IT8367125A1 - Macchina utensile regolabile particolarmente per operazioni di foratura di alta precisione e procedimento per il suo impiego - Google Patents
Macchina utensile regolabile particolarmente per operazioni di foratura di alta precisione e procedimento per il suo impiegoInfo
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Description
DOCUMENTAZIONE
RILEGATA
DESCRIZIONE dell'invenzione industriale dal titolo:
"Macchina utensile regolabile, particolarmente per operazio-\
ni di foratura di alta precisione, e procedimento per il
suo impiego" CSDL 891 di: THE CHARLES STARR DRAPER LABORATORY, INC., nazionalit? statunitense, 555 Technology Square, Cambridge, Mass. 02139,
Stati Uniti d'America.
Inventori designati: John R. Lawson, Keith Glick,
Raymond B. Harlan.
Depositata il: 4 FEBBRAIO 1983 67125 A/83
* * * ***
RIASSUNTO
Vtv Sistema di macchina utensile comprendente un utensi-A
le regolabile montato in un porta-utensile o mandrino e
disposto mobile rispetto ad un portapezzo mobile, in cui
le regolazioni dell'utensile sono ottenute mediante un
movimento differenziale controllato tra il porta-utensile
ed un attrezzo di regolazione sul porta-pezzo. Il portapezzo
? spostato in modo da impegnarsi con l'utensile nell'attrezzo, e da questa condizione un ulteriore movimento relativo
CO MJf sblocca un organo di serraggio dell'utensile e produce f ? ?} / ? ? ?\ ??,? ? una regolazione desiderata nell'utensile. Applicazioni
tipiche di regolazione dell'utensile comprendono la taratura di un raggio di taglio di una barra alesatrice (o la
taratura di una dimensione di misura). Le regolazioni posso-
F GM/f
no essere effettuate ad anello aperto,in base alla calibratura anteriore della regolazione dell'utensile in funzione dell'estensione del movimento del porta-pezzo o ad anello
chiuso in cui si effettua un taglio iniziale (o una misura
iniziale) mediante una regolazione dell'utensile ad anello
aperto con regolazioni successive basate su una misura
effettuata sulla dimensione (o misura) effettiva di taglio dell'utensile. Le variazioni incrementali desiderate delle
dimensioni (o delle misure) di taglio sono quindi effettuate attraverso un movimento incrementale corrispondente
del porta-pezzo. Iterazioni di misura e di regolazione
ad anello chiuso eliminano largamente gli errori di dimensione dell'utensile dovuti a modifiche elei fissaggio riel
mandrino, dilatazioni termiche, spostamenti posizionali
nel movimento della macchina, effetti dovuti a fenomeni
di punto di contatto dell'utensile, deformazioni dinamiche
dovute alla velocit?, usura graduale dell'utensile e cedi-STTA&CCICAEPEOBAHAJGNAI mento alla forza applicata tra l'utensile ed il pezzo.
Queste misure per una regolazione iterativa possono essere
effettuate con sistemi di misura manuali o automatici,
separati o integrali con il sistema di utensile regolabile
della macchina. Il meccanismo di regolazione dell'utensile
pu? essere provvisto di un guadagno meccanico notevole
per aumentare in misura corrispondente la precisione nella regolazione dell'utensile.
Campo dell'invenzione
La presente invenzione si riferisce alle macchine
utensili, ed in particolare ai sistemi di macchina utensile
aventi un utensile regolabile.
Sfondo dell'invenzione
La foratura di precisione, tipicamente con una tol-/
leranza sul diametro minore di 0,001 pollicv (0,0254 milli?
metri) ? generalmente un'operazione costosa e difficile,
non facilmente adattabile ad una linea di produzione o ad
un uso di alta efficienza. La natura difficile di tali
operazioni di lavorazione ? dovuta a diverse sorgenti di
errore che diminuiscono notevolmente la precisione di tali
operazioni di foratura e sono intrinseche intali operazio?
ni, come precedentemente attuate. Un'area principale di
tali errori ? dovuta alla differenza tra la misura statica
del diametro di foratura dell'utensile e il foro effettivo
che l'utensile produce durante il funzionamento. Tali dif?
ferenze possono essere dovute a molti fattori, comprendenti
l'usura e la contaminazione della superficie di taglio sia
prima sia durante il taglio, la natura variabile dei mate?
riali formanti la superficie di taglio, e dei materiali che
determinano la rigidezza globale dell'utensile e l'errore
di scentratura. La natura del pezzo pu? avere un effetto
significativo sulla variazione del diametro del foro effet?
tivamente prodotto. La temperatura dell'utensile di taglio e del pezzo ha influenza sul foro risultante. Una seconda area principale di difficolt? ? dovuta ad errori attribuibili ai fissaggi successivi di un utensile di lavorazione nel mandrino di comando. Questi errori dovuti alle
operazioni successive di fissaggio sono dovuti in parte a
variazioni della posizione relativa tra l'utensile ed il
mandrino, a variazioni della geometria superficiale locale
dell'utensile e del mandrino, a variazioni della forza di
trazione alla barra e alla presenza di contaminanti tra le
superfici di serraggio.
In un tipo di operazione di foratura di alta precisione si effettuano una pluralit? di passate attraverso
lo stesso foro per ottenere diametri del foro gradualmente
crescenti verso un diametro finale desiderato. Per ogni
passata di diametro maggiore, si deve rimuovere una quantit? minima di materiale affinch? lo spigolo di taglio possa,
operare sotto la regione di indurimento superficiale. Cosi
non ? possibile ottenere un taglio di finitura accurata
mediante un procedimento ad incrementi molto piccoli. La
passata finale di lavorazione deve rimuovere una quantit?
notevole di materiale e la sua precisione finale ? soggetta
ad una certa indeterminazione. Le percentuali di scarto
> dei fori finiti possono cos? essere elevate. Alcuni di
/
questi inconvenienti possono essere evitati misurando il
foro dopo ogni passata per determinare il suo diametro
effettivo e, utilizzando un utensile di foratura regolabile, effettuare^una regolazione dell'utensile in base all'aumento desiderato del diametro del foro. Tali operazioni
sono tuttavia eccessivamente lente, poich? comportano lunghe interazioni uomo-macchina che interrompono l'attivit?
della linea di produzione e assoggettano l'operazione di
regolazione ad errori da parte dell'operatore.
Sommario dell'invenzione
Nella presente invenzione un utensile regolabile
? sopportato da una macchina utensile ed azionato da quest'ultima per operazioni di taglio o di misura. I movimenti n.
cd della macchina utensile sono utilizzati per produrre una t=4 cn ? "L < a? CJ> regolazione dell'utensile in un anello aperto o chiuso
C_3 per migliorare la precisione e l'efficienza.
Secondo una forma di attuazione della presente
invenzione, si realizza un sistema di lavorazione meccanica
regolabile in cui un utensile regolabile di taglio, quale
un utensile di foratura, ? montato su un mandrino rotante
sopra un porta-pezzo mobile. L'utensile di taglio comprende
un meccanismo di regolazione che pu? selettivamnte impegnarsi con un attrezzo sul porta-pezzo per permettere la regolazione della dimensione del raggio di taglio in una procedura di regolazione utilizzando una combinazione precisa
"4/KO di movimenti rispetto all'asse della macchina del porta--pezzo rispetto all'utensile di taglio.
Nel funzionamento ad anello chiuso, il valore del
movimento della tavola richiesto per ottenere un raggio successivo desiderato di taglio ? determinato dalla misura
del taglio precedente, la cui dimensione ? stata determinata utilizzando la procedura di regolazione dell'attrezzo.
La quantit? di materiale addizionale che deve essere asportato dal pezzo ? utilizzata per determinare un movimento prefissato che permette di ottenere una variazione incrementale della posizione dello spigolo di taglio dell'utensile
rispetto alle stesse coordinate della tavola che posizionavano inizialmente l'utensile. In questo modo gli errori risultanti dalla differenza tra la misura statica delle caratteristiche di taglio dell'utensile e il taglio dinamico effettivo e gli errori di fissaggio sul mandrino sono completamente evitati, e nello stesso tempo l'efficienza di produzione pu? essere migliorata automatizzando la regolazione dell'utensile in modo da ottenere un taglio
1R P?AW &TATSA Cc finale finito di dimensione desiderata con notevole precisione.
Nel funzionamento ad anello aperto, l'utensile
di taglio ? regolato senza utilizzare fasi iterative di
misura, di regolazione e di taglio. L'utensile mentre si
impegna con gli attrezzi ? invece regolato mediante un
movimento del porta-pezzo calcolato in modo da ottenere
un raggio desiderato di taglio. La correlazione tra il
raggio di taglio e la posizione del porta-pezzo ? precedendor\
temente determinata. L'operazione ad anello aperto^permette normalmente di ottenere la stessa precisione elevata dell'operazione ad anello chiuso, tipicamente in frazioni di
millesimo di pollice.
L'uso del movimento del porta-pezzo per effettuare
la regolazione dell'utensile nel modo di funzionamento
ad anello aperto mette in relazione il raggio di taglio dell'utensile con il movimento pi? facilmente controllato
e comandato del sopporto attraverso il suo sistema automatico o manuale di posizionamento e perci? semplifica le
procedure di regolazione e riduce la possibilit? di errori dell'operatore. Il funzionamento ad anello aperto migliora
inoltre il rendimento accelerando la sequenza di lavorazione.
Secondo una forma preferita di attuazione l'utensile di taglio comprende una barra alesatrice. La barra ?
?SE S PEB CACCIiAIHCBAG JA fissata in un mandrino rotante e condotta contro un pezzo
contenuto sul porta-pezzo mobile. L'utensile di taglio
produce un foro avente un diametro corrispondente alla
posizione di una punta di taglio disposta intorno alla
periferia inferiore della barra alesatrice. La regolazione dell'utensile ? ottenuta fissando la punta di taglio ad
un collare che si accoppia con il codolo dell'utensile
di taglio e pu? ruotare intorno ad un asse leggermente
eccentrico rispetto all'asse di rotazione del mandrino.
Un meccanismo di bloccaggio sollecitato elasticamente fornisce una forza che fissa il collare sul codolo in modo da
bloccarlo durante la foratura da parte dell'utensile. Il
meccanismo di fissaggio secondo una forma di attuazione
? accessibile sul fondo dell'utensile con una leva che
si pu? impegnare con l'attrezzo sul porta-pezzo per liberare il collare e permetterne la rotazione intorno al codolo.
ta rotazione del collare ? indotta portando un arresto sull'attrezzo del porta-pezzo contro una perno o bordo
del collare per produrre la rotazione prefissata del collaed re che, a causa del posizionamento eccentrico del collare,
<? CJ3 varia il raggio di taglio dell'utensile in misura corrispon
3 dente. Un elevato guadagno meccanico inserito nel meccanismo di fissaggio permette la liberazione del collare app?icando alla leva una forza di liberazione che costituisce
soltanto una frazione della forza che fissa il collare
al codolo. Ci? evita elevate forze di liberazione che poirebbero disturbare il bloccaggio dell'utensile
Con un utensile di foratura inizialmente bloccato
nel mandrino, l'utensile ? impegnato nell'attrezzo montato
e condotto dal sopporto in cui una sequenza di movimenti
precisi regola l'utensile ad un raggio prefissato di taglio, notevolmente minore del raggio finale desiderato.
li foro nel pezzo ? quindi realizzato, o allargato, con
questa regolazione dell'utensile ed il suo diametro effettivo dopo la foratura ? determinato mediante mezzi di misura
manuali o automatici. Utilizzando 'una relazione nota, la
differenza tra la dimensione del foro effettivo e la dimensione del foro finale desiderato o del foro successivo
io un'operazione di foratura multipla ? trasformata in
una posizione corrispondente dell'attrezzo di sopporto
che permette di ottenere una regolazione dell'utensile
ad un raggio di taglio che produca la nuova dimensione
del foro. L'utensile ? quindi reinserito nell'attrezzo
a l?! ed il meccanismo di bloccaggio di regolazione ? sbloccato c? mediante un movimento relativo del mandrino dell'utensile uJ?
<< e del porta-pezzo. Il porta-pezzo ? nuovamente azionato U 3ca in una misura specifica per produrre l'incremento corrispondente del raggio di taglio. Il meccanismo di regolazione
? quindi nuovamente bloccato mediante un movimento del
porta-pezzo in modo che il raggio di taglio sia saldamente
fissato in posizione. Il pezzo ? quindi disposto sotto
l'utensile regolato ed il foro ? allargato in conformit?
con il nuovo raggio di taglio dell'utensile. Ci? permette
di ottenere un diametro maggiore del foro, senza errori
di fissaggi successivi del mandrino ed in cui la regolazione ? basata sul taglio dinamico vero e proprio dell'utensi
le in contrasto con una calibratura statica. Ci? assicura un'operazione di foratura di precisione pi? accurata e
ripetibile con qualsiasi diametro del foro desiderato entro
il campo dell'utensile, su una base automatica compatibile
con richieste di elevata efficienza, ad esempio in linee
di produzione.
Il movimento del porta-pezzo pu? essere accuratamen?
te controllato utilizzando comandi normalizzati di posizio?
ne e tecniche associate di misura che si trovano normalmen?
te nelle macchine utensili. Per l'uso in un sistema di
lavorazione meccanica ad anello chiuso di elevata precisio?
ne, ? possibile prevedere un interferometro laser per assi-^ \ t curare una precisione di misura compatitile con la elevata LexU:
. ?3 capacit? di precisione della presente invenzione. La misura <x tU=J4A del diametro del foro ? tipicamente effettuata mediante s sensori di contatto di precisione che si impegnano con
il foro e misurano il suo diametro tra i bordi sotto un
movimento controllato del porta-pezzo. Il movimento del
porta-pezzo tra contatti opposti di bordo ? determinato
dal sistema di comando del porta-pezzo o dall'interferome?
tro separato quando si desidera una misura pi? precisa.
Una barra alesatrice avente un ampio campo di rego?
lazione ? prevista come caratteristica dell'invenzione
per aumentare l'efficienza della linea di produzione aumen?
tando il campo di fori che possono essere realizzati con
lo stesso numero di utensili nel porta-pezzo. Per la stessa
operazione di foratura, il numero di utensili utilizzati
? minore, riducendo inoltre la frequenza di fissaggi successivi del mandrino necessari. Secondo un'altra forma
di attuazione della presente invenzione, l'utensile regolabile comprende un utensile di misura di tipo meccanico,
elettrico o elettromeccanico, avente una regolazione fisica
o elettrica nei suoi elementi di misura. Ci? permette la calibratura dell'utensile o, quando lo si desidera, il
suo funzionamento con un campo lineare di misura. In quest'ultimo caso l'utensile ? tipicamente regolato mediante
un attrezzo montato su un sopporto in modo che la dimensione misurata cada entro un campo specifico in cui gli elemen a ti di misura hanno un funzionamento lineare. Nel primo
caso l'utensile regolato ? dapprima applicato per individuare una dimensione di riferimento da cui il suo funzionamento ? calibrato secondo una relazione nota tra l'uscita dell'utensile e la dimensione.
Nelle due forme di attuazione dell'invenzione, l'operazione di regolazione dell'utensile comporta tipicamente una funzione di sbloccaggio e di bloccaggio e una
funzione di regolazione. Queste funzioni sono funzioni tipicamente separate prodotte mediante movimenti relativi indipendenti ed ortogonali tra l'utensile e l'attrezzo
montato sul porta-pezzo. Su una macchina utensile sono disponibili tre movimenti indipendenti di traslazione (X,
Y e Z) per svolgere queste funzioni. Quando ? necessario
o vantaggioso una rotazione pu? essere aggiunta o sostituita come movimento disponibile per svolgere una o entrambe le funzioni o aggiungere un controllo dimensionale addizionale.
La regolazione dell'utensile ? tipicamente ottenuta mediante un movimento laterale o una rotazione eccentrica di un elemento dell'utensile.
Diverse forme di attuazione della presente invenzione utilizzano diverse geometrie di regolazione dell'utensile per permettere un campo significativo di guadagno meccanico. Le forze richieste dalla funzione di regolazione & di bloccaggio sono ridotte ad una piccola percentuale delle forze normalmente sviluppate nell'utensile quando l'utensile di taglio si impegna con il pezzo.
Diversi meccanismi di bloccaggio sono utilizzati secondo le diverse forze di serraggio desiderate. Due di tali meccanismi comprendono un carico diretto di superfici di serraggio di forma conica mediante molle Belleville, e una compressione di rotazione attraverso le superfici ui serraggio mediante una vite caricata elasticamente. In forme di attuazione in cui le forze di serraggio sono ortogonali alle forze di lavorazione, si utilizzano morsetti ad attrito laterale.
La presente invenzione pu? essere utilizzata con utensili di taglio e di misura in diverse applicazioni addizionali, quali procedimenti di lavorazione per la misu?
ra, il rilevamento, la formatura, l'alesatura, la fresatura
e altre operazioni di produzione su pezzi.
Breve descrizione del disegno
Queste ed altre caratteristiche della presente
invenzione sono descritte pi? dettagliatamente nella descri?
zione dettagliata seguente e nei disegni annessi, nei quali:
la figura 1A rappresenta un diagramma schematico
di un sistema di macchina utensile secondo la presente
invenzione in un modo di lavorazione;
la figura 1B rappresenta il diagramma schematico
della forma di attuazione della figura 1A in un modo di
misura ;
la figura 1C rappresenta il diagramma schematico
della forma di attuazione illustrata nella figura 1A in
un modo di regolazione dell'utensile;
la figura 2A rappresenta una vista in sezione tra?
sversale di una forma di attuazione di un utensile rego?
labile di foratura utilizzabile nel sistema di lavorazione
meccanica con lo spigolo di taglio in una condizione fissa-INO Co ta adatta per il taglio;
la figura 2B rappresenta una vista in sezione tra-*0 sversale dell'utensile illustrato nella figura 2A con lo
spigolo di taglio liberato per la regolazione;
la figura 3 rappresenta una vista esplosa dell'uten
sile illustrato nelle figure 2A e 2B;
la figura 4A rappresenta una vista schematica di
estremit? di un utensile regolabile d? foratura che illu?
stra la caratteristica di regolazione di una superficie
di taglio utilizzzabile nel sistema di lavorazione meccani?
ca;
la figura 4B rappresenta la relazione geometrica
di regolazione della figura 4A, e serve per spiegare il
funzionamento del presente utensile di foratura;
la figura 5 rappresenta un diagramma di flusso
che illustra una sequenza tipica di funzionamento del siste?
ma di macchina utensile ad anello chiuso secondo l'invenzio?
ne ;
la figura 5A rappresenta un diagramma di flusso
che illustra una sequenza tipica di funzionamento del siste?
ma di macchina utensile ad anello aperto secondo l'invenzio?
ne;
SM PER4 ATTSE GAC!CABCD Jft -la figura 6A rappresenta una vista di estremit?
di una forma alternativa di attuazione di un utensile di
foratura secondo la presente invenzione;
la figura 6B rappresenta una vista laterale in
sezione trasversale dell'utensile di foratura illustrato
nella figura 6A;
la figura 7A rappresenta una vista di estremit?
di una ulteriore forma alternativa di attuazione di un
utensile di foratura secondo la presente invenzione;
la figura 7B rappresenta una vista laterale in
sezione trasversale dell'utensile di foratura illustrato
nella figura 7A;
la figura 7C rappresenta una vista laterale in
pianta dell'utensile di foratura illustrato nella figura
7A, che illustra una leva di fissaggio della punta di ta?
glio in posizione di impegno;
la figura 7D rappresenta la vista della figura
7C con la leva di fissaggio disinserita;
la figura 8 rappresenta un diagramma di flusso
di una sequenza di misura ad anello chiuso che utilizza
4 !* la presente invenzione; < ? ? la figura 9A rappresenta una vista laterale di I uno strumento regolabile di misura secondo la presente 1 invenzione ;
la figura 9B rappresenta una vista laterale orto?
gonale dello strumento illustrato nella figura 9A; e
la figura 9C rappresenta una vista dal basso dello
strumento illustrato nella figura 9A.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
La presente invenzione descrive un sistema di mac?
china utensile ed un utensile di lavorazione o uno strumen?
to'di misura delle dimensioni per questo sistema di macchi?
na utensile regolato mediante un attrezzo su una tavola
di sopporto del pezzo. L'attrezzo si impegna selettivamente
con un meccanismo di regolazione dell'utensile o dello strumento mentre questo ? bloccato sul mandrino e utilizza
un movimento di comando del sistema per eseguire la regolazione desiderata. La regolazione pu? essere ad anello aperto utilizzando relazioni precedentemente determinate tra
la posizione di comando del sistema e la regolazione dell'utensile o dello strumento, o ad anello chiuso, nel qual
caso l'operazione comprende una o pi? fasi iniziali di
taglio dell?utensile o di misura, il rilevamento delle dimensioni, la regolazione delle caratteristiche di taglio
??
dell'utensile o di misura e uno 0 pi? tagli di finitura.
cd ??. Nel funzionamento ad anello chiuso la regolazione ? effettuata sotto^forma di un comando a sistema incrementale del-I
l'attrezzo rispetto all?utensile o allo strumento dopo
la misura, calcolato mediante mezzi automatici o manuali
in modo da ottenere un aumento desiderato del punto di riferimento risultante di misura o di taglio dell'utensile.
