ES2286742T3 - Dispositivo palpador de piezas en elaboracion. - Google Patents

Abstract

Dispositivo palpador de piezas en elaboración, en particular para aparatos de medida de piezas en elaboración en máquinas herramientas, del tipo que comprende una cabeza (7) que comprende órganos de mando y medición, y al menos un brazo oscilante (6) que se desarrolla en posición operativa entre dicha cabeza (7) y una pieza (3) en elaboración, dicho brazo oscilante (6) comprende una articulación (10), una parte que sirve de base (11) que se extiende entre dicha cabeza (7) y dicha articulación (10), una parte que sirve de extremo (12) que se extiende entre dicha articulación (10) y dicha pieza (3) en elaboración, y medios de control (13) de dicha articulación (10) adecuados para permitir desplazamientos entre dicha parte que sirve de base (11) y dicha parte que sirve de extremo (12) en presencia de forzamientos en dicha parte que sirve de extremo (12), caracterizado por el hecho de que dicha articulación (10) comprende al menos dos cuerpos componentes (10a, 10b) que presentan respetivas superficies de contacto (14) que comprenden dientes (14a) que se pueden engranar entre sí, y que son móviles entre sí, dichos medios de control (13) son adecuados para unir de forma amovible dichos cuerpos componentes (10a, 10b) entre sí en correspondencia con dichas superficies de contacto (14).

Description

Dispositivo palpador de piezas en elaboración.

La presente invención tiene por objeto un dispositivo palpador de piezas en elaboración, en particular, para aparatos de medida de piezas en elaboración en máquinas herramientas, del tipo que comprende un cabeza que incluye órganos de mando y de medición, y al menos un brazo oscilante que se extiende en posición operativa entre dicha cabeza y una pieza en elaboración.

Como es sabido, las piezas en elaboración en máquinas herramientas, en particular en máquinas rectificadoras, pueden ser medidas durante la elaboración.

Esto se realiza con el fin de obtener piezas que no requieran controles dimensionales posteriores y que sean trabajadas hasta lograr las condiciones óptimas previstas.

De este modo se evitan muchos descartes de elaboración y las posteriores elaboraciones que, en algunos casos, es necesario llevar a cabo para realizar una medida precisa de las piezas elaboradas con no suficiente precisión.

Para medir las piezas durante su elaboración y, en concreto, las piezas con secciones circulares que son rectificadas por muelas abrasivas se utilizan aparatos de medida que presentan al menos un dispositivo palpador que se extiende en dirección a las piezas en elaboración.

Cada uno de los dispositivos palpadores incluye de hecho, por ejemplo, al menos un brazo que tiene en un primer extremo un elemento en punta que termina en una esfera de metal duro o en un diamante.

Los dispositivos palpadores mantienen el contacto con las piezas en elaboración y siguen la disminución gradual de diámetro de las mismas gracias a dispositivos de mando integrados en envolturas o cabezas en las que se encuentran encajados los segundos extremos de los brazos opuestos a los primeros, dotados de dicho elemento en punta.

Las envolturas o cabezas que sujetan los brazos alojan también dispositivos de medición que detectan con mucha precisión los desplazamientos de los brazos.

La técnica conocida citada anteriormente presenta, junto a numerosas ventajas, también algunos inconvenientes.

Un punto crítico de dichos aparatos de medida se encuentra en dichos dispositivos palpadores y, en particular, en los brazos que se extienden entre las piezas en elaboración y los órganos de sostén, mando y medición.

De hecho, dichos brazos están sometidos fácilmente a golpes y forzamientos durante la fase de carga y descarga de la pieza en elaboración, si el aparato de medida no es abierto o quitado o alejado antes de la zona de elaboración, o bien en el momento de su posicionamiento sobre la pieza, si los brazos no han sido abiertos o regulados previamente.

El dispositivo palpador tiene, de hecho, tanto una posición de trabajo, en la que se aplica a los brazos una fuerza de contacto calibrada y sustancialmente constante, que tiende a acercar entre sí los primeros extremos de los mismos, como una posición de apertura o recarga, cuando son alejados entre sí en sentido angular para facilitar las operaciones de carga y descarga de la pieza y el posicionamiento acercado o alejado del aparato de medida.

Además es posible también que sea cambiado el tipo de la pieza en elaboración y, por tanto, debe ser previamente regulada de nuevo la posición de trabajo de los brazos.

