ES2380525A1 - Electronic signal switch for automatic control of multiaxial vibration system using external controller (Machine-translation by Google Translate, not legally binding) - Google Patents
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Abstract
Description
Conmutador electrónico de señal para control automático de sistema de vibraciones multiaxial mediante controlador externo.Electronic signal switch for control Automatic multi-axis vibration system via controller external.
La presente invención tiene como objetivo inicial su aplicación en el campo de los ensayos de vibraciones para dispositivos de vehículos automóviles. No obstante, su uso no queda limitado a este sector tecnológico, siendo aprovechable en otras áreas de la técnica en la que los ensayos de durabilidad y fatiga vibratoria sean un requerimiento funcional de un componente, ensayos en los que sea necesario utilizar equipos de vibraciones que puedan funcionar con diferentes modos de funcionamiento.The present invention aims at initial its application in the field of vibration tests for Auto vehicle devices. However, its use is not limited to this technology sector, being profitable in others areas of the technique in which durability and fatigue tests Vibratory be a functional requirement of a component, tests in which it is necessary to use vibration equipment that can operate with different modes of operation.
Los sistemas de vibración electrodinámicos (patente europea EP1481232) son unos medios de ensayo habituales para los dispositivos de vehículos automóviles. Con estos equipos se realizan ensayos de caracterización vibratoria y durabilidad mecánica de dispositivos de automóvil con el objetivo de verificar que los mismos cumplen los requerimientos especificados por el fabricante para la vida útil del componente en el vehículo. Estos equipos trabajan generando vibración en una única dirección de funcionamiento por lo que no requieren ningún dispositivo adicional para la configuración del eje de vibraciones.The electrodynamic vibration systems (European patent EP1481232) are a usual test means for motor vehicle devices. With these teams you perform vibratory characterization and durability tests auto device mechanics with the aim of verifying that they meet the requirements specified by the manufacturer for the life of the component in the vehicle. These teams work generating vibration in a single direction of operation so they do not require any additional device for the configuration of the vibration axis.
En la actualidad y debido al incremento en la calidad de los vehículos, los requerimientos y exigencias a los dispositivos son cada vez más altas y por esta razón se han ido actualizando los procedimientos de ensayo para hacerlos cada vez más realistas con el objetivo de que los resultados obtenidos sean lo más parecidos a la realidad posible. Este motivo ha hecho que se haya avanzado considerablemente en el desarrollo de procedimientos de ensayos de vibraciones, lo que ha llevado parejo un avance en el desarrollo de nuevos equipos de ensayo de vibraciones. Uno de estos avances viene dado por la utilización de sistemas de vibración hidráulicos multiaxiales con múltiples grados de libertad (solicitudes de patente europea EP0220794A2 y EP1825245A1) que permiten realizar los ensayos de vibración en varios ejes simultáneamente y bajo diferentes modos de funcionamiento (documento de patente US3800588A).At present and due to the increase in vehicle quality, requirements and requirements to devices are getting taller and for this reason they are gone updating the test procedures to make them more and more realistic with the aim that the results obtained are the more similar to the possible reality. This motive has made it has advanced considerably in the development of procedures of vibration tests, which has led to a breakthrough in the Development of new vibration test equipment. One of these advances are given by the use of vibration systems multi-axial hydraulics with multiple degrees of freedom (European patent applications EP0220794A2 and EP1825245A1) which allow to perform vibration tests on several axes simultaneously and under different modes of operation (document US3800588A).
La utilización de un sistema de vibraciones multiaxial con múltiples grados de libertad permite verificar el comportamiento vibratorio de los dispositivos aplicando uno o varios grados de libertad. Esto permite el estudio del comportamiento vibratorio de dispositivos cuando son excitados tanto por perfiles de vibración generados por la reproducción de señales adquiridas en carretera (reproducción de señales temporales de aceleración, velocidad o desplazamiento) como por perfiles sintéticos generados en laboratorio (perfiles seno, perfiles "random" o aleatorios, barridos en frecuencia, o combinaciones, etc.).The use of a vibration system multiaxial with multiple degrees of freedom allows to verify the vibratory behavior of the devices by applying one or more degrees of freedom. This allows the study of behavior vibrating devices when excited by profiles of vibration generated by the reproduction of signals acquired in road (reproduction of temporary acceleration signals, speed or displacement) as per synthetic profiles generated in the laboratory (sine profiles, "random" or random profiles, frequency sweeps, or combinations, etc.).
