DE69104896T2 - Positionsdetektierungsverfahren eines mechanischen Teils von ferromagnetischem Material. - Google Patents

Description

• Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erfassen der Position eines aus ferromagnetischem Material gefertigten mechanischen Teils oder eines Arbeitsvorgangs, der an demselben stattgefunden hat.
• Bekannte Verfahren dieser Art sehen vor, in einen vorbestimmten Abschnitt der Oberfläche des Teils einen mechanischen Einschnitt einzubringen oder ein Ziel aus ferromagnetischem Material anzubringen und dann dessen Position mittels eines Instruments, bspw. mittels eines Induktionssensors, zu erfassen. Ein Sensor dieser Art ist ublicherweise von einem magnetisierten Stab gebildet, auf welchen eine Spule gewickelt ist, so daß bei Vorbeibewegung des Sensors an dem in der Oberfläche des Teils ausgebildeten Einschnitt sich die in der Spule induzierte Magnetflußeinkopplung ändert mit der folglichen Erzeugung einer extern erfaßbaren elektromotorischen Kraft.
• Ein derartiges Verfahren hat den Nachteil, daß der Sensor auch auf jedwede andere Ungleichförmigkeit in der Oberfläche des Teils und auf jedwedes Hintergrundrauschen anspricht, welches hauptsächlich durch den Restmagnetismus des Teils hervorgerufen wird und das Nutzsignal stören kann. Darüber hinaus muß der Sensor zur Erfassung eines Signals nennenswerter Intensität in eine Entfernung von weniger als 0,5 mm zur Oberfläche des Teils gebracht werden.
• Die Tatsache, daß in die Oberfläche des Teils geschnitten werden muß, erfordert darüber hinaus weitere mechanische Bearbeitung, was arbeitsaufwendig ist, insbesondere dann, wenn die Teile bereits zusammengebaut sind.
• Die DE-B-1 270 657 offenbart die Steuerung von Maschinen mittels eines Bandes mit magnetisierten Markierungen und mittels eines Hall-Sensors. Diese Druckschrift wurde für den Obergriff des vorliegenden Anspruchs 1 verwendet.
• Um die erwähnten Nachteile zu vermeiden, stellt die vorliegende Erfindung ein Verfahren bereit, wie es im Anspruch 1 angegeben ist.
• Das erfindungsgemäße Erfassungsverfahren hat den Vorteil, daß es im wesentlichen unempfindlich für jegliche Ungleichförmigkeit in der Oberfläche des Teils ist und daß ein sehr starkes Nutzsignal erzeugt wird, welches durch Hintergrundrauschen im wesentlichen nicht beeinträchtigt wird. Dies ermöglicht die Durchführung von Messungen mit sehr präziser Erfassung selbst dann, wenn der Sensor in einer Entfernung in der Größenordnung von 1,5 mm zur Oberfläche des zu untersuchenden Teils gehalten wird.
• Das erfindungsgemäße Verfahren hat den weiteren Vorteil, daß es unter statischen Bedingungen durchgeführt werden kann und nicht notwendigerweise unter dynamischen Bedingungen, wie dies bei dem vorstehend erwähnten Stand der Technik wesentlich ist, bei welchem eine Relativbewegung zwischen dem Teil und dem Sensor stattfinden muß, damit letzterer eine Änderung des durch den Einschnitt in der Oberfläche des Teils induzierten Magnetflusses erfahren kann.
• In einer bevorzugten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens wird der Abschnitt des mechanischen Teils mittels eines Elektromagneten magnetisiert, der in die Nähe des zu magnetisierenden Abschnitts des Teils gebracht wird.
• Der magnetische Markierungsvorgang kann somit sehr schnell und einfach ausgeführt werden, selbst an Teilen, die in einem beliebigen Stadium des Zusammensetzens montiert worden sind.
• Weitere Vorteile und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen ersichtlich werden, welche lediglich als nicht beschränkendes Beispiel vorgesehen sind und in welchen:
• Figur 1 schematisch eine Vorrichtung zur Durchführung eines erfindungsgemäßen Erfassungsverfahrens zeigt, und
• Figur 2 perspektivisch einen zur Durchführung der erfindungsgemäßen Erfassungsverfahren verwendeten Elektromagneten zeigt.
• Mit Bezug auf Figur 1 ist ein aus ferromagnetischem Material gefertigtes allgemeines mechanisches Teil mit 2 bezeichnet. Ein Magnetfeldsensor 6, bspw. des linearen Hall- Effekt-Typs, wie der "LOHET II SS94A1"-Aufnehmer, der von Microswitch der Honeywell-Gruppe hergestellt wird, ist in einem Abstand von nicht mehr als 1,5 mm von dem Umfang der Scheibe 2 befestigt. Der Sensor 6 ist mit einer Vorrichtung 8 zum Verstärken und Anzeigen der abgegebenen Signale in nicht ferner beschriebener, bekannter Art und Weise verbunden.
• Ein Oberflächenabschnitt 10 des Teils 2 wurde im voraus in einem Arbeitsvorgang, der an einer bestimmten Stelle des Teils stattgefunden hat, durch einen in Figur 2 dargestellten Elektromagneten permanent-magnetisiert. Dieser ist von einem Gehäuse 14 aus Kunststoffmaterial gebildet, aus welchem die konvergierenden Enden 16 eines im wesentlichen U- förmigen Kerns 18 aus Weicheisenblech vorstehen.
• Spulen 20 sind um die Hauptschenkel des Kerns 18 gewickelt und mit einem nicht dargestellten, elektrischen Versorgungskreis verbunden. Die Enden 16 des Kerns 18 werden mit dem Abschnitt 10 der Oberfläche des Teils 2 in Kontakt gebracht und durch die Spulen 20 wird Strom geleitet, so daß der benachbarte Oberflächenabschnitt 10 des Teils 2, d.h. ein enger Winkelbereich der Umfangsfläche des Schwungrads, permanent-magnetisiert wird.
• Der Sensor 6 erzeugt daher infolge der Vorbeibewegung des Abschnitts 10 (Figur 1) vor ihm ein Erfassungssignal. Dies ermöglicht die Identifizierung der Position des Teils 2 oder eines Arbeitsvorgangs, der an diesem stattgefunden hat, mit einer Auflösung, für welche experimentell gefunden wurde, daß sie kleiner als etwa 0,5 mm ist.
• Somit wird eine Bezugsposition erzeugt, die entweder dazu verwendet werden kann, die Stellung des Teils zu bestimmen oder die Position eines Arbeitsvorgangs oder einer Bearbeitung zu identifizieren, die an dem Teil ausgeführt worden ist.
• Das vorstehend beschriebene Erfassungsverfahren kann bei Teilen jeglicher Gestalt verwendet werden, vorausgesetzt, daß sie aus ferromagnetischem Material gefertigt sind, und zwar durch Magnetisieren eines vorbestimmten Abschnitts des Teils mittels des Elektromagneten 14 und nachfolgendem Überprüfen dessen Oberfläche mit einem Magnetfeldsensor, der beweglich angebracht sein kann. Letzterer gibt ein Signal ab, wenn er sich in der Nähe des magnetisierten Abschnitts des Teils befindet und erfaßt somit die von diesem angenommene Stellung.
• Natürlich können die Einzelheiten der Konstruktion und Ausführungsformen bezüglich jener, die lediglich als Beispiel beschrieben und illustriert wurden, in weitem Maße unter Beibehaltung der Prinzipien der Erfindung verändert werden, ohne von deren beanspruchtem Schutzumfang abzuweichen.

