IT9048342A1

IT9048342A1 - Dispositivo per il controllo della posizione angolare di un pezzo in lavorazione

Info

Publication number: IT9048342A1
Application number: IT048342A
Authority: IT
Inventors: James D Phillips
Original assignee: Phillips J D Corp
Priority date: 1989-10-25
Filing date: 1990-10-04
Publication date: 1992-04-04
Also published as: JPH03142149A; JPH0763924B2; GB2237225B; FR2653364A1; IT9048342A0; US4934882A; CA2023002A1; IT1242358B; CA2023002C; DE4032822A1; DE4032822C2; FR2653364B1; GB9018290D0; GB2237225A

Description

DESCRIZIONE

a corredo di una domanda di Brevetto d’invenzione

dal titolo: "Dispositivo per il controllo della posizione angolare di un pezzo in lavorazione"

La presente invenzione si riferisce ad un apparecchio per monitorare (controllare) la posizio-· ne angolare di un pezzo in lavorazione in rotazione^ come per esempio nelle operazioni di molatura o fresatura.

FONDAMENTO E RIASSUNTO DELL'INVENZIONE

I lobi di camma su di un albero a camme possono venire sgrossati o finiti al profilo .desiderato mediante molatura o fresatura. Come mostrato nella Domanda di Brevetto Statunitense in corso No. di Serie 07/377.067, dello stesso Richiedente della pre;-sente domanda, depositata il 10 luglio 1989, la sgrossatura o la finitura di tali camme può venire realizzata per mezzo di cinghie abrasive. Le cinghie sono guidate lungo percorsi variabili secondo i profili di camma desiderati. Specificamente, ogni cinghia è guidata da un ceppo che impegna il lato di fondo della cinghia al suo punto di contatto con la periferia della camma. Ogni ceppo è montato su di uria estremità di un azionatore che è mosso da una unità a motore. L'unità a motore è comandata in modo CNC (comando numerico a calcolatore) per muovere avanti e indietro l'azionatore, e quindi fare sì che il ceppo muova la cinghia abrasiva verso l'asse dell'albero a camme e la allontani da questo. Allo scopo dì molare accuratamente i lobi di camma, è desiderabile di seguire ovvero monitorare (controllare) la posizione angolare dell'albero a camme durante la sua rotazione, in modo che questa informazione possa essere immessa in ingresso all'unità, a motore a controllo numerico a calcolatore per il suo appropriato funzionamento.

.— Nel passato, il monitoraggio (controllo) della posizione angolare del pezzo in lavorazione veniva realizzato per mezzo di un meccanismo comprendente un organo di rilevamento atto a impegnare un perno di posizionamento sul pezzo in lavorazione. I perni di posizionamento variano in diametro da albero a camme ad albero a camme, e pertanto l'organo di rilevamento usualmente ha un foro o incavo aliargato per ricevere il perno. Questo presenta il vantaggio di rendere possibile all'organo di rilevamento di adattarsi a perni di diametro variabile. Tuttavia, lo svantaggio è che l'organo di rilevamento può seguire la rotazione del pezzo in lavorazione soltanto in maniera imprecisa, dando come risultato una retroazione ("feed-back") inaccurata all'apparecchio di comando CNC.

Uno scopo della presente invenzione è quello di fornire un perfezionato organo di rilevamento (pick-up) atto a seguire in modo stretto la rotazione del pezzo in lavorazione indipendentemente dalle dimensioni del perno, e che pertanto riporti in ingresso all'apparecchio di comando numerico a calcolatore l'esatta posizione del pezzo in lavorazione nella rotazione di questo ad ogni istante, in mo!do coerente ed accurato.

Secondo una specifica forma di realizzazione da descrivere, l'organo di rilevamento ha un ceppo di posizionamento e mezzi cedevoli, resilienti in relazione di distanziamento e di frontalità con il ceppo di posizionamento per bloccare il perno sul pezzo in lavorazione contro il ceppoo di posizionamento.

