Medición de perfil de extremos de tubos.

Dispositivo de medición de perfil para la medición del perfil de un área de superficie de un cuerpo (7),

en particulardel perfil de la superficie de una pared de un extremo de tubo, con un dispositivo de sujeción (8) para el cuerpo (7) yun dispositivo de desplazamiento (2, 3) para el desplazamiento unidimensional en un sentido de desplazamiento (L),con el cual durante la medición es variable una posición relativa entre un primer brazo de medición (4) y la superficiey un segundo brazo de medición (6) y la superficie, y un primer sentido de movimiento relativo (S1) dispuesto oblicuorespecto del sentido de desplazamiento (L) en un ángulo (α1) retenido durante la medición y un segundo sentido demovimiento relativo (S2) dispuesto oblicuo respecto del sentido de desplazamiento (L) y oblicuo al primer sentido dedesplazamiento relativo (S1) en un ángulo (α2) retenido durante la medición, una primera cabeza palpadora (9)movible respecto del primer brazo de medición (4) en el primer sentido de movimiento relativo (S1) y con la cual lasuperficie puede ser explorada durante la medición, y una segunda cabeza palpadora (11) movible respecto delsegundo brazo de medición (6) en el segundo sentido de movimiento relativo (S2) y con la cual la superficie puedeser explorada durante la medición, pudiendo un movimiento de desplazamiento del dispositivo de desplazamiento (2,3) guiando en un movimiento de desviación en forma de un primer movimiento relativo de la primera cabezapalpadora (9) hacia dentro del brazo de medición (4) en el primer sentido de movimiento relativo (S1) y en forma deun segundo movimiento relativo de la segunda cabeza palpadora (11) hacia dentro del brazo de medición (6) en elprimer sentido de movimiento relativo (S2), y con el al menos primer sensor de cabeza palpadora (26, 27) que mideel primer movimiento relativo y con un segundo sensor de cabeza palpadora (27) que mide un segundo movimientorelativo.

Medición de perfil de extremos de tubos.

La invención se refiere a un dispositivo de medición de perfiles para la medición del perfil de un área de superficie de cuerpo, en particular del perfil del área de superficie de un extremo de tubo, así como un procedimiento para la medición del perfil de un área de superficie de cuerpo con la ayuda de un dispositivo de medición de perfil de este tipo.

Las máquinas cortadoras de tubos tronzan secciones de tubos. En las máquinas cortadoras de tubos modernas se produce en la sección de tubo tronzada un repaso integral en forma de desbarbado, biselado o lavado de los extremos de tubo. Las exigencias respecto de la precisión de la mecanización de tubos son elevadas. Para el control de la sección de tubo se producen mediciones de control después de la mecanización. En este caso se comprueba individualmente para cada sección de tubo el ángulo del bisel, el espesor de pared del extremo de tubo, la desviación axial de la cara frontal. Para ello, en el estado actual de la técnica se conocen procedimientos de medición tridimensionales. Los procedimientos de medición tridimensionales conocidos demoran mucho y no satisfacen los tiempos de control cortos exigidos de más o menos un segundo para cada proceso de medición.

Por el documento DE 40 34 702 A1 se conoce un dispositivo para el control del bisel y las inclinaciones de un punzón conformador. En este caso se ajusta, primeramente en forma vertical, un brazo en el que están dispuestos dos sensores y, después, todo el brazo es desplazado sobre dos carriles perfilados. En este proceso, las cabezas medidoras registran valores de medición. Para ello se requieren, desventajosamente, varios procesos de ajuste y el brazo debe ser trasladado en varios sentidos para poder registrar valores de medición.

En el documento US 6.539.642 B1 se describen sensores soportados por láser cuya precisión de medición se encuentra en el rango de 0, 1 µm.

El documento US 5.040.306 da a conocer una cabeza medidora de un dispositivo de medición de superficies. El dispositivo de medición es movible en dos sentidos de movimiento perpendiculares entre sí. Desventajosamente, con este dispositivo no es posible medir perfiles de extremos de tubos o similares.

Por el documento DE 24 19 698 U1 se conoce un dispositivo para la determinación del desarrollo del contorno longitudinal de extremos de tubo. El dispositivo comprende dos palpadores conformados pivotantes. Con este dispositivo no es posible una determinación del perfil de la cara frontal del tubo.

El objetivo de la invención es proporcionar un dispositivo para la medición de perfiles, en particular para una máquina cortadora de tubos, y un procedimiento para la medición de un perfil que, en poco tiempo, permita la medición del perfil de un área de superficie de un cuerpo, en particular la medición del perfil de una pared de un extremo de tubo.

