ITBO20130629A1 - Apparecchiatura per il controllo di dimensioni diametrali di perni - Google Patents

Description

DESCRIZIONE

"APPARECCHIATURA PER IL CONTROLLO DI DIMENSIONI DIAMETRALI DI PERNI"

SETTORE DELLA TECNICA

L'invenzione riguarda un’apparecchiatura per il controllo di dimensioni diametrali di un perno, rotante intorno ad un asse geometrico, durante la lavorazione su una rettificatrice a controllo numerico avente una slitta portamola recante una mola, con un dispositivo di riferimento atto a cooperare con il perno da controllare, un dispositivo di misura, mobile con il dispositivo di riferimento, un dispositivo di supporto per sostenere il dispositivo di riferimento ed il dispositivo di misura, il dispositivo di supporto avendo un elemento di supporto fissato alla slitta porta-mola, un primo elemento di collegamento accoppiato all'elemento di supporto in modo da poter ruotare intorno ad un primo asse di rotazione parallelo all’asse geometrico, un secondo elemento di collegamento recante il dispositivo di riferimento ed accoppiato al primo elemento di collegamento in modo da poter ruotare rispetto ad esso intorno ad un secondo asse di rotazione parallelo all’asse geometrico, un meccanismo di guida associato al dispositivo di supporto per guidare l’inserimento del dispositivo di riferimento sul perno, verso una condizione di controllo dell’apparecchiatura, ed un dispositivo di comando per comandare spostamenti automatici dell'apparecchiatura da una posizione di riposo alla condizione di controllo, e viceversa.

ARTE ANTERIORE

Apparecchiature aventi tali caratteristiche, ad esempio per il controllo, in un albero motore, del diametro di perni di biella in moto orbitale intorno ad un asse geometrico durante la lavorazione su una rettificatrice, sono mostrate nella domanda internazionale di brevetto pubblicata con il No. WO-A-9712724, depositata dallo stesso titolare della presente domanda.

In particolare, secondo le realizzazioni mostrate e descritte nella domanda internazionale citata, le apparecchiature hanno dispositivi di riferimento a V che si appoggiano sul perno da controllare e mantengono la corretta cooperazione con la superficie del perno sostanzialmente per effetto della forza di gravità, e mezzi di guida associati a tali dispositivi di riferimento a V, con elementi aventi superfici opportune destinate ad entrare in contatto con il perno stesso durante l’avanzamento da una posizione ritratta alla posizione operativa.

Le soluzioni illustrate nella domanda internazionale di brevetto WO-A-9712724 garantiscono eccellenti risultati dal punto di vista metrologico con basse forze di inerzia, e le prestazioni delle apparecchiature aventi le corrispondenti caratteristiche, prodotte dal titolare della presente domanda, confermano la bontà e l’affidabilità delle soluzioni.

In alcuni casi, tuttavia, la scarsità di spazio disponibile sulla macchina utensile per l’apparecchiatura di controllo rende difficile o impossibile l’impiego di tali apparecchiature comprendenti gli elementi di guida, ovvero tali elementi di guida non possono avere superfici della necessaria estensione che possa garantire la corretta cooperazione con il perno da controllare.

La domanda di brevetto europeo pubblicata con il No. EP-A-1118833, depositata dallo stesso titolare della presente domanda mostra mezzi di guida diversi o addizionali, con un dispositivo di limitazione del meccanismo di collegamento comprendente un alberino che può scorrere in un elemento tubolare connesso a uno degli elementi di collegamento e le cui estremità si trovano – in una fase del moto di avanzamento del dispositivo di riferimento a V verso il perno da controllare – a contatto con elementi di riscontro dell’altro elemento di collegamento e della parte fissa. In tale fase si compone un quadrilatero la cui geometria varia durante il movimento di avanzamento a causa dello strisciamento fra le estremità dell’alberino e gli elementi di riscontro, ma che consente una azione di guida fino al contatto fra dispositivo di riferimento a V e pezzo da controllare, in seguito al quale almeno una delle estremità dell’alberino si stacca dal relativo elemento di riscontro.

Anche questa soluzione ha ottenuto ed ottiene ottimi risultati pratici. All’aumentare della velocità di rotazione orbitante dei perni lavorati, entrambe le soluzioni descritte possono tuttavia presentare problemi dovuti a “rimbalzi” del dispositivo di riferimento a V quando incontra il perno rotante e distacchi inavvertiti e indesiderati fra lo stesso dispositivo di riferimento a V e la superficie del perno da controllare. Questi problemi possono avere conseguenze anche gravi per l’incolumità dell’apparecchiatura stessa e di altre parti della macchina utensile, soprattutto quando il “V” si allontana dalla traiettoria dovuta di un tratto non trascurabile, tale da scavalcare il perno orbitante, subendo colpi violenti e rotture.

DESCRIZIONE DELL’INVENZIONE

Scopo della presente invenzione è realizzare un’apparecchiatura per il controllo dimensionale o di forma di perni rotanti durante la lavorazione su una macchina utensile, ad esempio per il controllo in-process su una rettificatrice di perni di biella in moto orbitale, che garantisca le stesse prestazioni delle apparecchiature secondo le domande di brevetto citate in termini di accuratezza e ripetibilità e consenta di migliorare l’affidabilità ed evitare malfunzionamenti con mezzi semplici ed economici.

