ITTO20130166A1 - MODULAR VERIFICATION STRUCTURE FOR METROLOGICAL ROOM AND ITS CONSTRUCTION METHOD - Google Patents
MODULAR VERIFICATION STRUCTURE FOR METROLOGICAL ROOM AND ITS CONSTRUCTION METHODInfo
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Description
Struttura modulare di verifica per sala metrologica e suo metodo di realizzazione Modular structure of verification for metrology room and its method of realization
DESCRIZIONE DESCRIPTION
Settore della Tecnica Technical sector
L’invenzione concerne una struttura modulare di verifica per sala metrologica, particolarmente adatta alla verifica di componenti meccanici, parti in lamiera, di sottogruppi in lamiera o di carrozzerie complete, ad esempio in campo automobilistico. L’invenzione riguarda inoltre il metodo di realizzazione di detta struttura. The invention concerns a modular verification structure for metrology room, particularly suitable for the verification of mechanical components, sheet metal parts, sheet metal sub-assemblies or complete bodywork, for example in the automotive field. The invention also relates to the method of manufacturing said structure.
Arte Nota Note Art
Nel campo della verifica tridimensionale di parti meccaniche e di carrozzeria, in particolare nel controllo degli accoppiamenti fra le lamiere nel settore automobilistico, à ̈ noto avvalersi di appositi locali allestiti allo scopo e dotati di strumentazione di precisione di vario genere. Tali luoghi sono generalmente noti come sale metrologiche e la strumentazione utilizzata attualmente al loro interno comprende una molteplicità di attrezzi, che di solito vengono appositamente realizzati per adattarsi alle parti sulle quali effettuare la verifica tridimensionale. La verifica di parti meccaniche e di carrozzeria via via diversificate, comporta pertanto generalmente la previsione di attrezzi diversi, con notevoli tempi di attesa e costi dovuti al materiale ed alle lavorazioni di elevata precisione. Nasce pertanto l’esigenza di disporre di un’attrezzatura suscettibile di essere utilizzata in una sala metrologica convenzionale, che possa essere modificata a piacere adattandosi con precisione alle varie condizioni di impiego. In the field of three-dimensional verification of mechanical and bodywork parts, in particular in checking the couplings between sheets in the automotive sector, it is known to make use of special rooms set up for the purpose and equipped with precision instruments of various kinds. These places are generally known as metrological rooms and the instrumentation currently used within them includes a multiplicity of tools, which are usually specially made to adapt to the parts on which to carry out the three-dimensional verification. The verification of gradually diversified mechanical and body parts therefore generally involves the provision of different tools, with considerable waiting times and costs due to the material and high precision machining. Therefore, the need arises to have equipment capable of being used in a conventional metrology room, which can be modified at will, adapting precisely to the various conditions of use.
Un primo scopo dell’invenzione à ̈ pertanto quello di fornire una soluzione al problema suddetto. A first object of the invention is therefore to provide a solution to the above problem.
Un altro scopo dell’invenzione à ̈ quello di fornire una soluzione al problema suddetto, che consenta di ottenere un grado di precisione superiore nelle misure di verifica su parti meccaniche e di carrozzeria o su carrozzerie complete, rispetto a quanto ottenibile con le attrezzature attualmente disponibili. Another purpose of the invention is to provide a solution to the aforementioned problem, which allows to obtain a higher degree of precision in the verification measurements on mechanical and bodywork parts or on complete bodywork, compared to what can be obtained with the equipment currently. available.
Uno scopo ulteriore dell’invenzione consiste nel prevedere la suddetta soluzione, in modo economico e facilmente industrializzabile, così da poter essere sfruttata vantaggiosamente su larga scala. A further object of the invention consists in providing the above solution, in an economical and easily industrializable way, so as to be advantageously exploited on a large scale.
Questi ed altri scopi vengono raggiunti grazie alla struttura modulare, come rivendicato nelle annesse rivendicazioni. These and other purposes are achieved thanks to the modular structure, as claimed in the attached claims.