Più in particolare, i mezzi cedevoli, resilienti comprendono una molla a balestra, una estremità della quale è assicurata all'organo di rileyamento, e l'estremità libera della quale 3ta di fronte al ceppo di posizionamento.

Questi ed altri scopi e caratteristiche dèila presente Invenzione diverranno più evidenti al procedere della descrizione che segue, ispecialraente prendendo questa in considerazione unitamente ai disegni allegati.

BREVE DESCRIZIONE DEI DISEGNI

La figura 1 è una vista in pianta dall’alto semi-schematica, con parti asportate, di un apparecchio che incorpora la presente invenzione.

La figura 2 è una vista frammentaria secondo la linea 2— 2 nella figura 1. .

La figura 3 è una vista in elevazione laterale frammentaria che mostra una estremità di un pezzo in lavorazione, come per esempio un albero a camme, ed un organo di rilevamento fornito di mezzi per ricevere un perno di posizionamento sul pezzo in lavorazione, l'elemento di rilevamento essendo atto a trasmettere informazioni relative alla posizione angolare del pezzo in lavorazione ad un apparecchio di controllo numerico a calcolatore tramite un dispositivo elettronico di retroazione angolare.

La figura 4 è una vista dell'organo di rilevamento secondo la linea 4— 4 nella figura 3.

La figura 5 è una vista dell'organo di rilevamento secondo la linea 5— 5 nella figura 3.

DESCRIZIONE PARTICOLAREGGIATA '

Con riferimento ora più in particolare ai disegni, viene mostrata una macchina per sgrossare!o per finire i lobi di camma su di un albero a camme. Sebbene questa funzione possa essere efftittuata o per mezzo di una molatrice, o per mezzo di una fresatrice, la macchina mostrata nei disegni è una molatrice. La molatrice è indicata con il numero di posizionamento 10 e presenta una unità portapezzo 12 comprendente un piano 13 montato a scorrimento su guide 14 su di una base di supporto-15 e mobile ad una posizione di regolazione lungo le guide per mezzo di un meccanismo di azionamento reversibile, non mostrato. La macchina presenta anche una unità idi molatura 20 comprendente una slitta 21 montata sulla base 15 in modo che si possa muovere perpendicolarmente alle guide 14 per mezzo di un meccanismo a motore reversibile, non mostrato. Per una descrizione più completa della macchina, ci si riferisca alla Domanda di Brevetto Statunitense in corso di No. di Serie 07/377.063, dello stesso Richiedente della presente domanda, citata sopra.

In generale, l’unità portapezzo 12 presenta una testa 28 e una contropunta 30 per sostenere il pezzo in lavorazione W, il quale in questo caso èjun albero a camme avente una pluralità di eccentrici a camma o lobi di camma L formati in relazione di mutuo distanziamento nel senso della lunghezza di esso albero. La testa 28 ha un mandrino 32 fornito di ganasce 34 atte a stringere la porzione terminale cilindrica ingrossata 36 dell'albero a camme W ed un motore elettrico per fare ruotare il mandrino. La contropunta 30 ha un centro che sostiene a rotazione l'estremità opposta dell'albero a camme.

L'unità di molatura 20 ha una .pluralità di cinghie abrasive 38 in numero uguale alle camme sull'albero a camme. Le cinghie sono rispettivamente allineate con.le camme e guidate da una adatta sorgente di moto, non mostrata. Le cinghie abrasive sono adatte a molare .le periferie delle camme al loro muoversi vicino all'albero a camme. Le cinghie abrasive sono guidate ai loro punti di contatto con le periferie delle camme lungo percorsi variabili secondo i profili di camma desiderati. La guida viene ottenuta per mezzo di un meccanismo di guida 40 per ogni camma.