Risolve questo problema un’apparecchiatura di controllo secondo la rivendicazione 1.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

L'invenzione viene ora descritta in dettaglio con riferimento ad una forma di realizzazione preferita illustrata negli annessi disegni, da intendersi comunque come esemplificativi e non limitativi, nei quali:

la figura 1 è una vista laterale estremamente schematica che mostra alcuni componenti di un’apparecchiatura di controllo secondo una prima realizzazione preferita della presente invenzione montata sulla slitta portamola di una rettificatrice per alberi motore;

le figure da 2 a 7 sono viste laterali, parziali e con alcuni particolari omessi, di una realizzazione dell’apparecchiatura di figura 1, in diverse condizioni di funzionamento;

la figura 8 è una sezione parziale e ingrandita di alcuni componenti dell’apparecchiatura nella condizione di figura 5;

la figura 9 è una vista prospettica dell’apparecchiatura delle figure da 2 a 8;

la figura 10 è una vista laterale estremamente schematica che mostra alcuni componenti di un’apparecchiatura di controllo secondo una seconda realizzazione preferita della presente invenzione montata sulla slitta portamola di una rettificatrice per alberi motore; e

la figura 11 è una vista laterale estremamente schematica che mostra alcuni componenti di un’apparecchiatura di controllo secondo una terza realizzazione preferita della presente invenzione montata sulla slitta portamola di una rettificatrice per alberi motore.

FORME DI ATTUAZIONE PREFERITE DELL’INVENZIONE

La figura 1 si riferisce ad una prima realizzazione preferita dell’invenzione e mostra in modo schematico parti di una rettificatrice a controllo numerico computerizzato ("CNC") per la rettifica di un albero motore di per sé note, in particolare una mola 1 portata da una slitta porta-mola 2 e rotante intorno ad un asse geometrico 3. Una tavola porta-pezzo comprende un mandrino ed una contropunta, non rappresentati in figura, che definiscono un asse geometrico 8 di rotazione. Un albero motore 14 da lavorare viene montato sulla macchina utensile con l’asse principale allineato con l’asse geometrico 8. Di conseguenza, ciascun perno di biella dell’albero motore 14 percorre un moto orbitale intorno all'asse 8. Il riferimento 15' indica la posizione superiore assunta da un perno di biella 15, mentre il riferimento 15'' indica la posizione inferiore. Benché il perno di biella 15 ruoti eccentricamente intorno all'asse 8, percorrendo una traiettoria circolare, la traiettoria del perno relativa alla slitta porta-mola 2 può essere rappresentata, sostanzialmente, dall'arco rappresentato con linea tratteggiata e indicato con il riferimento 16.

Un’apparecchiatura secondo la presente invenzione per il controllo di dimensioni diametrali del perno 15 durante la lavorazione comprende un dispositivo di riferimento 10 in particolare un dispositivo a V, con superfici di appoggio e riferimento destinate ad impegnarsi con la superficie del perno 15, e un dispositivo di misura 6, connesso al dispositivo di riferimento 10 e con esso mobile, e di per sé noto, ad esempio simile a quello mostrato nella già citata domanda pubblicata con il numero EP-A-1118833, che rileva spostamenti radiali di un tastatore 17 ed è elettricamente collegato ad un’unità di elaborazione e visualizzazione 60 a sua volta collegata (in modo di per sé noto e non mostrato nelle figure) al controllo numerico della rettificatrice. Il tastatore 17 è connesso al dispositivo di riferimento 10 in modo da toccare la superficie del perno 15 da controllare e potersi muovere lungo una direzione di misura che coincide con la bisettrice del dispositivo di riferimento 10 a V, o è leggermente angolata rispetto ad essa, e attraversa il dispositivo 10 a V fra le relative superfici di appoggio e riferimento. Un dispositivo di supporto 4 – mostrato in modo estremamente schematico in figura 1 - sostiene in modo mobile il dispositivo di riferimento 10 a V e il dispositivo di misura 6 e comprende un elemento di supporto 5 fissato alla slitta porta-mola 2. All’elemento di supporto 5 è accoppiato un primo elemento di collegamento 9, rotante tramite un perno che definisce un primo asse di rotazione 7 parallelo all'asse di rotazione 3 della mola 1 ed all'asse di rotazione 8 dell'albero motore da controllare. A sua volta, all'elemento di collegamento 9 è accoppiato, tramite un secondo perno che definisce un secondo asse di rotazione 11 parallelo agli assi 3 e 8, un secondo elemento di collegamento 12 rotante, che reca il dispositivo di riferimento 10. Si noti che poiché, come detto sopra, il perno di biella 15 in lavorazione e da controllare si muove rispetto alla slitta porta-mola 2 lungo l’arco 16, il dispositivo di riferimento 10, quando si appoggia al perno 15, percorre una simile traiettoria, con moto alternativo dall'alto verso il basso e viceversa e con frequenza - di alcune o diverse decine di giri al minuto - uguale a quella del moto orbitale del perno di biella 15. Ciò deriva dal fatto che l'apparecchiatura di controllo secondo la presente invenzione è portata dalla slitta porta-mola 2 che, nelle moderne rettificatrici a controllo numerico, effettua la lavorazione dei perni di biella 15 durante il loro moto orbitale "inseguendo" i perni 15 così da mantenere la mola 1 a contatto con la superficie da rettificare. Naturalmente, al moto trasversale di "inseguimento" si somma un moto di avanzamento per l'asportazione di sovrametallo.

Un meccanismo di guida è associato al dispositivo di supporto 4 per guidare l’inserimento del dispositivo di riferimento 10 a V sul perno 15, ovvero verso una condizione di controllo dell’apparecchiatura, e comprende un leveraggio di vincolo 20 fra la slitta porta-mola 2 e il secondo elemento di collegamento 12. In particolare, il leveraggio di vincolo 20 comprende un terzo 22 ed un quarto 24 elementi di collegamento accoppiati fra loro e, rispettivamente, al secondo elemento di collegamento 12 e all’elemento di supporto 5. Detti terzo 22 e quarto 24 elementi di collegamento possono ruotare intorno ad un terzo 21 e, rispettivamente, quarto 25 assi di rotazione paralleli all’asse geometrico 8 e distinti rispetto al primo 7 e al secondo 11 assi di rotazione. Tali terzo 22 e quarto 24 elemento di collegamento sono connessi uno all’altro in modo da poter ruotare mutuamente intorno ad un quinto asse di rotazione 23, pure parallelo rispetto a detto asse geometrico 8.

