ITTO960365A1

ITTO960365A1 - AUTOMATED APPARATUS FOR TESTING DIAMOND DISCS.

Info

Publication number: ITTO960365A1
Application number: IT96TO000365A
Authority: IT
Inventors: Oreste Veglio
Original assignee: Veglio Hs Srl
Priority date: 1996-05-07
Filing date: 1996-05-07
Publication date: 1997-11-07
Also published as: IT1285859B1; ITTO960365A0

Description

Descrizione a corredo di una domanda di brevetto per Invenzione Industriale dal titolo: Apparecchiatura automatizzata per il collaudo di dischi diamantati. Description accompanying a patent application for Industrial Invention entitled: Automated equipment for testing diamond discs.

Descrizione Description

La presente invenzione si pone nel settore della lavorazione del marmo, della pietra e di altri materiali duri e si riferisce, in particolare, ad un'apparecchiatura automatizzata per il collaudo di dischi diamantati per il taglio di tali materiali. The present invention relates to the sector of processing marble, stone and other hard materials and refers, in particular, to an automated apparatus for testing diamond discs for cutting such materials.

Sono noti utensili diamantati in forma di disco lungo la circonferenza dei quali sporge radialmente una pluralità di settori diamantati abrasivi; nel movimento di rotazione del disco, gli elementi diamantati periferici segano il materiale. Disc-shaped diamond tools are known along the circumference of which a plurality of abrasive diamond sectors protrudes radially; in the rotating movement of the disc, the peripheral diamond elements cut the material.

Per motivi ovvi di sicurezza e di efficienza dell'utensile, gli elementi abrasivi devono essere saldamente fissati al disco di supporto; occorre inoltre che tali elementi siano fissati in numero esatto, in posizioni prestabilite corrette, e che abbiano la forma e le dimensioni previste. For obvious reasons of tool safety and efficiency, the abrasive elements must be firmly attached to the support disc; it is also necessary that these elements are fixed in exact number, in correct predetermined positions, and that they have the required shape and size.

Attualmente si adottano sistemi manuali ed empirici per verificare che la resistenza della saldatura degli elementi abrasivi. Tali sistemi tradizionali, oltre ad essere soggetti ad errori dovuti all'intervento umano, non danno sufficienti garanzie per quanto riguarda altri parametri importanti dei dischi diamantati, quali ad esempio le caratteristiche geometriche degli inserti diamantati. Currently manual and empirical systems are adopted to verify that the resistance of the welding of the abrasive elements. These traditional systems, in addition to being subject to errors due to human intervention, do not give sufficient guarantees as regards other important parameters of the diamond discs, such as for example the geometric characteristics of the diamond inserts.

Lo scopo principale della presente invenzione è di elevare lo standard qualitativo dei dischi diamantati. In particolare, è scopo dell'invenzione realizzare un'apparecchiatura automatizzata che_ consenta di. effettuare un controllo automatico di tutti i principali parametri geometrici e meccanici rilevanti al fine di ottenere un prodotto finito di qualità elevata con caratteristiche tecniche controllate e garantite. The main purpose of the present invention is to raise the quality standard of diamond discs. In particular, it is an object of the invention to provide an automated apparatus which allows to. carry out an automatic control of all the main geometric and mechanical parameters relevant in order to obtain a finished product of high quality with controlled and guaranteed technical characteristics.

Altro scopo dell'invenzione è di effettuare un controllo automatico ad alta precisione e in breve tempo . Another object of the invention is to carry out an automatic control with high precision and in a short time.