Nell'applicazione dell'invenzione ad un sistemadi foratura, un tipico centro di foratura formante un sistema di macchina utensile ? rappresentato nelle figure 1A,
1B ed 1C, ognuna delle quali rappresenta il sistema in
questi modi diversi di funzionamento. Nella figura 1A,
il centro di foratura comprende un utensile di foratura
10 rappresentato in impegno con un pezzo 18. L'utensile
di foratura 10 ? trattenuto da un porta-utensile 12 che
? fatto ruotare da un mandrino 14 montato su un carrello 26 mobile verticalmente mediante un comando 33 nella direzione dell'asse Z lungo una guida 25. Il mandrino 14 ?
del tipo, noto nella tecnica, che pu? essere arrestato
in un orientamento selezionato dell'utensile bloccato nel
mandrino, ad esempio utilizzando un servocomando. Il pezzo
18 tagliato dall'utensile di foratura 10 ? sopportato e
trattenuto su una tavola di sopporto 16, mobile in direzioni laterali ortogonali X ed Y mediante un comando 35 che
permette che il centro di foratura abbia una regolazione tridimensionale (X, Y e Z) dell'utensile 10 rispetto alla CL?
?3 ?a. tavola 16.
Dopo che un foro 29 ? stato realizzato, la tavola
16 ed il carrello 26 si muovono insieme per riposizionare
il pezzo 18 vicino al braccio 27 di un sensore di contatto
24, come rappresentato nella figura 1B, allo scopo di misurare il diametro del foro 29. La posizione esatta del pezzo
18 rispetto al sensore 24 pu? essere determinata misurando,
il movimento prodotto dal sistema di comando 35. Tuttavia,
per una maggiore precisione,questa informazione di posizio-?5? ne ? fornita da un interferometro laser 22 che comprende v ?1?? un riflettore 21 ad angolo retto montato sul carrello 26
IH* ed un retroriflettore 23 montato sulla tavola 16. Gli interferometri laser di questo tipo sono noti nella tecnica.
In questa forma particolare di attuazione, il sensore 24
comprende un sensore di contatto, quale un sensore Renishaw,
e la misura della dimensione del foro ? effettuata spostando lateralmente la tavola 16 tra punti di contatto
?61 braccio 27 del sensore 24 sulle pareti interne del foro
29. La dimensione del foro ? cos? ricavata dallo spostamento della tavola prodotto dal comando 35 sotto il controllo da parte di un processore 31, o come misurato dall'interferometro laser 22 in unione con il processore 31. Nel
primo caso il valore del movimento della tavola ? identificato dal numero di impulsi di comando applicati ai motori
a passo del comando 35 della tavola. Nel secondo caso il
cC numero di frange di interferenza identifica il movimento
uu& della tavola. L<O ?
O ? 0 La regolazione dell'utensile di foratura ? illustra 1 ta nella figura 1C, in cui la tavola 16 ? condotta in unione con il carrello 26 per provocare l'impegno dell'utensile di foratura 10 con un attrezzo di regolazione 19 montato
sulla tavola 16. Dopo che l'utensile 10 e l'attrezzo 19
si sono impegnati, il diametro di taglio dell'utensile
10 ? regolato azionando la tavola 16 per una distanza che
? funzione del valore di cui si deve aumentare il diametro
di taglio del foro 29, misurato nella fase associata con
la figura 1B.
Generalmente il diametro di taglio dell'utensile
di foratura ? regolato mediante un movimento laterale dell'utensile di foratura contro un arresto associato con
l'attrezzo 19 mediante uno spostamento appropriato della tavola 16 in funzione di una relazione prefissata di calibratura tra variazioni dei diametri di taglio e spostamento
laterale della tavola 16, descritta in seguito. Quando
? previsto un funzionamento interamente automatico, questa relazione ? contenuta nel processore 31 che controlla i comandi 33 e 35 che posizionano il carrello 26 e la
tavola 16. La misura in cui il diametro del foro deve essere aumentato ? trasformata in un movimento prefissato della
tavola dal processore 31 utilizzando questa relazione.
Il processore 31 attiva quindi il comando 35 per produrre
questo movimento della tavola ed un movimento prefissato
del carrello 26 blocca quindi l'utensile in corrispondenza
al diametro regolato del foro. La relazione tra lo spostamento della tavola 16 e la regolazione dell'utensile di
foratura pu? essere variata nel processore 31 per adattarlo
a diversi comandi ed utensili. Il controllo del movimento
pu? essere ottenuto mediante la struttura intrinseca ^ei & P&AMTTSEA CAJiCCOSACft J sistemi di comando 33 e 35. Dopo la regolazione dell'utensile precedentemente descritta, la tavola 16 ? spostalain
modo da permettere che il pezzo 18 s? impegni nuovamente
con l'utensile di foratura 10 per realizzare il taglio
successivo o di finitura nel modo precedentemente descritto
con riferimento alla figura 1A.
In una sequenza tipica di funzionamento si effettua un'operazione iniziale o di foratura di semifinitura, lasciando una quantit? appropriata di materiale per la rimozione nella foratura successiva o di finitura. L'utensile
regolabile di foratura ? quindi fissato nel mandrino 12
e il diametro del suo foro ? regolato mediante l'attrezzo
19 ad una dimensione prefissata che ? utilizzata per produrre un foro preliminare di finitura rimuovendo circa met?
del materiale restante per raggiungere il diametro di specifica. Il foro ? quindi tipicamente pulito dai trucioli.
Il foro preliminare di finitura ? quindi misurato mediante
il braccio 27 sul sensore 24. Ci? determina una relazione
precisa tra il diametro del foro e la regolazione dell'utensile in termini della posizione di comando in corrispondenza all'attrezzo 19 utilizzata per determinare il raggio
di taglio per questo foro semi-finito. L'aumento desiderato del diametro del foro per il foro di finitura pu? quindi
essere effettuato con molta precisione come incremento
fi CSAETTA ??CCJOflA???G JA della regolazione precedente dell'utensile. Questa regolazione ad anello chiuso elimina tutti gli errori associati
con il fissaggio dell'utensile nel mandrino e con altre
incertezze dell'utensile. E' anche possibile un'operazione
ad anello aperto, come descritto pi? dettagliatamente in
seguito.
Una forma di attuazione di un utensile di foratura
secondo la presente invenzione ? rappresentata nelle figure
2A e 2B che rappresentano in dettaglio il meccanismo allen?
tatile di serraggio utilizzato per permettere la regolazio?
ne del raggio di taglio. La figura 3 costituisce una vista
esplosa degli elementi dell'utensile illustrati nelle figu?
re 2A e 2B. L'utensile di foratura comprende una punta
di taglio 52 che esegue la rimozione meccanica del materia?
le dal pezzo, e che ? fissata ad un collare rotativo' 40
disposto assialmente su un codolo 42 dell'utensile. Il
codolo 42 dell'utensile ? azionato dal sistema di macchina
utensile illustrato nelle figure 1A, 1B ed 1C mediante
? A. impegno di un'estremit? conica 76 ed una sede per chiavet cd ta 78 del codolo 42 nel mandrino 12 della macchina utensile. &
Il codolo 42 si accoppia con il collare 40 attraver?
so superfici convergenti corrispondenti 66 e 67, maschio
e femmina, che, quando sono spinte l'una contro l'altra,
trasferiscono la coppia di taglio dal codolo 42 al collare
40. La convergenza amplifica la forza di serraggio per
produrre una maggiore coppia di bloccaggio che si oppone
allo slittamento sotto le forze di lavorazione.
Una molla di serraggio 68 fornisce una forza assia?
le di serraggio sulle superfici convergenti 66 e 67 che 1HD Co Vj' accoppia saldamente il collare 40 ed il codolo 42. A
questo scopo la molla 68 ? trattenuta in una sede 69 tra ?
una vite forata 60 che ? inserita nella parte terminale
filettata della sede 69 ed uno spallamento interno 71 di
un manicotto di ritenuta assiale 72. Il manicotto 72 si estende attraverso la vite forata 70 verso un dado 74 sul
fondo del collare 40 allo scopo di trasferire la forza
di compressione della molla 68 alle superfici convergenti contrappost--e 66 e 67, rispettivamente.
La molla 68 rappresentata nelle figure 2A e 2B
? compressa per liberare il collare 40 dal codolo 42 per
una regolazione angolare spingendo un gruppo di sfere 80
di sopporto tra un collare posteriore convergente 82 e
lo spallamento 71 del manicotto di ritenuta assiale 72,
a. spingendolo in avanti lungo un asse 46. Un anello elastico
<?S 73 ? fissato intorno al manicotto 72 e risiede in una sede 5 cn*ti 75 del collare 40. L'anello 73 ha un diametro esterno maggiore di quello del manicotto 72 in modo che il movimento
assiale di avanzamento del manicotto 72 spinga il collare
40 in avanti eliminando cos? la forza di compressione tra
le superfici 66 e 67. La separazione risultante ? rappre
sentata nella figura 2B.
Le sfere 80 sono spinte tra il collare 82 e lo spallamento 71 dal movimento di avanzamento di un perno
assiale di liberazione 84 inserito attraverso il manicotto
72 ed avente una superficie interna inclinata 85 che, quando si muove in avanti, spinge le sfere 80 verso l'esterno
tra il collare posteriore 82 ed il collare 71 sul manicotto
72
Un dado esterno 88 ? avvitato sull'estremit? ester na del perno di liberazione assiale 84 per permettere che
il perno di liberazione sia azionato facendolo scorrere
in una graffa 86 con una fenditura a T sull'attrezzo 19
montato sulla tavola. La graffa 86 si impegna con il dado
88 e con il movimento verso l'alto del carrello 26 permette
di ottenere lo sbloccaggio delle superfici convergenti
66 e 67 illustrate nella figura 2B. Il carico sul perno
di liberazione 84 per estenderlo ? minore della forza diretta in direzione opposta prodotta dalla molla 68. La
forza ridotta ? fornita dall'aumento del braccio di leva
cu formato dall'inclinazione graduale della superficie interna cd 85 che permette che il suo perno 84 si muova assialmente l?=ci<
C3 o per una distanza maggiore del movimento assiale che le aca sfere 80 trasmettono al manicotto 72. Questa geometria
permette di ottenere una forza di trazione sul dado 88
minore della forza di compressione fornita dalle molle
68 attraverso le superfici convergenti 66 e 67. Questo
guadagno meccanico produce una maggiore forza di separazione tra le superfici 66 e 67 di quella esercitata sulla
conicit? 76 del mandrino (figura 3) in modo da evitare
lo spostamento del codolo 64 nel mandrino 12. Una molla posteriore 90 mantiene il perno di liberazione 84 nella
sua posizione estesa durante l'operazione di risistemazione, quando le sfere 80 appoggiano sulla parte cilindrica
del perno 84, ma ? facilmente compressa dalle forze agenti quando le sfere 80 appoggiano contro la parte conica.
Una molla a spirale 92 assialmente concentrica risiede in una cavit? anulare 91 tra il collare 40 ed il codolo 42 ed ? fissata ad un'estremit? al collare 40 mediante un perno 94 e all'altra estremit? al codolo 42 mediante un perno 96. La molla 92 esercita una coppia di ripristino per far ruotare il collare 40, quando ? liberato, in una posizione di riferimento determinata da un perno 98 di arresto del collare fissato entro il codolo 42 e che si muove entro una scanalatura 100 del collare 40. Il collare 40 ? fatto ruotare contro la forza della molla 92 dal movimento della tavola che aziona una barra o arresto di regolazione 101 sull'attrezzo 19 contro un perno di regolazione 20 sul fondo del collare 40. Il collare 40 ? fatto ruotare di un angolo prefissato come conseguenza di un certo movimento della tavola controllato dal processore 31, in base alla relazione memorizzata tra il movimento della tavola e l'aumento del raggio di taglio con-la rotazione del collare 40. Prima di ogni regolazione generata dall'attrezzo il mandrino ? arrestato, o portato, nella stessa posizione di riferimento.
Come rappresentato nella figura 4A, una variazione del raggio di taglio con la rotazione del collare 40 ? dovuta al fatto che il collare 40 ruota intorno ad un asse 46 sul codolo 42 che ? spostato da un asse 47 di rotazione
del codolo 42 nel porta-utensile 12 del mandrino 14. La
punta di taglio 52 ? disposta ad una distanza fissa 49
dall'asse 46 di rotazione del collare ma ruota intorno
all'asse 47 di rotazione del codolo con un raggio 48 che
varia con la posizione relativa del collare 40 e del codolo
42.
Il raggio di taglio pu? cos? essere variato positi-
vamente o negativamente attraverso distanze massime corri-
spondenti 56 e 57. Queste distanze sono le variazioni rela-
tive del raggio di taglio da una posizione "centrale" in
cui il codolo 42 ed il collare 40 sono tipicamente allinea- c Ia ti. Il movimento della tavola, lungo una linea 59, come U_f ? co <A T o precedentemente indicato ? utilizzato per generare una CJ cn ca rotazione ? tra il codolo 42 ed il collare 40. La regola?
zione lungo la linea 59 e la rotazione risultante sono
correlate da una prima funzione trigonometrica. La rotazio-
ne dell'angolo ?, l'eccentricit? 62 ed il raggio risultan-
te di taglio sono correlati da una seconda funzione trigo-
nometrica. Quando queste due funzioni trigonometriche sono
onsiderate insieme per esprimere la variazione del raggio
3? COM4 \o di taglio in funzione della distanza di regolazione lungo
la linea 59, si ottiene una relazione non trigonometrica
che ? rappresentata in funzione delle dimensioni del dise-
gno geometrico della figura 4B. In questo caso la distanza
di regolazione lungo la linea 59 ? rappresentata come una distanza variabile "C". ta punta di taglio ? indicata da
un punto 51, ad una distanza fissa "R" dall'asse 46 del
collare. Quando il collare ? fissato nella posizione "centrale" C ? zero. La punta di taglio nel punto 51 ? definita ad una distanza "r " dall'asse 47 di rotazione del
o
codolo e giace lungo una linea N normale alla linea di
distanza nota "e" tra l'asse 47 del codolo e l'asse 46
del collare. Quando il perno in 20, rappresentato dal punto
55, si muove lateralmente, variando la distanza "C", la
punta di taglio in 51 si muove lungo un arco 53 e il raggio
di taglio aumenta da "r " a "r". Da questi parametri ?
o
possibile ottenere la seguente relazione:
t- _ rc
In cui r rappresenta la distanza tra il punto 55 e l'asse
c
46. Questa relazione diventa una approssimazione lineare & P?EflSElAK CACGIBACO i?
quando (r-r )<< r . In altre parole, per piccole variazioo o
ni di raggio, indipendenti dal punto iniziale r^,? possibile effettuare piccole variazioni secondo una proporzionalit? lineare diretta tra la variazione del raggio di taglio
e lo spostamento della tavola.
Nel funzionamento tipico si pratica un foro iniziale fissando la distanza C ad un valore calcolato per produr
re questo foro iniziale. Il diametro effettivo del foro prodotto ? quindi misurato e C ? aumentato dal valore iniziale ad un valore finale in una misura ottenuta utilizzando la relazione. Poich? il valore iniziale C ? noto nel
sistema di riferimento del sistema di comando o dalle misure dell'interferometro 22 e poich? il taglio effettivo
che esso produce ? misurato, la variazione di C pu? essere
calcolata e determinata nell'utensile di foratura per produrre un taglio finale di elevata precisione.
La sequenza completa di operazioni ad anello chiuso
per la lavorazione di un pezzo secondo la presente inven '-u c<3 zione ? illustrata nella figura 5.
< L'operazione illustrata nella figura 5 inizia tipi-O
co camente in una condizione iniziale identificata come START
con un pezzo in posizione ed il processore 31 avente in
memoria le coordinate della posizione di un foro da ricavare o da allargare nel pezzo. Questa taratura iniziale pu?
essere automatica o manuale, come descritto. Il mandrino
14 avr? tipicamente una barra alesatrice 10 da un'operazione anteriore di foratura, che pu? comportare un foro separa-\
to o una foratura preliminare del foro da allargare e finire.
Da questa condizione di START, si utilizzano le
fasi 190 e 192 per sbloccare l'utensile precedente e bloccare un nuovo utensile per le operazioni successive di
foratura quando si deve utilizzare un nuovo utensile. Il bloccaggio automatico pu? essere utilizzato per linee di produzione. Se si deve utilizzare lo stesso utensile, le fasi 190 e 192 sono saltate. Con un?operazione di bloccaggio di un nuovo utensile, come indicato dalle fasi 190 e 192, l'operazione di foratura sar? soggetta ad errori dovuti al bloccaggio di un nuovo utensile e incertezze del raggio di taglio dell'utensile. Le fasi restanti della figura 5 si riferiscono alla riduzione o all'eliminazione di questi errori attraverso uno o pi? cicli consistenti nella realizzazione di un foro, nella sua misura e nella regolazione.
Di conseguenza una fase successiva 194 determina la regolazione dell'utensile utilizzando la relazione appropriata precedentemente descritta nel processore 31. Ci? permette di ottenere una rotazione prefissata prodotta sul collare 40 azionando il blocco 101 dell'attrezzo 19 della tavola contro il perno 20 ad una distanza prefissata dopo che la graffa 86 si impegna con il dado 88 per liberare le superfici 66 e 67 (figure 2A e 2B). La fase 196 esegue questa regolazione. Il processore 31 memorizza i dati che indicano l'entit? del movimento della tavola utilizzato per la regolazione.
A questo punto l'utensile 10 ? stato regolato ad anello aperto ad un raggio previsto del foro, ma ? soggetto a tutti gli errori precedentemente indicati. Nella fase successiva 198 la tavola 16 ? riposizionata per presentare la posizione da forare sul pezzo 18 sotto l'utensile 10 ed il foro viene realizzato. Questo foro pu? essere un foro non finale, ed in questo caso la dimensione ? tale per cui nessuna sua parte possa superare nessuna dimensione del raggio finale indipendentemente dagli errori del sistema.
