un dispositivo de referencia 10, en particular un dispositivo en forma de V, con superficies de apoyo y de referencia destinadas a acoplarse con la superficie del pasador 15, y un dispositivo de medición 6, en sí conocido, conectado a y móvil con el dispositivo de referencia 10, por ejemplo, similar al mostrado en la solicitud de patente citada previamente publicada con el número EP-A-1118833, que detecta desplazamientos radiales de un palpador 17 y está conectado eléctricamente a una unidad de procesamiento y visualización 100, estando esta última conectada a su vez (de manera en sí conocida y no mostrada en las figuras) al control numérico de la rectificadora. El palpador 17 se conecta al dispositivo de referencia 10 para tocar la superficie del pasador 15 que se va a comprobar y para moverse a lo largo de una dirección de medición que coincide con la bisectriz del dispositivo de referencia 10 en forma de V, o está ligeramente en ángulo con respecto a ella, y atraviesa el dispositivo de referencia 10 en forma de V entre las superficies de apoyo y de referencia correspondientes. Un dispositivo de soporte 4 está fijado a la corredera portaherramientas 2 y soporta el dispositivo de referencia 10 en forma de V y el dispositivo de medición 6 de manera móvil, es decir, para permitir los movimientos del dispositivo de referencia 10 en forma de V y del dispositivo de medición 6 para seguir al pasador 15 que se va a comprobar en su movimiento orbital. El dispositivo de soporte 4 comprende, como se muestra en la vista parcial de la figura 2, un primer elemento de acoplamiento 9, que gira por medio de un gorrón que define un primer eje de rotación 7 paralelo al eje geométrico de rotación 3 de la muela abrasiva 1 y al eje geométrico de rotación 8 del cigüeñal que se va a comprobar. A su vez, un segundo elemento de acoplamiento 12 que transporta el dispositivo de referencia 10 está acoplado de forma giratoria al elemento de acoplamiento 9 por medio de un segundo gorrón que define un segundo eje de rotación 11 paralelo a los ejes 3 y 8. Puesto que, como se ha dicho anteriormente, la muñequilla 15 que se va a comprobar durante el mecanizado se mueve a lo largo del arco 16 con respecto a la corredera portaherramientas 2, el dispositivo de referencia 10 efectúa un recorrido a lo largo de una trayectoria similar cuando se apoya sobre el pasador 15, con un movimiento alterno desde arriba hacia abajo y viceversa y con frecuencia, con algunas o varias decenas de revoluciones por minuto, igual a la del movimiento orbital de la muñequilla 15. Esto proviene del hecho de que el aparato de comprobación de acuerdo con la presente invención se transporta por la corredera portaherramientas 2 que, en las actuales rectificadoras de control numérico, realiza el mecanizado de las muñequillas 15 mientras estas últimas se mueven orbitalmente, "persiguiendo" las muñequillas 15 para mantener la herramienta, en particular la muela abrasiva 1, en contacto con la superficie mecanizada. Obviamente, al movimiento transversal de "persecución" se le añade un movimiento de cierre hacia adelante debido a la retirada de material.
Un mecanismo de guía está asociado al dispositivo de soporte 4 para guiar la disposición del dispositivo de referencia 10 en forma de V sobre el pasador 15, es decir, hacia un estado de comprobación del aparato, y comprende un dispositivo limitador 20 entre la corredera portaherramientas 2 y el segundo elemento de acoplamiento 12. El mecanismo de guía, descrito por ejemplo en la solicitud de patente previamente citada publicada con el número EP-A-1118833, restringe los movimientos mutuos de los componentes del dispositivo de soporte 4 de modo que, cuando pasa de una posición de reposo al estado de comprobación del aparato, el dispositivo de referencia 10 en forma de V está restringido a seguir, por el efecto de la gravedad, una trayectoria que es paralela al perfil de la muela abrasiva 1 y muy cerca de la muela abrasiva 1, típicamente a una distancia de unos pocos milímetros de esta.
Un dispositivo de control 50 para controlar los desplazamientos automáticos del aparato desde la posición de reposo hacia el estado de comprobación, y viceversa, es decir, alejándose del estado de comprobación, comprende un mecanismo de accionamiento con un cilindro de doble efecto 38, por ejemplo, de tipo hidráulico, para girar en sentido antihorario o en sentido horario el dispositivo de soporte 4 alrededor del primer eje 7 actuando, por ejemplo, sobre el primer elemento de acoplamiento 9. Por efecto de topes mecánicos y de la fuerza de la gravedad que actúa sobre los componentes del aparato, las rotaciones en sentido antihorario del primer elemento de acoplamiento 9 provocan el descenso del dispositivo de referencia 10 en forma de V hacia el pasador 15 que se va a comprobar, guiado por el mecanismo de guía, mientras que las rotaciones en sentido horario del primer elemento de acoplamiento 9 provocan la elevación del dispositivo de referencia 10 en forma de V, alejándose del pasador 15 que se va a controlar, hacia una posición de reposo.