El funcionamiento de un sistema de vibraciones multiaxiales es mucho más complejo que el de un sistema monoaxial electrodinámico ya que permiten trabajar en diferentes modos de funcionamiento gracias a los múltiples grados de libertad configurables. Además los sistemas multiaxiales están ideados para permitir trabajar en diferentes modos de funcionamiento tanto en "lazo abierto" como en "lazo cerrado". En modo de funcionamiento de "lazo abierto" un controlador interno propio del sistema opera directamente sobre los actuadores de cada uno de los grados de libertad del mismo en función de las señales medidas por los acelerómetros y por los sensores de desplazamiento internos que están asignados a cada uno de los grados de libertad del sistema, combinando las órdenes a los actuadores para conseguir el resultado programado y requerido. En modo de funcionamiento "lazo cerrado" estos sistemas trabajan mediante un controlador electrónico externo y uno o varios acelerómetros posicionados sobre el componente (en los puntos de control asignados), que miden los niveles locales de aceleración, enviando esa información al controlador. De esta forma se cierra el lazo de medida permitiendo al sistema regular su funcionamiento de forma externa y controlar los niveles de aceleración en el componente durante el ensayo, siendo transparente al controlador el control interno sobre los actuadores del sistema de vibraciones multiaxial.The operation of a vibration system multiaxials is much more complex than that of a monoaxial system electrodynamic because they allow working in different modes of operation thanks to multiple degrees of freedom configurable In addition, multiaxial systems are designed to allow working in different modes of operation both in "open loop" as in "closed loop". In mode "open loop" operation of its own internal controller of the system operates directly on the actuators of each of the degrees of freedom of the same depending on the measured signals by accelerometers and internal displacement sensors that are assigned to each of the degrees of freedom of the system, combining the orders to the actuators to get the scheduled and required result. In operating mode "loop closed "these systems work through a controller external electronic and one or more accelerometers positioned on the component (at the assigned control points), which measure the local levels of acceleration, sending that information to controller. This closes the measurement loop allowing to the system regulate its operation externally and control the acceleration levels in the component during the test, the internal control being transparent to the controller actuators of the multi-axial vibration system.
Este modo de funcionamiento en "lazo
cerrado" mediante controlador externo de vibraciones permite que
el equipo de vibraciones multiaxial pueda funcionar como si fuese un
sistema con un único grado de libertad, es decir, aplicando un
perfil de vibraciones en una única dirección. En este modo externo
de funcionamiento, se utiliza un controlador de vibraciones con
funcionamiento en "lazo cerrado". Este controlador de
vibraciones tal y como se divulga en la Patente US2003229738 opera
sobre una interfaz lógica en la que se utilizan dos variables
principales, la primera variable es la frecuencia o el intervalo de
frecuencias en los que va a trabajar el sistema y la segunda
variable es el nivel de aceleración o densidad espectral de potencia
que el equipo tiene que alcanzar. A partir de esas dos variables,
este software y el controlador electrónico establecen todos los
parámetros de control del sistema, así como los niveles de seguridad
y
alertas.This "closed loop" mode of operation by means of an external vibration controller allows the multi-axial vibration equipment to function as if it were a system with a single degree of freedom, that is, by applying a vibration profile in a single direction. In this external mode of operation, a vibration controller with "closed loop" operation is used. This vibration controller, as disclosed in US2003229738, operates on a logical interface in which two main variables are used, the first variable is the frequency or the frequency range in which the system will work and the second variable It is the level of acceleration or spectral density of power that the equipment has to reach. From these two variables, this software and the electronic controller set all the control parameters of the system, as well as the security levels and
alerts
Este modo de funcionamiento con controlador externo presenta un problema grave cuando se quieren concatenar señales o ensayos en varias direcciones independientes, ya que exige que un técnico de ensayo realice la conmutación en las direcciones de vibración, tanto a nivel físico (hardware) como a nivel lógico (software), pues ambos niveles tendrán que ser configurados de forma independiente para cada dirección de ensayo.This operating mode with controller external presents a serious problem when they want to concatenate signals or tests in several independent directions, as it requires have a test technician perform the switching in the directions of vibration, both physically (hardware) and logically (software), as both levels will have to be configured so independent for each test direction.
