IT202000007169U1 - Banco di misura in granito per la verifica dimensionale e di forma di manufatti lastriformi - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

Titolo

BANCO DI MISURA IN GRANITO PER LA VERIFICA DIMENSIONALE E DI FORMA DI MANUFATTI LASTRIFORMI.

Campo tecnico

La presente invenzione appartiene al settore della metrologia e degli strumenti per la misura delle grandezze fisiche, in particolare appartiene al settore dei banchi usati per rilevare con precisione le dimensioni, la forma e la planarit? di manufatti lastriformi, ovvero con spessore limitato rispetto all?estensione, come le piastrelle che si usano per pavimenti e per rivestimenti, oppure i piani di lavoro delle cucine.

Pi? esattamente il trovato in oggetto appartiene al settore dei banchi di misura in granito impiegati per le verifiche sulla planarit? e delle misure delle lastre di ceramica o di vetro o di materiali affini, specialmente, ma non necessariamente, di grande formato.

Stato della tecnica

Nei settori dove ? richiesta la verifica delle tolleranze, come ad esempio nella meccanica di precisione, sono noti banchi di misura in granito per il rilevamento delle caratteristiche dimensionali dei manufatti, il granito ? usato a causa della sua elevata stabilit? dimensionale e resistenza; i banchi di misura in granito monoblocco sono assai pesanti, tuttavia nel settore della meccanica di precisione i pezzi da controllare sono solitamente di dimensioni contenute. Nel settore dei manufatti lastriformi e delle piastrelle di grande formato attualmente si usano banchi di misura in metallo perch? i pesi, gli ingombri e i costi di un blocco di granito di grandi dimensioni sono tali da rendere difficoltoso l?uso di un banco di misura monolitico che si appoggia direttamente a pavimento, le caratteristiche dei banchi in metallo non consentono di raggiungere le precisioni elevate che sono richieste e che sono dell?ordine di pochi centesimi di millimetro.

Sono noti dei tentativi di usare piani di lavoro in granito senza appesantire troppo il banco di misura, ad esempio in US4763420 ? descritto un banco di prova per oggetti di grandi dimensioni che riduce il proprio peso complessivo grazie ad un basamento metallico il quale supporta un piano d?appoggio in granito, quest?ultimo di dimensioni relativamente ridotte, mediante tre guide scorrevoli, di talch? il piano d?appoggio in granito e il basamento sono in grado di espandersi, contrarsi e distorcersi separatamente, senza trasmettere sollecitazioni l?uno rispetto all?altro, fornendo al contempo un supporto verticale e impedendo il movimento traslazionale e rotazionale relativo tra il piano d?appoggio e la base di supporto.

Nessuna delle soluzioni note garantisce le precisioni elevate che sono richieste per la verifica delle piastrelle di grande formato, nonostante che queste ultime si stiano rapidamente affermando sul mercato.

Scopi e sommario dell?invenzione

? dunque sentito il problema di disporre di un banco di prova per elementi lastriformi di dimensioni elevate che presenti caratteristiche di precisione elevate, superiore a quelle raggiungibili con i banchi in metallo, e al contempo sia meno pesante dei banchi di granito monoblocco che si usano per il rilevamento di pezzi meccanici.

Questo e altri scopi che verranno chiari all?esperto del settore dalla lettura del testo che segue sono conseguiti da un banco di misura con un piano di appoggio orizzontale in granito che poggia su un basamento comprendente una pluralit? di travi in granito; il piano di appoggio presenta un risalto longitudinale superiore, anch?esso in granito e rifinito insieme al piano di appoggio, sul quale poggia una guida lineare longitudinale lungo la quale scorre il braccio trasversale che porta i mezzi di misura.

? necessario tener conto dello spessore dell?elemento lastriforme da misurare e per questo la soluzione esposta nel presente brevetto prevede che la guida lineare longitudinale si trovi ad una quota superiore a quella del piano di appoggio di granito.

La soluzione pi? semplice prevedrebbe di appoggiare la guida lineare longitudinale su degli elementi metallici intermedi, quale ad esempio su un profilato di alluminio, a sua volta fissato al piano di granito.

