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Title:
GYROSCOPE PRODUCTION METHOD AND CONFIGURATION OF GYROSCOPE THUS PRODUCED
Document Type and Number:
WIPO Patent Application WO/2005/050037
Kind Code:
A1
Abstract:
The invention relates to a gyroscope production method and to the configuration of a gyroscope thus produced. More specifically, the invention relates to a method of producing a base (15, 35) for a scale (24, 44) on a gyroscopic ring (3, 7) belonging to a gyroscopic suspension of an arm of a parallel kinematic machine, said gyroscopic ring (3, 7) being provided with bearing pins (5, 9). According to the invention, the bearing pins (5, 9) are worked in a secure fixed state and the base (15, 35) for the scale (23) is also worked in the same fixed state, without said state being changed between the working of the bearing pins (5, 9) and that of the base (15) for the scale (24, 44). The invention also relates to a scale configuration produced using the aforementioned method.

Inventors:
Andersson, Thomas (Fortvägen 66, Täby, S-187 64, SE)
Application Number:
PCT/ES2004/000508
Publication Date:
June 02, 2005
Filing Date:
November 16, 2004
Export Citation:
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Assignee:
Parallel, Kinematics Machines S. L. (Paseo Cervantes, 7BL.G 1°DC, Vitoria, E-01007, ES)
Andersson, Thomas (Fortvägen 66, Täby, S-187 64, SE)
International Classes:
F16C11/06; F16C23/02; F16D3/16; G01B21/22; G01C1/00; G01C19/32; G05B19/37; B25J; (IPC1-7): F16C11/06; F16C23/02; F16D3/16
Foreign References:
JPH04147726A
Attorney, Agent or Firm:
Azagra, Sáez Pilar (Las Damas 17, Pral Centro, Zaragoza, E-50008, ES)
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Claims:
REIVINDICACIONES
1. Método para fabricar una base (15, 35) para una escala (24,44) sobre un anillo giroscópico (3,7) de una suspension giroscópica de un brazo de una maquina de cinemática paralela, donde el anillo giroscópico (3, 7) esta provisto de unos pasadores de cojinetes (5,9) que estran trabajados en un estado fijo seguro, caracterizado porque la base portadora de la escala (15,35) esta trabajada en un unico y mismo estado fijo sin cambiar el estado fijo entre el trabajo de los pasadores de los cojinetes (5,9) y el trabajo de la base (15, 35) que porta la escala (24,44).
2. Método segun reivindicación 1, caracterizado por trabajar la base (13, 35) y los pasadores de los cojinetes (5,9) en una operación de torneado y/o una operación de debastado.
3. Método segun cualquiera de las reivindicaciones 12, caracterizado porque el trabajo de la base (15,35) y el trabajo de los pasadores de cojinetes (5,9) es efectuado simultaneamente.
4. Método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 13 caracterizado porque las graduaciones de escala (23,43) de la escala (24,44) se realizan en la base (15, 35) en un unico y mismo estado fijo, sin cambiar dicho estado.
5. Configuracion de escala realizada mediante un método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 14 en el que dicha configuracion incluye graduaciones (23,43) que forman una escala (24,44) sobre un anillo giroscópico (3,7) para la suspension giroscópica de un brazo en una taquina de cinemática paralela, estando provisto dicho anillo giroscópico (3,7) de pasadores de cojinete cilindricos (5,9), caracterizada porque en el anillo giroscópico (3,7) se forma una base (15,35) para dichas graduaciones de escala (23,24), bien como superficie en forma de sector cilindrico (21) o como superficie en forma de sector circular plano (41) sobre la que se disponen las graduaciones de escala (23,43).
6. Una configuracion de acuerdo con la reivindicación 5, caracterizada porque las graduaciones de escala (23,43) de la base (15,35) forman, o bien una escala en forma de sector cilindrico (24), o bien una escala en forma de sector circular (44), estando colocada dicha escala (24,44) concentricamente a los pasadores de los cojinetes (9).
7. Una configuración de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizada porque la escala (24) esta dispuesta externamente sobre la superficie en forma de sector cilindrico (21).
8. Una configuración de acuerdo con la reivindicación 6 caracterizada porque la escala (44) esta dispuesta sobre la superficie en forma de sector circular plano (41).
9. Una configuración de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9, caracterizada porque la base (15,35) comprende parte del anillo giroscópico (3,7).
10. Una configuracion de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 5 a 9 caracterizada por un lector (37, 38) que esta montado de modo que defina un espacio con la escala (24,44) tal, que el lector (37,38) registre la position angular del anillo giroscópico (3,7) con respecto a una superficie de referencia (34,36).
11. Una configuracion de acuerdo con la reivindicación 10 caracterizada porque la superficie de referencia (34,36) esta ubicada sobre una base (39) y/o sobre el anillo giroscópico exterior (7).
Description:
METODO DE FABRICACION DE UN GIROSCOPIO Y CONFIGURACION DE UN GIROSCOPIO FABRICADO DE ACUERDO CON DICHO METODO Campo de la invención La presente invention tiene que ver con las taquinas de cinemática paralela, por ejemplo tripodes y hexapodos, y concretamente con la suspension giroscópica de los brazos que soportan los cabezales posicionadores en dicho tipo de maquinas.

