IT8948428A1 - Dispositivo di protezione per parti di macchine longitudinalmente estese - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

dell'invenzione avente per t?tolo:

"Dispositivo di protezione per parti di macchine longitudinalmente estese",

Per la protezione per esempio dei bracci di misurazione (4) di strumenti di misura a coordinate sono previsti uno o pi? rel? fotoelettrici i quali sono fatti passare attraverso sfinestrature (19) nelle costole di separazione (9) di un mantice (7).

II mantice (7) circonda la parte d? macchina da proteggere.

In caso di collisione preterintenzionale le costole di separazione (Ih) del mantice (7) si spostano, coprono i rel? fotoelettrici e fanno scattare cos? il circuito di protezione nel comando della macchina.

Nella costruzione di macchine, specialmente nella costruzione li strumenti di misura a coordinate, ? spesso necessario proteggere da collisioni preterintenzionali le parti di macchina mobili longitudinalmente estese, sporgenti nel campo di lavoro o nel campo di misura, come per esempio il braccio di misura portante l'attrezzo di misura (testina tastatrice) dello strumento di misura a coordinate. Inoltre occorre escludere la possibilit? di infortuni per il personale addetto, da parte di componenti della macchina mobili.

A tale scoposi conosce gi? una serie di dispositivi di protezione di vario genere.

Cos? per esempio nel brevetto DE-PS 3527 0o3 sono descritti dispositivi di protezione che dispongono intorno alla parte di macchina da proteggere un una guaina a ultrasuoni o prevedono pi? molle elicoidali tese lungo la parte, clic si trovano ad un altro potenziale elettrico rispetto al corpo base della macchina, ed in seguito a contatto con la parte di macchina no arrestano il movimento.

Dai brevetti EP-Al 0 1168077 e DE-OS 35 14444 si conoscono dispositivi di protezione aventi la forma di pi? rele? fotoelettrici che si estendono lungo la parte di macchina. Quando la guaina di ptorezione formata dalla pluralit? di rel? fotoelettrici disposti l'uno accanto all'altro viene spezzata, l'elettronica alla qiuale i rel? fotoelettrici sono collegati eroga un segnale al comando di arresto d'emergenza della macchina interessata.

Anche se questi dispositivi di protezione conosciuti operano in maniera molto affidabile, sono tittavia necessari un grande numero di del? fotoelettrici disposti strettamente l'uno accanto all?altro per una sicurezza abbastanza buona. Infatti nella guaina formata dai rel? fotoelettrici non devono esistere lacune attraverso le quali, per esempio, aggetti sull?oggetto da misurare potrebbero colpire e danneggiare il braccio di misura.

I dispositivi di protezione descritti a base di rel? fotoelettricisono di conseguenza relativamente costosi. Inoltre le parti strutturali poste esternamente dei rel? fotoelettrici come per esempio le superfici delle sorgenti di luce e dei ricevitori ed eventualmente dei prismi impiegati per deviare i raggi possono facilmente sporcarsi, ne consegue che il dispositivo di protezione reagisce, anche se non vi ? caso di collisione.

Oggetto della presente invenzione ? di realizzare un dispositivo di protezione per parti di macchina longitudinalmente estese, in particolare per i bracci di misura di strumenti di misura a coordinate, che con un minimo costo offra la massima sicurezza contro disturbi.

Questo problema viene risolto secondo i provvedimenti indicati nella parte caratteristica della rivendicazione 1, per il fatto che il raggio del rel? fotoelettrico ? fatto passare attraverso aperture nelle costole di separazione di un mantice coprente almeno parzialmente la parte di macchina.

Con questo provvedimento si pu? realizzare una protezione completa e da tut i i lati della parte di macchina interessata contro collisioni, con pochissimi rel? fotoelettrici, Effettivamente ? possibile proteggere con sicurezza parti di macchina possedenti un mantice circondante completamente la parte con un unico rel? fotoelettrico, contro collisioni da tutte le direzioni, ossia in un ambito di 360?. Infatti, uniche il raggio del rel? fotoelettrico viene fatto passare attraverso aperture o sfinestrature nelle costole di separazione del mantice e poich? queste costole di separazione si spostano sempre su altri lati come un insieme in caso di collisione, il raggio del rel? fotoelettrico comunque se non viene interamente interrotto viene almeno parzialmente coperto. La cosa pu? essere riconosciuta con sicurezza mediante un opportuno circuito elettronico ed elaborata per produrre un corrispondente segnale di commutazione.