Il braccio trasversale scorre sulla guida lineare longitudinale grazie a uno o pi? pattini ad alta precisione, ad esempio del tipo a ricircolo di sfere; questi dispositivi hanno tolleranze estremamente ridotte, nell?ordine dei millesimi di millimetro, tuttavia la loro precisione sarebbe vanificata dall?interposizione del profilato di alluminio, perch? le tolleranze dimensionali di quest?ultimo sono assai superiori alle tolleranze della guida lineare longitudinale e a quelle del piano di appoggio del banco di granito, quest?ultimo rifinito per lappatura.

Per ovviare a questo problema il banco di misura oggetto del presente brevetto prevede una sorprendente configurazione del piano di granito, il quale presenta un risalto che si erge lungo uno dei suoi bordi e sul quale ? solidalmente connessa la guida lineare longitudinale; il risalto ? in granito e solitamente ? parallelo ad uno dei bordi longitudinali.

Questa originale configurazione rende possibile rifinire la superficie del risalto in granito insieme alla superficie stessa del piano di appoggio del banco di misura senza cambiare il piazzamento; in questo modo ? garantita l?assoluta planarit? dell?estradosso del risalto, che risulta anche perfettamente parallelo all?estradosso del piano di granito, di talch? si possono raggiungere tolleranze inferiori a cinque centesimi di millimetro.

Una preferita forma realizzativa prevede che il risalto sia realizzato con un regolo in granito rigidamente connesso al piano, ad esempio per mezzo di opportuni incollaggi; tuttavia ? anche possibile che il risalto sia realizzato con un regolo connesso al banco in modo reversibile, ad esempio con delle viti, in modo che in caso di rottura il regolo possa essere facilmente sostituito, provvedendo alla rifinitura del nuovo regolo solo dopo il suo posizionamento sul piano del banco.

Sopra al risalto viene fissata la guida lineare longitudinale sulla quale scorrono i pattini che supportano un?estremit? del braccio trasversale. L?altra estremit? del braccio trasversale ? sostenuta da un cuscino d?aria, lungo il braccio trasversale scorrono i mezzi di misura che comprendono una testa di misura che trasla verticalmente.

Le travi di granito del basamento sono preferibilmente conformate come dei parallelepipedi disposti per coltello, ossia nel verso della massima rigidit? flessionale; esse presentano un estradosso rettilineo, preferibilmente rettangolare, rigidamente connesso con l?intradosso piatto del piano di granito, in modo da conferire a quest?ultimo elevatissime doti di rigidezza.

Questa originale soluzione costruttiva consente un notevolissimo risparmio di peso e di costo della materia prima rispetto al banco realizzato con un monoblocco in granito, al contempo evita le deformabilit? caratteristiche dei basamenti realizzati con delle strutture metalliche.

Per tener conto delle variazioni dimensionali indotte dalle differenze di temperatura, il sistema informatico di acquisizione dati comprende anche un misuratore di temperatura, per poter effettuare le opportune compensazioni delle dilatazioni termiche.

Il sistema informatico che sovraintende al funzionamento del banco di misura consente anche di evitare di porre l?elemento lastriforme contro un riscontro meccanico o contro una battuta di riferimento che costituisca il punto di origine delle coordinate planari; si tratta di un vantaggio molto importante per evitare che le piastrelle di grandi dimensioni non debbano essere spostate sul piano d?appoggio, cosa quasi impossibile da fare manualmente a causa del loro peso molto elevato.

Nel banco di misura oggetto della presente domanda di brevetto ? sufficiente che il posizionamento della lastra da misurare sia all?interno di un?area a forma di ?L? definita da due coppie di righe paralelle, ciascuna delle quali coppie ? posta in corrispondenza rispettivamente di un bordo longitudinale e di un bordo trasversale del piano di appoggio, in questo modo ciascuna coppia di righe risulta ortogonale all?altra e il loro punto di incrocio identifica lo zero pezzo, in altre parole il punto di incrocio di dette coppie di righe paralelle definisce il punto di origine del sistema cartesiano planare di coordinate ortogonali di riferimento. Il software consente anche di adeguare di volta in volta il ciclo di misura, scegliendo ad esempio un diverso insieme di punti da rilevare.

