Máquina de medición de coordenadas.

Máquina de medición de coordenadas que comprende una plataforma (2) provista de una superficie de mediciónhorizontal y una unidad (3) que puede moverse a lo largo de unas guías (10,

11) dispuestas en dicha plataforma (2),estando caracterizada dicha máquina por el hecho de que comprende una estructura anular cerrada (13) que seextiende a lo largo de una zona perimetral (12, 35, 38) de la plataforma (2) y restringida a la misma a través de unosmedios de restricción determinados estáticamente (20, 21, 22), y una pluralidad de sensores de desplazamiento (S1-S8; S11-S16) dispuestos entre dicha estructura anular (13) y la plataforma (2) o la unidad móvil (3) para detectardesplazamientos relativos respecto a un estado de referencia inicial.

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E10425404.

Solicitante: HEXAGON METROLOGY S.P.A.

Nacionalidad solicitante: Italia.

Dirección: VIA VITTIME DI PIAZZA DELLA LOGGIA 6 10024 MONCALIERI ITALIA.

Inventor/es: VERDI,Michele, TARIZZO ALBERTO.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01B21/32 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01B MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES ANALOGAS; MEDIDA DE ANGULOS; MEDIDA DE AREAS; MEDIDA DE IRREGULARIDADES DE SUPERFICIES O CONTORNOS.G01B 21/00 Disposiciones de medida o sus detalles en caso de no adaptarse a los tipos particulares de medios de medida de los otros grupos de esta subclase. › para la medida de la deformación de un sólido.
  • G01B5/00 G01B […] › Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización de medios mecánicos (instrumentos de los tipos cubiertos por el grupo G01B 3/00 en sí G01B 3/00).

PDF original: ES-2435919_T3.pdf

 

Máquina de medición de coordenadas.

Fragmento de la descripción:

Máquina de medición de coordenadas

Campo técnico

La presente invención se refiere a una máquina de medición de coordenadas.

Estado de la técnica

Tal como es conocido, las máquinas de medición de coordenadas comprenden, en general, una plataforma diseñada para sostener la pieza de trabajo a medir y una unidad móvil para desplazar un sensor de medición respecto a la plataforma.

Más concretamente, la unidad móvil comprende, generalmente, un primer carro, que puede moverse sobre la plataforma a lo largo de unas guías paralelas a un primer eje, un segundo carro, dispuesto en el primer carro y puede moverse a lo largo de un segundo eje perpendicular al primer eje, y un tercer carro, que va dispuesto en el segundo carro y puede moverse respecto al mismo a lo largo de un tercer eje perpendicular a los dos primeros ejes. El sensor de medición va dispuesto en el tercer carro.

En máquinas del tipo que se ha descrito brevemente antes, la plataforma tiene el doble objetivo de soportar la pieza de trabajo y definir las guías para el primer carro.

Esto implica varios inconvenientes.

En primer lugar, el posicionamiento de la pieza de trabajo en la plataforma, en particular en el caso en el que el peso de la pieza de trabajo es considerable, implica la deformación de la propia plataforma, lo que provoca una deformación de las guías y por lo tanto induce errores de medición.

Además, el movimiento de los carros de la unidad móvil y, en particular, del carro principal, a lo largo de las guías da lugar a deformaciones en la plataforma y, por lo tanto, altera la posición de la pieza de trabajo. Se producen, de este modo, otros errores de medición.

Con el fin de mantener las deformaciones de la plataforma dentro de unos límites, normalmente la propia plataforma se realiza de un material mineral duro, típicamente granito.

Para solucionar por lo menos parcialmente los problemas relacionados con el peso de la pieza de trabajo, se han propuesto soluciones en las que la plataforma de granito está desacoplada de la estructura de soporte.

WO 89/03505 describe una máquina de medición que comprende una base metálica, que lleva las guías para la unidad móvil y que, apoyándose en la misma, hay una mesa de trabajo de granito.

GB-A-2080954 describe una máquina de medición en la que una mesa de soporte de la pieza de trabajo realizada en un material mineral duro queda restringida a una base metálica subyacente, provista de unas guías para la unidad móvil, a través de unos elementos para el posicionamiento sin tolerancias y para no transmitir fuerzas.

Los inconvenientes asociados al uso de plataformas de granito vienen dados por el coste, el peso y la dificultad de disponibilidad de granito en un corto período de tiempo.

Además, ambas soluciones descritas anteriormente requieren estructuras de base complejas y costosas.

WO 2009/139014 describe una máquina de medición de coordenadas en la que, con el fin de solucionar los problemas mencionados anteriormente, la plataforma comprende una estructura metálica perimetral provista de unas guías para la unidad móvil y una mesa de soporte de la pieza de trabajo alojada en el interior de la estructura, en la que la mesa de soporte de la pieza de trabajo y la estructura quedan restringidas entre sí por medio de unos limitadores de tipo determinados estáticamente que desdoblan sus deformaciones.