Una superficie di appoggio 27 e una superficie di arresto 33 sono connesse o solidali al quarto elemento di collegamento 24 e, rispettivamente, alla slitta porta-mola 2, e sono parte del meccanismo di guida. La superficie di arresto 33 è realizzata mediante un elemento di riscontro 30 che, nello schema di figura 1, è mostrato fissato all’elemento di supporto 5. L’elemento di riscontro 30, nella prima realizzazione preferita della presente invenzione, è realizzato mediante una camma, ovvero un elemento sostanzialmente cilindrico con una superficie laterale di raggio variabile che definisce in parte la superficie di arresto 33 e presenta un settore 31 a raggio ridotto la cui funzione sarà illustrata nel seguito. La disposizione e le dimensioni dei diversi componenti è tale che, quando la superficie di appoggio 27 è a contatto con la superficie di arresto 33 (è la configurazione mostrata in figura 1), il leveraggio di vincolo 20 e il dispositivo di supporto 4 realizzano una struttura a parallelogramma in una condizione di guida dell’apparecchiatura. In particolare, quando la superficie di appoggio 27 è a contatto con la superficie di arresto 33 viene definita una posizione del quinto asse di rotazione 23 tale da individuare, insieme al primo 7, al secondo 11 e al terzo 21 asse di rotazione, i vertici di una struttura a parallelogramma. Quest’ultima comprende il primo 9 e il terzo 22 elementi di collegamento, opposti e mutuamente paralleli, oltre ad un segmento del secondo elemento di collegamento 12 fra gli assi di rotazione 11 e 21, ed un lato “virtuale”, parallelo a tale segmento, rappresentato dalla distanza fra il primo asse di rotazione 7 ed il quinto asse di rotazione 23 nella posizione definita, come visto sopra, dalla cooperazione fra superficie di arresto 33 e superficie di appoggio 27. In tale condizione di guida - come sarà illustrato in seguito anche con riferimento alle figure da 2 a 9 che mostrano una realizzazione della schematica apparecchiatura di figura 1 con maggiori dettagli costruttivi – i movimenti del dispositivo di riferimento 10 a V sono vincolati a seguire, sotto l’effetto della forza di gravità, una traiettoria circolare dettata dalla struttura a parallelogramma, in particolare una traiettoria parallela al profilo della mola 1 a una distanza ridotta (tipicamente pochi millimetri) dalla mola 1.

Un dispositivo di comando 18 per comandare spostamenti automatici dell'apparecchiatura da una posizione di riposo alla condizione di controllo, e viceversa, comprende una piastra rotante 40 connessa all’elemento di supporto 5 in corrispondenza del perno che definisce il primo asse di rotazione 7, e un meccanismo di azionamento, schematizzato in figura 1 con il riferimento 38, per provocare rotazioni in senso orario o antiorario della piastra rotante 40 intorno al primo asse 7. Il meccanismo di azionamento 38 è di per sé noto e può comprende un cilindro a doppio effetto, ad esempio di tipo idraulico, oppure un motore elettrico e un opportuno sistema di trasmissione. La piastra rotante 40 presenta una porzione con profilo sporgente che definisce una superficie di spinta 42 destinata a cooperare con un piolo 13 che sporge da una parete laterale del primo elemento di collegamento 9. Una prima superficie di limitazione, in particolare una superficie sagomata 44 di cui, nelle figure, è visibile il solo profilo, è solidale alla piastra rotante 40. Un pernetto 45 è solidale al quarto elemento di collegamento 24, disposto lungo una direzione parallela all’asse geometrico 8, e definisce una seconda superficie di limitazione destinata a cooperare con la superficie sagomata 44, per vincolare movimenti indesiderati del dispositivo di supporto 4, in particolare limitare spostamenti del dispositivo di riferimento 10 sostanzialmente in allontanamento dalla mola 1 come sarà meglio illustrato in seguito.

Elementi di battuta 34, 35 sono solidali rispettivamente al primo 9 e al secondo 12 elemento di collegamento e sono destinati ad entrare in contatto mutuo per delimitare l’angolo di chiusura fra i due elementi 9 e 12 nel movimento di ritorno verso la posizione di riposo.

Le figure 2, 3, 4 e 5 mostrano una vista laterale di una realizzazione del dispositivo di supporto 4 in quattro diversi momenti di funzionamento, ovvero nella posizione di riposo o inoperativa dell’apparecchiatura (figura 2), nella quale il dispositivo di riferimento 10 a V è sollevato, nella condizione di controllo, o operativa (figura 5), in particolare in un momento della lavorazione del perno di biella 15 nel quale il dispositivo di riferimento 10 a V è in appoggio sul perno 15 e movimenti del tastatore 17 sono rilevati dal dispositivo di misura 6 che fornisce all’unità di elaborazione e visualizzazione 60 segnali relativi alle dimensioni diametrali del perno 15 in lavorazione, e in due configurazioni intermedie (figure 3 e 4) nel corso dell’avanzamento fra la posizione di riposo e la condizione di controllo, nella quale la superficie di arresto 33 è a contatto con la superficie di appoggio 27.

Come visibile anche nella vista prospettica di figura 9, che mostra l’apparecchiatura di controllo delle figure 2-5 in una posizione intermedia, il quarto elemento di collegamento 24 è realizzato a forma di forcella, imperniata all’elemento di supporto 5 in corrispondenza delle estremità libere 26 (in modo noto e non mostrato nelle figure) per definire il quarto asse di rotazione 25, e imperniata al terzo elemento di collegamento 22 in corrispondenza di una zona centrale 36 che definisce il quinto asse di rotazione 23.