Questi ed altri scopi e vantaggi, che saranno compresi meglio in seguito, sono raggiunti secondo la presente invenzione da un'apparecchiatura automatizzata per il collaudo di dischi diamantati caratterizzata dal fatto di comprendere: These and other objects and advantages, which will be better understood hereinafter, are achieved according to the present invention by an automated apparatus for testing diamond discs characterized in that it comprises:

- mezzi di supporto e di posizionamento del disco da testare in corrispondenza di mezzi di misurazione della resistenza meccanica dell'attacco dei segmenti diamantati periferici del disco; - means for supporting and positioning the disc to be tested in correspondence with means for measuring the mechanical resistance of the attachment of the peripheral diamond segments of the disc;

- mezzi motori per eseguire una rotazione indexizzata del disco dopo ogni misurazione per effettuare detta misurazione su tutti i segmenti diamantati; - mezzi elettronici per elaborare i valori ricavati e trasferirli su video e/o schede stampate. - motor means for carrying out an indexed rotation of the disc after each measurement in order to carry out said measurement on all the diamond segments; - electronic means to process the values obtained and transfer them to video and / or printed cards.

Altre caratteristiche importanti sono enunciate nelle rivendicazioni dipendenti. Other important features are set forth in the dependent claims.

Verranno ora descritte le caratteristiche strutturali e funzionali di una forma di realizzazione preferita ma non limitativa dell'apparecchiatura secondo l'invenzione; si fa riferimento ai disegni allegati, in cui: The structural and functional characteristics of a preferred but non-limiting embodiment of the apparatus according to the invention will now be described; reference is made to the attached drawings, in which:

la FIG. 1 è una vista schematica in sezione di una apparecchiatura secondo la presente invenzione, in cui sono visibili le parti interne; FIG. 1 is a schematic sectional view of an apparatus according to the present invention, in which the internal parts are visible;

la FIG.2 è una vista schematica frontale della apparecchiatura di FIG. 1; FIG.2 is a schematic front view of the apparatus of FIG. 1;

la FIG. 3 è uno schema a blocchi della interconnessione computer-schede di interfaccia per l'acquisizione di dati di controllo e movimentazione del disco; FIG. 3 is a block diagram of the computer-interface card interconnection for the acquisition of control data and disk movement;

la FIG. 4 è lo schema a blocchi degli Ingressi analogici in interfaccia con la scheda di acquisizione dati del computer; FIG. 4 is the block diagram of the analog inputs interfacing with the computer data acquisition card;

la FIG· 5 è lo schema a blocchi delle schede degli ingressi ed uscite digitali; FIG 5 is the block diagram of the digital input and output cards;

le FIG. 6 e 7 sono due schede riportanti dati geometrici e meccanici rilevati su un disco mediante l'apparecchiatura secondo l'invenzione. FIGS. 6 and 7 are two cards bearing geometric and mechanical data detected on a disk by the apparatus according to the invention.

Facendo inizialmente riferimento alla FIG. 1, un disco diamantato da collaudare/ indicato con 10, viene montato su un mandrino 20 porta dischi ad asse orizzontale azionato da un motore elettrico 22, preferibilmente di tipo brushless, attraverso un riduttore 21. Il mandrino 20 con il motore 22 e riduttore 21 costituiscono un gruppo, indicato nel suo insieme con 30, montato in modo scorrevole su guide orizzontali 11 di una staffa 12, a sua volta scorrevole lungo guide verticali 23, per regolare la posizione in piano ed in altezza del disco 10 in funzione delle sue dimensioni, come sarà chiarito meglio in seguito; nell'esempio di FIGG. 1 e 2 si fa riferimento ad un disco diamantato 10 di diametro ridotto; infatti, il gruppo 30 è tutto sollevato sulle guide 23. Un apposito motore brushless 24 (FIG. 2) serve a movimentare in verticale il gruppo 30 lungo le guide 23. Referring initially to FIG. 1, a diamond disc to be tested / indicated with 10, is mounted on a disc-holding spindle 20 with horizontal axis driven by an electric motor 22, preferably of the brushless type, through a reducer 21. The spindle 20 with the motor 22 and reducer 21 constitute a group, indicated as a whole with 30, mounted in a sliding manner on horizontal guides 11 of a bracket 12, which in turn can slide along vertical guides 23, to adjust the flat and height position of the disc 10 according to its dimensions , as will be made clearer later; in the example of FIGS. 1 and 2 reference is made to a diamond disc 10 of reduced diameter; in fact, the unit 30 is completely raised on the guides 23. A special brushless motor 24 (FIG. 2) is used to move the unit 30 vertically along the guides 23.