De este modo, la mesa de soporte de la pieza de trabajo puede realizarse en un material no metrológico, por ejemplo cemento.

Aunque se presentan estas ventajas antes mencionadas, la estructura de la máquina resulta, sin embargo, relativamente compleja.

JP-A-60029604 describe un dispositivo conocido para medir automáticamente la deformación en una superficie de asiento de una base de un aparato.

Objetivo de la invención El objetivo de la presente invención es disponer una máquina de medición simplificada que permita superar los inconvenientes mencionados anteriormente.

El objetivo antes mencionado se consigue mediante una máquina de medición de coordenadas de acuerdo con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos Para una mejor comprensión de la presente invención se describen a continuación algunas realizaciones preferidas a modo de ejemplo no limitativo y con referencia a los dibujos adjuntos, en los cuales:

La figura 1 es una vista en perspectiva y esquemática de una máquina de medición de acuerdo con la presente invención; Las figuras 2 y 3 son representaciones esquemáticas de modos de deformación de una plataforma de la máquina de la figura 1;

La figura 4 es una vista en perspectiva de una plataforma de una máquina de medición de acuerdo con una primera realización de la invención; Las figuras 5, 6 y 7 son, respectivamente, una vista en planta desde arriba, una vista lateral, y una vista frontal de la plataforma de la figura 4; Las figuras 8, 9, 10 y 11 son secciones de acuerdo con las líneas VIII-VIII, IX-IX, XX y XII-XII;

La figura 12 es una vista lateral parcial de una segunda realización de una máquina de medición de acuerdo con la presente invención;

La figura 13 es una vista frontal parcialmente en sección, a escala ampliada, de la máquina de la figura 12; Las figuras 14 y 15 son vistas similares a la de la figura 13 de máquinas de medición de acuerdo con dos realizaciones adicionales de la invención.

Con referencia a la figura 1, se ha designado en conjunto por 1 una máquina de medición que comprende una plataforma 2 y una unidad móvil 3. La unidad móvil 3 comprende:

- un primer carro 4, que tiene forma de puente y puede moverse a lo largo de la plataforma 2 paralelo a un primer eje X longitudinal respecto a la propia plataforma, que forma parte de un conjunto de tres ejes de coordenadas X, Y, Z;

- un segundo carro 5, que puede moverse a lo largo de un elemento transversal 6 del primer carro 4 paralelo al eje Y; y

- un cabezal de medición 7 dispuesto en el segundo carro 5, que puede moverse verticalmente respecto al mismo a lo largo del eje Z y está diseñado para llevar una herramienta de medición (no ilustrada) .

Más precisamente, el primer carro 4 comprende un par de postes 8, 9, que sostienen el elemento transversal 6 y pueden moverse a lo largo de una guía principal 10 y un camino de deslizamiento 11, respectivamente, que son paralelos al eje X y están dispuestos en los bordes longitudinales opuestos de la plataforma 2.

De acuerdo con la presente invención, las deformaciones de la plataforma se detectan y se compensan, en funcionamiento, a través de una pluralidad de sensores S1 - S6, que miden el desplazamiento vertical de correspondientes puntos de la plataforma 2 respecto a un plano de referencia sustancialmente horizontal 1. La expresión "sustancialmente horizontal" se entiende en el sentido de que en su realización práctica el plano 1 puede experimentar desplazamientos rígidos menores respecto a una posición perfectamente horizontal, tal como se describirá a continuación.

Las lecturas de los sensores S1-S6 se establecen a cero en el momento en el cual se lleva a cabo la compensación geométrica de la máquina. En consecuencia, en funcionamiento, todos los valores de desplazamiento como consecuencia de las deformaciones de la plataforma 2 y detectados por los sensores S1-S6 se entienden como variaciones respecto al cero inicial. Por lo tanto, el procesamiento de las lecturas de los sensores permite determinar, cada vez, una variación de la geometría de la plataforma respecto al estado inicial, descrito por el mapa de compensación geométrica.

En el ejemplo esquemático de la figura 1, los seis sensores S1-S6 están posicionados por debajo de la plataforma 2, cerca de las cuatro esquinas y en el centro de los lados longitudinales.

Gracias a la utilización de los sensores, es posible corregir deformaciones principales de la plataforma debido a diferentes motivos, tales como inestabilidad del material, aplicación del peso de la pieza de trabajo a medir, variaciones de temperatura del entorno, etc.

Por consiguiente, es posible utilizar materiales alternativos para la plataforma, es decir, que no presentan los requisitos de rigidez y estabilidad requeridos por aplicaciones metrológicas convencionales, tales como por ejemplo hormigón.

La figura 2 es una ilustración esquemática de la deformación por torsión de la plataforma, que provoca el balanceo del primer carro 4 a lo largo de su recorrido.

