ITBO970661A1 - Apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti con forme tridimensionali complesse. - Google Patents

Description

Descrizione dell'invenzione industriale dal titolo:

"Apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti con forme tridimensionali complesse"

TESTO DELLA DESCRIZIONE

La presente invenzione riguarda un’apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti con forme tridimensionali complesse, comprendente una base, un sistema di bloccaggio e riferimento per un componente da controllare e mezzi di rilevamento con un sistema optoelettronico atto a fornire segnali indicativi delle dimensioni del componente da controllare.

L’invenzione riguarda anche un'apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti comprendenti superfici di riscontro e una pluralità di elementi sostanzialmente piani e mutuamente paralleli.

Componenti di forma complessa sono presenti, ad esempio, in un'unità di memorizzazione a disco fisso di elaboratori elettronici. Tale unità di memorizzazione comprende un "disco fisso” (o “hard disk"), costituito da diversi dischi magnetici nei quali le informazioni vengono memorizzate in settori disposti su tracce concentriche. I dischi magnetici vengono montati su un alberino rotante in modo tale da risultare sostanzialmente paralleli e generalmente equispaziati l’uno rispetto all’altro.

Un’unità di lettura/scrittura per “hard disk", include un supporto per testine magnetiche di lettura/scrittura, comprendente un certo numero di lamelle o alette sostanzialmente disposte su piani paralleli, ognuna delle quali reca almeno una testina magnetica, ad esempio una sonda ad effetto Hall, per la lettura/scrittura di uno dei dischi.

Per consentire alle testine magnetiche la lettura/scrittura di tutti i settori del disco, il dispositivo di supporto per le testine magnetiche di lettura/scrittura è accoppiato ad un motore, mediante un cuscinetto, che gli consente di ruotare attorno ad un asse ortogonale ai piani definiti dalle alette.

Affinchè l’unità di lettura/scrittura possa funzionare correttamente, le alette del supporto per le testine magnetiche di lettura/scrittura devono essere piane, parallele e disposte a determinate distanze luna rispetto all’altra, con tolleranze molto strette.

Apparecchiature optoelettroniche sono utilizzate per effettuare controlli dimensionali e/o di forma di pezzi meccanici. Tali apparecchiature comprendono, ad esempio, un sistema optoelettronico - con un emettitore di luce ed un relativo ricevitore per generare e ricevere un fascio di luce - appoggiato su una base su cui giace anche un supporto per il pezzo da controllare in modo tale che quest’ultimo sia attraversato dal fascio di luce.

Tali apparecchiature, pur risultando generalmente affidabili, non assicurano l’accuratezza desiderata nel controllo di componenti con forma complessa, quali i supporti per testine magnetiche descritti in precedenza, controllo che è reso ancor più critico dalla crescente esigenza di miniaturizzazione di tali componenti.

Scopo della presente invenzione è ottenere un’apparecchiatura per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti con forma tridimensionale complessa che sia affidabile, precisa e particolarmente accurata, che non provochi deformazioni del pezzo durante il controllo, e che sia di impiego flessibile.

Raggiunge questo ed altri scopi un’apparecchiatura secondo la rivendicazione 1. Ulteriore scopo dell'invenzione è ottenere un’apparecchiatura optoelettronica che sia particolarmente adatta a controlli dimensionali e/o di forma di componenti comprendenti superfici di riscontro e una pluralità di elementi sostanzialmente piani e mutuamente paralleli come, ad esempio, i supporti per le testine magnetiche di lettura/scrittura per unità di memorizzazione a disco fisso, con particolari caratteristiche di affidabilità, precisione, flessibilità e accuratezza.

Raggiunge questo ed altri scopi un'apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 15.

Uno dei principali risultati ottenuti dalla presente invenzione è la possibilità di utilizzare la stessa apparecchiatura di base e alcuni elementi sostituibili con operazioni semplici e rapide per controllare componenti aventi configurazioni e dimensioni nominali diverse.

Questo risultato è particolarmente importante in considerazione della ampia varietà esistente di forme e dimensioni nominali di supporti per testine magnetiche, e della rapidità con cui si evolve il settore dei componenti per l'industria degli elaboratori elettronici.