Se puede proporcionar un dispositivo de compensación adicional, no mostrado, para permitir el ajuste de la posición del dispositivo de soporte 4 en la corredera de muela abrasiva 2 para compensar los cambios de posición del pasador 15 que se va a comprobar debido al desgaste de la muela abrasiva 1.
La figura 3 y la figura 4 muestran aparatos de acuerdo con la presente invención, que comprenden muchos de los rasgos característicos de los aparatos conocidos de las figuras 1 y 2, y asimismo están destinados a fijarse a una corredera portaherramientas, por ejemplo, en una rectificadora. El dispositivo de control 50 de los aparatos de las figuras 3 y 4 tiene rasgos característicos diferentes con respecto al dispositivo de control descrito anteriormente e incluye un motor eléctrico programable 60, preferentemente, pero no necesariamente, un motor paso a paso, y un
mecanismo de transmisión 62 entre el motor 60 y el dispositivo de soporte 4. El mecanismo de transmisión se muestra, por ejemplo, en la figura 6, donde las secciones transversales a lo largo de tres planos de sección diferentes están separadas por dos líneas discontinuas en negrita.
La figura 5 ilustra muy esquemáticamente algunos componentes de un posible mecanismo de transmisión 62, que en particular comprende un tornillo sin fin 64 y una rueda dentada helicoidal 66 acoplada al tornillo sin fin 64. Un accionador 68 está acoplado al motor eléctrico programable 60 a través del tornillo sin fin 64 y la rueda dentada helicoidal 66 y coopera con un componente del dispositivo de soporte, en particular con el elemento de acoplamiento 9. Las figuras 6, 7, 8 y 9a-9d muestran detalles del mecanismo de transmisión particular que representa solo un modo de realización ejemplar. En particular, el mecanismo de transmisión 62 comprende una estructura de transmisión 63 acoplada al motor eléctrico programable 60 y que alberga en alojamientos apropiados dicho tornillo sin fin 64, rueda dentada helicoidal 66 y accionador 68. El accionador 68 está formado por un elemento que tiene una simetría sustancialmente rotatoria que gira coaxialmente con la rueda dentada helicoidal 66 y comprende un alojamiento en forma de mariposa 70, también visible en las figuras 7 y 9, que alberga una parte de extremo plana 71 de un árbol de rotación 72, conectado al elemento de acoplamiento 9, como se muestra en las figuras 9a-9d que representan la secuencia de movimientos y cómo algunos componentes internos cooperan entre sí. El accionador 68 y un componente del dispositivo de soporte, en particular el elemento de acoplamiento 9, están conectados mutuamente por un acoplamiento con una holgura entre la parte de extremo plana 71 del árbol de rotación 72 y el alojamiento en forma de mariposa 70.
El accionador 68 está conectado a la rueda dentada helicoidal 66 que está acoplada al tornillo sin fin 64 que se acciona por el motor 60, por ejemplo, por medio de otro par de engranajes 65. El accionador 68 tiene una parte 77 que tiene una superficie exterior sustancialmente cilíndrica con una pieza 76 que también es cilíndrica pero con un diámetro más pequeño. Un alojamiento 67 de la estructura de transmisión 63 que alberga la parte 77 del accionador 68 también es sustancialmente cilíndrico, e incluye una pieza 69 con dimensiones radiales más grandes. El accionador 68 define un orificio sustancialmente radial pasante 73 en comunicación con el alojamiento en forma de mariposa 70 que alberga un perno 74 y un resorte 75 que empuja hacia afuera el perno 74. Como se ha dicho, el árbol de rotación 72 está conectado al elemento de acoplamiento 9 del dispositivo de soporte 4.
Un mecanismo de "recuperación de desgaste de muelas abrasivas", o mecanismo de compensación de desgaste de muelas abrasivas, incluye un árbol 80 (figura 6) que soporta en los dos extremos dos rodillos dispuestos excéntricamente con respecto a un eje de rotación del árbol 80, o eje de árbol 83: un rodillo interior 82 que está en contacto con la superficie cilíndrica de la parte 77 del accionador 68 y un rodillo exterior 84 (también visible en las figuras 3 y 4) que actúa sobre el dispositivo de soporte 4, más específicamente, coopera con el dispositivo limitador 20.
