ES2858598T3 - Dispositivo de medición de la posición y funcionamiento de un dispositivo de medición de la posición - Google Patents

Abstract

Dispositivo de medición de la posición, que comprende · una instalación de exploración (50) para la generación de señales de posición (PS) a través de la exploración de una graduación de la medición (40), · una unidad de procesamiento (60) para el procesamiento de las señales de posición (PS) en un valor digital de la posición (POS), · una unidad de interfaces (70) para la comunicación con una electrónica siguiente (80), en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta al menos un sensor de colisión (100), que genera valores de medición analógicos o digitales (MA, M), a partir de los cuya curva del tiempo se pueden establecer eventos de colisión, y en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta una unidad de evaluación (110, 210, 310) para la detección de los valores de medición (MA, M), en donde la unidad de evaluación (110, 210, 310) comprende una unidad de control (150) que está configurada de una manera adecuada para reconocer eventos de colisión a través de la evaluación de la curva de tiempo de los valores de medición (MA, M) y en el caso de reconocimiento de un evento de colisión generar un mensaje de error (ERR) y transmitiré el mensaje de error (ERR) a través de la unidad de interfaces (70) hacia la electrónica siguiente (80).

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo de medición de la posición y funcionamiento de un dispositivo de medición de la posición

CAMPO DE LA TÉCNICA

La presente invención se refiere a un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 1, así como a un procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 10. En particular, la invención se refiere a la determinación de eventos de colisión en un dispositivo de medición de la posición.

ESTADO DE LA TÉCNICA

Muchos ciclos en la técnica de automatización se basan en el movimiento controlado por motores eléctricos de partes de máquinas. La posición de las partes de las máquinas se determina en este caso por dispositivos de medición de la posición. De esta manera, los generadores giratorios o aparatos de medición angular miden movimientos rotatorios, por ejemplo de ejes giratorios. En cambio, los aparatos de medición de longitudes miden desplazamientos lineales de partes de las máquinas dispuestas móviles entre sí.

Especialmente en el caso de instalaciones complejas, como por ejemplo máquinas herramientas o robots de fabricación, en los que son posibles movimientos en varios ejes de movimiento, existe el peligro de colisiones. Se producen colisiones cuando una parte móvil choca con un obstáculo de manera no planificada. Un ejemplo típico en máquinas herramientas es cuando el husillo de la máquina, en el que está dispuesta una herramienta de mecanización, choca durante un proceso de posicionamiento sobre la pieza de trabajo a mecanizar o sobre un medio de fijación. La causa puede ser que la pieza de trabajo o los medios de fijación no se encuentren en la posición, en la que deberían estar de acuerdo con el programa de mecanización, o que durante la programación de un programa de mecanización de manera errónea una trayectoria del movimiento conduzca a la colisión. En el caso de robots de fabricación, se comporta de manera similar, aquí por ejemplo un movimiento falso de un brazo de robot o una pieza a mecanizar (u otro obstáculo), que se encuentra en la trayectoria del movimiento, provocan una colisión.

En el caso de colisiones se producen aceleraciones altas, que pueden dañar los componentes implicados en la colisión. Además de los daños inmediatos en la máquina o en el obstáculo, se pueden producir también daños en máquinas, que en primer lugar permanecen inadvertidos y sólo después de un cierto tiempo conducen a un fallo de la máquina. Pero entonces no se puede verificar ya una relación del fallo con una colisión. Por este motivo, se pretende reconocer y realizar protocolos de colisiones, para que en el caso de daño se pueda identificar la causa del fallo o bien el causante. De la misma manera, la detección de una colisión se posibilita también por medio de un mantenimiento preventivo de la máquina, de manera que se impide un fallo posterior.

Así, por ejemplo, los documentos WO 03/023528 A2, US 2015/352679 A1 y US 2005/238043 A1 proponen un dispositivo de supervisión separado, que reconoce colisiones a través de la evaluación de datos de sensor y entonces envía los datos de sensor a un control de la máquina para el almacenamiento duradero. Además de un aparato adicional, esta solución requiere también gasto de cableado adicional, así como una interfaz adecuada en el control de la máquina.

SUMARIO DE LA INVENCIÓN

Un cometido de la invención es crear una posibilidad más sencilla para determinar eventos de colisión.

Este cometido se soluciona por medio de un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 1.

Las configuraciones ventajosas de un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 1.

Además, un cometido de la invención es indicar un procedimiento simplificado para la determinación de eventos de colisión.

Este cometido se soluciona por medio de un procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 10.

Las configuraciones ventajosas del procedimiento de acuerdo con la invención se deducen a partir de las reivindicaciones dependientes de la reivindicación 10.

Otras ventajas se deducen a partir de la descripción siguiente de los ejemplos de realización.

BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS

La figura 1 muestra una representación simplificada de un husillo de motor de una máquina herramienta.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la invención.

La figura 3 muestra un diagrama de tiempo de la curva de la aceleración de un evento de colisión.

La figura 4 muestra una primera forma de realización de una unidad de evaluación.

La figura 5 muestra otro ejemplo de realización de una unidad de evaluación y

La figura 6 muestra otro ejemplo de realización de una unidad de evaluación.

DESCRIPCIÓN DE LAS FORMAS DE REALIZACIÓN

La figura 1 muestra de manera simplificada un husillo de motor 10 de una máquina herramienta. El componente central es un motor de husillo 1 con un árbol 2. En un extremo del árbol 2 está previsto un alojamiento de la herramienta 3 para el alojamiento de una herramienta 4 (por ejemplo una herramienta fresadora). De la misma manera, con el árbol 2 está acoplado mecánicamente un dispositivo de medición de la posición 5, realizado como aparato de medición de ángulos (generador rotatorio). El acoplamiento se realiza a través de un acoplamiento mecánico (no representado), que conecta un árbol giratorio del dispositivo de medición de la posición 5 con el árbol 2. De esta manera, se pueden medir la posición angular y/o el número de las revoluciones recorridas del árbol 2 con el dispositivo de medición de la posición 5.

Durante la mecanización de una pieza de trabajo 6, se gira el árbol 2 con un número de revoluciones N y se pone la herramienta 4 en contacto con la pieza de trabajo 6 a través del desplazamiento del husillo del motor 1o en varios ejes de accionamiento X, Y, Z. De esta manera, se fresa, por ejemplo, durante una mecanización de fresado el contorno deseado desde la pieza de trabajo 6.Adem'gas de los ejes de accionamiento lineales X, Y, Z representados, pueden estar previstos también hasta dos ejes de giro, de manera que es posible un movimiento del husillo del motor 10 (y, por lo tanto, de la herramienta 4) en cinco ejes de movimiento. Para la fijación de la posición de los ejes de accionamiento respectivos están previstos otros dispositivos de medición de la posición. En la figura 1 se representa de forma representativa un dispositivo de medición de la posición 5' para la determinación de la posición en la dirección del movimiento X. El dispositivo de medición de la posición 5' está realizado en este caso, como se prefiere para la determinación de la posición de ejes de accionamiento lineales X, Y, Z, como aparato de medición de longitudes. Para la determinación de la posición de ejes de giro se emplean, en cambio, con preferencia aparatos de medición de ángulos.

Especialmente en el caso del posicionamiento de la herramienta 4 en la posición inicial de una mecanización existe ahora el peligro de una colisión. Durante el posicionamiento esto es especialmente crítico, puesto que aquí se trabaja con altas velocidades de desplazamiento para reducir al mínimo el tiempo de mecanización de la pieza de trabajo 6. Las colisiones pueden tener lugar entre la herramienta 4 o un punto opcional del contorno exterior del husillo del motor 10 con la pieza de trabajo 6 o con medios de fijación (no representados), que sirven para la fijación de la pieza de trabajo 6 sobre una mesa de la máquina herramienta.

A través del acoplamiento mecánico de los dispositivos de medición de la posición 5, 5' con componentes móviles de la máquina (por ejemplo, entre el árbol 2 y el dispositivo de medición de la posición 5) se transmiten eventos de colisión también sobre los dispositivos de medición de la posición 5, 5'.

La figura 2 muestra un diagrama de bloques de un dispositivo de medición de la posición 5 de acuerdo con la invención. Comprende un soporte de la graduación 30 con una graduación de medición 40, una instalación de exploración 50, una unidad de mecanización 60 así como una unidad de interfaces 70.

El soporte de la graduación 30 está configurado en forma de anillo o como disco redondo circular y está alojado de forma giratoria para el funcionamiento del dispositivo de medición de la posición 5 alrededor de un punto de giro D y está conectado fijo contra giro con el árbol 3, cuya posición angular y, dado el caso, el número de revoluciones recorridas deben medirse con el dispositivo de medición de la posición 5. La graduación de medición 30 está dispuesta radial alrededor del punto de giro D y presenta al menos una pista de graduación, cuya exploración permite una determinación de la posición (determinación del ángulo).

La instalación de exploración 50 está dispuesta estacionaria frente al soporte de la graduación 30 y está configurada de una manera adecuada para explorar la graduación de medición 40 sobre el soporte de la graduación 30 y para generar señales de la posición PS dependientes de la posición (dependientes del ángulo) en función del ángulo de giro del soporte de la graduación 30. Las señales de la posición PS pueden comprender señales analógicas o señales codificadas digitales.

La presente invención no se basa en ningún principio de exploración física. Se pueden emplear principios de exploración inductiva, fotoeléctrica, magnética o capacitiva conocidos en sí.