Mediante la implementación de una solución a este problema de concatenación de ensayos de un único grado de libertad utilizando grados de libertad diferentes mediante un controlador de vibraciones externo en "lazo cerrado" se podrá utilizar un equipo de vibraciones multiaxial para la realización de ensayos consecutivos de un grado de libertad sobre dispositivos de vehículos automóviles aplicando perfiles en direcciones linealmente independientes y de forma consecutiva sin la necesidad de que un operario controle manualmente los cambios de dirección o de grado de libertad, realizándose la misma de forma automática y directa, lo que supone una mejora en la disponibilidad de recursos humanos, en la minimización del error humano así como una reducción de tiempos muertos de máquina.By implementing a solution to this problem of concatenating trials of a single degree of freedom using different degrees of freedom through a external vibration controller in "closed loop" may be use a multiaxial vibration equipment to perform consecutive trials of a degree of freedom on devices motor vehicles applying profiles in directions linearly independently and consecutively without the need for a operator manually control changes of address or degree of freedom, performing it automatically and directly, what which means an improvement in the availability of human resources, in the minimization of human error as well as a reduction of times machine dead
La presente invención propone como novedad la implementación de un sistema electrónico que permita la utilización de un sistema de vibraciones multiaxial para la realización de ensayos en un único grado de libertad mediante controlador de vibraciones externo en "lazo cerrado".The present invention proposes as a novelty the implementation of an electronic system that allows the use of a multi-axial vibration system for the realization of trials in a single degree of freedom by controller external vibrations in "closed loop".
Este sistema trabajará como una interfaz que se intercalará entre el controlador externo de vibraciones de un grado de libertad y el sistema de vibraciones multiaxiales, comunicándose con ambos para permitir la concatenación de ensayos unidireccionales en diferentes direcciones, por lo que este sistema electrónico de conmutación tendrá capacidad para interpretar eventos del sistema de control de vibraciones externo, así como para generar las señales de salida adecuadas y en el canal correspondiente del sistema de vibraciones multiaxial para cambiar su modo de funcionamiento.This system will work as an interface that will sand between the external vibration controller of a degree of freedom and the system of multiaxial vibrations, communicating with both to allow concatenation of unidirectional trials in different directions, so this electronic system of switching will have the ability to interpret system events from external vibration control, as well as to generate signals from appropriate output and on the corresponding channel of the system Multiaxial vibrations to change its mode of operation.
Un sistema de vibraciones multiaxial dispone generalmente de un canal externo para controlar cada uno de los grados de libertad disponibles. Sobre cada uno de esos canales de control se tendrá que generar una señal de control que permita al sistema tener la información necesaria para reproducir los niveles de vibración solicitados en esa dirección.A multi-axial vibration system has usually from an external channel to control each of the degrees of freedom available. On each of those channels of control will have to generate a control signal that allows the system have the necessary information to reproduce the levels of vibration requested in that direction.
Si se trabaja con un equipo de vibraciones multiaxial con varios grados de libertad en modo monoaxial se tendrá que generar una señal de control o "drive" en una única dirección, la dirección en la que se quiere hacer vibrar el sistema así como los dispositivos que se deben ensayar. El problema principal se manifiesta cuando el sistema de control de vibraciones en "lazo cerrado" sólo dispone de un canal de salida para generar la señal de control o "drive". Si se quieren combinar segmentos de ensayo según varios grados de vibración principales, será necesario dedicar la asistencia de personal técnico que supervise el funcionamiento del sistema y cuando se termine cada segmento de ensayo, realice el cambio en el cableado de control del sistema, así como en los parámetros de control del sistema, para adaptarse a los nuevos requerimientos antes de lanzar el siguiente segmento. Esto puede ser un inconveniente cuya solución pasa por la utilización en exclusiva de recursos humanos cualificados dedicados a la supervisión del modo de operación así como del cambio entre configuraciones durante todo el tiempo máquina en el que el equipo tenga que estar operativo. Pero también se convierte en un grave problema cuando esta actividad se realiza en días y/o franjas horarias en los que no se dispone de los recursos humanos necesarios para esta tarea. Este problema sin solución provoca, bien un aumento de los tiempos muertos de máquina y una ineficiencia en el rendimiento operativo del equipo de vibraciones, bien un incremento del coste dedicado a los recursos humanos, lo que encarece el producto y por tanto se pierde gran parte de su ventaja competitiva.If you work with a vibration equipment multiaxial with various degrees of freedom in monoaxial mode will be taken that generate a control signal or "drive" in a single direction, the direction in which you want to make the system vibrate as well as the devices to be tested. The problem Main manifests when the vibration control system in "closed loop" you only have one output channel for generate the control signal or "drive". If you want to combine test segments according to several main vibration degrees, it will be necessary to dedicate the assistance of technical personnel that monitor the operation of the system and when it is finished each test segment, make the change in the control wiring of the system, as well as in the system control parameters, to adapt to the new requirements before launching the next segment. This can be an inconvenience whose solution goes through the exclusive use of dedicated qualified human resources to the supervision of the mode of operation as well as the change between configurations all the time machine on which the equipment It has to be operational. But it also becomes a serious problem when this activity is done in days and / or stripes times when the necessary human resources are not available For this task. This problem without solution causes, well an increase of machine downtimes and inefficiency in the operating performance of the vibration equipment, well an increase of the cost dedicated to human resources, which makes the product and therefore much of its advantage is lost competitive
