ITTO960605A1 - Elemento di supporto riconfigurabile, particolarmente per pezzi atti ad essere misurati da una macchina di misura. - Google Patents

Description

D E S C R I Z IO N E

di brevetto per invenzione industriale

La presente invenzione è relativa ad un elemento riconfigurabile per il supporto ed il posizionamento di pezzi e particolarmente, ma non esclusivamente, di pezzi destinati ad essere misurati da una macchina di misura .

Le considerazioni che seguono sono rivolte a quest ’ultima applicazione specifica per comodità di riferimento, senza per questo perdere di generalità.

In luogo delle attrezzature di supporto convenzionali dedicate, ed allo scopo di ridurre i costi di riattrezzaggio al variare del pezzo da misurare, sono state proposte attrezzature riconfigurabili, come è illustrato ad esempio nella domanda di brevetto italiana n. T094A-000209 del 22 marzo 1994, a nome della stessa richiedente.

Tali attrezzature consistono, in sintesi, in una pluralità di elementi riconfigurabili di supporto a colonna i quali comprendono essenzialmente una base vincolabile sul piano di riferimento in una posizione prefissata, ed uno stelo regolabile in altezza lungo un asse ortogonale al piano di riferimento. Sia il posizionamento sul piano che la regolazione dell'altezza sono effettuati in modo manuale, ma utilizzando quale riferimento geometrico un attrezzo di riferimento portato dalla macchina e da questa posizionato automaticamente nel volume di misura. L'elemento di supporto è provvisto di un terminale superiore, solidale allo stelo, il quale viene fatto cooperare con il suddetto attrezzo di riferimento, prima di bloccare lo stelo rispetto alla base e quest'ultima sul piano di riferimento.

Gli elementi di supporto sopra descritti presentano un inconveniente.

Il bloccaggio dello stelo rispetto alla base e della base rispetto al basamento vengono effettuati mantenendo il terminale in impegno con l'attrezzo di riferimento. Poiché in questa fase le forze in gioco sono piuttosto elevate, si possono determinare delle tensioni strutturali nell'elemento, ad esempio per una imperfetta coassialità tra il terminale (vincolato all'attrezzo di riferimento) e la base (bloccata sul basamento); quando l'attrezzo di riferimento si disimpegna dal terminale dell'elemento di supporto, le tensioni nell'elemento di supporto si scaricano elasticamente, portando il terminale (a cui viene fissato, in uso, un elemento di supporto, bloccaggio o appoggio di riferimento del pezzo) in una posizione diversa da quella teorica. E' evidente come ciò costituisca una fonte di errore assolutamente casuale e quindi non controllabile.

Scopo della presente invenzione è la realizzazione di un elemento di supporto riconfigurabile, particolarmente per una macchina di misura, il quale sia privo del suddetto inconveniente connesso con gli attrezzi noti.

Il suddetto scopo è raggiunto dalla presente invenzione, in quanto essa è relativa ad un elemento di supporto riconfigurabile per il posizionamento ed il supporto di pezzi in una macchina comprendente un piano di riferimento ed un'unità mobile, particolarmente una macchina di misura, detto elemento comprendendo una base posizionabile sul detto piano di riferimento, uno stelo presentante un asse ortogonale al detto piano di riferimento e posizionabile rispetto alla detta base lungo il detto asse per variare l'altezza complessiva del detto elemento di supporto, ed un terminale superiore portato dal detto stelo ed atto a cooperare con un attrezzo di riferimento movimentato dalla detta unità mobile,

caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio interposti tra il detto stelo ed il detto terminale e rilasciabili per consentire limitati movimenti relativi tra il detto terminale ed il detto stelo .

Per una migliore comprensione della presente invenzione, viene descritta nel seguito una sua forma preferita di attuazione, a puro titolo di esempio non limitativo e con riferimento ai disegni allegati, nei quali :

la figura 1 illustra schematicamente una macchina di misura provvista di una pluralità di elementi di supporto riconfigurabili realizzati secondo la presente invenzione .

la figura 2 è una vista parziale in elevazione di un elemento di supporto realizzato secondo la presente invenzione;

la figura 3 e la figura 4 sono sezioni eseguite lungo la linea III-III della figura 2, in due diverse posizioni operative;

la figura 5 è una vista prospettica di un particolare delle figure 3 e 4.