Las señales de la posición PS son alimentadas a la unidad de procesamiento 60, que las procesa en un valor de la posición POS y las emite a la unidad de interfaces 70. Aquí no se describe en detalle el procesamiento, se pueden realizar etapas de procesamiento como corrección de señales, desmodulación, digitalización, etc.

Además de los valores de la posición POS se pueden derivar en la unidad de procesamiento 60 a partir de las señales de la posición PS también todavía otros valores de movimiento como número de revoluciones N (velocidad angular), aceleración o tirón. Estos valores pueden ser alimentados a través de la unidad de interfaz 70 o, como se mostrará más adelante con la ayuda de las figuras 5 y 6, pueden servir para la utilización interna en el dispositivo de medición de la posición 5.

La unidad de interfaz 70 sirve para la comunicación con una electrónica siguiente 80 a través de un canal de transmisión de datos 90. La unidad de interfaces 70 puede estar realizada como interfaz en serie, es decir, que la transmisión de los datos a través del canal de transmisión de datos 90 se realiza en forma de corrientes de datos en serie o bien de paquetes de datos. Con ventaja, la unidad de interfaces 70 está realizada bidireccionalmente, de manera que se pueden enviar datos D, en particular datos de la posición POS y, dado el caso, otros valores de movimiento, hacia la electrónica siguiente 80, así como se pueden recibir datos D, en particular parámetros PAR, desde la electrónica siguiente 80.

De acuerdo con la invención, el dispositivo de medición de la posición 5 es ahora al menos un sensor de colisión 100, así como una unidad de evaluación 110 para la fijación de eventos de colisión sobre la base de los valores de medición de al menos un sensor de colisión 100.

Especialmente adecuados para la determinación de eventos de colisión son sensores de aceleración o sensores de sonido corporal, es decir, sensores de colisión 100, con los que se pueden medir aceleraciones, puesto que las colisiones conducen siempre a modificaciones espontáneas, en particular a una reducción de una aceleración del movimiento (aceleración negativa).

Una disposición especialmente ventajosa resulta cuando está previsto un sensor de colisión 100 por cada dirección espacial X, Y, Z, puesto que entonces a partir de los valores de medición de los sensores individuales se puede deducir un ángulo de incidencia de una colisión.

El sensor de colisión 100 puede estar dispuesto, como se indica por medio de las líneas de trazos, fuer del dispositivo de medición de la posición 5, con ventaja en un lugar, en el que está acoplado mecánicamente rígido con el árbol 2, por ejemplo en un cojinete giratorio del motor del husillo 1. La conexión eléctrica del sensor de colisión 100 se puede realizar en este caso a través de una unidad de conexión 105 adecuada en la carcasa del dispositivo de medición de la posición 5 por medio de una unión de enchufe, de rosca, de sujeción o de una unión soldada. Debido al hecho de que los eventos de colisión repercuten a través del acoplamiento mecánico del dispositivo de medición de la posición 5 con el árbol 2 siempre también directamente sobre el dispositivo de medición de la posición 5, se considera, sin embargo, como especialmente ventajoso disponer el sensor de colisión 100 dentro de la carcasa del dispositivo de medición de la posición 5. De esta manera, se suprime todo gasto para la conexión del sensor de colisión 100 en el dispositivo de medición de la posición 5 y de la misma manera el montaje del sensor de colisión 100 para el acoplamiento con el árbol 2 del motor del husillo 1 (u otro componente mecánico adecuado del husillo del motor 10). Dentro de la carcasa del dispositivo de medición de la posición 5 puede estar dispuesto el sensor de colisión 100, por ejemplo, junto con otros componentes electrónicos y electromecánicos sobre una placa de circuito impreso. De la misma manera, existe la posibilidad de disponer el sensor de colisión 100 en un componente mecánico, que presenta un acoplamiento mecánico especialmente rígido con el árbol 2, por ejemplo un cojinete giratorio o el acoplamiento.

La unidad de evaluación 110 sirve para detectar valores de medición del al menos un sensor de colisión 100 y para evaluarlos con relación a la aparición de al menos una variable característica de un evento de colisión. Variables características de eventos de colisión son, por ejemplo

• la aparición espontánea de una aceleración o bien de un exceso de un valor límite para la aceleración o • una modificación espontánea de una aceleración o bien el exceso de un valor límite para la modificación de la aceleración.