L’invenzione è ora descritta in dettaglio con riferimento agli annessi disegni, dati a puro titolo esemplificativo e non limitativo, nei quali:

la figura 1 è una vista assonometrica di un'apparecchiatura secondo l’invenzione;

le figure 2A, 2B, 2C sono viste assonometriche, in scala ingrandita rispetto a figura 1, di tre pezzi diversi che possono essere controllati mediante l’apparecchiatura di figura 1;

la figura 3 è una vista assonometrica del sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo dell’apparecchiatura di figura 1 , in scala ingrandita rispetto .a figura 1 e con il pezzo mostrato in sezione;

la figura 4 è una vista assonometrica di un secondo sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo;

la figura 5 è un particolare ingrandito del secondo sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo illustrato in figura 4, in cui il pezzo è parzialmente sezionato;

la figura 6 è una vista assonometrica di un terzo sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo;

la figura 7 è una vista assonometrica ingrandita di un particolare del sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo illustrato in figura 6;

la figura 8 è una rappresentazione schematica di un pezzo che può essere controllato mediante l'apparecchiatura di figura 1 e del piano di riferimento per i controlli; e

la figura 9 illustra, in forma grafica, alcuni controlli effettuati mediante un’apparecchiatura secondo l'invenzione.

L’apparecchiatura illustrata nella figura 1 comprende una base 1 alla quale è connesso un sistema di movimentazione longitudinale 3 comprendente un supporto 5, fissato alla base 1, ad esempio mediante viti, che presenta due elementi di guida 7, 9 ai quali è accoppiata una slitta longitudinale 11 che sostiene una struttura, in particolare una tavola rotante 13. Un sostegno 15, sostanzialmente a forma di C, per mezzi di rilevamento comprendenti un sistema optoelettronico di misura, è fissato, ad esempio tramite viti, in corrispondenza della sua parte centrale 17, alla tavola rotante 13 e reca alle estremità libere 19, 21 i componenti del sistema optoelettronico di misura che sarà illustrato nel seguito della descrizione.

Un primo sistema di azionamento, comprendente un primo motore 27, consente alla tavola rotante 13 di ruotare attorno ad un asse parallelo ad una direzione definita dagli elementi di guida 7, 9. Piccole rotazioni della tavola rotante 13 in verso orario e antiorario consentono alle estremità 19, 21 del sostegno 15 per il sistema optoelettronico di misura di oscillare in un piano sostanzialmente ortogonale all’asse di rotazione della tavola rotante 13. Un blocchetto di limitazione 28, fissato alla slitta 11, presenta due viti registrabili 26 con estremità atte a toccare il sostegno 15 per limitarne le oscillazioni in senso orario e antiorario. Al motore 27 è associato un primo trasduttore rotativo, o “encoder" 29, che fornisce segnali dipendenti dalla posizione angolare della tavola rotante 13 e quindi del sistema optoelettronico di misura.

La slitta longitudinale 11 può essere spostata lungo gli elementi di guida 7, 9 mediante un secondo sistema di azionamento comprendente un secondo motore 23. Un secondo trasduttore rotativo, o “encoder” 25, fornisce un segnale dipendente dalla posizione della slitta longitudinale 11 rispetto alla base 1.

I motori 23, 27, i trasduttori 25, 29 e i componenti del sistema optoelettronico sono collegati in modo noto e non illustrato ad un’unità di alimentazione, comando, elaborazione e visualizzazione 30.

Un sistema di bloccaggio e riferimento 31 per un pezzo 47 da controllare, è fissato alla base 1, ad esempio mediante viti. Il sistema di bloccaggio e riferimento può avere forme e strutture diverse, ad esempio in funzione delle dimensioni e del numero di alette del pezzo da controllare, come sarà illustrato in seguito.

A puro titolo di esempio, nelle figure 2A, 2B e 2C sono illustrati tre pezzi da controllare 47, 33 e 63 che presentano dimensioni e configurazioni diverse. I pezzi sono componenti di unità di memorizzazione a disco fìsso, e in particolare supporti per testine magnetiche di lettura/scrittura (o Έ-b!ock”). I supporti 33 e 47 presentano, ciascuno, due elementi sostanzialmente piani e paralleli, o alette 36 ciascuno, mentre il supporto 63 ne presenta sette. Tutti i supporti presentano fori passanti 52, che costituiscono sedi per opportuni cuscinetti. Il supporto 33, contrariamente agli altri due, è sottoposto a controlli con un cuscinetto 34 inserito nella relativa sede 52. In particolare il cuscinetto 34, ad esempio un cuscinetto a sfere di tipo noto, comprende un anello esterno ed uno interno che possono ruotare l’uno rispetto all'altro intorno ad un asse comune, l’anello esterno essendo rigidamente fissato alla sede 52.

