ES2310090A1 - Dispositivo optoelectronico de medida. - Google Patents
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Abstract
Dispositivo optoelectrónico de medida que comprende unos medios de detección (3) y un elemento graduado (2) que pueden moverse uno con respecto al otro, generándose unas señales incrementales (A, B) que se utilizan para poder determinar la posición relativa entre dicho elemento graduado (2) y dichos medios de detección (3). Durante dicho movimiento se puede generar al menos una señal de referencia en base a una información almacenada en dicho dispositivo (1), comprendiendo dicha información al menos una posición de referencia. Dichos medios de detección (3) comprenden unos medios de control que comparan la posición determinada con la posición de referencia almacenada, generándose la señal de referencia cuando se determina que dicha posición relativa determinada es igual a dicha posición de referencia almacenada.
Description
Dispositivo optoelectrónico de medida.
\global\parskip0.900000\baselineskip
La presente invención se relaciona con
dispositivos optoelectrónicos de medida que pueden determinar la
posición relativa, entre un elemento graduado y unos medios de
detección.
Son conocidos dispositivos optoelectrónicos de
medida que comprenden unos medios de detección y un elemento
graduado que pueden moverse entre sí, pudiendo determinar dicho
dispositivo la posición relativa entre dicho elemento graduado y
dichos medios de detección. Cuando dichos medios de detección y
dicho elemento graduado se mueven entre sí, se generan unas señales
incrementales, y dichos medios de detección comprenden unos medios
de control que en función de dichas señales incrementales
determinan dicha posición relativa.
Normalmente, el usuario del dispositivo necesita
al menos una referencia para controlar el movimiento entre los
medios de detección y el elemento graduado, referencia que pueden
ser, por ejemplo, un fin de carrera, o el cero máquina (señal de
referencia cero o "index"), correspondiéndose dicha referencia
con una posición de referencia determinada entre dicho elemento
graduado y dichos medios de detección. Son conocidos dispositivos
del tipo mencionado anteriormente que comprenden unas marcas de
referencia físicas para identificar dichas referencias, que pueden
ser por ejemplo ópticas o magnéticas y que están dispuestas en
posiciones de referencia determinadas, pudiendo dichos medios de
detección detectar dichas marcas de referencia. Al detectarse
dichas marcas de referencia, el dispositivo genera una señal de
referencia.
En el documento US 5115573 A, por ejemplo, se
divulga un dispositivo de este tipo en donde el elemento graduado
comprende una regla graduada con una pluralidad de marcas
incrementales, generándose las señales incrementales a medida que
se detectan dichas marcas incrementales durante el movimiento
relativo entre dicha regla graduada y los medios de detección.
Dicho elemento graduado comprende además una regla de referencia
con una pluralidad de marcas de referencia dispuesta en paralelo a
dicha regla graduada. Dichas marcas de referencia son magnéticas y
están dispuestas en unas posiciones fijas, pudiéndose seleccionar
únicamente las marcas de referencia que interesen, asociándose cada
una de las marcas de referencia seleccionadas a una posición de
referencia determinada.
Este tipo de dispositivos tiene la limitación de
poder definir posiciones de referencia únicamente en las
posiciones en las que están dispuestas las marcas de referencia, no
pudiéndose definir una posición de referencia, por ejemplo, en una
posición determinada entre dos marcas de referencia contiguas.
En la solicitud europea EP 0545701 A1 se divulga
un dispositivo cuyo elemento graduado también comprende unas
marcas de referencia además de unas marcas incrementales. Dichas
marcas de referencia comprenden una secuencia de código que puede
ser detectada por los medios de detección, y dicho dispositivo
comprende además un código de referencia almacenado que es
comparado con el código de las marcas de referencia detectado,
generándose la señal de referencia en caso de coincidir dicho código
detectado con dicho código de referencia almacenado. En la
solicitud europea EP 1466142 A2 también se divulga un dispositivo
cuyo elemento graduado comprende unas marcas de referencia que
comprenden una secuencia de código, siendo dicha secuencia de
código un código pseudo-aleatorio. Los medios de
detección son capaces de detectar secuencias de dicho código
pseudo-aleatorio, comparándose la secuencia
detectada con un código de referencia almacenado en dicho
dispositivo. Si la secuencia detectada y dicho código de referencia
coinciden, se genera una señal de referencia. Dicho elemento
graduado comprende unas marcas incrementales que también son
detectadas por los medios de detección, generándose unas señales
incrementales a media que se detectan dichas marcas incrementales
durante el movimiento entre dicho elemento graduado y dichos medios
de detección. A partir de dichas señales incrementales se genera
una señal de reloj que se utiliza para capturar la secuencia de
código que es comparada con dicho código de referencia
almacenado.