De una manera alternativa, también se puede realizar un aparato de medición de longitudes (dispositivo de medición de la posición 5' en la figura 1) de acuerdo con la invención. En comparación con un aparato de medición de ángulos (generador giratorio), en el caso de un aparato de medición de longitudes, el soporte de la graduación es una escala recta, sobre la que está dispuesta la graduación de la medición. Para la medición de la posición se conduce una cabeza de exploración linealmente a lo largo de la escala o bien de la graduación de medición, pudiendo disponerse en una carcasa de la cabeza de exploración la instalación de exploración 50, la unidad de procesamiento 60, la unidad de interfaces 70, al menos un sensor de colisión 100 así como la unidad de evaluación 110.

La figura 3 muestra de forma ejemplar una curva de tiempo de un evento de colisión. En este caso, en un primer periodo de tiempo T1 se representa la curva de la señal antes de la colisión y en un segundo periodo de tiempo T2 se representa la curva de la señal después de la colisión.

La colisión se realiza en el instante K y es detectada por la unidad de evaluación 110. El reconocimiento se realiza a través de la aparición/exceso de una variable característica de eventos de colisión, por ejemplo el exceso de una aceleración máxima A. Puesto que el instante real de la colisión (es decir, el instante del primer contacto mecánico) y el instante del reconocimiento del evento de colisión se suceden en un tempo muy corto, estos instantes no se diferencian a continuación y se designan de manera simplificada como un instante de la colisión K.

En el primer periodo de tiempo T1 antes de la colisión, la señal presenta solamente modificaciones estadísticas de la aceleración (ruidos de la señal). La colisión provoca una elevación espontánea de la aceleración, que exceden el instante de la colisión K la aceleración máxima A, de manera que se reconoce el evento de la colisión desde la unidad de evaluación 110.

En el segundo periodo de tiempo T2 se atenúa de nuevo la oscilación generada a través de la colisión hasta que hacia el final del segundo periodo de tiempo T2 la señal muestra de nuevo el comportamiento antes de la colisión. La figura 4 muestra a este respecto una primera forma de realización de una unidad de evaluación 110. Ésta es adecuada para el procesamiento y evaluación de los valores de medición de sensores de colisión 100 analógicos. Los valores de medición analógicos MA del sensor de colisión 100 son alimentados a un convertidor A/D 120, que digitaliza los valores de medición analógicos MA. Los valores de medición digitales M resultantes son alimentados, por una parte, a una unidad de memoria 140 y, por otra parte, a una unidad de control 150.

La unidad de control 150 controla los ciclos esenciales en la unidad de evaluación 110. De esta manera, conduce al convertidor A/D 120 una señal de pulso de exploración TA, que establece la velocidad de exploración, con la que se digitalizan los valores de medición analógicos MA. De la misma manera controla el almacenamiento de los valores de medición digitales M en la unidad de memoria 140. Además, está configurada de manera adecuada para reconocer eventos de colisión.

En el funcionamiento en curso de la unidad de evaluación 110 se digitalizan los valores de medición analógicos MA del sensor de colisión 100 de forma continua en el retículo de tiempo de la señal de pulso de exploración TA y se almacenan de manera sucesiva en la unidad de memoria 140. De esta manera resulta en la unidad de memoria 140 una copia digital de la curva de la señal, que se emite desde el sensor de colisión 100. El almacenamiento se realiza en una zona de memoria-RAM 142 de la unidad de memoria 140. La capacidad de memoria se selecciona en este caso para que se pueda almacenar al menos la curva de la señal de un evento de colisión. La zona de la memoria-RAM 142 es accionada como memoria anular, que significa que cuando se alcanza la última celda de la memoria de la zona de la memoria-RAM 142 prevista para la curva de la señal de un evento de colisión, se salta de retorno a la primera celda de la memoria, de manera que se sobrescriben los valores de medición más antiguos, respectivamente.

El funcionamiento continuo se puede iniciar con la conexión de la máquina (y, por lo tanto, la conexión del dispositivo de medición de la posición 5 o bien 5'). No obstante, con ventaja el inicio o la parada del funcionamiento continuo se realiza a través de instrucciones, que son emitidas desde la electrónica siguiente 80 hacia el dispositivo de medición de la posición 5 o bien 5').

La unidad de control 150 evalúa los valores de medición digitales M entrantes con respecto al menos a una variable característica de un evento de colisión y controla en función de ello el almacenamiento de los valores de medición digitales M en la unidad de memoria 140. La evaluación se realiza de la misma manera en el retículo de tiempo de la señal de pulso de exploración TA. En este caso, se verifican los valores de medición M entrantes con respecto a un exceso del valor límite. La frecuencia de la señal de pulso de exploración TA se selecciona en este caso para que se puedan reconocer con seguridad eventos de colisión. En este caso, se tiene en cuenta parámetros de la máquina como por ejemplo velocidad máxima aparecida, o aceleraciones en el funcionamiento normal, así como peso y distribución del peso de los componentes de la máquina afectados por posibles colisiones.