Descrizione dell’Invenzione Description of the Invention
Vantaggiosamente, la struttura secondo l’invenzione à ̈ preferibilmente realizzata mediante elementi modulari strutturali ottenuti da profilati ottagonali estrusi, successivamente lavorati, che garantiscono una notevole stabilità e precisione in fase di montaggio. Advantageously, the structure according to the invention is preferably made by means of modular structural elements obtained from extruded octagonal profiles, subsequently machined, which guarantee considerable stability and precision in the assembly phase.
Vantaggiosamente, l’interconnessione fra gli elementi strutturali avviene mediante interfacce fissate mediante viti, che permettono la composizione di una struttura complessa in una molteplicità di configurazioni e dimensioni. Advantageously, the interconnection between the structural elements takes place through interfaces fixed by screws, which allow the composition of a complex structure in a multiplicity of configurations and dimensions.
Vantaggiosamente, i componenti di riferimento e registrazione delle parti da sottoporre a verifica garantiscono stabilità , elevata precisione e ripetibilità . Advantageously, the reference and registration components of the parts to be tested guarantee stability, high precision and repeatability.
Vantaggiosamente, almeno una delle superfici piane dei componenti di riferimento e registrazione delle parti da sottoporre a verifica à ̈ dotata di chiavette o scanalature perpendicolari fra loro, che garantiscono il perfetto allineamento tra i componenti quando dette superfici sono associate ad una superficie complementare. Advantageously, at least one of the flat surfaces of the reference and registration components of the parts to be tested is equipped with keys or grooves perpendicular to each other, which guarantee perfect alignment between the components when said surfaces are associated with a complementary surface.
Descrizione Sintetica delle Figure Brief Description of the Figures
Alcune forme preferite di realizzazione dell’invenzione saranno descritte a titolo esemplificativo e non limitativo con riferimento alle figure annesse in cui: Some preferred embodiments of the invention will be described by way of non-limiting example with reference to the attached figures in which:
- la Figura 1 à ̈ una vista prospettica di una struttura secondo l’invenzione; - Figure 1 is a perspective view of a structure according to the invention;
- la Figura 2 Ã ̈ una vista laterale di un elemento di interconnessione a 90°; - Figure 2 is a side view of a 90 ° interconnection element;
- la Figura 3 Ã ̈ una vista prospettica di un elemento di interconnessione a 90°; - Figure 3 is a perspective view of a 90 ° interconnection element;
- la Figura 4 Ã ̈ una vista prospettica di un elemento di interconnessione a croce; - Figure 4 is a perspective view of a cross-shaped interconnection element;
- la Figura 5 Ã ̈ una vista in esploso di un elemento di interconnessione a 90°; - Figure 5 is an exploded view of a 90 ° interconnection element;
- le Figure da 6 a 21 sono viste di altrettanti componenti di interconnessione e riferimento e registrazione delle parti da sottoporre a verifica con la struttura secondo l’invenzione; - la Figura 22 à ̈ una vista prospettica di una base della struttura secondo l’invenzione, dotata di ruote e martinetti. Descrizione di alcune forme preferite di realizzazione - Figures 6 to 21 are views of as many interconnection and reference and registration components of the parts to be tested with the structure according to the invention; - Figure 22 is a perspective view of a base of the structure according to the invention, equipped with wheels and jacks. Description of some preferred embodiments
In tutte le figure sono stati usati gli stessi riferimenti numerici per contraddistinguere componenti uguali o funzionalmente equivalenti. In all the figures the same numerical references have been used to distinguish identical or functionally equivalent components.