Ogni meccanismo di guida 40'comprende un ceppo 42 che impegna la cinghia sul lato opposto alla sua superficie di molatura e un azionatore allungato 44. Il ceppo di ogni meccanismo di guida è montato su di una estremità dell'azionatore e ha una estremità anteriore arrotondata, ottusa, convessa che impegna la cinghia. Un motore elettrico 46 fa muovere l'azionatore 44 nel senso della lunghezza in direzioni opposte per mezzo di una trasmissione a vite!a circolazione di sfere 47. I motori elettrici 46 sono montati su di una incastellatura 48 e ogni motore è comandato indipendentemente dagli altri, per mezzo di un apparecchio di comando numerico a calcolatore (CNC), non mostrato. Pertanto, al ruotare dell'albero a camme, i meccanismi di guida 40 fanno muovere le cinghie abrasive indipendentemente per molare profilispeciali sulle camme, sotto il comando degli apparecchi di comando numerico a calcolatore.

La posizione angolare dell’albero a camme è importante per il funzionamento di ogni meccanismo ,di guida. Le informazioni relative alla posizione angolare di ciascuna camma è immessa in ingresso all'apparecchio di comando numerico a calcolatore per tale camma da un meccanismo elettronico di retro-azióne ("feed-back") angolare comprendente un dispositivo elettronico di retroazione angolare 51 ed un organo di rilevamento 52.

L'organo di rilevamento 52 è atto ad essere inchiavettato sull'albero a camme in un modo che vèrrà descritto, per monitorare la sua posizione angolare. L'organo di rilevamento 52 è montato sulla testa 28 per ruotare intorno al suo asse longitudinale 53, il quale coincide con l'asse longitudinale di rotazione 54 dell'albero a camme quando l'albero a camme viene afferrato in presa nel mandrino 32. Specificamente, l'organo di rilevamento 52 può ruotare liberamente in un supporto 55 dentro il mandrino. Pertanto, l'organo di rilevamento 52 gira indipendentemente dal mandrino, per cui esso seguirà accuratamente la posizione angolare dell'albero a camme anche se la presa del mandrino sull'albero a camme dovesse scivolare.

L'elemento di rilevamento 52 presenta in una parete laterale una scanalatura 56 che isi estende da una estremità dell'elemento di rilevamento all'altra e che è parallela al suo asse di rotazione 53, ma lateralmente sfalsata rispetto ad esso. La porzione terminale allargata 36 dell'albero a camme ha un perno di posizionamento 57 che è parallelo al suo asse di rotazione, ma lateralmente sfalsato della stessa distanza della scanalatura 56, per cui il perno di riferimento 57 è atto a estendersi nella scanalatura.

La scanalatura 56 presenta superfici distanziate opposte 60 e 62 che sono parallele all'asse longitudinale 53 dell'organo di rilevamento e che inoltre sono l'una parallela all'altra.'La superficie 60 presenta una porzione di superficie rilevata 64 ,e la superficie 62 presenta una porzione di superficie rilevata 66, le quali porzioni sono distanziate, opposte e parallele l'una all'altra. Queste porzioni di superficie rilevate 64 e 66 sono sistemate all'estremità dell'elemento di rilevamento 52 lontano dall'albero a camme.

Un ceppo di posizionamento 68 è assicurato rigidamente alla superficie 60 della scanalatura 56 all'estremità dell'organo di rilevamento 52 più vicina all'albero.a camme. Una molla a balestra allungata 70 è disposta nella scanalatura 56 e si estende parallelamente all'asse longitudinale dell'organo di rilevamento. Una estremità della molla a balestra 70 è assicurata alla porzione di superficie rilevata 66 per mezzo di un bullone 72. L'altra porzione di estremità della molla a balestra termina all'estremità dell'organo di rilevamento adiacente all'albero1a camme in relazione di distanziamento e di frontalità con il ceppo di posizionamento 68, e presenta una punta ingrossata 74 che si estende verso il ceppo di posizionamento. La punta 74 è arrotondata, per cui il perno di riferimento 57 allontana la molla a balestra 70 dal ceppo 68 quando viene inserito a guisa di estremità nella scanalatura. La molla a balestra fornisce un mezzo cedevole, resiliente che si può fare funzionare in modo da bloccare il perno di posizionamento 57 contro il ceppo di posizionamento 68 con una pressione cedevole, resiliente. Il ceppo di posizionamento 68 e la molla a balestra 70 forniscono eiementi di posizionamento per seguire in modo coerente ed accurato la rotazione dell'albero a camme nonostante le variazioni dimensionali del perno.