Vengono ora descritti, con riferimento alle figure 3-8 tre diversi sistemi di bloccaggio e riferimento utilizzati per i tre pezzi illustrati nelle figure 2A, 2B, 2C.

Il sistema di bloccaggio e riferimento 31 per il pezzo 47 illustrato in figura 3 e visibile anche in figura 1 , comprende una tavola porta pezzo 49 fissata alla base 1, ad esempio mediante viti, sulla quale è montata un'ogiva 51 con una superficie cilindrica di centraggio 81 atta ad essere alloggiata nel foro 52 del supporto per le testine magnetiche di lettura/scrittura 47. Un dispositivo di bloccaggio rapido, in particolare un pressore verticale a leva 53, esercita una pressione sulla parete superiore del pezzo 47 per mantenere una superficie anulare di riscontro 54 definita da una rientranza del foro 52, visibile in figura 2A, a contatto con tre porzioni superficiali 55 dell’ogiva 51 , solo due delle quali sono visibili in figura 3. Un blocchetto antirotazione 57, fissato all’ogiva 51 , impedisce eventuali rotazioni del pezzo 47 durante il controllo. Un blocchetto di riferimento 59, fissato alla tavola porta pezzo 49, comprende una superficie 58 che definisce un piano di riferimento r per il sistema optoelettronico di misura, la cui funzione sarà chiarita in seguito quando verrà descritto il funzionamento dell’apparecchiatura. Una protezione 61 protegge il blocchetto di riferimento 59 nei confronti di polvere o altro materiale esterno che depositandosi sulla superficie 58 potrebbe impedire il corretto rilevamento del piano di riferimento da parte del sistema optoelettronico.

Pertanto, il sistema di bloccaggio e riferimento 31 individua e fissa la posizione del supporto 47 da controllare, in particolare l'orientamento delle superaci delle alette 36 rispetto al piano di riferimento r, mediante la cooperazione fra la superficie anulare 54 e un riferimento piano definito dalle porzioni superficiali 55 e parallelo alla superficie 58 del blocchetto 59.

Il sistema di bloccaggio e riferimento 31’ per il pezzo 33, illustrato nelle figure 4 e 5, comprende una tavola porta pezzo 35, fissata alla base 1, ad esempio mediante viti, su cui è montata un’ogiva di centraggio 37 nella quale viene posizionato il pezzo 33. In particolare l'ogiva 37 comprende, oltre ad un elemento cilindrico 82 che viene inserito nel foro centrale del cuscinetto 34 per definire la posizione trasversale del pezzo, tre spine verticali 38, una sola delle quali è visibile in figura 5, disposte a 120° con superfici d’estremità sostanzialmente complanari sulle quali appoggia una superficie di riscontro anulare 41 del cuscinetto 34 (figura 2B). Un dispositivo di bloccaggio rapido, in particolare un pressore a leva 39 imprime una spinta verticale al pezzo 33, per mantenere la superficie 41 a contatto con le tre spine 38 e comprende una punta 32, azionata da una manopola 50, che può compiere rotazioni intorno ad un asse verticale. La punta 32 è a contatto con l'anello interno del cuscinetto 34 e ne provoca rotazioni rispetto all’anello esterno, fisso nel foro 52, per effettuare controlli in diverse posizioni angolari mutue corrispondenti a diverse posizioni operative del supporto 33. Due spine 40, fissate all’ogiva 37, bloccano lateralmente le alette 36 impedendo eventuali rotazioni del pezzo 33 durante il controllo. Due blocchetti di riferimento 43 e 45, fissati alla tavola portapezzo 35, comprendono superfici 46 e 48 che definiscono un piano di riferimento r’ per il sistema optoelettronico di misura, la cui funzione, analoga a quella del piano di riferimento r definito dalla superficie 58 di figura 3, sarà descritta in seguito. Due protezioni 42, 44 proteggono i blocchetti 43, 45.

Come nel caso del sistema di bloccaggio e riferimento 31 visto in precedenza, anche il sistema 31’ individua e fissa l'orientamento delle superfici delle alette 36 del pezzo da controllare (in questo caso il supporto 33) rispetto al piano di riferimento r' mediante la cooperazione fra una superficie solidale al pezzo ed un riferimento piano definito da porzioni superficiali (le tre spine 38) dell’ogiva 37 e parallelo alle superfici (46 e 48) di blocchetti di riferimento (43 e 45). Quello che in questo caso cambia è che la superficie solidale al pezzo 33 utilizzata per definirne l’orientamento è una superficie (41) del cuscinetto 34 alloggiato nel foro 52.

