IT201600099673A1 - Dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

DISPOSITIVO DI CONTROLLO DELLA CURVATURA ASSIALE DI PEZZI ALLUNGATI

La presente invenzione ha per oggetto un dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati, quali in particolare viti e simili, del tipo precisato nel preambolo della prima rivendicazione.

È attualmente noto che i pezzi allungati, ossia i pezzi con estensione prevalente lungo un asse longitudinale, devono avere curvature contenute entro limiti ben determinati.

Ad esempio le viti, in particolare quelle molto allungate, o i perni, dovrebbero avere, idealmente, un asse perfettamente rettilineo e quindi un raggio di curvatura infinito, detto anche curvatura nulla.

Risulta tuttavia attualmente molto problematico verificare la detta condizione.

In particolare alcune stazioni di impianti noti fotografano lateralmente il pezzo allungato e valutano conseguentemente la curvatura dello stesso.

Altri metodi di valutazione prevedono che il pezzo allungato sia inserito in un foro realizzato con grandissima precisione e con asse sostanzialmente rettilineo. L’inserimento nel foro consente di verificare se il pezzo allungato ha anch’esso asse sostanzialmente rettilineo o se il suo ingresso nel foro è ostacolato dalla errata curvatura del pezzo.

La tecnica nota descritta comprende alcuni importanti inconvenienti.

In particolare, le stazioni che fotografano lateralmente i pezzi non raggiungono una sufficiente precisione specialmente nelle viti con asse lungo.

I metodi di inserimento in un foro, invece, sono precisi ma molto lenti e non si prestano a macchine di controllo automatico molto veloci.

In questa situazione il compito tecnico alla base della presente invenzione è ideare un dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati in grado di ovviare sostanzialmente agli inconvenienti citati.

Nell'ambito di detto compito tecnico è un importante scopo dell'invenzione ottenere un dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati che abbia una notevole precisione.

Un altro importante scopo dell'invenzione è realizzare un dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati che sia veloce e possa conseguentemente essere inserito in macchine a controllo automatico.

Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da come rivendicato nella annessa rivendicazione 1. Esempi di realizzazione preferita sono descritti nelle rivendicazioni dipendenti.

Esecuzioni preferite sono evidenziate nelle rivendicazioni dipendenti.

Le caratteristiche ed i vantaggi dell’invenzione sono di seguito chiariti dalla descrizione dettagliata di esecuzioni preferite dell’invenzione, con riferimento agli uniti disegni, nei quali:

la Fig.1 mostra una p del dispositivo di controllo secondo l’invenzione; la Fig. 2 illustra una prima porzione del dispositivo di controllo secondo l’invenzione;

la Fig. 3 illustra una seconda porzione del dispositivo di controllo secondo l’invenzione;

la Fig.4 è un dettaglio del dispositivo di controllo secondo l’invenzione; e la Fig. 5 illustra uno schema di una porzione di macchina di controllo includente un dispositivo di controllo secondo l’invenzione.

Nel presente documento, le misure, i valori, le forme e i riferimenti geometrici (come perpendicolarità e parallelismo), quando associati a parole come "circa" o altri simili termini quali "pressoché" o "sostanzialmente", sono da intendersi come a meno di errori di misura o imprecisioni dovute a errori di produzione e/o fabbricazione e, soprattutto, a meno di una lieve divergenza dal valore, dalla misura, dalla forma o riferimento geometrico cui è associato. Ad esempio, tali termini, se associati a un valore, indicano preferibilmente una divergenza non superiore al 10% del valore stesso.

Inoltre, quando usati, termini come “primo”, “secondo”, “superiore”, “inferiore”, “principale” e “secondario” non identificano necessariamente un ordine, una priorità di relazione o posizione relativa, ma possono essere semplicemente utilizzati per più chiaramente distinguere tra loro differenti componenti.

Con riferimento alle figure, il realizzare dispositivo di controllo della curvatura assiale di pezzi allungati secondo l'invenzione è globalmente indicato con il numero 1.

