Una máquina de medición que comprende una estructura de soporte (11),

un elemento móvil (10) movible verticalmente con respecto a dicha estructura de soporte (11), y un dispositivo (17) para equilibrar el peso de dicho elemento móvil, que comprende un cilindro neumático (18) con un primer elemento (19) fijo a dicho elemento móvil (10), y un segundo elemento (22) constreñido a dicha estructura (11) de soporte, y medios (30, 27) para suministrar aire comprimido a dicho cilindro neumático (18) con el objeto de generar una fuerza de presión entre dicho primer elemento (19) y dicho segundo elemento (22) para equilibrar el peso de, por lo menos, dicho elemento móvil (10), estando dicha máquina de medición caracterizada porque dicho segundo elemento (22) está conectado a dicha estructura de soporte (11) a través de un conjunto de suspensión elástica (37)

Máquina de medición de coordenadas con un dispositivo para equilibrar el peso de un elemento móvil verticalmente.

Campo técnico

La presente invención se refiere a una máquina de medición de coordenadas dotada de un dispositivo para equilibrar el peso en un elemento móvil verticalmente.

La presente invención encuentra una aplicación particularmente ventajosa, aunque no exclusiva, en máquinas de medición de coordenadas de grandes dimensiones de tipo pórtico a las que, para mayor claridad, se hará referencia a modo de ejemplo en lo que sigue, sin que por lo demás esto implique pérdida alguna de generalidad.

Técnica anterior

Se conocen máquinas de medición de pórtico que comprenden un par de estructuras laterales de soporte, cada una compuesta por una serie de pilares verticales alineados entre sí y por una viga horizontal fija superior, soportada por los pilares. Las vigas fijas de las dos estructuras de soporte se sitúan paralelas, entre sí y a un primer eje de coordenadas de la máquina. La máquina comprende además una viga móvil horizontal situada transversal a las vigas fijas, y soportada por las últimas, que puede deslizarse en la dirección del primer eje a lo largo de guías dispuestas en las vigas fijas. A su vez, la viga móvil comprende una serie de guías a lo largo de su eje longitudinal, que es ortogonal al primer eje y constituye un segundo eje de la máquina. Un carro, soportado por la viga móvil, puede moverse sobre las guías de la viga a lo largo del segundo eje. Finalmente, una cabeza de medición en columna es soportada por el carro y es móvil con respecto a este último, verticalmente a lo largo de un tercer eje de la máquina. La cabeza de medición está diseñada para estar equipada, en su extremo inferior, con un dispositivo de detección de tipo contacto o remoto.

En las máquinas de medición del tipo descrito, el peso de los elementos móviles, aún reducido en todo lo posible, sigue siendo considerable.

En relación con la cabeza de medición, que es móvil verticalmente, es conveniente que el peso esté equilibrado para no cargar el motor eléctrico que impulsa la cabeza; de lo contrario, dicho motor tendría que estar sobredimensionado. Además, si el peso de la cabeza de conducción no estuviera equilibrado, sería necesario proporcionar sistemas alternativos para la seguridad del operador, que puedan ser activados en caso de avería del motor.

Se conocen dispositivos (por ejemplo, a partir del documento WO 88/03 257) para equilibrar el peso de la cabeza de medición, que consisten sustancialmente en un cilindro neumático de efecto simple, que comprende una camisa y un pistón, el cual puede deslizarse en la camisa de manera estanca a fluidos. La cabeza de medición está fija con respecto a uno de los elementos del cilindro, por ejemplo la camisa, mientras que el otro elemento, por ejemplo el vástago, está conectado rígidamente a una estructura de soporte de la cabeza soportada por el carro. Suministrando aire comprimido al cilindro, es posible equilibrar el peso de la cabeza de medición a través de la fuerza de la presión. Por consiguiente, la cabeza es flotante en la dirección vertical y está sometida a las fuerzas de impulso sustancialmente como si fuera ingrávida.

Un inconveniente ligado a los dispositivos de equilibrado conocidos, está constituido por la fricción que se genera en el cierre entre el pistón y la camisa, estando compuesto generalmente dicho cierre por una junta alojada en un asiento periférico del pistón y que es deslizante en el interior de la camisa.

Debido a la fricción, cuando la cabeza es accionada y por lo tanto el pistón se desliza en el interior de la camisa, la junta tiende a adherirse a la camisa, y se producen fenómenos de inestabilidad en el movimiento, del tipo conocido como "vibración", que son problemáticos en relación con el control de la posición de la cabeza, en concreto en el modo de funcionamiento de exploración de superficies continuas.

