IT8224582A1 - Dispositivo di misurazione a più coordinate - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione avente per titolo :

" Dispositivo di misurazione a pi? coordinate"

Riassunto Il dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo l'invenzione si distingue per un'incastellatura di base, che ? essenzialmente un corpo prismatico rettangolare 1, alla cui parte anteriore 1a ? connessa inferiormente, ad L, una tavola circolare manovrabile 2. Al disopra del corpo prismatico 1, un braccio sporgente 3 ? situato ad una certa distanza dalla tavola circolare manovrabile 2. Sul braccio sporgente che trasversalmente rispetto al suo asse longitudinale ? movibile sul corpo prismatico 1, si trova una contropunta 6, che ? dotata della testa di misurazione 8. La costruzione chiara e perspicua del dispositivo di misurazione a pi? coordinate con guide sollevate permette una disposizione ideale dei sistemi di misurazione lineare (figura 1).

Descrizione L'invenzione concerne un dispositivo di misurazione a pi? coordinate, che ? costituito essenzialmente da un'incastellatura di base un portapezzo e una testa di misurazione dotata di stili tastatori e movibile secondo le tre coordinate X,Y e Z.

La progressiva applicazione della tecnica del controllo numerico e delle relative lavorazioni complessa ha permesso di fabbrica re anche pezzi d'opera prismatici in esecuzioni siagole e in piccole e medie seri?. L'elevato requisito di qualit? imposto ai prodotti presuppone che i difficili compiti di misurazione sul pezzo d'ope ra vengano svolti rapidamente e sicuramente con strumenti di misurazione universali. In particola re, occorre che difetti di lavorazione vengano riconosciuti immediatamente, possibilmente subito dopo le operazioni di lavorazione, affinch? questi difetti possano venire compensati nelle operazioni seguenti.

In questo campo, la tecnica delle misurazioni a coordinate si ? affermata negli ultimi anni come sistema insostituibile ed ecc nomico. Per migliorare la flessibilit?, si devono per? modificare specialmente alcune caratteristiche, come abbreviare i tempi di preparazione ed i tempi passivi, aumentare la velocit? di misurazione e migliorare l'attitudine alla concatenazione con macchine di lavorazione.

L'invenzione si pone pertanto il problema di realizzare un dispositivo di misurazione a pi? coordinate, il quale, rispondendo ai criteri di un'esecuzione adatta per ofilicine di produzione, presenti specialmente un'elevata velocit? di misurazione con una grande precisione di misura, una grande attitudine alla concatenazione con le macchine di lavorazione, una grande flessibilit? e non si soggetto a disfunzioni causate dalla sporcizia e dalla temperatura.

Detto problema viene,risolto secondo l'invenzione in modo tale che l'incastellatura di base ? formata da un corpo prismatico essenzialmente rettangolare, alla cui parte anteriore ? connessa inferiormente, ad L. una tavola circolare manovrabile mentre sulla sua parte superiore ?

disposto un braccio sporgente, il quale si protende ad angolo retto rispetto alla parte anteriore del

corpo prismatico e ad una certa distanza al disopra della tavola circolare manovrabile trasversalmente rispetto alsuo asse longitudinale ? movibile sul corpo prismatico secondo la coordinata X e alla sua estremit? anteriore libera accoglie una contropunta, la quale ? movibile secondo la coordinata verticale Z e, parallelamenie a detto asse longitudinale, secondo la coordinata Y ed ? dotata della testa di misurazione.

Secondo un ulteriore concetto dell'invenzione, la tavola circolare manovrabile pu? essere comandata con un controllo numerico e pu? presentare una dentatura a cremagliera, e i corpo prismatico pu? essere collocato, insieme con la tavola circolare manovrabile, complessivamente su tre piedi di appoggio.

Inoltre, tramite trasmissioni a frizione e ,o teste motrici, il braccio sporgente pu? essere accoppiato meccanicamente con il corpo prismatico per la traslazione secondo la coordinata X e la contropunta pu? essere accoppiata meccanicamente con il braccio sporgente per le traslazioni secondo le coordinate Y e Z.

cammino di impostazione secondo la coordinata X pu? essere maggiore dei cammini di impostazione secondo le coordinate Y e Z specialmente per poter raggiungere in modo semplice punti di misurazione interni di pezzi d'opera pri

smatici.