Esso è atto a controllare la curvatura assiale di pezzi allungati 50 quali viti, bulloni, perni e simili. Con il termine curvatura assiale si intende sostanzialmente la traiettoria di sviluppo lungo la direzione longitudinale del pezzo. Il pezzo 50 comprende infatti almeno una porzione da controllare assialmente 51 che deve, in genere, avere un asse longitudinale rettilineo e quindi con curvatura nulla o raggio di curvatura infinito. Ovviamente, in concreto, la curvatura deve essere compresa in tolleranze ritenute accettabili e comunque molto ridotte, nell’ordine di grandezza dei μm di sfasamento, in direzione perpendicolare all’asse longitudinale, per dm di lunghezza, in direzione longitudinale.

Il dispositivo di controllo 1 comprende almeno una sede di controllo 2, per il controllo dei pezzi 50 definente una traiettoria di controllo 4, in particolare rettilinea e preferibilmente sostanzialmente verticale. Preferibilmente le sedi di controllo 2 sono in uso movimentate definendo una traiettoria di movimentazione 4b. Opportunamente la traiettoria di controllo 4 definisce la traiettoria che il pezzo 51 dovrebbe avere se fosse sostanzialmente perfetto.

La sede di controllo 2 comprende preferibilmente almeno due, e più preferibilmente esclusivamente due, incavi di riscontro 2a ognuno definito da un bordo di riscontro 2b. I due incavi di riscontro 2a sono allineati lungo la traiettoria di controllo 4, in modo che, quando il pezzo allungato 50 è nella sede di controllo 2, la porzione da controllare assialmente 51 è sostenuta in appoggio sui bordi di riscontro 2b.

Più nello specifico, gli incavi di riscontro 2b sono convergenti dall’esterno verso l’interno, ad esempio con pareti curve con convessità verso l’interno dell’incavo. Gli incavi 2b sono costituiti da una lastra, ad esempio in lamiera, sul bordo della quale sono ricavati i detti bordi di riscontro 2a. La stessa lastra giace inoltre preferibilmente nel piano orizzontale.

Nei dettagli sono previsti una pluralità di incavi 2a preferibilmente disposti su una traiettoria circolare, che opportunamente corrisponde con la traiettoria di movimentazione 4b. Essi sono inoltre preferibilmente a intervalli angolari regolari. Le lastre che costituiscono le sedi 2 sono quindi preferibilmente discoidali e allineate lungo la traiettoria 4 (Fig.2).

Più nei dettagli la traiettoria di movimentazione 4b è preferibilmente circolare e mobile tramite un primo motore, opportunamente disposto lungo l’asse della traiettoria circolare 4b.

Il dispositivo di controllo 1 comprende inoltre una cavità di controllo 3, per ogni sede di controllo 2b. Essa è realizzata da un bordo di controllo 3a definente un piano di controllo 4a non parallelo, e preferibilmente sostanzialmente perpendicolare, alla traiettoria di controllo 4.

Il bordo di controllo 3a, che è preferibilmente sostanzialmente allineato alla sede 2 lungo la traiettoria 4, è atto ad essere affiancato a un segmento della porzione da controllare assialmente 51, quando il pezzo allungato 50 è nella sede di controllo 2.

Preferibilmente, il bordo di controllo 3a è a distanza tale dalla porzione superiore della sede 2, da essere sostanzialmente affiancato, e quindi giacente sullo stesso piano perpendicolare alla traiettoria di controllo 4, a una estremità 52 del pezzo allungato 50. Gli elementi sono illustrati in vista dal basso nella Fig.3.

Il bordo di controllo 3a ha inoltre distanze note della porzione da controllare assialmente 51, preferibilmente dall’estremità 52, lungo il piano di controllo 4a. Tali distanze, per verificare la detta curvatura devono essere mantenute entro determinanti valori.

Preferibilmente anche il bordo di controllo 3a ha una struttura a lastra, preferibilmente metallica e preferibilmente discoidale allineata alle lastre che definiscono gli incavi 2a e movimentata dallo stesso motore.

Anche la forma degli incavi 2 e delle cavità di controllo 3 è preferibilmente simile. Tuttavia le cavità di controllo 3, preferibilmente non si appoggiano sul pezzo allungato 50 e non sono a contatto dello stesso, ma circondano lo stesso lungo un bordo di controllo 3a preferibilmente circolare. In particolare il bordo di controllo 3a ha almeno tre punti che distano dall’asse di controllo 4 di distanze note (Fig.3). I dischi che costituiscono le sedi 2 e le cavità di controllo 3 sono inoltre preferibilmente regolabili in distanza reciproca, lungo la traiettoria 4, così che siano adattabili ai pezzi 50 che devono misurare. Inoltre il disco superiore ha preferibilmente anche lo scopo di sorreggere il pezzo superiore in apposite sedi. Ad esempio se i pezzi 50 sono viti i fori del disco superiore sorreggono le teste delle stesse.