El objeto de la invención es el de proporcionar
un dispositivo optoelectrónico de medida que pueda determinar la
posición relativa entre unos medios de detección y un elemento
graduado, y que pueda detectar además al menos una posición de
referencia determinada entre dichos medios de detección y dicho
elemento graduado, sin utilizar marcas de referencia físicas
específicas, y de una manera simple.
El dispositivo optoelectrónico de medida de la
invención comprende unos medios de detección y un elemento graduado
que pueden moverse entre sí, generándose durante dicho movimiento
unas señales incrementales que se utilizan para poder determinar la
posición relativa entre dicho elemento graduado y dichos medios de
detección.
En el dispositivo se almacena una información en
base a la cual se puede generar al menos una señal de referencia.
Dicha información comprende al menos una posición de referencia y
los medios de detección comprenden unos medios de control que
determinan la posición relativa entre dichos medios de detección y
el elemento graduado. Dichos medios de control comparan dicha
posición relativa determinada con dicha posición de referencia
almacenada, y en caso de que coincidan, dichos medios de control
generan una señal de referencia.
\global\parskip1.000000\baselineskip
De esta manera, no son necesarias unas
referencias físicas (marcas o códigos, por ejemplo) para detectar
una posición de referencia, simplificándose además el modo de
detectar dicha posición de referencia al no necesitarse captaciones
o detecciones adicionales a las necesarias para determinar la
posición relativa entre el elemento graduado y los medios de
detección, ni la generación de señales adicionales para llevar a
cabo dicha detección.
Además, al comparar las posiciones de referencia
con las posiciones relativas determinadas, en dicho dispositivo se
puede almacenar cualquier posición relativa entre dicho elemento
graduado y dichos medios de detección como posición de
referencia.
Estas y otras ventajas y características de la
invención se harán evidentes a la vista de las figuras y de la
descripción detallada de la invención.
La Fig. 1 muestra una realización del
dispositivo optoelectrónico de medida de la invención.
La Fig. 2 muestra una realización del elemento
graduado del dispositivo de la Fig. 1.
La Fig. 3 es una vista esquemática de los medios
de detección del dispositivo de la Fig. 1, unidos a los medios de
actuación.
En la figura 1 se muestra una realización del
dispositivo 1 optoelectrónico de medida de la invención, que
comprende unos medios de detección 3 y un elemento graduado 2 que
pueden moverse entre sí. En el elemento graduado 2 están dispuestas
con una misma distancia entre unas y otras una pluralidad de marcas
incrementales 2a mostradas en la figura 2 y que son preferentemente
opacas. Cuando dichos medios de detección 3 y dicho elemento
graduado 2 se mueven entre sí, dichos medios de detección 3
detectan dichas marcas incrementales 2a, de tal manera que se
generan unas señales incrementales A y B desfasadas 90° entre sí,
utilizándose dichas señales incrementales A y B para determinar la
posición relativa entre dicho elemento graduado 2 y dichos medios
de detección 3.
En una realización preferente, el dispositivo 1
se refiere a un dispositivo de desplazamiento lineal, aunque dicho
dispositivo 1 también podría referirse a un dispositivo rotativo.
En dicha realización preferente, el elemento graduado 2 se
corresponde con una regla graduada 2 fijada a un soporte estático
10, y los medios de detección 3 se corresponden con una cabeza
lectora 3, generándose las señales incrementales A y B durante el
desplazamiento de dicha cabeza lectora 3 con respecto a dicha regla
graduada 2 en una dirección de desplazamiento X paralela a dicha
regla graduada 2, pudiendo determinarse la posición relativa de
dicha cabeza lectora 3 con respecto a dicha regla graduada 2.
