IT202300009168A1

IT202300009168A1 - balancing system for portable measuring machine with articulated arms

Info

Publication number: IT202300009168A1
Application number: IT102023000009168A
Authority: IT
Inventors: Pierfrancesco Rossettini
Original assignee: Giacometti Valeria
Priority date: 2023-05-09
Filing date: 2023-05-09
Publication date: 2024-11-09

Description

TITOLO: SISTEMA DI BILANCIAMENTO PER MACCHINA DI MISURA PORTATILE A BRACCI ARTICOLATI TITLE: BALANCING SYSTEM FOR PORTABLE ARTICULATED ARM MEASURING MACHINE

DESCRIZIONE DESCRIPTION

La presente invenzione concerne un sistema di bilanciamento per macchina di misura portatile a bracci articolati del tipo a due molle, che si caratterizza per la precisione del punto di applicazione della forza. Le macchine di misura portatili a bracci articolati, che indicheremo anche con l?acronimo AMM (Articulated Measuring Machines), e sono rappresentate schematicamente in Fig. 1, ed hanno il pregio della grande flessibilit? di impiego che consente ad esempio di misurare un pezzo senza movimentarlo, ma portando la macchina di misura vicino ad esso. The present invention concerns a balancing system for a portable measuring machine with articulated arms of the two-spring type, which is characterized by the precision of the point of application of the force. Portable measuring machines with articulated arms, which we will also indicate with the acronym AMM (Articulated Measuring Machines), and are represented schematically in Fig. 1, and have the advantage of great flexibility of use that allows, for example, to measure a piece without moving it, but by bringing the measuring machine close to it.

Queste macchine di misura sono azionate manualmente, per cui esiste il problema di minimizzare il peso che l?operatore deve sostenere durante la misura, e ci? viene ottenuto con un idoneo sistema di bilanciamento. These measuring machines are manually operated, so there is the problem of minimizing the weight that the operator must support during the measurement, and this is achieved with a suitable balancing system.

Per lo pi? queste macchine sono dotate di sei o sette assi, nelle quali il primo braccio, che ? rotante intorno al secondo asse, ? dotato di un opportuno sistema di bilanciamento del peso, affinch? esso non gravi sulle mani dell?operatore. Most of these machines are equipped with six or seven axes, in which the first arm, which rotates around the second axis, is equipped with a suitable weight balancing system, so that it does not weigh on the operator's hands.

Esistono vari sistemi di bilanciamento, che sono per lo pi? di due tipi. Un primo tipo esercita la coppia di bilanciamento per mezzo di una molla a flessione che agisce direttamente sul primo asse orizzontale, e al quale ? fissato il primo braccio. There are various balancing systems, which are mostly of two types. A first type exerts the balancing torque by means of a bending spring that acts directly on the first horizontal axis, and to which the first arm is fixed.

Un secondo tipo di bilanciamento impiega due molle disposte lateralmente al primo braccio al primo braccio che ? rotante intorno ad un asse orizzontale, con punti di applicazione disposti in posizione tale da produrre la coppia di bilanciamento. A questo secondo sistema, che definiamo a due molle laterali, ? dedicato il presente trovato. A second type of balancing uses two springs arranged laterally to the first arm which is rotating around a horizontal axis, with application points arranged in a position such as to produce the balancing torque. This invention is dedicated to this second system, which we define as having two lateral springs.

Le due molle laterali hanno lo scopo di bilanciare al meglio la forza peso esercitando una coppia intorno al primo asse orizzontale, ma le forze esercitate dalle due molle devono essere il pi? possibile uguali tra loro, in modo da contenere il pi? possibile la deformazione indotta sul primo braccio. The two lateral springs have the purpose of best balancing the weight force by exerting a torque around the first horizontal axis, but the forces exerted by the two springs must be as equal as possible to each other, in order to contain as much as possible the deformation induced on the first arm.

L?inconveniente principale dei sistemi di bilanciamento a due molle laterali, ? dato dal fatto che le forze esercitate dalle due molle, non sono uguali al momento della loro registrazione iniziale, per quanto accurata, ed inoltre sono soggette a variare nel tempo. The main drawback of balancing systems with two lateral springs is that the forces exerted by the two springs are not equal at the time of their initial adjustment, however accurate, and are also subject to variation over time.

Ulteriore inconveniente dei sistemi di bilanciamento a due molle laterali, ? dato dal fatto che al variare della deformazione della molla indotta dalla rotazione del primo asse orizzontale, varia la forza esercitata dalle molle e di conseguenza la coppia di bilanciamento. Another drawback of balancing systems with two lateral springs is that as the deformation of the spring induced by the rotation of the first horizontal axis varies, the force exerted by the springs and consequently the balancing torque varies.