Con riferimento alla Figura 1 à ̈ illustrato un esempio di realizzazione di una struttura 11 secondo l’invenzione la quale comprendente elementi modulari strutturali rettilinei 13 portanti una pluralità di componenti 100 di riferimento e registrazione delle parti da sottoporre a verifica. A titolo puramente esemplificativo la struttura 11 dell’esempio illustrato à ̈ stata configurata per la verifica di un componente in lamiera curvo indicato complessivamente con il riferimento CT. Secondo l’invenzione gli elementi modulari strutturali rettilinei 13 hanno una sezione trasversale ottagonale e sono interconnessi stabilmente fra loro tramite elementi di interconnessione 15 dotati di brida ottagonale 17, che circonda gli elementi modulari 13 ed entra a contatto con cinque lati di essi. Gli elementi di interconnessione 15 comprendono inoltre piastre di collegamento 19 unite mediante viti a scomparsa, ossia le cui teste non affiorano dalla superficie del corpo in cui sono inserite, alle rispettive bride ottagonali 17. With reference to Figure 1, an example of embodiment of a structure 11 according to the invention is shown which comprises rectilinear structural modular elements 13 carrying a plurality of reference components 100 and registration of the parts to be tested. Purely by way of example, the structure 11 of the illustrated example has been configured for checking a curved sheet metal component indicated as a whole with the reference CT. According to the invention, the rectilinear modular structural elements 13 have an octagonal cross section and are stably interconnected with each other by means of interconnection elements 15 equipped with an octagonal bridle 17, which surrounds the modular elements 13 and comes into contact with five sides thereof. The interconnection elements 15 also comprise connecting plates 19 joined by means of concealed screws, i.e. the heads of which do not emerge from the surface of the body in which they are inserted, to the respective octagonal clamps 17.
Sempre secondo l’invenzione gli elementi modulari strutturali rettilinei 13 a sezione ottagonale sono ottenuti mediante estrusione di alluminio o di una lega di alluminio. Inoltre, preferibilmente, l’estrusione avviene con la produzione di sovrametallo esterno, opportunamente dimensionato, e l’eccedenza di materiale dovuta al sovrametallo viene sottoposta a fresatura sulle superfici perimetrali del pezzo grezzo, in modo da ottenere elevatissime tolleranze di forma fra le pareti del profilato. I profilati potranno avere ad esempio diametri compresi fra 40 e 120 mm e lunghezze comprese fra 2500 e 3000 mm. Still according to the invention, the rectilinear modular structural elements 13 with octagonal section are obtained by extrusion of aluminum or an aluminum alloy. Furthermore, preferably, the extrusion takes place with the production of external stock, suitably sized, and the excess material due to the stock is subjected to milling on the perimeter surfaces of the blank, in order to obtain very high shape tolerances between the profile walls. The sections may have, for example, diameters between 40 and 120 mm and lengths between 2500 and 3000 mm.
Secondo l’invenzione sono previsti elementi di interconnessione 15, che servono a connettere i profilati 13 fra loro, fino a creare una struttura reticolare rigida ed autoportante 11. La precisione di accoppiamento ed il sistema di viti a scomparsa, permettono il montaggio di una struttura molto pulita alla vista, rigida e precisa. Le basi 17a delle bride 17 e le piastre 19 sono dotati di un sistema di chiavette 21a e scanalature 21b perpendicolari fra loro, che garantisce il perfetto allineamento tra i componenti. According to the invention, interconnection elements 15 are provided, which serve to connect the profiles 13 to each other, to create a rigid and self-supporting reticular structure 11. The coupling precision and the concealed screw system allow the assembly of a structure very clean to the eye, rigid and precise. The bases 17a of the clamps 17 and the plates 19 are equipped with a system of keys 21a and grooves 21b perpendicular to each other, which guarantees perfect alignment between the components.
Come si può apprezzare dalla Figura 2, la brida 17 della stessa sezione ottagonale del profilato 13 garantisce che, nel momento in cui le viti vengono strette, le pareti a contatto e con cui si scarica la forza F sono quattro invece che due come per i profili a sezione quadra. As can be appreciated from Figure 2, the rim 17 of the same octagonal section of the profile 13 guarantees that, when the screws are tightened, the walls in contact and with which the force F is discharged are four instead of two as for the square section profiles.