El objetivo es conseguido mediante el dispositivo de medición de perfiles del tipo nombrado anteriormente, que presenta las características de la reivindicación principal.

El dispositivo de medición de perfiles según la invención se basa en la idea de desplazar de manera relativa entre sí y de forma unidimensional un primer brazo de medición, un segundo brazo de medición y el área de superficie y medir un perfil, curvado y desarrollado sobre un plano bidimensional, mediante una cabeza palpadora, móvil relativamente respecto de cada brazo de medición dispuesto oblicuo al sentido de desplazamiento. Con ello, el control del dispositivo de medición es particularmente sencillo y rápido.

En este caso, la posición relativa entre el al menos primer brazo de medición y mediante el dispositivo de desplazamiento la superficie del cuerpo es variable de forma unidimensional, preferentemente exactamente lineal. Es posible desplazar el brazo de medición, pero también es posible desplazar el cuerpo, o ambos, de manera relativa entre sí.

Durante la medición, las cabezas palpadoras exploran la superficie permanentemente, preferentemente las cabezas palpadoras contactan permanentemente la superficie. La palpación mecánica mediante el contacto es particularmente precisa.

Para la determinación de valores de medición, el al menos primer brazo de medición tiene montado un sensor de cabeza palpadora que mide el movimiento relativo de la primera cabeza palpadora respecto del primer brazo de medición y, en caso favorable, envía los valores de medición a una unidad de cómputo.

Según la invención, para la determinación en particular del perfil de una pared de un extremo de tubo se ha previsto un segundo brazo de medición, preferentemente igual constructivamente al primer brazo de medición. El segundo brazo de medición presenta una segunda cabeza medidora que durante la medición contacta la superficie, preferentemente de manera permanente, estando el dispositivo de movimiento relativo de la segunda cabeza

palpadora dispuesto oblicuo respecto del sentido de desplazamiento y oblicuo respecto del primer sentido de movimiento relativo. El segundo brazo de medición presenta un segundo sensor de cabeza palpadora que está en contacto con la unidad de cómputo y le suministra los valores de medición. En caso favorable, el sentido de desplazamiento ha sido seleccionado en sentido longitudinal de la sección de tubo, y la primera cabeza palpadora explora un sector de la cara frontal y la pared interior y la segunda cabeza palpadora explora otra parte de la cara frontal y la pared exterior del extremo de tubo.

En caso favorable, ambos brazos medidores están dispuestos en imagen invertida respecto del sentido de desplazamiento. El primer y el segundo sentido de movimiento relativo pueden estar en un plano en el que también se desarrolla el sentido del movimiento de desplazamiento. Una disposición de este tipo de, preferentemente, tres sentidos de movimiento torna particularmente sencilla la evaluación de los datos de medición. Además, el control del dispositivo de medición es rápido.

En caso favorable, el primer y el segundo brazo de medición están conectados, preferentemente firmes posicionalmente entre sí, como componentes de una corredera. De esta manera, el sentido de movimiento relativo es particularmente estable. Se reducen los errores de medición.

En una forma de realización preferente de la invención, solamente el dispositivo de desplazamiento presenta un accionamiento. El movimiento de la primera y de la segunda cabeza palpadora se produce de manera pasiva mediante la contrapresión ejercida por la superficie sobre la cabeza palpadora. Preferentemente, cada una de ambas cabezas palpadoras está en conexión con un resorte de reposicionamiento que durante la medición presiona la cabeza palpadora respectiva contra la superficie. De esta manera se garantiza el contacto permanente de la cabeza palpadora con la superficie, necesario para una medición de alta precisión.

En una forma de realización particularmente preferente del dispositivo de medición de perfiles según la invención, el primer y el segundo brazo de medición presentan, en cada caso, una guía para una barra de medición respectiva. La guía está conformada, favorablemente, como rodamiento de rodillos particularmente estable. En un extremo orientado durante la medición hacia la superficie, la primera barra de medición puede presentar la primera cabeza palpadora y en un extremo opuesto que penetra en el primer brazo de medición, una primera placa de medición. El desplazamiento de la primera placa de medición puede ser detectada mediante un primer sensor de cabeza palpadora. El primer sensor de cabeza palpadora puede estar configurado como palpador de medición electrónico o también como sensor láser. En el primer caso, el desplazamiento puede ser medido mecánicamente y en el segundo caso, la primera placa de medición se usa para la reflexión de una señal emitida por un sensor láser. El primer sensor de cabeza palpadora está dispuesto en posicionamiento seguro respecto del primer brazo de medición como una extensión de la primera varilla de medición en el primer brazo de medición. El primer sensor de cabeza medidora mide la distancia a la primera placa de medición y transmite los datos de medición a la unidad de cómputo que determina con ellos, por ejemplo, la longitud del movimiento relativo de la cabeza palpadora. La medición de distancia real se produce, ventajosamente, protegida en el interior del primer brazo de medición. Lo mismo es válido para el segundo brazo de medición.

