CS257066B1 - Device for contactless determination of ferromagnetic material position - Google Patents

Abstract

Očelem návrhu je zkonstruovat jednoduché čidlo, které bezdotykově určí přesnou polohu osy feromagnetického materiálu. Tohoto účelu se dosáhne diferenciálním transformátorem s připojeným vyhodnocovacím zařízením. Feromagnetický materiál se posouvá v rovině otevřeného konce transformátoru, přitom se přes tento materiál postupně uzavírají magnetické obvody. Poloha je určena tehdy, když se magnetické toky vyrovnají. Zařízení lze s výhodou použít např. ve svařovacích nebo obráběcích automatech.The aim of the design is to design a simple sensor that determines the exact position of the ferromagnetic material axis without contact. This purpose is achieved by a differential transformer with an associated evaluation device. The ferromagnetic material moves in the plane of the open end of the transformer, whereby magnetic circuits are gradually closed over the material. The position is determined when the magnetic fluxes are aligned. The device can be used, for example, in welding or machining machines.

Description

Vynález se týká zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu.The present invention relates to a device for contactlessly determining the position of a ferromagnetic material.

Dosud známá zařízení k určení polohy feromagnetického materiálu jsou konstruována na bázi mikrospínačů nebo na bázi bezdotykových spínačů, ve kterých je stálou součástí čidla pohyblivé feromagnetické jádro. Nevýhodou těchto známých zařízení je, že jejich pohyblivé části jsou vystaveny nebezpečí poškození od procházejícího materiálu. Nevýhodou je dále jejich poměrná konstrukční složitost, která vzrůstá tehdy, když tato známá zařízení mají určit přesnou polohu osy materiálu, a to i v případě, ze šířka materiálu kus od kusu kolísá.The prior art devices for determining the position of ferromagnetic material are constructed on the basis of microswitches or on the basis of proximity switches, in which a movable ferromagnetic core is a permanent part of the sensor. A disadvantage of these known devices is that their moving parts are exposed to the risk of damage from passing material. A further disadvantage is their relative structural complexity, which increases when these known devices are to determine the exact position of the material axis, even if the width of the material varies from one piece to another.

Uvedené nevýhody podstatně snižuje zařízení podle vynálezu k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu, jehož podstata spočívá v tom, že sestává z diferenciálního transformátoru s otevřenými magnetickými obvody, a z vyhodnocovacího zařízení připojeného s diferenciálním transformátorem. Přitom diferenciální transformátor a feromagnetický materiál jsou uloženy navzájem suvně podél roviny proložené otevřeným koncem diferenciálního transformátoru. Boční-stěny diferenciálního transformátoru jsou s výhodou rovnoběžné s osou feromagnetického materiálu a směr vzájemného posuvu je kolmý na roviny těchto bočních stěn, vyhodnocovací zařízení sestává z usměrňovacího a filtračního bloku, z komparačního bloku a z bloku logického vyhodnocení.These disadvantages are substantially reduced by the device according to the invention for the non-contact positioning of a ferromagnetic material, which consists of an open-circuit differential transformer and an evaluation device connected to a differential transformer. In this case, the differential transformer and the ferromagnetic material are displaceable relative to one another along a plane interspersed with the open end of the differential transformer. The side walls of the differential transformer are preferably parallel to the axis of the ferromagnetic material and the direction of relative displacement is perpendicular to the planes of these side walls, the evaluation device consists of a rectifying and filtering block, a comparing block and a logic evaluation block.

Zařízení podle vynálezu k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu může být pevně připojeno k pracovnímu zařízení, např, k hlavě svářecího automatu.The device according to the invention for contactlessly determining the position of the ferromagnetic material can be rigidly connected to a working device, for example a welding machine head.

Hlavní výhodou zařízení podle vynálezu k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu je, že umožňuje velmi přesné nalezení osy materiálu, např. pásové oceli, i při kolísající šířce materiálu, a přitom je zachována konstrukční a výrobní jednoduchost zařízení.The main advantage of the device according to the invention for the non-contact positioning of ferromagnetic material is that it enables very precise locating of the material axis, eg strip steel, even at varying material widths, while maintaining the design and manufacturing simplicity of the device.

Na výkrese je na obr. 1 schematicky znázorněn příklad provedení zařízení podle vynálezu s čelním pohledem na diferenciální transformátor včetně blokového schématu vyhodnocovacího zařízení, na obr. 2 je pohled na diferenciální transformátor zespodu a na obr. 3 je znázorněno uspořádání zařízení podle vynálezu na svařovacím automatu, přičemž diferenciální transformátor je v bočním pohledu.1 shows a diagrammatic view of an embodiment of a device according to the invention with a front view of a differential transformer including a block diagram of an evaluation device, FIG. 2 shows a view of a differential transformer from below, and FIG. wherein the differential transformer is in side view.

Zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu podle vynálezu sestává podle obr. 1 z diferenciálního transformátoru 1 s otevřenými magnetiokými obvody 2_, 2/a z vyhodnocovacího zařízení 2« Feromagnetický materiál 6., jehož poloha se určuje prochází pod otevřenými konci 7_ diferenciálního transformátoru 1. Vyhodnocovací zařízení 2 sestává z usměrňovacího a filtračního bloku 21» ^z komparačního bloku 32 a z bloku 33 logického vyhodnocení.The device for contactless determination of the position of ferromagnetic material according to the invention consists, according to FIG. the device 2 consists of a rectifying and filtering block 21, ^a comparing block 32 and a logic evaluation block 33.

