ES2910104T3 - Dispositivo de medición y procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras - Google Patents
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Abstract
Un dispositivo de medición para un cuerpo axialmente simétrico (P) con ranuras o dientes provisto de una superficie periférica (Pper) que tiene una pluralidad de rebajes o ranuras (I) cada uno delimitado por un par de flancos opuestos (If); comprendiendo dicho dispositivo: - un miembro de soporte (2) que define una zona de alojamiento (Z) para el cuerpo axialmente simétrico (P), en donde el miembro de soporte (2) tiene su propio eje central (A) que, en uso, se corresponde con un eje central del cuerpo axialmente simétrico (P); - un conjunto de medición (4) asociado con dicho miembro de soporte (2) configurado para realizar una medición transversal a dicho eje central (A) del miembro de soporte (2); en donde dicho conjunto de medición (4) comprende: - medios de medición (5) configurados para detectar una o más dimensiones relacionadas con la geometría de la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) y para proporcionar una o más señales que representa dicha una o más dimensiones; - una unidad de procesamiento (6) configurada para: reconstruir un perfil virtual correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales (If) de una pluralidad de rebajes o ranuras (I) del cuerpo axialmente simétrico (P) en base a dicha una o más señales; generar una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales (Sv) que tienen un tamaño predeterminado y cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales (lf); realizar una o más mediciones utilizando como punto de referencia un centro (Cv) u otro punto perteneciente a dichos cuerpos redondeados virtuales (Sv), en donde dichos medios de medición (5) comprenden al menos un cabezal láser (7) dispuesto radialmente fuera de dicha zona de alojamiento (Z), orientado a lo largo de una dirección orientada hacia dicho eje central (A), incidente y ortogonal a dicho eje central (A) para detectar una distancia con respecto a la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) y dispuesto para proporcionar una primera señal (S1) que representa dicha distancia, en donde dicho dispositivo de medición comprende medios para generar un movimiento de rotación relativo (9) entre dicho miembro de soporte (2) y dicho conjunto de medición (4), giratorio alrededor de un eje de rotación correspondiente con dicho eje central (A) del miembro de soporte (2), en donde los medios de medición (5) comprenden al menos un dispositivo de detección (10) para detectar la posición angular del miembro de soporte (2) o de dicho conjunto de medición (4) configurado para proporcionar una segunda señal (S2) que representa dicha posición angular, en donde dicho conjunto de medición (4) comprende un elemento de interfaz de hardware (11) asociado con el dispositivo de detección (10), con dicho al menos un cabezal láser (7) y con dicha unidad de procesamiento (6); dispuesto para recibir dicha primera (S1) y segunda señal (S2); configurado para sincronizar la primera (S1) y la segunda señal (S2) y generar una tercera señal (S3) sincronizada; configurado para enviar dicha tercera señal (S3) a la unidad de procesamiento (6); estando configurada dicha unidad de procesamiento (6) para reconstruir dicho perfil virtual en base a dicha tercera señal (S3).
Description
DESCRIPCIÓN
Dispositivo de medición y procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras
La presente invención se refiere a un dispositivo de medición y a un procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras.
Preferentemente, el objeto de la invención es un procedimiento/sistema para medir una pluralidad de parámetros geométricos perimetrales de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras, tal como, por ejemplo, un anillo/cubo con ranuras, un disco de freno, una rueda dentada o cualquier cuerpo que sea axialmente simétrico/giratorio alrededor de su propio eje de rotación, con una o más ranuras axiales o circunferenciales provistas en su periferia externa. En la técnica anterior, se conocen varios procedimientos para realizar tales mediciones.
Por ejemplo, existen sistemas de medición manual en donde los instrumentos tienen una horquilla colocada para medir la distancia entre los vértices o las ranuras de dos dientes/ranuras opuestos. Estos instrumentos tienen un principio de funcionamiento similar al de un manómetro.
De modo alternativo, debido a la baja fiabilidad/precisión de las mediciones manuales, con el tiempo se han introducido en el mercado máquinas que pueden realizar automáticamente las mediciones de interés.
En particular, teniendo en cuenta la compleja geometría de los cuerpos axialmente simétricos con ranuras, compuestos por numerosos vértices y ranuras distribuidos circunferencialmente, actualmente los sistemas de medición conocidos se centran principalmente en el uso de sondas que se mueven y posicionan de forma adecuada. Una de las realizaciones más comunes consiste en el uso de un husillo de eje vertical sobre el que se monta concéntricamente el cuerpo a medir. Fuera de una zona de alojamiento de la pieza de trabajo, hay al menos dos guías de deslizamiento, que pueden moverse radialmente hacia o alejarse del cuerpo axialmente simétrico, cada una con su propio elemento de sonda.