Ventajosamente, se han previsto exactamente dos brazos de medición dispuestos, en cada caso, respecto del sentido de desplazamiento en un ángulo de 30 grados, respectivamente. Cada... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo de medición de perfil para la medición del perfil de un área de superficie de un cuerpo (7) , en particular del perfil de la superficie de una pared de un extremo de tubo, con un dispositivo de sujeción (8) para el cuerpo (7) y un dispositivo de desplazamiento (2, 3) para el desplazamiento unidimensional en un sentido de desplazamiento (L) , con el cual durante la medición es variable una posición relativa entre un primer brazo de medición (4) y la superficie y un segundo brazo de medición (6) y la superficie, y un primer sentido de movimiento relativo (S1) dispuesto oblicuo respecto del sentido de desplazamiento (L) en un ángulo (a1) retenido durante la medición y un segundo sentido de movimiento relativo (S2) dispuesto oblicuo respecto del sentido de desplazamiento (L) y oblicuo al primer sentido de desplazamiento relativo (S1) en un ángulo (a2) retenido durante la medición, una primera cabeza palpadora (9) movible respecto del primer brazo de medición (4) en el primer sentido de movimiento relativo (S1) y con la cual la superficie puede ser explorada durante la medición, y una segunda cabeza palpadora (11) movible respecto del segundo brazo de medición (6) en el segundo sentido de movimiento relativo (S2) y con la cual la superficie puede ser explorada durante la medición, pudiendo un movimiento de desplazamiento del dispositivo de desplazamiento (2, 3) guiando en un movimiento de desviación en forma de un primer movimiento relativo de la primera cabeza palpadora (9) hacia dentro del brazo de medición (4) en el primer sentido de movimiento relativo (S1) y en forma de un segundo movimiento relativo de la segunda cabeza palpadora (11) hacia dentro del brazo de medición (6) en el primer sentido de movimiento relativo (S2) , y con el al menos primer sensor de cabeza palpadora (26, 27) que mide el primer movimiento relativo y con un segundo sensor de cabeza palpadora (27) que mide un segundo movimiento relativo.

2. Dispositivo de medición de perfil según la reivindicación 1, caracterizado porque el primer y/o segundo brazo de medición (4, 6) está dispuesto en posición fija en una corredera (2) desplazable respecto de una guía (3) .

3. Dispositivo de medición de perfil según la reivindicación 2, caracterizado porque la corredera (2) y la guía (3) son desplazables linealmente una contra la otra.

4. Dispositivo de medición de perfil según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado porque la primera y/o segunda cabeza palpadora (9, 11) contacta durante la medición continuamente la superficie (7) y la primera cabeza palpadora

(9) presenta, preferentemente, una primera esfera (13) y la segunda cabeza palpadora (11) presenta, preferentemente, una segunda esfera (14) para el contacto permanente de la superficie (7) .

5. Dispositivo de medición de perfil según la reivindicación 4, caracterizado por un primer dispositivo de presión entre la primera cabeza palpadora (9) y el primer brazo de medición (4) y un segundo dispositivo de presión entre la segunda cabeza palpadora (11) y el segundo brazo de medición (6) , mediante el cual la primera cabeza palpadora (9) y la segunda cabeza palpadora (11) pueden ser presionadas durante la medición contra la superficie (7) .

6. Dispositivo de medición de perfil según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la al menos una primera cabeza palpadora (9) está conectada en posición fija con al menos una primera placa de medición (23) y a una distancia libre de la al menos primera placa de medición (23) está previsto un primer medidor de distancia (26) en posición fija en el al menos primer brazo de medición (4) y al que está orientado al menos una primera placa de medición (23) y/o la segunda cabeza palpadora (11) está conectada en posición fija con una segunda placa de medición (24) y a una distancia libre de la segunda placa de medición (24) se ha previsto en posición fija al segundo brazo de medición (6) un segundo medidor de distancia (27) orientado a la segunda placa de medición (24) .