Non essendo soggetti a disfunzioni causate dalla sporcizia, gli elementi di guida per la mobilit? del braccio sporgente e della contiopunta possono essere disposti al disopra della tavola circolare manoyrabile e all'interno del braccio sporgente e all'interno della copertura della contropunta.

Inoltre, secondo un ulteriore concetto dell'invenzione, sul corpo prismatico, sul braccio sporgente e sulla contropunta ovvero sulla copertura di questa possono essere previsti righelli graduati con dispositivo, opto-elettrico di lettura. La semplicit? d'uso e la rapidit? di valutazione dei dati di misura possono venire conseguite mediante la dotazione di un quadro di manovra conun terminale e conun sistema di comando e di valutazione dei dati di misura formato da singole unit?. Infine il corpo prismatico la tavola circolare manovrabile, la contropunta, il braccio sporgente e gli elementi di guida e di azionamento possono essere fatti di uno stesso materiale preferibilmente di acciaio.

I vantaggi di un dispositivo di misurazione a pi? coordinate avente tali caratteri stiche secondo l'invenzione consistono specialment nel fatto che si viene a realizzare una costruzione chiara e perspiqua che la un'incastellatura di base stabile e rendepossibili guide sollevate e una disposizione ideale dei sistemi di misurazione lineare. Tutti gli elementi portanti sono costituiti da strutture di acciaio saldate difficilmente de formabili per torsione. Le guide costruite con pattini a circolazione di sfere sono coperte e garantiscono in questa combinazione, per l'effetto di autopulitura, una lunga durata utile. La tavola circolare manovrabile pneumatica con comando a cor trollo numerico e con dentatura a cremagliera per il posizionamento permette un perfetto movimento planare, una perfetta rotazione concentrica e una grande precisione di graduazione. L'intero disposi tivo di misurazione a pi? coordinate possiede un appoggio su tre punti staticamente determinato e normalmente non ha bisogno d? alcuna fondazione. La grande attitudine alla concatenazione ? garanti ta dal fatto che la costruzione con braccio sporgente secondo l'invenzione permette che i pezzi d'opera da misurare vengano addotti da tre direzioni. Per la combinazione del sistema di misurazione a pi? coordinate con la tavola circolare manovrabile integrata si consegue unagrande flessibilit?, perch? in modo semplice si pu? fare assumere al pezzo d'o pera la posizione ottimale rispetto al sistema tastatore. Ci? permette a sua volta di impiegare stili tastatori semplici, che possono venire usati per numerosi campiti di misurazione. Mediante palette redisposte si pu? ottenere un rapido scambio dei pezzi d'opera. La semplicit? d'uso viene conseguita mediante un quadro di manovra e un terminale cos? da rendere possibile il funzionamento manuale il funzionamento a dima e il funzionamento automatico del dispositivo di misurazione api? coordinate. Per quanto riguarda il sistema di comando e di valutazione dei dati di misura sono possibili un telecomando e un rapido cambio di preparazione per passare ad un pezzo d'opera all'altro . Con sist mi memorizzatori di grande capacit? si possono, attivare rapidamente i rispettivi programmi specifici. Larapida valutazione dei punti di misurazione, per ottenere il risultato della misurazione , e il riconoscimento automatico della posizione della tavola circolare manovrabile con compensazione del l'errore sistematico di graduazione e con tratrasforzione delle coordinate per un movimento di rotazione della tavola circolare manovrabile permettono sia una grande velocit? di misurazione, sia lo svolgimento del compito di misurazione in settori tali da minimizzare gli spostamenti.

L'uniforme impiego di acciaio per l'incastellatura di base, per il braccio sporgente la tavola circolare manovrabile, per la contropunta e per gli elementi di guida ed'azionamento garantisce una dilatazione uniforme al variare dela temperatura e offre pertanto un'efficace compensazione della temperatura. La disposizione degli elementi di guida e dei sistemi di misurazione coperti circa ad una stessa altezza al disopra del campo di lavoro riduce la sconveniente influenza di una disuniforme distribuzione della temparatura sui risultati delle misurazionile protegge li elementi co= struttivi contro imbrattamenti. L'opportuna separdzione degli elementi di guida dell'appoggio del pezzo d'opera e il conseguente disaccoppiamento delle relative influenze meccaniche nello strumento dimisura evitano sconvenienti influenze del carico, dovuto al pezzo d'opera e ad altri dispositivi, sulle propriet? di guida e sulla sicurezza delle misure.