Un dispositivo similar parecido es, por ejemplo, el descrito en la solicitud de patente US-A-4238886.

Cada vez que dichos brazos sufren golpes o forzamientos pueden resultar dañados los delicados y costosos órganos de mando y de medición conectados a los segundos extremos de los brazos. En dicho caso se requieren costosas reparaciones y considerables tiempos de parada de las elaboraciones.

En la práctica se ha detectado precisamente que los golpes y los forzamientos en correspondencia con los brazos son la causa más frecuente de averías de los aparatos de medida.

Se ha intentado ya resolver este importante inconveniente disponiendo puntos de rotura en correspondencia con los brazos, calculados de modo que -en caso de golpes y forzamientos de cierta entidad- se rompan los brazos, evitando así la rotura de los órganos de mando y de medición.

Un dispositivo similar se describe, por ejemplo, en la solicitud de patente EP-A-0126207.

De este modo se evitan daños mayores, pero el coste y la pérdida de tiempo para la sustitución de los brazos siguen siendo importantes.

Además estos últimos se convierten en elementos delicados, que es necesario desplazar y aplicar con la máxima atención.

Otra intento diferente de resolver este importante inconveniente se ha descrito en la solicitud de patente US-A-3122838 que describe un dispositivo palpador de acuerdo con la parte precaracterizante de la primera reivindicación. Esta solución consiste en un dispositivo de fricción que divide el brazo en dos partes que pueden deslizarse en caso de golpes.

Sin embargo este dispositivo podría presentar deslizamientos no perceptibles que modifican erróneamente las medidas.

Este inconveniente es muy importante para los dispositivos palpadores que miden una pieza en elaboración con tolerancias restringidas. De hecho, para este tipo de piezas en elaboración son significativas las desviaciones de medida del orden de los micrómetros.

En esta situación el cometido técnico que se encuentra en la base de la presente invención es idear un dispositivo palpador de piezas en elaboración, en particular, para aparatos de medida de piezas en elaboración en máquinas herramientas, capaz de remediar sustancialmente los inconvenientes citados.

El cometido técnico se logra mediante un dispositivo palpador como se define en la reivindica-
ción 1.

Las ejecuciones preferidas se ponen de manifiesto en las subreivindicaciones.

En los dibujos anexos se ilustran las ejecuciones preferidas de un dispositivo según la invención. En concreto:

la Fig. 1 muestra en su conjunto y en alzado lateral un aparato de medida de una máquina rectificadora que comprende el dispositivo palpador según la invención, en dos posiciones operativas, una de las cuales se muestra punteada;

la Fig. 2 ilustra en perspectiva el dispositivo, en posición aislada y de desacoplamiento de sus dos partes;

la Fig. 3 evidencia en alzado lateral una ampliación de una parte de la Fig. 1;

la Fig. 4 muestra en planta y en sección parcial la parte de dispositivo evidenciada en la Fig. 3; y

la Fig. 5 reproduce una parte del dispositivo seccionada de forma análoga a la Fig. 3 y que evidencia una variante de ejecución.

Con referencia a las Figuras, el dispositivo palpador según la invención se indica en su conjunto con el número (1). Como muestra la Fig. 1, el dispositivo palpador 1 es parte de un aparato de medida (2) de una pieza (3) en elaboración.

El dispositivo palpador 1 y el aparato de medida 2 están integrados en una máquina rectificadora, de la cual en la Fig. 1 se muestran esquemáticamente una muela (4) y un soporte móvil (5) del aparato de medida 2 en su conjunto.

En síntesis, el dispositivo palpador 1 comprende al menos un brazo oscilante (6) que se extiende en posición operativa entre la pieza 3 en elaboración y una cabeza (7) que comprende órganos de mando y de medición, ya por sí conocidos. Estos órganos, por ejemplo, son explicados en las patentes US 6256898 y EP 0947290 de la misma solicitante.

El brazo oscilante 6 tiene normalmente a su lado un brazo gemelo y cada uno de ellos puede introducirse en su propia cabeza 7, como se muestra en la figura 1, o bien ambos pueden introducirse a distancia en una única y amplia cabeza 7, como en las patentes mencionadas de la misma solicitante.

Cada cabeza 7 está además fijada a un montante (8) que a su vez está unido a dicho soporte móvil 5, por ejemplo, definido por un cilindro fluidodinámico montado a su vez sobre uno o más carros, para permitir al montante 8 desplazarse en todas las direccio-
nes.