Il dispositivo 1 comprende anche mezzi di spostamento 6 atti a movimentare il pezzo allungato 50 e a premerlo nella sede 6 (Fig. 5). Essi sono costituiti preferibilmente da un elemento elastico, più preferibilmente da una molla a balestra, atta a premere il pezzo allungato 50 così da disporlo e mantenerlo nella sede di controllo 2, più precisamente nella porzione di diametro più ridotto, compatibilmente con le dimensioni del pezzo allungato 50, della sede 2 stessa. La detta molla a balestra è preferibilmente disposta in modo tale da essere approssimativamente tangente alla traiettoria realizzata dalle sedi 2.

Il dispositivo di controllo 1 comprende, inoltre, mezzi ottici 5 atti a rilevare le distanze tra la porzione da controllare assialmente 51 e il bordo di controllo 3a per confrontarle con dette distanze note.

I detti mezzi ottici 5 comprendono preferibilmente una videocamera o fotocamera 7, e possono anche comprendere uno specchio per consentire di posizionare la telecamera o videocamera in posizioni più agevoli, ad esempio orizzontalmente (Fig. 1).

I mezzi ottici 5 comprendono, inoltre, primi mezzi di illuminazione 8a, posti in prossimità del bordo di controllo 3a, preferibilmente a pochi centimetri di distanza dallo stesso, ed atti ad illuminare il pezzo allungato 50 radialmente dall’esterno verso la traiettoria di controllo 4. Preferibilmente tale illuminazione è ottenuta tramite una superficie anulare includente una pluralità di LED rivolti verso l’interno del cerchio.

I detti mezzi ottici 5 comprendono, inoltre, secondi mezzi di illuminazioni 8b, atti a illuminare prevalentemente in direzione di detta traiettoria di controllo 4 detto bordo di controllo 3a e detto pezzo allungato 50, preferibilmente con un angolo inferiore a 30° rispetto alla direzione di detta traiettoria di controllo 4. I detti secondi mezzi di illuminazione 8b sono preferibilmente anch’essi strutturati ad anello, così da mantenere libero l’asse ottico per la telecamera 7. Il detto anello, preferibilmente, include una pluralità di LED che puntano verso la cavità di controllo 3. I secondi mezzi di illuminazione 8a sono preferibilmente posti a maggiore distanza dalla cavità di controllo 3 rispetto ai primi di illuminazione 8a. Il dispositivo di controllo 1 è in genere associato a una macchina di controllo 40 atta a realizzare una pluralità di controlli sui pezzi allungati 50. La macchina di controllo 40 comprende quindi una pluralità di stazioni di controllo tra le quali il dispositivo di controllo 1 descritto. Essa definisce una pluralità di sedi di movimentazione 41 per i pezzi allungati 50. Le stesse sedi 41 sono in uso movimentate e definiscono una traiettoria di analisi 40a per i pezzi allungati 50. La detta traiettoria di analisi è inoltre anch’essa preferibilmente circolare.

La traiettoria di analisi 40a e la traiettoria di movimentazione 4b sono inoltre parzialmente contigue, in corrispondenza dei mezzi ottici 5 per il controllo del pezzo 50. Nella realizzazione preferita le due traiettorie sono quindi sostanzialmente dei cerchi tangenti, con tangenza in corrispondenza dei mezzi ottici 5.

Inoltre, le sedi di movimentazione 41 comprendono opportunamente una porzione espansa 41a, che è appunto espansa in direzione della traiettoria di controllo 4b in corrispondenza dei mezzi ottici 5. La porzione espansa è realizzata ad esempio tramite una porzione di sede fatta da pezzi in movimento e una da pezzi fissi prossimi al dispositivo 1. L’espansione delle sedi di movimentazione 41, che avviene opportunamente in direzione radiale verso l’esterno della traiettoria 40a, consente quindi al pezzo 51 di essere momentaneamente adagiato esclusivamente nella sede di controllo 2 ed essere mantenuto solo marginalmente nella porzione espansa della sede di movimentazione 41.