Estado de la técnica Una taquina de cinemática paralela de este tipo, descrita en US 6,301, 525 (corresponde a SE 512 338) incluye una junta universal de tipo suspension giroscópica que posee un agujero pasante central destinado a recibir un brazo desplazable axialmente que esta acoplado por uno de sus extremos a un cabezal posicionador.

Con la intención de mejorar la precision de los ajustes del cabezal posicionador en el espacio en relación al tipo de taquina citado anteriormente, esta junta universal esta provista de dos sensores de angulo. Un primer sensor de angulo esta acoplado al primer eje de la junta universal y un segundo sensor de angulo esta acoplado al segundo eje de la citada junta. Estos sensores detectan la posición angular de los anillos giroscópicos de la junta. El brazo lleva un sensor de longitud que detecta la position axial del brazo en la junta universal.

Las posiciones angulares con respecto a la base de los dos anillos giroscópicos que forman parte de la suspension giroscópica son leidas con ayuda de graduaciones de escala dispuestas sobre una superficie graduada, que es bien una superficie cilindrica curvada o una superficie circular plana entre cada sensor de angulo, en la que las graduaciones definen una escala curva. El radio de cada sensor de angulo sobre la escala curva es normalmente inferior a 50mm. Puesto que la resolution angular es inversamente proporcional al radio de la escala, el radio relativamente corto de esta escala resulta en una baja resolucion de la precision del cabezal posicionador.

Tanto desde el punto de vista técnico como del economic, no resulta realista aumentar la resolution de los sensores simplemente aumentando el radio de la escala ya que los errores derivados del montaje de la escala y los errores derivados de la fabricación de dicha escala aumentarán en proportion al aumento del radio, imposibilitando conseguir un aumento de la precision de esta manera.

Debido a las dificultades experimentadas a la hora de colocar la superficie cilíndrica concéntrica con respecto al eje del anillo giroscópico, se obtiene zambien un error angular entre la superficie cilindrica y el pivote del eje.

Con estos pequenos radios y tolerancias, las vibraciones procedentes de los cojinetes y los carriles guia que tiene un tamano del orden de 0,5 Zm, son suficientes para introducir errores en el sistema.

Objeto de la invención El objeto de la presente invencion es proporcionar un metodo para mejorar la precision y la estabilidad en la determinación de las posiciones angulares de los anillos giroscópicos en una taquina del tipo mencionado.

Otro objeto de la invention es conseguir un anillo giroscópico mas rigido y con mejores tolerancias.

Otro objeto de la presente invencion es proporcionar una configuracion de acuerdo con dicho metodo.

Otro objeto de la presente invention en conseguir una resoluci6n de herramienta para la maquina, cinco veces superior a la resolution de herramienta obtenida con la tecnologia convencional.

Resumen de la invención Estos objetos se consiguen mediante la presente invention tal como se define en las reivindicaciones independientes. En las reivindicaciones dependientes quedarán claras las representaciones pertinentes de la invencion.

La invention hace referencia a un método para producir una base para una escala o para aplicar directamente una escala con una resolucion superior a la que anteriormente era posible en taquinas de cinemática paralela. El método se basa en fijar de forma segura, por ejemplo, mediante pinzas, el anillo giroscópico de

una suspension giroscópica en una taquina para mecanizado, estando los pasadores de los cojinetes del anillo giroscopico y dicha base y/o escala en un mismo y unico estado operativo.

En el ambito de esta invention zambien se contempla el grabado de la escala directamente en la base.

Para conseguir la resolution prevista, el radio de la escala curva soportada por la base debera estar en la gama de 100-300 mm, siendo preferiblemente de 200 mm.

Con respecto a la suspension giroscópica, los cojinetes del eje de los anillos giroscópicos y la base de la escala y posiblemente la escala, estan trabajados en un unico y mismo estado fijo.

La invention se refiere zambien a la configuracion realizada de acuerdo con el método anterior.

Breve descripción de los dibujos A continuación se describira en mayor detalle la invención en relation con una representación explicativa de la misma y con los dibujos que la acompanan, en los que Fig. 1 es una vista en perspectiva de una configuracion de giroscopio begun una primera representación de la invencion ; Fig. 2 es una vista esquemática de una primera representación alternativa de una base o sustrato provista de una escala, de acuerdo con la invencion ; Fig. 3 es una vista transversal de los cojinetes del eje segun la figura 1, y muestra zambien partes de la base ; Fig. 4 es una vista esquemática de una segunda representación de una base provista de una escala de acuerdo con la invencion.