Con riferimento alla figura 1, è indicata nel suo complesso con 1 una macchina di misura, di tipo in sé noto, comprendente un bancale 2 ed un'unità mobile di misura 3, ad esempio del tipo a portale.

L'unità 3 è dotata di una testa di misura 4, la quale è atta ad essere movimentata dall'unità 3 stessa lungo tre assi coordinati X,Y,Z. In particolare, l'asse X e l'asse Y sono orizzontali, ortogonali tra loro ed individuano un piano di riferimento X,Y coincidente con una superficie piana superiore 5 del bancale 2; l'asse Z è verticale e quindi ortogonale al piano X,Y.

La macchina 1 comprende inoltre un'unità di elaborazione e controllo (non illustrata) collegata all'unità 3, la quale è atta a comandare e controllare gli spostamenti degli organi mobili dell'unità 3 stessa lungo gli assi coordinati secondo cicli di movimentazione programmabili.

Alla macchina 1 è associata una pluralità di elementi 11 riconfigurabili di supporto dei pezzi da misurare .

Gli elementi 11, di altezza regolabile, sono atti ad essere disposti sul bancale 2 in posizioni prefissate e ad essere equipaggiati con rispettivi attrezzi di supporto (non illustrati) per sostenere, riferire e/o bloccare il pezzo da misurare.

La macchina 1 è provvista di un attrezzo 13 di riferimento atto ad essere montato sulla testa di misura 4, e ad essere movimentato dall'unità 3 per disporsi successivamente in posizioni prefissate e definire, in ciascuna di tali posizioni, un riferimento di posizione per un rispettivo elemento 11.

Gli elementi 11 non sono descritti in dettaglio in quanto noti nella propria struttura generale.

In sintesi, gli elementi 11 comprendono essenzialmente una porzione 14 di base (nel seguito denominata "base 14" per brevità) , sostanzialmente cilindrica di asse A verticale, uno stelo 15 di asse A parzialmente alloggiato nella base 14 e mobile telescopicamente ed assialmente nella stessa per variare l'altezza complessiva dell’elemento 11. Lo stelo 15 può essere bloccato rispetto alla base 14 in una data posizione assiale mediante un dispositivo di serraggio 16 noto (non illustrato), azionabile manualmente mediante una maniglia 17.

La base 14 può essere bloccata sul bancale 2 in una posizione prefissata in qualunque modo noto, ad esempio mediante mezzi magnetici a rilascio pneumostatico, oppure mediante mezzi di ancoraggio meccanico, come illustrato nella domanda di brevetto italiana n. TΌ94Α-000209 del 22 marzo 1994, il cui contenuto viene qui incorporato per riferimento, per le parti necessarie.

Ciascun elemento di supporto 11 comprende inoltre un terminale 20 superiore portato dallo stelo 15 (figure 2, 3 e 4) e presentante un asse B verticale parallelo e sostanzialmente coincidente (come descritto più oltre) con l'asse A.

Il terminale 20 (figura 2) è provvisto, in modo noto, di una testa 25 sferica di estremità e porta, in prossimità della testa stessa, una coppia di appendici 26 radiali diametralmente opposte tra loro. La testa 25 e le appendici 26 sono atte a definire, in modo noto, una posizione di impegno relativo determinata con l'attrezzo di riferimento 13.

Il terminale 20 comprende inoltre un blocco 27 inferiore sagomato, in sé noto, atto a definire un attacco per un rispettivo modulo di supporto/bloccaggio del pezzo (non illustrato).

Secondo la presente invenzione, il terminale 20 è vincolato allo stelo 15 mediante un giunto 30 interposto tra gli stessi e provvisto di un dispositivo 31 di bloccaggio rilasciabile.