Una rotellina 28 è imperniata ad un braccio del quarto elemento di collegamento, o forcella, 24, può ruotare intorno ad un sesto asse di rotazione 29 parallelo all’asse geometrico 8 e comprende una superficie di rotazione, ad esempio cilindrica, che definisce la superficie di appoggio 27 in precedenza citata.

La disposizione della superficie di arresto 33, nella realizzazione delle figure da 2 a 9, differisce da quanto schematicamente mostrato in figura 1 poiché la camma 30 è in questo caso solidale alla piastra rotante 40, con la superficie di arresto 33 centrata sul primo asse di rotazione 7, e ruota insieme alla piastra 40.

Rispetto alla schematica apparecchiatura di figura 1, si noti che

- le figure da 2 a 8 mostrano una molla a trazione 37 che fa capo da una parte alla forcella (quarto elemento di collegamento) 24, dall’altra ad una parte fissa al carro-mola 2, ad esempio ad un elemento solidale con l’elemento di supporto 5 e schematizzato nelle figure con il riferimento 39; - le figure 2-7 e 9 mostrano un dispositivo di riferimento 10 a V con una lato più lungo dell’altro disposto nella posizione più lontana rispetto alla mola 1, per realizzare un effetto di guida aggiuntivo e facilitare l’inserimento del dispositivo di riferimento 10 a V sul perno 15 orbitante;

- la soluzione realizzativa della connessione del pernetto 45 alla forcella 24 mediante un blocchetto 46 è mostrata solo nella vista prospettica di figura 9; tale blocchetto 46 è invece omesso nelle figure 2-8 per motivi di chiarezza, ovvero per mostrare in modo più chiaro la posizione del pernetto 45 rispetto alla superficie sagomata 44.

Viene di seguito descritto il comportamento dell’apparecchiatura secondo l’invenzione in alcune fasi operative nel corso della lavorazione di un perno 15.

La ritrazione dell'apparecchiatura di controllo verso la posizione di riposo viene normalmente comandata dal controllo numerico della rettificatrice allorché, in base al segnale di misura dell'apparecchiatura di controllo, si rileva che il perno di biella 15 ha raggiunto la dimensione (diametrale) desiderata. La ritrazione avviene provocando, tramite il meccanismo di azionamento 38, una rotazione della piastra rotante 40, in senso orario con riferimento alle figure, in modo tale che la superficie di spinta 42 entri in contatto con il piolo 13 e provochi di conseguenza una rotazione (ancora in senso orario) del primo elemento di collegamento 9 e degli altri componenti del dispositivo di supporto 4 per sollevare il dispositivo di riferimento 10 ad esempio nella posizione mostrata in figura 2. Nel corso di questo movimento, gli elementi di battuta 34 e 35 entrano in contatto uno con l’altro e limitano l’angolo di chiusura fra il primo 9 e il secondo 12 elemento di collegamento, per evitare impatti fra il dispositivo di riferimento 10 a V e parti della macchina utensile.

Si passa quindi alla lavorazione di altre porzioni dell'albero motore 14, oppure - se la lavorazione dell'albero 14 è terminata - il pezzo viene scaricato, manualmente o automaticamente.

Allorché si deve lavorare un nuovo perno di biella 15, esso viene portato davanti alla mola 1 e l'apparecchiatura si porta in condizione di controllo. Ciò avviene, tramite il controllo numerico della rettificatrice e il dispositivo di comando 18, muovendo il meccanismo di azionamento 38 per provocare una rotazione della piastra rotante 40 (in senso antiorario con riferimento alle figure). Il piolo 13 resta a contatto con la superficie di spinta 42 che si abbassa, mentre gli elementi di collegamento 9 e gli altri componenti del dispositivo di supporto 4 ruotano per effetto della forza di gravità, ovvero del peso proprio dei componenti dell'apparecchiatura di controllo, e il dispositivo di riferimento 10 a V si sposta verso il perno di biella 15, che nel frattempo è mobile secondo la propria traiettoria orbitale. In particolare, in una prima fase dello spostamento gli elementi di collegamento 9 e 12 ruotano solidalmente intorno all’asse di rotazione 6 finché gli elementi di battuta 34 e 35 restano a contatto l’uno con l’altro anche per effetto della molla 37.

Dopo una rotazione di una certa entità, e mentre il dispositivo di riferimento 10 a V si avvicina al perno 15 in moto orbitale ed alla mola 1, la superficie di appoggio 27 della rotellina 28 si appoggia sulla superficie di arresto 33 dell’elemento di riscontro 30 (figura 3) e la molla 37 contribuisce a mantenere il contatto fra la superficie di appoggio 27 e la superficie di arresto 33. A partire da questo punto, essendo, come visto in precedenza, fissata la posizione della forcella 24 e, di conseguenza, del quinto asse di rotazione 23, ed essendo così definito un parallelogramma con i vertici in corrispondenza dagli assi 7, 11, 21 e 23, il dispositivo di riferimento 10 a V è guidato a muoversi verso il perno 15 seguendo una traiettoria circolare parallela al profilo della mola (figure 3 e 4), e ad una distanza prestabilita dalla mola 1 stessa (ad esempio 2, 3 millimetri), in un tratto lungo il quale il dispositivo di riferimento 10 a V può entrare in contatto con il perno 15 in un momento qualsiasi del movimento orbitante del secondo. La traiettoria circolare definita dal parallelogramma nella condizione di guida, come descritto in precedenza, ha un’estensione limitata, sufficiente a garantire che, in quel tratto, il dispositivo di riferimento 10 incontri il perno 15. Il tratto di traiettoria è definito da un punto superiore corrispondente al primo contatto fra la superficie di appoggio 27 (della rotellina 28) e la superficie di arresto 33 dell’elemento di riscontro 30, e un punto inferiore definito dalla forma della camma che realizza l’elemento di riscontro 30 e dalla sua disposizione angolare. In particolare, la forma e disposizione della camma che realizza l’elemento di riscontro 30 è tale che, nel corso della rotazione solidale alla piastra rotante 40, alla fine del tratto di traiettoria menzionato sopra, quando il dispositivo di riferimento 10 ha sicuramente incontrato il perno 15 da controllare, il settore a raggio ridotto 31 si viene a trovare affacciato alla superficie di appoggio 27. Nelle condizioni operative, o condizione di controllo dell’apparecchiatura, superficie di appoggio 27 e superficie di arresto 33 si trovano così separate e non interferiscono con il libero movimento degli elementi di collegamento 9 e 12. Infatti, durante la fase di controllo la corretta cooperazione fra perno 15 e dispositivo di riferimento 10 viene mantenuta per effetto degli spostamenti degli elementi di collegamento 9, 12 causati dalla forza di gravità e dalla spinta del perno di biella 15, in opposizione alla forza di gravità dei componenti dell'apparecchiatura di controllo.