La separazione della funzione di movimento degli assi dello strumento dalla funzione di accoglimento del pezzo d'opera offre libert? nell' integrazione del dispositivo di misurazione a pi? coordinate nel flusso del materiale. La tavola circolare manovrabile integrata costituisce un porta pezzo, che si distingue per una buona accettabilit? per l'uso e per i dispo sitivi di concatenazione e, inconseguenza della sua rande precisione di posizionamento e dinamica, per mette di orientare in poco tempo i pezzi d'opera nelle posizioni di misurazione desiderate.

Per permettere un trasporto manuale o automatico del pezzi d'opera dalle macchine di lavorazione al dispositivo di misurazione a pi? coordinate, senza pregiudicare. l'accessibilit? nellu so, il dispositivo d? misurazione a pi? coordinate ? combinato con le macchine di lavorazione nella forma di un concatenamento.

Nel disegno ? rappresentato un esempio di realizzazione dell'invenzione. In particolare:

la figura 1 mostra una vista laterale del dispositivo di misurazione a pi? coordinate,

la figura 2 mostra una vista di fronte e

La figura 5 mostra na vista in pianta del dispositivo di misurazione a pi? coordinate.

L'incastellatura di base del di spositivo di misurazione a pi? coordinate ? formato da un corpo prismatico 1 essenzialmente rettango golare, fatto di acciaio. Alla parte anteriore 1a ? saldamente connessa inferiormente, ad L, una tavola circolare manovrabile 2. Sulla parte superiore 1b del corpo prismatico 1 e ad angoloretto rispetto alla relativa parte, anteriore 1a ? disposto un braccio sporgente 3 che si protende ad una certa distanza verticale al disopra della tavola circolare manovrabile 2. Il braccio sporgente 3 ? movibile, trasversalmente rispetto al suo asse longitudinale, nella direzione 4 della coordinata X. Alla sua estremit? libera anteriore 3a il braccio sporgente 3 contiene la contropunta 6 movibile nella direzione verticale 5 della coordinata Z.

La contropunta 6 ? inoltre movibile nel braccio sporgente 3, parallelamente, all'asse longitudinale di questo braccio, nella direzione 7 della coordinata Y. All'estremit? della contropunta si trova la testa di misurazione 8 con gli stili tastatori 9 per il rilevamento delle misure nelle direzioni delle coordinate.

Il dispositivo di misurazione a pi? coordinate ? appoggiato in modo staticamente determinato su tre piedi 10, di cui un piede 10 ? situato al disotto della tavola circolare manovrabile 2 ed i due rimanenti piedi10 sono situati al disotto del corpo prismatico 1.

Lo spostamento del braccio spor gente 3 nella direzione 4 della coordinata X avviene per mezzo di un motore acorrente continua 11 e mediante una trasmissione a frizione o testa motrice agente fra il corpoprismatico 1 e il braccio sporgente 3. Gli spostamenti nelle direzioni 5 e 7 delle coordinate Y e Z vengono pure impartiti da motori a corrente continua 13 e 14, le cui forze motrici vengono a loro volta trasmesse alla contro punta 6 tramite trasmissioni a frizione o teste motrici 15 e 16. Gli elementi di azionamento si trovano nel braccio sporgente 3, nel corpo prismatico 1 e alll'interno della copertura 17 della contropunta 6 Le guide trasiazione 18, 19 e 20 sono protette dalle copertura 17, dal braccio sporgente 3 e dall copertura 21 situata sul corpo prismatico 1.

Mentre i cammini di impostazione nelle direzioni 5 e delle coordinate Y e Z sono almeno approssimativamente uguali, il cammino di impostazione nella direzion della coordinata X ? invece pi? lungo per poter riaggiungere con gl stili tastatori 9, puntidi misurazione interni di un pezzo d'opera prismatico.

Per renderne semplice l'uso, il dispositivo di misurazione a pi? coordinate ? dotato di un quadro di manovra 22 e di un terminale 23, avente uno schermo visualizzatore , nonch? di un sistema di cornando e di valutazione dei dati di misura, costituito da singole unit? 24, 25, 26.

In particolare, un'unit? 24 pu? essere l'unit? di rilevamento dei valori misurati, un'unit? 23 pu? costituire il comando centrale di svolgimento e un'unit? 25 pu? provvedere alla valutazione dei dati dimisura, laddove il sistema di valutazione ? formato da un calcolatore di processo con unit? periferiche. Per la documentazione dei risultati delle misurazioni ? anche messo a disposizione un apparato stampante 27.