En la figura 9a, el mecanismo se muestra en la posición de medición, es decir, en un estado de comprobación: el dispositivo de referencia 10 en forma de V está apoyado sobre el pasador 15 y se puede mover libremente porque la parte de extremo plana 71 del árbol de rotación 72 puede girar libremente en una parte ancha del alojamiento en forma de mariposa 70 (la figura 9a muestra las dos posiciones límite posibles entre las que puede girar libremente la parte de extremo plana 71 del árbol de rotación 72). El rodillo exterior 84 está en una posición retraída porque el rodillo interior 82 se apoya sobre la pieza 76 del accionador 68 que tiene un diámetro más pequeño. El motor 60 es estacionario.
En la fase de movimiento en sentido de retracción hacia la posición de reposo (figuras 9b y 9c), el accionador 68 comienza a girar (en sentido antihorario, con referencia a las figuras 9a-9d) y empieza a arrastrar el árbol 72 y a continuación a levantar el elemento de acoplamiento 9. Al mismo tiempo, el rodillo exterior 84 gira en el mismo sentido alrededor del eje de árbol 83 y, debido a su excentricidad, de hecho avanza con respecto a la posición asumida previamente (hacia la derecha, con referencia a la figura 4).
El perno 74, empujado por el resorte 75, hasta este punto permanece en contacto con la superficie de la pieza 69 con dimensiones radiales más grandes del alojamiento 67 y no sobresale hacia el alojamiento en forma de mariposa 70.
Desde el estado de la figura 9c al de la figura 9d, continúa la rotación en sentido antihorario del accionador 68 que arrastra la parte de extremo plana 71 del árbol de rotación 72 y, al mismo tiempo, el perno 74 se topa con una variación en el diámetro de la superficie del alojamiento 67 que alberga el accionador 68 sobre el que se apoya debido al impulso del resorte 75 y se empuja para sobresalir hacia el interior del alojamiento en forma de mariposa 70, restringiendo así las rotaciones relativas entre el árbol 72 y el accionador 68. Esto permite bloquear la posición del primer elemento de acoplamiento 9 cuando la posición de reposo corresponde a una disposición de los componentes del dispositivo de soporte 4 que, debido a la fuerza de la gravedad, podría provocar otros movimientos del aparato, más allá de la posición de reposo, en la dirección de retracción.
Durante la fase de transición desde la posición de reposo hasta el estado de comprobación, el proceso es opuesto. Avanzando hacia el estado de comprobación, cuando, en el recorrido de la rotación en sentido horario (con referencia a la vista de las figuras 9a-9d) del accionador 68, el rodillo interior 82 se pone en rotación y provoca la rotación excéntrica del rodillo exterior 84 de modo que cuando el dispositivo en forma de V 10 se acerca al pasador 15 que se
va a comprobar, la superficie del rodillo exterior 84 retrocede con respecto al dispositivo limitador 20 (hacia la izquierda haciendo referencia a la figura 4) dejando espacio para una posible pequeña rotación adicional del dispositivo de soporte 4 alrededor del primer eje de rotación 7, permitiendo dicha pequeña rotación adicional recuperar cualquier desgaste de la muela abrasiva 1 provocando un pequeño desplazamiento del pasador 15 (hacia la izquierda haciendo referencia a la figura 4).
En un modo de realización preferente de la invención, la rueda dentada helicoidal 66 y el accionador 68 no están conectados rígidamente entre sí, más específicamente, cuatro o más almohadillas de goma 78 (figura 8) están dispuestas entre ellos y actúan como amortiguadores, permitiendo rotaciones mutuas muy pequeñas para absorber variaciones repentinas de par de torsión.
