ES2198796T3 - Sistema de posicionado. - Google Patents

Abstract

SISTEMA DE POSICIONADO PARA POSICIONAMIENTO AL MENOS DE UNA UNIDAD MOVIL A LO LARGO DE UN TRAMO DE POSICIONADO, DONDE PARA EL REGISTRO DEL VALOR REAL DE POSICION DE LA UNIDAD A SER POSICIONADA SE DISPONE DE UN CARRIL DE CODIGO A LO LARGO DEL TRAMO DE POSICIONAMIENTO Y LA UNIDAD A SER POSICIONADA MUESTRA UN EQUIPO DE LECTURA QUE LEE EL CARRIL DE CODIGO. EL CARRIL DE CODIGO (7) MUESTRA UNA PRIMERA ZONA CON UN CODIGO INCREMENTAL Y UNA SEGUNDA ZONA (17) CON UN CODIGO ABSOLUTO.

Description

Sistema de posicionado.

El invento se refiere a un sistema de posicionado para el posicionado de al menos una unidad desplazable a lo largo de un recorrido de posicionado, al mismo tiempo, que para el registro del valor real de la posición de la unidad que debe ser posicionada se dispone a lo largo del recorrido de posicionado una barra de codificación, que la unidad que debe ser posicionada posee un dispositivo de lectura, que lee la barra de codificación y que la barra de codificación comprende primeras zonas con un código incremental y segundas zonas con un código absoluto.

Un sistema de posicionado de esta clase es conocido, por ejemplo, a través del documento DE-A1-44 38 156.

Otro sistema de posicionado es conocido, por ejemplo, a través del documento EP-A1-209 076. La barra de codificación, construida por ejemplo como chapa ranurada, posee en este un código incremental, es decir, que en ella se prevén marcas equidistantes con forma de orificios, que son explorados por medio de una barrera óptica dispuesta a ambos lados de la chapa ranurada. Con este sistema de posicionado se pueden prefijar valores relativos como valores nominales de la posición. El inconveniente es que no siempre se dispone de forma fiable de los valores absolutos de la posición. Así por ejemplo, se pueden perder en el caso de averías del funcionamiento o de fallos de corriente.

Otros sistemas de posicionado recurren por ello adicionalmente, además de las medidas incrementales, a una medición absoluta. En este caso se trata de sistemas, que trabajan independientemente entre sí, que, además del inconveniente de su mayor coste, también exigen una mayor necesidad de espacio en el sistema.

El objeto del invento es crear un sistema de posicionado con el que se puedan calcular la velocidad y el sentido del movimiento de la unidad desplazable. Este problema se soluciona con las características de la reivindicación 1. En las reivindicaciones subordinadas se exponen configuraciones ventajosas del invento.

Además, una barra de codificación individual, con la que se puedan registrar tanto valores relativos, como también valores absolutos de la posición, también puede ser integrada en el soporte de la barra de corriente de un carril de desplazamiento de unidades de carro automotrices. Estos soportes de barra de corriente poseen tamaños normalizados y sirven para la sujeción de los cables rozantes necesarios para la alimentación con corriente y para el mando de las unidades de carro automotrices. Por el contrario, el montaje de más de una barra de codificación individual en un soporte de barra de corriente no sería posible por razones de espacio.

Otras ventajas y detalles del invento se describen en lo que sigue por medio del dibujo adjunto. En él muestran:

La figura 1, una representación esquemática de un sistema para el transporte y el posicionado de cargas.

La figura 2, una sección transversal de un carril de desplazamiento junto con los elementos montados en él.

La figura 3, una vista frontal de una barra de codificación.

La figura 4, una sección transversal de la barra de codificación de la figura 3.

La figura 5, una vista frontal de un dispositivo de lectura.

En el sistema para el transporte y el posicionado de cargas representado esquemáticamente en la figura 1, las unidades que se quieren posicionar están formadas por unidades 1 de carro automotrices, que se pueden desplazar a lo largo de un recorrido de posicionado con forma de carril 2 de desplazamiento. Las unidades de carro automotrices poseen para ello un motor 30 activado por un mando del carro. La aportación de energía tiene lugar a través de una línea 5 de alimentación con corriente y para la excitación del mando 3 del carro por medio de un mando 4 del sistema se prevén una o varias líneas 6 de mando. Las líneas 5 de alimentación con corriente así como las líneas 6 de mando se construyen como líneas rozantes y son exploradas por contactos rozantes de la unidad 1 de carro automotriz.