L'altezza del gruppo 30 viene regolata in modo tale da posizionare gli inserti o segmenti abrasivi fissati alla parte periferica del disco in corrispondenza di una prima morsa 40 di bloccaggio del disco. The height of the unit 30 is adjusted in such a way as to position the abrasive inserts or segments fixed to the peripheral part of the disc in correspondence with a first clamp 40 for locking the disc.

In prossimità della prima morsa 40 è predisposta una seconda morsa 41 per il bloccaggio del segmento superiore in prossimità di dove la morsa 40 blocca il disco. La seconda morsa è montata su una testa 42 oscillante in un piano verticale perpendicolare a quello del disco 10. Proximity to the first vice 40 is a second vice 41 for locking the upper segment in proximity to where the vice 40 blocks the disc. The second vice is mounted on a head 42 oscillating in a vertical plane perpendicular to that of the disc 10.

Quando le morse 40 e 41 sono chiuse, l'oscillazione della testa 42 nei due sensi indicati dalla freccia A in FIG. 1 fa flettere un inserto periferico rispetto al corpo del disco di acciaio sul quale l'inserto è attaccato. Il movimento di oscillazione della testa 42 è regolato da un dispositivo di misurazione indicato nel suo insieme con 43. Tale dispositivo è disposto a fianco della testa oscillante 42 ed agisce trasmettendo sforzi a questa nei due sensi opposti lungo la direzione B perpendicolare al piano del disco. Il dispositivo di misurazione 43 comprende un motore elettrico brushless 44 che comanda in modo selettivo lo scorrimento di un cursore 45 in uno dei due sensi lungo detta direzione B per provocare la flessione del disco in corrispondenza dell'inserto bloccato nella prima morsa 40. Il movimento di trazione o spinta viene trasmesso al cursore 45 attraverso una cella di carico a ponte resistivo 46. When the clamps 40 and 41 are closed, the oscillation of the head 42 in the two directions indicated by the arrow A in FIG. 1 flexes a peripheral insert relative to the body of the steel disc on which the insert is attached. The oscillation movement of the head 42 is regulated by a measuring device indicated as a whole with 43. This device is arranged alongside the oscillating head 42 and acts by transmitting forces to this in the two opposite directions along the direction B perpendicular to the plane of the disc . The measuring device 43 comprises a brushless electric motor 44 which selectively controls the sliding of a slider 45 in one of the two directions along said direction B to cause the disc to flex in correspondence with the insert locked in the first vice 40. The movement of traction or thrust is transmitted to the slider 45 through a resistive bridge load cell 46.

La parte alta della testa oscillante 42 si impegna in un dispositivo di bloccaggio indicato complessivamente con 48 e comprendente un telaio fisso 49 in cui è ricavata una fenditura arcuata 50 nella quale può muoversi liberamente un'estremità 42a della testa oscillante 42. Quest'estremità può essere bloccata in posizione centrale nel piano del disco 10 da una coppia di elementi di serraggio 51 azionati da un cilindro 52. The upper part of the oscillating head 42 engages in a locking device indicated as a whole with 48 and comprising a fixed frame 49 in which an arcuate slot 50 is formed in which an end 42a of the oscillating head 42 can move freely. be locked in a central position in the plane of the disc 10 by a pair of clamping elements 51 driven by a cylinder 52.

Un lettore ottico 60 è posizionato in prossimità delle morse 40, 41, ad un'altezza adatta per rilevare dati geometrici degli inserti che sono significativi per il controllo del prodotto. Preferibilmente l'apparecchiatura di collaudo della presente invenzione è dotata di un secondo lettore ottico (non illustrato nei disegni) situato in prossimità del primo lettore 60 ed associato a questo. An optical reader 60 is positioned in proximity of the clamps 40, 41, at a suitable height for detecting geometric data of the inserts which are significant for the control of the product. Preferably, the testing apparatus of the present invention is equipped with a second optical reader (not shown in the drawings) located in proximity to the first reader 60 and associated with it.