Il sistema di bloccaggio e riferimento 31” per il pezzo 63, illustrato nelle figure 6 e 7, comprende un blocco di riferimento 64 sopra il quale è montato un piattello flottante 65 mediante due molle a balestra 66. Le superfici 60 e 62 del blocco 64 e del piattello 65, rispettivamente, definiscono, analogamente alle superfici 46, 48 e 58 definite con riferimento ai sistemi di bloccaggio e riferimento 31’ e 31, piani di riferimento r” e r’” per il sistema optoelettronico di misura. Un’ogiva 67, solidale al blocco 64, definisce una superficie anulare sostanzialmente piana 68, che costituisce un appoggio per il pezzo 63, ed una superficie cilindrica 80 che definisce un asse perpendicolare alla superfìcie 60 e che viene alloggiata nel foro 52 del pezzo 63. Tale foro 52 presenta una superficie interna sostanzialmente cilindrica con una porzione eccentrica 72 che definisce due spigoli di riscontro 76 visibili in figura 2C. Un dispositivo di bloccaggio rapido con due pressori, uno verticale 69 e uno laterale 71, azionati contemporaneamente mediante una leva 73, spinge il pezzo 63 sia verso il basso, contro la superficie anulare 68, che in direzione trasversale, portando e mantenendo i due spigoli 76 contro la superfìcie cilindrica 80 dell'ogiva 67. Tre spine 70 (due sole delle quali sono visibili in figura 7), fissate al piattello flottante 65, vanno a contatto con una superfìcie anulare di riscontro 83 del pezzo 63 e consentono a tale piattello 65 di disporsi parallelamente a tale superfìcie 83, ad una distanza nota stabilita dalle dimensioni delle spine 70.

Una spina 74, fissata al piattello flottante 65, va ad impegnarsi in un corrispondente foro 78 presente nel pezzo 63 per impedirne eventuali rotazioni durante il controllo.

Il sistema di bloccaggio e riferimento 31” individua e fissa la posizione del supporto 63 da controllare, ovvero l'orientamento delle superfici delle alette 36 rispetto ai piani di riferimento r” e r’”. In particolare, la cooperazione fra gli spigoli 76 e la superficie cilindrica 80 dell’ogiva 67 fissa una posizione del pezzo 63 nella quale l’asse del foro 52 per il cuscinetto è parallelo all’asse di tale superficie cilindrica 80 e, di conseguenza, perpendicolare alla superficie 60 del blocco 64 (piano di riferimento r”). Inoltre, come citato in precedenza, la disposizione e le dimensioni delle spine 70 fanno sì che la superficie inferiore del supporto 63 che si trova a contatto con tali spine 70 e la superficie 62 del piattello flottante 65 (piano di riferimento r’”) si dispongano mutuamente paralleli. E’ da notare che ognuno dei tre sistemi di bloccaggio e riferimento per il pezzo 31, 31’, 31” descritti ed illustrati può essere montato in modo intercambiabile sulla base 1. Per facilitare tale operazione, tre blocchetti di posizionamento 79, solo due dei quali sono visibili in figura 1, sono fissati alla base 1. Tali blocchetti 79 consentono un rapido e preciso posizionamento dei sistemi di bloccaggio e riferimento 31, 31’, 31" prima del loro fissaggio alla base 1 tramite viti.

I sistemi 31, 31’, 31” mostrano esempi diversi di superfici e riferimenti che contribuiscono a definire con precisione la posizione delle superfici delle alette 36 da controllare. La scelta di un sistema o di un altro dipende generalmente dalle condizioni operative cui è destinato il supporto da controllare (33, 47 o 63), ovvero dai riferimenti che determinano l'orientamento effettivo del supporto durante il funzionamento nella relativa unità di memorizzazione a disco fisso. Sistemi di bloccaggio e riferimento diversi da quelli illustrati e descritti possono essere previsti per riferire ed orientare pezzi aventi caratteristiche diverse rispetto ai supporti 33, 47 e 63 che, a puro titolo di esemplo, sono considerati nella presente descrizione.

il sistema optoelettronico di misura, ad esempio del tipo noto a proiezione d’ombra, comprende (figura 1) un dispositivo emettitore di radiazioni infrarosse 75 e un dispositivo ricevitore o fotosensore 77 del tipo CCD (“Charge Coupled Device”).