I mezzi di spostamento 6 inoltre sono atti a spostare e addossare il pezzo 51 in modo che lo stesso sia momentaneamente adagiato esclusivamente nella sede di controllo 2. In particolare, l’elemento elastico interferisce con il pezzo 51 e lo accompagna, dalla sede di movimentazione 41 alla sede di controllo 2, mantenendolo in tale posizione quando lo stesso è preferibilmente fermo e allineato, alla cavità di controllo 3.

Il dispositivo 1 o la macchina 40 sono infine dotati di un elaboratore elettronico atto a analizzare le immagini riprese dai mezzi ottici, come in seguito meglio specificato.

L’invenzione comprende un nuovo procedimento di controllo dei pezzi allungati 50 precedentemente descritti. Il detto procedimento coincide in parte con il funzionamento del dispositivo di controllo 1 e della macchina di controllo 40 precedentemente descritti in termini strutturali. Esso è quindi preferibilmente implementato tramite il descritto dispositivo di controllo 1 e la descritta macchina di controllo 40.

Il procedimento di controllo comprende il disporre il pezzo allungato 50 in una sede di controllo 2, precedentemente descritta.

La disposizione del pezzo nella sede 2 avviene preferibilmente automaticamente. Il pezzo 50 è quindi opportunamente inizialmente disposto in una descritta sede di movimentazione 41. Quando poi la sede di movimentazione 41 si avvicina a una sede di controllo 2, la prima è espansa nella porzione espansa 41a e i mezzi di spostamento movimentano il pezzo allungato in modo da accostarlo e alloggiarlo alla sede di controllo 2.

Le due movimentazioni delle sedi di controllo 2 e di movimentazione 41 sono quindi precisamente sincronizzate e avvengono preferibilmente tramite motori elettrici rotativi di tipo a magneti permanenti.

Quando il pezzo allungato 50 è nella sede di controllo 2, come precedentemente precisato, l’estremità della porzione da controllare assialmente 51 è preferibilmente affiancata, e più preferibilmente orizzontalmente allineata, alla cavità di controllo 3, quando il pezzo allungato 50 è nella sede di controllo 2. In tale posizione le sedi 2 e 31 e quindi i pezzi 50 sono preferibilmente

In tale posizione il bordo di controllo 3a e l’estremità della porzione da controllare assialmente 51, sono riprese, ossia filmate o fotografate.

Le dette riprese sono analizzate tramite l’elaboratore elettronico e le distanze tra la porzione da controllare assialmente 51 e detto bordo di controllo 3a sono misurate e confrontate con le distanze note.

Dopo la ripresa, la movimentazione delle sedi di controllo 2 e di movimentazione 41 è riavviata e la sede di movimentazione si ricontrae e torna a coincidere esclusivamente con una sola posizione mobile lungo la macchina 40 per eventuali ulteriori controlli.

Le dette misure e confronti dei pezzi allungati 50 possono determinare lo scarto o la selezione opportuna del pezzo.

Il dispositivo di controllo 1, così come la macchina di controllo 40 ed il procedimento di controllo, secondo l’invenzione conseguono importanti vantaggi. Infatti, essi consentono un controllo della curvatura assiale dei pezzi allungati 50 molto preciso e attuabile anche per pezzi a elevata precisione.

Gli stessi consentono inoltre un controllo della curvatura assiale dei pezzi allungati 50 veloce e compatibile con le velocità delle macchine a controllo automatico. Il compito tecnico e gli scopi specificati sono raggiunti da come rivendicato nella annessa rivendicazione 1. Esempi di realizzazione preferita sono descritti nelle rivendicazioni dipendenti.

In tale ambito tutti i dettagli sono sostituibili da elementi equivalenti ed i materiali, le forme e le dimensioni possono essere qualsiasi.

