ITMI20081688A1 - Attrezzo di serraggio con inserti intercambiabili programmabili - Google Patents

Description

“Attrezzo di serraggio con inserti intercambiabili programmabiliâ€

La presente invenzione si riferisce ad attrezzi elettronici per il serraggio controllato di organi meccanici.

Sono noti nella tecnica attrezzi di serraggio che comprendono un corpo, contenente i vari organi di controllo e, eventualmente, di azionamento, al quale viene accoppiato uno di diversi inserti rimuovibili, ciascuno dei quali à ̈ destinato ad impegnare un corrispondente tipo di organo meccanico (ad esempio, la testa di una vite, con accoppiamento maschio o femmina) sul quale l’attrezzo à ̈ destinato ad agire.

Gli attrezzi elettronici di tale tipo comprendono sensori, fra i quali un sensore di coppia, per la rilevazione della coppia esercitata sull’organo meccanico e altre grandezze di interesse, così da permettere un serraggio controllato dell’organo meccanico mediante opportuni mezzi di elaborazione che mostrano all’operatore vari parametri di interesse e, nel caso, comandano lo svolgimento dell’operazione di serraggio.

Poiché i parametri operativi sono spesso funzione dello specifico inserto impiegato sull’attrezzo, sono stati proposti inserti dotati di un codice identificativo che viene rilevato automaticamente dall’attrezzo per comandare l’impostazione dei parametri di funzionamento. EP1060844 descrive attrezzi nei quali gli inserti sono dotati di un transponder che viene attivato dall’inserzione sull’attrezzo. Ciascun trasponder trasmette un codice identificativo univoco che viene letto dall’attrezzo. Ciò permette all’attrezzo di impostarsi a seconda di preimpostazioni preventivamente associate all’inserto identificato con quel codice.

Naturalmente, tutti i dati di impostazione per i vari inserti devono essere memorizzati nell’attrezzo, in modo che l’attrezzo sia in grado di richiamare i parametri corretti quando rileva il codice identificativo del particolare inserto. Nel caso un inserto, usurato o rotto, debba essere sostituito con uno identico, à ̈ necessario richiedere al produttore di fornire l’inserto nuovo con lo stesso codice dell’inserto che deve sostituire, per evitare di dovere riprogrammare gli utensili. Ciò può comportare problemi di gestione, soprattutto nel caso di impiego dell’inserto con un certo numero di utensili. Comunque, qualora si voglia impiegare un nuovo tipo di inserto, tutti gli utensili devono essere riprogrammati per il suo specifico codice identificativo. E’ stato anche proposto che il trasponder contenga direttamente dati di impostazione di parametri dell’attrezzo, ma tali dati devono essere stati memorizzati preventivamente nel trasponder, solitamente dal produttore e mediante una apposita attrezzatura. Ciò comporta problemi ancora maggiori di quelli comportati dall’avere nel trasponder il solo codice identificativo. Inoltre, non vi à ̈ una relazione fra i parametri nell’inserto e l’accoppiata attrezzo-inserto.

Scopo generale della presente invenzione à ̈ ovviare agli inconvenienti sopra menzionati, fornendo un innovativo attrezzo con inserti intercambiabili che permetta, ad esempio, di avere una gestione più efficiente e una aumentata flessibilità di impiego. Ulteriore scopo à ̈ permettere una rapida e facile impostazione di parametri di correzione delle misure effettuate dall’attrezzo a seconda dell’inserto applicato, così ad esempio da compensare errori di misura dovuti all’accoppiata di attrezzo e specifico inserto

In vista di tale scopo si à ̈ pensato di realizzare, secondo l'invenzione, un attrezzo elettronico di serraggio controllato, comprendente un corpo al quale viene accoppiato uno di diversi inserti rimuovibili, ciascuno dei quali à ̈ destinato ad impegnare un corrispondente tipo di organo meccanico sul quale l’attrezzo à ̈ destinato ad agire, e comprendente inoltre un sensore di rilevazione di coppia esercitata sull’organo meccanico che emette un segnale di informazione avviato a mezzi di calcolo per ottenere dal segnale del sensore parametri significativi dell’azione dell’attrezzo sull’organo meccanico, su ciascun inserto essendo montato un transponder che quando à ̈ attivato invia segnali e nel corpo essendo presenti mezzi riceventi per ricevere tali segnali trasmessi dal transponder dell’inserto accoppiato al corpo e inviarli ai mezzi di calcolo per influenzare il calcolo di detti parametri significativi per il funzionamento dell’attrezzo e/o per fornire controllo di preimpostazioni di parametri operativi dell’attrezzo, caratterizzato dal fatto di comprendere nel corpo anche mezzi per inviare al trasponder segnali di programmazione di informazioni e che il transponder comprende mezzi di ricezione di tali segnali e di memorizzazione in una propria memoria come parte dei segnali da trasmettere.