Dopo che ? stato praticato il foro nella fase 198, una fase decisionale 199 controlla l?ulteriore lavorazione in funzione del fatto che si debba effettuare una misura del foro prodotto nella fase 198. Nel caso attualrm&ftlte descritto la decisione 199 dirige di conseguenza la sequenza verso una fase di misura 200. Nella fase 200 il sistema di misura ad interferometro ? attivato azionando la tavola 16 per posizionare il pezzo 18 ed il foro 29 sotto il sensore 27 e, abbassando quindi il carrello 26, disponendo il sensore 27 nel foro 29. Il movimento avanti ed indietro della tavola 16 ? quindi prodotto tra i punti di contatto del sensore 27 con le pareti interne del foro 29, con il processore 31 che memorizza le coordinate dei punti di contatto. Si possono utilizzare a questo punto tecniche note di media statistica. Da questi dati si determina il raggio esatto del foro pratichedall'utensile 10 nel sistema di riferimento in cui la tavola 16 ? controllata dal comando 35 e dal processore 31. La misura in cui l'utensile 10 deve essere espanso per produrre il foro successivo pu? essere calcolata dal processore 31 utilizzando i dati di coordinate ottenuti dalla regolazione precedente e la relazione di posizionamento. In pratica i comandi di regolazione dell'utensile per il raggio specifico successivo del foro nella sequenza di taglio, memorizzato inizialmente nel processore 31, costituiscono una rotazione incrementale del collare 40 prodotta come movimento incrementale della tavola determinato dalla relazione memorizzata precedentemente indicata. Ci? ? effettuato nella sequenza della figura 5 dirigendo il controllo in una fase decisionale 202 con un ritorno indietro alla fase 194 di calcolo della regolazione. Ogni regolazione deve produrre un foro successivamente pi? grande, come memorizzato nel processore 31. L'elaborazione ad anello chiuso crea un taglio successi-\ vo in cui gli errori di bloccaggio di un nuovo utensile sul mandrino e di calibratura e le incertezze di foratura dell'utensile sono stati annullati, assicurando una precisione molto maggiore,del foro successivo nella fase 198. La sequenza di foratura memorizzata nel processore 31 pu? dirigere uno o pi? cicli attraverso le fasi 194-199 prima di ottenere un foro avente la dimensione desiderata. La comparsa della dimensione corretta del foro ? tipicamente identificata nella fase decisionale 202 con la conseguenza di una diramazione dell'operazione allo stato di sequenza END che pu? iniziare una sequenza diversa di foratura del tipo illustrato nella figura 5 o un'altra lavorazione, come si desidera. La sequenza memorizzata nel processore 31 pu? indicare che un dato foro nella fase 198 non deve essere seguito da una fase di misura 200 in un foro finale o non finale. In questo caso la fase decisionale dirige l'operazione verso un'ulteriore fase decisionale 203 per determinare se il foro precedente era finale oppure no. Se non era finale, il ciclo di lavorazione ritorna attraverso la fase 196, mentre se era finale raggiunge la condizione END.
Alternativamente, la f?Se decisionale 202 pu? essere utilizzata per uscire dalla sequenza dopo l'esecuzione della fase di misura 200 come controllo sulle dimensioni del foro effettivamente ottenute nel foro finale o finito, invece di essere utilizzata per far ritornare la lavorazione attraverso un'altra sequenza di regolazione e di taglio nelle fasi 194-199 se il foro ha ancora un raggio inferiore a quello di specifica.
Un'operazione ad anello aperto ? rappresentata nella figura 5A. Il pezzo ? dapprima posizionato nella fase 212 e le informazioni di posizione del pezzo sono memorizzate nel processore 31 precedentemente descritto. Se un utensile si impegna attualmente con il porta-utensile, e deve essere utilizzato nell'operazione corrente, la fase decisionale 214 permette che il sistema salti alla fase 220; altrimenti l'utensile ? sbloccato nella fase 216 e l'utensile desiderato ? bloccato nella fase 218. Quando l'utensile desiderato ? bloccato nella macchina ? possibile praticare il foro. Se il raggio di foratura esistente dell'utensile di taglio deve essere utilizzato nell'operazione successiva di taglio, il sistema salta alla fase 224 per eseguire il foro. Altrimenti il raggio di taglio ? regolato secondo la fase 222 prima che il foro sia realizzato nella fase 224. Se ? necessario soltanto un unico foro, la fape decisionale 226 individua un fine-?operazione e termina il funzionamento del sistema. Se si desidera un foro addizionale utilizzando lo stesso utensile, la fase decisionale 228 riporta il sistema nello stato immediatamente dopo che l'utensile ? stato bloccato nella fase 218. Le decisioni successive del sistema, come precedentemente descritto, possono quindi proseguire. Se ? necessario un nuovo utensile, la fase decisionale 230 riporta il sistema alla fase appena precedente al cambio degli utensili, nella fase 216. Se ? necessario un foro in un'altra posizione, e deve essere individuata una nuova posizione, ad esempio nella foratura di pi? fori in un pezzo, il sistema inizia nuovamente dalla fase 212 per riposizionare il pezzo. Queste fasi procedurali possono essere eseguite manualmente o automaticamente mediante un controllo della macchina o operazioni manuali.
Una forma alternativa di attuazione dell'utensile di foratura ? rappresentata nelle figure 6A e 6B, in cui il gruppo di sbloccaggio del collare estendentesi assialmente delle figure 2A e 2B ? sostituito da un gruppo in cui la forza di sbloccaggio del collare e la forza di regolazione della punta d? taglio sono applicate nello stesso piano, uno perpendicolare all?altro. In particolare un utensile di foratura 118 nella figura 6A ha una punta di taglio 120 ed un perno di regolazione 122 trattenuto su un collare 124 mobile intorno ad un asse 126 spostato rispetto all'asse centrale 136 del codolo 138. La regolazione ? ottenuta applicando una forza contro il perno di regolazione 122 in una direzione 128 per produrre una coppia di rotazione sul collare 124 intorno all'asse 126. Il campo di rotazione del collare ? di circa 30? intorno all'asse 126.
Il collare 124 ? liberato dal codolo 138 dell'utensile di foratura per permettere questa regolazione mediante un gruppo di bloccaggio azionato da una leva piana 130 dispostQ in posizione appiattita sull'estremit? del collare 124. La leva 130 comprende un perno di regolazione 132 che si estende verso l'esterno parallelamente all'asse 126 in corrispondenza ad una parte di punta 131. La liberazione del collare 124 ? ottenuta spingendo il perno 132 nella direzione della freccia 134 per un angolo di circa 60?-80?. Per comodit? le direzioni 134 e 128 sono scelte in modo da corrispondere alle coordinate X e Y tipicamente disponibili nella macchina utensile, e sono regolabili indipendentemente senza una interferenza apprezzabile. Nella figura 6B la punta di taglio 120 ? rappresentata montata sul collare 124 che ? trattenuto dal codolo 138 dell'utensile di taglio 118. Una barra di torsione 137, disposta entro un foro centrale 139 del codolo 138, presenta sulla sua estremit? un allargamento filettato 142, la cui testa 141 ? collegata alla leva di regolazione 130 attraverso un distanziatore 140. L'altra estremit? ? fissata sopra il codolo 138. La leva 130 ? fissata alla testa 141 della barra di torsione 137 mediante una vite 144 passante attraverso il distanziatore 140. La coppia dalla leva 130 ? trasferita alla testa 141 attraverso perni di allineamento 146. La barra alesatrice 118 comprende inoltre una molla a spirale 148 contenuta entro un'apertura scanalata 150 nel collare 124 azionabile in modo simile a quello precedentemente descritto con riferimento alla molla 92 delle figure 2A e 2B. L'estremit? filettata 142 della barra di torsione 138 ? scanalata con una vite a sfere a quattro punti di contatto RH corrispondente ad una scanalatura elicoidale simile sulla parte del foro 139 nel codolo 138 di fronte all'estremit? filettata 142. Cuscinetti a sfere 150 a quattro punti di contatto sono inseriti nel canale elicoidale delimitato tra le scanalature dell'estremit? 142 della
barra di torsione e del foro 139 per formare un sopporto
con gioco minimo tra il collare 124 e la barra di torsione
137. I cuscinetti a sfere 152 giacciono tra il collare
124, la testa 141 ed il distanziatore 140 permettendo che
il movimento verso il basso della testa 140 sia accoppiato
al collare 124.
Il gruppo a vite formato dalla testa scanalata
141 e dal foro 139 insieme con i cuscinetti a sfere 150
induce una estensione assiale della barra di torsione 137
con il movimento angolare della leva 130 intorno all'asse
126, separando superfici convergenti corrispondenti 154
e 155 del codolo 138 e del collare 124, rispettivamente,
con una forza di rotazione minima. Inoltre tutti i gruppi
interni sono protetti mediante guarnizioni opportune 156
e 158 ad 0-ring morbide, a basso coefficiente di attrito,
S &ETO P CAEflCCIANIQBAC JA di teflon o altro materiale, alle due estremit? del gruppo.
La sequenza di regolazione dell'utensile illustrato
nelle figure 6A e 6B comprende un movimento iniziale della
tavola lungo la freccia 134 sufficiente per far s? che
un arresto 135 montato sulla tavola si impegni con il perno
132 sbloccando cos? il collare 124. Ci? a sua volta permette che il collare 124 oscilli ad un raggio di taglio radialmente minimo sotto la coppia della molla 148. Quindi un
movimento della tavola nella direzione della freccia 128 ? ottenuto in modo da provocare l'impegno del perno 122 contro un ulteriore arresto 133 della tavola. Poich? l'asse 126 del collare 124 ? spostato rispetto all'asse centrale del codolo 138, ci? fa ruotare il collare 124 e fa s? che la punta di taglio 120 si muova radialmente verso l'esterno fino a quando non si ottiene il raggio desiderato di taglio. Quindi, senza un' ulteriore movimento della tavola nella direzione della freccia 128, il movimento ? invertito secondo la freccia 134 facendo in modo che il braccio 130 ritorni sotto la spinta della barra di torsione 137, bloccando il collare 124 sul codolo della macchina utensile.
Una barra alesatrice costruita nel modo precedentemente descritto ha un campo di regolazione del diametro utilizzabile di circa 18% e pu? essere utilizzata in un mezzo con l'applicazione di una coppia elevata in modo * da ottenere una precisione compresa tra 0,0001 pollici e 0,0003 pollici (tra 0,0025 millimetri e 0,0075 millimetri).
Un'altra barra alesatrice 160 secondo la presente invenzione ? rappresentata nelle figure 7A-7D. Una vista assiale della barra alesatrice 160 ? rappresentata nella figura 7A e mostra una barra di sopporto 162 della punta di taglio mobile radialmente. La regolazione del raggio di taglio ? effettuata mediante applicazione diretta di forza mediante un arresto 164 montato sulla tavola alla barra di sopporto 162, regolando cos? il raggio di taglio
di una punta di taglio 166 fissata alla barra di sopporto
162. La barra di sopporto 162 ? trattenuta sull'utensile
di foratura 160 essendo imprigionata tra una sezione termi?
nale 168 e una leva opposta 174 avente una azione a camma.
Sui due lati della leva 174 vi sono blocchi di guida 170
e 171 che si impegnano con la barra 162 in misura sufficien?
te per contrastare la coppia dovuta alla lavorazione sulla
punta 166, ma permettendo inoltre un movimento radiale
di scorrimento della barra 162 per la regolazione. La leva
174 ? mobile per rotazione intorno ad un perno 180 trattenu ?5
to nei blocchi 170 e 171. Sull'estremit? della barra di ui<&, c/3J sopporto 162 opposta alla punta 168, la barra di sopporto
162 comprende una sporgenza convergente 172. Il blocco
170 ? tagliato a sottosquadro in uno smusso corrispondente
per impedire che la barra 162 cada dall'estremit? dell'uten?
sile 160.
La leva di serraggio 174 comprende una superficie
smussata a sottosquadro corrispondente alla sporgenza 172
della barra ed ? spinta elasticamente da un perno 173 in
modo da assumere la posizione illustrata nella figura 7C,
INO
Si' Co. bloccando la barra 162 ry Quando la leva 174 ? premuta, come descritto in
seguito, la forza di compressione ? allentata dalla super?
ficie 172, permettendo il movimento radiale di scorrimento
della barra di sopporto 162.
In questa forma di attuazione della presente invenzione, la posizione di riferimento della barra di sopporto
162, quando ? liberata dall'azionamento della leva 174, tipicamente contro un arresto 182 portato dalla tavola,
si trova all'esterno ad un raggio massimo di taglio rappresentato nelle figure 7A e 7B con la posizione tratteggiata
indicata con 176. La barra di sopporto 162 ? spinta da
una molla 178 in impegno con la barra 162 dall'interno
del corpo dell'utensile 160. La barra 162 ? spostata verso
l'interno al raggio desiderato dello spigolo di taglio
dal movimento della tavola contro il mezzo di arresto 164. L? A Una vista laterale dell'utensile di taglio 160
? riportata nelle figure 7C e 7D. La leva 174 ? rappresentata in impegno con la barra di sopporto 162 nella figura
7C ed in una condizione libera nella figura 7D. La molla
178 e la sporgenza smussata 172 della barra di sopporto lANPER& sono rappresentate pi? chiaramente nella figura 7D che
illustra l'accoppiamento della leva 174 con la sporgenza
172. Nella figura 7D l'arresto esterno 182 ? spostato assialmente verso il basso, rappresentato in questo caso
come un movimento verticale contro la leva 174, facendo
in modo che la sporgenza 172 della barra di sopporto 162
sia liberata. A questo punto la molla 178 sposta la barra
di sopporto 162 in avanti fino a quando non si impegna
con l'arresto 164. La barra alesatrice costruita in questo modo permette un ampio campo di regolazioni di diametro, tipicamente del 50%. Inoltre la barra alesatrice pu? adeguatamente sostenere Ufia coppia elevata e fornire una precisione nel campo compreso tra 0,0006pollici e 0,0020 pollici (tra 0,015 millimetri e 0,05 millimetri).
Gli utensili illustrati nelle figure 6A, 6B, 7A, 7B, 7C e 7D sono utilizzati in una sequenza di regolazione che segue l'andamento illustrato nelle figure 5 e 5A.
La presente invenzione pu? essere applicata ad utensili diversi da utensili di taglio ed in particolare ad un utensile regolabile di misura, quale un sensore di misura capacitivo o pneumatico. Un sensore di misura capacitivo ? tipicamente previsto per l'inserimento entro un foro e misura il diametro del foro mediante una misura capacitiva della distanza tra il perimetro del sensore su diversi lati e la parete interna del foro. Poich? la precisione del sistema di misura tende a degradare con l'aumento della distanza tra il perimetro del sensore e la parete interna del foro, il sensore di misura pu? preferibilmente essere reso variabile in modo da poter diminuire questa distanza mediante espansione dei sensori capacitivi dell'attrezzo per adattarsi con maggiore precisione al foro. L'uso di tale sensore secondo la presente invenzione ? illustrato nella figura 8. Tale procedimento inizia da una condizione di START in cui sono state effettuate le inizializzazioni usuali del sistema. In una fase successiva 300, il sensore, in questo caso tipicamente un sensore capacitivo di diametro del foro, ? inserito in un foro da misurare e il diametro del foro ? misurato in modo capacitivo in una fase 302. Come parte dell'inizializzazione ottenuta prima della condizione di START, la posizione del foro ? nota nella memoria del sistema in modo che l'inserimento nella fase 300 possa essere effettuato con precisione.
Dopo la fase 300 si entra in una fase decisionale 304 in cui l'operazione pu? proseguire verso una condizione di uscita se il sistema ? stato programmato per effettuare una semplice misura non iterativa o pu? continuare secondo l'invenzione procedendo ad una fase decisionale 306 che A intesta. istruzioni^programma per determinare se l'operazione deve comprendere una regolazione del sensore d? misura. Se ? prevista una regolazione, l'operazione procede attraverso una fase 308 in cui l'utensile di misura ? regolato in funzione delle tecniche simili a quelle precedentemente descritte con riferimento alla regolazione di una barra alesatrice che utilizza un attrezzo montato sulla tavola verso il quale ? spinto un utensile di misura disposto sul carrello 25 del sistema o sulla tavola per indurre una espansione o contrazione prefissata dei sensori capacitivi. Per l'applicazione dell'invenzione con un sensore
di misura, un sensore tipico ? illustrato nelle figure
9A-C.
Dopo la fase 308, o la fase 306 nel caso di una indicazione di programma di non regolazione, si entra in
una fase decisionale 310 che campiona istruzioni di programma per determinare se l'operazione deve comprendere la calibratura del sensore regolato o non regolato in un foro
di riferimento. In tale caso l'operazione prosegue dalla ? g fase decisionale 310 alla fase 312 in cui il sensore rego od lato, o non regolato, ? inserito in un foro di riferimento
associato con la tavola di sopporto e, nella fase 314,
il diametro del foro del sensore regolato o non regolato
nel foro di riferimento ? letto e calibrato rispetto al
diametro noto del foro di riferimento per ottenere una calibratura della lettura del sensore quando il sistema
ritorna alla fase di esecuzione 300 per la nuova misurazione del foro. Tipicamente la regolazione ? utilizzata
per ottenere un campo pi? ampio di utilizzazione e un accoppiamento preferibile per una maggiore precisione. L'iterazione pu? proseguire attraverso diversi anelli fino a quan-& ci) KM do la fase decisionale 304 non indica che la precisione
? sufficiente per gli scopi del sistema ed il ciclo iterativo di misura ? terminato passando alla condizione di
uscita. La regolazione ad anello aperto (senza l'uso di
un foro di riferimento) pu? essere sufficientemente precisa per molte applicazioni se l'angolo di conicit? del sensore illustrato nelle figure 9A-C ? piccolo.
Le figure 9A, 9B e 9C illustrano una forma di attuazione dell'invenzione per la misura regolabile su una macchina utensile che utilizza, nella figura 9A, un sensore 320 del foro. Il sensore 320 del foro comprende un cono 322 di bloccaggio sopportato sopra un corpo centrale 324
*
contenente un modulo elettronico 325 che sar? descritto in seguito. Una coppia di bracci 326 e 328 si estendono sotto il corpo centrale 324 e sono separati da una fenditura centrale 330 che si restringe verso l?alto, verso il corpo 324. In questa fenditura 330 ? contenuto un cuneo 332 bloccato elasticamente tra sporgenze a coltello 334 e 336 dalla forza elastica diretta verso l'interno dei bracci 326 e 328. 11 cuneo 332 presenta, vicino alla sua sommit?, una barra trasversale 338 che si estende sui due lati della fenditura 330 ed ? mantenuta in posizione mediante anelli di ritenuta 340.
Lungo i lati inferiori rivolti verso l'esterno di ogni braccio 326 e 328 sono disposti rispettivamente elettrodi capacitivi 342 e 344. Ogni elettrodo 342 e 344 ? isolato dal materiale dei bracci 326 e 328 ed ? in grado di misurare la capacit? attraverso il gioco tra l'elettrodo e la superficie interna di un foro in fase di misurazione.
Conduttori 345 vanno dagli elettrodi 342 e 344 al modulo
elettronico 325. Il modulo 325 comprende tipicamente un
circuito elettronico, che pu? essere alimentato a batteria,
per realizzare una conversione del gioco misurato per via
capacitiva tra ogni elettrodo 342 e 344 e la parete interna
del foro in una frequenza corrispondente che ? quindi trasmessa per via elettromagnetica ad un opportuno ricevitore
346, tipicamente disposto sulla parte non rotante del centro
di lavorazione meccanica. Il ricevitore 346 fornisce un
a segnale opportunamente demodulato all'elaboratore di segnale 31 illustrato nella figura 1A.
Durante il funzionamento la regolazione della di-? ca stanza tra gli elettrodi capacitivi 342 e 344 e la parete
del foro ? effettuata mediante un movimento della barra
338 verso l'alto o verso il basso in impegno con un attrezzo 348 montato sulla tavola. Il movimento verticale della
barra 338 ? prodotto dal movimento lungo l'asse Z del mandrino 14 sul carrello 26. Il movimento del carrello di
un valore prefissato per produrre la regolazione desiderata del sensore ? ottenuto in conformit? con gli insegnamenti precedenti relativi alla regolazione dell'utensile
di foratura.
Un sensore regolabile tipico secondo la presente
'invenzione sar? previsto per misurare un foro avente un
diametro nominale, ad esempio un foro avente un diametro
di un pollice (25,4 millimetri). Il sensore sar? regolabile in un campo di regolazione di 0,01 pollici (+0,254 millimetri) con un guadagno meccanico di 100 ad 1 tra la separazione prodotta tra gli elettrodi 342 e 344 ed il movimento
applicato alla barra 338.
Il sistema e gli utensili di lavorazione meccanica precedentemente descritti permettono di ottenere una automazione molto maggiore e una maggiore precisione nel funzionamento della macchina utensile. La descrizione particolare
? soltanto esemplificativa, e l'ambito dell'invenzione
? descritto nelle rivendicazioni seguenti. n_ cA RIVENDICAZIONI *?.
t=* 3 1. Sistema di macchina utensile regolabile per la C_3*?