Il dispositivo emettitore 75 è fissato ad un'estremità 19 del sostegno 15, mentre il ricevitore 77 è fissato all’altra estremità 21 del sostegno 15 in modo tale che la luce si propaghi sostanzialmente su un piano ortogonale all’asse di rotazione della tavola rotante 13.

Il fascio luminoso è emesso dall’emettitore 75, in direzione del pezzo. Il pezzo intercetta parzialmente il fascio e la porzione di fascio non intercettata raggiunge il ricevitore 77. Dalla posizione dei bordi illuminati del pezzo proiettati sul ricevitore 77 è possibile risalire, mediante opportune elaborazioni elettroniche, alle dimensioni del pezzo, oppure agli scostamenti di queste rispetto a valori nominali.

L’apparecchiatura secondo l’invenzione può essere utilizzata per effettuare controlli di distanza, di torsione o di flessione delle lamelle dei supporti 33, 47 e 63.

Viene nel seguito descritto il funzionamento dell'apparecchiatura facendo riferimento, per semplicità, solo al supporto per le testine magnetiche di lettura/scrittura 47, che presenta due alette, ed alle figure 8 e 9.

Prima di iniziare il controllo dei pezzi, l’apparecchiatura viene sottoposta ad un ciclo di calibrazione mediante un master. Dopodiché, il master viene sostituito con il pezzo 47 da controllare.

Il motore 23 controlla traslazioni della slitta longitudinale 11 lungo gli elementi di guida 7, 9 fintanto che l’encoder 25 segnala che la slitta 11 ha raggiunto la posizione in cui il sistema optolettronico di misura si trova in corrispondenza di una sezione S1.

Il motore 27 controlla piccoli movimenti di rotazione in senso orario e in senso antiorario della tavola rotante 13, facendo oscillare i componenti del sistema optoelettronico di misura 75, 77 sostanzialmente nel piano della sezione S1. Durante tali oscillazioni, il sistema optoelettronico di misura rileva la posizione spaziale delle superfici inferiori a, c e superiori b, d deile alette 36 e del piano di riferimento r definito dalla superficie 58 del blocchetto di riferimento 59, precedentemente descritto con riferimento alla figura 3 e al sistema di bloccaggio e riferimento 31. I. dati rilevati vengono elaborati dall’unità di alimentazione, comando, elaborazione e visualizzazione 30, ricavando, per ogni piano, una curva di regressione Pa(a), Pb(ot), Pc(a), Pd(a), Pr(a) indicativa dell’andamento delle quote di ciascun piano in funzione dell'angolo di oscillazione a della tavola 13, rilevato dall’encoder 29.

Ognuna di tali curve presenta un massimo (se si tratta della curva relativa ad un piano inferiore), o un minimo (se si tratta di una curva relativa ad un piano superiore), in corrispondenza dell’angolo di oscillazione <xmax o amin per il quale la direzione del fascio luminoso è parallela al relativo piano. L'allineamento del sistema optoelettronico sul piano di riferimento r, ovvero la posizione angolare della tavola rotante 13 in corrispondenza della quale la direzione del fascio luminoso è parallela al piano r, è pertanto individuata dall’angolo della tavola rotante 13 in cui la curva di regressione Pr(a) relativa al piano di riferimento assume un valore minimo. In corrispondenza di tale angolo armin, le differenze fra i valori assunti dalle curve di regressione relative alle superfici delle alette 36 Piia™,,), (i=a, b, c, d) e il valore assunto dalla curva di regressione relativa al piano di riferimento P^a^m) rappresentano le distanze Lj ( i=a, b, c, d) dei piani delle alette dal piano di riferimento r. Da questi valori, è possibile ricavare la distanza fra le alette 36.

Mediante l'apparecchiatura secondo l'invenzione, è anche possibile rilevare errori di forma dei supporti 33, 47, 63, quali errori di parallelismo delle superfici delle alette 36 rispetto al piano di riferimento r. In particolare, si possono controllare flessioni (“bend”) e torsioni (“twist") delle superfici delle alette 36 rispetto al piano di riferimento r, che rappresentano gli errori di parallelismo sul piano di figura 8 e, rispettivamente, sul piano su cui il fascio luminoso, sostanzialmente, si propaga.