Spesso le parti di macchina mobili possiedono senz'altro guide che sono coperte da mantici contro l 'insudiciamento. Per incorporare il dispositivo di protezione secondo l'invenzione basta allora ricavare mediante punzonatura sfinestrature nelle costole di separazione del mantice e applicare alla parte di macchina i pochi rel? fotoelettrici, per esempio uno o due. In questo modo il mantice protegge in aggiunta anche gli elementi strutturali del rel? contro 1'insudiciamento.

Di norma la sensibilit? di risposta di rel? fotoelettrici dipende dalla cosidetta gittata, ossia dalla distanza tra la sorgente di luce e il rivelatore. Nel caso di parti di macchina che possono essere mosse non solo trasversalmente al senso longitudinale ma anche in senso longitudinale, la gittata del rel? fotoelettrico impiegato per la protezione di questa parte non ? costante, la sensibilit? di risposta del rel? fotoelettrico dipende quindi dalla lunghezza di estrazione della parte di macchina.

Una sensibilit? di risposta clic sia indipendente dalla lunghezza di estrazione pu? tuttavia essere realizzata quando per ciascun rel? fotoelettrico siano previsti almeno due rivelatori, i cui segnali vengono comparati tra di loro opportunatainente attraverso un circuito elettronico, per esempio vengono posti in relazione. ? tale scopo sono opportunamente previsti comparatori al cui ingrosso viene condotto il segnale di un ricevitore, ed .al cui ingresso di riferimento viene condotto il sognale dell'altro ricevitore, opposto in relazione all'asse del raggio, questi comparatori stabiliscono la comunicazione soltanto quando le quantit? di luce incidenti sui rivelatori cambiano in maniera disuniforme. un aumento o rispettivamente una riduzione dell'intensit? della radiazione a causa della distanza crescente o decrescente tra sorgente luminosa e rivelatori non lascia reagire invece i comparatori, perch? questa influenza si esplica nella stessa maniera su entrambi i ricevitori e non ha come conseguenza alcuno asimmetria.

Come rivelatori si nossono impiegare opportunamente i cosidetti diodi a quattro quadranti, i cui quadranti opposti vengono comparati tra di loro a croce.

Altri vantaggi dell'invenzione risultano dalla descrizione che segue di un esempio di esecuzione alla luce delle Figure l-o dei disegni allegati.

ha Figura 1 ? una rappresentazione prospettica di uno strumento di misura a coordinate in una forma di costruzione a colonna;

la Figura 2 rappresenta una sezione del braccio di misura (4) dello strumento della Figura 1 in scala ingrandita;

le Figure 5a e 5b sono schizzi di massima che servono a chiarire la sensibilit? di risposta di un rel? originale in due lunghezze d'estrazione differenti 1.1 ed L2;

le Figure 4a e 4b sono rappresentazioni corrispondenti per il rel? fotoelettrico dell'invenzione;

la Figura ? ? uno schema elettrico dell'elettronica per l'elaborazione dei segnali dei rivelatori dei rel? fotoelettrici della Figura 2 e rispettivamente della Figura 4.

Nella Figura 1 ? rappresentato uno strumento c?i misura a coordinate 1 nella cosidetta forma di costruzione a colonna. ?a base (2) di questo strumento ? carrellata in maniera complessivamente orizzontale lungo rotaie inserite nella fon azione. Su una colonna (15) ? sopportata spostabilmente in altezza una slitta (5). Questa a sua volta accoglie libraccio trasversale (4) orizzontalmente spostabile nel suo senso longitudinale rispetto alla slitta (5). Il braccio trasversale (4) ? il braccio di misura propriamente detto dello strumento di misura a coordinate e porta sul suo lato frontale una sfinestratura (5) per diversi tastatori (Ga e 6b), con i quali viene misurato 1'oggetto di misura mediante tastatura.