Sempre secondo l’invenzione si à ̈ pensato di realizzare un metodo di impostazione, in funzione dell’inserto inserito, di un attrezzo elettronico di serraggio controllato con inserti intercambiabili dotati di transponder, comprendente: una prima fase di predisposizione nella quale l’inserto viene montato sull’attrezzo e l’attrezzo memorizza nel trasponder contenuto nell’inserto voluti parametri di impostazione; una successiva seconda fase di impiego nella quale quando si monta sull’attrezzo un inserto nel quale sono stati memorizzati parametri di impostazione, il transponder nell’inserto trasmette all’attrezzo i parametri memorizzati in modo che siano impiegati dall’attrezzo durante l’uso dell’attrezzo con quello specifico inserto.

Per rendere più chiara la spiegazione dei principi innovativi della presente invenzione ed i suoi vantaggi rispetto alla tecnica nota si descriverà di seguito, con l'aiuto dei disegni allegati, una possibile realizzazione esemplificativa applicante tali principi. Nei disegni:

-figura 1 rappresenta una vista in prospettiva schematica di un attrezzo elettronico secondo l’invenzione;

-figura 2 rappresenta uno schema circuitale a blocchi dell’attrezzo di figura 1.

Con riferimento alle figure, in figura 1 à ̈ mostrato un attrezzo elettronico di serraggio controllato, realizzato secondo l’invenzione, sotto forma di una chiave dinamometrica manuale, indicata genericamente con 10. La chiave comprende un corpo 11, contenente i circuiti di controllo e unità di elaborazione della chiave, e comprendente da un lato una impugnatura 12 (vantaggiosamente contenente batterie ricaricabili di alimentazione della chiave) e dall’altro lato un braccio 13. Sul corpo 11 à ̈ vantaggiosamente presente un display 14 di visualizzazione di informazioni e dati operativi. Una tastiera 15 permette di inserire dati e comandi.

Naturalmente, à ̈ inteso che nel caso la elaborazione o memorizzazione dei dati richiedesse una unità non agevolmente o completamente contenibile nel corpo 11, il corpo 11 può venire collegato, mediante un cavo o una connessione senza fili, ad unità di elaborazione esterne. Una connessione cablata può anche essere prevista per fornire una alimentazione esterna.

In una opportuna sede 16 alla estremità del braccio 13 sono alternativamente innestabili una pluralità di inserti 17, 17’, 17†. Ad esempio, ciascun inserto sarà adatto ad impegnare la chiave con una corrispondente tipologia e/o dimensione di organo meccanico o elemento (vite, dado, ecc.) sul quale l’attrezzo à ̈ destinato ad agire.

Sebbene per semplicità sono mostrati inserti tutti di dimensione similare, possono anche essere previsti inserti allungati o con bracci di forma particolare, come noto nel campo.

Ciascun inserto comprende all’interno un trasponder 18 (indicato ad esempio a tratteggio nell’inserto 17) in posizione adatta (tipicamente nel codolo di innesto alla sede 16) per accoppiarsi ad una opportuna antenna 19 prossima alla sede 16 quando montato sull’attrezzo. Le modalità di accoppiamento fra trasponder e antenna per l’attivazione del trasponder (solitamente noto come “tag†) e la comunicazione sono largamente note e non saranno perciò qui descritte in dettaglio.

La chiave comprende anche un noto sensore (ad esempio realizzato con un sensore di flessione disposto nel braccio 13) per la rilevazione della coppia esercitata sull’organo meccanico. Vantaggiosamente, può essere anche previsto un altrettanto noto sensore (ad esempio giroscopico) per la rilevazione dell’angolo di serraggio. Tali sensori sono indicati rispettivamente con 20 e 21 nello schema di figura 2.