Per la determinazione del "twist" di una superficie di un’aletta 36 rispetto al piano di riferimento r è sufficiente calcolare la differenza fra l’angolo in cui la curva di regressione relativa alla superficie in esame presenta il massimo/minimo (<1⁄2nax. «bmin. «cmax. «dmin) e l'angolo in corrispondenza del quale la curva di regressione relativa al piano di riferimento r presenta il valore minimo a^n e moltiplicare il valore ottenuto per la larghezza nominale dell'aletta 36 in corrispondenza della sezione di misura.

Con una singola oscillazione è quindi possibile rilevare i dati necessari al calcolo delle distanze fra le alette 36 e alle torsioni delle alette 36 rispetto al piano di riferimento.

Per calcolare il “bend” è necessario compiere la stessa operazione di oscillazione in due sezioni distinte S1 e S2 e calcolare la differenza fra i valori Lj (i=a, b, c, d, e, f) ottenuti nelle due sezioni. In questo caso, dopo la prima oscillazione del sistema optoelettronico in corrispondenza della sezione S1, il motore 23 controlla una traslazione della slitta 11 lungo gli elementi di guida 7, 9 fino al raggiungimento, segnalato dall’encoder 25, della posizione in cui il sistema optoelettronico di misura si trova in corrispondenza della sezione S2 nella quale viene eseguita la seconda oscillazione.

Pertanto con due oscillazioni complete e una traslazione del sistema optoelettronico lungo un asse longitudinale parallelo agli elementi di guida 7, 9 è possibile ricavare i dati necessari per effettuare il controllo di distanza fra le alette, di "twist” e di “bend" delle singole alette rispetto ad un piano di riferimento. Tali controlli possono essere effettuati anche con una sola operazione di oscillazione nel caso in cui si utilizzino due coppie emettitore-ricevitore separate lungo una direzione parallela agli elementi di guida 7, 9, sostanzialmente in corrispondenza delle sezioni S1 e S2.

In maniera del tutto analoga vengono effettuati i controlli relativi ai supporti 33 e 63.

In relazione a quest’ultimo si noti che, mentre controlli relativi a flessioni e torsioni sono generalmente riferiti al piano r”, la verifica della distanza fra le alette 36 può, in alternativa, essere riferita al piano r’” definito dal piattello flottante 65 qualora, ad esempio, sia necessario controllare la posizione delle alette 36 rispetto alla superficie 83.

Un sistema optoelettronico quale quello illustrato, comprendente una sola coppia emettitore 75 / ricevitore 77, copre un campo di misura limitato (valore tipico: 20mm) e non consente di controllare pezzi particolarmente “alti”, quale ad esempio il supporto 63 di figura 2C. In questo caso il sistema optoelettronico connesso al sostegno 15 può ad esempio comprendere due emettitori e due ricevitori con campi parzialmente sovrapposti, secondo una tecnica nota, per garantire la continuità del fascio luminoso nelle direzioni in cui si effettuano i rilevamenti.

L'apparecchiatura secondo l'invenzione consente di controllare, in modo estremamente preciso, affidabile, ed accurato pezzi aventi caratteristiche e dimensioni diverse compiendo semplici e rapide operazioni di riattrezzamento. In particolare, per passare dal controllo di un tipo di pezzo ad un altro è sufficiente sostituire il sistema di bloccaggio e riferimento 31, 31’, 31" del pezzo, il quale è semplicemente fissato alla base tramite viti, e/o, in funzione delle dimensioni del pezzo, il sostegno 15 per i componenti del sistema optoelettronico di misura, anch’esso semplicemente fissato alla tavola rotante 13 tramite delle viti.

Rientrano neH’ambito della presente invenzione apparecchiature che presentano variazioni rispetto a quanto descritto ed illustrato in precedenza. Ad esempio, il sostegno 15 per il sistema optoelettronico di misura può essere rigidamente fissato alla base 1 , mentre il sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo (31, 31’, 31”) può essere fissato alla tavola rotante 13, connessa alla slitta longitudinale 11 , in modo da mantenere l'orientamento sostanzialmente verticale mostrato nelle figure. In tal caso, i componenti del sistema optoelettronico 75, 77 sono fissi rispetto alla base 1 , mentre il pezzo può oscillare e traslare in direzione longitudinale per poter essere controllato in sezioni diverse.

Alternativamente, la tavola rotante 13 può essere connessa direttamente alla base 1, anziché alla slitta 11, mentre il sostegno 15 del sistema optoelettronico ed il sistema di bloccaggio e riferimento per il pezzo (31, 31’, 31”) sono fissati alla slitta 11 ed alla tavola rotante 13, o viceversa.