Si noti che, in alcuni casi, una superficie del dispositivo di riferimento 10 a V può incontrare il perno 15 orbitante prima dell’avvenuto contatto fra superficie di appoggio 27 e superficie di arresto 33. In particolare si può verificare il completo appoggio di entrambi i lati del dispositivo di riferimento 10 a V sul perno 15 senza l’intervento del meccanismo di guida, e questo può avvenire per perni 15 di dimensioni relativamente grandi, per i quali il dispositivo 10 a V , nel corso del controllo, resta sempre ad una distanza dalla mola 1 superiore a quella definita dal parallelogramma di cui sopra. Può invece avvenire, ed è il caso più generale e frequente, tipicamente per perni 15 di dimensioni relativamente ridotte ma non solo, che, dopo il primo contatto con il dispositivo di riferimento 10 a V, la cooperazione, successiva o già avvenuta, fra le superficie di appoggio 27 e la superficie di arresto 33 e il conseguente movimento dello stesso dispositivo di riferimento 10 a V lungo la traiettoria circolare, impedisca la corretta, completa introduzione del dispositivo di riferimento 10 a V sul pezzo, che può avvenire solo al termine della rotazione della piastra 40, quando il settore a raggio ridotto 31 della camma che realizza l’elemento di riscontro 30 si viene a trovare affacciato alla rotellina 28, e il movimento del dispositivo di riferimento 10 a V non è più vincolato dalla struttura a parallelogramma.

La presenza del meccanismo di guida con il leveraggio di vincolo 20 consente pertanto di ottenere un movimento guidato del dispositivo di riferimento 10 a V verso il perno 15 da controllare, movimento che garantisce l’inserimento dinamico del primo sul secondo in una corretta condizione di controllo. Il leveraggio di vincolo 20 realizza la funzione di guida quando, ad un certo punto dello spostamento automatico comandato mediante il dispositivo di comando 18, avviene il contatto fra superficie di appoggio 27 e superficie di arresto 33, e viene così limitato l’avvicinamento alla mola 1 del dispositivo di riferimento 10, guidando i movimenti di quest’ultimo lungo una traiettoria sostanzialmente parallela al profilo della mola 1 stessa. I movimenti guidati lungo tale traiettoria hanno luogo fino a quando non si realizza la corretta cooperazione fra dispositivo di riferimento 10 a V e perno 15 e, nella prima realizzazione preferita dell’invenzione secondo le figure da 1 a 9, fino a quando la superficie di arresto 33 della camma che realizza l’elemento di riscontro 30 si distacca dalla superficie di appoggio 27, dopodiché il meccanismo di guida non limita in alcun modo il libero movimento degli elementi di collegamento 9 e 12 durante la fase di controllo, garantendo la corretta cooperazione, durante tale fase fra il dispositivo di riferimento 10 a V (e il tastatore 17, ad esso connesso) e il perno 15 orbitante da controllare.

Rispetto alla soluzione nota ad esempio dalla domanda di brevetto europeo pubblicata con il No. EP-A-1118833, la struttura dell’apparecchiatura secondo la presente invenzione, con il leveraggio di vincolo 20, consente di ottenere movimenti del dispositivo di riferimento 10 guidati con maggiore precisione, grazie alla possibilità di definire una reale struttura a parallelogramma e alla sostanziale assenza di strisciamenti fra i vari componenti.

Inoltre, la struttura del meccanismo di guida secondo la presente invenzione consente di realizzare in modo semplice ed affidabile un meccanismo di limitazione di movimenti indesiderati del dispositivo di riferimento 10 in allontanamento dalla mola 1, ad esempio “rimbalzi” che si possano verificare nel momento del contatto fra il dispositivo 10 a V e il perno 15 orbitante a velocità anche elevate (100 rpm) e che possono causare, nelle apparecchiature note, rotture, malfunzionamenti e situazioni rischiose anche per le altre parti della macchina utensile, in particolare se il dispositivo 10 a V si allontana dalla mola 1 in modo da scavalcare la posizione del perno orbitante 15. Realizzano tale meccanismo di limitazione i già citati pernetto 45 e superficie sagomata 44 che, come ben visibile nelle figure 2-5 e 8, nel normale funzionamento dell’apparecchiatura si trovano ad una certa distanza, sostanzialmente costante, uno dall’altra, ma che, in caso di movimenti indesiderati di “apertura” della struttura di supporto tendenti a provocare un eccessivo allontanamento del dispositivo di riferimento 10 a V rispetto alla mola 1, vanno a mutuo contatto, arrestando e limitando tali movimenti indesiderati di apertura. Le figure 6 e 7 mostrano due esempi nei quali movimenti indesiderati e potenzialmente dannosi del dispositivo di riferimento 10 a V in allontanamento dalla mola 1 sono trasmessi al secondo elemento di collegamento 12 e alla forcella 24. Rotazioni di quest’ultima e quindi degli elementi ad essa collegati (elemento 12 e dispositivo 10 a V) sono limitati dal contatto fra il pernetto 45 e la superficie sagomata 44.