La deformación por torsión determina diferencias de lectura ISn entre los sensores (S1, S2, S3) dispuestos en un lado de la plataforma 2 y los sensores correspondientes... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Máquina de medición de coordenadas que comprende una plataforma (2) provista de una superficie de medición horizontal y una unidad (3) que puede moverse a lo largo de unas guías (10, 11) dispuestas en dicha plataforma (2) , estando caracterizada dicha máquina por el hecho de que comprende una estructura anular cerrada (13) que se extiende a lo largo de una zona perimetral (12, 35, 38) de la plataforma (2) y restringida a la misma a través de unos medios de restricción determinados estáticamente (20, 21, 22) , y una pluralidad de sensores de desplazamiento (S1-S8; S11-S16) dispuestos entre dicha estructura anular (13) y la plataforma (2) o la unidad móvil (3) para detectar desplazamientos relativos respecto a un estado de referencia inicial.

2. Máquina según la reivindicación 1, caracterizada por el hecho de que dicha plataforma (2) está realizada por lo menos prevalentemente de un material vertible no metálico.

3. Máquina según la reivindicación 2, caracterizada por el hecho de que dicho material vertible no metálico es hormigón.

4. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, caracterizada por el hecho de que dicha estructura anular

(13) es rectangular.

5. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que dicha estructura anular (13) está realizada en un material metálico.

6. Máquina según la reivindicación 5, caracterizada por el hecho de que dicha estructura anular (13) está constituida por cuatro elementos seccionales metálicos (14, 15, 16, 17) que constituyen sus lados y están fijados rígidamente entre sí.

7. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizada por el hecho de que la estructura anular (13) está alojada en un asiento perimetral (12, 38) de la plataforma (2) .

8. Máquina según la reivindicación 7, caracterizada por el hecho de que el asiento perimetral (39) está cerrado por un protector (39) .

9. Máquina según la reivindicación 7 o la reivindicación 8, caracterizada por el hecho de que el asiento (12, 39) está aislado térmicamente.

10. Máquina según la reivindicación 5 o la reivindicación 6, caracterizada por el hecho de que dicha estructura anular

(13) se encuentra frente a una superficie anular plana (26) de dicha plataforma (2) paralela a dicha superficie de medición.

11. Máquina según la reivindicación 8 o la reivindicación 9, caracterizada por el hecho de que dichos sensores (S15-S16) se encuentran dispuestos en la citada estructura anular (13) y están provistos de un elemento detector (25) con eje vertical dispuesto en contacto con dicha superficie anular.

12. Máquina según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, caracterizada por el hecho de que dichos sensores (S15-S16) están dispuestos en dicha unidad móvil (3) y están provistos de respectivos elementos detectores (25) dispuestos en contacto con dicha estructura anular (13) .

13. Máquina según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho de que dichos elementos detectores (25) están dispuestos con su eje vertical y están diseñados para detectar una superficie sustancialmente horizontal (27) de dicha estructura anular (13) .

14. Máquina según la reivindicación 12, caracterizada por el hecho de que dichos elementos detectores (25) están dispuestos con su eje horizontal y en contacto con una superficie sustancialmente vertical (40) de dicha estructura anular (13) .

15. Procedimiento para compensar los errores de medición de una máquina de medición de coordenadas que comprende una plataforma (2) provista de una superficie de medición horizontal y una unidad (3) que puede moverse a lo largo de unas guías dispuestas en dicha plataforma (2) , estando inducidos dichos errores por una deformación de la plataforma (2) , estando caracterizado el procedimiento por el hecho de que comprende las etapas de:

- disponer la máquina con una estructura cerrada anular (13) que se extiende a lo largo de una zona perimetral de la plataforma (2) y restringida a la misma a través de unos medios de restricción determinados estáticamente, y una pluralidad de sensores de desplazamiento (S1-S8; S11-S16) dispuestos entre dicha estructura anular (13) y la plataforma (2) o la unidad móvil (3) ;

- realizar la compensación geométrica de la máquina;

- establecer a cero la lectura de los sensores (S1-S8, S11-S16) para definir un estado de referencia inicial;

- detectar a través de los sensores (S1-S8; S11-S16) desviaciones de la posición relativa entre dicha estructura anular (13) y la plataforma (2) o la unidad móvil (3) ; y

- actualizar la compensación geométrica de la máquina en base a las desviaciones detectadas por los sensores (S1-S8; S11-S16) .

REFERENCIAS CITADAS EN LA DESCRIPCIÓN

Esta lista de referencias citadas por el solicitante es únicamente para la comodidad del lector. No forma parte del documento de la patente europea. A pesar del cuidado tenido en la recopilación de las referencias, no se pueden 5 excluir errores u omisiones y la EPO niega toda responsabilidad en este sentido.

Documentos de patentes citados en la descripción • WO 8903505 A • WO 2009139014 A

• GB 2080954 A • JP 60029604 A


 

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