CJ3 lavorazione di un pezzo, comprendente: ? un utensile di taglio destinato ad impegnarsi con
un pezzo per realizzarne una lavorazione;
mezzi per azionare l'utensile suddetto di taglio
contro il pezzo suddetto per realizzarne la lavorazione;
un porta-utensile per bloccare l'utensile suddetto
di taglio;
in cui l'utensile suddetto di taglio ? regolabile
come dimensione di taglio entro il porta-utensile suddetto
mediante un movimento di un controllo dell'utensile suddetto di taglio;
un attrezzo di regolazione;
mezzi per provocare l'impegno dell'utensile suddetto di taglio con l'attrezzo suddetto per ottenere una regolazione dell'utensile suddetto di taglio di un incremento prefissato della dimensione di taglio mentre l'utensile
suddetto di taglio ? bloccato sul porta-utensile suddetto.
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, comprendente
inoltre:
mezzi per sopportare il pezzo suddetto e l'attrezzo suddetto insieme per un movimento prodotto dai mezzi
suddetti di comando rispetto all'utensile suddetto di ta-Z
? glio. eLU.
cd 3. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi
coa *7 suddetti per provocare l'impegno comprendono mezzi per cS CJ
C*=J azionare il controllo suddetto dell'utensile mediante l'at mc
trezzo suddetto in una misura corrispondente all1increm?nto
prefissato suddetto.
4. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi
suddetti per provocare l'impegno comprendono:
mezzi per misurare la dimensione lavorata del pezzo
suddetto; e
mezzi per determinare l'incremento prefissato suddetto in funzione della dimensione lavorata misurata.
? 5. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui l'utensile suddetto di taglio comprende un mezzo di serraggio
liberabile mediante l'attrezzo che permette la regolazione dell'utensile mediante un movimento del controllo suddetto nella condizione di liberazione.
6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui il mezzo suddetto di comando pu? essere azionato per impartire un movimento relativo tra l'utensile suddetto e l'attrezzo in una prima direzione in modo da provocare l'impegno dell'attrezzo suddetto per liberare il mezzo suddetto di serraggio e un movimento in una seconda direzione indipendente per produrre la regolazione dell'utensile mediante il controllo suddetto.
7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui il controllo suddetto comprende inoltre un mezzo elastico per spingere l'utensile di taglio verso una posizione di regolazione di riferimento.
8. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui l'utensile suddetto di taglio comprende inoltre:
un codolo avente un primo asse centrale;
in cui il codolo suddetto termina con una estremit? conica convergente avente un secondo asse centrale parallelo e spostato rispetto al primo asse suddetto;
in cui l'utensile suddetto di taglio comprende inoltre un collare avente un'estremit? circolare convergente corrispondente all'estremit? convergente del codolo suddetto per permettere una rotazione del collare suddetto intorno al codolo suddetto;
in cui il mezzo suddetto di serraggio comprende
un mezzo per spingere elasticamente le estremit? convergenti suddette l'una contro l'altra; e
in cui il controllo suddetto di regolazione comprende un mezzo per far ruotare il collare suddetto intorno
al codolo suddetto;
in cui il collare suddetto comprende una punta
di taglio montata sul collare.
9. Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui l'estremit? convergente suddetta del codolo ha una forma conica
a maschio e l'estremit? convergente suddetta del collare
ha una forma conica a femmina.
10. Sistema di macchina utensile regolabile secondo
la rivendicazione 9, in cui il mezzo suddetto di serraggio comprende inoltre un mezzo a perno azionabile per liberare
il mezzo suddetto di serraggio.
nBA? K sTOSE WCICAfflM - J 11. Sistema di macchina,utensile regolabile secondo
la rivendicazione 10, in cui il mezzo suddetto a perno comprende un mezzo azionabile mediante un movimento assiale relativo tra l'attrezzo suddetto e l'utensile suddetto
per provocare la liberazione del mezzo suddetto di serrag^?
gio.
12. Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui il
mezzo suddetto a perno comprende;
un mezzo azionabile per trasformare un movimento relativo di traslazione tra l?utensile suddetto e l'attrez?
zo suddetto in un movimento di rotazione del mezzo suddetto
a perno; e
un mezzo per separare le parti convergenti suddet?
te con la rotazione del mezzo suddetto a perno.
13. Sistema secondo la rivendicazione 12, comprendente
inoltre:
un arresto montato sull'attrezzo; e
un perno di comando montato sul collare suddetto,
parallelo e disposto radialmente all'esterno del secondo
asse centrale suddetto ed in grado di impegnarsi con l'ar?
resto suddetto per creare una coppia di rotazione del colla ?J < , U-l& re suddetto rispetto al codolo suddetto in risposta ad
u un movimento relativo di traslazione tra l'utensile suddet?
to e l'arresto suddetto.
14. Barra alesatrice regolabile di un sistema di mac?
china utensile, comprendente:?
un codolo avente un primo asse centrale;
in cui il codolo suddetto termina con una estremit?
conica convergente avente un secondo asse centrale paralle?
lo e spostato rispetto al primo.asse suddetto;
un collare avente un'estremit? circolare conver?
gente corrispondente all'estremit? convergente del codolo
suddetto per permettere la rotazione del collare suddetto
intorno al codolo suddetto;
un mezzo di serraggio per spingere elasticamente
le estremit? convergenti suddette l'una contro l'altra
in modo da ottenere il serraggio di un'estremit? convergente sull'altra;
un mezzo sensibile ad 'una prima forza esterna per separare le estremit? convergenti suddette;
un mezzo sensibile ad una seconda forza esterna
per far ruotare il collare suddetto intorno al codolo suddetto quando le estremit? convergenti suddette sono separate ; e
una punta di taglio montata sul collare suddetto.
15. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 1, in
cui il mezzo suddetto di separazione ed il mezzo suddetto
di rotazione sono destinati a rispondere a forze che sono perpendicolari fra loro.
16. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 14,
in cui l'estremit? convergente suddetta del codolo ha una
forma conica a maschio e l'estremit? convergente suddetta
del collare ha una forma conica a femmina.
17. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 16,
in cui il mezzo suddetto di serraggio comprende inoltre
COMA) un mezzo a perno azionabile per separare le estremit? con B/? vergenti suddette.
18. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 17, ORI*? in cui il mezzo suddetto a perno comprende un mezzo azionabile mediante un movimento relativo assiale tra l'attrezzo
suddetto e l'utensile suddetto per applicare una forza di separazione tra le estremit? convergenti suddette.
19 Barra alesatrice secondo la rivendicazione 17,
in cui il mezzo suddetto a perno comprende:
un mezzo azionabile per trasformare un movimento
relativo di traslazione dalla prima forza suddetta in un
movimento di rotazione del mezzo suddetto a perno; e
un mezzo per separare le parti convergenti suddet?
te con la rotazione del mezzo suddetto a perno.
20. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 19, comprendente inoltre:
un perno di comando montato sul collare suddetto,
c A parallelo e disposto radialmente verso l'esterno rispetto Si al secondo asse centrale suddetto e sensibile alla seconda ?-?CO forza suddetta in modo da creare una coppia di rotazione
del collare suddetto rispetto al codolo suddetto.
21. Procedimento per l'azionamento di un sistema di
macchina utensile, comprendente le seguenti fasi:
impegno di un utensile regolabile in un attrezzo
associato con un centro di lavorazione per regolare l'utensile suddetto in coordinate riferite al centro suddetto
di lavorazione inmodo da produrre una regolazione dell'uten
sile suddetto ad una dimensione desiderata di taglio;
la lavorazione di un pezzo con l'utensile suddetto
cos? regolato;
la misura della dimensione lavorata del pezzo suddetto in coordinate riferite al centro suddetto di lavorazione;
un nuovo impegno dell'utensile suddetto nell'attrezzo suddetto in modo da ottenere un'ulteriore regolazione della dimensione di taglio lavorata rispetto alle coordinate del centro suddetto di lavorazione, in cui l'ulteriore regolazione suddetta ha un valore corrispondente alla differenza tra la dimensione misurata ed una ulteriore dimensione desiderata di lavorazione; e
una nuova lavorazione del pezzo suddetto con l'utensile suddetto cos? ulteriormente regolato per produrre la ulteriore dimensione desiderata suddetta di lavorazione.
22. Procedimento secondo la rivendicazione 21, in cui le fasi suddette di impegno e di nuovo impegno comprendono inoltre la fase iniziale consistente nel ripristino dell'utensile suddetto ad una dimensione di riferimento prima della regolazione dell'utensile suddetto alla dimensione iniziale o alla ulteriore dimensione desiderata.
23. Procedimento secondo la rivendicazione 21, comprendente inoltre la fase consistente nel ripetere la fase suddetta di nuovo impegno e di nuova lavorazione per un numero selezionato di volte, in cui ogni ulteriore dimensione desiderata aumenta progressivamente verso una dimensione finale di lavorazione.
24. Procedimento secondo la rivendicazione 21, 22 o 23, in cui le fasi suddette di impegno e di nuovo impegno comprendono le fasi consistenti nell'azionare l'utensile suddetto contro un arresto associato con l'attrezzo suddetto per una distanza corrispondente alla misura in cui l'utensile suddetto deve essere regolato per produrre rispettivamente le dimensioni iniziali suddette e le ulteriori dimensioni desiderate_suddette.
25. Procedimento secondo la rivendicazione 21, in cui l'utensile suddetto ? costituito da una barra alesatrice. 26. Procedimento secondo la rivendicazione 25, in cui la fase suddetta di misura comprende la misura del diametro del foro.
27. Procedimento secondo la rivendicazione 21 o 26, in cui la fase suddetta di misura comprende la fase consistente nell1applicare un sensore di contatto alla dimensione lavorata del pezzo suddetto-e misurarne la dimensione per mezzo di un interferometro.
28. Sistema regolabile di utensile per una macchina utensile, comprendente:
un utensile regolabile destinato ad impegnarsi con un pezzo;
un attrezzo associato con il pezzo suddetto in corrispondenza al sistema suddetto di macchina utensile;
un mezzo per azionare l'utensile regolabile suddetto rispetto al pezzo suddetto e all'attrezzo suddetto;
e
in cui l'utensile suddetto comprende un controllo
in grado di impegnarsi con l'attrezzo suddetto e agente
in risposta all'azionamento da parte del mezzo suddetto
di azionamento in modo da produrre una regolazione dell'utensile suddetto.
29. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 28, in cui l'utensile regolabile suddetto comprende un attrezzo di misura di dimensione.
30. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 29, in cui:
l'attrezzo suddetto di misura di dimensione comprende almeno un elemento destinato a misurare la distanza
fra l'elemento stesso ed una superficie del pezzo suddetto; e
il controllo suddetto comprende un mezzo per regolare la posizione dell'elemento suddetto rispetto all'attrezzo suddetto di misura di dimensione.
31. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 30, in cui:
COMA
\o l'attrezzo suddetto di misura di dimensione comprende un sensore per misurare il diametro di un foro nel pezfi*? zo;
sono previsti almeno due elementi destinati ad
una misura capacitiva della distanza tra questi elementi
ed una superficie del foro suddetto nel pezzo; e
il controllo suddetto ? destinato a variare la separazione tra gli elementi suddetti.
32. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 29, 30 o 31, comprendente inoltre:
un foro di riferimento di diametro prefissato;
e
in cui il mezzo suddetto di azionamento comprende
un mezzo per applicare l'attrezzo suddetto di misura di dimensione al foro suddetto di riferimento per la calibra E tura dell'attrezzo suddetto di misura di dimensione e suct= c n cessivamente per applicare l'attrezzo suddetto di misura et CJ
di dimensione al foro suddetto nel pezzo. ?to 33. Sistema regolabile di utensile secondo la riven- ? dicazione 29, 30 o 31, in cui:
il mezzo suddetto di azionamento ? destinato ad applicare l'utensile regolabile suddetto al pezzo suddetto
per misurarne una dimensione;
il mezzo suddetto di azionamento ? inoltre destinato ad applicare l'utensile regolabile suddetto all'attrezzo suddetto per ottenerne una regolazione, in modo che l'attrezzo suddetto di misura di dimensione agisca in modo
da misurare il pezzo suddetto entro un suo campo prefissato
di misura; e
in cui il mezzo suddetto di azionamento ? inoltre destinato ad impegnarsi successivamente con il pezzo suddetto per misurarne la dimensione entro il campo suddetto
prefissato di misura
34. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 38, in cui l'utensile regolabile suddetto comprende
un utensile di taglio avente una punta di taglio.
35. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 34, in cui:
li controllo suddetto dell'utensile comprende inoltre un mezzo di bloccaggio allentabile per la punta suddetia di taglio dell'utensile suddetto di taglio; e
il controllo suddetto comprende inoltre un mezzo Lu<L <C_?D1 azionabile dall'attrezzo per produrre una regolazione della o ?(? dimensione di taglio della punta suddetta di taglio dell'utensile suddetto di taglio.
36. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 35, in cui il mezzo suddetto di azionamento comprende
inoltre:
un mezzo destinato alla regolazione dell'utensile
suddetto di taglio con l'attrezzo suddetto ad una dimensione prefissata di taglio; e
un mezzo per eseguire un'Operazione prefissata
di taglio sul pezzo suddetto mediante l'utensile suddetto
di taglio cos? regolato
37. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 36, comprendente inoltre un mezzo per produrre
un azionamento ripetuto del mezzo suddetto di regolazione
di taglio e del mezzo suddetto per l'esecuzione del taglio.
38. Procedimento per 11azionamento di un utensile regolabile per una macchina utensile, comprendente:
l'azionamento di un utensile regolabile destinato
ad impegnarsi con un pezzo rispetto al pezzo suddetto e
ad un attrezzo ad esso associato; e
l'impegno di un controllo dell'utensile suddetto
con l'attrezzo suddetto durante l'azionamento suddetto
per produrre una regolazione dell'utensile suddetto.
39. Procedimento secondo la rivendicazione 38, in cui:
l'utensile suddetto comprende almeno un elemento destinato-a misurare la distanza tra l'elemento stesso
ed una superficie del pezzo suddetto; e
la fase suddetta di impegno del controllo comprende
&A PERANSETI CATCCIOBAC JA la regolazione della posizione dell'elemento suddetto rispetto all'utensile suddetto nel suo insieme.
40. Procedimento'secondo la rivendicazione 39, in cui:
l'utensile suddetto comprende un sensore per misurare il diametro di un foro nel pezzo;
sono previsti almeno due elementi destinati ad
una misura capacitiva della distanza tra gli elementi stessi ed una superficie del foro suddetto nel pezzo; e
la fase suddetta di impegno del controllo comprende la variazione della separazione tra gli elementi suddetti.
41. Procedimento secondo la rivendicazione 39 o 40, in cui:
la fase suddetta di azionamento comprende la fase consistente nell1applicare l'utensile suddetto ad un foro di riferimento per la calibratura dell?utensile suddetto e successivamente nell' applicare l?utensile suddetto al foro suddetto nel pezzo.
42. Procedimento secondo la rivendicazione 39 o 40, in cui la fase suddetta di azionamento comprende le fasi ?
consistenti
meli'applicare l'utensile regolabile suddetto al pezzo suddetto per misurarne una dimensione, in modo che l'utensile suddetto agisca in modo da misurare il pezzo suddetto entro un suo campo prefissato di misura; e
.Tnell'impegno con il pezzo suddetto per misurarne 13? dimensioni,entro il campo prefissato suddetto di misura. 43. Procedimento secondo la rivendicazione 38, in cui:
la fase suddetta di impegno del controllo dell'utensile comprende la fase consistente nel liberare un mezzo di bloccaggio allentabile dell'attrezzo per una punta di taglio dell'utensile suddetto; e
la produzione di una regolazione della dimensione di taglio della punta suddetta di taglio dell ' utensile
* suddetto.
' ? 44. Procedimento secondo la rivendicazione 43, in cui f
? la fase suddetta di azionamento comprende inoltre le seguenti fasi:
regolazione dell'utensile suddetto con l'attrezzo suddetto ad una dimensione prefissata di taglio; e
esecuzione di un'operazione?prefissata di taglio sul pezzo suddetto mediante l'utensile suddetto cos? regolato.
45. Procedimento secondo la rivendicazione 44, comprendente inoltre la fase consistente nel ripetere le fasi
>,,
, suddette di regolazione e di esecuzione per rimuovere successivamente quantit? maggiori di materiale dal pezzo suddetto.
Pgp l 1JNCOA^.BHIICVAC.
C.0IUL I
RI*? Numero di Serie: 345752
Data di deposito: 4*2.1982
Classe: 279 Sottoclasse: Grappo: 324 Richiedente/i: John R. Lawson, Lincoln, Ma.; Raymond B. Harlan, Wayland, Ma.;
Keith Glick, Needham, Ma.
(proseguono dati)
(controllato)
Domande estere/PCT
(controllato)
Priorit? estera rivendicata ! ! si !_! no
a norma dell ' art. 35 USC 119 !_J si ! ! no
ALL'ATTO DEL DEPOSITO:
Stato o Paese: MA
Tavole disegni: 12 Totale rivendicazioni: 45 Rivendicaz. indipendenti: 5
Tasse di deposito versate: $ 193 Numero di riferimento dell 'agente: CSDL-891
Indirizzo: Weingarten, Schugrin & Gagnebin
One State St .
Boston, MA 02109
Titolo:
Sistema di lavorazione meccanica regolatile e procedimento per il suo impiego
Con la presente si certifica che l 'allegato ? una copia autentica dagli Archivi dell 'Ufficio Brevetti e Marchi degli Stati Uniti della domanda cos? come originariamente depositata
e qui sopra identificata.
Per incarico del Commissario dei Brevetti e Marchi
f.to M.R. Johnson
Funzionario addetto alle legalizzazioni
Data: 8 febbraio 1983
345752
DOMANDA DI BREVETTO
A TUTTI COLORO AI QUALI PU?' INTERESSARE,
sia noto che John R. Lawson, cittadino statunitense e domiciliato a Lincoln,Massachusetts 01773, Raymond B.Harlan, cittadino statunitense e domiciliato a Wayland,Massachusetts 01778, ? e Keith Glick, cittadino statunitense e domiciliato a Needham, Massarchusetts 02193? hanno inventato certi nuovi e utili perfezionamenti in relazione ad un "sistema di lavorazione meccanica regolabile e ??' procedimento per il suo impiego" di et? segue una descrizione:
h
S RIASSUNTO oUJ. Sistema di macchina utensile comprendente un utensile regolabile montato in un porta-utensile o mandrino e
disposto mobile rispetto ad un portapezzo mobile, in cui
le regolazioni dell'utensile sono ottenute mediante un
movimento differenziale controllato tra il porta-utensile
ed un attrezzo di'regolazione sul porta-pezzo. Il portapezzo
? spostato in modo da impegnarsi con l'utensile nell'attrezzo, e da questa condizione un ulteriore movimento relativo
sblocca un organo di serraggio dell'utensile e produce
una regolazione desiderata nell'utensile. Applicazioni
tipiche di regolazione dell'utensile comprendono la taratura di un raggio di taglio di una barra alesatrice (o la
taratura di una dimensione di misura). Le regolazioni posso-
F GM/f
? \ ?
no essere effettuate ad anello aperto in base alla calibratura anteriore della regolazione dell'utensile in funzione dell'estensione del movimento del porta-pezzo o ad anello
chiuso in cui si effettua un taglio iniziale (o una misura
iniziale) mediante una regolazione dell'utensile ad anello
aperto con regolazioni successive basate su una-misura
effettuata sulla dimensione (o misura) effettiva di taglio dell'utensile. Le variazioni incrementali desiderate delle
dimensioni (o delle misure) di taglio sono quindi effettuate attraverso un movimento incrementale corrispondente
del porta-pezzo. Iterazioni di misura e di regolazione
ad anello chiuso eliminano largamente gli errori di dimensione dell'utensile dovuti a modifiche elei fissaggio T?el
mandrino, dilatazioni termiche, spostamenti posizionali ou nel movimento della macchina, effetti dovuti a fenomeni
di punto di contatto dell'utensile, deformazioni dinamiche
dovute alla velocit?, usura graduale dell'utensile e cedimento alla forza applicata tra l'utensile ed il pezzo.