Scopo principale del presente trovato ? quello di rendere intrinsecamente uguali le due forze agenti ai due lati del primo braccio annullando ogni deformazione indotta su di esso, sia inizialmente che con il passare del tempo. The main purpose of this invention is to make the two forces acting on the two sides of the first arm intrinsically equal, thus cancelling any deformation induced on it, both initially and over time.

Ulteriore scopo del presente trovato ? quello di compensare la variazione della coppia agente intorno all?asse orizzontale adottando un opportuno posizionamento del punto di fissaggio della prima estremit? delle molle. A further purpose of this invention is to compensate for the variation of the torque acting around the horizontal axis by adopting an appropriate positioning of the fixing point of the first end of the springs.

La presente invenzione viene qui di seguito ulteriormente chiarita in una preferita forma di pratica di realizzazione, riportata a scopo puramente esemplificativo e non limitativo, con riferimento alle allegate tavole di disegni, in cui: The present invention is further clarified below in a preferred form of practical embodiment, reported for purely exemplifying and non-limiting purposes, with reference to the attached tables of drawings, in which:

la figura 1 mostra schematicamente una macchina di misura a bracci articolati. Figure 1 shows a schematic representation of an articulated-arm measuring machine.

la figura 2 mostra schematicamente una macchina di misura AMM dotata del sistema di bilanciamento a due molle, nella quale viene posto in posizione disassata il punto di fissaggio della prima estremit? delle molle. Figure 2 schematically shows an AMM measuring machine equipped with a two-spring balancing system, in which the fixing point of the first end of the springs is placed in an offset position.

la figura 3 mostra schematicamente il trovato che adotta un anello cardanico per rendere uguali le forze di bilanciamento esercitate dalle due molle. Figure 3 schematically shows the invention which uses a cardan ring to make the balancing forces exerted by the two springs equal.

La figura 4 mostra ?. Figure 4 shows ?.

La figura 1 mostra schematicamente una AMM della tipologia a sei assi, ed in particolare la base 10 della macchina fissata al piano 11, il primo asse ?a? che ? verticale intorno al quale ruota la forcella 17, il secondo asse ?b? che ? orizzontale, intorno al quale ruota il primo braccio 13. La figura 2 mostra una AMM dotata del sistema di bilanciamento a due molle laterali, nella quale con 12 ? indicata la base fissa, con 17 la forcella rotante intorno all?asse verticale ?a?, con 13 ? indicato il primo braccio rotante intorno all?asse orizzontale ?b?. Nella figura sono presenti due molle 23 e 24 situate lateralmente al braccio 13 essendo il loro primo estremo fissato ai perni 25 e 26 fissati alla forcella 17, e il loro secondo estremo fissato ai perni 27 e 28 solidali con il braccio 13. Figure 1 schematically shows an AMM of the six-axis type, and in particular the base 10 of the machine fixed to the plane 11, the first axis ?a? which is vertical around which the fork 17 rotates, the second axis ?b? which is horizontal, around which the first arm 13 rotates. Figure 2 shows an AMM equipped with the balancing system with two lateral springs, in which 12 indicates the fixed base, 17 the fork rotating around the vertical axis ?a?, 13 indicates the first arm rotating around the horizontal axis ?b?. In the figure there are two springs 23 and 24 located laterally to the arm 13, their first end fixed to the pins 25 and 26 fixed to the fork 17, and their second end fixed to the pins 27 and 28 integral with the arm 13.