En la realización preferente, la cabeza lectora
3 comprende al menos un emisor de luz (no mostrado en las figuras)
que emite un haz de luz hacia la regla graduada 2, y unos medios
fotodetectores 4 mostrados en la figura 3 y que preferentemente
reciben la luz que se refleja en las marcas incrementales 2a de
dicha regla graduada 2 (aunque también podrían recibir la luz que
atraviesa dicha regla graduada 2), convirtiendo dichos medios
fotodetectores 4 dicha luz recibida en las señales incrementales A
y B. Dichas marcas incrementales 2a también podrían ser magnéticas,
por ejemplo, comprendiendo entonces dicha cabeza lectora 3 medios
para detectar dichas marcas magnéticas, como pueden ser unas
células de efecto-Hall.
En el dispositivo 1 se almacena una información
en base a la cual se puede generar al menos una señal de
referencia, que se puede corresponder con una señal de alarma (un
fin de carrera, por ejemplo) o con una señal de referencia cero
("index" o cero máquina), por ejemplo, o cualquier otro tipo
de referencia que se necesite. Dicha información almacenada
comprende al menos una posición de referencia que se corresponde
con una posición relativa determinada entre la regla graduada 2 y
la cabeza lectora 3. Los medios de detección 3 comprenden unos
medios de control 14 comunicados con los medios fotodetectores 4,
de tal manera que dichos medios de control 14 reciben las señales
incrementales A y B, siendo dichos medios de control 14 los que
determinan la posición relativa entre dicha regla graduada 2 y dicha
cabeza lectora 3. Dichos medios de control 14 comprenden una
memoria 8 donde se almacena dicha información, y por lo tanto dicha
posición de referencia, y comparan dicha posición de referencia
almacenada con la posición relativa que determinan en cada momento.
Así, cuando dichos medios de control 14 determinan que una posición
relativa es igual a dicha posición de referencia almacenada, en
dicho dispositivo 1 se genera una señal de referencia, siendo los
propios medios de control 14 los que generan dicha señal de
referencia. Dichos medios de control 14 pueden comprender por
ejemplo un microcontrolador 6, siendo dicho microcontrolador 6 el
encargado de determinar dicha posición relativa y de realizar dicha
comparación. Si dicho microcontrolador 6 determina que dichas
posiciones son iguales, genera una salida digital que está
conectada a la señal de referencia. Dicha señal digital puede estar
conectada a dicha señal de referencia directamente obteniéndose una
señal de referencia digital SRD, o bien puede estar conectada
mediante, por ejemplo, un convertidor digital/analógico 11
comprendido en dichos medios de control 14, obteniéndose una señal
de referencia analógica SRA, de tal manera que dicha señal de
referencia puede ser digital o analógica.
La memoria 8 puede estar integrada en el propio
microcontrolador 6, aunque también podría ser externa a dicho
microcontrolador 6 estando comunicada con dicho microcontrolador 6,
de tal manera que dicho microcontrolador 6 puede leer el contenido
de dicha memoria 8, o escribir en dicha memoria 8. Los medios de
detección 3 están adaptados para comunicarse con unos medios de
actuación 5, pudiéndose actuar sobre los medios de control 14
mediante dichos medios de actuación 5, pudiéndose así almacenar la
posición de referencia en dicha memoria 8 mediante dichos medios de
actuación 5, que pueden ser, por ejemplo, un teclado. Dichos medios
de detección 3 pueden comprender, por ejemplo, un puerto de salida
7 comunicado con los medios de control 14 y que se puede comunicar
con dichos medios de actuación 5, pudiéndose actuar a través de
dicho puerto de salida 7 sobre dichos medios de control 14 mediante
dichos medios de actuación 5. Dichos medios de actuación 5 pueden
estar comunicados con el puerto de salida 7 de una manera
inalámbrica o mediante un cable de comunicación 9, pudiendo ser
dicho tipo de comunicación una comunicación USB o
RS-232, por ejemplo, aunque podría también ser otro
tipo de comunicación.