Descripción de la invención La Figura 1 ilustra una suspension giroscópica 1 formada por un anillo giroscópico interior 3 montado en los pasadores de los cojinetes internos 5, articulados en un anillo giroscópico exterior 7. El anillo giroscópico exterior 7 esta provisto de pasadores de cojinete exteriores 9 que estran articulados a una

base que soporta la totalidad de la suspension giroscópica. Como zambien podra verse en la figura, el anillo giroscópico interior incluye un agujero pasante 11 en el que puede deslizarse un brazo desplazable axialmente. El brazo es guiado en el agujero mediante carriles guia 13. Concénkrica al pasador de cojinete exterior 9 se encuentra una base 15, que esta dispuesta sobre el anillo giroscópico externo 7 y provista de una superficie en forma de sector de cilindro de tal manera que forma una escala. Esta superficie se obtiene mediante mecanizado del anillo giroscópico externo 7 en un torno, hasta un radio R, siendo R 200mm.

La Figura 2 muestra la base 15 portada por el anillo giroscópico 7 y sobre la que se coloca la mencionada superficie 21. Las graduaciones de la escala 23 estran fijadas directamente sobre la superficie 21, preferiblemente grabadas, formando una escala 24 en forma de sector de cilindro. Las graduaciones de la escala estran configuradas de modo que pueden ser leidas por un lector que, en el caso de esta representación, posee normalmente una direction de lectura a angulos rectos respecto del eje de rotation de los cojinetes de eje 9, con respecto a la escala.

El diseno de la figura 2 zambien es de aplicación al anillo giroscópico interior 3 con respecto a la base, la superficie de sector de cilindro, las graduaciones de la escala, la escala y el lector.

La Figura 3 es una vista transversal tomada en un plano que corta los pasadores de los cojinetes exteriores del anillo giroscópico exterior 7 y que corta los pasadores de los cojinetes interiores 5 del anillo giroscópico 3. Como se vera claramente en la figura, los ejes de rotation 31 de los pasadores de los cojinetes interiores cortan los ejes de rotation 33 de los pasadores de los cojinetes exteriores en angulo recto. Tal como se ha mencionado antes, el anillo giroscópico 3 esta provisto de una base 35 que se corresponde con el anillo giroscópico exterior 7, donde. la base 35 incluye una superficie de sector de cilindro correspondiente, que zambien lleva graduaciones, de tal modo que forma una escala en forma de sector de cilindro, por ejemplo, una escala fabricada del mismo modo que la mencionada anteriormente para la base exterior. Esta superficie interior en forma de sector de cilindro tiene un radio r de 150mm. Frente a la superficie en forma de sector de cilindro de la base interna 35 hay montado en el

anillo giroscópico exterior 7 un lector interno 37 que tiene una conexi6n fija con una primera superficie de referencia 34. En la base 39, frente a la superficie en forma de sector de cilindro 21 de la base exterior 15 hay montado un lector exterior 38 que tiene una connexion fija a una segunda superficie de referencia 36 en la base. Los dos lectores 37 y 38 estan adaptados para leer las graduaciones de la escala de las correspondientes bases 15 y 35 y ambos lectores estran montados de modo que definen un espacio en relation con las bases/graduaciones. Tambien quedara patente en la figura que las dos bases portadoras de escalas estran trabajadas directamente en el material de los respectivos anillos giroscopicos y que el trabajo se lleva a cabo en un unico y mismo estado fijo de los anillos. El desplazamiento radial entre los cojinetes del eje y las superficies en forma de sector de cilindro quedará, pues, reducida al minimo.

El movimiento del brazo, y por tanto, la position del cabezal posicionador en el espacio sera determinada por los valores procedentes de los tres dispositivos sensores siendo el resultado de la accon conjunta entre los dos lectores mencionados y un sensor de longitud (no ilustrado).

La Figura 4 muestra una representación alternativa de la base 15 sobre el anillo giroscópico exterior ilustrado en la figura 2, en la que la base 15 esta dispuesta a modo de superficie de sector circular plana en forma de disco 41. Las graduaciones de la escala 43 estran directamente fijadas a la superficie 41, por ejemplo, grabadas sobre la misma, formando una escala en forma de sector circular 44. Las graduaciones estran configuradas de forma correspondiente, de modo que puedan ser leidas por un lector que, en el caso de esta representación, tendra normalmente una direction de lectura paralela al eje de rotación de los cojinetes del eje 9, con respecto a la escala. La representación de la base para la escala en forma de sector circular ilustrada en la figura 4 y zambien la representación alternativa de dicha base descrita arriba, son zambien de aplicación para el anillo giroscópico interior 3.