Estos sistemas para el transporte de cargas son conocidos, por ejemplo a través de las líneas de producción en la fabricación de automóviles y en el documento DE- GM 297 18 597.7 se describe un dispositivo de mando para un sistema de esta clase, que hace posible la transmisión de señales de mando del mando 4 del sistema al mando 3 de un carro utilizando una sola línea 6 de mando adicional.

En el carril 2 de desplazamiento está dispuesta, además de las líneas 5, 6 rozantes, una barra 7 de codificación formada por una serie de segmentos parciales con una longitud determinada, cuyo código de rayas puede ser leído con un dispositivo 8 de lectura, al mismo tiempo, que un dispositivo 8 de lectura de esta clase está dispuesto en cada una de las unidades 1 de carro a la altura de la barra 7 de codificación. A partir de los datos leídos de la barra 7 de codificación se forman en el dispositivo 8 de lectura valores reales de la posición, que son transmitidos a través de una interfaz en serie del dispositivo 8 de lectura, del mando 3 del carro y de una línea 9 de datos al mando 3 del carro. En el mando 3 del carro se comparan los valores reales de la posición, respectivamente la velocidad de las unidades de carro automotrices con los valores nominales prefijados por el mando 4 del sistema y a partir de las desviaciones se activan en el correspondiente mando del carro procesos de ajuste y de regulación para el motor de accionamiento.

De la figura 2 se desprende, que el carril 2 de desplazamiento posee la forma de un viga de doble T, cuyo lado superior forma la superficie de rodadura de las ruedas de las unidades de carro automotrices. En una de las superficies laterales del carril 2 de desplazamiento está fijado un soporte 10 de la barra de corriente. Este posee elementos 11 de enclavamiento entre los que se pueden encajar las líneas 5 de alimentación con corriente y la línea 6 de mando. A los elementos 11 de enclavamiento de los soportes 10 de la barra de corriente se puede fijar, además, la barra 7 de codificación. Como se desprende de la figura 4, la barra de codificación posee para ello elementos 12 de enclavamiento dispuestos en el dorso del soporte 13. Estos elementos 12 de enclavamiento de la barra 7 de codificación pueden ser encajados en los elementos 11 de enclavamiento del soporte 10 de la barra de corriente.

Sobre el lado delantero del soporte 13 está adherida una película 14 retrorreflectante. Esta película 14 refleja a modo de ojo de gato los rayos de luz que inciden en ella en la dirección de la que proceden. La película 14 está provista de un código de rayas, como se desprende de la figura 3. Las diferentes rayas 15 del código son formadas en este caso por la aplicación de una tinta negra (absorbente de la luz), por ejemplo por impresión con un procedimiento de serigrafía con rodillo.

El código de rayas de la barra 7 de codificación posee primeras zonas 16 y segundas zonas 17. El código aplicado en las primeras zonas 16 a la barra de codificación es un código incremental, mientras que en la segundas zonas 17 está aplicado un código absoluto. El código incremental se caracteriza por separaciones 18 uniformes entre los diferentes elementos de codificación (en esta caso rayas 15 de codificación), mientras que en un código absoluto existen distancias distintas entre los diferentes elementos de codificación. En las segundas zonas 17 con el código absoluto también se utiliza ventajosamente la misma separación de referencia que la separación 18 entre las rayas del código de las primeras zonas 16 con el código incremental, al mismo tiempo, que después de una separación de referencia se prevé una raya 15 de código o no se prevé una raya 15 de código, con lo que se codifican un 1 lógico o un 0 lógico. De esta manera se forman con las rayas 15 de codificación de la segunda zona 17 números binarios, que indican la posición absoluta de la correspondiente zona 17. La longitud de un número binario de esta clase puede ser por ejemplo de 10 Bit.

Para la separación entre las primeras zonas 16 y las segundas zonas 17 se prevén marcas 19 de cambio de zona formadas por rayas de codificación con un ancho mayor, con preferencia con un ancho al menos doble del de las rayas de codificación de las primeras y de las segundas zona. Las longitudes 20 de las primeras zonas 16 son mayores que las longitudes 21 de las segundas zonas 17, poseyendo las primeras zonas 16 con preferencia una longitud al menos doble de la longitud de las segundas zonas 17.