Queste misure per una regolazione iterativa possono essere
effettuate con sistemi di misura manuali o automatici,
separati o integrali con il sistema di utensile regolabile
della macchina. Il meccanismo di regolazione dell'utensile
pu? essere provvisto di un guadagno meccanico notevole
per aumentare in misura corrispondente la precisione nella
regolazione dell'utensile.
Campo dell1invenzione
La presente invenzione si riferisce alle macchine
utensili, ed in particolare ai sistemi di macchina utensile
aventi un utensile regolabile.
Sfondo dell'invenzione
La foratura di precisione, tipicamente con una tolt
leranza sul diametro minore di 0,001 pollice (0,0254 millimetri) ? generalmente un'operazione costosa e difficile,
non facilmente adattabile ad una linea di produzione o ad
un uso di alta efficienza. La natura difficile di tali
operazioni di lavorazione ? dovuta a diverse sorgenti di
errore che diminuiscono notevolmente la precisione di tali
operazioni di foratura e sono intrinseche intali operazioni, come precedentemente attuate. Un'area principale di
tali errori ? dovuta alla differenza tra la misura statica
del diametro di foratura dell'utensile e il foro effettivo
che l'utensile produce durante il funzionamento. Tali differenze possono essere dovute a molti fattori, comprendenti
N1T & PERAACG CASETCC1 JABA -A8P... l'usura e la contaminazione della superf?cie di taglio sia
prima sia durante il taglio, la natura variabile dei materiali formanti la superficie di taglio, e dei materiali che
determinano la rigidezza globale dell'utensile e l'errore
di scentratura. La natura del pezzo pu? avere un effetto
significativo sulla variazione del diametro del foro effettivamente prodotto. La temperatura dell'utensile di taglio
e del pezzo ha influenza sul foro risultante. Una seconda area principale di difficolt? ? dovuta ad errori attribuibili ai fissaggi successivi di un utensile di lavorazione nel mandrino di comando. Questi errori dovuti alle
operazioni successive di fissaggio sono dovuti in parte a
variazioni della posizione relativa tra l'utensil? ed il
mandrino, a variazioni della geometria superficiale locale
dell'utensile e del mandrino, a variazioni della forza di
trazione alla barra e alla presenza di contaminanti tra le
superfici di serraggio.
In un tipo di operazione di foratura di alta precisione si effettuano una pluralit? di passate attraverso
lo stesso foro per ottenere diametri del foro gradualmente
crescenti verso un diametro finale desiderato. Per ogni
passata di diametro maggiore, si deve rimuovere una quantit? minima di materiale affinch? lo spigolo di taglio possSL
operare sotto la regione di indurimento superficiale. Cos?
non ? possibile ottenere un taglio di finitura accurata RIANTT & PEOA JACBAU CASEC -mediante un procedimento ad incrementi molto piccoli. La
passata finale-di lavorazione deve rimuovere una quantit?
notevole di materiale e la sua precisione finale ? soggetta
ad una certa indeterminazione. Le percentuali di scarto
dei fori finiti possono cos? essere elevate. Alcuni di
questi inconvenienti possono essere evitati misurando il
foro dopo ogni passata per determinare il suo diametro
i 4.
effettivo e, utilizzando un utensile di foratura regolabile, effettuandouna regolazione dell'utensile in base all'aumento desiderato del diametro del foro. Tali operazioni
sono tuttavia eccessivamente lente, poich? comportano lunghe interazioni uomo-macchina che interrompono l'attivit?
della linea di produzione e assoggettano l?operazione di
regolazione ad errori da parte dell'operatore.
Sommario dell'invenzione
Nella presente invenzione un utensile regolabile
? sopportato da una macchina utensile ed azionato da quest'ultima per operazioni di taglio o di misura. I movimenti
della macchina utensile sono utilizzati per produrre una
regolazione dell'utensile in un anello aperto o chiuso
per migliorare la precisione e l'efficienza.
Secondo una forma di attuazione della presente
invenzione, si realizza un sistema di lavorazione meccanica
regolabile in cui un utensile regolabile di taglio, quale
un utensile di foratura, ? montato su un mandrino rotante ANRITT & PEA JCOB CASEACCIA -A ap.. sopra un porta-pezzo mobile. L'utensile di taglio comprende
un meccanismo di regolazione che pu? selettivamnte impegnarsi con un attrezzo sul porta-pezzo per permettere la regolazione della dimensione del raggio di taglio in una procedura di regolazione utilizzando una combinazione precisa
di movimenti rispetto all'asse della macchina del porta--pezzo rispetto all'utensile di taglio.
5.
Nel funzionamento ad anello chiuso, il valore del movimento della tavola richiesto per ottenere un raggio
successivo desiderato di taglio ? determinato dalla misura
del taglio precedente, la cui dimensione ? stata determinata utilizzando la procedura di regolazione dell'attrezzo.
La quantit? di materiale addizionale che deve essere asportato dal pezzo ? utilizzata per determinare un movimento
prefissato che permette di ottenere una variazione incrementale della posizione dello spigolo di taglio dell'utensile
rispetto alle stesse coordinate della tavola che posizionavano inizialmente l'utensile. In questo modo gli errori
S
a. risultanti dalla differenza tra la misura statica delle c? caratteristiche di taglio dell'utensile e il taglio dinami ? ? s co effettivo e gli errori di fissaggio sul mandrino sono cuj completamente evitati, e nello stesso tempo l'efficienza di produzione pu? essere migliorata automatizzando la
regolazione dell'utensile in modo da ottenere un taglio
finale finito di dimensione desiderata con notevole precisione.
Nel funzionamento ad anello aperto, l'utensile
di taglio ? regolato senza utilizzare fasi iterative di
misura, di regolazione e di taglio. L'utensile mentre si
impegna con gli attrezzi ? invece regolato mediante un
movimento del porta-pezzo calcolato in modo da ottenere
un raggio desiderato di taglio. La correlazione tra il
6.
raggio di taglio e la posizione del porta-pezzo ? precedennon.
temente determinata. L'operazione ad anello aperto^permette
normalmente di ottenere la stessa precisione elevata dell'operazione ad anello chiuso, tipicamente in frazioni di
millesimo di pollice.
L'uso del movimento del porta-pezzo per effettuare
la regolazione dell'utensile nel modo di funzionamento
ad anello aperto mette in relazione il raggio di taglio dell'utensile con il movimento pi? facilmente controllato
e comandato del sopporto attraverso il suo sistema automatico o manuale di posizionamento e perci? semplifica le
procedure di regolazione e riduce la possibilit? di errori dell'operatore. Il funzionamento ad anello aperto migliora
inoltre il rendimento accelerando la sequenza di lavorazione.
Secondo una forma preferita di attuazione 1'utensile di taglio comprende una barra alesatrice. La barra ?
fissata in un mandrino rotante e condotta contro un pezzo flANI &TTA PE J CACOBACCIASE -contenuto sul porta-pezzo mobile. L'utensile di taglio
produce un foro avente un diametro corrispondente alla
posizione di una punta di taglio disposta intorno alla
periferia inferiore della barra alesatrice. La regolazione dell'utensile ? ottenuta fissando la punta di taglio ad
un collare che si accoppia con il codolo dell'utensile
di taglio e pu? ruotare intorno ad un asse leggermente
l eccentrico rispetto all'asse di rotazione del mandrino.
Un meccanismo di bloccaggio sollecitato elasticamente fornisce una forza che fissa il collare sul codolo in modo da
bloccarlo durante la foratura da parte dell'utensile. Il
meccanismo di fissaggio secondo una forma di attuazione
? accessibile sul fondo dell'utensile con una leva che
si pu? impegnare con l'attrezzo sul porta-pezzo per liberare il collare e permetterne la rotazione intorno al codolo.
La rotazione del collare ? indotta portando un arresto
sull'attrezzo del porta-pezzo contro una perno o bordo
del collare per produrre la rotazione prefissata del colla-? re che, a causa del posizionamento eccentrico del collare, t? varia il raggio di taglio dell'utensile in misura corrispon ?4
H* S-dente. Un elevato guadagno meccanico inserito nel meccani E3 s smo di fissaggio permette la liberazione del collare appli s cando alla leva una forza di liberazione che costituisce
soltanto una frazione della forza che fissa il collare
al codolo. Ci? evita elevate forze di liberazione che potrebbero disturbare il bloccaggio dell'utensile.
Con un utensile di foratura inizialmente bloccato
nel mandrino, l'utensile ? impegnato nell'attrezzo montato
e condotto dal sopporto in cui una sequenza di movimenti
precisi regola l'utensile ad un raggio prefissato di taglio, notevolmente minore del raggio finale desiderato.
Il foro nel pezzo ? quindi realizzato, o allargato, con
8.
\
questa regolazione dell'utensile ed il suo diametro effettivo dopo la foratura ? determinato mediante mezzi di misura
manuali o automatici. Utilizzando una relazione nota, la
differenza tra la dimensione del foro effettivo e la dimensione del foro finale desiderato o del foro successivo
in un'operazione di foratura multipla ? trasformata in
una posizione corrispondente dell'attrezzo di sopporto
che permette di ottenere una regolazione dell'utensile
ad un raggio di taglio che produca la nuova dimensione
del foro. L'utensile ? quindi reinserito nell'attrezzo
ed il meccanismo di bloccaggio di regolazione ? sbloccato
O?LO -mediante un movimento relativo del mandrino dell'utensile c<J e del porta-pezzo. Il porta-pezzo ? nuovamente azionato I I
in una misura specifica per produrre l'incremento corrispon-<? 03 dente del raggio di taglio. Il meccanismo di regolazione S 3 ? quindi nuovamente bloccato mediante un movimento del
porta-pezzo in modo che il raggio di taglio sia saldamente
fissato in posizione. Il pezzo ? quindi disposto sotto
l'utensile regolato ed il foro ? allargato in conformit?
con il nuovo raggio di taglio dell'utensile. Ci? permette
di ottenere un diametro maggiore del foro, senza errori
di fissaggi successivi del mandrino ed in cui la regolazione ? basata sul taglio dinamico vero e proprio dell'utensile in contrasto con una calibratura statica. Ci? assicura
un'operazione di foratura di precisione pi? accurata e
9.
ripetibile con qualsiasi diametro del foro desiderato entro il campo dell'utensile, su una base automatica compatibile
con richieste di elevata efficienza, ad esempio in linee
di produzione.
Il movimento del porta-pezzo pu? essere accuratamente controllato utilizzando comandi normalizzati di posizione e tecniche-associate di misura che si trovano normalmente nelle macchine utensili. Per l'uso in un sistema di
lavorazione meccanica ad anello chiuso di elevata precisione, ? possibile prevedere un interferometro laser per assicurare una precisione di misura compat-i?ile con la elevata
capacit? di precisione della presente invenzione. La misura
del diametro del foro ? tipicamente effettuata mediante
sensori di contatto di precisione che si impegnano con
il foro e misurano il suo diametro tra i bordi sotto un
movimento controllato del porta-pezzo. Il movimento del
porta-pezzo tra contatti opposti di bordo ? determinato
dal sistema di comando del porta-pezzo o dall'interferome & PEIRANSETAOCT JACBACI CA * tro separato quando si desidera una misura pi? precisa.
Una barra alesatrice avente un ampio campo di regolazione ? prevista come caratteristica dell'invenzione
per aumentare l'efficienza della linea di produzione aumentando il campo di fori che possono essere realizzati con
lo stesso numero di utensili nel porta-pezzo. Per la stessa
operazione di foratura, il numero di utensili utilizzati
? minore, riducendo inoltre la frequenza di fissaggi successivi del mandrino necessari. Secondo un'altra forma
di attuazione della presente invenzione, l'utensile regolabile comprende un utensile di misura di tipo meccanico,
elettrico o elettromeccanico, avente una regolazione fisica
o elettrica nei suoi elementi di misura. Ci? permette la
calibratura dell'utensile o, quando lo si desidera, il
suo funzionamento con un campo lineare di misura. In quest'ultimo caso l'utensile ? tipicamente regolato mediante
un attrezzo montato su un sopporto in modo che la dimensione misurata cada entro un campo specifico in cui gli elemen ?? oc ti di misura hanno un funzionamento lineare. Nel primo
caso l'utensile regolato ? dapprima applicato per individua iC/3
3 re una dimensione di riferimento da cui il suo funzionamen U CJ> to ? calibrato secondo una relazione nota tra l'uscita I dell'utensile e la dimensione.
Nelle due forme di attuazione dell'invenzione,
l'operazione di regolazione dell'utensile comporta tipicamente una funzione di sbloccaggio e di bloccaggio e una
funzione di regolazione. Queste funzioni sono funzioni
tipicamente separate prodotte mediante movimenti relativi
indipendenti ed ortogonali tra l'utensile e l'attrezzo
montato sul porta-pezzo. Su una macchina utensile sono
disponibili tre movimenti indipendenti di traslazione (X,
Y e Z) per svolgere queste funzioni. Quando ? necessario
11.
o vantaggioso una rotazione pu? essere aggiunta o sostituita come movimento disponibile per svolgere una o entrambe
le funzioni o aggiungere un controllo dimensionale addizionale.
La regolazione dell'utensile ? tipicamente ottenuta
mediante un movimento laterale o una rotazione eccentrica
di un elemento,dell'utensile.
Diverse forme di attuazione della presente invenzione utilizzano diverse geometrie di regolazione dell'utensile per permettere un campo significativo di guadagno
meccanico. Le forze richieste dalla funzione di regolazione e.
di bloccaggio sono ridotte ad una piccola percentuale delle ? t? forze normalmente sviluppate nell'utensile quando l'utensi P4
? 4 3?-le di taglio si impegna con il pezzo. Eo5 s Diversi meccanismi di bloccaggio sono utilizzati s secondo le diverse forze di serraggio desiderate. Due di
tali meccanismi comprendono un carico diretto di superfici di serraggio di forma conica mediante molle Belleville,
e una compressione di rotazione attraverso le superfici
di serraggio mediante una vite caricata elasticamente.
In forme di attuazione in cui le forze di serraggio sono
ortogonali alle forze di lavorazione, si utilizzano morsetti ad attrito laterale.
La presente invenzione pu? essere utilizzata con
utensili di taglio e di misura in diverse applicazioni
addizionali, quali procedimenti di lavorazione per la misura, il rilevamento, la formatura, l'alesatura, la fresatura
e altre operazioni di produzione su pezzi.
Breve descrizione del disegno
Queste ed altre caratteristiche della presente
invenzione sono descritte pi? dettagliatamente nella descrizione dettagliata seguente e nei disegni annessi, nei quali:
la figura 1A rappresenta un diagramma schematico
di un sistema di macchina utensile secondo la presente
invenzione in un modo di lavorazione;
la figura 1B rappresenta il diagramma schematico
della forma di attuazione della figura 1A in un modo di E ?3 misura; 4 iA ?* la figura 1C rappresenta il diagramma schematico Eu5
3 della forma di attuazione illustrata nella figura 1A in 8
S
un modo di regolazione dell'utensile;
la figura 2A rappresenta una vista in sezione trasversale di una forma di attuazione di un utensile regolabile di foratura utilizzabile nel sistema di lavorazione
meccanica con lo spigolo di taglio in una condizione fissata adatta per il taglio;
la figura 2B rappresenta una vista in sezione trasversale dell'utensile illustrato nella figura 2A con lo
spigolo di taglio liberato per la regolazione;
la figura 3 rappresenta una vista esplosa dell'uten-\
13.
\
i
I
sile illustrato nelle figure 2A e 2B;
la figura 4A rappresenta una vista schematica di
estremit? di un utensile regolabile di foratura che illustra la caratteristica di regolazione di una superficie
di taglio utilizzzabile nel sistema di lavorazione meccanica;
la figura 4B rappresenta la relazione geometrica
di regolazione della figura 4A, e serve per spiegare il
funzionamento del presente utensile di foratura;
la figura 5 rappresenta un diagramma di flusso
che illustra una sequenza tipica di funzionamento del sistema di macchina utensile ad anello chiuso secondo l'invenzione;
la figura 5A rappresenta un diagramma di flusso
che illustra una sequenza tipica di funzionamento del sistema di macchina utensile ad anello aperto secondo l'invenzione;
la figura 6A rappresenta una vista di estremit?
& PRAN1E CASEHACOBAC JACI -????.? di una forma alternativa di attuazione di un utensile di
foratura secondo la presente invenzione;
la figura 6B rappresenta una vista laterale in
sezione trasversale dell'utensile di foratura illustrato
nella figura 6A;
la figura 7A rappresenta una vista di estremit?
di una ulteriore forma alternativa di attuazione di un
\ 14.
utensile di foratura secondo la presente invenzione;
la figura 7B rappresenta una vista laterale in
sezione trasversale dell'utensile di foratura illustrato
nella figura 7A;
la figura 7C rappresenta una vista laterale in
pianta dell'utensile di foratura illustrato nella-figura
7A, che illustra una leva di fissaggio della punta di taglio in posizione di impegno;
la figura 7D rappresenta la vista della figura
7C con la leva di fissaggio disinserita;
la figura 8 rappresenta un diagramma di flusso
di una sequenza di misura ad anello chiuso che utilizza
la presente invenzione;
la figura 9A rappresenta una vista laterale di
uno strumento regolabile di misura secondo la presente
invenzione;
la figura 9B rappresenta una vista laterale ortogonale'dello strumento illustrato nella figura 9A; e
& PERAN1 CTTACOBASE JAACCI -aAp.. la figura 9C rappresenta una vista dal basso dello
strumento illustrato nella figura 9A.
Descrizione dettagliata dell'invenzione
La presente invenzione descrive un sistema di macchina utensile ed un utensile di lavorazione o uno strumento di misura delle dimensioni per questo sistema di macchina utensile regolato mediante un attrezzo su una tavola
di sopporto del pezzo. L'attrezzo si impegna selettivamente
15.
con un meccanismo di regolazione dell'utensile o dello strumento mentre questo ? bloccato sul mandrino e utilizza
un movimento di comando del sistema per eseguire la regolazione desiderata. La regolazione pu? essere ad anello aperto utilizzando relazioni precedentemente determinate tra
la posizione di comando del sistema e la regolazione dell'utensile o dello strumento, o ad anello chiuso, nel qual
caso l'operazione comprende una o pi? fasi iniziali di
taglio dell'utensile o di misura, il rilevamento delle
dimensioni, la regolazione delle caratteristiche di taglio dell'utensile o di misura e uno o pi? tagli di finitura.
Nel funzionamento ad anello chiuso la regolazione ? effettuata sottotorma di un comando a sistema incrementale del-I
l'attrezzo rispetto all'utensile o allo strumento dopo
la misura, calcolate mediante mezzi automatici o manuali
in modo da ottenere un aumento desiderato del punto di
riferimento risultante di misura o di taglio dell'utensile.
Nell'applicazione dell'invenzione ad un sistema &I PERAN CASEA JCOCCTTABAI -di foratura, un tipico centro di foratura formante un sistema di macchina utensile ? rappresentato nelle figure 1A,
1B ed 1C, ognuna delle quali rappresenta il sistema in
questi modi diversi di funzionamento. Nella figura 1A,
il centro di foratura comprende un utensile di foratura
10 rappresentato in impegno con un pezzo 18. L'utensile
di foratura 10 ? trattenuto da un porta-utensile 12 che
16.
? fatto ruotare da un mandrino 14 montato su un carrello
26 mobile verticalmente mediante un comando 33 nella direzione dell'asse Z lungo una guida 25. Il mandrino 14 ?
del tipo, noto nella tecnica, che pu? essere arrestato
in un orientamento selezionato dell'utensile bloccato nel
mandrino, ad esempio utilizzando un servocomando. Il pezzo
18 tagliato .dall'utensile di foratura 10 ? sopportato e
trattenuto su una tavola di sopporto 16, mobile in direzioni laterali ortogonali X ed Y mediante un comando 35 che
permette che il centro di foratura abbia una regolazione tridimensionale (X, Y e Z) dell'utensile 10 rispetto alla
tavola 16.
