La invención refiere a un palpador autocentrable, construido según la reivindicación principal con kinemática paralela.

Con dicho palpador autocentrable se aplica técnicas de la verificación de máquinas de coordenadas con objetos de referencia de esferas también a máquinas herramienta. Estas técnicas son habituales para máquinas de coordenadas, pero no para máquinas herramientas, debido a la falta de palpadores adecuados. Este palpador autocentrable, por medio de por lo menos tres vástagos movibles, se centra automáticamente en las esferas de los objetos de referencia y así mide tres coordenadas a la vez. Existen realizaciones con vástagos del palpador lineales y con vástagos del palpador rotatorios, así como mezclas entre esos dos principios

Dispositivo de detección autocentrante.

La presente invención se refiere a un dispositivo de detección autocentrante tridimensional, basado en un diseño cinemático paralelo, para analizar errores de movimiento relativos entre los componentes de una máquina, usando esferas y para analizar errores en la posición de las máquinas en comparación con objetos de referencia esféricos.

Antecedentes

Los objetos de referencia existen y se usan en forma de placas de bolas y barras de bolas para comprobar la posición de las máquinas de medición por coordenadas (CM). Éstos son muy económicos cuando se usan en las CM. Estos objetos no pueden usarse para controlar máquinas herramientas (TM) en la mayoría de los casos, ya sea porque carecen de un dispositivo de detección o, en muchas TM, del soporte lógico de medición apropiado. Estos problemas se resuelven usando la invención de este documento, es decir, con el desarrollo de un dispositivo de detección específico para ensayos de posición de las TM.

La Solicitud Pública de Patente Alemana DE 199 44 429 describe un dispositivo para obtener parámetros de corrección para las coordenadas de las herramientas de máquinas de producción controladas por CNC, incluyendo un cabezal de medición con una esfera de medición que puede ubicarse en el portaherramientas de la máquina de producción. El dispositivo también incluye un cabezal de medición para acoplarse con la mesa de la máquina, con el banco de la máquina o similares, teniendo dicho cabezal de medición tres tentáculos lineales que pueden desplazarse para ponerse en contacto con la esfera de medición. Los tentáculos de medición como se han descrito se orientan en diferentes direcciones y cada uno de ellos puede desplazarse en la dirección longitudinal para alcanzar variaciones de longitud de los tentáculos de medición que proporcionan, de esta manera, tres señales de medición. Para obtener errores de movimiento relativos y parámetros de corrección para las máquinas de producción controladas por CNC con alta precisión, la construcción del soporte de los tres tentáculos es menos adecuada; la precisión de las mediciones con el dispositivo descrito está limitada. Adicionalmente, el dispositivo descrito en el documento DE 199 44 429 es diferente de la invención, ya que la invención se refiere a un dispositivo para analizar errores de movimiento relativos entre los componentes de la propia máquina.

Problemas y Funciones

El concepto básico de los ensayos de error de posición de máquinas herramientas (TM) con objetos de referencia es que la herramienta se sustituye por un dispositivo de detección, la máquina herramienta (TM) se programa para mover los ejes a las posiciones definidas, poniendo de esta manera el dispositivo de detección en contacto con las esferas de referencia u otros elementos de referencia en el objeto de referencia (este documento trata sólo con esferas de referencia).

Sin embargo, existen varios problemas que evitan que se use el tipo de dispositivos de detección de máquinas de medición de coordenadas (CM) de la técnica anterior. En la mayoría de los casos, no será posible usar un dispositivo de detección dinámico como es muy común en las CM. Este dispositivo de detección da un impulso, cuando toca al objeto, para leer los contadores de posición de la máquina de medición de coordenadas (CM). Su uso no es posible o no es cómodo debido a la ausencia de conexión con el control numérico para la señal del dispositivo de detección y no son posibles las mediciones dinámicas con ejes de movimiento continuos.

Para los ensayos, es apropiado tener un dispositivo de detección que indique simultáneamente la desviación en X, Y, Z, para cada posición programada en la que el dispositivo de detección está en contacto con una esfera de referencia en un objeto de referencia tal como una barra de bolas. Por tanto, se programará fácilmente y los programas se ejecutarán rápidamente, e incluso no será necesario conectar el ordenador o el dispositivo de detección al control numérico de la TM. Todo esto es posible con un dispositivo de detección autocentrante. Este tipo de dispositivo de detección posibilita obtener, al mismo tiempo, el error en la posición en tres coordenadas cuando la TM con este dispositivo de detección se pone sobre una esfera de referencia de una barra de bolas o el equivalente. Las posiciones programadas deben corresponder a las posiciones verdaderas (calibradas) de los centros de las esferas de referencia de la barra de bolas; si no corresponden, tienen que tenerse en cuenta las desviaciones de los valores programados con respecto a los valores calibrados.

Los dispositivos de detección para CM permiten el montaje de puntas de un dispositivo de detección autocentrante en forma de tres bolas o un cono soportado por vástagos móviles lineales.

Solución de acuerdo con la invención

Teniendo en cuenta que no es necesario medir ningún tipo de superficie ni ningún tipo de tipografía, ya que los objetos siempre van a ser esferas de dureza extrema, baja rugosidad y bajo error de forma, el sistema del dispositivo de detección autocentrante está abierto a simplificación y se hace más adecuado para la tarea de autocentrado en esferas de referencia con posiciones relativamente lejanas de las posiciones del dispositivo de detección autocentrante.

Por esta razón, se proporciona un dispositivo de detección autocentrante nuevo e innovador de acuerdo con la reivindicación 1. En este caso, se toma directamente una medición estable sobre la superficie de la esfera de referencia mediante los al menos tres sistemas de los sistemas de medición unidimensionales que constituyen el dispositivo de detección autocentrante tridimensional. El dispositivo de detección autocentrante de acuerdo con la invención proporciona mediciones correctas sin imponer rígidamente la dirección de aproximación de los objetos de referencia esféricos; también, la aproximación de un objeto de referencia esférico a lo largo de una trayectoria de aproximación que no se dirige al centro de un objeto de referencia esférico de acuerdo con la invención, es capaz de compensar dicha aproximación.

De acuerdo con esta invención, el dispositivo de detección autocentrante contiene los siguientes componentes:

1. Dispositivo de detección autocentrante tridimensional para analizar errores de movimiento relativos entre los componentes de una máquina, usando esferas (3, 33) y para analizar los errores en la posición de máquinas en comparación con los objetos de referencia esféricos (3, 33);

caracterizado porque los vástagos (11) están conectados independientemente de forma móvil a un cuerpo con forma de cono truncado del dispositivo de detección autocentrante.

2. Dispositivo de detección autocentrante de acuerdo con la reivindicación 1, caracterizado porque cada uno de los al menos tres vástagos (11) tiene una punta (12) del dispositivo de detección esférica, cilíndrica o plana, siendo capaces también estos vástagos (11) de moverse libremente a lo largo de sus guías lineales (13).

3. Dispositivo de detección autocentrante de acuerdo con la reivindicación 2, caracterizado por un modelo con al menos uno de los siguientes parámetros:

parámetros que se almacenan en un ordenador para calcular los desplazamientos relativos de la esfera de referencia (3, 33) con relación al dispositivo de detección autocentrante en base a las posiciones medidas por dichos sensores de desplazamiento (16, 17).