Tutti i dispositivi di lettura e posizionamento facenti parte dell'apparecchiatura sono collegati e comandati da un elaboratore elettronico/ che oltre a controllare le varie operazioni, provvede a memorizzare i dati rilevati e visualizzarli (ad esempio mediante stampa come si vedrà in seguito) a seconda delle esigenze. All the reading and positioning devices forming part of the equipment are connected and controlled by an electronic processor / which, in addition to controlling the various operations, stores the detected data and displays them (for example by printing as will be seen below) depending on needs.

Pinze ed elementi di vincolo della testa oscillante azionati da circuiti idraulici indipendenti. In modo analogo, i tre motori elettrici sono del tipo brushless con resolver incorporato ad azionamenti separati . Clamps and restraining elements of the oscillating head operated by independent hydraulic circuits. Similarly, the three electric motors are of the brushless type with built-in resolver with separate drives.

È previsto, inoltre, un cancello di protezione 70 per l'operatore. A protection gate 70 is also provided for the operator.

L'apparecchiatura di collaudo dell'invenzione funziona nel modo che segue. L'operatore deve bloccare un disco 10 sul mandrino 20 a chiusura rapida e digitare un codice che seleziona e avvia una procedura di collaudo completamente automatizzata. The testing apparatus of the invention operates as follows. The operator must lock a disk 10 on the quick-closing spindle 20 and enter a code which selects and starts a fully automated testing procedure.

Il gruppo 30 sul quale è montato il disco da collaudare viene fatto traslare in orizzontale ed in verticale lungo le guide 23, fino al raggiungimento della configurazione illustrata in FIG. 1 in cui la parte superiore del disco si trova in corrispondenza della zona in cui sono previste le morse 40 e 42 ed i lettori ottici 60. Come si può facilmente intuire, per un disco di grosso diametro il gruppo scorrevole The unit 30 on which the disk to be tested is mounted is made to translate horizontally and vertically along the guides 23, until the configuration illustrated in FIG. 1 in which the upper part of the disc is in correspondence with the area where the clamps 40 and 42 and the optical readers 60 are provided. As can be easily understood, for a large diameter disc the sliding unit

30 sarà posizionato più in basso rispetto ad un disco di diametro minore. Infatti, in FIG. 1 con 10 è indicato il disco di diametro massimo che la macchina può testare, mentre in FIG. 2 sono tratteggiati i dischi di diametro massimo e minimo con il mandrino 30 will be positioned lower than a smaller diameter disc. In fact, in FIG. 1 with 10 indicates the maximum diameter disk that the machine can test, while in FIG. 2 the discs of maximum and minimum diameter with the spindle are dashed

20 nella posizione di supporto del disco di diametro minimo. 20 in the position to support the disk of minimum diameter.

Raggiunta la posizione assiale adatta alle dimensioni del disco, si possono compiere alcune o tutte le seguenti operazioni, descritte in una sequenza che non è da intendersi come vincolante. Once the axial position suitable for the size of the disc has been reached, some or all of the following operations can be performed, described in a sequence that is not to be construed as binding.

Dapprima il disco viene fatto ruotare con continuità dal motore 22 per la lettura del numero dei segmenti diamantati mediante il lettore ottico 60. First, the disc is continuously rotated by the motor 22 for reading the number of diamond segments by means of the optical reader 60.

Poi il disco viene ruotato di un passo alla volta così da permettere ai mezzi di lettura di eseguire i rilevamenti geometrici necessari. Più avanti si daranno alcuni esempi di rilevamenti ottenibili. Then the disk is rotated one step at a time so as to allow the reading means to perform the necessary geometric measurements. Some examples of obtainable detections will be given below.

Mentre il disco ruota, i lettori a fibre ottiche effettuano il conteggio del numero di inserti, misurano la larghezza dello spazio o finestra tra due inserti successivi, ecc. e rilevano altri dati che consentono all'elaboratore elettronico di rica- i vare le grandezze sopra elencate. As the disc rotates, fiber optic readers count the number of inserts, measure the width of the gap or window between two successive inserts, etc. and detect other data which allow the electronic processor to obtain the quantities listed above.