Più in particolare (figure 3 e 4), il giunto 30 comprende un corpo 32 a bicchiere provvisto inferiormente di un raccordo 33 filettato avvitato in un'estremità filettata dello stelo 15; il corpo 32 delimita una cavità 35 sostanzialmente cilindrica e termina superiormente con una flangia anulare 36. Il giunto 30 comprende inoltre un disco 37 rigidamente fissato ad una faccia 38 inferiore del terminale 20 e cooperante assialmente con la flangia 36 del corpo a bicchiere; il disco 37 presenta diametro leggermente maggiore rispetto alla flangia 36. Il collegamento del disco 37 al terminale 20 è effettuato mediante una vite 39 mordente, un cui gambo presenta un tratto terminale 40 filettato avvitato nello stelo 20, ed una rimanente porzione 41 cilindrica adiacente ad una testa 42 della vite stessa (la quale fa parte del dispositivo di bloccaggio 31 descritto nel seguito) ed estendentesi assialmente entro la cavità 35 del corpo 32. La porzione 41 forma con il tratto terminale 40 uno spallamento 43 intermedio cooperante assialmente con il disco 37, ed impegna una sede 45 di centraggio ricavata nel disco stesso.

Il dispositivo di bloccaggio comprende essenzialmente un elemento anulare 46 scorrevole assialmente nella cavità 35 e provvisto di uno spallamento 47 radiale di arresto cooperante assialmente con la testa 45 della vite 39 (alla parte di quest'ultima rivolta verso il gambo 40), ed un pacco di molle 48 a tazza alloggiate nella cavità 35, le quali sono compresse tra un anello di arresto 49 del tipo "Seeger" solidale al corpo 32 a bicchiere e lo spallamento 47 dell'elemento anulare 46. Le molle 48, pertanto, esercitano un carico di trazione, attraverso l'elemento anulare 36, sulla vite 39 e quindi sul terminale 20 ed il disco 37 ad essa solidale, mantenendo il disco stesso a contatto con la flangia 36 del corpo a bicchiere 32. Il precarico delle molle 48 è definito in modo tale da assicurare l'aderenza per attrito tra le rispettive superfici 37a, 36a tra loro a contatto del disco 37 e della flangia 36 del corpo 32, e quindi il bloccaggio (assiale e radiale) del terminale 20 rispetto allo stelo 15 a cui il corpo 32 stesso è rigidamente fissato.

Il giunto 30 comprende infine un dispositivo 50 di rilascio del dispositivo di bloccaggio 31.

Il dispositivo 50 comprende essenzialmente un alberino 51 portato dal corpo 32 a bicchiere e montato girevole intorno ad un proprio asse C orizzontale, diametrale rispetto al corpo 32 stesso. L'alberino 51 è supportato agli estremi, in modo angolarmente libero, entro fori 53, 54 passanti diametralmente opposti ricavati nella parete laterale del corpo 32 e comprende una porzione intermedia 55 eccentrica, di asse D parallelo all'asse C, la quale è atta a cooperare con l'elemento anulare 46 contro l'azione delle molle 48.

L'alberino 51 è provvisto di una testa 56 di comando, presentente una sede 57 per una chiave di manovra (non illustrata) . Convenientemente, la testa 56 porta una spina 58 eccentrica, la quale sporge assialmente verso la parete laterale del corpo a bicchiere 32 ed impegna con una propria estremità libera una sede 59 ribassata semicircolare ricavata nella parete stessa intorno al foro 54 di supporto dell'alberino adiacente alla testa 56. La sede 59 è delimitata, in senso angolare, da rispettive superfici di battuta 60 atte a costituire un arresto per la spina 58 (figure 3 e 4).

L'alberino 51 può pertanto compiere una corsa angolare pari a 180°, tra una posizione di bloccaggio (figura 3) in cui l'asse D si trova al di sotto dell'asse C e quindi la porzione intermedia 55 dell 'alberino 51 coopera con l'elemento anulare 46 con una propria generatrice ad eccentricità minima, consentendo alle molle 48 di scaricare la propria forza elastica, attraverso l'elemento 46, sulla testa 42 della vite 39 e quindi sul terminale 20, il quale viene pertanto bloccato rispetto allo stelo 15, ed una posizione di rilascio (figura 4) in cui l'asse D si trova al di sopra dell'asse C e quindi la porzione intermedia 55 dell'alberino 51 coopera con l'elemento anulare 46 con una propria generatrice ad eccentricità massima, e lo spinge verso l'alto vincendo l'azione delle molle 48 e scaricando la vite 39.