L'apparecchiatura descritta può inoltre essere utilizzata per il controllo senza contatto di pezzi aventi forma e funzione diverse rispetto a quelli illustrati.

Claims (17)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti (33, 47, 63) con forme tridimensionali complesse, comprendente: • una base (1); • un sistema di bloccaggio e riferimento (31, 31’, 31”) per un componente (33, 47, 63) da controllare; e • mezzi di rilevamento con un sistema optoelettronico (75, 77) atto a fornire segnali indicativi delle dimensioni del componente da controllare; caratterizzato dal fatto di comprendere una struttura rotante (13), uno di detti sistema di bloccaggio e riferimento (31, 31’, 31”) e sistema optolettronico (75, 77) essendo connesso alla struttura rotante (13), l’apparecchiatura comprendendo inoltre un sistema di movimentazione longitudinale (3), connesso alla base (1), che definisce un asse longitudinale, la struttura rotante (13) essendo fissata alla base (1) o al sistema di movimentazione longitudinale (3) per consentire movimenti di traslazione longitudinale e di rotazione mutua intorno all'asse longitudinale fra detto componente (33, 47, 63) e detto sistema optoelettronico (75, 77), il sistema optoelettronico (75,77) essendo atto a fornire detti segnali nel corso di detti movimenti di rotazione mutua.
2. 2. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 1, in cui detti mezzi di rilevamento comprendono un sostegno (15), sostanzialmente a forma di C, per il sistema optoelettronico (75, 77), detto sostegno (15) e il sistema di bloccaggio e riferimento (31, 31’, 31”) essendo fissati, rispettivamente, alla struttura rotante (13) e alla base (1).
3. 3. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 2, in cui detto sistema di movimentazione longitudinale (3) comprende una slitta (11), mobile lungo detto asse longitudinale, detta struttura rotante (13) essendo connessa a detta slitta (11).
4. 4. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 3, in cui il sistema di movimentazione longitudinale (3), comprende due elementi di guida (7, 9).
5. 5. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 3 o la rivendicazione 4, comprendente un primo sistema di azionamento con un primo motore (27) collegato alla struttura rotante (13), per comandare rotazioni della struttura rotante (13) attorno a detto asse longitudinale.
6. 6. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 5, comprendente un primo trasduttore rotativo (29), associato al primo motore (27), atto a fornire segnali dipendenti dalla posizione angolare della struttura rotante (13).
7. 7. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 6, comprendente un secondo sistema di azionamento con un secondo motore (23) collegato al sistema di movimentazione longitudinale (3) per comandare movimenti della slitta (11).
8. 8. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 7, comprendente un secondo trasduttore rotativo (25), associato al secondo motore (23), atto a fornire segnali dipendenti dalla posizione di detta slitta (11) rispetto alla base (1).
9. 9. Apparecchiatura optoelettronica secondo una delle rivendicazioni da 2 a 8, che utilizza il metodo della proiezione d'ombra, in cui il sistema optoelettronico comprende almeno un dispositivo emettitore (75) e almeno un dispositivo ricevitore (77) fissati al sostegno (15) in posizioni opposte rispetto al componente (33, 47, 63) da controllare.
10. 10. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 9, in cui detto sistema optoelettronico comprende più dispositivi emettitori (75) e più dispositivi ricevitori (77).
11. 11. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 9 o la rivendicazione 10 in cui detto dispositivo emettitore (75) è un diodo infrarosso e detto dispositivo ricevitore (77) è un fotodiodo di tipo CCD.
12. 12. Apparecchiatura optoelettronica secondo una delle rivendicazioni precedenti, in cui il sistema di bloccaggio e riferimento comprende almeno un elemento (43, 45; 59; 64, 65) che definisce un piano di riferimento (r, r\ r”, r”’) per il sistema optoelettronico (75, 77).
13. 13. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 12, in cui il sistema di bloccaggio e riferimento comprende superfici di riferimento (38; 55; 70, 80) atte a cooperare con superfici di riscontro (41; 54; 76, 83) del componente da controllare (33, 47, 63) per definire la posizione del componente rispetto a detto piano di riferimento (r, r’, r”, r”’).