En la parte opuesta a la correspondiente cabeza 7, cada brazo oscilante 6 comprende además un conocido elemento en punta (9) que termina en una esfera de metal duro o en un diamante en posición de contacto directo con la pieza 3.

Cada brazo oscilante 6 comprende una articulación (10) adecuada para subdividir el brazo mismo en una parte que sirve de base (11) unida a la cabeza 7 y en una parte que sirve de extremo (12) que se extiende en posición operativa entre la articulación 10 y la pieza 3 en elaboración. En las figuras la parte que sirve de base 11 tiene una junta (11a) que se puede cerrar en bloqueo y que es adecuada para permitir fáciles sustituciones sin interferir con la cabeza 7.

Además según la invención están previstos medios de control (13) de la articulación 10 adecuados para permitir desplazamientos entre las partes que sirven de base 11 y de extremo 12 en correspondencia con la articulación 10 sólo si se producen forzamientos en la parte que sirve de extremo 12 superiores a valores predeterminados.

Más en detalle, cada una de las articulaciones 10 está definida por al menos dos cuerpos componentes (10a) y (10b), unidos respectivamente a la parte que sirve de base 11 y a la parte que sirve de extremo 12 del brazo oscilante 6, que están separados sustancialmente entre sí y que presentan superficies de contacto (14) acercadas y unidas por acción de los medios de control 13.

Dichas superficies de contacto están definidas por dientes (14a) que se engranan entre sí.

Los medios de control 13 están definidos por elementos magnéticos (13a) y alternativamente por medios elásticos (13b) situados en correspondencia con la articulación 10.

Es también posible que los medios de control 13 estén definidos por órganos de fijación de dichos cuerpos componentes oportunamente calibrados.

En las figuras los cuerpos componentes 10a, 10b de la articulación 10 están definidos por discos situados frente a frente entre sí en correspondencia con las superficies de contacto 14.

Este últimas unen preferiblemente una parte anular fundamentalmente periférica de dichos discos y los medios de control 13 -definidos por los elementos magnéticos 13a o por los medios elásticos 13b- que están dispuestos de forma coaxial a los discos.

Los dientes 14a definen dentados frontales situados en correspondencia con dichas superficies de contacto 14 y consisten en una pluralidad de pequeños dientes para permitir una pluralidad de posicionamientos angulares entre dicha parte que sirve de base y dicha parte que sirve de extremo de dicho brazo.

Los elementos magnéticos 13a constan de uno o dos imanes permanentes, mientras que los medios elásticos 13b constan de un muelle de tracción.

De forma periférica a la articulación 10 están previstos elementos de marcado (15) adecuados para facilitar el posicionamiento angular recíproco de los cuerpos componentes 10a y 10b.

Preferiblemente están también previstos elementos de conexión (16) (Fig. 5) adecuados para evitar que se caiga la parte que sirve de extremo 12 del brazo oscilante 6, definidos, por ejemplo, por una cuerda o similar que conecta, con un amplio juego, la parte que sirve de extremo 12 al montante 8 o a otra parte del aparato.

También están previstos elementos de devanado de protección (17) situados en la articulación 10, adecuados para aislar fundamentalmente a la misma del ambiente exterior, para protegerla del polvo y de los posos. Estos elementos de devanado pueden también sustituir fundamentalmente a los elementos de conexión 16.

El funcionamiento del dispositivo palpador es el siguiente.

En condiciones normales cada uno de los brazos oscilantes 6 se comporta como un único elemento y las cabezas 7 pueden detectar con precisión todos los movimientos del brazo mismo, que tiene el elemento en punta 9 en contacto con la pieza 3 en elaboración.

En presencia de golpes y forzamientos, en cambio, la parte que sirve de base 11 y la parte que sirve de extremo 12 se desacoplan, para evitar que se produzcan daños en la cabeza 7.

En concreto, la parte que sirve de base 11 normalmente permanece unida a la correspondiente cabeza 7, mientras que la parte que sirve de extremo 12 se separa y/o se desplaza con respecto a la parte que sirve de base.

El desacoplamiento se lleva a cabo en correspondencia y gracias a la articulación 10, en la que los cuerpos componentes 10a y 10b están unidos entre sí con una fuerza limitada, determinada por imanes o por medios elásticos.

El desacoplamiento no lleva a que se produzca ninguna rotura y es posible restablecer el mismo con suma facilidad, eventualmente utilizando los elementos de marcado 15.