Normalmente, los elementos de sonda están definidos por elementos sustancialmente esféricos de diámetro adecuado, seleccionados por el operario al calibrar la máquina según el diámetro del cuerpo y las dimensiones de las ranuras.
Una vez que se ha colocado y calibrado todo, las guías de deslizamiento mueven los dos elementos de sonda, diametralmente opuestos entre sí, para insertarlos en una respectiva ranura hasta que entren en contacto con los flancos laterales de las ranuras.
En este punto, se toma la medición, es decir, la distancia entre las dos sondas y, a continuación, se retraen y se mueven hacia la pieza de trabajo para insertarlas en dos ranuras sucesivas.
Claramente, aunque dicho equipo es de alto rendimiento y precisión desde el punto de vista de la medición, resulta muy ineficiente desde el punto de vista de la versatilidad y los tiempos de medición.
De hecho, primero se debe proporcionar al operario una serie de sondas de diferentes tamaños, que deben ser reemplazadas (adecuadamente y según la experiencia) con cada cambio del cuerpo a medir, alargando considerablemente los tiempos de reequipamiento del equipo y, por lo tanto, reduciendo la productividad.
Además, tal como se ha indicado justo arriba, la ejecución de la medición en pasos sucesivos requiere un movimiento intermitente del cuerpo giratorio, lo que alarga considerablemente los tiempos de medición y también tensiona significativamente los actuadores rotativos (siendo necesaria una extrema precisión en cada parada y reinicio).
Además, la necesidad de acercar o alejar las sondas de la pieza de trabajo, y sobre la base de este movimiento realizar la medición, también hace que este aspecto resulte esencial para la precisión de la medición. Un dispositivo de la técnica anterior que resuelve en parte el inconveniente anterior se conoce a partir del documento JP H05 45135 A que, sin embargo, describe un dispositivo muy caro y poco versátil.
A la luz de esto, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición y un procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras que supere los inconvenientes de la técnica anterior mencionada anteriormente.
Un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición y un procedimiento de medición estructuralmente simples y muy versátiles de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras.
Además, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición y un procedimiento de
medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras con tiempos de preparación cortos.
Además, un objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo de medición y un procedimiento de medición particularmente precisos y eficientes de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras.
Dichos objetos se consiguen mediante un dispositivo de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras según la reivindicación 1, así como mediante un procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras según la reivindicación 8.
El dispositivo de medición comprende un miembro de soporte que define una zona de alojamiento para el cuerpo axialmente simétrico.
Dicho miembro de soporte tiene un eje central que, en uso, se corresponde con un eje central del cuerpo axialmente simétrico.
El dispositivo comprende adicionalmente un conjunto de medición asociado a dicho miembro de soporte y configurado para realizar una medición transversal a dicho eje central.
De acuerdo con un aspecto de la invención, el conjunto de medición comprende medios de medición configurados para detectar una o más dimensiones relacionadas con la geometría de la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico y para proporcionar una o más señales que representan dicha una o más dimensiones y una unidad de procesamiento configurada para reconstruir un perfil virtual correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales de una pluralidad de rebajes o ranuras del cuerpo axialmente simétrico en base a dicha una o más señales. La unidad de procesamiento está configurada adicionalmente para generar una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales de un tamaño predeterminado y cada uno posicionado tangencial a un par correspondiente de flancos laterales y para realizar una o más mediciones utilizando el centro de dichos cuerpos redondeados virtuales como punto de referencia.
Ventajosamente, de esta forma el operario puede realizar las mediciones necesarias limitando el tiempo de preparación únicamente a la colocación del cuerpo axialmente simétrico sobre el miembro de soporte, agilizando también el tiempo de medición gracias a la posibilidad de recrear el perfil global de la pieza por medio de una sola rotación continua del cuerpo con respecto al dispositivo de medición.
Los medios de medición están configurados para detectar dichas una o más dimensiones sin entrar en contacto con la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico.
Los medios de medición comprenden al menos un cabezal láser dispuesto circunferencialmente fuera de dicha zona de alojamiento, orientado transversalmente (preferentemente ortogonalmente) a dicho eje central de rotación para detectar una distancia con respecto a la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico y dispuesto para proporcionar una primera señal que represente dicha distancia.