Los problemas anteriores podrían solucionarse o atenuarse utilizando cilindros de alta precisión sin juntas. Sin embargo, los cilindros del tipo mencionado y de longitud suficiente para la aplicación, son extremadamente costosos y difíciles de encontrar en el mercado.

Exposición de la invención

El objetivo de la presente invención es producir una máquina de medición que carezca de los inconvenientes ligados a la técnica anterior y especificados anteriormente.

El objetivo mencionado se consigue mediante una máquina de medición acorde con la reivindicación 1.

Breve descripción de los dibujos

Para una mejor comprensión de la presente invención, a continuación se describe una realización preferida, proporcionada exclusivamente a modo de ejemplo no limitativo y haciendo referencia a los dibujos anexos, en los cuales:

la figura 1 es una vista esquemática en perspectiva, de una máquina de medición dotada de un dispositivo de equilibrio del peso, acorde con la presente invención;

la figura 2 es una vista en alzado lateral, a escala aumentada, de la cabeza de medición de la máquina de la figura 1; y

la figura 3 es una sección transversal tomada a lo largo de la línea III-III de la figura 2, a escala más aumentada.

Mejor modo de llevar a cabo la invención

Haciendo referencia a la figura 1, se indica mediante 1 una máquina de medición de pórtico que comprende un par de estructuras laterales de soporte 2, 3, constituidas cada una por una serie de pilares verticales 4 alineados entre sí (en el ejemplo ilustrado, solamente dos) y por una viga fija horizontal superior 5, soportada por los pilares 4. Las vigas fijas 5 de las dos estructuras de soporte 2, 3 se sitúan paralelas, entre sí y a un primer eje de coordenadas X de la máquina 1. La máquina 1 comprende además un elemento transversal horizontal 6, transversal a las vigas fijas 5, que está soportado por las últimas y que puede deslizarse en la dirección del primer eje X sobre guías 7 dispuestas en las vigas fijas 5. A su vez, el elemento transversal 6 define una serie de guías (no visibles en la figura 2) paralelas a su eje longitudinal, ortogonales al primer eje y que constituyen un segundo eje Y de la máquina.

Un carro 9, soportado por el elemento transversal 6, es móvil a lo largo de la guía mencionada, a lo largo del segundo eje Y. Finalmente, una cabeza 10 de medición en columna (en adelante, "la columna 10") es transportada por el carro 9 y puede moverse con respecto a este último, verticalmente a lo largo de un tercer eje Z de la máquina. La columna 10 está diseñada para estar equipada, en su extremo inferior, con un dispositivo de detección de contacto o remoto (no se ilustra ninguno).

La columna 10 tiene una estructura tubular con un eje vertical, y es guiada a moverse verticalmente mediante guías (no ilustradas), soportadas por el carro 9.

En el carro 9 está dispuesta una estructura de soporte 11 en forma de caja, que aloja la parte de columna 10 que se extiende por encima del carro 9. La estructura 11 comprende un armazón 12 en celosía (figura 2), delimitado en la parte superior por una pared 14. La columna es impulsada por un motor eléctrico 15 soportado por el armazón 12, a través de una correa de transmisión 16, de forma convencional.

La columna 10 (figuras 2 y 3) está constreñida a la pared superior 14 del armazón 12, a través de un dispositivo 17 para equilibrar el peso de la columna 10.

El dispositivo 17 (figura 3) comprende un cilindro neumático 18 que tiene una camisa 19 con un eje vertical, fijo rígidamente a la columna 10 y alojado en el interior de la columna 10; la columna 10 y la camisa 19 están cerradas en la parte superior mediante una cabeza común 20. El cilindro neumático 13 comprende además un pistón 21, que puede deslizarse de forma estanca a fluidos en la camisa 19, y un vástago 22, que está fijo con respecto al pistón.

El pistón 21, dotado de una junta periférica 23, que coopera de forma estanca a fluidos con la superficie interna de la camisa 19, divide el volumen interno de la camisa 19 en una cámara superior 25 y una cámara inferior 26.

El vástago 22 está alojado, con holgura radial, en el interior de un tubo 27 que pasa a través de la cabeza 20 de manera estanca a fluidos, y con el objeto de conectar la cámara superior 25 del cilindro a un circuito neumático (no ilustrado). Para este propósito, una conexión anular 30 está fija, de forma estanca a fluidos, en torno al tubo 27 en...