Claims (10)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di controllo (1) della curvatura assiale di pezzi allungati (50), detti pezzi allungati (50) avendo una porzione da controllare assialmente (51), detto dispositivo di controllo (1) essendo caratterizzato dal fatto di comprendere: - almeno una sede di controllo (2) per uno di detti pezzi allungati (50), detta sede di controllo (2) definente una traiettoria di controllo (4) e comprendente: - almeno due incavi di riscontro (2a), ognuno definito da un bordo di riscontro (2b), allineati lungo detta traiettoria di controllo (4), in modo che, quando detto pezzo allungato (50) è in detta sede di controllo (2), detta porzione da controllare assialmente (51) è sostenuta in appoggio su detti bordi di riscontro (2b), - una cavità di controllo (3), per ognuna di dette sedi di controllo (2b), definita da un bordo di controllo (3a), detto bordo di controllo (3a) definendo un piano di controllo (4a), non parallelo a detta traiettoria di controllo (4), - detto bordo di controllo (3a) essendo atto ad essere affiancato a un segmento di detta porzione da controllare assialmente (51) quando detto pezzo allungato (50) è in detta sede di controllo (2) e avendo da detta traiettoria di controllo (4) distanze note lungo detto piano di controllo (4a), - mezzi ottici (5) atti a rilevare le distanze tra detta porzione da controllare assialmente (51) e detto bordo di controllo (3a) per confrontarle con dette distanze note.
2. 2. Dispositivo di controllo (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi ottici (5) comprendono una fotocamera o videocamera (7).
3. 3. Dispositivo di controllo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detti mezzi ottici (5) comprendono primi mezzi di illuminazione (8a), posti in prossimità di detto bordo di controllo (3a) ed atti ad illuminare detto pezzo allungato (50) radialmente dall’esterno verso detta traiettoria di controllo (4).
4. 4. Dispositivo di controllo (1) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi ottici (5) comprendono secondi mezzi di illuminazioni (8b), atti a illuminare prevalentemente in direzione di detta traiettoria di controllo (4) detto bordo di controllo (3a) e detto pezzo allungato (50).
5. 5. Dispositivo di controllo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, comprendente mezzi di spostamento (6) atti a movimentare detto pezzo allungato (50) per disporlo in detta sede di controllo (2).
6. 6. Dispositivo di controllo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, in cui detta traiettoria di controllo (4) è rettilinea.
7. 7. Macchina di controllo (40) comprendente una pluralità di stazioni di controllo tra le quali un dispositivo di controllo (1) secondo almeno una rivendicazione precedente, - detta macchina di controllo (40) definendo delle sedi di movimentazione (41) per detti pezzi allungati (50), dette sedi essendo in uso movimentate e definendo una traiettoria di analisi (40a) per detti pezzi allungati (50), - in cui dette sedi di controllo (2) sono in uso movimentate definendo una traiettoria di movimentazione (4b), - in cui dette traiettoria di analisi (40a) e traiettoria di movimentazione (4b) sono parzialmente contigue, in corrispondenza di detti mezzi ottici (5) per il controllo di detto pezzo allungato (50), - in cui dette sedi di movimentazione (41) comprendono una porzione espansa (41a), espansa in direzione di detta traiettoria di controllo (4b) in corrispondenza di detti mezzi ottici (5), - in cui detto dispositivo di controllo (1) comprende mezzi di spostamento (6) atti a movimentare detto pezzo allungato (50) in detta porzione espansa (41a) per disporlo in detta sede di controllo (2).
8. 8. Macchina di controllo (40) secondo la rivendicazione precedente, in cui detti mezzi di spostamento (6) sono costituiti da un elemento elastico atto a premere detto pezzo allungato (50) in detta sede di controllo (2).
9. 9. Procedimento di controllo di un pezzo allungati (50), detto pezzo allungato (50) avendo una porzione da controllare assialmente (51), comprendente: - il disporre detto pezzo allungato (50) in una sede di controllo (2), definente una traiettoria di controllo (4), - l’estremità di detta porzione da controllare assialmente (51) essendo affiancata ad una cavità di controllo (3), quando detto pezzo allungato (50) è in detta sede di controllo (2), - detta cavità di controllo (3) essendo definita da un bordo di controllo (3a) definente un piano di controllo (4a), non parallelo a detta traiettoria di controllo (4), nel quale detto bordo di controllo (3a) ha distanze note da detta traiettoria di controllo (4), - il riprendere detto bordo di controllo (3a) e detta estremità di detta porzione da controllare assialmente (51), - il misurare e confrontare le distanze tra detta porzione da controllare assialmente (51) e detto bordo di controllo (3a) per confrontarle con dette distanze note.
10. 10. Procedimento di controllo secondo almeno una rivendicazione precedente, comprendente il procedimento di selezione o scartamento di detto pezzo allungato (50) in base anche al risultato di detta misurare e confronto.