Con riferimento alle Figure 3 e 4 à ̈ illustrato un elemento di interconnessione 15a a 90° e a croce 15b, rispettivamente. Detti elementi di interconnessione 15a,15b comprendono sedi 23 che evitano che le teste delle viti che chiudono le bride 17 sulle piastre 19 affiorino dalla superficie creando ostacoli. Come meglio apprezzabile nell’esploso di Figura 5, l’elemento di interconnessione 15a a 90° comprende un supporto a sezione quadra 25 in cui à ̈ ricevuta una delle estremità del profilato ottagonale 13. I supporti 25 sono dotati di chiavette 21a per le scanalature di centraggio 21b previste perpendicolari sulle piastre 19, che garantiscono il perfetto allineamento fra i due componenti. With reference to Figures 3 and 4, an interconnection element 15a at 90 ° and cross-shaped 15b, respectively, is illustrated. Said interconnection elements 15a, 15b comprise seats 23 which prevent the heads of the screws which close the clamps 17 on the plates 19 from emerging from the surface creating obstacles. As better appreciated in the exploded view of Figure 5, the 90 ° interconnection element 15a comprises a square section support 25 in which one of the ends of the octagonal section 13 is received. The supports 25 are equipped with keys 21a for the centering grooves 21b provided perpendicular on the plates 19, which guarantee perfect alignment between the two components.
Con riferimento alle Figure 6 e 7 à ̈ illustrato un elemento di interconnessione a cerniera 27, rispettivamente chiuso e in esploso, in grado di mantenere elevata precisione per un elevato numero di cicli di apertura e chiusura da “zero†fino a 180°. Detto elemento 27 comprende un blocco inferiore 27a, un blocco superiore 27b, una cerniera inferiore 27c ed una superiore 27d interconnesse da un perno di cerniera 27e, un otturatore conico 27f ed una boccola conica 27g. Grazie alla cooperazione fra l’otturatore conico 27f scorrevole in un foro 27h previsto nel blocco inferiore 27a e la boccola conica 27g cooperante con l’anello 27i previsto nel blocco superiore, si ottiene l’autocentraggio dei due blocchi 27c,27d a cerniera chiusa, ossia in posizione di “zero†. With reference to Figures 6 and 7, a hinged interconnection element 27 is shown, closed and exploded, respectively, capable of maintaining high precision for a high number of opening and closing cycles from â € œzeroâ € up to 180 °. Said element 27 comprises a lower block 27a, an upper block 27b, a lower hinge 27c and an upper hinge 27d interconnected by a hinge pin 27e, a conical shutter 27f and a conical bushing 27g. Thanks to the cooperation between the conical obturator 27f sliding in a hole 27h provided in the lower block 27a and the conical bushing 27g cooperating with the ring 27i provided in the upper block, self-centering of the two blocks 27c, 27d a is obtained zipper closed, i.e. in the â € œzeroâ € position.
Con riferimento alla Figura 8 à ̈ illustrato in esploso un elemento di interconnessione a sgancio rapido 27’ corrispondente sostanzialmente all’elemento di interconnessione a cerniera 27 descritto in precedenza, ma privo delle cerniere. In questo elemento di interconnessione 27’ il blocco superiore 27b può essere separato da quello inferiore 27a. With reference to Figure 8, an exploded view is shown of a quick release interconnection element 27â € ™ substantially corresponding to the hinged interconnection element 27 described above, but without the hinges. In this interconnection element 27â € ™ the upper block 27b can be separated from the lower one 27a.
Con riferimento alle Figure 9 e 10 à ̈ illustrato un elemento di interconnessione a slitta singola 29, rispettivamente chiuso e in esploso, che consente lo scorrimento reciproco fra le parti che lo compongono lungo una direzione rettilinea. Comprende un blocco inferiore 29a, un blocco superiore 29b una coppia di perni di scorrimento 29c dotati di boccole di scorrimento o cuscinetti a rulli 29d, una vite micrometrica 29e, che può essere ruotata mediante una manovella 29f e che permette lo scorrimento calibrato dei due blocchi, a seconda delle esigenze. Comprende inoltre un otturatore di centraggio 29g per ripristinare correttamente la posizione di “zero†e targhette in scala millimetrate 29h. With reference to Figures 9 and 10, a single slide interconnection element 29 is shown, respectively closed and exploded, which allows reciprocal sliding between the parts that compose it along a rectilinear direction. It comprises a lower block 29a, an upper block 29b, a pair of sliding pins 29c equipped with sliding bushings or roller bearings 29d, a micrometric screw 29e, which can be rotated by means of a crank 29f and which allows the calibrated sliding of the two blocks , according to the requirements. It also includes a 29g centering shutter to correctly restore the â € œzeroâ € position and 29h millimeter scale plates.