7. Dispositivo de medición de perfil según la reivindicación 6, caracterizado porque el primer y segundo brazo de medición (4, 6) presentan cada uno una guía (28, 29) para, en cada caso, una varilla de medición (21, 22) en cuyo extremo orientado a la superficie (7) está prevista la primera o segunda cabeza palpadora (9, 11) y en cuyo extremo opuesto a la superficie (7) está prevista la primera o segunda placa de medición (23, 24) y el medidor de distancia (26, 27) está previsto en posición fija en el primer o segundo brazo de medición (4, 6) a una distancia libre de la primera o segunda placa de medición (23, 24) y orientada hacia la primera o segunda placa de medición (23, 24) y la primera guía y/o la segunda guía presentan cada una, preferentemente, un rodamiento de rodillos 28, 29) .

8. Dispositivo de medición de perfil según la reivindicación 2, caracterizado por una accionamiento entre la guía (3) y la corredera (2) mediante el cual la corredera (2) es accionable en el sentido de desplazamiento (L) y porque en la guía (3) está dispuesto, preferentemente, en posición fija un tercer medidor de distancia (32) que está orientado a una placa de medición (33) dispuesta en posición fija en la corredera (2) .

9. Dispositivo de medición de perfil según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado por una unidad de cómputo conectada con el primer, segundo y tercer medidor de distancia (26, 27, 33) y que calcula el perfil de una sección de la superficie del cuerpo (7) a partir de los datos medidos por los medidores de distancia (26, 27, 33) .

10. Dispositivo de medición de perfil según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque

el primer sentido de movimiento relativo (S1) y el segundo sentido de movimiento relativo (S2) están situados en un plano y el sentido del movimiento de desplazamiento (L) está situado en el mismo plano.

11. Dispositivo de medición de perfil según al menos una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado porque la primera y la segunda cabeza palpadora (9, 11) son relativamente desplazables entre sí entre una distancia mínima, en la que ambas cabezas de medición (9, 11) preferentemente se tocan, y una distancia máxima que es mayor que la angostura del cuerpo (7) .

12. Procedimiento para la medición del perfil de un área de superficie de un cuerpo (7) , en particular del perfil de la superficie de un extremo de tubo, con un dispositivo de medición de perfil según al menos una de las reivindicaciones precedentes, en el cual el cuerpo (7) está fijado sobre un dispositivo de sujeción (8) , una primera cabeza palpadora (9) y una segunda cabeza palpadora (11) explora la superficie durante la medición, un dispositivo de desplazamiento (2, 3) que en un movimiento de desplazamiento unidimensional en un sentido de desplazamiento

(L) varía durante la medición una posición relativa entre un primer brazo de medición (4) y la superficie del cuerpo

(7) y un segundo brazo de medición (6) y la superficie del cuerpo (7) , el movimiento de desplazamiento del dispositivo de desplazamiento (2, 3) que durante la medición produce en el sentido de desplazamiento (L) un movimiento de desviación de la primera cabeza palpadora (9) en un primer sentido de movimiento relativo (S1) y de la segunda cabeza palpadora (11) en un segundo sentido de movimiento relativo (S2) , la primera cabeza palpadora

(9) es movida durante la medición en el primer sentido de movimiento relativo (S1) al interior del primer brazo de medición (4) de manera oblicua al sentido de desplazamiento (L) en un ángulo (a1) retenido durante la medición, un primer movimiento relativo entre la primera cabeza palpadora (9) y el primer brazo de medición (4) es medido con un primer sensor de cabeza palpadora (26, 27) y la segunda cabeza palpadora (11) es movida durante la medición en el segundo sentido de movimiento relativo (S2) al interior del segundo brazo de medición (6) de manera oblicua al sentido de desplazamiento (L) en un ángulo (a2) retenido durante la medición, un segundo movimiento relativo es medido entre la segunda cabeza palpadora (11) y el segundo brazo de medición (6) mediante un segundo sensor de cabeza palpadora (27) .

13. Procedimiento según la reivindicación 12, caracterizado porque el dispositivo de desplazamiento (2, 3) es accionado mediante un accionamiento (31) , de esta manera la al menos una primera cabeza palpadora (9, 11) es presionada contra la superficie y evita la presión mediante un movimiento relativo hacia el al menos primer brazo de medición (4, 6) .

14. Procedimiento según la reivindicación 12 o 13, caracterizado porque el dispositivo de desplazamiento (2, 3) realiza un movimiento lineal (L) .

15. Procedimiento según al menos una de las reivindicaciones 12, 13 o 14, caracterizado porque el primer y/o el segundo movimiento relativo son medidos mediante un primer y/o un segundo sensor de cabeza palpadora (26, 27) y el movimiento de desplazamiento (L) es medido mediante un tercer sensor (33) y los valores de medición de los tres sensores (26, 27, 33) son suministrados a una unidad de cómputo donde se calcula el perfil de la superficie.