La guida dell'operatore tramite lo schermo visualizzatore facilita al'operatore la definizione del compito di misurazione. L'operatore svolge i compiti di misurazione con l'ausilio del leggero quadro di manovra portatile 22.

Nel complesso con il dispositivo di misurazione a pi? coordinate per sistemi di pr?duzione flessibili viene messo a disposizione un componente importante per il controllo di qualit? durante un processo di lavorazione La struttura meccanica e il sistema elaboratore di informazioni Rivendicazioni 1. Dispositivo di misurazione a pi? coordinate costituito essenzialmente da un'incastellatura di base, un portapezzo e una testa di misurazione dotata di stili tastatori e movibile secondo le tre coordinate X, Y e Z, caratterizzato dal fatto che l'incastellatura di base ? formata da un corpo prismatico essenzialmente rettangolare (1), alla cui parte anteriore (1a) ? connessa inferiormente, ad L una tavola circolare manovrabile (2), mentre sulla sua parte superiore (1b) ? disposto un braccio spor gente (), il quale si protende ad angolo retto ri spetto alla parte anteriore (1a) del corpo prismati co (1) e ad una certa distanza al disopra, della vola circolare manovrabile (2) trasversalmente rispetto al suo asse longitudinale ? movibile sul cor?? prismatico (1) nella direzione (4) della coordinata X e alla sua estremit? anteriore libera (3a) accoglie una contropunta (6) , la quale ? movibile nella disezione verticale (5) della coordinata Z e, parallelamente a detto asse longitudinale, nella direzione (7) della coordinata Y ed ? dotata della testa di misurazione (8).

2.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fat to che la tavola circolare manovrabile (2) ? comandata con un controllo numerico e presenta una dentatura a cremagliera

3.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che il corpo prismatico (1) ? collocato, insieme con tavola circolare manovrabile (2) complessivamente su tre piedi di appoggio (10).

4 Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo la rivendicazione 1 caratterizzato dal fatto che tramite rasmissioni a frizioni e,o teste motrici (12, 15, 16), il braccio sporgente (3) ? accoppiato meccanicamente con il corpo prismatico (1) per la traslazione nella direzione (4) della coordinata X e la contropunta (6) ? accoppiata meccanicanente con il braccio sporgente (3) per le traslazi nisnelle direzioni 7) delle coordinate Y e 2 5.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo le rivendicazioni 1 e 4, caratterizzato dal fatto che il cammino di impostazione nella direzione (4) della coordinata X ? maggiore dei cammini di impostazione nelle direzioni ( 7) delle coordina te Y e Z.

6.- Dispositivo di misurazione a coordinate secondo le rivendicazioni 1, 4 e 3, caratterizzato dal fatto che gli elementi di guida per la mobilit? del braccio sporgente (3) e della contropunta (6) sono disposti al disopra della tavola circolare manovrabile (2) e all'interno del braccio sporgente (5) ovvero all'interno della copertura ( 17) della contropunta ( 6 ) . 7.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo una o pi? di una delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto che sul corpo prismatico (1 ) , sul braccio sporgente (3 ) e sulla contro -punta (6) ovvero sulla copertura della contropunta (17)sono previsti righelli graduati (28) con di spositivo opto-elettronico di lettura.

8.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo una o pi? di una delle rivendicazioni precedenti , caratterizzato dalla dotazione di un quadro di manovra (22) e di un terminale (25 ) nonch? di un sistema di comando e di valutazione dei dati di misura formato da singole unit? (24, 25, 26, 27).

9.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo una o pi? di una delle rivendicazioni precedenti , caratterizzato dal fatto che il corpo prismatico (1), la tavola circolare manovrabile (2), la contropunta (6), il braccio sporgente (5) gli elementi di guida (18 , 19, 20) e eli elementi di azio ? namento (12, 15, 16) sono fatti di uno stesso mate riale , preferibilmente di acciaio.

10.- Dispositivo di misurazione a pi? coordinate secondo la rivendicazione 1 , caratterizzato da una disposizione relativa a macchine di lavorazione nella forma di un concatenamento con queste macchine per il trasporto manuale o automatico dei pezzi d'opera verso il dispositivo di misurazione a ni? coordinate.