El dispositivo de control 50 con un motor eléctrico programable 60 permite definir y ajustar de forma flexible la velocidad de los desplazamientos automáticos mencionados anteriormente, es decir, una velocidad de desplazamiento con la que el dispositivo de referencia 10 en forma de V se acerca y se aleja del estado de comprobación. En particular, se puede definir la velocidad con la que, comenzando a partir de una determinada posición, tienen lugar los desplazamientos automáticos del aparato y el dispositivo de referencia 10 en forma de V se acerca a la muñequilla 15 mientras esta última se mueve orbitalmente, permitiendo así la sincronización de los dos movimientos (es decir, el desplazamiento automático del aparato y el movimiento orbital de la muñequilla 15) de modo que el contacto entre el dispositivo de referencia 10 en forma de V y la muñequilla 15 se produzca gradual y sustancialmente sin ningún golpe significativo, preferentemente cuando la muñequilla 15 se está alejando sustancialmente con la velocidad máxima del dispositivo de referencia 10 en forma de V. Esto ocurre cuando el pasador 15 está en posición central, alineado con los ejes geométricos de rotación 3 y 8 de la muela abrasiva 1 y del cigüeñal, mientras desciende hacia el punto muerto inferior de su trayecto (figura 10). Más específicamente, un procedimiento de acuerdo con la presente invención, para comprobar las dimensiones diametrales del pasador 15 que gira orbitalmente a una velocidad de rotación conocida, incluye las siguientes etapas, no necesariamente en este orden. Se define una posición de partida del aparato, que es una posición en la que el dispositivo de referencia 10 está separado del pasador 15, así como una posición de coincidencia del pasador 15, que es una posición en la que se desea que el dispositivo de referencia 10 se acople al pasador 15. La posición de coincidencia se elige, por ejemplo, de acuerdo con un modo de realización preferente, como la posición central mencionada anteriormente, alineada con los ejes geométricos de rotación 3 y 8 de la muela abrasiva 1 y del cigüeñal, mientras el pasador 15 desciende hacia el punto muerto inferior de su trayecto. Se calcula un tiempo de recorrido en base a la velocidad de rotación conocida del pasador 15, que es un tiempo que necesita el pasador, en su movimiento orbital, para cubrir un trayecto entre una posición angular predeterminada y la posición de coincidencia. Dicho trayecto puede corresponder a un ángulo que es inferior o superior a 360°. Se calcula la velocidad de desplazamiento del aparato y se calcula un tiempo de aproximación como el tiempo necesario para desplazar el aparato, más específicamente, el dispositivo de referencia 10, desde la posición de partida hasta la posición de coincidencia del pasador 15. Se establece la velocidad de desplazamiento de modo que el tiempo de aproximación sea más corto que el tiempo de recorrido, y se calcula un retraso en base a dichos tiempos de recorrido y de aproximación. Se detecta un instante de tránsito, por ejemplo, por medio de un conmutador de proximidad, en sí conocido y no mostrado en los dibujos, como el instante en el que el pasador 15, durante su movimiento orbital, está localizado en la posición angular predeterminada mencionada anteriormente, y se calcula un instante de partida en base al instante de tránsito y el retraso mencionados anteriormente. En el instante de partida se controla un desplazamiento del aparato desde la posición de partida hasta el estado de comprobación a la velocidad de desplazamiento establecida. De esta manera, el dispositivo de referencia 10 en forma de V se acopla al pasador 15 en la posición de coincidencia de este último como se define anteriormente, y el contacto entre las piezas ocurre sin ningún golpe significativo que pueda provocar rebotes negativos y daños físicos.
Cuando el dispositivo de referencia 10 en forma de V se apoya sobre la muñequilla 15, su movimiento es completamente independiente del motor 60. En particular, en el estado de comprobación, la correcta cooperación entre la muñequilla 15 y el dispositivo de referencia 10 en forma de V se mantiene sustancialmente debido a la gravedad, más específicamente, debido a los desplazamientos de los elementos de acoplamiento 9, 12 provocados por la fuerza de la gravedad y por el impulso de la muñequilla 15, oponiéndose esta última a la fuerza de la gravedad de los componentes del aparato de comprobación.
La posibilidad de realizar una sincronización correcta y flexible entre los movimientos del dispositivo de referencia 10 en forma de V y los del pasador 15 en movimiento orbital permite elevar el límite de la velocidad de rotación máxima a la que puede girar el cigüeñal cuando el dispositivo de referencia 10 en forma de V y el dispositivo de medición 8 se trasladan hacia la muñequilla 15. Por tanto es posible optimizar el ciclo de rectificado sin necesidad de interrumpir o ralentizar el ciclo de la máquina durante la fase de introducción.