El término "cabezal láser" se utiliza en el presente texto para definir un dispositivo generalmente equipado con un generador de ondas electromagnéticas orientadas transversalmente al eje central e incidentes con la superficie periférica, un receptor de la onda reflejada y un procesador adecuado para procesar la señal y determinar la distancia entre el emisor y la superficie.
Se proporcionan medios para generar un movimiento de rotación relativo entre dicho miembro de soporte y dicho conjunto de medición, giratorio alrededor de un eje de rotación correspondiente a dicho eje central del miembro de soporte.
En este sentido, los medios de medición comprenden al menos un dispositivo de detección de la posición angular del miembro de soporte o de dicho conjunto de medición, configurado para proporcionar una segunda señal que representa de dicha posición angular.
Para optimizar la precisión de la medición, el conjunto de medición también comprende un elemento de interfaz asociado con el dispositivo de detección, con dicho al menos un cabezal láser, y con dicha unidad de procesamiento, estando dicho elemento de interfaz dispuesto para recibir dicha primera señal y dicha segunda señal.
El elemento de interfaz está configurado para sincronizar la primera y la segunda señal y generar (al menos) una tercera señal sincronizada y está configurado para enviar dicha tercera señal a la unidad de procesamiento.
La unidad de procesamiento, a su vez, está configurada para recibir esta señal y reconstruir el perfil del cuerpo axialmente simétrico en consecuencia.
De manera similar, el procedimiento de medición según la presente invención implica disponer un cuerpo axialmente
simétrico, en donde dicho cuerpo está provisto de una superficie periférica que tiene una serie de rebajes o ranuras, cada una delimitada por un par de flancos opuestos y que detecta la geometría de la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico. Preferentemente, esta reconstrucción se realiza mediante medios de medición sin contacto, para agilizar al máximo los procedimientos tanto de medición como de utillaje.
Posteriormente, se proporciona una reconstrucción del perfil virtual correspondiente al menos al perfil de los flancos laterales de una pluralidad de rebajes o ranuras en la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico con ranuras, preferentemente toda la superficie periférica.
En este punto, se genera una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales que tienen un diámetro predeterminado, cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales.
Una vez generados los cuerpos redondeados virtuales, se pueden realizar una o más mediciones tomando como punto de referencia un centro de dichos cuerpos redondeados virtuales.
Cabe señalar que el término "cuerpos redondeados virtuales" en el presente texto define o bien circunferencias o partes de ellas o, en general, un cuerpo redondeado con al menos un centro geométrico que se puede utilizar como punto de referencia y que está posicionado tangencial a ambos flancos de la ranura. Estas y otras características, junto con los beneficios relacionados, quedarán más claros a partir de la siguiente descripción ilustrativa, y por lo tanto no limitativa, de una realización de un dispositivo de medición y un procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras que tiene las características ilustradas en los dibujos adjuntos, en donde:
- La figura 1 muestra una vista esquemática lateral de un dispositivo de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras según la presente invención.
- La figura 2 muestra una vista en planta esquemática del dispositivo de medición de la figura 1;
- Las figuras 3 y 4 muestran etapas sucesivas de un procedimiento de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras según la presente invención.
Haciendo referencia a las figuras adjuntas, el número 1 indica un dispositivo de medición de un cuerpo axialmente simétrico con ranuras P según la presente invención.
El término "cuerpo axialmente simétrico con ranuras" se utiliza en el presente texto para definir cualquier pieza de trabajo sustancialmente con simetría axial que tiene un eje central A, típicamente un eje de rotación, y una superficie circunferencial periférica Pper con ranuras o dientes.
El término "con ranuras" se utiliza para definir la presencia, en dicha superficie periférica Pper, de rebajes o dientes o ranuras "I" axiales y/o circunferenciales, cada uno delimitado lateralmente por un par de flancos "If" opuestos.
Por lo tanto, los flancos "If' están normalmente orientados a lo largo de una dirección principalmente radial, uno frente al otro para definir la ranura.
Anteriormente se han definido ejemplos de tales cuerpos y son anillos/cubos con ranuras, ruedas dentadas, principalmente componentes de nueva generación de discos de freno, u otros.
Por tanto, el dispositivo 1 se utiliza principalmente en la medición de parámetros geométricos/constructivos de tales cuerpos axialmente simétricos P y, en particular, de parámetros relacionados con la precisión geométrica de la superficie periférica circunferencial y con parámetros de equilibrio geométrico. El dispositivo 1 comprende un miembro de soporte 2 que define una zona de alojamiento Z del cuerpo axialmente simétrico P.