Nella parete laterale dell'organo di rilevamento 52 viene formato un foro 78, il quale è di diar metro maggiore della testa del bullone 72, permettendo l'installazione e la rimozione del bullone attraverso il foro.

L'organo di rilevamento 52 è collegato al dispositivo elettronico di retroazione angolare 51 per mezzo di un albero 82. La posizione angolare dell'albero a camme W viene trasmessa tramite l'organo di rilevamento 52 al dispositivo di retroazione 51 che trasmette tale informazione ai dispositivi di comando numerico a calcolatore per i motori elettrici 46 degli azionatori.

Nell'uso, l’organo di rilevamento 52 viene fatto ruotare ad una posizione tale che.esso riceverà il perno di posizionamento 57 sull'albero a camme quando l'albero a camme viene posto tra la testa 28 e la contropunta 30 e stretto dalle ganasce del mandrino 32. Il perno di posizionamento 57 si inserisce a guisa di estremità nella scanalatura tra il ceppo di posizionamento 68 e la molla a balestra 70, allonta'-nando la molla a balestra dal ceppo 68 quando esso impegna la punta 74. La molla a balestra si infletterà di quanto sarà necessario per ricevere il perno di posizionamento 57 e bloccherà il perno di posizionamento 57 saldamente contro il ceppo 68 con una pressione cedevole, resiliente. Lo spazio tra la punta di bloccaggio 74 della molla a balestra 70 ed il ceppo di posizionamento 68.nella condizione naturale, non inflessa della molla a balestra fornisce un gioco, minimo che è minore del diametro di qualsiasi perrio. di posizionamento sugli alberi a camme verosimili che si possono incontrare. La molla a balestra si infletterà sempre in qualche misura e bloccherà il perno di posizionamento 57 contro il ceppo di posizionamento, indipendentemente dal diametro del perno di posizionamento. Pertanto, il ceppo di posizionamento 68 e la molla a balestra 70 afferreranno il perno di posizionamento e forniranno un'indicazione accurata della posizione angolare dell'albero a camme nonostante le variazioni dimensionali del perno. L'organo di prelievo 52 monitorerà (con-trollerà) ovvero inseguirà accuratamente la posizione angolare dell'albero a camme e trasmetterà tale informazione al dispositivo di retroazione 51, il quale a sua volta la immetterà in ingresso ai dispositivi di comando CNC.

Come detto sopra, l'organo di prelievo 52 è montato nel supporto 55 in modo da poter ruotare lir beramente, indipendentemente dal mandrino. Pertanto, l'organo di rilevamento, che è inchiavettato sull'albero a camme, monitorerà accuratamente la posizione angolare dell'albero a camme e non trasmetterà segnar li erronei, nemmeno se la presa del mandrino sull'albero a camme dovesse slittare.