Se evidencia que la predisposición de dentados frontales determina una buena precisión y estabilidad de posición.

Los dentados frontales permiten también situar la posición de las partes que sirven de extremo 12 en función del diámetro de la pieza a medir: en otras palabras, la parte que sirve de base 11 y la parte que sirve de extremo 12 de cada brazo oscilante 6 pueden ser también predispuestas en ángulo entre sí a placer, para abrir o acercar entre sí los elementos en punta 9.

La invención permite importantes ventajas.

De hecho es eliminado de raíz el peligro de que se puedan producir daños en las cabezas sin que ello comporte una rotura o una sustitución de los brazos.

Además la versatilidad de los mismos se ve fuertemente acentuada, por la posibilidad de posicionar de la forma más oportuna la parte que sirve de extremo 12 con respecto a la parte que sirve de base 11.

Disponiendo uno o dos imanes permanentes de acción magnética adecuada, o muelles adecuados, es posible también variar ampliamente, según las necesidades y la delicadeza de las cabezas, la fuerza de cohesión entre las dos partes de los brazos.

Finalmente, el dispositivo palpador se puede aplicar fácilmente a los aparatos de medida presentes en el mercado.

Claims (11)

1. Dispositivo palpador de piezas en elaboración, en particular para aparatos de medida de piezas en elaboración en máquinas herramientas, del tipo que comprende una cabeza (7) que comprende órganos de mando y medición, y al menos un brazo oscilante (6) que se desarrolla en posición operativa entre dicha cabeza (7) y una pieza (3) en elaboración, dicho brazo oscilante (6) comprende una articulación (10), una parte que sirve de base (11) que se extiende entre dicha cabeza (7) y dicha articulación (10), una parte que sirve de extremo (12) que se extiende entre dicha articulación (10) y dicha pieza (3) en elaboración, y medios de control (13) de dicha articulación (10) adecuados para permitir desplazamientos entre dicha parte que sirve de base (11) y dicha parte que sirve de extremo (12) en presencia de forzamientos en dicha parte que sirve de extremo (12), caracterizado por el hecho de que dicha articulación (10) comprende al menos dos cuerpos componentes (10a, 10b) que presentan respectivas superficies de contacto (14) que comprenden dientes (14a) que se pueden engranar entre sí, y que son móviles entre sí, dichos medios de control (13) son adecuados para unir de forma amovible dichos cuerpos componentes (10a, 10b) entre sí en correspondencia con dichas superficies de contacto (14).

2. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que está prevista una pluralidad de dichos dientes (14a) adecuados para permitir una pluralidad de posicionamientos angulares entre dicha parte que sirve de base (11) y dicha parte que sirve de extremo (12) de dicho brazo oscilante (6).

3. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que dichos medios de control (13) comprenden elementos magnéticos (13a).

4. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que dichos medios de control (13) comprenden medios elásticos (13b).

5. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que dichos cuerpos componentes (10a, 10b) están definidos fundamentalmente por discos situados frente a frente entre sí en correspondencia con dichas superficies de contacto (14).

6. Dispositivo palpador según la Reivindicación 5, en el que dichas superficies de contacto (14) unen una parte anular fundamentalmente periférica de dichos discos (10a, 10b) y en el que dichos medios de control (13) están dispuestos de forma coaxial a dichos discos (10a, 10b).

7. Dispositivo palpador según la Reivindicación 6, en el que dichos discos (10a, 10b) presentan dentados frontales en correspondencia con dichas superficies de contacto (14) y al menos un imán permanente dispuesto de forma coaxial a al menos uno de dichos discos (10a, 10b).

8. Dispositivo palpador según la Reivindicación 6, en el que dichos discos (10a, 10b) presentan dentados frontales en correspondencia con dichas superficies de contacto (14) y al menos un muelle de tracción dispuesto de forma coaxial a dichos discos (10a, 10b).

9. Dispositivo palpador según la Reivindicación 5, en el que están previstos elementos de marcado (15) adecuados para facilitar el posicionamiento recíproco de dichos discos (10a, 10b).

10. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que están previstos elementos de conexión (16) adecuados para evitar la caída de dicha parte que sirve de extremo (12) de dicho brazo oscilante (6).

11. Dispositivo palpador según la Reivindicación 1, en el que están previstos elementos de devanado de protección (17) situados en dicha articulación (10) y adecuados para aislar fundamentalmente dicha articulación (10) del ambiente exterior.