1. Una máquina de medición que comprende una estructura de soporte (11), un elemento móvil (10) movible verticalmente con respecto a dicha estructura de soporte (11), y un dispositivo (17) para equilibrar el peso de dicho elemento móvil, que comprende un cilindro neumático (18) con un primer elemento (19) fijo a dicho elemento móvil (10), y un segundo elemento (22) constreñido a dicha estructura (11) de soporte, y medios (30, 27) para suministrar aire comprimido a dicho cilindro neumático (18) con el objeto de generar una fuerza de presión entre dicho primer elemento (19) y dicho segundo elemento (22) para equilibrar el peso de, por lo menos, dicho elemento móvil (10), estando dicha máquina de medición caracterizada porque dicho segundo elemento (22) está conectado a dicha estructura de soporte (11) a través de un conjunto de suspensión elástica (37).

2. La máquina de medición acorde con la reivindicación 1, caracterizada porque dicho conjunto de suspensión elástica (37) comprende medios elásticos (46) situados entre dicho segundo elemento (22) y dicha estructura de soporte (11), con el objeto de descargar el peso de dicho elemento móvil (10) sobre dicha estructura de soporte.

3. La máquina de medición acorde con la reivindicación 1 o la reivindicación 2, caracterizada porque dichos medios elásticos comprenden un resorte helicoidal (46), coaxial con dicho segundo elemento (22) de dicho cilindro (18).

4. La máquina de medición acorde con la reivindicación 3, caracterizada porque dicho resorte (46) está dispuesto axialmente entre un elemento de tope (47) fijado axialmente con respecto a dicho segundo elemento (22), y dicha estructura de soporte (11).

5. La máquina acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho cilindro (18) comprende una camisa (19), un pistón (21) deslizable de manera estanca a fluidos en dicho cilindro (19), y un vástago (22) movible junto con dicho pistón (21), estando dicho primer elemento de dicho cilindro (18) constituido por dicha camisa (19), y estando dicho segundo elemento de dicho cilindro (18) constituido por dicho vástago (22).

6. La máquina de medición acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque comprende medios de amortiguación (50, 51) dispuestos entre dicho segundo elemento (22) y dicha estructura de soporte (11), y que actúan en paralelo con dicho medio elástico (46).

7. La máquina acorde con la reivindicación 6, caracterizada porque dichos medios de amortiguación (50, 51) actúan de forma bidireccional.

8. La máquina acorde con la reivindicación 6 o la reivindicación 7, caracterizada porque dichos medios de amortiguación (50, 51) comprenden, por lo menos, un elemento fabricado de material polimérico de amortiguación elevada.

9. La máquina acorde con la reivindicación 8, caracterizada porque dicho material polimérico tiene propiedades viscoelásticas.

10. La máquina acorde con la reivindicación 9, caracterizada porque dicho material es un material de poliuretano basado en poliéster.

11. La máquina acorde con cualquiera de las reivindicaciones 7 a 9, caracterizada porque dicho elemento fabricado de material polimérico está montado comprimido previamente.

12. La máquina acorde con cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, caracterizada porque dicho medio de amortiguación comprende un par de anillos (50, 51) fabricados de material polimérico, coaxiales con dicho cilindro (18) y montados entre una brida (42) unida rígidamente a dicho segundo elemento (22), y paredes respectivas (38, 52) fijas a dicha estructura de soporte (11).

13. La máquina acorde con cualquiera de las reivindicaciones precedentes, caracterizada porque dicho elemento móvil de dicha máquina (1) es una columna (10) que es movible a lo largo de un eje vertical de la misma, y porque dicha estructura de soporte (11) comprende un armazón (12) fijado a un carro (9) que es movible a lo largo de un eje horizontal.

14. La máquina acorde con la reivindicación 13 cuando depende de las reivindicaciones 4 y 5, caracterizada porque dicha estructura de soporte comprende una placa (38) fija de forma ajustable a dicho armazón (12), estando dicho elemento de tope axial constituido por una brida (47) unida rígidamente al vástago (22) de dicho cilindro (18), y estando dicho resorte (46) dispuesto axialmente entre dicha brida (47) y dicha placa (38).

15. La máquina acorde con la reivindicación 5, caracterizada porque dicho medio de suministro de aire comprende un tubo (27) coaxial externamente a dicho vástago (22) y conectado rígidamente al mismo, estando dicho tubo (27) dotado de conductos para la conexión de una cámara (25) de dicho cilindro a un circuito de aire externo.