Rovina r je proložená otevřeným koncem 7_ diferenciálního transformátoru 2* směr £ vzájemného posuvu diferenciálního transformátoru 2 ^a feromagnetického materiálu 6, označují šipky o je osa feromagnetického materiálu 6_. Svařovací automat schematicky znázorněný na obr. 3 sestává ze svařovací hlavy 2 ^s hořáky lj), 10* .The plane r is intersected by the open end 7 of the differential transformer 2 * the direction of mutual displacement of the differential transformer 2 ^{and the} ferromagnetic material 6, the arrows o being the axis of the ferromagnetic material 6. The welding machine schematically shown in FIG. 3 consists of a welding head 2 ^with burners 10, 10 '.

Při bezdotykovém určování polohy se feromagnetický materiál 2 ^a diferenciální transformátor 2 vzájemně pohybují suvně podél roviny r ve směru is. Jakmile feromatnetický materiál vstupuje z jednoho boku, např. 2 do oblasti otevřeného konce 2 diferenciálního transformátoru 2, uzavírá se postupně pouze magnetický obvod 2 P^es feromagnetický materiál £. Vyhodnocovací zařízení 2 vyhodnotí vzniklou změnu magnetického toku 2. vůči magnetickému toku Z,*^a dá pokyn k přepnutí rychloposuvu na posuv dojíždění.In the non-contact positioning, the ferromagnetic material 2 ^{and the} differential transformer 2 move relative to one another along the plane r in the is direction. As soon as the ferromagnetic material enters from one side, e.g. 2, into the open end region 2 of the differential transformer 2, only the magnetic circuit 2 is closed successively over the ferromagnetic material 6. The evaluation device 2 evaluates the resulting change in the magnetic flux 2 with respect to the magnetic flux Z, * ^and instructs to switch the rapid traverse to the commuting shift.

Dojížděcí posuv přesouvá feromagnetický materiál 6_ do té doby, až dojde k vyrovnání magnetických toků 2 a 2'· V tomto okamžiku se nachází osa o feromagnetického materiálu 2 v ose transformátoru, vyhodnocovací zařízení 2 zastaví vzájemný posuv a dává pokyn k pracovní operaci, např. svařování.The feed-in displacement shifts the ferromagnetic material 6 until the magnetic fluxes 2 and 2 'are aligned. At this point, the axis of ferromagnetic material 2 is in the axis of the transformer, the evaluation device 2 stops relative movement and instructs the operation, e.g. welding.

Zařízení podle vynálezu je možno s výhodou použít všude tam, kde je třeba určit polohu osy feromagnetického materiálu, např. u svařovacích automatů, obráběcích automatů apod.The device according to the invention can advantageously be used wherever it is necessary to determine the position of the axis of the ferromagnetic material, for example in welding machines, machine tools and the like.

Claims (4)

PŘEDMĚT VYNÁLEZUSUBJECT OF THE INVENTION 1. Zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu, vyznačené tím, že· sestává z diferenciálního transformátoru (1) s otevřenými magnetickými obvody (2, 2'), a z vyhodnocovacího zařízení. (3) propojeného s diferenciálním transformátorem (1) ,' přičemž diferenciální transformátor (1) a feromagnetický materiál (6) jsou uloženy navzájem suvně podél roviny (r) proložené otevřeným koncem (7) diferenciálního transformátoru (1).An apparatus for contactless position determination of a ferromagnetic material, characterized in that it consists of a differential transformer (1) with open magnetic circuits (2, 2 ') and an evaluation device. (3) coupled to the differential transformer (1), wherein the differential transformer (1) and the ferromagnetic material (6) are slidably disposed along a plane (r) intersected by the open end (7) of the differential transformer (1). 2. Zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu podle bodu 1, vyznačené tím, že boční stěny ζ8, 8”) diferenciálního transformátoru (1) jsou rovnoběžné s osou (o) feromagnetického materiálu (6) a směr (s) vzájemného posuvu diferenciálního transformátoru (1) a feromagnetického materiálu (6) je kolmý na roviny těchto bočních stěn (8, 8') i na osu (o) feromagnetického materiálu (6).Device for contactless position determination of ferromagnetic material according to claim 1, characterized in that the side walls (8, 8 ") of the differential transformer (1) are parallel to the axis (o) of the ferromagnetic material (6) and the direction (s) (1) and the ferromagnetic material (6) is perpendicular to the planes of these side walls (8, 8 ') and to the axis (o) of the ferromagnetic material (6). 3. Zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu podle bodu 1, vyznačené tím, že vyhodnocovací zařízení (3) sestává z usměrňovacího a filtračního bloku (31), z komparačního bloku (32) napojeného na usměrňovači a filtrační blok (31) a z bloku (33) logického vyhodnocení, napojeného na komparační blok (32).Device for contactless position determination of ferromagnetic material according to claim 1, characterized in that the evaluation device (3) consists of a rectifier and filter block (31), a comparator block (32) connected to the rectifier and filter block (31) and a block ( 33) a logic evaluation connected to the comparator block (32). 4. Zařízení k bezdotykovému určení polohy feromagnetického materiálu podle bodu 1 až 3, vyznačené tím, že je pevně připojeno k pracovnímu zařízení, např. k hlavě (9) svářecího automatu.Device for contactless position determination of ferromagnetic material according to Claims 1 to 3, characterized in that it is rigidly connected to a working device, for example a head (9) of a welding machine.