Per la taratura della testa di misura viene usato un elemento di riscontro calibrato che pu? essere conformato secondo diverse geometrie.

Per aumentare la precisione di spostamento, la movimentazione lungo gli assi longitudinale e trasversale avviene preferibilmente, per ciascun asse, per mezzo di una cinghia dentata che viene posta in movimento da due pulegge dentate, quest?ultime auto allineanti e con recupero del gioco.

Breve descrizione dei disegni

La Fig. 1 mostra una vista prospettica del banco di lavoro assemblato, sul quale ? posto un elemento lastriforme (A), sono visibili le travi longitudinali in granito (12) del basamento al disotto delle quali si trovano i piedini regolabili (13). Nella figura sono indicati il piano di appoggio in granito (1), il risalto longitudinale (11) su cui ? solidalmente connessa la guida lineare longitudinale (2) lungo la quale scorrono i due pattini (21), uniti fra loro dall?elemento a croce (22) che a sua volta supporta un?estremit? del braccio a sbalzo (3), in corrispondenza dell?estremit? opposta del braccio a sbalzo (3) ? mostrato il pattino ad aria (31). Sono anche mostrati il risalto trasversale (17) per la calibrazione ortogonale e la battuta longitudinale di calibrazione (18).

La Fig. 2 mostra una vista dall?alto del dispositivo, sono indicate le righe parallele longitudinali (181, 182) e le riche parallele trasversali (191, 192).

La Fig. 3 mostra una vista laterale del dispositivo, dal lato trasversale.

La Fig. 4 mostra un dettaglio ingrandito della Fig. 3 ed illustra il sistema di regolazione fine dell?angolo formato dall?asse del braccio trasversale (3) con l?asse della guida lineare longitudinale (2), in particolare ? mostrato uno dei due componenti (16), ognuno dei quali ? posto su un lato della fiancata del braccio trasversale (3), nel quale ? definito un foro filettato (15) in cui si avvita una rispettiva vite di pressione sulla quale si agisce per regolare l?angolo.

La Fig. 5 mostra una vista laterale del dispositivo, dal lato longitudinale, nelle travi longitudinali principali (12) sono visibili delle forature usate per l?ancoraggio dei mezzi di sollevamento e trasporto.

La Fig. 6 mostra una vista prospettica dell?elemento terminale (31) che supporta l?estremit? libera del braccio trasversale (3) emettendo un getto d?aria che forma un cuscino d?aria; sono anche mostrate le spazzole (32) che servono per rimuovere eventuali particelle dal percorso dell?elemento terminale (31).

La Fig. 7 mostra una vista prospettica del risalto longitudinale (11) sul quale poggia la guida lineare longitudinale (2), ? anche mostrato l?elemento a croce (22).

Descrizione dettagliata di una forma di attuazione dell?invenzione

Il banco di misura oggetto della presente invenzione comprende un risalto longitudinale (11) formato da un regolo di granito rigidamente connesso all?estradosso del piano di appoggio (1) in corrispondenza di uno dei bordi longitudinali di quest?ultimo.

Al di sopra del risalto (11) ? fissata la guida lineare longitudinale (2) lungo la quale scorre il braccio trasversale (3) a cui sono scorrevolmente accoppiati i mezzi di misura, questi ultimi comprendono una testa di misura (4) intercambiabile, che trasla verticalmente.

Nella forma realizzativa mostrata nelle figure, sulla guida lineare longitudinale (2) scorrono due pattini (21) del tipo a ricircolo di sfere che congiuntamente supportano un elemento a croce (22), di acciaio stabilizzato o di altro materiale di pari caratteristiche, il quale a sua volta supporta a sbalzo il braccio trasversale (3) su cui scorrono i mezzi di misura che comprendono una testa di misura (4) che pu? traslare verticalmente.