Il disco 37 non è più forzato contro la flangia 36 del corpo a bicchiere 32, ed il terminale 20 è pertanto libero di compiere limitati spostamenti rispetto a tale corpo (ed allo stelo 12).

L'elemento 11 comprende infine una ghiera 66 di impugnatura per la movimentazione manuale dell'elemento stesso.

La ghiera 66 è montata esternamente coassiale al corpo 32 e comprende integralmente una parete 67 cilindrica interna di guida, scorrevole introno al corpo 32, una parete 68 anulare di base, sostanzialmente piana, ed una parete 69 cilindrica esterna, convenientemente provvista di una zigrinatura 70 esterna per facilitare l 'impugnatura.

Nella cavità anulare 74 delimitata dalle suddette pareti della ghiera 66, è alloggiato un anello 75, appoggiato e centrato sulla parete 68 di base, e provvisto di quattro mollette 76 di flessione estendentisi integralmente ed assialmente dall'anello stesso verso, in posizioni angolarmente equispaziate tra loro (figura 5). Le mollette 76 sono provviste di rispettivi risalti interni 78 di estremità, i quali sono disposti intorno alla flangia 36, sostanzialmente a contatto con la stessa, quando la ghiera 66 è nella posizione di riposo illustrata in figura 3, in cui appoggia per gravità sulla testa 56 dell'alberino 51. La ghiera 66 può scorrere verso l'alto sul corpo 32 fino ad una posizione limite, illustrata in figura 4, in cui la parete interna 67 è in battuta contro la flangia 36 del corpo 32 ed i risalti 78 delle mollette 78 cooperano con una superficie esterna del disco 37, determinando una lieve flessione verso l'esterno delle mollette stesse.

Il funzionamento dell'elemento 11 è il seguente.

Per effettuare il posizionamento dell'elemento sul bancale 2 (coordinate X, Y) e la regolazione dell'altezza dello posizione dello stelo 15 (coordinata Z), la base 14 viene sbloccata rispetto al bancale 2, e lo stelo 15 viene sbloccato rispetto alla base 14 in modo noto.

Inoltre, il dispositivo 30 viene sbloccato mediante il dispositivo di rilascio 50. In particolare, l'alberino 51 viene ruotato nella posizione di rilascio di figura 4, e quindi il terminale 20 è libero, per quanto detto sopra, di compiere limitati spostamenti rispetto allo stelo 15.

Durante la fase di riconfigurazione, l'elemento 11 viene trascinato manualmente agendo sulla ghiera 66, la quale viene sollevata come illustrato in figura 4, in modo da assicurare un centraggio preliminare del disco 37 rispetto al corpo 32 per l'azione delle mollette 76. Raggiunta la posizione di impegno relativo con l'attrezzo di riferimento 13 portato dall'unità mobile 2 della macchina 1, si effettua in modo noto il bloccaggio della base 14 sul bancale 2 e dello stelo 15 rispetto alla base 14, sempre mantenendo il giunto 30 nella configurazione descritta. Eventuali errori di posizionamento della base 14 non inducono tensioni elastiche nell'elemento 11, in quanto il terminale 20 è disaccoppiato rispetto allo stelo 15 e si possono verificare piccoli spostamenti relativi grazie al gioco esistente.

A questo punto, il dispositivo 31 di bloccaggio può essere riattivato, riportando l'alberino 51 nella posizione di bloccaggio. In questo modo, il terminale 20 viene bloccato rispetto allo stelo 15 nella posizione corretta determinata dall'attrezzo di riferimento 13, posizione che, per quanto detto sopra, non è necessariamente allineata allo stelo 15.

Grazie all’assenza di tensioni elastiche nell'elemento 11, al disimpegno tra l'attrezzo di riferimento 13 ed il terminale 20 non consegue alcuna variazione della posizione di quest'ultimo. Si assicura così la massima precisione e ripetibilità di posizionamento.

Una volta bloccato il giunto 30, la ghiera 66 può essere rilasciata e ritorna per gravità nella posizione di figura 3.