De una manera alternativa, se pueden conducir a la unidad de control 150 también los valores de medición analógicos MA del sensor de colisión 100 para la evaluación con respecto a un evento de colisión. La verificación de un exceso del valor límite se puede realizar en este caso a través de la comparación de los valores de medición analógicos MA con el valor límite por medio de un comparador.

Dado el caso, pueden estar previstos varios valores limites, de manera que se pueden distinguir eventos de colisión de diferente intensidad.

Si la unidad de control 150 determina en el instante de la colisión K un evento de colisión, entonces prosigue el almacenamiento de los valores de medición digitales M durante el segundo periodo de tiempo T2 y detiene entonces el registro. La zona de la memoria-RAM 142 prevista para la curva de la señal del evento de colisión está dimensionada en este caso de tal manera que comprende el primer periodo de tiempo T1 antes de la colisión así como el segundo periodo de tiempo T2 después de la colisión. Además, la unidad de control 150 genera un mensaje de error ERR para la señalización del evento de colisión reconocido a través de la unidad de interfaces 70 y el canal de transmisión de datos 90 a la electrónica siguiente 80. La transmisión del mensaje de error ERR se puede realizar en forma de al menos un bit de estado, que está contenido en un cuadro de datos, que sirve en el funcionamiento continuo para la transmisión de valores de la posición POS. Pero a tal fin puede estar prevista también una línea separada. Es esencial que la señalización del evento de colisión a la electrónica siguiente 80 se realice inmediatamente después de su determinación, mientras que la transmisión de los datos D de la curva de la señal almacenada correspondiente se puede iniciar en un instante posterior discrecional. De esta manera, la electrónica siguiente 80 puede reaccionar inmediatamente a un evento de colisión aparecido, pero se puede desplazar el análisis del evento a un instante posterior.

Para un análisis todavía más completo de un evento de colisión es ventajoso almacenar, además de la curva de la señal de los valores de medición digitales M del al menos un sensor de colisión 100, otras curvas de la señal de valores de medición disponibles. De esta manera, se pueden conducir a la unidad de memoria 140 también los valores de posición POS y se pueden almacenar allí en paralelo a los valores de medición digitales M. De esta manera se puede determinar en la electrónica siguiente 80 una correlación entre la curva de los valores de medición M y los valores de posición POS.

Si la zona de la memoria-RAM 142 está realizada como memoria volátil, que pierde el contenido de la memoria sin alimentación de corriente, entonces es ventajoso prever una zona de memoria 144 programable no volátil (EEPROM, memoria-Flash), en la que se pueden almacenar curvas de las señales almacenadas en la zona de la memoria-RAM 142 después de la terminación del registro. Puesto que una colisión en una máquina herramienta conduce con frecuencia a una desconexión de emergencia, los datos registrados se mantienen de esta manera para una evaluación posterior.

La capacidad de memoria de la zona de la memoria-RAM 142 yo de la zona de la memoria 144 programable de la unidad de memoria 144 está dimensionada con ventaja para que se puedan almacenar una pluralidad de curvas de señales de eventos de colisión.

Las variables características descritas anteriormente para eventos de colisión no son unívocas, en particular en máquinas herramientas, es decir, que pueden tener también otras causas que colisiones. De esta manera, en el caso de la mecanización de piezas de trabajo pueden aparecer aceleraciones en el mismo orden de magnitud en la que pueden producirse también colisiones. Una causa posible de aceleraciones tan altas son las llamadas “oscilaciones de rateo”. Éstas se producen, por ejemplo, durante el fresado de piezas de trabajo a través de las fuerzas que aparecen cuando los cortes de la fresa inciden sobre la pieza de trabajo y no representan forzosamente una función errónea durante la mecanización. En comparación con la curva de la aceleración en forma de impulso en el caso de colisiones reales (figura 3), las oscilaciones de rateo, condicionadas por la rotación de la fresa y la disposición regular de costes sobre la periferia de la fresa, presentan una curva oscilante, de manera que la oscilación oscila la mayoría de las veces durante varios periodos.

Otra causa para la aparición de aceleraciones altas pueden ser resonancias del aparato de la máquina herramienta. También en este caso se trata de curvas de señales periódicas oscilantes.