Este miembro de soporte 2 tiene preferentemente su propio eje central que, en uso, corresponde a un eje central A del cuerpo axialmente simétrico P.
El miembro de soporte 2 comprende, por tanto, medios de centrado 2a, preferentemente extensibles, configurados para asegurar una perfecta coaxialidad entre dicho eje central del miembro de soporte 2 y el eje central A del cuerpo axialmente simétrico P.
Además, el miembro de soporte 2 comprende preferentemente medios de unión (no ilustrados) configurados para unir el cuerpo axialmente simétrico P al miembro de soporte 2, evitando desplazamientos relativos al menos en dirección radial, pero preferentemente también en dirección axial.
Cabe señalar que las referencias "axial" y "radial" se utilizan en el presente texto con referencia al anteriormente mencionado eje central, por lo que los movimientos o direcciones "axiales" deben considerarse como aquellos orientados a lo largo de (preferentemente paralelos a) el eje central.
Las direcciones "radiales" se han de considerar como aquellas orientadas hacia y/o que se alejan del eje central, incidentes con este y ortogonales a este.
En la realización preferente, el miembro de soporte 2 está orientado de modo que su eje central se desarrolla verticalmente. El eje central A del cuerpo axialmente simétrico P está, por lo tanto, preferentemente orientado verticalmente durante su uso.
De acuerdo con lo que se muestra en la figura 1, el miembro de soporte 2 tiene preferentemente un eje 3 que se extiende (verticalmente) desde una base 3a hasta su propio extremo libre 3b que puede acoplarse con el cuerpo axialmente simétrico P, preferentemente insertado en un orificio de montaje central Ph del mismo.
El dispositivo 1 comprende adicionalmente un conjunto de medición 4 asociado con dicho miembro de soporte 2 y configurado para realizar una medición transversal a dicho eje central del miembro de soporte 2.
En particular, este conjunto de medición 4 comprende medios de medición 5 configurados para detectar una o más dimensiones relativas a la geometría de la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico P.
Además, los medios de medición 5 están configurados para proporcionar una o más señales que representan dichas una o más dimensiones.
Los medios de medición 5 están preferentemente configurados para detectar dichas una o más dimensiones sin entrar en contacto con la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico P.
Por lo tanto, los medios de medición 5 son, al menos en parte, medios de medición sin contacto.
El conjunto de medición 4 comprende una unidad de procesamiento 6 asociada con los medios de medición 5 y diseñada para recibir dichas una o más señales que representan las dimensiones detectadas desde dichos medios de medición 5. Según un aspecto de la presente invención, la unidad de procesamiento 6 está configurada para reconstruir un perfil virtual correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales If de una pluralidad de rebajes o ranuras I del cuerpo axialmente simétrico P en base a dicha una o más señales.
En otras palabras, la unidad de procesamiento está programada para procesar las señales recibidas, reconstruyendo al menos parcialmente el perfil de la superficie periférica Pper.
La unidad de procesamiento está preferentemente configurada para reconstruir un perfil virtual correspondiente al perfil perimetral general del cuerpo axialmente simétrico P en base a dicha una o más señales.
Cabe señalar que el término "perfil" se utiliza en el presente texto para definir una línea cuyo curso se corresponde (es decir, se interpola) con las muestras puntuales detectadas por los medios de medición 5.
Ventajosamente, de esta forma la reconstrucción del perfil virtual de interés para la medición es simple y rápida, liberando la medición de la necesidad de estar interconectada estructuralmente con el cuerpo axialmente simétrico P.
Los medios de medición 5 están configurados preferentemente para detectar (o muestrear) una pluralidad de valores puntuales de distancias entre los medios de medición 5 y los puntos de la superficie periférica Pper posicionados a una altura predeterminada.
De modo alternativo, sin embargo, también sería posible detectar muestras lineales, cuya interpolación permitiría la reconstrucción de perfiles superficiales y no solo lineales.
Dichos medios de medición 5 comprenden preferentemente al menos un cabezal láser 7 dispuesto radialmente en el exterior de dicha zona de alojamiento Z y orientado transversalmente (preferentemente ortogonalmente) a dicho eje de rotación A para detectar una distancia con respecto a la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico. Este cabezal láser 7 es pues un dispositivo generalmente provisto de un generador de ondas electromagnéticas orientadas transversalmente al eje central A e incidentes con la superficie periférica, un receptor de la onda reflejada, y un procesador capaz de procesar la señal y determinar la distancia entre el emisor y la superficie periférica Pper. En su realización preferente, el cabezal láser 7 tiene una salida analógica y una frecuencia de muestreo de al menos 50 kHz.