Risulta infine chiaro che all'elemento di supporto 11 possono essere apportate modifiche e varianti che non escono dall'ambito di tutela delle rivendicazioni.

Claims (1)

1. R I V E N D I C A Z I O N I 1.- Elemento di supporto (11) riconfigurabile per il posizionamento ed il supporto di pezzi in una macchina (I) comprendente un piano di riferimento (5) ed un'unità mobile (3), particolarmente una macchina di misura, detto elemento (11) comprendendo una base (14) posizionabile sul detto piano di riferimento (5), uno stelo (15) presentante un asse (A) ortogonale al detto piano di riferimento (5) e posizionabile rispetto alla detta base (14) lungo il detto asse (A) per variare l'altezza complessiva del detto elemento di supporto (11), ed un terminale (20) superiore portato dal detto stelo (15) ed atto a cooperare con un attrezzo di riferimento (13) movimentato dalla detta unità mobile (3), caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di bloccaggio (31) interposti tra il detto stelo (15) ed il detto terminale (20) e rilasciabili per consentire limitati movimenti relativi tra il detto terminale (20) ed il detto stelo (15). 2.- Elemento secondo la rivendicazione 1, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (31) comprendono rispettive superfici di contatto (36a, 37a) solidali al detto stelo (15) ed al detto terminale (20) e cooperanti tra loro ad attrito. 3.- Elemento secondo la rivendicazione 2, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di bloccaggio (31) comprendono mezzi elastici (48) forzanti le dette superfici di contatto (36a, 37a) l'una contro l’altra. 4.- Elemento secondo la rivendicazione 3, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di rilascio a camma (50) agenti in opposizione ai detti mezzi elastici (48). 5.- Elemento secondo la rivendicazione 4, caratterizzato dal fatto che le dette superfici di contatto (36a, 37a) sono definite da un corpo a bicchiere (32) fissato sul detto stelo (15) e, rispettivamente, da un disco (37) fissato inferiormente al detto terminale (20), i detti mezzi elastici (48) essendo alloggiati all'interno del detto corpo a bicchiere (32) e precaricati tra rispettivi mezzi di arresto (49, 42) solidali al detto corpo a bicchiere (32) ed al detto disco (37). 6.- Elemento secondo la rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di rilascio a camma (50) comprendono un alberino (51) eccentrico supportato trasversalmente nel detto corpo a bicchiere (32) e cooperante con i detti mezzi elastici (48) attraverso un elemento di spinta (46) scorrevole nel corpo a bicchiere (329 stesso. 7.- Elemento secondo la rivendicazione 6, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi elastici comprendono un pacco di molle a tazza (48). 8.- Elemento secondo una qualsiasi delle rivendicazioni precedenti, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di centraggio (75, 76, 78) del detto terminale (20) rispetto al detto stelo (15) attivabili quando i detti mezzi di bloccaggio (30) sono rilasciati. 9.- Elemento secondo la rivendicazione 8, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di centraggio (75, 76, 78) comprendono mezzi elastici (76). 10.- Elemento secondo la rivendicazione 9, caratterizzato dal fatto di comprendere mezzi di impugnatura manuale (66) mobili tra una posizione di riposo ed una posizione operativa, detti mezzi di centraggio (75, 76, 78) essendo portati dai detti mezzi di impugnatura manuale (66) ed attivi nella detta posizione operativa dei detti mezzi di impugnatura manuale (66). 11.- Elemento secondo la rivendicazione 10, quando dipendente dalla rivendicazione 5, caratterizzato dal fatto che i detti mezzi di impugnatura manuale comprendono una ghiera (66) portata dal detto corpo a bicchiere (32) e scorrevole assialmente in modo radialmente guidato sullo stesso tra la detta posizione di riposo e la detta posizione operativa; i detti mezzi di centraggio comprendendo un elemento anulare (75) alloggiato nella detta ghiera (66) e provvisto di una pluralità di mollette elastiche (76) atte a cooperare con il detto disco (37) fissato al detto terminale (20) nella detta posizione operativa. 12.- Elemento di supporto (11) riconfigurabile per il posizionamento ed il supporto di pezzi in una macchina, sostanzialmente come descritto ed illustrato nei disegni allegati.