La solución desarrollada presenta como novedad su implementación en un dispositivo electrónico que permite el demultiplexado de la señal de control o "drive" del sistema controlador externo en los múltiples grados de libertad del sistema de vibraciones multiaxial. Este demultiplexado se puede configurar en modo manual o en modo automático. En modo manual, el personal técnico podrá seleccionar manualmente el grado de libertad del equipo de vibraciones sobre el que se quiere trabajar. De esta forma, el software de control generará la señal de control directamente sobre el canal seleccionado. En modo automático, el sistema podrá controlarse mediante la comunicación por medio de eventos programados. En este modo de funcionamiento el controlador de vibraciones generará la señal de excitación y cuando se termine ese segmento, se generará un evento de cambio para el dispositivo conmutador. Este evento provocará la conmutación del sistema, y una vez activado el cambio de grado de libertad, el propio software de control podrá continuar su secuencia de trabajo, generando la señal de vibraciones asociada al siguiente segmento. De esta forma se podrá trabajar de forma secuencial utilizando los diferentes grados de libertad de forma independiente. En ambos modos de funcionamiento se deberá configurar la sensibilidad del acelerómetro o sensor de control en el controlador externo para cada uno de los grados de libertad que se vayan a utilizar en el sistema.The developed solution presents as a novelty its implementation in an electronic device that allows the demultiplexing of the control signal or "drive" of the system external controller in multiple degrees of system freedom of multiaxial vibrations. This demultiplexing can be configured in manual mode or in automatic mode. In manual mode, staff technician can manually select the degree of freedom of the vibration equipment on which you want to work. This form, the control software will generate the control signal directly on the selected channel. In automatic mode, the system can be controlled by communication through scheduled events. In this operating mode the controller of vibrations will generate the excitation signal and when it is finished that segment, a change event will be generated for the device switch. This event will cause system switching, and a once the change of degree of freedom is activated, the software itself control can continue its work sequence, generating the signal of vibrations associated with the next segment. This way you You can work sequentially using the different grades of freedom independently. In both modes of operation the sensitivity of the accelerometer or sensor of control in the external controller for each of the degrees of freedom to be used in the system.
Como esta solución está implementada para trabajar en modo de "lazo cerrado", será necesario posicionar uno o varios acelerómetros de control sobre el útil o sobre el componente que se quiere ensayar. Si se quieren concatenar segmentos de ensayo sobre las diferentes direcciones axiales, se requiere no sólo tener el "lazo cerrado" en la dirección en la que se está trabajando inicialmente, sino también en todas las demás direcciones sobre las que se van a concatenar segmentos de ensayo. Por tanto, esto requiere que el controlador de vibraciones deberá tener al menos un canal por el que se generará la señal de control, así como tantos canales de lectura independientes como grados de libertad sobre los que sea posible trabajar, ya que cada grado de libertad cerrará su lazo de forma independiente al resto. Además de este número de canales, el controlador de vibraciones deberá disponer de un sistema que permita comunicar los eventos programados (cambios de segmento) que permitan al sistema que se ha implementado conmutar y demultiplexar la señal de control por el canal solicitado.How this solution is implemented to work in "closed loop" mode, it will be necessary to position one or more accelerometers to control the tool or the component to be tested. If you want to concatenate segments test on the different axial directions, not required just have the "closed loop" in the direction in which you are initially working, but also in all other directions on which test segments are to be concatenated. So, this requires that the vibration controller must have the minus one channel through which the control signal will be generated, as well as as many independent reading channels as degrees of freedom on which it is possible to work, since each degree of freedom will close its loop independently from the rest. Besides this number of channels, the vibration controller must have a system that allows communicating scheduled events (changes in segment) that allow the system that has been implemented to switch and demultiplex the control signal through the requested channel.
El desarrollo, la implementación y, finalmente, la aplicación de este sistema a ensayos de vibraciones monoaxiales de larga duración en un sistema multiaxial permite asegurar que el sistema pueda trabajar de forma automática, aumentando la eficiencia, reduciéndose los tiempos muertos en los cambios de dirección del sistema y permitiendo, a su vez, liberar recursos humanos asignados a la supervisión del ensayo y verificación del sistema.The development, the implementation and, finally, the application of this system to monoaxial vibration tests Long-lasting in a multiaxial system ensures that the system can work automatically, increasing the efficiency, reducing downtime in the changes of system address and allowing, in turn, free resources humans assigned to trial supervision and verification of system.