El cabezal láser 7 está así dispuesto para detectar dicha distancia y proporcionar una primera señal S1 que la represente.
Para hacer que el sistema sea más eficiente y robusto, los medios de medición comprenden preferentemente una pluralidad de cabezales láser 7 preferentemente igualmente separados angularmente entre sí.
Además, con el fin de aumentar la versatilidad del dispositivo 1, cada cabezal láser 7 está preferentemente montado
sobre una guía de deslizamiento 7a acoplada a una correspondiente guía radial 8 para poder moverse radialmente hacia y desde el eje central A del miembro de soporte. 2.
Esto permite así adaptar la posición del cabezal al diámetro de, por ejemplo, el cuerpo axialmente simétrico P. Además, aún preferentemente, el cabezal láser 7 está acoplado a un pilar 7b alineado con dicho eje central A de forma que dicho cabezal láser 7 pueda deslizarse (mediante un carro/patín).
De esta forma es posible modificar la altura de detección, permitiendo al operario adaptar la medición a las características del cuerpo axialmente simétrico P.
Ventajosamente, en el caso de más de un cabezal láser, la posibilidad de variar la altura de medición individualmente permite además al operario detectar una pluralidad de perfiles periféricos simultáneamente. Preferentemente, el dispositivo 1 comprende además medios para generar un movimiento de rotación relativo 9 de dicho miembro de soporte 2 con respecto a dicho conjunto de medición 4, alrededor de un eje de rotación correspondiente a dicho eje central A del miembro de soporte 2.
De esta manera, el número de cabezales láser 7 necesarios puede mantenerse al mínimo.
A este respecto, los medios de medición 5 deberían comprender preferentemente al menos un dispositivo de detección 10 para detectar la posición angular del miembro de soporte 2 o del conjunto de medición 4 (en particular el cabezal láser 7). Este dispositivo de detección 10 está configurado para proporcionar una segunda señal S2 que representa dicha posición angular.
En la realización preferente, el miembro de soporte 2 puede girar alrededor de su propio eje central A.
En esta realización, los medios para generar un movimiento de rotación relativo 9 comprenden, de este modo, un actuador rotativo 9a configurado para poner en rotación dicho miembro de soporte 2 con respecto a dicho conjunto de medición 4 (en particular con respecto al cabezal láser 7).
En la realización preferente, el actuador rotativo 9a está definido por un motor, un engranaje reductor y un sistema de transmisión, preferentemente un sistema de transmisión por correa.
Haciendo referencia al dispositivo de detección 10 para detectar la posición angular, en esta realización comprende un codificador 10a asociado con el miembro de soporte 2 para detectar su posición angular.
Preferentemente, dicho codificador 10a puede ser de tipo absoluto o relativo.
Para asegurar la adquisición de suficientes muestras incluso en los flancos de las ranuras, que al ser pronunciadas tienen un pequeño desarrollo circunferencial, el codificador 10a tiene una alta resolución.
Este codificador 10a tiene preferentemente una resolución superior a 20.000 puntos/revolución.
El conjunto de medición 4 comprende además preferentemente un elemento de interfaz 11 asociado con el dispositivo de detección 10, dicho al menos un cabezal láser 7 y la unidad de procesamiento 6.
Este elemento de interfaz 11 (preferentemente de tipo hardware) está dispuesto para recibir la primera señal S1 y la segunda señal S2 del cabezal láser 7 y el dispositivo de detección 10 respectivamente.
Dado que las señales son distintas entre sí, pero complementarias, para permitir una reconstrucción precisa del perfil, el elemento de interfaz 11 está configurado para sincronizar la primera señal S1 y la segunda señal S2, generando una tercera señal S3 que está sincronizada y contiene información que asocia la distancia detectada por el cabezal láser 7 con la correspondiente posición angular detectada por el dispositivo de detección 10. Esta tercera señal S3 se envía a continuación a la unidad de procesamiento 6, que puede procesarla para reconstruir el perfil virtual Pv .
En la realización preferente, el elemento interfaz comprende medios de adquisición 11a para adquirir la primera señal S1 y la segunda señal S2 y un módulo de preprocesamiento 11b configurado para sincronizar dicha primera señal S1 y segunda señal S2, generando la tercera señal S3.
Más preferentemente, los medios de adquisición 11a comprenden una tarjeta codificadora para gestionar las señales del codificador y un convertidor de analógico a digital para adquirir la señal del cabezal láser.