En la figura 5 se representa esquemáticamente el lado delantero, orientado hacia la barra de codificación, de un dispositivo 8 de lectura. Este posee dos lectores 22, 23 delanteros y dos lectores 24, 25 traseros. Cada uno de estos lectores 22, 23, 24, 25 está formado por un transmisor 16 de infrarrojos y por un receptor 27 de infrarrojos. La superficie de incidencia de los rayos infrarrojos sólo posee, debido a la óptica de lentes (no representada en la figura 5) dispuesta delante de cada transmisor 26, un diámetro de aproximadamente 1 mm^{2}. El rayo infrarrojo es reflejado por la película 14 retrorreflectante, con excepción de los puntos en los que se hallan las rayas 15 de código, sobre los receptores 27 de infrarrojos y es detectado por ellos. La separación 28 con la que los dos lectores 22, 23 delanteros están dispuestos desplazados entre sí en la dirección de la barra de codificación, es aproximadamente igual a la cuarta parte de la separación 18 entre dos rayas 15 de código de la primera zona 16. Con ello se puede determinar el sentido del movimiento a partir de la comparación de las fases entre las señales pulsadas del receptor de infrarrojos del lector 22 y las del receptor de infrarrojos del lector 23. Los dos lectores 24, 25 también poseen la misma separación, por lo que de sus señales también se puede deducir el sentido del movimiento.

Dado que la separación 29 entre los lectores 22, 23 delanteros y los lectores 24, 25 traseros es mayor que la longitud 21 de la segunda zona 17, siempre se hallarán los lectores 22, 23 delanteros o los lectores 24, 25 traseros en una primera zona 16 con un código incremental. Esto es esencial para la determinación de la posición en el caso de que las unidades que se quieren posicionar se puedan mover con velocidades distintas. De ello se parte en la descripción que sigue del funcionamiento.

Al conectar la instalación o después de una avería del funcionamiento, cuando las posiciones de una o de varias unidades que deban ser posicionadas son desconocidas, se realiza en primer lugar un recorrido de referencia de estas unidades. La unidad se desplaza en este caso con una velocidad definida. Al pasar por encima de una marca 19 de cambio de zona es identificada esta por el dispositivo de lectura por medio de la longitud de la señal oscura. Por medio de la separación entre dos marcas 19 de cambio de zona sucesivas se determina si los lectores 22, 23 delanteros, respectivamente los lectores 24, 25 traseros se hallan en una primera zona 16 o en una segunda zona 17. La información de si los lectores 22, 23 delanteros, respectivamente los lectores 24, 25 traseros se hallan en una primera zona o en una segunda zona, es almacenada y es actualizada después cada vez que se rebasa una marca de cambio de zona. Si a continuación una segunda zona 17 es recorrida por los lectores delanteros o los traseros, se puede determinar la posición absoluta y finaliza el recorrido de referencia.

A continuación se pueden variar arbitrariamente la velocidad y el sentido del movimiento de las diferentes unidades. Los lectores 22, 23 delanteros o los lectores 24, 25 traseros se hallan siempre en una primera zona 16 con un código incremental y de la velocidad de sucesión de las rayas 15 de código de la primera zona 16 se puede calcular en la unidad 18 la velocidad de la unidad de carro. Este valor de la velocidad puede ser transmitido por la unidad 8 de lectura al mando 3 del carro y de aquí al mando 4 del sistema.

Para la explicación de la determinación de la posición, que tiene lugar en el dispositivo de lectura, se admite en primer lugar, que tanto los lectores 22, 23 delanteros, como también los 24, 25 traseros se hallan en la misma primera zona 16 y que la unidad de carro se desplaza hacia delante. En el momento en el que los lectores 22, 23 delanteros rebasan una marca 19 de cambio de zona y penetran en una segunda zona comienza la determinación absoluta de la posición por medio de los lectores 22, 23 delanteros, al mismo tiempo, que el valor necesario para ello de la velocidad de la unidad de carro es suministrado por los lectores 24, 25 traseros. Cuando los lectores 22, 23 delanteros rebasan al final de la segunda zona 17 otra marca 19 de cambio de zona (identificada por medio de la longitud de la señal oscura en combinación con la velocidad del carro) finaliza la medición absoluta y se almacena el valor absoluto de la posición. En el transcurso del movimiento ulterior se suma en cada rebasamiento de una raya 15 de código por los lectores 22, 23 delanteros una distancia 18 a este valor absoluto y, además, se determina la velocidad de la unidad de carro por medio de las señales de los lectores delanteros. Cuando los lectores 24, 25 traseros rebasan a continuación una marca 19 de cambio de zona y penetran desde una primera zona 16 en una segunda zona 17 recorrida con anterioridad por los lectores 22, 23 delanteros, es posible realizar una medición de control del valor absoluto de la posición por medio de los lectores 24, 25 traseros, al mismo tiempo, que la señal de referencia de la velocidad es suministrada por los lectores 22, 23 delanteros. Cuando los lectores traseros alcanzan la marca 19 de cambio de zona, finaliza la medición absoluta y los lectores traseros suman después los valores incrementales de la variación de la posición al valor absoluto de la posición y suministran la señal de referencia de la velocidad, que también es necesaria para la medición absoluta siguiente, en el momento en el que los lectores 22, 23 delanteros rebasan nuevamente una marca 19 de cambio de zona.