A través de la alta capacidad de cálculo, que está presente normalmente en la electrónica siguiente 80, se pueden distinguir allí fácilmente curvas de las señales de eventos de colisión, que resultan de colisiones reales, de aquéllas que tienen otras causas. Por lo tanto, puede ser convenientes transmitir todas las curvas de las señales de eventos de colisión, que se han sido registradas y almacenadas sobre la base de que se ha excedido al menos una de las variables características mencionadas anteriormente, hacia la electrónica siguiente 80. No obstante, para evitar mensajes de error innecesarios o desconexiones de emergencia innecesarias, es especialmente ventajoso configurar la unidad de evaluación 110 de tal manera que no se tiene en cuenta la aparición oscilante de altas aceleraciones, que exceden las variables características de eventos de colisión. A tal fin, por ejemplo, la unidad de control 150 puede estar configurada de una manera adecuada para que se puedan reconocer tales eventos (exceso periódico de valores límites de la aceleración) y en tales casos se prosiga el almacenamiento de valores de medición. Esto eleva la probabilidad de que un evento de colisión, que ha sido detectado en virtud de un exceso de una variable característica, sea la consecuencia de una colisión real. La confirmación definitiva de que existía una colisión se realiza también aquí a través de la evaluación de la curva de la señal registrada en la electrónica siguiente 80.

Con ventaja, la unidad de control 150 se puede realizar con parámetros para que al menos se pueda ajustar uno de los siguientes parámetros PAR:

- al menos una variable característica de eventos de colisión, que se tiene en consideración,

- el valor límite de la al menos una variable característica,

- la velocidad de exploración, con la que se digitalizan y almacenan valores de medición,

- el intervalo de tiempo T1,

- el intervalo de tiempo T2.

El ajuste de los parámetros PAR se realiza con ventaja desde la electrónica siguiente 80 a través del canal de transmisión de datos 90 y de la unidad de interfaces 70.

Si en el dispositivo de medición de la posición 5, 5' están presentes más de un sensor de colisión 100, entonces están presentes, dado el caso, varias veces también los componentes de la unidad de evaluación 110, de manera que los valores de medición digitales M de los sensores individuales se pueden procesar y se pueden almacenar en gran medida en paralelo. De la misma manera, los parámetros PAR pueden estar previstos para cada sensor de colisión. Además, en el caso de varios sensores de colisión 100 es ventajoso almacenar las curvas de las señales de todos los sensores de colisión 100, tan pronto como los valores de medición M de al menos uno de los sensores de colisión 100 exceden un valor límite para un evento de colisión.

La figura 5 muestra una forma de realización alternativa de una unidad de evaluación 210. Ésta es igualmente apropiada para el empleo de sensores de colisión analógicos 100. Los componentes, que han sido descritos ya en conexión con la figura 4, llevan los mismos signos de referencia.

Como complemento del ejemplo de realización anterior, la unidad de evaluación 210 comprende una unidad de filtro 130, que está dispuesta entre el convertidor A/D 120 y la unidad de control 150 o bien la unidad de memoria 140. La unidad de filtro 130 está configurada como filtro de bloqueo de banda, en particular como filtro entallado, de manera que se amortiguan o bien se suprimen las porciones de frecuencia de al menos una banda de frecuencia del espectro de frecuencia de los valores de medición. De esta manera se pueden filtrar eventos, que provocan un exceso periódico de valores límites de la aceleración (oscilaciones de rateo, resonancias de los aparatos). Puesto que la curva en forma de impulsos de los valores de medición del sensor de colisión, como se representa en la figura 3, comprende un espectro de frecuencia muy amplio, a pesar de la filtración se puede realizar en la unidad de control 150, se puede realizar, además, una verificación de eventos de colisión sobre la base de la verificación de un exceso de los valores límites de la aceleración mencionados anteriormente. Por otra parte, dado el caso, se puede prescindir de configurar la unidad de control 150 para que reconozca eventos de aceleración oscilantes, puesto que éstos ya han sido filtrados por la unidad de filtro 130.

Con ventaja, se puede ajustar la banda de frecuencia a filtrar. Esto se puede realizar a través de parámetros PAR adecuados, que se pueden conducir a la unidad de filtro 130 desde la unidad de control 150.

Si existe una relación entre la banda de frecuencia a filtrar y la curva de los valores de posición POS del dispositivo de medición de la posición 5, 5', entonces es especialmente ventajoso ajustar automáticamente al menos una banda de frecuencia a filtrar en función de esta relación. Éste es el caso, por ejemplo, en dispositivos de medición de la posición 5, 5', que miden la posición angular del árbol 2 del husillo del motor 10 de una máquina herramienta. Como se ha descrito anteriormente, la frecuencia de oscilaciones de rateo resulta del número de revoluciones N del motor del husillo 1 y del número de los cortes de la herramienta 4 utilizada. Si deben filtrarse las oscilaciones de rateo, entonces se realiza la determinación de la banda de frecuencia a filtrar a través de la multiplicación del número de revoluciones N con un multiplicador. Éste se puede conducir a la unidad de filtro 130 desde la unidad de control 150. De esta manera se puede completar la lista indicada anteriormente de parámetros PAR posibles de la unidad de control 150 a través de

- variables características de al menos una banda de frecuencia a filtrar (por ejemplo frecuencia límite superior e inferior o frecuencia media y anchura de la banda de frecuencia),

- un multiplicador.