La unidad de procesamiento 6 está configurada de este modo para generar una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales Sv de un tamaño predeterminado y cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales If de una respectiva ranura.
Como ya se ha mencionado brevemente anteriormente, el término "cuerpos redondeados virtuales" en el presente texto significa definir o bien circunferencias o porciones de ellas o, en general, un cuerpo redondeado con al menos un centro geométrico que puede ser utilizado como punto de referencia y que se posiciona tangencialmente a ambos flancos de la ranura.
En la realización preferente, los cuerpos redondeados virtuales Sv están definidos por circunferencias/círculos que tienen un diámetro predeterminado Dv .
De esta forma, las esferas reales utilizadas en la técnica anterior se reconstruyen ventajosamente virtualmente sin necesidad de entrar en contacto con el cuerpo axialmente simétrico P, agilizando mucho el procedimiento de medición y posibilitando "posicionar" contextualmente una pluralidad de circunferencias virtuales simultáneamente. Sin embargo, cabe señalar que el diámetro Dv se puede definir preferentemente por un operario.
En este sentido, el dispositivo 1 comprende al menos una interfaz de visualización 12 configurada para permitir a un operario configurar uno o más parámetros de medición y, preferentemente, visualizar el resultado de la reconstrucción virtual del perfil Pv y las circunferencias Sv .
Esta interfaz de visualización 12 comprende, de este modo, al menos una pantalla 12a y un periférico de entrada de datos 12b, más preferentemente un teclado o una pantalla táctil. Una vez reconstruidos los cuerpos redondeados virtuales Sv , la unidad de procesamiento 6 puede realizar una o más mediciones tomando como punto de referencia un centro Cv de dichos cuerpos redondeados virtuales Sv .
Estas mediciones se realizan, preferentemente, de forma autónoma por la unidad de procesamiento 6 y/o pueden definirse por el operario a través de la citada interfaz de visualización 12 (que en este caso sería una interfaz de programación de mediciones).
La unidad de procesamiento 6 está preferentemente configurada para tomar una o más de las siguientes mediciones:
- excentricidad del cuerpo axialmente simétrico P;
- redondez del cuerpo axialmente simétrico P;
- desviación;
- análisis de los armónicos del perfil adquirido.
Además, especialmente para medir ruedas de engranaje, la unidad de procesamiento 6 también puede realizar una o más de las siguientes mediciones:
- diámetro primitivo del cuerpo axialmente simétrico P;
- diámetro promedio del cuerpo axialmente simétrico P;
- diámetro mínimo del cuerpo axialmente simétrico P;
- diámetro máximo del cuerpo axialmente simétrico P;
- diámetro entre las esferas del cuerpo axialmente simétrico P,
- altura de los rodillos del cuerpo axialmente simétrico P;
- número de dientes o ranuras del cuerpo axialmente simétrico P;
- paso entre los dientes o ranuras del cuerpo axialmente simétrico P;
- posición angular de cada diente o ranura;
- diámetro de los dientes o ranuras inferiores;
- diámetro de la cresta del diente o cresta de la ranura;
- altura de los dientes o profundidad de las ranuras.
Todas las mediciones anteriores se pueden realizar ventajosamente a nivel de software, sin necesidad de mantener el cuerpo axialmente simétrico en el dispositivo 1 y sin necesidad de realizar múltiples mediciones secuencialmente. Por lo tanto, el dispositivo de medición 1 está configurado para implementar un procedimiento de medición, en parte ya descrito anteriormente, que también es objeto de la presente invención.
En cualquier caso, el procedimiento de medición según la presente invención debe considerarse independiente del dispositivo 1 y también puede implementarse con otros tipos de dispositivos de medición.
Este procedimiento prevé disponer un cuerpo axialmente simétrico P con ranuras provisto de una superficie periférica Pper que tiene una pluralidad de rebajes o ranuras I delimitadas cada una por un par de flancos opuestos If. La descripción del cuerpo axialmente simétrico P ya se ha proporcionado anteriormente, por lo que todas las características mencionadas en relación con el dispositivo 1 también pueden utilizarse, mutatis mutandis, en relación
con el presente procedimiento. El primer paso es medir la geometría de la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico P.