La figura 10 e la figura 11 sono raffigurazioni schematiche quale quella della figura 1 di una seconda e di una terza realizzazione preferita dell’invenzione che hanno molte parti in comune con la prima fin qui descritta. In particolare, anche in questo caso, il leveraggio di vincolo 20 e il dispositivo di supporto 4 realizzano una struttura a parallelogramma quando, in una condizione di guida, la superficie di appoggio 27 del quarto elemento di collegamento 24 va a contatto con una superficie di arresto 33’ di un elemento di riscontro 30’ connesso all’elemento di supporto 5 vincolando così i movimenti del dispositivo di riferimento 10 a V a seguire, sotto l’effetto della forza di gravità, una traiettoria circolare dettata dalla stessa struttura a parallelogramma, in particolare una traiettoria parallela al profilo della mola 1 a una distanza ridotta da tale profilo.

Tre sono i principali punti di differenza della seconda e della terza realizzazione preferita rispetto alla prima:

· la forma dell’elemento di riscontro 30’, che non è più necessariamente realizzata come la camma 30, e di conseguenza della superficie di arresto 33’ che può essere, ad esempio, piana, come mostrato nelle figure 10 e 11, · l’assenza delle superfici di limitazione definite dalla superficie di limitazione 44 e dal pernetto 45,

· la presenza di un meccanismo di accoppiamento e limitazione 70 (figura 10) e 80 (figura 11) che consente limitati movimenti angolari del dispositivo di riferimento a V 10 rispetto alla struttura a parallelogramma intorno ad un asse di oscillazione parallelo all’asse geometrico (8).

Per quanto riguarda il primo punto, la superficie di appoggio 27 che coopera con la superficie di arresto 33’ può essere realizzata come nelle figure 2-9, ovvero definita da una rotellina, oppure in altro modo di per sé noto, nel quarto braccio di collegamento 24 del leveraggio di vincolo 20.

Nella seconda realizzazione preferita di figura 10 il meccanismo di accoppiamento e limitazione 70 comprende un perno 71 fisso rispetto al terzo elemento di collegamento 22 del leveraggio di vincolo 20, un’asola 72 realizzata nel secondo elemento di collegamento 12 che alloggia il perno 71 e un dispositivo di spinta, rappresentato in figura con la molla 75. Il dispositivo di spinta 75 spinge a contatto mutuo superfici del perno 71 e dell’asola 72 che costituiscono una coppia battute meccaniche.

Il funzionamento dell’apparecchiatura è sostanzialmente lo stesso descritto con riferimento alle figure 1-9 per quanto riguarda la condizione di guida nella quale il dispositivo di riferimento 10 a V è guidato dalla struttura a parallelogramma verso la condizione di controllo. Finché il dispositivo di riferimento 10 a V non incontra il perno 15 da controllare, la posizione del perno 71 nell’asola 72 è stabilmente definita dal dispositivo di spinta 75 ed è così definito il terzo asse di rotazione 21. Quando il dispositivo di riferimento 10 a V incontra il perno da controllare, la spinta che lo stesso dispositivo di riferimento 10 riceve dal perno vince quella della molla 75 e ne consente limitati movimenti angolari rispetto alla struttura a parallelogramma intorno all’asse di oscillazione che, in questo caso, coincide con il secondo asse di rotazione 11. Come nel caso delle figure 1-9, durante la fase di controllo la corretta cooperazione fra perno 15 e dispositivo di riferimento 10 viene mantenuta per effetto degli spostamenti degli elementi di collegamento 9, 12 causati dalla forza di gravità e dalla spinta del perno di biella 15, in opposizione alla forza di gravità dei componenti dell'apparecchiatura di controllo.

Il meccanismo di accoppiamento e limitazione 70, in particolare le superfici esterna del perno 71 e interna dell’asola 72, che rappresentano battute meccaniche, limitano movimenti indesiderati del dispositivo di riferimento 10 in allontanamento dalla mola 1, ad esempio “rimbalzi” che si possano verificare nel momento del contatto fra il dispositivo 10 a V e il perno 15 orbitante a velocità anche elevate (100 rpm) e che possono causare, nelle apparecchiature note, rotture, malfunzionamenti e situazioni rischiose anche per le altre parti della macchina utensile. Questo può in particolare verificarsi se il dispositivo 10 a V si allontana dalla mola 1 in modo da scavalcare la posizione del perno orbitante 15.

La seconda realizzazione preferita può prevedere varianti costruttive riguardanti ad esempio il meccanismo di accoppiamento e limitazione 70 che può presentare il perno 71 fisso rispetto al secondo elemento di collegamento 12 (anziché nel terzo 22) e l’asola 72 realizzata nel terzo elemento di collegamento 22 (anziché nel secondo 12).