El conmutador electrónico de señal para el control automático de un sistema de vibraciones multiaxial y para la realización de ensayos en un único grado de libertad mediante controlador de vibraciones externo comprende:The electronic signal switch for the automatic control of a multi-axial vibration system and for conducting tests in a single degree of freedom through external vibration controller comprises:
- un módulo demultiplexor encargado de demultiplexar la señal de control proveniente del controlador de vibraciones externo hacia el canal de control externo del sistema de vibraciones multiaxial correspondiente al grado de libertad de ensayo seleccionado por una señal de selección;- a demultiplexer module in charge of demultiplex the control signal from the controller external vibrations towards the external control channel of the system multiaxial vibrations corresponding to the degree of freedom of test selected by a selection signal;
- un módulo selector encargado de generar la señal de selección.- a selector module responsible for generating the selection signal
El módulo selector dispone preferentemente de unos medios de selección, estando configurado el módulo selector para generar la señal de selección de manera manual en función de la selección efectuada por dichos medios de selección.The selector module preferably has selection means, the selector module being configured to generate the selection signal manually depending on the selection made by said selection means.
En una realización preferente el módulo selector está configurado para generar la señal de selección de manera automática en función de una señal de control del módulo selector proveniente del controlador de vibraciones externo.In a preferred embodiment the selector module is configured to generate the selection signal so automatic depending on a control signal of the selector module from the external vibration controller.
Los medios de selección del módulo selector pueden estar configurados para seleccionar el modo de funcionamiento manual o automático de generación de la señal de selección. Dichos medios de selección pueden comprender un selector.The selection means of the selector module can be configured to select the operating mode Manual or automatic generation of the selection signal. Sayings Selection means may comprise a selector.
El módulo selector puede disponer de medios de visualización para indicar al usuario el modo de funcionamiento seleccionado.The selector module may have means of display to indicate to the user the mode of operation selected.
El módulo demultiplexor dispone preferentemente de una toma de alimentación a través de la cual se alimenta el conmutador.The demultiplexer module preferably has of a power outlet through which the switch.
El conmutador dispone preferentemente de un bus de comunicación encargado de enviar la señal de selección desde el módulo selector al módulo demultiplexor, estando el módulo demultiplexor configurado para alimentar al módulo selector a través de dicho bus de comunicación.The switch preferably has a bus communication responsible for sending the selection signal from the selector module to the demultiplexer module, the module being demultiplexer configured to feed the selector module through of said communication bus.
El módulo demultiplexor dispone, en una realización preferida, de tres canales de salida, los cuales pueden disponer de fusibles para la protección del módulo de control de los actuadores del sistema de vibraciones multiaxial.The demultiplexer module has, in one preferred embodiment, of three output channels, which can have fuses for protection of the control module of the actuators of the multi-axial vibration system.
Es objeto también de la presente invención un sistema de control automático de un sistema de vibraciones multiaxial para la realización de ensayos en un único grado de libertad mediante controlador de vibraciones externo, que comprende un conmutador electrónico de señal según se ha descrito anteriormente y el controlador de vibraciones externo que suministra la señal de control al conmutador electrónico de señal. El controlador de vibraciones externo dispone preferentemente de tantos canales de lectura independientes como grados de libertad del sistema de vibraciones multiaxial.An object of the present invention is also a automatic control system of a vibration system multiaxial for testing in a single degree of freedom through external vibration controller, comprising an electronic signal switch as described previously and the external vibration controller that supplies the control signal to the electronic signal switch. He external vibration controller preferably has so many independent reading channels as degrees of freedom of multiaxial vibration system.
El controlador de vibraciones externo puede disponer de medios de generación de una señal de control del módulo selector para demultiplexar la señal de control por un canal de salida determinado.The external vibration controller can have means for generating a module control signal selector to demultiplex the control signal through a channel of determined output.
A continuación se describe la invención en una serie de figuras que ayudan a comprender la invención y que se relacionan expresamente con una implementación de dicha invención, que se presenta como un ejemplo no limitativo de ésta, y en las que se representa:The invention is described below in a series of figures that help to understand the invention and that expressly relate to an implementation of said invention, which is presented as a non-limiting example of it, and in which It is shown:
Figura 1 muestra un esquema del sistema integrado entre el controlador de vibraciones externo y el equipo de vibraciones multiaxial.Figure 1 shows a scheme of the system integrated between the external vibration controller and the equipment multiaxial vibrations
Figura 2 muestra un esquema del equipo de conmutación de canal para tres grados de libertad.Figure 2 shows a diagram of the equipment Channel switching for three degrees of freedom.
Figura 3 muestra el esquema de comunicaciones del equipo de conmutación de canal para tres grados de libertad en el cual se ha seleccionado el modo automático.Figure 3 shows the communications scheme of the channel switching equipment for three degrees of freedom in which automatic mode has been selected.