Le guide non visibili del braccio trasversale (l) sono coperte da un mantice (7) nell'ambito in cui il braccio trasversale fuoriesce dalla slitta (3). Di conseguenza le parti del mantice (7) coprenti l'estremit? anteriore e quella posteriore fuoriuscenti del braccio trasversale (4) si estendono e si comprimono con ogni movimento del braccio trasversale (4) nel suo senso longitudinale.

Poich? la macchina nel contesto del programma di misura oltrepassa il braccio trasversale (4) anche con elevata velocit? lateralmente, ossia perpendicolarmente al suo senso logntudinale es anche in altezza, possono verificarsi collisioni preterintenzionali con oggetti bloccati nello spazio di misura, in caso di programmazione errata con l'oggetto stesso da misurare, oppure in caso di distrazione del personale addetto.

P er evitare questo le costole di separazione (1) del mantice (7), con le quali esso giace contro o sopra il braccio trasversale, possiedono - come rappresentato nella Figura 2 - pi? fori punzonati (19) allineati l'uno dietro all'altro. Nell'esempio di esecuzione descritto sono previste due file di fori nunzonati sui due lati opposti del lato largo del braccio trasversale (4). Da due sorgenti luminose (10) e (il) applicate alla slitta (?) due raggi luminosi sono diretti parallelamente all'asse longitudinale della parce di macchina (4) attraverso i fori punzonati (19) nelle costole di separazione (9) sui rivelatori alla estremit? anteriore ed a quella posteriore del braccio trasversale. Nella rappresentazione prospettica secondo la Figura 2 ? visibile solo il rivelatore (io) per il rel? fotoelettrico su un lato del braccio trasversale (4). oc ora nell'ambito del mantice (7) avviene una collisione con il pezzo da lavorare o con il personale addetto, si sposter? sempre almeno una delle costole di separazione del mantice o verr? angolata in modo che la sagoma limite di uno dei suoi fori punzonati (iS) s'immerga almeno parzialmente nel profilo del roggio del rel? fotoelettrico, questo avviene anche nel caso di una collisione sui lati stretti superiore ed inferiore del braccio trasversale, dato che il mantice o rispettivamente le sue costole si spostano in altezza.

In questo modo reagisce una elettronica inserita dopo il ricevitore, la quale elabora ulteriormente il segnale dei rivelatori nel comando dello strumento e, quando riconsca una situazione di collisione, arresta la propulsione della macchina.

Come gi? precedentemente discusso, la sensibilit? di risposta di un rel? fotoelettrico, che ope ra con un solo ricevitore, dipende ddla distanza L tra la sorgente luminosa e il ricevitore, La cosa ? chiarita dalla rappresentazione secondo le Figure Zia c 5b. Se si parte dal presupposto che il rel? fotoelettrico in caso di caduta della quantit? di luce incidente sul ricevitore (12) reagisce sotto un determinato valore di soglia, questo valore di soglia verr? raggiunto tanto prima quanto maggiore la distanza L tra sorgente luminosa (il) e rivelatore (12). Infatti poich? l'intensit? d'incidenza della radiazione sul rivelatore (12) aumenta con il diminuire della distanza LL, il percorso d'immersione L2 di un diaframmo (t) oscurante la sezione trasversale del raggio deve diventare maggiore per oscurare il rivelatore fino al disotto del valore di soglia.

Poich? por il rel? fotoelettrico rappresentato nella Figura 2 la sensibilit? di rispoeta in caso di collisione deve tuttavia essere indipendente dalla lunghezza di estrazione o di uscita del braccio trasversale (4), si impiegano come rivelatori per i due rel? fotoelettrici due diodi a quattro quadranti (13). I quattro quadranti (l3a-d) di questi diodi sono collegati l'uno con l'altro, come rappresentato nella Figura 5, in maniera tale che quadranti (loa/loc) e (13b/13d) non adiacenti ma opposti a croce o loro segnali vengono confrontati tra di loro. A tale scopo le relative coppie di segmenti (13b) e (lori) di un fototransistore a quattro quadranti vengono collcgate ad una sorgente di tensione tramite due resistenze Rlb/R2b o rispettivamente Rld/R2d . Attraverso queste resistenze scorre una corrente proporzionale all'intensit? luminosa incidente sui relativi quadranti (l3b) o (lori). Corrispondentemente calano sulle resistenze R1b/R2b e Rld/R2d tensioni proporzionali all?intensit? luminosa, ripartite in maniera definita in confronto con le due resistenze.