La forma realizzativa mostrata nelle figure comprende due viti di registro per la regolazione angolare fine dell?asse del braccio trasversale (3) rispetto all?asse della guida lineare longitudinale (2), in modo che detti assi formino un angolo retto senza essere afflitti dalla catene delle tolleranze dei diversi componenti che ? necessario assemblare. In particolare il braccio trasversale (3) ? solidalmente connesso all?elemento a croce (22) dal basso, ma non sarebbe facile trovare l?ortogonalit? tra i due agendo soltanto sui mezzi di connessione, questi ultimi sono infatti viti ad asse verticale che per essere montate hanno bisogno di accoppiamenti con adeguate tolleranze; la soluzione proposta per poter regolare pi? finemente l?ortogonalit? prevede l?uso di due viti di pressione a passo fine contrapposte orizzontalmente e rispettivamente avvitate nei fori filettati (15), questi ultimi sono rispettivamente definiti nei componenti (16), ognuno dei quali ? posto su un lato della fiancata del braccio trasversale (3). Tra ciascuno dei due componenti (16) e il braccio trasversale (3) c?? tanto gioco quanto basta per poter regolare l?angolo formato fra l?asse del braccio trasversale (3) e l?asse della guida lineare longitudinale (2), al fine di aggiustarne l?ortogonalit?. Avvitando ciascuna vite di pressione su un lato o l?altro del braccio trasversale (3) si sviluppano delle azioni contrapposte che inducono una leggera rotazione del braccio trasversale (3) attorno al suo incastro, sfruttando le tolleranze di quest?ultimo necessarie per il suo stesso assemblaggio, questo consente di regolare con precisione l?ortogonalit? agendo sulla vite di pressione che si trova dalla parte dell?angolo acuto, dopodich? con la vite di pressione contrapposta viene definitivamente impedita ogni ulteriore rotazione del braccio trasversale (3) ed infine vengono serrati i mezzi di connessione fra l?elemento a croce (22) e il braccio trasversale (3).

La verifica dell?ortogonalit? viene effettuata facendo scorrere la testa di misura (4) lungo un risalto trasversale (17) di calibrazione, realizzato in granito e rifinito insieme al piano di appoggio (1) e al risalto longitudinale (11).

La calibrazione longitudinale viene effettuate facendo scorrere la testa di misura (4) lungo una battuta longitudinale di calibrazione (18) che viene realizzata nel piano in granito parallelamente al risalto longitudinale (11).

Il braccio trasversale (3) ? montato a sbalzo rispetto alla guida lineare longitudinale (2) e la sua estremit? libera poggia su un elemento terminale (31) dal quale, durante il funzionamento, fuoriesce un getto d?aria che ha la duplice funzione di rimuovere eventuali particelle estranee presenti lungo il cammino dell?elemento terminale (31) e di creare un cuscino d?aria che solleva leggermente quest?ultimo dal piano di appoggio in granito (1), in modo da annullare l?attrito radente.

La rimozione delle particelle ? affidata anche a due spazzole (32) che spazzano e tengono riparato il tratto del piano di appoggio (1) che deve essere percorso dall?elemento terminale (31).

Sul braccio trasversale (3) scorre un pattino che supporta i mezzi di misura, i quali possono scorrere verticalmente per avvicinarsi e allontanarsi rispetto all?elemento lastriforme (A) che giace sull?estradosso del piano di appoggio (1). I mezzi di misura comprendono una testa di misura intercambiabile (4); la testa di misura pu? essere di vario tipo, ad esempio pu? essere un tastatore con testa a contatto, sferica o cilindrica, oppure una testa laser o ancora uno scanner.

I dati derivanti dalle letture della testa di misura (4) vengono acquisiti, elaborati, memorizzati e restituiti all?utilizzatore per mezzo di un sistema informatico (14).

Una soluzione realizzativa semplice ed economica prevede che, nella preferita forma realizzativa mostrata nelle figure, il basamento comprenda due travi principali (12) disposte longitudinalmente, rispettivamente in prossimit? dei bordi longitudinali del piano di granito, unite fra di loro da una pluralit? di travi disposte trasversalmente, di talch? l?estradosso di quest?ultime e delle due travi principali (12) ? rigidamente connesso alla porzione di intradosso del piano di granito compresa fra le due travi longitudinali e le estremit? delle travi trasversali sono rigidamente connesse alla facce laterali interne delle travi longitudinali principali (12).