En la unidad de filtro 130 en la figura 5 se trata de un filtro digital. De manera alternativa, puede estar dispuesta una unidad de filtro analógica delante del convertidor A/D 120.

La figura 6 muestra otra forma de realización de una unidad de evaluación 310. Ésta es adecuada para el empleo de sensores digitales de colisión 100. Los componentes, que han sido descritos ya en conexión con las figuras 4 y 5, llevan los mismos signos de referencia.

En lugar de un convertidor A/D, en este ejemplos de realización está prevista una interfaz de sensor digital 160 para detectar directamente los valores de medición digitales M de un sensor de colisión 100. La interfaz de sensor 160 es con preferencia una interfaz en serie, por ejemplo una interfaz-I2C. Si están presentes varios sensores de colisión 100, entonces éstos pueden ser accionados o bien en un modo de bus en una sola interfaz de sensor 160, pero también puede estar prevista una interfaz de sensor 160 por cada sensor de colisión 100.

La solicitud de valores de medición digitales M del sensor de colisión 100 a través de la interfaz de sensor 160 se inicia también en este ejemplo con ventaja en el retículo de tiempo de la señal de pulso de exploración TA de la unidad de control 150. Los valores de medición digitales M entrantes son conducidos, como en el ejemplo anterior, en primer lugar a la unidad de filtro 130, antes de que sean evaluados en la unidad de control 150 o bien sean almacenados en la unidad de memoria 140.

Hay que indicar que también este ejemplo de realización, de una manera similar a la figura 4, se puede realizar sin unidad de filtro 130. En este caso, el reconocimiento de eventos de aceleración oscilantes, que resultan a partir de oscilaciones de rateo o de resonancias de aparatos, se puede realizar en la electrónica siguiente 80 o en la unidad de control 150.

La presente invención no está limitada evidentemente a los ejemplos de realización descritos, sino que se puede configurar de manera alternativa por un experto en la técnica en el marco de las reivindicaciones. En particular, además de o en lugar de sensores de aceleración o de sensores de sonido corporal, se pueden emplear también otros sensores, con los que se puede establecer una flexión o desplazamiento de una parte de la máquina como consecuencia de una colisión.

Claims (17)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo de medición de la posición, que comprende

• una instalación de exploración (50) para la generación de señales de posición (PS) a través de la exploración de una graduación de la medición (40),

• una unidad de procesamiento (60) para el procesamiento de las señales de posición (PS) en un valor digital de la posición (POS),

• una unidad de interfaces (70) para la comunicación con una electrónica siguiente (80), en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta al menos un sensor de colisión (100), que genera valores de medición analógicos o digitales (MA, M), a partir de los cuya curva del tiempo se pueden establecer eventos de colisión, y en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta una unidad de evaluación (110, 210, 310) para la detección de los valores de medición (MA, M), en donde la unidad de evaluación (110, 210, 310) comprende una unidad de control (150) que está configurada de una manera adecuada para reconocer eventos de colisión a través de la evaluación de la curva de tiempo de los valores de medición (MA, M) y en el caso de reconocimiento de un evento de colisión generar un mensaje de error (ERR) y transmitiré el mensaje de error (ERR) a través de la unidad de interfaces (70) hacia la electrónica siguiente (80).

2. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde la evaluación de la curva de tiempo de los valores de medición (MA, M) se realiza en el retículo de tiempo de una señal de pulso de exploración (TA), que es acondicionada por la unidad de control (150).

3. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 1, en donde el sensor de colisión (100) es un sensor analógico y en la unidad de evaluación (110, 210) está dispuesto un convertidor A/D (120) para la formación de valores de medición digitales (M) a partir de valores de medición analógicos (MA) y en donde la formación de los valores de medición digitales (M) es controlada por la señal de pulso de exploración (TA), que se conduce al convertidor A/D (120) desde la unidad de control (150).

4. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones 1 o 2, en donde el sensor de colisión (100) es un sensor digital y en la unidad de evaluación (310) está presente una interfaz de sensor (160), a través de la cual se pueden conducir los valores de medición digitales (M) del sensor de colisión (100) hacia la unidad de evaluación (310).

5. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde en la unidad de evaluación (110, 210, 310) está presente, además, una unidad de memoria (140) accionada como memoria anular, a la que se conducen los valores de medición digitales (M) y en la que se puede almacenar una pluralidad de valores de medición digitales (M) y en la unidad de memoria (140) se pueden almacenar en un funcionamiento continuo los valores de medición digitales (M), controlado por la unidad de control (150), en el retículo de tiempo de la señal de pulso de exploración (TA) de una manera sucesiva.

6. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 5, en donde después de la determinación de un evento de colisión, se prosigue el almacenamiento de los valores de medición digitales (M) en la unidad de memoria(140) en un segundo intervalo de tiempo (T2), de manera que en la unidad de memoria (140) se puede almacenar una curva de la señal del evento de colisión, que comprende un primer intervalo de tiempo (T1) antes y el segundo intervalo de tiempo (T2) después de un instante de la colisión (K).

7. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde en la unidad de evaluación (210, 310) está presente, además, una unidad de filtro (130), a la que se conducen los valores de medición (MA, M) y la unidad de filtro (130) está configurada como filtro de bloqueo de banda, en particular como filtro entallado y se puede ajustar al menos una banda de frecuencia a filtrar.

8. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con la reivindicación 7, en donde el dispositivo de medición de la posición (5) es un aparato de medición de ángulos y la unidad de procesamiento (60) calcula un número de revoluciones (N) que se conduce hacia la unidad de filtro (130) y en donde al menos una banda de frecuencia a filtrar de la unidad de filtro (140) se puede ajustar en función del número de revoluciones (N).

9. Dispositivo de medición de la posición de acuerdo con una de las reivindicaciones anteriores, en donde al menos un sensor de colisión (100) es un sensor de aceleración o un sensor de sonido corporal.

10. Procedimiento para el funcionamiento de un dispositivo de medición de la posición, que comprende:

• un soporte de graduación (30) con una graduación de la medición (40),

• una instalación de exploración (50) para la generación de señales de posición (PS) a través de la exploración de la graduación de la medición (40),

• una unidad de procesamiento (60) para el procesamiento de las señales de posición (PS) en un valor de posición digital (POS),

• una unidad de interfaces (70) para la comunicación con una electrónica siguiente (80), en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta al menos un sensor de colisión (100), que genera valores de medición analógicos o digitales MA, M), a partir de cuya curva de tiempo se pueden establecer eventos de colisión, y en donde el dispositivo de medición de la posición (5) presenta una unidad de evaluación (110, 210, 310) para la detección de los valores de medición (MA, M) en la que se establecen eventos de colisión a través de la evaluación de la curva de tiempo de los valores de medición (MA, M) en una unidad de control (150) en la unidad de evaluación (110, 210, 310) y en el caso de reconocimiento de un evento de colisión se genera un mensaje de error (ERR) y se transmite el mensaje de error (ERR) a través de la unidad de interfaces (70) hacia la electrónica siguiente (80).

11. Procedimiento de acuerdo con la reivindicación 10, en donde la curva de tiempo de los valores de medición (MA, M) es evaluada en el retículo de tiempo de una señal de pulso de exploración (TA).

12. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 u 11, en donde el sensor de colisión (100) es un sensor analógico y en la unidad de evaluación (110, 210) está previsto un convertidor A/D (120) para la formación de valores de medición digitales (M) a partir de valores de medición analógicos (MA) y en donde la formación de los valores de medición digitales (M) es controlada por la señal de pulso de exploración (TA), que se conde al convertidor A/D (120) desde la unidad de control (150).

13. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 11, en donde el sensor de colisión (100) es un sensor digital y en la unidad de evaluación (310) está prevista una interfaz de sensor (160), a través de la cual se conducen valores de medición digitales (M) del sensor de colisión (100) hacia la unidad de evaluación (310).

14. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 13, en donde en la unidad de evaluación (110, 210, 310) está prevista, además, una unidad de memoria (140) accionada como memoria anular, a la que se conducen los valores de medición digitales (M) y en la que se puede almacenar una pluralidad de valores de medición digitales (M) y en la unidad de memoria (140) se almacenan en un modo continuo los valores de medición digitales (M) en el retículo de tiempo de la señal de pulso de exploración (TA) de una manera sucesiva.

15. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 14, en donde después de la determinación de un evento de colisión se prosigue el almacenamiento de los valores de medición (M) en la unidad de memoria (140) en un segundo intervalo de tiempo (T2), de manera que en la unidad de memoria (140) se almacena una curva de la señal del evento de colisión, que comprende un primer intervalo de tiempo (T1) antes y el segundo intervalo de tiempo (T2) después de un instante de la colisión (K).

16. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 15, en donde en la unidad de evaluación (210, 310) está prevista, además, una unidad de filtro (130), a la que se conducen los valores de medición (MA, M) y la unidad de filtro (130) está configurada como filtro de bloqueo de banda, en particular como filtro entallado y se puede ajustar al menos una banda de frecuencia a filtrar.

17. Procedimiento de acuerdo con una de las reivindicaciones 10 a 16, en donde el dispositivo de medición de la posición (5) es un aparato de medición de ángulos y la unidad de procesamiento (60) calcula un número de revoluciones (N), que se conduce a la unidad de filtro (130) y en donde al menos se ajusta una banda de frecuencia a filtrar en función del número de revoluciones (N).