La posibilidad de programar el motor 60 ofrece otras ventajas, tales como la posibilidad de definir la posición de reposo de manera extremadamente sencilla y flexible. También es posible definir al menos una posición intermedia en la que se puede detener el movimiento hacia atrás del dispositivo de soporte 4 que se aleja del estado de comprobación. Esto hace posible evitar discurrir por todo el trayecto desde el estado de comprobación hasta la posición de reposo, por ejemplo, cuando se pasa de una muñequilla 15 a la siguiente que se va a comprobar durante la comprobación de un cigüeñal. La reducción del trayecto recorrido permite una aparente ventaja en términos de tiempo. En este caso, la posición intermedia se puede seleccionar y programar sencillamente en base a la carrera mínima de retirada que es
necesaria para salir del tamaño radial máximo de las piezas del cigüeñal. En general, la posibilidad de programar el motor 60 en un aparato de acuerdo con la presente invención permite definir de manera sencilla y flexible cualquier posición de partida del aparato, es decir cualquier posición en la que el dispositivo de referencia 10 está separado del pasador 15 y está listo para desplazarse hacia un estado de comprobación mientras el pasador 15 se mueve orbitalmente (por ejemplo, de acuerdo con el procedimiento mencionado anteriormente) o mientras el pasador 15 está estacionario.
El accionamiento del motor eléctrico programable 60, o la entrada de los datos de programación, puede tener lugar, por ejemplo, a través de dispositivos físicos de E/S o a través de comunicación en serie. Los datos de programación se pueden introducir directamente en el motor eléctrico programable 60 o, más frecuentemente, a través de una unidad electrónica presente en el dispositivo de control 50. Los dispositivos de E/S se pueden conectar al control numérico de la máquina herramienta.
En un modo de realización preferente, el aparato de acuerdo con la invención tiene funciones de diagnóstico integradas. En particular, el dispositivo de control 50 comprende además de la unidad electrónica, sensores de posición, codificadores y/u otros componentes con señales que se procesan por la unidad electrónica para supervisar el movimiento del sistema y los parámetros de seguridad, y para conocer, por ejemplo, la posición de las piezas móviles del aparato, o la velocidad de desplazamiento.
La posición de reposo y cualquier posición intermedia se pueden definir de forma muy sencilla en una fase de calibración.
Claims (14)
1. Aparato para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador (15), en movimiento orbital alrededor de un eje geométrico (8), en una máquina herramienta de control numérico que tiene una corredera portaherramientas (2), con
un dispositivo de referencia (10) adaptado para cooperar con el pasador (15) que se va a comprobar,
un dispositivo de medición (6), móvil con el dispositivo de referencia (10),
un dispositivo de soporte (4) adaptado para fijarse a la corredera portaherramientas (2) para soportar de forma móvil el dispositivo de referencia (10) y el dispositivo de medición (6), para permitir que el dispositivo de referencia (10) se mueva para seguir al pasador (15) que se va a comprobar en su movimiento orbital, en un estado de comprobación, manteniéndose la cooperación correcta entre el pasador (15) que se va a comprobar y el dispositivo de referencia (10) sustancialmente debido a la gravedad, y
un dispositivo de control (50) para controlar los desplazamientos automáticos del aparato hacia el estado de comprobación y alejándose del estado de comprobación,
comprendiendo el dispositivo de control (50) un motor eléctrico (60) y un mecanismo de transmisión (62) entre el motor eléctrico (60) y el dispositivo de soporte (4),
caracterizado por que el motor eléctrico es un motor eléctrico programable (60) que está programado para definir una posición de partida como posición intermedia del dispositivo de referencia (10), entre una posición de reposo y dicho estado de comprobación del aparato, en el que se puede detener el desplazamiento automático del aparato que se aleja del estado de comprobación.
2. Aparato de acuerdo con la reivindicación 1, en el que el motor eléctrico programable (60) está programado para definir una velocidad de desplazamiento de dichos desplazamientos automáticos.
3. Aparato de acuerdo con la reivindicación 2, en el que el motor eléctrico programable (60) está programado para definir dicha velocidad de desplazamiento con la que tienen lugar dichos desplazamientos automáticos del aparato hacia el estado de comprobación mientras el pasador (15) que se va a comprobar se mueve orbitalmente, permitiendo así la sincronización de dichos desplazamientos automáticos con los movimientos orbitales del pasador (15).
4. Aparato de acuerdo con la reivindicación 3, en el que el motor eléctrico programable (60) está programado para definir dicha velocidad de desplazamiento de modo que el contacto entre el dispositivo de referencia (10) y el pasador (15) se produzca cuando el pasador (15) se esté alejando del dispositivo de referencia (10) sustancialmente con la velocidad máxima.