La realización preferida del conmutador electrónico 15 objeto de la invención requiere la integración de dos bloques funcionales, tal como se muestra en la Figura 1, y más en detalle en las Figura 2 y 3. El primer bloque, un módulo demultiplexor 1 (o circuito demultiplexor) se encarga de redireccionar la señal de control 3' de vibraciones que se recibe por el conector de entrada 3 hacia el grado de libertad seleccionado en el módulo selector 2 (o bloque o circuito selector). Este módulo demultiplexor 1 está formado por un circuito electrónico que transmite la señal de control 3' generada por el controlador de vibraciones externo 20 (señal de "drive") y la demultiplexa en el canal de salida seleccionado previamente por el módulo selector 2.The preferred embodiment of the switch electronic object of the invention requires the integration of two functional blocks, as shown in Figure 1, and more in detail in Figures 2 and 3. The first block, a module demultiplexer 1 (or demultiplexer circuit) is responsible for redirect the 3 'vibration control signal that is received through input connector 3 towards the selected degree of freedom in selector module 2 (or block or selector circuit). This module demultiplexer 1 is formed by an electronic circuit that transmits the 3 'control signal generated by the controller external vibrations 20 ("drive" signal) and demultiplex in the output channel previously selected by the selector module 2.
Esta realización preferida se ha implementado inicialmente con tres canales de salida (4, 5, 6) en el módulo demultiplexor 1, aunque se podría ampliar a todos los grados de libertad disponibles. Así para esta realización preferida, tanto con el módulo selector 2 en modo automático como en selección manual, la señal de control 3' o señal de "drive", se podrá transmitir en función de la elección por el canal X (4), por el canal Y (5) o por el canal Z (6) de salida en función del modo de funcionamiento manual seleccionado en el selector 9 o de la configuración lógica del selector 9 cuando se encuentra en modo automático. Estas salidas, que van directamente al módulo de control del sistema de vibraciones multiaxial 21, se equipan con unos fusibles que proporcionarán protección eléctrica al sistema ante posibles picos de intensidad de corriente.This preferred embodiment has been implemented. initially with three output channels (4, 5, 6) in the module demultiplexer 1, although it could be extended to all degrees of freedom available. So for this preferred embodiment, both with the selector module 2 in automatic mode as in manual selection, the 3 'control signal or "drive" signal, may be transmitted in function of choice by channel X (4), by channel Y (5) or by the output channel Z (6) depending on the operating mode manual selected in selector 9 or logic configuration of selector 9 when in automatic mode. These outputs, which go directly to the control module of the system Multiaxial vibrations 21, are equipped with fuses that they will provide electrical protection to the system against possible spikes of current intensity.
El controlador de vibraciones externo 20 dispone, además del canal de salida por el que genera la señal de control 3', de tantos canales de lectura independientes (4', 5', 6') como grados de libertad sobre los que sea posible trabajar.The external vibration controller 20 It also has the output channel through which it generates the signal of 3 'control, of so many independent reading channels (4', 5 ', 6') as degrees of freedom on which it is possible to work.
El conmutador electrónico 15 se alimenta externamente mediante una fuente de tensión que permita alimentar tanto al circuito electrónico demultiplexor 1 de forma directa como al módulo selector 2 mediante el bus de comunicación 7, en la realización preferida de 5 hilos. En la realización preferida se decide alimentarlo directamente a una toma de tensión o toma de alimentación 10 de 220 V, aunque el sistema se encarga internamente de realizar una transformación para que funcione con 5 V de tensión continua, tensión a la que normalmente trabaja la lógica implementada.The electronic switch 15 is powered externally through a voltage source that allows feeding both to electronic circuit demultiplexer 1 directly and to selector module 2 via communication bus 7, in the 5-wire preferred embodiment. In the preferred embodiment, decides to feed it directly to a power outlet or outlet 10 220 V supply, although the system is internally ordered to perform a transformation to work with 5 V voltage continuous, tension at which logic normally works implemented
El módulo selector 2 se encarga de fijar la selección del modo de funcionamiento del sistema según las posiciones del selector 9. Este selector 9 se puede configurar mediante la palanca en modo manual, según se seleccione el canal X (4), el canal Y (5) o el canal Z (6). El módulo selector 2 genera una señal de selección T para permitir al módulo demultiplexor 1 seleccionar el canal de control externo (4, 5, 6) correspondiente al grado de libertad de ensayo. Esta señal de selección 7' se transmite desde el módulo selector 2 al módulo demultiplexor 1 a través del bus de comunicación 7 y permite hacer efectiva la configuración seleccionada. Además el módulo selector 2 dispone de unos diodos LED 11 que indican que modo de funcionamiento se encuentra seleccionado en cada momento, lo que facilita la interacción con el usuario. La selección del modo de funcionamiento manual/automático podría realizarse por otros medios diferentes al selector 9 en forma de palanca mostrado en la Figura 2, mediante unos medios de selección como por ejemplo mediante una pantalla con botones o mediante una pantalla táctil. El