Cabezal (1) para verificar la dimensión lineal de una pieza mecánica (2) que incluye:

una estructura de soporte con una caja sustancialmente de forma prismática (3) que define una ranura (12) y un eje geométrico longitudinal, un conjunto de brazo móvil con respecto a la estructura de soporte con un brazo (20), por lo menos parcialmente alojado en la ranura, (12) y un palpador (27), acoplado al brazo (20), para tocar una superficie de la pieza mecánica que se va a verificar (2) un punto de apoyo (30), colocado entre dicho brazo (20) y dicha estructura de soporte (3), para permitir desplazamientos de dicho brazo (20) con respecto a dicha estructura de soporte (3) alrededor de un eje transversal dispositivos de empuje (60), colocados entre el brazo (20) y la estructura de soporte (3) para forzar al palpador (27) hacia dicha superficie de la pieza que se va a verificar (2) y un transductor (90), acoplado a dicho brazo (20) y a dicha estructura de soporte (3), para proporcionar señales que dependen de la posición de dicho brazo (20) con respecto a dicha estructura de soporte (3), en el que el brazo (20) del conjunto de brazo móvil define una parte extrema (21), el cabezal incluyendo un dispositivo de ajuste (170; 170'), acoplado a la caja (3) con una superficie de apoyo (173) para tocar dicha parte extrema (21) del brazo (20) y un elemento de accionamiento (174) para ajustar la posición de la superficie de apoyo (173) la última causando o limitando desplazamientos giratorios del brazo (20) alrededor del eje transversal definido por el punto de apoyo (30), caracterizado porque dicho dispositivo de ajuste (170; 170') incluye un cilindro (171) dispuesto en el exterior de la caja (3), un pistón de colocación que se puede ajustar (172), alojado en el cilindro (171), para definir dicha superficie de apoyo (173) y un dispositivo de guía (178, 179), el elemento de accionamiento (174) y el dispositivo de guía (178, 179) cooperando con dicho cilindro (171) y con dicho pistón de colocación (172) para ajustar la posición de dicha superficie de apoyo (173) por medio de desplazamientos sustancialmente de traslación.

Campo técnico

La presente invención se refiere a un cabezal para verificar la dimensión lineal de una pieza mecánica que incluye una estructura de soporte con una caja de forma sustancialmente prismática que define una ranura y un eje geométrico longitudinal, un conjunto de brazo, móvil con respecto a la estructura de soporte, con un brazo, por lo menos parcialmente alojado en la ranura y un palpador acoplado al brazo, para tocar una superficie de la pieza mecánica que se va a verificar, un punto de apoyo localizado entre el brazo y la estructura de soporte, para permitir desplazamientos del brazo con respecto a la estructura de soporte alrededor de un eje transversal, dispositivos de empuje colocados entre el brazo y la estructura de soporte para forzar al palpador hacia la superficie de la pieza que se va a verificar y un transductor, acoplado al brazo y a la estructura soporte, para proporcionar señales que dependen de la posición del brazo con respecto a la estructura soporte.

Antecedentes técnicos

Son conocidos muchos tipos de cabezales de calibración, o de medición, para la inspección de piezas mecánicas en bancos, líneas tránsfer o en el transcurso del mecanizado en máquinas-herramienta en aplicaciones del tipo denominado “en proceso”. Uno de tales cabezales se muestra en la patente US -A -4279079

Aunque los cabezales conocidos aseguran un buen comportamiento en cuanto se refiere a la repetibilidad y a la fiabilidad, están generalmente dedicados a tipos específicos de aplicaciones y no permiten una amplia flexibilidad de utilización.

En otras circunstancias, aunque los cabezales sean adecuados para una serie de aplicaciones, requieren operaciones largas, caras y laboriosas de equipamiento con nuevas herramientas.

Los dispositivos de transductor de los cabezales conocidos, por ejemplo de transformador diferencial de tensión lineal, o del tipo de medio puente, con devanados y núcleo mutuamente móviles tienen un comportamiento lineal en un área extremadamente limitada de desplazamiento entre el núcleo y los devanados, permitiendo por lo tanto gamas limitadas de mediciones. Además, estos dispositivos transductores tienen una estructura que es delicada y particularmente sensible a las variaciones de temperatura que causan derivas indeseadas, conocidas como “derivas térmicas” en el transcurso del funcionamiento de los cabezales.

Los cabezales conocidos también incluyen cables eléctricos que permiten el envío de señales desde los transductores asociados a las unidades de proceso y conectadores en el extremo libre de los cables. Los conectadores de los cabezales conocidos tienen elementos pensados para ser acoplados unos a otros, por ejemplo, por medio de un acoplamiento roscado, que requieren un cuidado particular por parte del operario para conseguir el bloqueo y el cierre hermético apropiados.