5. Aparato de acuerdo con la reivindicación 4, en el que el motor eléctrico programable (60) está programado para definir un instante de partida de dichos desplazamientos automáticos de modo que el contacto entre el dispositivo de referencia (10) y el pasador (15) se produzca cuando el pasador (15) se esté alejando del dispositivo de referencia (10) sustancialmente con la velocidad máxima.
6. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicha posición de partida del dispositivo de referencia se adquiere en una fase de calibración.
7. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que dicho mecanismo de transmisión (62) incluye un accionador (68) acoplado a un componente de dicho dispositivo de soporte (4), un tornillo sin fin (64) acoplado al motor eléctrico programable (60) y una rueda dentada helicoidal (66) acoplada al tornillo sin fin acoplado al accionador (68).
8. Aparato de acuerdo con la reivindicación 7, en el que el accionador (68) está adaptado para girar y está acoplado a un componente del dispositivo de soporte (4) por medio de un acoplamiento con huelgo entre un árbol (72) que tiene una sección sustancialmente plana (71) y un alojamiento en forma de mariposa (70) del accionador (68).
9. Aparato de acuerdo con la reivindicación 8, en el que el accionador (68) incluye un perno (74) adaptado para sobresalir hacia el interior del alojamiento en forma de mariposa (70) durante la rotación del accionador (68) para restringir las rotaciones correspondientes entre el árbol (72) y el accionador (68) y bloquear la posición del dispositivo de soporte (4).
10. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que incluye un mecanismo de guía asociado con el dispositivo de soporte (4) para guiar la disposición del dispositivo de referencia (10) sobre el pasador (15), hacia un estado de comprobación del aparato.
11. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que el dispositivo de referencia (10) es un dispositivo en forma de V que tiene superficies de apoyo y de referencia adaptadas para acoplarse a la superficie del pasador (15).
12. Aparato de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, en el que la corredera portaherramientas (2) transporta una muela abrasiva (1), y el dispositivo de control (50) incluye un mecanismo para compensar el desgaste de la muela abrasiva.
13. Procedimiento para comprobar las dimensiones diametrales de un pasador (15), en movimiento orbital alrededor de un eje geométrico (8) a una velocidad de rotación conocida, en una máquina herramienta de control numérico que tiene una corredera portaherramientas (2), con un aparato que incluye
• un dispositivo de referencia (10) adaptado para cooperar con el pasador (15) que se va a comprobar,
• un dispositivo de medición (6), móvil con el dispositivo de referencia (10),
• un dispositivo de soporte (4) adaptado para fijarse a la corredera portaherramientas (2) y que soporta de forma móvil el dispositivo de referencia (10) y el dispositivo de medición (6), para permitir que el dispositivo de referencia (10) se mueva para seguir al pasador (15) que se va a comprobar en su movimiento orbital, y
• un dispositivo de control (50) con un motor eléctrico programable (60) para controlar los desplazamientos del aparato hacia y alejándose de un estado de comprobación, en el estado de comprobación el dispositivo de referencia (10) se apoya sobre el pasador (15) que se va a comprobar,
incluyendo el procedimiento las siguientes etapas, no necesariamente en este orden:
- definir una posición de partida del aparato en la que el dispositivo de referencia (10) está separado del pasador (15), en una posición intermedia del dispositivo de referencia (10), entre una posición de reposo y un estado de comprobación del aparato,
- definir una posición de coincidencia del pasador (15), pudiendo el dispositivo de referencia (10) acoplar el pasador (15) en dicha posición de coincidencia,
- calcular, en base a la velocidad de rotación conocida, un tiempo de recorrido que necesita el pasador, en su movimiento orbital, para recorrer un trayecto entre una posición angular predeterminada y dicha posición de coincidencia,
- definir una velocidad de desplazamiento del aparato y calcular un tiempo de aproximación necesario para desplazar el aparato desde la posición de partida hasta la posición de coincidencia del pasador (15),
- calcular un retraso en base a dicho tiempo de recorrido y tiempo de aproximación,
- detectar un instante de tránsito en el que el pasador (15), durante su movimiento orbital, está localizado en dicha posición angular predeterminada,
- calcular un instante de partida en base a dicho instante de tránsito y dicho retraso, y
- en el instante de partida controlar un desplazamiento del aparato desde la posición de partida hasta el estado de comprobación.
14. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 13, en el que dicha posición de coincidencia se elige como posición central del pasador (15), alineada con dicho eje geométrico (8) mientras el pasador (15) se mueve orbitalmente hacia un punto muerto inferior de su trayecto.
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