Come si vede in figura 2, il sensore di coppia 20 e, se presente, il sensore di angolo 21, emettono segnali di informazione che vengono avviati a mezzi di calcolo 22 per ottenere dal segnale del sensore parametri significativi dell’azione dell’attrezzo sull’organo meccanico. I risultati vengono in genere inviati e mostrati sul display 14 per guidare l’operatore nell’esecuzione dell’avvitatura nel rispetto dei parametri richiesti, come facilmente immaginabile dal tecnico esperto. I mezzi di calcolo possono essere vantaggiosamente realizzati con un circuito a microprocessore opportunamente programmato. I risultati delle elaborazioni ed eventuali altri dati e informazioni possono essere scambiati fra i mezzi di calcolo e una centralina 30 di controllo dell’attrezzo. Tale centralina può essere anche parzialmente o totalmente esterna all’attrezzo, se desiderato o necessario e può anche fare parte di una più estesa rete di gestione di attrezzi elettronici.

Mezzi riceventi il segnale del trasponder sono formati dall’antenna 19 e da una adatta unità di ricezione 23, così da ricevere il segnale dal trasponder estrarne il contenuto di informazione e inviarlo ai mezzi di calcolo 22. I mezzi di calcolo impiegano le informazioni inviate dal trasponder per influenzare il calcolo dei parametri significativi per il funzionamento dell’attrezzo e/o per fornire controllo di preimpostazioni di parametri operativi dell’attrezzo. Il trasponder può inviare un codice identificativo univoco dell’inserto inserito e/o dati di preimpostazione dei parametri richiesti per l’avvitatura (coppia massima, angolo, ecc.) così che i mezzi di calcolo possano calcolare e mostrare sul display i corretti dati per l’operatore.

L’attrezzo à ̈ dotato anche di mezzi di trasmissione comprendenti un adatto trasmettitore 24, impiegante vantaggiosamente la stessa antenna 19. Alternativamente, può comunque essere prevista una separata antenna di trasmissione opportunamente disposta per comunicare con il trasponder nell’inserto accoppiato con l’attrezzo. Trasmettitore e ricevitore possono anche essere accorpati in un unico circuito di ricetrasmissione.

Tali mezzi di trasmissione sono adatti ad inviare al trasponder segnali di programmazione di informazioni e il transponder comprende a sua volta mezzi di ricezione di tali segnali e di memorizzazione in una memoria come parte dei segnali da inviare.

Per ricevere e trasmettere i segnali il trasponder à ̈ dotato di una propria antenna 25 e un circuito di controllo 26 con una memoria scrivibile 27 per immagazzinare i dati da trasmettere. La struttura di un simile tipologia di trasponder à ̈ in sé nota e non sarà qui ulteriormente mostrata o descritta.

I segnali trasmessi possono comprendere un codice identificativo dell’inserto montato, così che l’utensile possa impostarsi in base a parametri memorizzati internamente ad esso e associati a tale codice identificativo. Nel caso sia necessario duplicare il codice identificativo su un nuovo inserto à ̈ possibile comandare l’utensile per ricevere il codice dall’inserto vecchio e memorizzarlo, per poi sostituire l’inserto con quello da programmare, e comandare l’utensile perché trasmetta al trasponder del nuovo inserto il codice da memorizzare. E’ anche possibile memorizzare un codice nuovo programmandolo direttamente nell’utensile attraverso la tastiera oppure farlo generare all’utensile (ad esempio, mediante una routine software che assicuri la produzione automatica di un codice univoco).

I segnali di programmazione delle informazioni possono essere anche più complessi, aumentando ancora di più la flessibilità di utilizzo dell’attrezzo. E’ ad esempio stato trovato vantaggioso che i mezzi per inviare al trasponder segnali di programmazione di informazione siano connessi ai mezzi di calcolo per ricevere e memorizzare nella memoria di un inserto quei parametri operativi che vengono ottenuti dai mezzi di calcolo in base a segnali di informazione emessi dal sensore di rilevazione di coppia e/o dal sensore di angolo, se presente.

In tale modo à ̈ possibile memorizzare direttamente nell’inserto delle impostazione o dati ottenuti dall’uso stesso dell’utensile. Ciò permette di inserire nei segnali trasmessi dall’inserto coefficienti di correzione dei segnali di informazione emessi dal sensore di rilevazione di coppia o di angolo dell’attrezzo così da, ad esempio, correggere i parametri calcolati dall’unità di calcolo dell’attrezzo a seconda delle differenze che l’uso del particolare inserto produce fra grandezza misurata e grandezza reale.