I due segmenti (13b) e (l?ri) sono inoltre collegati a due comparatori (l4b) e (I4d). Le entrate di riferimento contrassegnate dei comparatori (l4b) e (l4d) sono invece collegate a croce con prese corrispondenti del divisore di tensione formato dalle due resistenze Rlb/REb e rispettivamente Rld/R2d dell'altro quadrante (l?d) e (13b) fotosensibile.

Mediante questo cablaggio si ottiene che quando l'intensit? luminosa incidente sui due quadranti diminuisee o aumenta uniformemente in base ad una distanza crescente o calante L tra la sorgente luminosa (l2) e il rivelatore (io), nessuno dei due comparatori K1 o K2 possa stabilire la comunicazione. Almeno uno dei due comparatori Kl o K2 mette tuttavia in comunicazione quando le intensit? luminose incidenti sui due quadranti (iob) o (lod) si differenziano l'una dall'altra attraverso la divisione di tensione Rlb/R2b e rispettivamente Rld/ R2d m un rapporto definito).

Poich? anche le intensit? luminose incidenti sui quadranti (loa) e (loc) del rivelatore (io) vengono confrontate tra di loro mediante un circuito identico, la profondit? d'immersione Li e 1,2, come rappresentato nelle Ligure da e 4b, c indipendente dalla differente lunghezza di estrazione (gittata) LI e rispettivamente 1,2 del rel? fotoelettrico e la sensibilit? di risposta rimane la stessa.

Un elemento strutturale digitale (griglia OR 22) inserito dopo i comparatori (l4a-14d) annunzia la messa in comunicazione dei comparatori e quindi la presenza di un caso di collisione al comando della macchina, non rappresentato nelle Figure, dello strumento di misura a coordinate (l).

Nel precendente esempio di esecuzione ? stato descritto un dispositivo di protezione per il braccio orizzontale di uno strumento di misura a coordinate nella forma strutturale di colonna. E? tuttavia chiaro che il dispositivo di protezione ? adatto nella stessa maniera anche per altri tipi di macchina come per esempio per le contropunte verticnli di torni automatici a doppio banco o a ponte.

Claims (1)

1. RIVENDICAZIONI 1. Dispositivo di protezione per parti di ma china longitudinalmente estese, nella forma di uno o pi? rele? fotoelettrici che si estendono lungo la parte di macchina, caratterizzato dal fatto che il raggio (21) del rel? fotoelettrico (11,13) viene fatto passare attraverso sfinestrature (i?) nel le costole di separazione (9) di un mantice (7) co prente almeno parzialmente la parte di macchina (4 2. Dispositivo di protezione secondo la riven dicazione 1, caratterizzato dal fatto che il mantice (7) racchiude totalmente la parte di macchina (4). 3. Dispositivo di protezione secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che sono previsti due rel? fotoelettrici (10,11) ? ognuno di essi ? disposto sul lato opposto della parte di macchina (4). 4. Dispositivo di protezione per parti di macchina longitudinalmente estese sotto forma di uno o pi? rel? fotoelettrici che si estendono lungo la parte di macchina, caratterizzato dal fatto che per ciascun rel? fotoelettrico (10,11) sono previsti almeno due rivelatori (loa,13d) i cui segnali vengono comparati l'uno con l'altro tramite un circuito elettronico in modo che la sensibilit? di risposta del rel? fotoelettrico sia indipendente dalla lunghezza di raggio (LI,1.2) del rel? fotoelettrico. 5. Dispositivo di protezione secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che il circuito elettronico contiene comparatori (l4b,14d) alle cui entrate viene condotto il segnale di un primo ricevitore (lDb/lDd) ed alla cui entrata di riferimento ? condotto il segnale di un secondo ricevitore (lGd/llb) opposto in relazione all'asse del raggio del rel? fotoelettrico. 6. Dispositivo di protezione secondo le rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che gli almedue due rivelatori (l3b,13d) sono seg meni di un diodo a quattro quadranti (13). 7. Dispositivo di protezione secondo una delle rivendicazioni 1-6, caratterizzato dal fatto che la parte di macchina (4) longitudinalmente estesa ? il braccio di misura o la contropunta di uno strumento di misura a coordinate (1).