Claims

RIVENDICAZIONI 1. Apparecchio per fare ruotare un pezzo.in lavorazione, come per esempio un albero, a camme, in cui sono forniti mezzi per monitorare (controllare) la posizione angolare del pezzo in lavorazione durante la sua rotazione, comprendente un organo di rilevamento ruotante suscettibile di essere'impegnato da un perno di posizionamento fornito sul pezzo in lavorazione in relazione di sfalsamento con il suo asse di rotazione, comprendente il perfezionamento costituito dal fatto che detto organo di rilevamento ha mezzi per ricevere il perno’ di posizionamento sul pezzo in lavorazione nonostante le variazioni dimensionali del perno, così da seguire in modo coerente, accurato la rotazione del pezzo in lavorazione, detti mezzi di ricezione del perno comprendendo un ceppo di posizionamento su detto organo di posizionamento, e mezzi cedevoli, resilienti su detto organo di rileva;-mento in relazione di distanziamento e di frontalità con detto ceppo di posizionamento, detto ceppo di por sizionamento e detti mezzi cedevoli, resilienti essendo atti a ricevere il perno di posizionamento sul pezzo in lavorazione tra di loro e detti mezzi ceder voli,, resilienti potendo essere .fatti funzionare i»n modo da bloccare il perno di posizionamento contro detto ceppo di posizionamento con una pressione ceder vole, resiliente.
2. Apparecchio definito nella Rivendicazione 1, in cui detto organo di rilevamento ha una scanalaltura formata in esso stesso avente superfici distanziate, opposte, detto ceppo di posizionamento essendo montato su di una di dette superfici opposte e dettii mezzi cedevoli, resilienti essendo montati sull'altra di dette superfici opposte.
3. Apparecchio come definito nella Rivendicazione 1, in cui detti mezzi cedevoli, resilienti comprendono una molla a balestra, una porzione della quale è assicurata a detto organo di rilevamento e l' altra estremità della quale à libera di inflettersi ed è opposta a detto ceppo di posizionamento.
4. Apparecchio definito nella Rivendicazione 1, in cui detto organo di rilevamento è montato in modo da potere ruotare sull'asse di rotazione del pezzo in lavorazione, detto organo di rilevamento ha una parete laterale, e una scanalatura in detta parete laterale avente superfici distanziate, opposte, detto ceppo di posizionamento essendo montato su di una di dette superfici opposte e .detti mezzi -cedevoli, resilienti essendo montati sull'altra -di dette superfici opposte.
5. Apparecchio come definito nella Rivendica--zione 4, in cui detti mezzi cedevoli, resilienti-comprendono una molla a balestra, una porzione terminale della quale è assicurata a detto organo di rilevamento e l'altra porzione terminale della quale è libera di inflettersi e fronteggia detto ceppo di posizionamento ·
6. Apparecchio per fare ruotare un pezzo in lavorazione, come per esempio un albero a camme, in cui sono forniti mezzi per monitorare la posizione angolare del pezzo in lavorazione durante la sua rotazione, comprendenti un organo di rilevamento suscettibile di essere impegnato da un perno di posizionamento fornito sul pezzo in lavorazione in relazione di sfalsamento con il suo asse di rotazione, comprendente il perfezionamento in cui detto organo di rilevamento ha mezzi per ricevere il perno di posizionamento sul pezzo in lavorazione nonostante le variazioni dimensionali del diametro del perno, così da seguire coerentemente, accuratamente la rotazione del pezzo in lavorazione, detti mezzi di ricezione del perno comprendendo un primo elemento di posizionamento su detto organo di rilevamento, ed un secondo elemento di posizionamento su detto elementi di rilevamento in relazione di distanziamento e di frontalità con detto primo elemento di posizionamento, detti mezzi di posizionamento essendo atti a ricevere il perno di posizionamento sul pezzo in lavorazione tra di loro e detto secondo elemento di posizionamento essendo montato in modo cedevole, resiliente e potendo essere fatto funzionare in modo da bloccare il perno di posizionamento contro detto primo elemento di posizionamento con una pressione cedevole, resiliente.
7. Apparecchio definito nella Rivendicazione 1, in cui sono forniti mezzi di azionamento per fare ruotare il pezzo in lavorazione e comprendenti un mandrino atto a stringere in presa il pezzo in lavorazione, e mezzi di supporto che sostengano detto organo di rilevamento in detto mandrino per la rotazione libera indipendentemente dal detto mandrino, per cui detto organo di rilevamento monitorerà (controllerà) accuratamente la posizione angolare del pezzo -in lavorazione, anche se la presa del mandrino sul pezzo- in-lavorazione dovesse slittare.