Dopo che un foro 29 ? stato realizzato, la tavola
16 ed il carrello 26 si muovono insieme per riposizionare
il pezzo 18 vicino al braccio 27 di un sensore di contatto
24, come rappresentato nella figura 1B, allo scopo di misurare il diametro del foro 29. La posizione esatta del pezzo
18 rispetto al sensore 24 pu? essere determinata misurando & PERNIA CTASETCOCCi JABAA -&AP.. il movimento prodotto dal sistema di comando 35. Tuttavia,
per una maggiore precisione,questa informazione di posizione ? fornita da un interferometro laser 22 che comprende
un riflettore 21 ad angolo retto montato sul carrello 26
ed un retroriflettore 23 montato sulla tavola 16. Gli interferometri laser di questo tipo sono noti nella tecnica.
In questa forma particolare di attuazione, il sensore 24
17.
comprende un sensore di contatto, quale un sensore Renishaw, e la misura della dimensione del foro ? effettuata spostando lateralmente la tavola 16 tra punti di contatto
?fil braccio 27 del sensore 24 sulle pareti interne del foro
29. La dimensione del foro ? cos? ricavata dallo spostamento della tavola prodotto dal comando 35 sotto il Controllo da parte di un processore 31, o come misurato dall'interferometro laser 22 in unione con il processore 31. Nel
primo caso il valore del movimento della tavola ? identificato dal numero di impulsi di comando applicati ai motori
a passo del comando 35 della tavola. Nel secondo caso il
numero di frange di interferenza identifica il movimento
della tavola.
La regolazione dell'utensile di foratura ? illustrata nella figura 1C, in cui la tavola 16 ? condotta in unione con il carrello 26 per provocare l'impegno dell'utensile di foratura 10 con un attrezzo di regolazione 19 montato
sulla tavola 16. Dopo che l'utensile 10 e l'attrezzo 19 & PNIERA CSETACOCT JABACIA -si sono impegnati, il diametro di taglio dell'utensile
10 ? regolato azionando la tavola 16 per una distanza che
? funzione del valore di cui si deve aumentare il diametro
di taglio del foro 29, misurato nella fase associata con
la figura 1B.
Generalmente il diametro di taglio dell'utensile
di foratura ? regolato mediante un movimento laterale dell'utensile di foratura contro un arresto associato con
18.
l'attrezzo 19 mediante uno spostamento appropriato della tavola 16 in funzione di una relazione prefissata di calibratura tra variazioni dei diametri di taglio e spostamento
laterale della tavola 16., descritta in seguito. Quando
? previsto un funzionamento interamente automatico, questa relazione ? contenuta nel processore 31 che controlla i comandi ,33 e 35 che posizionano il carrello 26 e la
tavola 16. La misura in cui il diametro del foro deve essere aumentato ? trasformata in un movimento prefissato della
tavola dal processore 31 utilizzando questa relazione.
Il processore 31 attiva quindi il comando 35 per produrre
questo movimento della tavola ed un movimento prefissato
del carrello 26 blocca quindi l'utensile in corrispondenza
al diametro regolato del foro. La relazione tra lo spostamento della tavola 16 e la regolazione dell'utensile di
foratura pu? essere variata nel processore 31 per adattarlo
a diversi comandi ed utensili. Il controllo del movimento
pu? essere ottenuto mediante la struttura intrinseca ^ei &RAN1 PTTAE C JACOBACCIASE -sistemi di comando 33 e 35. Dopo la regolazione dell'utensile precedentemente descritta, la tavola 16 ? spostatain
modo da permettere che il pezzo 18 si impegni nuovamente
con l'utensile di foratura 10 per realizzare il taglio
successivo o di finitura nel modo precedentemente descritto
con riferimento alla figura 1A.
In una sequenza tipica di funzionamento si effettua un'operazione iniziale o di foratura di semifinitura, lasciando una quantit? appropriata di materiale per la rimozione nella foratura successiva o di finitura. L'utensile
regolabile di foratura ? quindi fissato nel mandrino 12
e il diametro del suo foro ? regolato mediante l'attrezzo
19 ad una dimensione prefissata che ? utilizzata per produrre un foro preliminare di finitura rimuovendo circa met?
del materiale restante per raggiungere il diametro di specifica. Il foro ? quindi tipicamente pulito dai trucioli.
Il foro preliminare di finitura ? quindi misurato mediante
il braccio 27 sul sensore 24. Ci? determina una relazione
precisa tra il diametro del foro e la regolazione dell'utensile in termini della posizione di comando in corrispondenza all'attrezzo 19 utilizzata per determinare il raggio
di taglio per questo foro semi-finito. L'aumento desiderato del diametro del foro per il foro di finitura pu? quindi
essere effettuato con molta precisione come incremento
della regolazione precedente dell'utensile. Questa regola NI &TA PERA JC COBACQASETA -zione ad anello chiuso elimina tutti gli errori associati
con il fissaggio dell'utensile nel mandrino e con altre
incertezze dell'utensile. E' anche possibile un'operazione
ad anello aperto, come descritto pi? dettagliatamente in
seguito.
Una forma di attuazione di un utensile di foratura
secondo la presente invenzione ? rappresentata nelle figure
20.
2A e 2B che rappresentano in dettaglio il meccanismo alientabile di serraggio utilizzato per permettere la regolazione del raggio di taglio. La figura 3 costituisce una vista
esplosa degli elementi dell'utensile illustrati nelle figure 2A e 2B. L'utensile di foratura comprende una punta
di taglio 52 che esegue la rimozione meccanica del materiale dal pezzo', e che ? fissata ad un collare rotativo 40
disposto assialmente su un codolo 42 dell'utensile. Il
codolo 42 dell'utensile ? azionato dal sistema di macchina
utensile illustrato nelle figure 1A, 1B ed 1C mediante
impegno di un'estremit? conica 76 ed una sede per chiavetta 78 del codolo 42 nel mandrino 12 della macchina utensile.
Il codolo 42 si accoppia con il collare 40 attraverso superfici convergenti corrispondenti 66 e 67, maschio
e femmina,che, quando sono spinte l'una contro l'altra,
trasferiscono la coppia di taglio dal codolo 42 al collare
40. La convergenza amplifica la forza di serraggio per
produrre una maggiore coppia di bloccaggio che si oppone HANI STTA PEC C0BACC1ASE JA -.
&AP.. allo slittamento sotto le forze di lavorazione.
Una molla di serraggio 68 fornisce una forza assiale di serraggio sulle superfici convergenti 66 e 67 che
accoppia saldamente il collare 40 ed il codolo 42. A
questo scopo la molla 68 ? trattenuta in una sede 69 tra
una vite forata 60 che ? inserita nella parte terminale
filettata della sede 69 ed uno spallamento interno 71 di
21.
un manicotto di ritenuta assiale 72. Il manicotto 72 si
estende attraverso la vite forata 70 verso un dado 74 sul
fondo del collare 40 allo scopo di trasferire la forza
di compressione della molla 68 alle superfici convergenti
contrappost^-e 66 e 67, rispettivamente.
La molla 68 rappresentata nelle figure 2A e 2B
? compressa per liberare il collare 40 dal codolo 42 per
una regolazione angolare spingendo un gruppo di sfere 80
di sopporto tra un collare posteriore convergente 82 e
lo spallamento 71 del manicotto di ritenuta assiale 72,
spingendolo in avanti lungo un asse 46. Un anello elastico
73 ? fissato intorno al manicotto 72 e risiede in una sede
75 del collare 40. L'anello 73 ha un diametro esterno maggiore di quello del manicotto 72 in modo che il movimento
assiale di avanzamento del manicotto 72 spinga il collare
40 in avanti eliminando cos? la forza di compressione tra
le superfici 66 e 67. La separazione risultante ? rappresentata nella figura 2B. &I PEHANBOTAC COBACC!A JA -aAp.. Le sfere 80 sono spinte tra il collare 82 e lo
spallamento 71 dal movimento di avanzamento di un perno
assiale di liberazione 84 inserito attraverso il manicotto
72 ed avente una superficie interna inclinata 85 che, quando si muove in avanti, spinge le sfere 80 verso l'esterno
tra il collare posteriore 82 ed il collare 71 sul manicotto
72.
22.
Un dado esterno 88 ? avvitato sull?estremit? esterna del perno di liberazione assiale 84 per permettere che
il perno di liberazione sia azionato facendolo scorrere
in una graffa 86 con una fenditura a T sull'attrezzo 19
montato sulla tavola. La graffa 86 si impegna con il dado
88 e con il movimento verso l'alto del carrello 26 permette
di ottenere ?lo sbloccaggio delle superfici convergenti
66 e 67 illustrate nella figura 2B. Il carico sul perno
di liberazione 84 per estenderlo ? minore della forza diretta in direzione opposta prodotta dalla molla 68. La
forza ridotta ? fornita dall'aumento del braccio di leva
formato dall'inclinazione graduale della superficie interna
85 che permette che il suo perno 84 si muova assialmente
per una distanza maggiore del movimento assiale che le
sfere 80 trasmettono al manicotto 72. Questa geometria
permette di ottenere una forza di trazione sul dado 88
minore della forza di compressione fornita dalle molle
68 attraverso le superfici convergenti 66 e 67. Questo I & PEHAANCSTTCI CAE JACOBA -8Ap.-guadagno meccanico produce una maggiore forza di separazione tra le superfici 66 e 67 di quella esercitata sulla
conicit? 76 del mandrino (figura 3) in modo da evitare
lo spostamento del codolo 64 nel mandrino 12. Una molla
posteriore 90 mantiene il perno di liberazione 84 nella
sua posizione estesa durante l'operazione di risistemazione, quando le sfere 80 appoggiano sulla parte cilindrica
23.
del perno 84, ma ? facilmente compressa dalle forze agenti
quando le sfere 80 appoggiano contro la parte conica.
Una molla a spirale 92 assialmente concentrica
risiede in una cavit? anulare 91 tra il collare 40 ed il
codolo 42 ed ? fissata ad un'estremit? al collare 40 mediante un perno 94 e all'altra estremit? al codolo 42 mediante
un perno 96. La molla 92 esercita una coppia di ripristino
per far ruotare il collare 40, quando ? liberato, in una
posizione di riferimento determinata da un perno 98 di
arresto del collare fissato entro il codolo 42 e che si
muove entro una scanalatura 100 del collare 40. Il collare
40 ? fatto ruotare contro la forza della molla 92 dal movimento della tavola che aziona una barra o arresto di regolazione 101 sull'attrezzo 19 contro un perno di regolazione
20 sul fondo del collare 40. Il collare 40 ? fatto ruotare
di un angolo prefissato come conseguenza di un certo movimento della tavola controllato dal processore 31, in base
alla relazione memorizzata tra il movimento della tavola RA &N1CTTA PEOBACC CASE JAi -A8p.-. e l'aumento del raggio di taglio con la rotazione del collare 40. Prima di ogni regolazione generata dall'attrezzo
il mandrino ? arrestato, o portato, nella stessa posizione
di riferimento.
Come rappresentato nella figura 4A, una variazione
del raggio di taglio con la rotazione del collare 40 ?
dovuta al fatto che il collare 40 ruota intorno ad un asse
24.
46 sul codolo 42 che ? spostato da un asse 47 di rotazione del codolo 42 nel porta-utensile 12 del mandrino 14. La
punta di taglio 52 ? disposta ad una distanza fissa 49
dall?asse 46 di rotazione del collare ma ruota intorno
all'asse 47 di rotazione del codolo con un raggio 48 che
varia con la posizione relativa del collare 40 e del codolo
42.
Il raggio di taglio pu? cos? essere variato positivamente o negativamente attraverso distanze massime corrispondenti 56 e 57. Queste distanze sono le variazioni relative del raggio di taglio da una posizione "centrale" in
cui il codolo 42 ed il collare 40 sono tipicamente allineati. Il movimento della tavola, lungo una linea 59, come precedentemente indicato ? utilizzato per generare una
rotazione ? tra il codolo 42 ed il collare 40. La regolazione lungo la linea 59 e la rotazione risultante sono
correlate da una prima funzione trigonometrica. La rotazione dell'angolo ?, l'eccentricit? 62 ed il raggio risultan NITTA & PERA JAC CASEOBACCI -te di taglio sono correlati da una seconda funzione trigonometrica. Quando queste due funzioni trigonometriche sono
considerate insieme per esprimere la variazione del raggio
di taglio in funzione della distanza di regolazione lungo
la linea 59, si ottiene una relazione non trigonometrica
che ? rappresentata in funzione delle dimensioni del disegno geometrico della figura 4B. In questo caso la distanza
25.
di regolazione lungo la linea 59 ? rappresentata come una
distanza variabile "C". La punta di taglio ? indicata da
un punto 51, ad una distanza fissa "R" dall'asse 46 del
collare. Quando il collare ? fissato nella posizione "centrale" C ? zero. La punta di taglio nel punto 51 ? definita ad una distanza "r " dall'asse 47 di rotazione del
o
codolo e giace lungo una linea N normale alla linea di
distanza nota "e" tra l'asse 47 del codolo e l'asse 46
del collare. Quando il perno in 20, rappresentato dal punto
55, si muove lateralmente, variando la distanza "C"; la
punta di taglio in 51 si muove lungo un arco 53 e il raggio
< oc di taglio aumenta da "r " a "r". Da questi parametri ?
t? < possibile ottenere la seguente relazione: ; 4
; ai _ retici 1 - >re(r-C 8 < CD afte. 1
In cui r rappresenta la distanza tra il punto 55 e l'asse
c
46. Questa relazione diventa una approssimazione lineare
quando (r-r )<< r . In altre parole, per piccole variazioo o
ni di raggio, indipendenti dal punto iniziale r ,? possibid
le effettuare piccole variazioni secondo una proporzionalit? lineare diretta tra la variazione del raggio di taglio
e lo spostamento della tavola.
Nel funzionamento tipico si pratica un foro iniziale fissando la distanza C ad un valore calcolato per produr-
26.
re questo foro iniziale. Il diametro effettivo del foro prodotto ? quindi misurato e C ? aumentato dal valore iniziale ad un valore finale in una misura ottenuta utilizzando la relazione. Poich? il valore iniziale C ? noto nel
sistema di riferimento del sistema di comando o dalle misure dell'interferometro 22 e poich? il taglio effettivo
che esso produce ? misurato, la variazione di C pu? essere
calcolata e determinata nell'utensile di foratura per produrre un taglio finale di elevata precisione.
La sequenza completa di operazioni ad anello chiuso
per la lavorazione di un pezzo secondo la presente inven-Q. zione ? illustrata nella figura 5.
L'operazione illustrata nella figura 5 inizia tipia camente in una condizione iniziale identificata come START a CD
con un pezzo in posizione ed il processore 31 avente in B?C memoria le coordinate della posizione di un foro da ricavare o da allargare nel pezzo. Questa taratura iniziale pu?
essere automatica o manuale, come descritto. Il mandrino
14 avr? tipicamente una barra alesatrice 10 da un'operazione anteriore di foratura, che pu? comportare un foro separato o una foratura preliminare del foro da allargare e finire.
Da questa condizione di START, si utilizzano le
fasi 190 e 192 per sbloccare l'utensile precedente e bloccare un nuovo utensile per le operazioni successive di
27.
foratura quando si deve utilizzare un nuovo utensile. Il bloccaggio automatico pu? essere utilizzato per linee di
produzione. Se si deve utilizzare lo stesso utensile, le
fasi 190 e 192 sono saltate. Con un'operazione di bloccaggio di un nuovo utensile, come indicato dalle fasi 190
e 192, l'operazione di foratura sar? soggetta ad'errori
dovuti al bloccaggio di un nuovo utensile e incertezze
del raggio di taglio dell'utensile. Le fasi restanti della
figura 5 si riferiscono alla riduzione o all'eliminazione di questi errori attraverso uno o pi? cicli consistenti
nella realizzazione di un foro, nella sua misura e nella
regolazione.
Di conseguenza una fase successiva 194 determina
la regolazione dell'utensile utilizzando la relazione appropriata precedentemente descritta nel processore 31. Ci?
permette di ottenere una rotazione prefissata prodotta
sul collare 40 azionando il blocco 101 dell'attrezzo 19
della tavola contro il perno 20 ad una distanza prefissata & P1ERAN CSETAOT JACBACACI -dopo che la graffa 86 si impegna con il dado 88 per liberare le superfici 66 e 67 (figure 2A e 2B). La fase 196 esegue questa regolazione. 11 processore 31 memorizza i dati
che indicano l'entit? del movimento della tavola utilizzato
per la regolazione.
A questo punto l'utensile 10 ? stato regolato ad
anello aperto ad un raggio previsto del foro, ma ? sogget-28.
to a tutti gli errori precedentemente indicati. Nella fase successiva 198 la tavola 16 ? riposizionata per presentare
la posizione da forare sul pezzo 18 sotto l'utensile 10
ed il foro viene realizzato. Questo foro pu? essere un
foro non finale, ed in questo caso la dimensione ? tale
per cui nessuna sua parte possa superare nessuna dimensione
del raggio finale indipendentemente dagli errori del sistema.
Dopo che ? stato praticato il foro nella fase 198,
una fase decisionale 199 controlla l'ulteriore lavorazione
in funzione del fatto che si debba effettuare una misura
del foro prodotto nella fase 198. Nel caso attualrp?rate
descritto la decisione 199 dirige di conseguenza la sequenza verso una fase di misura 200. Nella fase 200 il sistema
di misura ad interferometro ? attivato azionando la tavola
16 per posizionare il pezzo 18 ed il foro 29 sotto il sensore 27 e, abbassando quindi il carrello 26, disponendo il
sensore 27 nel foro 29. Il movimento avanti ed indietro & PRANIATTE C JACOBACCIASE -della tavola 16 ? quindi prodotto tra i punti di contatto
del sensore 27 con le pareti interne del foro 29, con il
processore 31 che memorizza le coordinate dei punti di
contatto. Si possono utilizzare a questo punto tecniche
note di media statistica. Da questi dati si determina il
raggio esatto del foro praticaidall1utensile 10 nel sistema
di riferimento in cui la tavola 16 ? controllata dal coman-
29.
do 35 e dal processore 31. La misura in cui l'utensile 10 deve essere espanso per produrre il foro successivo
pu? essere calcolata dal processore 31 utilizzando i dati
di coordinate ottenuti dalla regolazione precedente e la
relazione di posizionamento. In pratica i?comandi di regolazione dell'utensile per il raggio specifico successivo
del foro nella sequenza di taglio, memorizzato inizialmente
nel processore 31, costituiscono una rotazione incrementale del collare 40 prodotta come movimento incrementale
della tavola determinato dalla relazione memorizzata precedentemente indicata. Ci? ? effettuato nella sequenza della
figura 5 dirigendo il controllo in una fase decisionale
202 con un ritorno indietro alla fase 194 di calcolo della regolazione. Ogni regolazione deve produrre un foro successivamente pi? grande, come memorizzato nel processore 31.
L'elaborazione ad anello chiuso crea un taglio successivo in cui gli errori di bloccaggio di un nuovo utensile
sul mandrino e di calibratura e le incertezze di foratura & PERANAIO CSETTCCIA JACBA * dell'utensile sono stati annullati, assicurando una precisione molto maggiore del foro successivo nella fase 198.
La sequenza di foratura memorizzata nel processore 31 pu?
dirigere uno o pi? cicli attraverso le fasi 194-199 prima
di ottenere un foro avente la dimensione desiderata. La
comparsa della dimensione corretta del foro ? tipicamente identificata nella fase decisionale 202 con la conseguenza
30.
di una diramazione dell'operazione allo stato di sequenza
END che pu? iniziare una sequenza diversa di foratura del
tipo illustrato nella figura 5 o un'altra lavorazione,
come si desidera. La sequenza memorizzata nel processore
31 pu? indicare che un dato foro nella fase 198 non deve
essere seguito da una fase di misura 200 in un foro finale
o non finale. In questo caso la fase decisionale dirige
l'operazione verso un'ulteriore fase decisionale 203 per
determinare se il foro precedente era finale oppure no.
Se non era finale, il ciclo di lavorazione ritorna attraverso la fase 196, mentre se era finale raggiunge la condizione END.