Il movimento di rotazione del motore 22 è indicizzato per ruotare il disco di un angolo tale da portare in successione ciascun inserto in corrispondenza delle pinze 40, 41. Queste si chiudono ogni volta rispettivamente sul disco e sull'inserto per verificare la resistenza dell'attacco disco-inserto. La coppia,di elementi di serraggio 51 invece si apre per permettere l'oscillazione della testa 42 sotto la spinta del dispositivo di misurazione 43. Attraverso la cella di carico 46 tale dispositivo rileva, per ciascun inserto e in entrambi i sensi di flessione del disco in direzione assiale, la coppia applicata e la deviazione dalla verticale. La combinazione di questi due dati è significativa nella valutazione della resistenza. Tutti i dati rilevati vengono tabellati in uno o più stampati che rimangono allegati al disco a garanzia della sua affidabilità. The rotation movement of the motor 22 is indexed to rotate the disc by an angle such as to bring each insert in succession in correspondence with the calipers 40, 41. These close each time respectively on the disc and on the insert to check the resistance of the attachment. disc-insert. The pair of clamping elements 51 on the other hand opens to allow the oscillation of the head 42 under the thrust of the measuring device 43. Through the load cell 46 this device detects, for each insert and in both directions of bending of the disc in the axial direction, the applied torque and the deviation from the vertical. The combination of these two data is significant in the assessment of resistance. All the data collected are tabulated in one or more printouts which remain attached to the disk to guarantee its reliability.

Le FIGG. 6 e 7 illustrano due stampati di questo tipo, a titolo esemplificativo, per un disco testato. FIGS. 6 and 7 show two printouts of this type, by way of example, for a tested disc.

In FIG. 6 i dati rilevati e riportati nella tabella sono: In FIG. 6 the data collected and reported in the table are:

- Diametro nominale del disco; - Nominal diameter of the disc;

- Diametro reale del disco; - Real diameter of the disc;

- Concentrlcità (valore medio e/o assoluto); - Spessore del segmento (valore medio); - Concentration (average and / or absolute value); - Thickness of the segment (average value);

- Altezza diamantata (valore medio); - Diamond height (average value);

- Numero dei segmenti rilevato; - Number of segments detected;

- Scartamento lato A (valore medio); - Side A gauge (average value);

- Scartamento lato B (valore medio); - Side B gauge (average value);

- Tolleranza A-B; - A-B tolerance;

- Risultato finale del test (positivo se dal collaudo risulta che i segmenti sono privi di rotture; negativo se sono emerse rotture). - Final test result (positive if the test shows that the segments are free of cracks; negative if cracks have emerged).

La seconda tabella di FIG. 7 riporta in alto la matricola del disco, il diametro esterno dell'anima, il suo spessore e l'equilibratura. Inoltre, nella tabella, sono riportati i dati rilevati per ciascun segmento diamantato; i dati sono i seguenti a partire dalla colonna di sinistra verso destra: The second table of FIG. 7 shows at the top the serial number of the disc, the external diameter of the core, its thickness and the balancing. Furthermore, the table shows the data collected for each diamond segment; the data are as follows starting from the left column to the right:

- spessore dell’anima; - core thickness;

- spessore della pastiglia o segmento; - thickness of the pad or segment;

- scostamento del lato A; - deviation of side A;

- scostamento del lato B; - deviation of side B;

- altezza del segmento; - segment height;

- lunghezza del segmento; - length of the segment;

- spazio tra un segmento e l'altro; - space between one segment and another;

- conicità; - taper;

- inclinazione; - inclination;

- coppia applicata sul lato destro; - torque applied on the right side;

- coppia applicata sul lato sinistro; - torque applied on the left side;

- deviazione del lato destro; - deviation of the right side;

- deviazione del lato sinistro. - deviation of the left side.