Al disotto delle travi che formano il basamento possono essere posti dei piedini regolabili (13) che servono per compensare eventuali carenze di planarit? del pavimento.

Per facilitare il posionamento della lastra sul piano di appoggio sono definite una coppia di righe parallele longitudinali (181, 182) e una coppia di righe parallele trasversali (191, 192), dette coppie di righe paralelle essendo poste rispettivamente in corrispondenza del bordo longitudinale opposto a quello ove ? posta la guida longitudinale (2) e del bordo trasversale pi? vicino alla posizione dell?operatore, ove si trova l?interfaccia input/output del sistema informatico (14). ?

Claims (14)

RIVENDICAZIONI

1. Banco di misura per la verifica dimensionale di elementi lastriformi di grandi dimensioni (A), comprendente un piano di appoggio (1) in granito al cui estradosso ? solidalmente connessa una guida lineare longitudinale (2) alla quale ? scorrevolmente connesso almeno un braccio trasversale (3) su cui scorrono opportuni mezzi di misura, comprendenti una testa di misura (4) che trasla verticalmente, caratterizzato dal fatto che, in corrispondenza di uno dei suoi bordi, detto piano di appoggio (1) comprende un risalto longitudinale (11) in granito sopra al quale ? connessa detta guida lineare longitudinale (2).

2. Banco di misura come da rivendicazione 1 che precede caratterizzato dal fatto che detto piano di appoggio (1) ? l?estradosso di una lastra conformata come un parallelepipedo e che quest?ultimo poggia su un basamento comprendente una pluralit? di travi in granito.

3. Banco di misura come da rivendicazione 2 che precede caratterizzato dal fatto che detta pluralit? di travi di granito comprende almeno una o pi? travi principali (12) conformate come dei parallelepipedi disposti per coltello il cui estradosso ? rigidamente connesso con l?intradosso piatto di detto piano d?appoggio (1).

4. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detta testa di misura (4) ? intercambiabile con altre di diverso tipo.

5. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto risalto longitudinale (11) in granito ? solidalmente connesso a detto piano di appoggio (1).

6. Banco di misura come da una delle rivendicazioni da 1 a 4 che precedono caratterizzato dal fatto che detto risalto longitudinale (11) ? connesso a detto piano di appoggio (1) mediante mezzi di unione reversibili.

7. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che l?estradosso di detto risalto longitudinale (11) in granito ? rifinito insieme all?estradosso di detto piano di appoggio (1) in modo che entrambi detti estradossi risultino esattamente paralleli.

8. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema informatico (14) per l?acquisizione l?elaborazione, la memorizzazione e la restituzione dei dati provenienti da detta testa di misura (4).

9. Banco di misura come da rivendicazione 8 che precede caratterizzato dal fatto di comprendere un misuratore di temperatura ambientale funzionalmente connesso a detto sistema informatico (14) e dal fatto che quest?ultimo corregge detti dati acquisiti da detta testa di misura (4) allo scopo di compensare le dilatazioni termiche.

10. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere un sistema di regolazione fine dell?angolo formato fra detto braccio trasversale (3) e detta guida lineare longitudinale (2), tramite due viti di pressione ad asse orizzontale che agiscono in verso opposto.

11. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere un risalto trasversale (17) per la calibrazione ortogonale dei mezzi di misura.

12. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto di comprendere una battuta longitudinale di calibrazione (18) dei mezzi di misura.

13. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che detto braccio trasversale (3) ? montato a sbalzo rispetto alla guida lineare longitudinale (2) e la sua estremit? libera poggia su un elemento terminale (31) che comprende mezzi per emettere un getto d?aria verso detto piano d?appoggio (1).

14. Banco di misura come da una delle rivendicazioni che precedono caratterizzato dal fatto che su detto piano di appoggio (1) sono definite definite una coppia di righe parallele longitudinali (181, 182) e una coppia di righe parallele trasversali (191, 192), l?incrocio di dette coppie di righe paralelle definendo il punto di origine del sistema cartesiano planare di coordinate ortogonali di riferimento.