In Figura 11 à ̈ illustrato un elemento di interconnessione a slitta doppia 31 che consente lo scorrimento reciproco fra le parti che lo compongono lungo due direzioni rettilinee perpendicolari fra loro. Detto elemento 31 comprende una copia di elementi di interconnessione a slitta singola 29’,29’’ del tipo descritto in precedenza, orientati lungo due direzioni perpendicolari. L’accoppiamento fra gli elementi 29’,29’’ avviene mediante viti ed il centraggio à ̈ sempre ottenuto mediante cooperazione fra chiavette 21a e scanalature 21b in analogia a quanto descritto in precedenza. Figure 11 illustrates a double slide interconnection element 31 which allows reciprocal sliding between the parts composing it along two rectilinear directions perpendicular to each other. Said element 31 comprises a copy of single slide interconnection elements 29 ', 29' of the type described above, oriented along two perpendicular directions. The coupling between the elements 29â € ™, 29â € ™ â € ™ takes place by means of screws and the centering is always obtained by cooperation between keys 21a and grooves 21b in analogy to what was previously described.
Riferendoci alle Figure 12 e 13 à ̈ illustrato un elemento di centraggio mobile 33 comprendente due corpi totalmente registrabili lungo i tre assi X-Y-Z mediante spessori. Comprende un supporto esterno 33a, un supporto interno 33b, spessori di regolazione 33c sui due fianchi laterali fra il supporto interno e quello esterno e posteriori a pettine, un perno mobile a scomparsa 33d, boccole di scorrimento 33e ed una leva ad eccentrico 33f. Semplicemente agendo sulla leva 33f à ̈ possibile arretrare il perno 33d all’interno del supporto interno 33b. Referring to Figures 12 and 13, a movable centering element 33 is illustrated comprising two bodies which can be fully adjusted along the three axes X-Y-Z by means of shims. It comprises an external support 33a, an internal support 33b, adjustment shims 33c on the two lateral sides between the internal and external and rear comb support, a retractable movable pin 33d, sliding bushings 33e and an eccentric lever 33f. By simply acting on the lever 33f it is possible to retract the pin 33d inside the internal support 33b.
In Figura 14 e 15 à ̈ illustrato un elemento di supporto a regolazione micrometrica 35 che permette la regolazione assiale in altezza di un tassello di appoggio 35a semplicemente agendo su uno stelo filettato inferiore 35b. Comprende un tassello 35a, che può eventualmente incorporare un magnete, un contenitore 35c, un supporto 35d, un perno mobile 35e, una leva scorrevole 35f e spessori di regolazione 35g. La leva serve a bloccare in posizione di collaudo il dispositivo semplicemente agendo sulla leva posta a metà del perno scorrevole. Figures 14 and 15 show a micrometric adjustment support element 35 which allows axial height adjustment of a support block 35a simply by acting on a lower threaded stem 35b. It includes a plug 35a, which can possibly incorporate a magnet, a container 35c, a support 35d, a mobile pin 35e, a sliding lever 35f and adjustment spacers 35g. The lever is used to lock the device in the test position simply by acting on the lever located in the middle of the sliding pin.
Con riferimento alle Figure 16 e 17 à ̈ mostrato un elemento di supporto con chiusura ad eccentrico 37 totalmente registrabile nelle tre direzioni X-Y-Z per la fase di collaudo mediante spessori. Può montare a bordo un elemento di supporto a regolazione micrometrica 35 del tipo descritto in precedenza e comprende una leva di chiusura 37a di un sistema di chiusura 37b ed un elemento di centraggio mobile 33. With reference to Figures 16 and 17, a support element with eccentric closure 37 is shown which is totally adjustable in the three directions X-Y-Z for the testing phase by means of shims. A support element with micrometric adjustment 35 of the type described above can be mounted on board and comprises a closing lever 37a of a closing system 37b and a movable centering element 33.