14. 14. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 13, in cui il sistema di bloccaggio e riferimento comprende dispositivi di bloccaggio rapido (39; 53; 69, 71, 73) atti a cooperare con superfici del componente da controllare (33, 47, 63) per bloccare detta posizione del componente rispetto al piano di riferimento (r, r\ r”, r’”).
15. 15. Apparecchiatura optoelettronica per il controllo dimensionale e/o di forma di componenti (33, 47, 63) comprendenti superfici di riscontro (41; 54; 76, 83) e una pluralità di elementi (36) sostanzialmente piani e mutuamente paralleli, comprendente: • una base (1), • un sistema di movimentazione (3) connesso alla base (1) che definisce un asse longitudinale e comprende una slitta (11) atta a compiere movimenti di traslazione in direzione parallela a detto asse longitudinale, . • una struttura rotante (13) connessa a detta slitta (11) e atta a compiere movimenti di rotazione intorno a detto asse longitudinale, • un primo sistema di azionamento (27), collegato alla struttura rotante (13) per comandare detti movimenti di rotazione, • un primo trasduttore rotativo (29) atto a fornire segnali dipendenti dalla posizione angolare della struttura rotante (13), • un secondo sistema di azionamento (23), collegato al sistema di movimentazione (3) per comandare detti movimenti di traslazione, • un secondo trasduttore rotativo (25) atto a fornire segnali dipendenti dalla posizione della slitta (11) rispetto alla base (1), • un sistema optoelettronico di rilevamento (75, 77) comprendente un sostegno (15) sostanzialmente a forma di C, con due estremità libere (19, 21) ed una parte centrale (17) connessa alla struttura rotante (13), ed almeno un dispositivo emettitore (75) ed almeno un dispositivo ricevitore (77) connessi alle estremità libere di detto sostegno (15) e atti, rispettivamente, ad emettere e a ricevere un fascio di luce disposto su un piano sostanzialmente perpendicolare a detto asse longitudinale, • un sistema di bloccaggio e riferimento (31, 31 \ 31”) per il componente (33, 47, 63) da controllare con almeno un elemento (43; 45; 59; 64; 65) con una superficie (46, 48; 58; 60, 62) che definisce un piano di riferimento (r,r^r”,r<,,>’) per il sistema optoelettronico di rilevamento (75,77), superfici di riferimento (38; 55; 70, 80) atte a cooperare con dette superfici di riscontro (41 ; 54; 76, 83) del componente da controllare (33, 47, 63) per definire la posizione del componente in modo tale che detti elementi sostanzialmente piani (36) siano sostanzialmente paralleli a detto piano di riferimento (r, r’, r”, r”’), e un dispositivo di bloccaggio rapido (39; 53; 69, 71, 73) atto a cooperare con superfici del componente da controllare (33, 47, 63) per bloccare detta posizione degli elementi sostanzialmente piani (36) del componente rispetto al piano di riferimento (r, r\ r”, r’”); e • un'unità di elaborazione e comando (30) connessa a detto sistema optoelettronico (75, 77), a detti primi e secondi sistemi di azionamento (27, 23) e a detti primi e secondi trasduttori rotativi (29, 25), e atta ad elaborare i segnali provenienti dal sistema optoelettronico e dai trasduttori rotativi, e a comandare i sistemi di azionamento.
16. 16. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 15, nella quale il dispositivo emettitore (75) e il dispositivo ricevitore (77) sono connessi a detto sostegno (15) in modo tale che la direzione di propagazione del fascio luminoso, in corrispondenza di una disposizione angolare (amin) della struttura rotante (13), sia atta a disporsi parallelamente a detto piano di riferimento (r, r’, r”, r’”), detta unità di elaborazione e comando (30) essendo atta ad elaborare, nel corso dei movimenti di rotazione della struttura rotante (13), segnali provenienti dal sistema optoelettronico di rilevamento (75, 77) e dal primo trasduttore rotativo (29) per rilevare detta disposizione angolare (am]n).
17. 17. Apparecchiatura optoelettronica secondo la rivendicazione 16, nella quale il sistema optoelettronico di rilevamento (75, 77) è atto a fornire, nel corso dei movimenti di rotazione della struttura rotante (13), segnali (Pj(a)) indicativi della distanza fra superfici di detti elementi sostanzialmente piani (36) del componente da controllare (33, 47, 63) e detto piano di riferimento (r, r’, r”, r’”), l’unità di elaborazione e comando (30) essendo atta ad elaborare detti segnali e a rilevarne il valore (Ls) in corrisponenza di detta disposizione angolare (a^n) della struttura rotante (13).