Allo scopo di compensare l?aumento della forza di bilanciamento esercitato dalle molle, i perni 25 e 26 di fissaggio della prima estremit? delle molle, vengono posti spostati della quantit? N in relazione al piano verticale passante per l?asse ?b?. Tale posizionamento in posizione arretrata dei due perni, comporta che a partire dalla posizione in cui il primo braccio 13 ? orizzontale, e che determina la massima coppia da bilanciare, al ruotare verso il basso del braccio 13 si deve avere una riduzione della coppia di bilanciamento nonostante il corrispondente aumento della forza esercitata dalla molla determinato dall?aumento della sua lunghezza. Tale riduzione viene ottenuta dall?adozione di un opportuno disassamento all?indietro, o arretrata, del punto di fissaggio della prima estremit? della molla della quantit? N, dato che al ruotare verso il basso del braccio, si ottiene una riduzione del braccio delle forze delle molle. Accade l?opposto ruotando il braccio verso l?alto, per cui si deve adottare una ampiezza opportuna dello spostamento N, in modo da rendere il pi? possibile efficace l?effetto di bilanciamento esercitato dalle molle. In order to compensate for the increase in the balancing force exerted by the springs, the fixing pins 25 and 26 of the first end of the springs are moved by the amount N in relation to the vertical plane passing through the axis "b". This rearward positioning of the two pins means that starting from the position in which the first arm 13 is horizontal, and which determines the maximum torque to be balanced, when the arm 13 rotates downwards there must be a reduction in the balancing torque despite the corresponding increase in the force exerted by the spring determined by the increase in its length. This reduction is obtained by adopting an appropriate backwards misalignment, or set back, of the fixing point of the first end of the spring by the amount N, given that when the arm rotates downwards, a reduction of the arm of the spring forces is obtained. The opposite occurs when rotating the arm upwards, for which reason an appropriate amplitude of the displacement N must be adopted, in order to make the most the balancing effect exerted by the springs is as effective as possible.

Le figura 3 e 4 mostrano schematicamente il sistema cardanico oggetto principale del trovato, che ha lo scopo di rendere uguali le forze esercitate dalle due molle. La forza dalle due molle 23 e 24, e precisamente dalla loro seconda estremit?, viene esercitata nei perni 33 e 34 solidali con l?anello cardanico 30, il quale ? poi fissato ai perni 31 e 32, intorno ai quali l?anello ? libero di ruotare. Figures 3 and 4 show schematically the cardan system which is the main object of the invention, which has the purpose of making the forces exerted by the two springs equal. The force from the two springs 23 and 24, and precisely from their second end, is exerted on the pins 33 and 34 integral with the cardan ring 30, which is then fixed to the pins 31 and 32, around which the ring is free to rotate.

Ogni eventuale piccola differenza tra le forze esercitate dalle due molle, produce una rotazione dell?anello cardanico 30 intorno all?asse definito dai due perni 31 e 32, che determina una variazione di lunghezza delle molle di senso opposto, fino a ottenere che esse diventano uguali. Any small difference between the forces exerted by the two springs produces a rotation of the cardan ring 30 around the axis defined by the two pins 31 and 32, which determines a variation in length of the springs in opposite directions, until they become equal.

Lo scopo principale del presente trovato di rendere e mantenere uguali le forze esercitate dalle due molle viene raggiunto grazie all?adozione dell?anello cardanico. The main purpose of the present invention of making and maintaining the forces exerted by the two springs equal is achieved thanks to the adoption of the cardan ring.

Lo scopo ulteriore di compensare la variazione di carico determinata dall?allungamento e dall?accorciamento delle molle, viene ottenuto grazie all?adozione dello spostamento dell?asse dei perni di fissaggio della prima estremit? delle molle. Alcune variazioni possono essere adottate, come quella di fissare le due estremit? delle molle ai perni tramite piccoli cuscinetti volventi al fine di ridurre il disturbo determinato dall?attrito. Il trovato della presente invenzione ? stato descritto in una sa preferita realizzazione. Altre forme realizzative possono essere impiegate, senza per questo uscire dall?ambito dell?invenzione industriale. The further purpose of compensating the load variation determined by the lengthening and shortening of the springs is obtained thanks to the adoption of the displacement of the axis of the fixing pins of the first end of the springs. Some variations can be adopted, such as that of fixing the two ends of the springs to the pins by means of small rolling bearings in order to reduce the disturbance determined by friction. The finding of the present invention has been described in a preferred embodiment. Other embodiments can be used, without departing from the scope of the industrial invention.

Claims

TITLE: BALANCING SYSTEM FOR PORTABLE ARTICULATED ARM MEASURING MACHINE CLAIMS

1. Portable measuring machine with articulated arms characterised by the fact that:

- ? equipped with a balancing system with two lateral springs close to the first arm,

- the two pins to which the first end of the springs is fixed are placed in a rearward position in relation to the vertical plane that passes through the horizontal axis containing the second axis of the machine.

2. Portable measuring machine with articulated arms according to the previous claim 1, characterised in that there is a cardan system free to rotate around an axis which is the intersection between the vertical plane passing through the axis of the first arm and a plane orthogonal to the axis of the first arm.

3. Portable measuring machine with articulated arms according to the previous claims 1 and 2, characterised in that the cardan system consists of a ring free to rotate around two pins integral with the first arm, the axis of which is placed in the vertical plane which passes through the axis of the first arm, while on the same ring, at approximately 90° in reference to said two pins, two other pins are fixed where the second end of the balancing springs is fixed.