Qualora per un certo inserto la coppia sia troppo bassa (o addirittura nulla in caso di distacco dell'inserto per applicazione della coppia di collaudo) e/o la deviazione prodotta sia troppo elevata, oppure siano riscontrati altri valori esterni a limiti di ammissibilità prestabiliti, l'elaboratore segnala la presenza di un'anomalia (difetto o rottura) per l'inserto in questione. Le anomalie sono preferibilmente segnalate in maniera esplicita in uno stampato a parte o evidenziate in altro modo. If for a certain insert the torque is too low (or even zero in case of detachment of the insert due to the application of the test torque) and / or the deviation produced is too high, or other values outside pre-established admissibility limits are found, the computer signals the presence of an anomaly (defect or break) for the insert in question. The anomalies are preferably reported explicitly in a separate printout or highlighted in some other way.

Ad esempio osservando gli stampati allegati si rileva in FIG. 6 che il segmento testato come numero 24 è saldato male ed in FIG. 7 si può osservare che, infatti, chiesto segmento presenta diversi valori assolutamente non conformi con quelli degli altri ventinove segmenti del disco testati. For example, observing the attached printouts, it can be seen in FIG. 6 that the segment tested as number 24 is badly welded and in FIG. 7 it can be observed that, in fact, the requested segment has different values which are absolutely not in conformity with those of the other twenty-nine segments of the tested disk.

La rilevazione dei dati di conicità, inclinazione, spessore dei segmenti e dell'anima del disco è ottenuta preferibilmente tramite trasduttori potenziometrici . The detection of the data of taper, inclination, thickness of the segments and of the disc core is preferably obtained by means of potentiometric transducers.

Le FIGG. 3, 4 e 5 illustrano gli schemi a blocchi di un'elettronica In grado di rilevare, gestire e fornire le grandezze geometriche e meccaniche sopra menzionate. FIGS. 3, 4 and 5 illustrate the block diagrams of an electronics able to detect, manage and supply the geometric and mechanical quantities mentioned above.

Nella tabella della FIG. 4 sono appunto indicati i trasduttori potenziometrici P0T1-P0T5 sopra accennati, nonché i misuratori ottici SI ed S3 connessi al lettore ottico 60, di cui sopra. In the table of FIG. 4 indicates the potentiometric transducers P0T1-P0T5 mentioned above, as well as the optical meters SI and S3 connected to the optical reader 60, above.

I motori della FIG. 3 portano i riferimenti rispettivi delle FIGG. 1 e 2. The motors of FIG. 3 bear the respective references of FIGS. 1 and 2.

I vari dispositivi di rilevamento della apparecchiatura secondo l'invenzione hanno preferibilmente una risoluzione fino al centesimo di millimetro per le misure lineari, al decimo di grado per le misure lineari, e 1 N*m per la coppia. The various detection devices of the apparatus according to the invention preferably have a resolution of up to one hundredth of a millimeter for linear measurements, to the tenth of a degree for linear measurements, and 1 N * m for the torque.

Claims

CLAIMS 1. Automated equipment for testing diamond discs characterized by the fact of including: - means for supporting (20) and positioning (23, 24) of the disc (10) to be tested in correspondence with means (43) for measuring the mechanical resistance of the attachment of the peripheral diamond segments of the disc; - motor means (22) for performing an indexed rotation of the disc after each measurement to carry out said measurement on all the diamond segments; electronic means (SCI, SC3, SC4, SC5) to process the obtained values and transfer them to video and / or printed cards.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that it further comprises: means (60) for detecting the geometric characteristics of the segments of the disc also connected to said electronic means for processing and transferring said geometric characteristics to video and / or print.

3. Apparatus according to claim 1, characterized in that said support means (20) consist of a spindle driven by said motor (22) through a reducer (21); said positioning means (23, 24) comprising a motor (24) which performs the vertical translation of the mandrel (20) along guides (23).

4. Apparatus according to claim 1, characterized in that said measuring means (43) comprise a motor (44) which selectively controls the sliding of a slider (45) in the two opposite directions to the plane of the disk (10); the slider being connected to a vice, mounted on a head (42) oscillating in a vertical plane perpendicular to the disk (10), which grips a diamond segment by detecting said mechanical resistance during the oscillation of the head (42).

5. Apparatus according to claim 2, characterized in that the means (60) for detecting the geometric characteristics of the disc and its segments are optical detectors and / or potentiometric transducers.