Con riferimento alle Figure 18 e 19 à ̈ illustrato un attrezzo di posizionamento 39 comprendente un elemento di centraggio mobile 33 ed una chiusura ad arco 39a. Questo attrezzo à ̈ totalmente registrabile nelle tre direzioni X-Y-Z per la fase di collaudo mediante spessori ed ha la possibilità di montare a bordo un tassello di registrazione micrometrico 35 e la relativa chiusura ad arco 39a. Un sistema 39b di recupero spessori mediante molle a tazza 39c sul pressino 39d, consente un rapido recupero degli spessori ove necessario. Nel caso di sgancio rapido della chiusura ad arco 39a à ̈ sufficiente agire sulla leva ad eccentrico 39e che ne svincola istantaneamente il sistema conico di centraggio. With reference to Figures 18 and 19, a positioning tool 39 is illustrated comprising a movable centering element 33 and an arch closure 39a. This tool is fully adjustable in the three directions X-Y-Z for the testing phase by means of shims and has the possibility to mount on board a micrometric adjustment plug 35 and the relative arch closure 39a. A thickness recovery system 39b by means of cup springs 39c on the tamper 39d, allows rapid recovery of the thicknesses where necessary. In the case of quick release of the arch closure 39a it is sufficient to act on the eccentric lever 39e which instantly releases the conical centering system.
Con riferimento alle Figure 20 e 21 à ̈ illustrato un attrezzo di ritegno 41 della lamiera, particolarmente indicato nel caso in cui à ̈ impossibile raggiungere la posizione con una chiusura tradizionale ad arco. L’attrezzo 41 à ̈ dotato di sistema che permette il caricamento dell’elemento sul perno di riferimento 41a; a caricamento avvenuto ed andando ad agire sulla leva di sgancio 41b, un tassello di ritegno 41c fuoriesce dall’ingombro del perno 41a stesso andando a trattenere la lamiera. Un sistema di regolazione a biscottino 41d consente di regolare la pressione del tassello di ritegno 41c. With reference to Figures 20 and 21, a sheet metal retaining tool 41 is shown, particularly indicated in the case in which it is impossible to reach the position with a traditional arched closure. The tool 41 is equipped with a system that allows the element to be loaded on the reference pin 41a; after loading and acting on the release lever 41b, a retaining piece 41c protrudes from the dimensions of the pin 41a itself, going to retain the sheet. A link adjustment system 41d allows to adjust the pressure of the retaining block 41c.
Con riferimento alla Figura 22 à ̈ illustrato un sistema di martinetti elettici 43 che permettono di variare l’altezza della struttura 11 e portano le ruote pivotanti 45 a contatto della superficie di appoggio o pavimento. Un sistema di demoltiplicazione 47 permette ad una vite senza fine 49 di alzare un notevole peso, dovuto alla struttura 11 stessa ed alla parte o componente di carrozzeria da verificare eventualmente montata su di essa, utilizzando un semplice avvitatore a batterie 51. Un sistema di aste di rinvio 53 trasmette il moto ai martinetti 43, quattro nell’esempio illustrato, opportunamente posizionati ai piedi della struttura ed ai quali sono associate le corrispondenti ruote pivotanti 45. With reference to Figure 22, a system of electric jacks 43 is shown which allow to vary the height of the structure 11 and bring the pivoting wheels 45 into contact with the support surface or floor. A reduction system 47 allows a worm screw 49 to raise a considerable weight, due to the structure 11 itself and to the part or component of the bodywork to be checked possibly mounted on it, using a simple battery screwdriver 51. A rod system transmission 53 transmits motion to the jacks 43, four in the example illustrated, suitably positioned at the foot of the structure and to which the corresponding pivoting wheels 45 are associated.
La struttura così come descritta ed illustrata à ̈ suscettibile di numerose varianti e modifiche rientranti nello stesso principio inventivo enunciato nelle annesse rivendicazioni. The structure as described and illustrated is susceptible of numerous variations and modifications falling within the same inventive principle set out in the attached claims.
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- 2013-02-28 IT IT000166A patent/ITTO20130166A1/en unknown
Patent Citations (2)
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