Con un attrezzo secondo l’invenzione à ̈ possibile realizzare un metodo di impostazione dell’attrezzo in funzione dell’inserto inserito, che comprende una prima fase di predisposizione nella quale l’inserto viene montato sull’attrezzo e l’attrezzo memorizza nel trasponder contenuto nell’inserto parametri di impostazione e una successiva seconda fase di impiego nella quale quando si monta sull’attrezzo un inserto nel quale sono stati memorizzati i parametri di impostazione, il transponder nell’inserto trasmette all’attrezzo i parametri memorizzati così che l’attrezzo possa impiegarli durante l’uso con quell’inserto specifico.

In particolare, à ̈ vantaggioso che i mezzi di calcolo nell’attrezzo ricevano i parametri di impostazione precedentemente memorizzati in modo che durante l’uso dell’attrezzo con quell’inserto i mezzi di calcolo possano impiegare tali parametri di impostazione per influenzare il calcolo dei parametri significativi per il funzionamento dell’attrezzo e/o per fornire controllo di preimpostazioni di parametri operativi dell’attrezzo. Ad esempio, l’attrezzo può memorizzare nell’inserto valori di variazione (prodotti dalla conformazione dell’inserto o dall’uso di prolunghe per esso) del braccio di applicazione della forza che genera la coppia misurata. Possono anche venire memorizzati valori di flessione dell’attrezzo o dell’inserto, che alterano l’angolo di rotazione reale rispetto a quanto misurato dal sensore di angolo.

Vantaggiosamente, la fase di predisposizione può comprendere la procedura di montare il particolare inserto sull’attrezzo e impiegare poi l’attrezzo in condizioni prestabilite di prova (ad esempio, per mezzo di un banco di prova o di un utilizzo prestabilito dell’attrezzo), comandando la rilevazione e il calcolo da parte dell’attrezzo di parametri significativi dell’azione dell’attrezzo sottoposto alle condizioni di prova. L’attrezzo può così memorizzare nel trasponder contenuto nell’inserto i parametri di impostazione che sono calcolati in funzione delle differenze fra i parametri significativi rilevati dall’attrezzo e i parametri significativi aspettati con le condizioni di prova applicate. Ad esempio, applicando una coppia prefissata nota l’attrezzo può memorizzare nell’inserto un parametro di correzione del valore che viene misurato dal sensore, così da eliminare gli errori di misura causati dall’accoppiamento dell’attrezzo con il particolare inserto. Analogamente può essere previsto per le misure di angolo.

A questo punto à ̈ chiaro come si siano raggiunti gli scopi prefissati, fornendo un attrezzo elettronico di serraggio con una elevata flessibilità e praticità di uso grazie alla possibilità di registrare esso stesso direttamente informazioni all’interno degli inserti che impiega e che poi vengono trasmessi indietro durante l’uso di quello specifico inserto. Ogni inserto può essere programmato con facilità per correggere i parametri rilevati e calcolati dall’attrezzo con quello specifico inserto. Si possono così ad esempio eliminare gli errori dovuti ad inserti dotati di prolunga che altera il braccio di applicazione della forza di serraggio e/o l’angolo di rotazione.

Non à ̈ neppure più necessario che il produttore dell’inserto fornisca su ordinazione gli inserti con codici specificati. Ciò semplifica sia il magazzino che la gestione degli ordini.