Nella terza realizzazione preferita di figura 11, il secondo elemento di collegamento 12 reca il dispositivo di riferimento 10 a V attraverso una staffa 19 alla quale tale dispositivo di riferimento 10 e il dispositivo di misura 6 sono fissati. La figura 11 mostra un perno 88 che definisce il terzo asse di rotazione 21 intorno al quale ruotano mutuamente il terzo elemento di collegamento 22 e il secondo elemento di collegamento 12 (come nelle precedenti realizzazioni) e anche la staffa 19 che è connessa in modo mobile al secondo elemento di collegamento 12 mediante il meccanismo di accoppiamento e limitazione 80. Il meccanismo di accoppiamento e limitazione 80 comprende un elemento a forchetta 81 che, nella schematica illustrazione di figura 11, è mostrato sostanzialmente integrale alla staffa 19, ma che potrebbe essere un elemento distinto, rigidamente connesso alla staffa 19, ad esempio in una realizzazione nella quale staffa 19 ed elemento a forchetta 81 sono bloccati al perno 88 e ruotano con esso, mentre secondo 12 e terzo 22 elementi di collegamento sono accoppiati al perno 88 mediante cuscinetti che ne consentono rotazioni mutue. L’elemento a forchetta 81 comprende due porzioni di battuta contrapposte 82 e 83 destinate a toccare superfici contrapposte 122, 123 del secondo elemento di collegamento 12. Il meccanismo di accoppiamento e limitazione 80 comprende anche un dispositivo di spinta, rappresentato in figura con la molla 85. Il dispositivo di spinta spinge a contatto mutuo una di dette porzioni di battuta contrapposte, nell’esempio di figura 11 la porzione 82, con una superficie del secondo elemento di collegamento 12, nell’esempio di figura 11 la superficie 122, definendo in tal modo una coppia battute meccaniche.

Il funzionamento dell’apparecchiatura di figura 11 è sostanzialmente lo stesso descritto con riferimento alle figure 1-9 per quanto riguarda la condizione di guida nella quale il dispositivo di riferimento 10 a V è guidato dalla struttura a parallelogramma verso la condizione di controllo. Finché il dispositivo di riferimento 10 a V non incontra il perno 15 da controllare, la posizione della staffa 19 (e quindi del dispositivo di riferimento 10) rispetto al secondo elemento di collegamento 12 (e quindi della struttura a parallelogramma) è stabilmente definita dal dispositivo di spinta 85. Quando il dispositivo di riferimento 10 a V incontra il perno da controllare, la spinta che lo stesso dispositivo di riferimento 10 riceve dal perno vince quella della molla 85 e consente limitati movimenti angolari della staffa 19 e del dispositivo di riferimento 10 ad essa fissato rispetto alla struttura a parallelogramma intorno all’asse di oscillazione che, in questo caso, coincide con il terzo asse di rotazione 21. Come nel caso delle figure 1-9, durante la fase di controllo la corretta cooperazione fra perno 15 e dispositivo di riferimento 10 viene mantenuta per effetto degli spostamenti degli elementi di collegamento 9, 12 causati dalla forza di gravità e dalla spinta del perno di biella 15, in opposizione alla forza di gravità dei componenti dell'apparecchiatura di controllo.

Il meccanismo di accoppiamento e limitazione 80, in particolare le porzioni di battuta contrapposte 82 e 83 e le superfici contrapposte 122 e 123 del secondo elemento di collegamento 12, che rappresentano battute meccaniche, limitano movimenti indesiderati del dispositivo di riferimento 10 rispetto alla struttura a parallelogramma in allontanamento dalla mola 1, ad esempio “rimbalzi” che si possano verificare nel momento del contatto fra il dispositivo 10 a V e il perno 15 orbitante a velocità anche elevate (100 rpm) e che possono causare, nelle apparecchiature note, rotture, malfunzionamenti e situazioni rischiose anche per le altre parti della macchina utensile. Questo può in particolare verificarsi se il dispositivo 10 a V si allontana dalla mola 1 in modo da scavalcare la posizione del perno orbitante 15.

Realizzazioni della presente invenzione simili a quella di figura 11 posso presentare varianti rispetto a quanto illustrato, ad esempio per quanto riguarda la definizione dell’asse di oscillazione, che potrebbe essere in diversa posizione rispetto al terzo asse di rotazione 21 e agli altri assi di rotazione di figura, e/o la forma e disposizione dell’elemento a forchetta 81. Possibili varianti relative all’elemento a forchetta 81, oltre a quella cui si è già accennato in precedenza (realizzato integrale alla staffa 19, o elemento distinto rigidamente fissato alla staffa 19), possono prevedere che le porzioni di battuta contrapposte 82 e 83 siano disposte ai lati del terzo elemento di collegamento 22 (anziché del secondo 12), destinate a toccare superfici contrapposte di tale terzo elemento di collegamento 22 (anziché del secondo 12).Apparecchiature di controllo secondo la presente invenzione possono presentare altre varianti costruttive, in relazione ad esempio alla forma e alle dimensioni dei diversi componenti.

Altre possibili varianti delle realizzazioni delle figure 10 e 11 prevedono che l’elemento di riscontro 30’ possa essere realizzato come la camma 30 delle figure 1-9 o che comunque possa consentire di registrare la posizione della superficie di arresto 33’, per poter effettuare adattamenti del sistema, ad esempio per compensare l’usura della mola 1.

Un’apparecchiatura secondo l’invenzione, per quanto particolarmente adatta al controllo in-process di perni di biella orbitanti, può naturalmente essere impiegata anche per effettuare controlli dimensionali o di forma di perni orbitanti già lavorati o da lavorare, così come controlli (prima, durante o dopo la lavorazione) di perni rotanti intorno al proprio asse.