Claims (4)

1. Magnetisches Erfassungsverfahren, umfassend die Schritte:

- Permanentmagnetisieren wenigstens eines vorbestimmten Abschnitts (10) eines Stücks (2) aus ferromagnetischem Material,

- Untersuchen der Oberfläche des Stücks (2) mit einem Magnetfeldsensor (6) derart, daß dann, wenn der Sensor (6) sich in der Nähe des magnetisierten Abschnitts (10) des Stücks (2) befindet, er ein Erfassungssignal abgibt, und

- Identifizieren des magnetisierten Abschnitts (10) als Folge der Emission des Erfassungssignals,

wobei das Verfahren dadurch gekennzeichnet ist, daß es auf die Erfassung der Position des Stücks (2) oder eines Arbeitsvorgangs, der an dem Stück (2) stattgefunden hat, angewendet wird, wobei das Stück (2) ein mechanisches Teil ist, welches dann erforderlichenfalls - nicht an dem markierten Punkt - weiterer Bearbeitung unterzogen, mit anderen Elementen zusammengesetzt werden kann.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) vom Hall-Effekt-Typ ist.

3. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abschnitt (10) des Teils (2) mittels eines Elektromagneten (12) magnetisiert wird, der in die Nähe des Abschnitts (10) gebracht wird.

4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Sensor (6) in einem Abstand von nicht mehr als 1,5 mm von der Oberfläche des Teils (2) gehalten wird.