Naturalmente, la descrizione sopra fatta di una realizzazione applicante i principi innovativi della presente invenzione à ̈ riportata a titolo esemplificativo di tali principi innovativi e non deve perciò essere presa a limitazione dell'ambito di privativa qui rivendicato. Ad esempio, l’attrezzo potrà avere forma diversa da quella mostrata ed essere anche di tipo motorizzato per una operazione di serraggio non completamente manuale. I valori da memorizzare nella memoria del trasponder possono anche essere inviati all’attrezzo attraverso una connessione esterna ad un dispositivo di controllo, ad esempio un personal computer con un apposito programma di gestione degli attrezzi.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Attrezzo elettronico dì serraggio controllato, comprendente un corpo (11) al quale viene accoppiato uno di diversi inserti rimuovibili (17, 17', 17"), ciascuno dei quali à ̈ destinato ad impegnare un corrispondente tipo di organo meccanico sul quale l'attrezzo à ̈ destinato ad agire, e comprendente inoltre un sensore (20) di rilevazione di coppia esercitata sull'organo meccanico e che emette un segnale di informazione avviato a mezzi di calcolo (22) per ottenere dal segnale del sensore parametri significativi dell'azione dell'attrezzo sull’organo meccanico, su ciascun inserto essendo montato un transponder (18) che quando à ̈ attivato invia segnali e nel corpo essendo presenti mezzi riceventi (19, 23) per ricevere tali segnali trasmessi dal transponder dell'inserto accoppiato al corpo e inviarli ai mezzi di calcolo (22) per influenzare il calcolo di detti parametri significativi per il funzionamento dell'attrezzo e/o per fornire controllo di preimpostazioni di parametri operativi dell'attrezzo, l'attrezzo comprendendo nel corpo anche mezzi (19, 24) per inviare al trasponder (18) segnali di programmazione di informazioni e il transponder comprendendo mezzi (25, 26) di ricezione di tali segnali e di memorizzazione in una propria memoria (27) come parte dei segnali da trasmettere, caratterizzato dal fatto che i mezzi (19, 24) per inviare al trasponder (18) segnali di programmazione di informazioni sono connessi ai mezzi di calcolo (22) per ricevere parametri operativi ottenuti dai mezzi di calcolo (22) in base a segnali di informazione emessi dal sensore (20) di rilevazione di coppia, trasmettere tali parametri operativi all'inserto (17) e memorizzarli in una sua memoria (27).
2. 2. Attrezzo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i segnali comprendono un codice identificativo dell'inserto.
3. 3. Attrezzo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i segnali comprendono coefficienti di correzione dei segnali di informazione emessi dal sensore (20) di rilevazione di coppia.
4. 4. Attrezzo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto di comprendere un sensore (21) di angolo di rotazione che emette segnali di informazione di angolo verso i mezzi di calcolo e che i segnali inviati dall'inserto comprendono coefficienti di correzione dei segnali di informazione emessi dal sensore di angolo.
5. 5. Attrezzo secondo rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che esso à ̈ in forma di chiave elettronica di serraggio comandata manualmente e i parametri significativi sono mostrati su un display (14) sulla chiave .
6. 6. Metodo di impostazione, in funzione dell'inserto inserito, di un attrezzo elettronico di serraggio controllato con inserti intercambiabili (17, 17', 17") dotati di transponder (18), comprendente: - una prima fase di predisposizione nella quale l'inserto viene montato sull'attrezzo e l'attrezzo memorizza nel trasponder contenuto nell'inserto voluti parametri di impostazione; - una successiva seconda fase di impiego nella quale quando si monta sull'attrezzo un inserto nel quale sono stati memorizzati parametri di impostazione, il transponder nell'inserto trasmette all'attrezzo i parametri memorizzati in modo che siano impiegati dall'attrezzo durante l'uso con quello specifico inserto.
7. 7. Metodo secondo rivendicazione 6, nel quale nella fase di impiego i parametri trasmessi dal trasponder sono inviati a mezzi di calcolo (22) nell'attrezzo per impiegarli, durante l'uso dell'attrezzo con quell'inserto, per influenzare il calcolo di parametri significativi per il funzionamento dell'attrezzo e/o per fornire controllo di preimpostazioni di parametri operativi dell'attrezzo.
8. 8. Metodo secondo rivendicazione 6, nel quale nella fase di predisposizione, dopo il montaggio dell'inserto sull'attrezzo, l'attrezzo viene impiegato in condizioni prestabilite di prova, comandando la rilevazione e il calcolo da parte dell'attrezzo di parametri significativi dell'azione dell'attrezzo sottoposto alle condizioni di prova, l'attrezzo memorizzando nel trasponder (18) contenuto nell'inserto parametri di impostazione che sono calcolati in funzione delle differenze fra i parametri significativi rilevati dall'attrezzo e i parametri significativi aspettati con le condizioni di prova applicate.
9. 9. Metodo secondo rivendicazione 6, nel quale i parametri di impostazione memorizzati dall'attrezzo nel trasponder (18) dell'inserto durante la fase di predisposizione comprendono un codice identificativo dello specifico inserto e/o i parametri significativi rilevati dall'attrezzo comprendono informazioni di coppia e/o di angolo di serraggio.