El funcionamiento puede ser resumido como sigue: después del recorrido de referencia se sabe la clase de zona en la que se hallan los lectores delanteros y traseros. Siempre, al menos uno de los pares de lectores (delantero o trasero) se halla en una zona incremental y puede ser utilizado para la determinación de la velocidad. Por medio de la velocidad y de la duración del impulso al rebasar una raya de código se puede identificar una marca de cambio de zona. Si uno de los pares de lectores recorre una zona con código absoluto, se determina un valor absoluto de la posición al que se suman después los incrementos del movimiento.

El sistema de posicionado según el invento puede ser utilizado para una gran cantidad de problemas de posicionado. Además del sistema representado en la figura 1 para el transporta y el posicionado de cargas, entra en especial en consideración su utilización en la determinación de posiciones en almacenes con estanterías altas, en la determinación de la altura de elevación actual en estaciones de elevación y en la aproximación a estaciones de retirada y de entrega en la técnica de almacenes.

Claims (9)

1. Sistema de posicionado para el posicionado de al menos una unidad (1) desplazable a lo largo de un recorrido de posicionado, al mismo tiempo, que para el registro del valor real de la posición de la unidad (1) que debe ser posicionada se dispone a lo largo del recorrido de posicionado una barra (7) de codificación, que la unidad (1) que debe ser posicionada posee un dispositivo (8) de lectura, que lee la barra de codificación y que la barra (8) de codificación comprende primeras zonas (16) con un código incremental y segundas zonas (17) con un código absoluto, caracterizado porque el dispositivo (8) de lectura posee dos lectores (22, 23) delanteros y dos lectores (24, 25) traseros, cada uno con un transmisor (26) de infrarrojos y con un receptor (27) de infrarrojos, al mismo tiempo, que los lectores (22, 23) delanteros poseen en la dirección de la barra (7) de codificación con relación a los lectores (24, 25) traseros una distancia mayor que la longitud (21) de la segunda zona (17) y que los dos lectores (22, 23) delanteros así como los dos lectores (24, 25) traseros poseen entre sí en la dirección de la barra (7) de codificación una separación (28) tal, que al desplazarse por encima de una raya (15) de código de la barra (7) de codificación generen impulsos desplazados entre sí de cuya comparación de las fases se puede determinar el sentido del movimiento, al mismo tiempo, que la separación (28) equivale con preferencia aproximadamente a un cuarto de la separación entre dos rayas de código de la primera zona (16).

2. Sistema de posicionado según la reivindicación 1, caracterizado porque las primeras zonas (16) y las segundas zonas (17) se alternan mutuamente.

3. Sistema de posicionado según la reivindicación 1 ó 2, caracterizado porque la barra (7) de codificación posee un soporte (13) sobre el que está dispuesta una película (14) retrorreflectante, con preferencia encolada, provista de un código de rayas.

4. Sistema de posicionado según la reivindicación 3, caracterizado porque el código de rayas está impreso.

5. Sistema de posicionado según una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque la barra (7) de codificación posee entre una primera zona (16) y una segunda zona (17) una marca (19) de cambio de zona.

6. Sistema de posicionado según la reivindicación 5, caracterizado porque la marca (19) de cambio de zona es una raya (15) de código con un ancho mayor, con preferencia con un ancho al menos doble del de una raya (15) de código de la primera y de la segunda zona (16, 17).

7. Sistema de posicionado según una de las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado porque la primer zona (16) es más larga, con preferencia al menos el doble, que la segunda zona (17).

8. Sistema de posicionado según una de las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado porque la unidad que se debe posicionar es una unidad (1) de carro automotriz con un motor (4) de accionamiento, que puede ser excitado por un mando (3) de motor conectado al menos a través de una línea (6) de mando con mando (4) del sistema.

9. Sistema de posicionado según la reivindicación 8, caracterizado porque el dispositivo (8) de lectura está conectado a través de una línea de datos con el mando (3) del motor.