módulo selector 2 podría estar también configurado para operar siempre en modo automático, con lo cual no dispondría del selector 9. Podría estar también configurado para operar sólo en modo manual, con lo cual no se podría seleccionar a través del selector 9 (o de los medios de selección empleados) el modo automático, sólo se podría seleccionar el canal de salida seleccionado. Además, el módulo selector 2 indica al usuario a través de uno de los diodos LED 11 en qué canal se encuentra configurado, en el caso de modo manual.The selector module 2 is responsible for setting the System operating mode selection according to 9 selector positions. This selector 9 can be configured using the lever in manual mode, as channel X is selected (4), the Y channel (5) or the Z channel (6). The selector module 2 generates a selection signal T to allow demultiplexer module 1 select the external control channel (4, 5, 6) corresponding to the degree of freedom of trial. This selection signal 7 'is transmitted from selector module 2 to demultiplexer module 1 through the communication bus 7 and allows to make the configuration effective selected In addition, the selector module 2 has LED diodes 11 indicating which operating mode is selected at each moment, which facilitates interaction with the user. The Manual / automatic operating mode selection could be carried out by means other than selector 9 in the form of lever shown in Figure 2, by means of selection such as using a screen with buttons or using a touch screen. The selector module 2 could also be configured to always operate in automatic mode, which does not it would have selector 9. It could also be configured to operate only in manual mode, so you cannot select through selector 9 (or the selection means used) the automatic mode, only the output channel could be selected selected. In addition, selector module 2 indicates the user to through one of the LEDs 11 in which channel you are configured, in the case of manual mode.
En el modo de funcionamiento automático del selector 9, el módulo selector 2 se comunica con el controlador de vibraciones 20 mediante un puerto de comunicaciones 8, en una realización preferida utilizando un conector D-SUB9. El controlador de vibraciones 20 dispone de un puerto de salida 23, en una realización preferida utilizando un conector D-SUB25, a través del cual se activan los diferentes modos de funcionamiento. En este caso a través del software de control del controlador de vibraciones externo 20 se pueden generar eventos programables en función de los diferentes segmentos concatenados con varios grados de libertad. Estos eventos permiten activar diferentes "flags" que a través del puerto de comunicaciones 8 son transmitidos al módulo selector 2 mediante una señal de control del módulo selector 22, donde son interpretados. Siguiendo el mismo procedimiento, y con la información adicional recogida por el puerto de comunicaciones 8 el módulo selector 2 genera las señales necesarias para la configuración requerida en el módulo demultiplexor 1 y por tanto, a través del bus de comunicación 7 se transmite la información de esta configuración al módulo demultiplexor 1. Por tanto, el puerto de comunicaciones 8 se utiliza para el control de eventos procedentes del controlador de vibraciones 20 y para la configuración del módulo demultiplexor 1.In the automatic operation mode of the selector 9, the selector module 2 communicates with the controller vibrations 20 via a communications port 8, in a preferred embodiment using a D-SUB9 connector. The vibration controller 20 has an output port 23, in a preferred embodiment using a connector D-SUB25, through which the different are activated operating modes. In this case through the software of External vibration controller control 20 can be generated programmable events depending on the different segments concatenated with various degrees of freedom. These events allow activate different "flags" that through the port of communications 8 are transmitted to selector module 2 by means of a control signal of the selector module 22, where they are interpreted. Following the same procedure, and with the additional information collected by the communication port 8 the selector module 2 generates the necessary signals for the configuration required in the demultiplexer module 1 and therefore, through the communication bus 7 the information of this configuration is transmitted to the module demultiplexer 1. Therefore, communication port 8 is used for the control of events from the controller of vibrations 20 and for the configuration of the demultiplexer module one.
Este modo de funcionamiento automático del sistema es controlado directamente a través de los eventos y señales generados por el controlador de vibraciones 20 de "lazo cerrado", quedando este conmutador electrónico 15 trabajando en modo maestro-esclavo, es decir, la conmutación entre canales es controlada directamente por un software externo al sistema de vibraciones multiaxial 21. Además el módulo selector 2 a través de uno de los diodos LED 11 indica que el sistema se encuentra configurado en modo de funcionamiento automático; configuración que se muestra directamente al usuario.This automatic mode of operation of the system is controlled directly through events and signals generated by the "loop 20" vibration controller closed ", leaving this electronic switch 15 working on master-slave mode, that is, switching between channels is directly controlled by software external to Multiaxial vibration system 21. In addition the selector module 2 a through one of the LEDs 11 indicates that the system is it is configured in automatic operation mode; configuration shown directly to the user.