El puerto de salida 7 está comunicado con el
microcontrolador 6 de los medios de control 14, de tal manera que
mediante dicho puerto de salida 7 y los medios de actuación 5, un
usuario puede almacenar la posición de referencia en dicha memoria
8. El usuario puede introducir los datos de la posición de
referencia que desea mediante dichos medios de actuación 5, y
dichos datos son recibidos por dicho microcontrolador 6 a través
de dicho puerto de salida 7. Dicho microcontrolador 6 recibe los
datos introducidos por el usuario y los almacena en la memoria
8.
Los medios de control 14 permiten poder tener
una pluralidad de posiciones de referencia almacenadas sin tener
que añadir ningún elemento adicional, siendo la única limitación la
capacidad de la memoria 8. Así, en dicha memoria 8 se puede
almacenar, por ejemplo, una posición de referencia correspondiente
al cero máquina ("index" o señal de referencia cero) y otras
dos posiciones de referencia correspondientes a dos fines de
carrera, uno para cada sentido del desplazamiento en la dirección
de desplazamiento X, comparando el microcontrolador 6 la posición
relativa determinada en cada momento con cada una de dichas tres
posiciones de referencia. Dicho microcontrolador 6 puede comprender
una pluralidad de salidas digitales, de tal manera que la señal de
referencia puede comprender una pluralidad de señales de salida,
estando cada una de dichas señales de salida asociada a una de
dichas salidas digitales y a al menos una de dichas posiciones de
referencia. Así, por ejemplo, las posiciones de referencia
correspondientes a dichos fines de carrera pueden estar asociadas a
una misma señal de salida generándose dicha señal de salida cuando
se determina que la posición relativa es igual a cualquiera de
dichas posiciones de referencia, o cada una de dichas posiciones de
referencia puede estar asociada a una señal de salida diferente,
generándose la señal de salida correspondiente a la posición de
referencia que es igual a la posición relativa determinada.
Mediante los medios de actuación 5 se puede
configurar la generación de la señal de referencia, actuando dichos
medios de actuación 5 sobre dicho microcontrolador 6 a través del
puerto de salida 7 de los medios de control 14. Así, se puede
configurar la generación de la salida digital de dicho
microcontrolador 6, configurándose dicha señal de referencia. Se
puede configurar el nivel de dicha salida digital cuando se genera,
pudiendo ser, por ejemplo, un nivel constante, un pulso cuya
duración también se podría configurar, o incluso un nivel
dependiente de una función determinada, pudiendo en dicho caso ser
proporcional a la posición de referencia correspondiente, por
ejemplo.
Para poder configurar la señal de referencia, el
usuario actúa sobre los medios de control 14 a través de los
medios de actuación 5. El dispositivo 1 puede comprender, por
ejemplo, una aplicación para que dicho usuario configure dicha
señal de referencia, y de la misma manera puede comprender otra
aplicación (o puede ser la misma aplicación) para que dicho usuario
almacene las posiciones de referencia deseadas.