En la realización preferente, la detección de la geometría de la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico P se logra de acuerdo con el siguiente procedimiento:
- hacer girar el cuerpo axialmente simétrico P alrededor de su propio eje central A;
- detectar una pluralidad de posiciones angulares del cuerpo axialmente simétrico P durante la rotación;
- detectar la distancia de una pluralidad de puntos de la superficie periférica Pper con respecto a un punto de referencia fijo posicionado en una posición radialmente externa con respecto a dicho cuerpo axialmente simétrico P;
- correlacionar cada distancia con una posición angular correspondiente.
En este sentido, se prevé realizar una etapa de sincronización entre la detección de la pluralidad de posiciones angulares y la detección de dicha distancia para asociar una distancia correspondiente a cada posición angular detectada.
Esto se realiza preferentemente mediante medios de medición 5 sin contacto. Anteriormente se han proporcionado ejemplos de tales dispositivos de medición.
Ahora se reconstruye un perfil virtual Pv correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales If de una pluralidad de rebajes o ranuras I de la superficie periférica Pper del cuerpo axialmente simétrico P con ranuras.
El perfil virtual se corresponde preferentemente con todo el perfil de la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico P.
Una vez reconstruido este perfil virtual Pv , se genera una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales Sv de un tamaño predeterminado, cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales If.
Los cuerpos redondeados están preferentemente definidos por círculos/circunferencias con un diámetro predeterminado Dv .
En este punto, el procedimiento de medición prevé realizar una o más mediciones utilizando como punto de referencia un centro Cv u otro punto perteneciente a dichos cuerpos redondeados virtuales Sv .
Anteriormente se han enumerado ejemplos del tipo de medición realizada para el dispositivo 1, pero siguen siendo válidos también para la descripción del presente procedimiento. La invención consigue sus objetos previstos y, por tanto, se obtienen ventajas significativas.
Realizar la detección de la superficie periférica del cuerpo axialmente simétrico con reconstrucción virtual de la misma y la generación posterior/contextual de las esferas virtuales permite así acelerar exponencialmente tanto el tiempo de preparación como el tiempo de medición.
Claims (8)
1. Un dispositivo de medición para un cuerpo axialmente simétrico (P) con ranuras o dientes provisto de una superficie periférica (Pper) que tiene una pluralidad de rebajes o ranuras (I) cada uno delimitado por un par de flancos opuestos (If); comprendiendo dicho dispositivo:
- un miembro de soporte (2) que define una zona de alojamiento (Z) para el cuerpo axialmente simétrico (P), en donde el miembro de soporte (2) tiene su propio eje central (A) que, en uso, se corresponde con un eje central del cuerpo axialmente simétrico (P);
- un conjunto de medición (4) asociado con dicho miembro de soporte (2) configurado para realizar una medición transversal a dicho eje central (A) del miembro de soporte (2); en donde dicho conjunto de medición (4) comprende: - medios de medición (5) configurados para detectar una o más dimensiones relacionadas con la geometría de la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) y para proporcionar una o más señales que representa dicha una o más dimensiones;
- una unidad de procesamiento (6) configurada para:
reconstruir un perfil virtual correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales (If) de una pluralidad de rebajes o ranuras (I) del cuerpo axialmente simétrico (P) en base a dicha una o más señales;
generar una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales (Sv) que tienen un tamaño predeterminado y cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales (lf);
realizar una o más mediciones utilizando como punto de referencia un centro (Cv ) u otro punto perteneciente a dichos cuerpos redondeados virtuales (Sv), en donde dichos medios de medición (5) comprenden al menos un cabezal láser (7) dispuesto radialmente fuera de dicha zona de alojamiento (Z), orientado a lo largo de una dirección orientada hacia dicho eje central (A), incidente y ortogonal a dicho eje central (A) para detectar una distancia con respecto a la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) y dispuesto para proporcionar una primera señal (S1) que representa dicha distancia,
en donde dicho dispositivo de medición comprende medios para generar un movimiento de rotación relativo (9) entre dicho miembro de soporte (2) y dicho conjunto de medición (4), giratorio alrededor de un eje de rotación correspondiente con dicho eje central (A) del miembro de soporte (2), en donde los medios de medición (5) comprenden al menos un dispositivo de detección (10) para detectar la posición angular del miembro de soporte (2) o de dicho conjunto de medición (4) configurado para proporcionar una segunda señal (S2) que representa dicha posición angular,
en donde dicho conjunto de medición (4) comprende un elemento de interfaz de hardware (11) asociado con el dispositivo de detección (10), con dicho al menos un cabezal láser (7) y con dicha unidad de procesamiento (6); dispuesto para recibir dicha primera (S1) y segunda señal (S2);
configurado para sincronizar la primera (S1) y la segunda señal (S2) y generar una tercera señal (S3) sincronizada; configurado para enviar dicha tercera señal (S3) a la unidad de procesamiento (6); estando configurada dicha unidad de procesamiento (6) para reconstruir dicho perfil virtual en base a dicha tercera señal (S3).