Claims (9)

1. RIVENDICAZIONI 1. Apparecchiatura per il controllo di dimensioni diametrali di un perno (15), rotante intorno ad un asse geometrico (8), durante la lavorazione su una rettificatrice a controllo numerico avente una slitta porta-mola (2) recante una mola (1), con <=>un dispositivo di riferimento (10) atto a cooperare con il perno (15) da controllare, <=>un dispositivo di misura (6), mobile con il dispositivo di riferimento (10), <=>un dispositivo di supporto (4) per sostenere il dispositivo di riferimento (10) ed il dispositivo di misura (6), il dispositivo di supporto (4) avendo <=>un elemento di supporto (5) fissato alla slitta porta-mola (2), <=>un primo elemento di collegamento (9) accoppiato all'elemento di supporto (5) in modo da poter ruotare intorno ad un primo asse di rotazione (7) parallelo a detto asse geometrico (8), <=>un secondo elemento di collegamento (12) recante il dispositivo di riferimento (10) ed accoppiato al primo elemento di collegamento (9) in modo da poter ruotare rispetto ad esso intorno ad un secondo asse di rotazione (11) parallelo a detto asse geometrico (8), <=>un meccanismo di guida associato al dispositivo di supporto (4) per guidare l’inserimento del dispositivo di riferimento (10) sul perno (15), verso una condizione di controllo dell’apparecchiatura, ed <=>un dispositivo di comando (18) per comandare spostamenti automatici dell'apparecchiatura da una posizione di riposo alla condizione di controllo, e viceversa, caratterizzata dal fatto che il meccanismo di guida comprende un leveraggio di vincolo (20), fra la slitta porta-mola (2) e il secondo elemento di collegamento (12), e una superficie di arresto (33;33’) solidale al dispositivo di supporto (4), atta a cooperare con il leveraggio di vincolo (20) in una condizione di guida nella quale il leveraggio di vincolo (20) e il dispositivo di supporto (4) realizzano una struttura a parallelogramma, l’apparecchiatura comprendendo inoltre un meccanismo di accoppiamento e limitazione (70;80) atto a consentire limitati movimenti angolari del dispositivo di riferimento (10) rispetto a detta struttura a parallelogramma, intorno ad un asse di oscillazione parallelo a detto asse geometrico (8).
2. 2. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 1, nella quale il leveraggio di vincolo (20) comprende <=>un terzo elemento di collegamento (22) accoppiato al secondo elemento di collegamento (12) in modo da poter ruotare intorno ad un terzo asse di rotazione (21) parallelo a detto asse geometrico (8) e distinto rispetto al secondo asse di rotazione (11), <=>un quarto elemento di collegamento (24) accoppiato all’elemento di supporto (5) in modo da poter ruotare intorno ad un quarto asse di rotazione (25) parallelo a detto asse geometrico (8) e distinto rispetto al primo asse di rotazione (7), <=>il terzo (22) ed il quarto (24) elemento di collegamento essendo connessi uno all’altro in modo da poter ruotare mutuamente intorno ad un quinto asse di rotazione (23) parallelo a detto asse geometrico (8), e <=>il meccanismo di guida comprende un elemento di riscontro (30;30’), connesso alla slitta porta-mola (2), che definisce detta superficie di arresto (33;33’), il quarto elemento di collegamento (24) comprendendo una superficie di appoggio (27) atta ad entrare in contatto con detta superficie di arresto (33;33’) per definire una posizione di detto quinto asse di rotazione (23) rispetto a detto primo asse di rotazione (7) e una disposizione mutua di detti primo (9) e terzo (22) elementi di collegamento, sostanzialmente paralleli l’uno all’altro, in corrispondenza del contatto fra la superficie di appoggio (27) e la superficie di arresto (33;33’), detti primo (7), secondo (11), terzo (21) e quinto (23) asse di rotazione individuando i vertici di detta struttura a parallelogramma comprendente detti primo (9) e terzo (22) elementi di collegamento.
3. 3. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 2, nella quale il meccanismo di accoppiamento e limitazione (70;80) comprende · almeno una coppia di battute meccaniche (71,72;82,122,83,123) che definiscono e limitano l’estensione di detti limitati movimenti angolari, e · un dispositivo di spinta (75;85) atto a spingere a mutuo contatto le battute meccaniche (71,72;82,122,83,123) di detta almeno una coppia.
4. 4. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 3, nella quale il dispositivo di riferimento (10) ed il dispositivo di misura (6) sono fissati ad una staffa (19) che è connessa al secondo elemento di collegamento (12).
5. 5. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4, nella quale detta staffa (19) è anche connessa rotante al terzo elemento di collegamento (22), l’asse di oscillazione coincidendo con detto terzo asse di rotazione (21).
6. 6. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 4 o la rivendicazione 5, nella quale il meccanismo di accoppiamento e limitazione (80) comprende un elemento a forchetta (81), rigidamente connesso alla staffa (19) o integralmente realizzato nella staffa (19), con due porzioni di battuta (82,83) contrapposte atte a toccare superfici contrapposte di un elemento della struttura a parallelogramma per limitare detti limitati movimenti angolari del dispositivo di riferimento (10) rispetto alla struttura a parallelogramma.
7. 7. Apparecchiatura secondo la rivendicazione 6, nella quale dette due porzioni di battuta (82,83) contrapposte dell’elemento a forchetta (81) sono atte a toccare superfici contrapposte (122,123) del secondo elemento di collegamento (12) per limitare detti limitati movimenti angolari del dispositivo di riferimento (10) rispetto al secondo elemento di collegamento (12).
8. 8. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, nella quale detto dispositivo di comando (18) comprende un meccanismo di azionamento (38) e una piastra rotante (40) connessa al meccanismo di azionamento (38) e all’elemento di supporto (5), atta a ruotare intorno al primo asse di rotazione (7) e comprendente una superficie di spinta (42) atta a cooperare con il primo elemento di collegamento (9) per comandare detti spostamenti automatici dell'apparecchiatura dalla posizione di riposo alla condizione di controllo.
9. 9. Apparecchiatura secondo una delle rivendicazioni precedenti, per il controllo di un perno (15) orbitante intorno a detto asse geometrico (8), dove il dispositivo di riferimento (10) è un dispositivo a V con superfici di appoggio e riferimento atte ad impegnarsi con la superficie del perno (15).