La posición relativa entre la regla graduada 2 y
la cabeza lectora 3 se determina mediante las señales
incrementales A y B, partiendo de una posición inicial. Dichas
señales incrementales A y B son senoidales, y se cuadran mediante
un cuadrador 12 dispuesto en los medios de control 14, llegando
hasta el microcontrolador 6 dichas señales incrementales A y B
cuadradas. Dicho microcontrolador 6 comprende un contador 13 hasta
donde llegan dichas señales incrementales A y B cuadradas,
sumándose o restándose el valor de dicho contador 13 dependiendo
del sentido del desplazamiento de dicha cabeza lectora 3,
determinándose dicha posición relativa en función de dicha posición
inicial y dicho contaje. Al encenderse el dispositivo 1, una manera
de obtener dicha posición inicial es desplazar (manualmente, por
ejemplo) dicha cabeza lectora 3 en la dirección de desplazamiento
X hasta una posición relativa determinada, e identificar dicha
posición relativa determinada como la posición inicial. En la
realización preferente, sin embargo, dicho dispositivo 1 comprende
medios adicionales para detectar la posición relativa de dicha
cabeza lectora 3 con respecto a dicha regla graduada 2 cuando se
enciende dicho dispositivo 1, sin necesidad de provocar un
desplazamiento de dicha cabeza lectora 3, evitándose la necesidad
de tener que ajustar la posición de dicha cabeza lectora 3 en cada
arranque. En dicha realización preferente, dichos medios
adicionales comprenden un código pseudo-aleatorio
2b dispuesto en el elemento graduado 2, pudiendo estar dicho código
pseudo-aleatorio 2b en dicha regla graduada 2 en
paralelo a las marcas incrementales 2a, tal y como se muestra en la
figura 2, o en una regla de referencia (no representada en las
figuras) fijada al soporte estático 10 en paralelo a dicha regla
graduada 2. Dicha cabeza lectora 3 puede detectar dicho código
pseudo-aleatorio 2b mediante por ejemplo un CCD (no
representado en las figuras), determinando los medios de control
dicha posición inicial en base a dicha detección. Dichos medios
adicionales se emplean únicamente para obtener dicha posición
inicial, no siendo necesarios para obtener la posición relativa
durante el desplazamiento de dicha cabeza lectora 3 con respecto a
dicha regla graduada 2, ni para detectar las posiciones de
referencia, siendo suficiente detectar dichas marcas incrementales
2a para determinar la posición relativa y dichas posiciones de
referencia. Al ser la propia posición relativa la que se compara
con la posición de referencia almacenada, con el dispositivo 1 de
la invención es posible determinar cualquier posición relativa
posible como posición de referencia.
Claims (9)
1. Dispositivo optoelectrónico de medida que
comprende unos medios de detección (3) y un elemento graduado (2)
que pueden moverse entre sí, generándose durante dicho movimiento
unas señales incrementales (A, B) que se utilizan para poder
determinar la posición relativa entre dicho elemento graduado (2) y
dichos medios de detección (3), y pudiéndose generar al menos una
señal de referencia durante dicho movimiento en base a una
información almacenada en dicho dispositivo (1),
caracterizado porque dicha información comprende al menos
una posición de referencia y dichos medios de detección (3)
comprenden unos medios de control que determinan dicha posición
relativa y la comparan con la posición de referencia almacenada,
generando dichos medios de control la señal de referencia cuando
determinan que dicha posición relativa determinada es igual a dicha
posición de referencia almacenada.
2. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde la señal de referencia puede
configurase, de tal manera que dicha señal de referencia puede ser
digital o analógica.
3. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, en donde en donde la señal de
referencia puede configurase, de tal manera que se puede configurar
el nivel de dicha señal de referencia.
4. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 2 ó 3, en donde los medios de detección (3) están
adaptados para comunicarse con unos medios de actuación (5),
configurándose dicha señal de referencia mediante dichos medios de
actuación (5).
5. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones 1 a 3, en donde se almacenan una pluralidad de
posiciones de referencia y en donde la señal de referencia
comprende una pluralidad de señales de salida, estando cada una de
dichas señales de salida asociada a al menos una de dichas
posiciones de referencia, de tal manera que al determinarse una
posición relativa igual a una de dichas posiciones de referencia,
se generan las señales de salida asociadas a dicha posición de
referencia.
6. Dispositivo según la reivindicación anterior,
en donde los medios de detección (3) están adaptados para
comunicarse con unos medios de actuación (5), pudiendo almacenarse
la posición de referencia mediante dichos medios de actuación
(5).
7. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende una memoria (8) donde se
almacenan las posiciones de referencia.
8. Dispositivo según cualquiera de las
reivindicaciones anteriores, que comprende unos medios adicionales
para detectar una posición inicial entre el elemento graduado (2)
y los medios de detección (3) al encenderse dicho dispositivo
(1).
9. Dispositivo según la reivindicación anterior,
en donde los medios adicionales comprenden un código
pseudo-aleatorio (2b) dispuesto en el elemento
graduado (2), detectando los medios de detección (3) dicho código
pseudo-aleatorio (2b) y determinando los medios de
control la posición inicial en función de dicha detección.
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2006
- 2006-05-26 ES ES200601400A patent/ES2310090B1/es active Active
- 2006-05-30 EP EP20060380142 patent/EP1860407A3/en not_active Withdrawn
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