La patente americana US -A -4377911 se refiere a un instrumento de medición de contornos que, de forma similar a los cabezales de calibración anteriormente mencionados conocidos, incluye un brazo móvil que transporta un palpador que toca el contorno que se va a medir, medios de punto de apoyo, dispositivos de empuje y un transformador diferencial de transducción de los movimientos del brazo. Dentro de una caja del instrumento, una leva excéntrica puede ser girada controlada por un motor, a fin de entrar en contacto y empujar un pasador transversal fijado al brazo móvil.

También son conocidos aparatos que comprenden bastidores para sostener estos cabezales, por ejemplo, soportes para sostener estos cabezales, por ejemplo, soportes para sostener y referenciar un par de cabezales en aplicaciones para la verificación de diámetros. Los cabezales pueden estar acoplados al soporte de un modo ajustable, tanto mutuamente como con respecto al soporte. Los aparatos de este tipo se utilizan, por ejemplo, para la verificación del diámetro de piezas en el transcurso del mecanizado en máquinas-herramienta, en concreto en máquinas rectificadoras. Las piezas componentes del aparato, en concreto los cabezales de calibración, pueden estar sometidas a colisiones accidentales e indeseables, que ocurren frecuentemente en especial en el entorno del taller en donde existen aplicaciones del tipo “en proceso”. Estas colisiones pueden alterar la posición de verificación de los cabezales, además de causar daños a los propios cabezales.

Descripción de la invención

Un objeto de la presente invención es proporcionar un cabezal de calibración o medición para verificar las dimensiones lineales de piezas mecánicas que garantice elevados grados de repetibilidad y precisión, sea particularmente fiable, versátil y barato, superando de ese modo las desventajas de los cabezales conocidos.

Es otro objeto de la invención proporcionar piezas componentes para cabezales de calibración, en particular transductores y conectadores, que contribuyan a mejorar el comportamiento de los cabezales y a reducir los costes de fabricación y hagan su utilización extremadamente simple y flexible.

Todavía otro objeto de la invención es proporcionar aparatos de verificación que utilicen cabezales de calibración o de medición que, mientras garanticen elevados grados de repetibilidad y precisión, sean particularmente seguros y flexibles de utilizar y sólo necesiten operaciones de ajuste fáciles y rápidas.

Es también otro objeto de la presente invención proporcionar un procedimiento para la verificación de dimensiones lineales implantado por medio de un aparato con por lo menos un cabezal de calibración o de medición que sea particularmente simple y flexible de utilizar.

Es todavía un objeto adicional de la invención proporcionar un aparato de verificación con por lo menos un cabezal de calibración o de medición y medios para la conexión a una unidad de proceso que sea particularmente fiable, compacto y se pueda substituir fácil y rápidamente.

Estos y otros objetos se consiguen con el cabezal que se define en la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

La invención se describirá ahora con más detalle con referencia a las hojas adjuntas de dibujos, proporcionados a título de ejemplo no limitativo, en los que:

La figura 1 es una vista axonométrica de la caja del cabezal de acuerdo con la invención.

La figura 2 es una vista en sección transversal de un cabezal de acuerdo con la invención, comprendiendo la caja de la figura 1, con algunos detalles representados en vista y en el transcurso de la verificación de una pieza.

La figura 3 es una vista del cabezal representado en la figura 2, tomada a lo largo de la dirección indicada por la flecha III en la figura 2, con algunos elementos omitidos en atención a la simplicidad, en particular la cubierta 130, el palpador 27 y el soporte asociado 26.

La figura 4 es una vista del cabezal representado en la figura 2, que corresponde a aquél representado en la figura 3, en el cual también se han omitido la aleta 55 y el tornillo de bloqueo 56.

La figura 5 es una vista del cabezal representado en la figura 2, tomada a lo largo de la dirección indicada por la flecha V en la figura 2.

La figura 6 es una vista axonométrica a mayor escala de un componente del cabezal de acuerdo con la invención.

La figura 7 es una vista a mayor escala de un componente parcialmente representado en la figura 2.

Las figuras 8 y 9 son vistas en sección transversal parcialmente cortadas del componente representado en la figura 7, a lo largo de las líneas VIII-VIII y IX-IX de la figura 7, respectivamente.

La figura 10 es una vista lateral parcialmente cortada, de acuerdo con una orientación diferente, del componente de la figura 7, a lo largo de la dirección indicada por la flecha X en la figura 7.

La figura 11 es una vista en sección transversal parcialmente cortada del componente representado en la figura 10, a lo largo de la línea XI-XI de la figura 10.