Alternativamente, lafese decisionale 202 pu? essere
utilizzata per uscire dalla sequenza dopo l'esecuzione
della fase di misura 200 come controllo sulle dimensioni
del foro effettivamente ottenute nel foro finale o finito,
invece di essere utilizzata per far ritornare la lavorazione attraverso un'altra sequenza di regolazione e di taglio &RANI PE CASETTA JACOBACCI -&A? ;. nelle fasi 194-199 se il foro ha ancora un raggio inferiore
a quello di specifica.
Un'operazione ad anello aperto ? rappresentata
nella figura 5A. Il pezzo ? dapprima posizionato nella
fase 212 e le informazioni di posizione del pezzo sono
memorizzate nel processore 31 precedentemente,descritto.
Se un utensile si impegna attualmente con il porta-utensi-
31.
* le, e deve essere utilizzato nell'operazione corrente,
la fase decisionale 214 permette che il sistema salti alla
fase 220; altrimenti l'utensile ? sbloccato nella fase
216 e l'utensile desiderato ? bloccato nella fase 218.
Quando l'utensile desiderato ? bloccato nella macchina
? possibile praticare il foro. Se il raggio di foratura esi?
stente dell'utensile di taglio deve essere utilizzato nel?
l'operazione successiva di taglio, il sistema salta alla
fase 224 per eseguire il foro. Altrimenti il raggio di
taglio ? regolato secondo la fase 222 prima che il foro
sia realizzato nella fase 224. Se ? necessario soltanto S ?UE -i un unico foro, la fase decisionale 226 individua un fine- cd -operazione e termina il funzionamento del sistema. Se 64d s* si desidera un foro addizionale utilizzando lo stesso uten ?
M
sile, la fase decisionale 228 riporta il sistema nello
stato immediatamente dopo che l'utensile ? stato bloccato
nella fase 218. Le decisioni successive del sistema, come
precedentemente descritto, possono quindi proseguire. Se
? necessario un nuovo utensile, la fase decisionale 230
riporta il sistema alla fase appena precedente al cambio
degli utensili, nella fase 216. Se ? necessario un foro
in un'altra posizione, e deve essere individuata una nuova
posizione, ad esempio nella foratura di pi? fori in un
pezzo, il sistema inizia nuovamente dalla fase 212 per
riposizionare il pezzo. Queste fasi procedurali possono
32.
essere eseguite manualmente o automaticamente mediante un controllo della macchina o operazioni manuali.
Una forma alternativa di attuazione dell'utensile
di foratura ? rappresentata nelle figure 6A e 6B, in cui
il gruppo di sbloccaggio del collare estendentesi assialmente delle figure 2A e 2B ? sostituito da un gruppo in cui
la forza di sbloccaggio del collare e la forza di regolazione della punta di taglio sono applicate nello stesso piano,
uno perpendicolare all'altro. In particolare un utensile
di foratura 118 nella figura 6A ha una punta di taglio
120 ed un perno di regolazione 122 trattenuto su un collare
124 mobile intorno ad un asse 126 spostato rispetto all'asse centrale 136 del codolo 138. La regolazione ? ottenuta
applicando una forza contro il perno di regolazione 122
in una direzione 128 per produrre una coppia di rotazione
sul collare 124 intorno all'asse 126. Il campo di rotazione
del collare ? di circa 30? intorno all'asse 126.
Il collare 124 ? liberato dal codolo 138 dell'uten &ANI PER CTTAASE JC0BACC1A -sile di foratura per permettere questa regolazione mediante
un gruppo di bloccaggio azionato da una leva piana 130
disposti in posizione appiattita sull'estremit? del collare
124. La leva 130 comprende un perno di regolazione 132 che
si estende verso l'esterno parallelamente all'asse 126
in corrispondenza ad una parte di punta 131. La liberazione
del collare 124 ? ottenuta spingendo il perno 132 nella
33.
direzione della freccia 134 per un angolo di circa 60?-80?.
Per comodit? le direzioni 134 e 128 sono scelte in modo
da corrispondere alle coordinate X e Y tipicamente disponi?
bili nella macchina utensile, e sono regolabili indipenden?
temente senza una interferenza apprezzabile. Nella figura
6B la punta di taglio 120 ? rappresentata montata sul? colla?
re 124 che ?, trattenuto dal codolo 138 dell'utensile di
taglio 118. Una barra di torsione 137, disposta entro un
foro centrale 139 del codolo 138, presenta sulla sua estre?
mit? un allargamento filettato 142, la cui testa 141 ?
collegata alla leva di regolazione 130 attraverso un distan?
ziatore 140. L'altra estremit? ? fissata sopra il codolo ?
138. La leva 130 ? fissata alla testa 141 della barra di W* s* torsione 137 mediante una vite 144 passante attraverso o ?m il distanziatore 140. La coppia dalla leva 130 ? trasferita s alla testa 141 attraverso perni di allineamento 146. La
barra alesatrice 118 comprende inoltre una molla a spirale
148 contenuta entro un'apertura scanalata 150 nel collare
124 azionabile in modo simile a quello precedentemente
descritto con riferimento alla molla 92 delle figure 2A
e 2B. L'estremit? filettata 142 della barra di torsione
138 ? scanalata con una vite a sfere a quattro punti di
contatto f?H corrispondente ad una scanalatura elicoidale
simile sulla parte del foro 139 nel codolo 138 di fronte
all'estremit? filettata 142. Cuscinetti a sfere 150 a quat-
34.
tro punti di contatto sono inseriti nel canale elicoidale
delimitato tra le scanalature dell'estremit? 142 della
barra di torsione e del foro 139 per formare un sopporto
con gioco minimo tra il collare 124 e la barra di torsione
137. I cuscinetti a sfere 152 giacciono tra il collare
124, la testa 141 ed il distanziatore 140 permettendo che
il movimento verso il basso della testa 140 sia accoppiato
al collare 124.
Il gruppo a vite formato dalla testa scanalata
141 e dal foro 139 insieme con i cuscinetti a sfere ISO
induce una estensione assiale della barra di torsione 137
con il movimento angolare della leva 130 intorno all'asse
126, separando ?e superfici convergenti corrispondenti 154
e 155 del c.odolo 138 e del collare 124, rispettivamente,
con una forza di rotazione minima. Inoltre tutti i gruppi
interni sono protetti mediante guarnizioni opportune 156
e 158 ad 0-ring morbide, a basso coefficiente di attrito,
di teflon o altro materiale, alle due estremit? del gruppo. &t PRANEC CASETTA JAOBACCI -e**|.. La sequenza di regolazione dell'utensile illustrato
nelle figure 6A e 6B comprende un movimento iniziale della
tavola lungo la freccia 134 sufficiente per far s? che
un arresto 135 montato sulla tavola si impegni con il perno
132 sbloccando cos? il collare 124. Ci? a sua volta permette che il collare 124 oscilli ad un raggio di taglio radialmente minimo sotto la coppia della molla 148. Quindi un
35.
movimento della tavola nella direzione della freccia 128 ? ottenuto in modo da provocare l'impegno del perno 122
contro un ulteriore arresto 133 della tavola. Poich? l?asse
126 del collare 124 ? spostato rispetto all'asse centrale
del codolo 138, ci? fa ruotare il collare 124 e fa s? che
la punta di taglio 120 si muova radialmente verso 1''esterno
fino a quando non si ottiene il raggio desiderato di taglio. Quindi, senza un ulteriore movimento della tavola
nella direzione della freccia 128, il movimento ? invertito
secondo la freccia 134 facendo in modo che il braccio 130
ritorni sotto la spinta della barra di torsione 137, bloc-& cando il collare 124 sul codolo della macchina utensile. cd Una barra alesatrice costruita nel modo preceden ?S 5 temente descritto ha un campo?di regolazione del diametro O Si utilizzabile di circa 18% e pu? essere utilizzata in un 8
3 mezzo con l'applicazione di una coppia elevata in modo
da ottenere una precisione compresa tra 0,0001 pollice e
0,0003 pollici {tra 0,0025 millimetri e 0,0075 millimetri).
Un'altra barra alesatrice 160 secondo la presente
invenzione ? rappresentata nelle figure 7A-7D. Una vista
assiale della barra alesatrice 160 ? rappresentata nella
figura 7A e mostra una barra di sopporto 162 della punta
di taglio mobile radialmente. La regolazione del raggio
di taglio ? effettuata mediante applicazione diretta di
forza mediante un arresto 164 montato sulla tavola alla
36.
-' I barra di sopporto 162, regolando cos? il raggio di taglio
di una punta di taglio 166 fissata alla barra di sopporto
162. La barra di sopporto 162 ? trattenuta sull'utensile
di foratura 160 essendo imprigionata tra una sezione terminale 168 e una leva opposta 174 avente una azione a camma.
Sui due lati della leva 174 vi sono blocchi di guida 170
e 171 che si impegnano con la barra 162 in.misura sufficiente per contrastare la coppia dovuta alla lavorazione sulla
punta 166, ma permettendo inoltre un movimento radiale
di scorrimento della barra 162 per la regolazione. La leva
174 ? mobile per rotazione intorno ad un perno 180 trattenuto nei blocchi 170 e 171. Sull'estremit? della barra di
sopporto 162 opposta alla punta 168, la barra di sopporto
162 comprende una sporgenza convergente 172. Il blocco
170 ? tagliato a sottosquadro in uno smusso corrispondente
per impedire che la barra 162 cada dall'estremit? dell'utensile 160.
La leva di serraggio 174 comprende una superficie A & PERN1 CSETTAQC JACBACIA -aAp i.. smussata a sottosquadro corrispondente alla sporgenza 172
della barra ed ? spinta elasticamente da un perno 173 in
modo da assumere la posizione illustrata nella figura 70,
bloccando la barra 162.
Quando la leva 174 ? premuta, come descritto in
seguito, la forza di compressione ? allentata dalla superficie 172, permettendo il movimento radiale di scorrimento
37.
della barra di sopporto 162.
In questa forma di attuazione della presente invenzione, la posizione di riferimento della barra di sopporto
162, quando ? liberata dall'azionamento della leva 174,
tipicamente contro un arresto 182 portato dalla tavola,
si trova all'esterno ad un raggio massimo di taglio rappresentato nelle-figure 7A e 7B con la posizione tratteggiata
indicata con 176. La barra di sopporto 162 ? spinta da
una molla 178 in impegno con la barra 162 dall'interno
del corpo dell'utensile 160. La barra 162 ? spostata verso
1'interno al raggio desiderato dello spigolo di taglio
dal movimento della tavola contro il mezzo di arresto 164. od Una vista laterale dell'utensile di taglio 160 ?* s? riportata nelle figure 7C e 7D. La leva 174 ? rappresenta E03
5 ta in impegno con la barra di sopporto 162 nella figura 1 7C ed in una condizione libera nella figura 7D. La molla
178 e la sporgenza smussata 172 della barra di sopporto
sono rappresentate pi? chiaramente nella figura 7D che
illustra l'accoppiamento della leva 174 con la sporgenza
172. Nella figura 7D l'arresto esterno 182 ? spostato assialmente verso il basso, rappresentato in questo caso
come un movimento verticale contro la leva 174, facendo
in modo che la sporgenza 172 della barra di sopporto 162
sia liberata. A questo punto la molla 178 sposta la barra
di sopporto 162 in avanti fino a quando non si impegna
38.
con l'arresto 164. La barra alesatrice costruita in questo
modo permette un ampio campo di regolazioni di diametro,
tipicamente del 50%. Inoltre la barra alesatrice pu? adeguatamente sostenereUha coppia elevata e fornire una precisione nel campo compreso tra 0,0006pollici e 0,0020 pollici
(tra 0,015 millimetri e 0,05 millimetri).
Gli utensili illustrati nelle figure 6A, 6B, 7A,
7B, 7C e 7D sono utilizzati in una sequenza di regolazione
che segue l'andamento illustrato nelle figure 5 e 5A.
La presente invenzione pu? essere applicata ad
utensili diversi da utensili di taglio ed in particolare ? ad un utensile regolabile di misura, quale un sensore di cd misura capacitivo o pneumatico. Un sensore di misura capaci li tivo ? tipicamente previsto per l'inserimento entro un
3 foro e misura il diametro del foro mediante una misura
capacitiva della distanza tra il perimetro del sensore
su diversi lati e la parete interna del foro. Poich? la
precisione del sistema di misura tende a degradare con
l'aumento della distanza tra il perimetro del sensore e
la parete interna del foro, il sensore di misura pu? preferibilmente essere reso variabile in modo da poter diminuire
questa distanza mediante espansione dei sensori capacitivi
dell'attrezzo per adattarsi con maggiore precisione al
foro. L'uso di tale sensore secondo la presente invenzione
? illustrato nella figura 8. Tale procedimento inizia da
39.
una condizione di START in cui sono state effettuate le inizializzazioni usuali del sistema. In una fase successiva
300, il sensore, in questo caso tipicamente un sensore
capacitivo di diametro del foro, ? inserito in un foro
da misurare e il diametro del foro ? misurato in modo capacitivo in una fase 302. Come parte dell1inizializzazione
ottenuta prima della condizione di START, la posizione
del foro ? nota nella memoria del sistema in modo che l'inserimento nella fase 300 possa essere effettuato con precisione.
Dopo la fase 300 si entra in una fase decisionale
304 in cui l'operazione pu? proseguire verso una condizione
CO
di uscita se il sistema ? stato programmato per effettuare Ei una semplice misura non iterativa o pu? continuare secondo E3 i l'invenzione procedendo ad una fase decisionale 306 che
testa istruzioni At/p?rogramma per determinare se l'operazione
deve comprendere una regolazione del sensore di misura.
Se ? prevista una regolazione, l'operazione procede attraverso una fase 308 in cui l'utensile di misura ? regolato
in funzione delle tecniche simili a quelle precedentemente
descritte con riferimento alla regolazione di una barra
alesatrice che utilizza un attrezzo montato sulla tavola
verso il quale ? spinto un utensile di misura disposto
sul carrello 25 del sistema o sulla tavola per indurre
una espansione o contrazione prefissata dei sensori capaci-40.
tivi. Per l'applicazione dell'invenzione con un sensore di misura, un sensore tipico ? illustrato nelle figure
9A-C.
Dopo la fase 308, o la fase 306 nel caso di una
indicazione di programma di non regolazione, si entra in
una fase decisionale 310 che campiona istruzioni di programma per determinare se l'operazione deve comprendere la
calibratura del sensore regolato o non regolato in un foro
di riferimento. In tale caso l'operazione prosegue dalla
fase decisionale 310 alla fase 312 in cui il sensore regolato, o non regolato, ? inserito in un foro di riferimento
associato con la tavola di sopporto e, nella fase 314,
il diametro del foro del sensore regolato o non regolato
nel foro di riferimento ? letto e calibrato rispetto al
diametro noto del foro di riferimento per ottenere una
calibratura della lettura del sensore quando il sistema
ritorna alla fase di esecuzione 300 per la nuova misurazione del foro. Tipicamente la regolazione ? utilizzata NIOA & PECCI CSERA JACBATTA -per ottenere un campo pi? ampio di utilizzazione e un accoppiamento preferibile per una maggiore precisione. L'iterazione pu? proseguire attraverso diversi anelli fino a quando la fase decisionale 304 non indica che la precisione
? sufficiente per gli scopi del sistema ed il ciclo iterativo di misura ? terminato passando alla condizione di
uscita. La regolazione ad anello aperto (senza l'uso di
41.
un foro d? riferimento) pu? essere sufficientemente precisa per molte applicazioni se l'angolo di conicit? del sensore
illustrato nelle figure 9A-C ? piccolo.
Le figure 9A, 9B e 9C illustrano una forma di attuazione dell'invenzione per la misura regolabile su una macchina utensile che utilizza, nella figura 9A, un sensore
320 del foro.' Il sensore 320 del foro comprende un cono
322 di bloccaggio sopportato sopra un corpo centrale 324
contenente un modulo elettronico 325 che sar? descritto
in seguito. Una coppia di bracci 326 e 328 si estendono
sotto il corpo centrale 324 e sono separati da una fenditura centrale 330 che si restringe verso l'alto, verso il
corpo 324. In questa fenditura 330 ? contenuto un cuneo
332 bloccato elasticamente tra sporgenze a coltello 334
e 336 dalla forza elastica diretta verso l'interno dei
bracci 326 e 328. Il cuneo 332 presenta, vicino alla sua
sommit?, una barra trasversale 338 che si estende sui due
lati della fenditura 330 ed ? mantenuta in posizione median RA & PENJTT CASEAK1BAC JACI -te anelli di ritenuta 340.
Lungo i lati inferiori rivolti verso l'esterno
di ogni braccio 326 e 328 sono disposti rispettivamente
elettrodi capacitivi 342 e 344. Ogni elettrodo 342 e 344
? isolato dal materiale dei bracci 326 e 328 ed ? in grado
di misurare la capacit? attraverso il gioco tra l'elettrodo
e la superficie interna di un foro in fase di misurazione.
42.
Conduttori 345 vanno dagli elettrodi 342 e 344 al modulo
elettronico 325. Il modulo 325 comprende tipicamente un
circuito elettronico, che pu? essere alimentato a batteria,
per realizzare una conversione del gioco misurato per via
capacitiva tra ogni elettrodo 342 e 344 e la parete interna
del foro in una frequenza corrispondente che ? quindi trasmessa per via elettromagnetica ad un opportuno ricevitore
346, tipicdmfcnte disposto sulla parte non rotante del centro
di lavorazione meccanica. Il ricevitore 346 fornisce un
segnale opportunamente demodulato all'elaboratore di segnale 31 illustrato nella figura 1A.
Durante il funzionamento la regolazione della distanza tra gli elettrodi capacitivi 342 e 344 e la parete
del foro ? effettuata mediante un movimento della barra
338 verso l'alto o verso il basso in impegno con un attrezzo 348 montato sulla tavola. Il movimento verticale della
barra 338 ? prodotto dal movimento lungo l'asse Z del mandrino 14 sul carrello 26. Il movimento del carrello di NIA&PERACnCOBASEJAACCI-&AH1. un valore prefissato per produrre la regolazione desiderata del sensore ? ottenuto in conformit? con gli insegnamenti precedenti relativi alla regolazione dell'utensile
di foratura.
Un sensore regolabile tipico secondo la presente
invenzione sar? previsto per misurare un foro avente un
diametro nominale, ad esempio un foro avente un diametro
43.
di un pollice (25,4 millimetri). Il sensore sar? regolabile
?in un campo di regolazione di 0,01 pollici (+0,254 millimetri) con un guadagno meccanico di 100 ad 1 tra la separazione prodotta tra gli elettrodi 342 e 344 ed il movimento
applicato alla barra 338.
Il sistema e gli utensili di lavorazione meccanica precedentemente descritti permettono di ottenere una automazione molto maggiore e una maggiore precisione nel funzionamento della macchina utensile. La descrizione particolare
? soltanto esemplificativa, e l'ambito dell'invenzione
? descritto nelle rivendicazioni seguenti. cK ?
RIVENDICAZIONI
1. Sistema di macchina utensile regolabile per la OD 5? lavorazione di un pezzo, comprendente: u 3 un utensile di taglio destinato ad impegnarsi con 8 un pezzo per realizzarne una lavorazione;
mezzi per azionare l'utensile suddetto di taglio
contro il pezzo suddetto per realizzarne la lavorazione;
un porta-utensile per bloccare l'utensile suddetto
di taglio;
in cui l'utensile suddetto di taglio ? regolabile
come dimensione di taglio entro il porta-utensile suddetto
mediante un movimento di un controllo dell'utensile suddetto di taglio;
un attrezzo di regolazione;
44.
mezzi per provocare l'impegno dell'utensile suddetto di taglio con l'attrezzo suddetto per ottenere una regolazione dell'utensile suddetto di taglio di un incremento prefissato della dimensione di taglio mentre l'utensile
suddetto di taglio ? bloccato sul porta-utensile suddetto.
2. Sistema secondo la rivendicazione 1, comprendente
inoltre:
mezzi per sopportare il pezzo suddetto e l'attrezzo suddetto insieme per un movimento prodotto dai mezzi
suddetti di comando rispetto all'utensile suddetto di taglio.
3. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi
suddetti per provocare l'impegno comprendono mezzi per
azionare il controllo suddetto dell'utensile mediante l'attrezzo suddetto in una misura corrispondente all'increm?nto
prefissato suddetto.
4. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui i mezzi
suddetti per provocare l'impegno comprendono:
I & PRANATTECOBCI CASE JAAC -mezzi per misurare la dimensione lavorata del pezzo
suddetto; e
mezzi per determinare l'incremento prefissato suddetto in funzione della dimensione lavorata misurata.
5. Sistema secondo la rivendicazione 1, in cui l'utensile suddetto di taglio comprende un mezzo di serraggio
liberabile mediante l'attrezzo che permette la regolazione
45.
dell?utensile mediante un movimento del controllo suddetto nella condizione di liberazione.
6. Sistema secondo la rivendicazione 5, in cui il
mezzo suddetto di comando pu? essere azionato per impartire
un movimento relativo tra l'utensile suddetto e l'attrezzo
in una prima direzione in modo da provocare l'impegno dell'attrezzo suddetto per liberare il mezzo suddetto di serraggio e un movimento in una seconda direzione indipendente
per produrre la regolazione dell'utensile mediante il controllo suddetto.
7. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui il
controllo suddetto comprende inoltre un mezzo elastico
per spingere l'utensile di taglio verso una posizione di
regolazione di riferimento.
8. Sistema secondo la rivendicazione 6, in cui l'utensile suddetto di taglio comprende inoltre:
un codolo avente un primo asse centrale;
in cui il codolo suddetto termina con una estremit? & PEPAMITTACO CBACCIASE JA -conica convergente avente un secondo asse centrale parallelo e spostato rispetto al primo asse suddetto;
in cui l'utensile suddetto di taglio comprende
inoltre un collare avente un'estremit? circolare convergente corrispondente all'estremit? convergente del codolo
suddetto per permettere una rotazione del collare suddetto
intorno al codolo suddetto;
46.
in cui il mezzo suddetto di serraggio comprende
un mezzo per spingere elasticamente le estremit? convergenti suddette l'una contro l'altra; e
in cui il controllo suddetto di regolazione comprende un mezzo per far ruotare il collare suddetto intorno
al codolo suddetto;
in cui il collare suddetto comprende una punta
di taglio montata sul collare.
9. Sistema secondo la rivendicazione 8, in cui l'estremit? convergente suddetta del codolo ha una forma conica
a maschio e l'estremit? convergente suddetta del collare
ha una forma conica a femmina.
10. Sistema di macchina utensile regolabile secondo
la rivendicazione 9, in cui il mezzo suddetto di serraggio
comprende inoltre un mezzo a perno azionabile per liberare
il mezzo suddetto di serraggio.
11. Sistema di macchina utensile regolabile secondo
la rivendicazione 10, in cui il mezzo suddetto a perno & PERAINTTAACOBACI CASEC J -8AP.. I. comprende un mezzo azionabile mediante un movimento assiale
relativo tra l'attrezzo suddetto e l'utensile suddetto
per provocare la liberazione del mezzo suddetto di serrag;?
gio.
12. Sistema secondo la rivendicazione 10, in cui il
mezzo suddetto a perno comprende:
un mezzo azionabile per trasformare un movimento
47.
relativo di traslazione tra l'utensile suddetto e l'attrezzo suddetto in un movimento di rotazione del mezzo suddetto
a perno; e
un mezzo per separare le parti convergenti suddette con la rotazione del mezzo suddetto a perno.
13. Sistema secondo la rivendicazione 12, comprendente
inoltre:
un arresto montato sull'attrezzo; e
un perno di comando montato sul collare suddetto,
parallelo e disposto radialmente all'esterno del secondo
asse centrale suddetto ed in grado di impegnarsi con l'arresto suddetto per creare una coppia di rotazione del collare suddetto rispetto al codolo suddetto in risposta ad
un movimento relativo di traslazione tra l'utensile suddetto e l'arresto suddetto.
14. Barra alesatrice regolabile di un sistema di macchina utensile, comprendente:
un codolo avente un primo asse centrale; 1 &A PERAN CCCSETTACA JOBAI -in cui il codolo suddetto termina con una estremit?
conica convergente avente un secondo asse centrale parallelo e spostato rispetto al primo asse suddetto;
un collare avente un'estremit? circolare convergente corrispondente all'estremit? convergente del codolo
suddetto per permettere la rotazione del collare suddetto
intorno al codolo suddetto;
48.
un mezzo di serraggio per spingere elasticamente le estremit? convergenti suddette l'una contro l'altra
in modo da ottenere il serraggio di un'estremit? convergente sull'altra;
un mezzo sensibile ad una prima forza esterna per
separare le estremit? convergenti suddette;
un mezzo sensibile ad una seconda forza esterna
per far ruotare il collare suddetto intorno al codolo suddetto quando le estremit? convergenti suddette sono separate; e
una punta di taglio montata sul collare suddetto.
15. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 1, in
cui il mezzo suddetto di separazione ed il mezzo suddetto
di rotazione sono destinati a rispondere a forze che sono perpendicolari fra loro.
16. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 14,
in cui l'estremit? convergente suddetta del codolo ha una
forma conica a maschio e l'estremit? convergente suddetta AN & PERI CSETTAGACBACCIA J -del collare ha una forma conica a femmina.
17. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 16,
in cui il mezzo suddetto di serraggio comprende inoltre
un mezzo a perno azionabile per separare le estremit? convergenti suddette.
18. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 17,
in cui il mezzo suddetto a perno comprende un mezzo azionabile mediante un movimento relativo assiale tra l'attrezzo
49.
suddetto e l'utensile suddetto per applicare una forza
di separazione tra le estremit? convergenti suddette.
19. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 17,
in cui il mezzo suddetto a perno comprende:
un mezzo azionabile per trasformare un movimento
relativo di traslazione dalla prima forza suddetta in un
movimento di rotazione del mezzo suddetto a perno; e
un mezzo per separare le parti convergenti suddette con la rotazione del mezzo suddetto a perno.
20. Barra alesatrice secondo la rivendicazione 19,
comprendente inoltre:
un perno di comando montato sul collare suddetto,
parallelo e disposto radialmente verso l'esterno rispetto
al secondo asse centrale suddetto e sensibile alla seconda
forza suddetta in modo da creare una coppia di rotazione
del collare suddetto rispetto al codolo suddetto.
21. Procedimento per l'azionamento di un sistema di
v
macchina utensile, comprendente le seguenti fasi: & PERANI CTAASETCCIACOBA J -aAp.. impegno di un utensile regolabile in un attrezzo
associato con un centro di lavorazione per regolare l'utensile suddetto in coordinate riferite al centro suddetto
di lavorazione inmodo da produrre una regolazione dell'utensile suddetto ad una dimensione desiderata di taglio;
la lavorazione di un pezzo con l'utensile suddetto
cos? regolato;
50.
la misura della dimensione lavorata del pezzo suddetto in coordinate riferite al centro suddetto di lavorazione;
un nuovo impegno dell'utensile suddetto nell'attrezzo suddetto in modo da ottenere un'ulteriore regolazione
della dimensione di taglio lavorata rispetto alle coordinate del centro, suddetto di lavorazione, in cui l'ulteriore
regolazione suddetta ha un valore corrispondente alla differenza tra la dimensione misurata ed una ulteriore dimensione desiderata di lavorazione; e
una nuova lavorazione del pezzo suddetto con l'utensile suddetto cos? ulteriormente regolato per produrre
la ulteriore dimensione desiderata suddetta di lavorazione.
22. Procedimento secondo la rivendicazione 21, in cui
le fasi suddette di impegno e di nuovo impegno comprendono
inoltre la fase iniziale consistente nel ripristino dell'utensile suddetto ad una dimensione di riferimento prima
della regolazione dell'utensile suddetto alla dimensione & PEIRANTTA CGOBAGCiASE JA -iniziale o alla ulteriore dimensione desiderata.
23. Procedimento secondo la rivendicazione 21, comprendente inoltre la fase consistente nel ripetere la fase
suddetta di nuovo impegno e di nuova lavorazione per un
numero selezionato di volte? in cui ogni ulteriore dimensione desiderata aumenta progressivamente verso una dimensione finale di lavorazione.
51.
24. Procedimento secondo la rivendicazione 21, 22 o
23, in cui le fasi suddette di impegno e di nuovo impegno
comprendono le fasi consistenti nell'azionare l'utensile
suddetto contro un arresto associato con l'attrezzo suddetto per una distanza corrispondente alla misura in cui
l'utensile suddetto deve essere regolato per produrre rispettivamente le dimensioni iniziali suddette e le ulteriori dimensioni desiderate suddette.
25. Procedimento secondo la rivendicazione 21, in cui
l'utensile suddetto ? costituito da una barra alesatrice.
26. Procedimento secondo la rivendicazione 25, in cui
la fase suddetta di misura comprende la misura del diametro
del foro. ?? 27. Procedimento secondo la rivendicazione 21 o 26, ? I
in cui la fase suddetta di misura comprende la fase consistente nell'applicare un sensore di contatto alla dimensione lavorata del pezzo suddetto?e misurarne la dimensione
per mezzo di un interferometro.
28. Sistema regolabile di utensile per una macchina
utensile, comprendente:
un utensile regolabile destinato ad impegnarsi
con un pezzo;
un attrezzo associato con il pezzo suddetto in corrispondenza al sistema suddetto di macchina utensile;
un mezzo per azionare l'utensile regolabile suddet-
52.
to rispetto al pezzo suddetto e all'attrezzo suddetto;
e
in cui l'utensile suddetto comprende un controllo
in grado di impegnarsi con l'attrezzo suddetto e agente
in risposta all'azionamento da parte del mezzo suddetto
di azionamento in modo da produrre una regolazione dell'utensile suddetto.
29. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 28, in cui l'utensile regolabile suddetto comprende un attrezzo di misura di dimensione.
30. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 29, in cui:
l'attrezzo suddetto di misura di dimensione comprende almeno un elemento destinato a misurare la distanza
fra l'elemento stesso ed una superficie del pezzo suddetto; e
il controllo suddetto comprende un mezzo per regolare la posizione dell'elemento suddetto rispetto all'at NI & PERAATTI CASECOBAC JAC -BAD... trezzo suddetto di misura di dimensione.
31. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 30, in cui:
l'attrezzo suddetto di misura di dimensione comprende un sensore per misurare il diametro di un foro nel pezzo;
sono previsti almeno due elementi destinati ad
53.
una misura capacitiva della distanza tra questi elementi ed una superficie del foro suddetto nel pezzo; e
il controllo suddetto ? destinato a variare la
separazione tra gli elementi suddetti.
32. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 29, 30 o 31, comprendente inoltre:
un foro di riferimento di diametro prefissato;
e
in cui il mezzo suddetto di azionamento comprende
un mezzo per applicare l'attrezzo suddetto di misura di
dimensione al foro suddetto di riferimento per la calibratura dell'attrezzo suddetto di misura di dimensione e successivamente per applicare l'attrezzo suddetto di misura
di dimensione al foro suddetto nel pezzo.
33. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 29, 30 o 31, in cui:
il mezzo suddetto di azionamento ? destinato ad
applicare l'utensile regolabile suddetto al pezzo suddetto NI & PERTAAOBAC CASETCI JAC -per misurarne una dimensione;
il mezzo suddetto di azionamento ? inoltre destinato ad applicare l'utensile regolabile suddetto all'attrezzo suddetto per ottenerne una regolazione, in modo che
l'attrezzo suddetto di misura di dimensione agisca in modo
da misurare il pezzo suddetto entro un suo campo prefissato
di misura; e
54.
in cui il mezzo suddetto di azionamento ? inoltre destinato ad impegnarsi successivamente con il pezzo suddetto per misurarne la dimensioni entro il campo suddetto
prefissato di misura.
34. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 38, in cui l'utensile regolabile suddetto comprende
un utensile di taglio avente una punta di taglio.
35. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 34, in cui:
il controllo suddetto dell'utensile comprende inoltre un mezzo di bloccaggio allentatile per la punta suddetta di taglio dell'utensile suddetto di taglio; e
il controllo suddetto comprende inoltre un mezzo
azionabile dall'attrezzo per produrre una regolazione della
dimensione di taglio della punta suddetta di taglio dell'utensile suddetto di taglio.
36. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 35, in cui il mezzo suddetto cS-i azionamento comprende
NIA S PERAOA CSETTCCIA JACB *. inoltre:
un mezzo destinato alla regolazione dell'utensile
suddetto di taglio con l'attrezzo suddetto ad una dimensione prefissata di taglio; e
un mezzo per eseguire un'operazione prefissata
di taglio sul pezzo suddetto mediante l'utensile suddetto
di taglio cos? regolato.
55.
37. Sistema regolabile di utensile secondo la rivendicazione 36, comprendente inoltre un mezzo per produrre
un azionamento ripetuto del mezzo suddetto di regolazione
di taglio e del mezzo suddetto per l'esecuzione del taglio.
38. Procedimento per l'azionamento di un utensile regolabile per una macchina utensile, comprendente:
l'azionamento di un utensile regolabile destinato
ad impegnarsi con un pezzo rispetto al pezzo suddetto e
ad un attrezzo ad esso associato; e
l'impegno di un controllo dell'utensile suddetto
con l'attrezzo suddetto durante l'azionamento suddetto
per produrre una regolazione dell'utensile suddetto.
39. Procedimento secondo la rivendicazione 38, in cui:
l'utensile suddetto comprende almeno un elemento
destinato a misurare la distanza tra l'elemento stesso
ed una superficie del pezzo suddetto; e
la fase suddetta di impegno del controllo comprende
la regolazione della posizione dell'elemento suddetto ri & PRANITTAEOBA CACCISE JAC -spetto all'utensile suddetto nel suo insieme.
40. Procedimento secondo la rivendicazione 39, in cui:
l'utensile suddetto comprende un sensore per misurare il diametro di un foro nel pezzo;
sono previsti almeno due elementi destinati ad
una misura capacitiva della distanza tra gli elementi stessi ed una superficie del foro suddetto nel pezzo; e
56.
la fase suddetta di impegno del controllo comprende la variazione della separazione tra gli elementi suddetti.
41. Procedimento secondo la rivendicazione 39 o 40,
in cui:
la fase suddetta di azionamento comprende -la fase
consistente nell'applicare l'utensile suddetto ad un foro
di riferimento per la calibratura dell'utensile suddetto
e successivamente nell' applicare l'utensile suddetto al
foro suddetto nel pezzo.
42. Procedimento secondo la rivendicazione 39 o 40,
?? CC
in cui la fase suddetta di azionamento comprende le fasi ?
consistenti ti ts * s--nell'applicare l'utensile regolabile suddetto al pezzo
S
suddetto per misurarne una dimensione, in modo che l'uten s % sile suddetto agisca in modo da misurare il pezzo suddetto
entro un suo campo prefissato di misura; e
?fifll'impegno con il pezzo suddetto per misurarne 13
dimensioni,entro il campo prefissato suddetto di misura.
43. Procedimento secondo la rivendicazione 38, in cui:
la fase suddetta di impegno del controllo dell'utensile comprende la fase consistente nel liberare un mezzo
di bloccaggio allentabile dell'attrezzo per una punta di
taglio dell'utensile suddetto; e
la produzione di una regolazione della dimensione
57.
di taglio della punta suddetta di taglio dell'utensile suddetto.
44. Procedimento secondo la rivendicazione 43, in cui
la fase suddetta di azionamento comprende inoltre le seguenti fasi:
regolazione dell'utensile suddetto con l'attrezzo
suddetto ad una dimensione prefissata di taglio; e
esecuzione di un'operazione prefissata di taglio
sul pezzo suddetto mediante l'utensile suddetto cosi regolato.
45. Procedimento secondo la rivendicazione 44, compren-5UJ Q. dente inoltre la fase consistente nel ripetere le fasi t? suddette di regolazione e di esecuzione per rimuovere suc ICO s cessivamente quantit? maggiori di materiale dal pezzo suddetto. 1
1
58.
DICHIARAZIONE E PROCURA
Domanda Originale
H ' Riferimento dell'agente :
CSDL-891
Quale sottoscritto inventore, io dichiaro che le informazioni contenute nella presente sono veritiere, che ritengo di essere il primo originale r Ji ed unico inventore, se un solo nominativo ? indicato al paragrafo 201,
oppure un co-inventore qualora pi? inventori fossero nominati ai parargraf? 201-203 dell'invenzione avente il titolo : SISTEMA DI LAVORAZIONE j MECCANICA REGOLABILE E PROCEDIMENTO PER IL SUO IMPIEGO
che ? descritta e rivendicata nella :
Si descrizione allegata oppure Q descrizione annessa alla domanda n? provvisorio
depositata il
che non so e non ritengo che la stessa fosse nota od in uso negli Stati t
Uniti d'America prima della mia o nostra invenzione o brevettata o descritta in pubblicazioni in qualche Paese prima della mia o nostra invenzione, o pi? di un anno prima della presente domanda, od in uso pub bl?co o in vendita negli Stati Uniti d'America pi? di un anno prima della presente domanda, che l'invenzione non ? stata brevettata o fatta oggetto di un certificato d'inventore rilasciato anteriormente alla data della presente demanda in alcun Paese straniero in base ad una domanda deposita ta da me o dai miei legali rappresentanti o cessionari pi? di dodici mesi prima della presente domanda e che nessuna domanda di brevetto o certificato d'inventore in relazione alla presente domanda ? stato depositato da me o dai miei legali rappresentanti o cessionari in alcun Paese straniero ad eccezione di quelli qui di seguito elencati :
V ? Eventuale( i) domanda( e) depositata^ e) all 'estero nei 12 mesi precedenti la data di deposito della presente domanda _
Paese Numero della domanda Data di deposito Priorit? rivendicata I ) ai sensi dell 'art ?35
U.S.C. 119
l?
' Eventuali domande depositate all 'estero pi? di 12 mesi prima del deposito ^ della presente domanda _
H _ _
)
Claims (1)
- Con la presente nomino il/i seguente/i procuratore/i e/o*agente/i per l ' inoltro di questa domanda e per evadere tutte le pratiche ad essa relative presso l 'Ufficio Brevetti e Marchi :Joseph Weingarten 15.061 Stanley M. Schurgin 20.979 Charles L.Gagnebin 25.467 Paul j.Hayes 28.307Indirizzare la corrispondenza a: Weingarta? Schurgin & Gagnebin One State StreetBoston, Massachueetts 02109 Indirizzare le chiamate telefoniche-a:(617) 523-8030Attesto inoltre che tutte le dichiarazioni contenute nella presente, per quanto risulta a mia conoscenza, sono veritiere, e che tutte le dichiarazioni rilasciate su informazione e credenza sono da ritenersi veritiere; ed inoltre che queste dichiarazioni sono state fajtte sapendo che dichiarazioni volontariamente false e simili sono punibili mediante contravvenzione o reclusione, o entrambe, ai sensi dell'art. 1001, paragrafo 18, del Codice degli Stati Uniti, e che det te dichiarazioni volontariamente false possono pregiudicare la validit? della domanda o di qualsiasi brevetto che ne risulti.Nome completo dell'unico o del primo inventore:John R. LawsonPinna dell?inventore: John R. Lawson Data: 3 febbr. 1982 Residenza: Lincoln, Massachusetts Nazionalit?: USA Indirizzo postale: Sputh Great Road, Lincoln, Massachusetts 01773Nome completo dell ' eventuale secondo inventore congiunto:Raymond B. Harlan$Firma dell'inventore: Raymond B. Harlan Data.: 3.2.1982 Residenza: Wayland, Massachusetts Nazionalit? USA Indirizzo postale: 15 Happy Hollow Road, Wayland, Massachusetts 01778 Nome completo del terzo inventore congiunto, se esiste: Keith Glick Residenza: Needham, Massachusetts Nazionalit?: USA Indirizzo: 92 Pine Street, Needham, Massachusetts 02192PER TRADUZIONE CONFORMIIng.5 o BUi
Applications Claiming Priority (1)
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|---|---|---|---|
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| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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