2. El dispositivo de medición según la reivindicación 1, caracterizado por que dichos medios de medición (5) están configurados para detectar dichas una o más dimensiones sin entrar en contacto con una superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P).
3. El dispositivo de medición según la reivindicación 1 o 2, caracterizado por que el elemento de interfaz (11) comprende medios de adquisición (11a) para adquirir la primera señal (S1) y la segunda señal (S2) y un módulo de preprocesamiento (11b) configurado para sincronizar dicha primera señal (S1) y segunda señal (S2), generando la tercera señal (S3).
4. El dispositivo de medición según la reivindicación 3, caracterizado por que los medios de adquisición (11a) comprenden una tarjeta codificadora para gestionar las señales del codificador y un conversor de analógico a digital para la adquisición de la señal del cabezal láser.
5. El dispositivo de medición según la reivindicación 4, caracterizado por que dicho miembro de soporte (2) puede girar alrededor de su eje central (A) correspondiente con dicho eje de rotación; comprendiendo dichos medios para generar un movimiento de rotación relativo (9) un actuador rotativo (9a) configurado para hacer girar dicho miembro de soporte (2) con respecto a dicho conjunto de medición (4); comprendiendo dicho dispositivo de detección (10) para detectar la posición angular un codificador (10a) asociado a dicho miembro de soporte (2) para detectar su posición angular.
6. El dispositivo de medición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para reconstruir un perfil virtual correspondiente con el perfil perimetral general del cuerpo axialmente simétrico (P) en base a dicha una o más señales.
7. El dispositivo de medición según una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, caracterizado por que la unidad de procesamiento (6) está configurada para realizar una o más de las siguientes mediciones:
- excentricidad del cuerpo axialmente simétrico (P);
- redondez del cuerpo axialmente simétrico (P);
- desviación;
- análisis de los armónicos del perfil adquirido;
- diámetro primitivo del cuerpo axialmente simétrico (P);
- diámetro promedio del cuerpo axialmente simétrico (P);
- diámetro mínimo del cuerpo axialmente simétrico (P);
- diámetro máximo del cuerpo axialmente simétrico (P);
- número de dientes o ranuras del cuerpo axialmente simétrico (P);
- paso entre los dientes o ranuras del cuerpo axialmente simétrico (P);
- posición angular de cada diente o ranura;
- diámetro de los dientes o ranuras inferiores;
- altura de los dientes o profundidad de las ranuras;
- diámetro entre las esferas del cuerpo axialmente simétrico (P);
- altura de los rodillos del cuerpo axialmente simétrico (P);
- diámetro de la cresta del diente o cresta de la ranura.
8. Un procedimiento de medición para un cuerpo axialmente simétrico (P) con ranuras, que comprende las siguientes etapas:
- disponer un cuerpo axialmente simétrico (P) con ranuras provisto de una superficie periférica (Pper) que tiene una pluralidad de rebajes o ranuras (I) delimitada cada una por un par de flancos opuestos (If);
- detectar la geometría de la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P);
- reconstruir un perfil virtual correspondiente con al menos el perfil de los flancos laterales (If) de una pluralidad de rebajes o ranuras (I) de la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) con ranuras;
- generar una pluralidad de cuerpos redondeados virtuales (Sv) que tienen una dimensión predeterminada y cada uno posicionado tangencial a un correspondiente par de flancos laterales (lf);
- realizar una o más mediciones utilizando un centro (Cv ) de dichos cuerpos redondeados virtuales (Sv) como punto de referencia caracterizado por que dicha detección de la geometría de la superficie periférica (Pper) del cuerpo axialmente simétrico (P) se realiza según el siguiente procedimiento:
- hacer girar el cuerpo axialmente simétrico (P) alrededor de su propio eje central (A);
- detectar una pluralidad de posiciones angulares del cuerpo axialmente simétrico (P) durante la rotación;
- detectar la distancia radial de una pluralidad de puntos de la superficie periférica (Pper) con respecto a un punto de referencia fijo posicionado en una posición radialmente externa con respecto a dicho cuerpo axialmente simétrico (P);
- correlacionar posteriormente cada distancia radial con una correspondiente posición angular después y generar una correspondiente señal que se sincroniza y contiene información que asocia la distancia detectada con la correspondiente posición angular detectada.
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