La figura 12 es una vista lateral parcialmente cortada de un componente del cabezal, de acuerdo con una realización diferente de la invención con respecto a la de la figura 10.

La figura 13 es una vista en sección transversal parcialmente cortada del componente representado en la figura 12, a lo largo de la línea XIII-XIII de la figura 12, con algunos detalles representados... [Seguir leyendo]

1. Cabezal (1) para verificar la dimensión lineal de una pieza mecánica (2) que incluye:

una estructura de soporte con una caja sustancialmente de forma prismática (3) que define una ranura (12) y un eje geométrico longitudinal,

un conjunto de brazo móvil con respecto a la estructura de soporte con

un brazo (20), por lo menos parcialmente alojado en la ranura, (12) y

un palpador (27), acoplado al brazo (20), para tocar una superficie de la pieza mecánica que se va a verificar (2)

un punto de apoyo (30), colocado entre dicho brazo (20) y dicha estructura de soporte (3), para permitir desplazamientos de dicho brazo (20) con respecto a dicha estructura de soporte (3) alrededor de un eje transversal

dispositivos de empuje (60), colocados entre el brazo (20) y la estructura de soporte (3) para forzar al palpador (27) hacia dicha superficie de la pieza que se va a verificar (2) y

un transductor (90), acoplado a dicho brazo (20) y a dicha estructura de soporte (3), para proporcionar señales que dependen de la posición de dicho brazo (20) con respecto a dicha estructura de soporte (3),

en el que el brazo (20) del conjunto de brazo móvil define una parte extrema (21), el cabezal incluyendo un dispositivo de ajuste (170; 170'), acoplado a la caja (3) con una superficie de apoyo (173) para tocar dicha parte extrema (21) del brazo (20) y un elemento de accionamiento (174) para ajustar la posición de la superficie de apoyo

(173) la última causando o limitando desplazamientos giratorios del brazo (20) alrededor del eje transversal definido por el punto de apoyo (30),

caracterizado porque dicho dispositivo de ajuste (170; 170') incluye un cilindro (171) dispuesto en el exterior de la caja (3), un pistón de colocación que se puede ajustar (172), alojado en el cilindro (171), para definir dicha superficie de apoyo (173) y un dispositivo de guía (178, 179), el elemento de accionamiento (174) y el dispositivo de guía (178, 179) cooperando con dicho cilindro (171) y con dicho pistón de colocación (172) para ajustar la posición de dicha superficie de apoyo (173) por medio de desplazamientos sustancialmente de traslación.

2. El cabezal según la reivindicación 1 en el que el dispositivo de ajuste (170; 170') define un eje de ajuste que es sustancialmente paralelo a dicho eje geométrico longitudinal de la estructura de soporte (3), la posición de la superficie de apoyo (173) siendo ajustada por medio de desplazamientos a lo largo de dicho eje de ajuste.

3. El cabezal según la reivindicación 2 en el que dicha superficie de apoyo (173) forma pendiente con respecto a dicho eje de ajuste.

4. El cabezal según la reivindicación 3 en el que dicha superficie de apoyo (173) está adaptada para trasladarse a lo largo de dicho eje de ajuste para tocar dicha parte extrema (21) del brazo (20) y forzar al palpador

(27) alejándolo de la superficie de la pieza (2) que se va a verificar.

5. El cabezal según la reivindicación 3 en el que dicha superficie de apoyo (173) está adaptada para trasladarse a lo largo de dicho eje de ajuste para tocar dicha parte extrema (21) del brazo (20) y forzar al palpador

(27) hacia la superficie de la pieza (2) que se va a verificar.

6. El cabezal según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 5 en el que dicho dispositivo de ajuste (170') incluye un motor eléctrico (180) acoplado al elemento de accionamiento (174) para ajustar la posición de la superficie de apoyo (173).

7. El cabezal según la reivindicación 6 que incluye una unidad de proceso (81) para recibir y procesar las señales provistas por el transductor (90), en el que dicho motor eléctrico (180) está eléctricamente conectado a la unidad de proceso (81), la unidad de proceso (81) enviando señales de accionamiento al motor eléctrico (180) para ajustar la posición de la superficie de apoyo (173) sobre la base de las señales provistas por el transductor (90).

8. El cabezal según la reivindicación 1 en el que la posición de la superficie de apoyo (173) define una posición del palpador (27) bajo las condiciones de reposo.

9. El cabezal según la reivindicación 8 en el que la posición del palpador (27) bajo las condiciones de reposo se ajusta dinámicamente sobre la base de las señales provistas por dicho transductor (90).

10. El cabezal según la reivindicación 1 en el que la posición de la superficie de apoyo (173) define una posición no operativa del brazo (20).