Ambos bloques funcionales se montan por separado, el módulo demultiplexor 1 se integra en una caja apantallada eléctricamente y el módulo selector 2 se integra en otra caja independiente. Ambas cajas se comunican y alimentan a través del bus de comunicación 7. En la caja del módulo demultiplexor 1 se integran cuatro conectores BNC hembra. En la implementación preferida se ha seleccionado realizar las conexiones mediante cables BNC macho, que se conectarán tanto al controlador de vibraciones externo 20 como al controlador de los actuadores del sistema de vibraciones multiaxial 21. En este caso se incorporan cuatro conectores BNC hembra en el módulo demultiplexor 1, posicionados en uno de los laterales de la caja, a los que se conectan tanto la señal de entrada 3 o "drive" proveniente del controlador de vibraciones 20, como las salidas demultiplexadas para cada uno de los grados de libertad: canal X (4), canal Y (5) y canal Z (6). Además en esta caja eléctrica se integra también la alimentación externa del sistema 10 y se habilita un bus de comunicación 7 de 5 hilos a través del cual se reciben las órdenes de configuración del módulo demultiplexor 1 y a través del cual se alimenta, a su vez, el módulo selector 2.Both functional blocks are mounted by separately, the demultiplexer module 1 is integrated in a box electrically shielded and the selector module 2 is integrated into another independent box. Both boxes communicate and feed through of the communication bus 7. In the case of demultiplexer module 1, They integrate four female BNC connectors. In the implementation preferred to make connections via cables BNC male, which will connect both to the vibration controller external 20 as to the actuator controller of the system Multiaxial vibrations 21. In this case four are incorporated BNC female connectors on demultiplexer module 1, positioned in one of the sides of the box, to which both the input signal 3 or "drive" from the controller vibrations 20, such as demultiplexed outputs for each of the degrees of freedom: channel X (4), channel Y (5) and channel Z (6). Also in this electrical box the power is also integrated external system 10 and a communication bus 7 of 5 is enabled threads through which configuration orders are received from demultiplexer module 1 and through which it feeds, in turn, the selector module 2.
En la segunda caja dedicada al módulo selector 2 se integra el mando mecánico selector 9 del modo de funcionamiento que funciona como un conmutador eléctrico así como los diodos LED 11 en los que se indica el modo de funcionamiento seleccionado. En esta caja también se habilita una salida para el bus de comunicación 7 de 5 hilos a través del cual se envían las señales de configuración lógica de demultiplexado al módulo demultiplexor 1. Este bus de comunicación 7 permite también la alimentación de este módulo selector 2. Para permitir la comunicación con el controlador de vibraciones 20, en esta caja también se integra un puerto de comunicaciones 8 de tipo D-SUB9 hembra a través de cual se reciben las órdenes del controlador de vibraciones externo 20 y mediante el cual se activan las señales correspondientes a las diferentes configuraciones cuando el módulo selector 2 está configurado en modo de selección automático. Esta comunicación se realiza a través de un cable DSUB-9 macho. Este cable, a través del cual se transmiten los comandos de configuración se debe conectar al puerto de salida 23 del controlador de vibraciones 20, de tipo DSUB-25 macho, en este caso y para esta realización concreta, se utiliza un cable conversor de DSUB-25 hembra a DSUB-9 macho.In the second box dedicated to selector module 2 the mechanical selector 9 of the operating mode is integrated which works as an electrical switch as well as LED diodes 11 in which the selected operating mode is indicated. In this box is also enabled an output for communication bus 7 of 5 wires through which configuration signals are sent demultiplexing logic to demultiplexer module 1. This bus of communication 7 also allows the power supply of this module selector 2. To allow communication with the controller vibrations 20, in this box a port of communications 8 of type D-SUB9 female through which external vibration controller commands are received 20 and by which the signals corresponding to the different settings when selector module 2 is set to automatic selection mode. This communication is Performs through a male DSUB-9 cable. This cable, through which configuration commands are transmitted must be connected to the output port 23 of the controller vibrations 20, of type DSUB-25 male, in this case and for this specific embodiment, a converter cable of DSUB-25 female to DSUB-9 male.
La caja en la que se integra el módulo selector 2 se posicionará en el puesto de control del sistema junto al controlador externo de vibraciones. El módulo demultiplexor 1 se posicionará junto al controlador de los actuadores de equipo de vibraciones multiaxial, conectando ambos bloques mediante el bus de comunicación 7 que tenga la longitud suficiente como para permitir posicionar ambos bloques en la posición requerida.The box in which the selector module is integrated 2 will be positioned at the system checkpoint next to the external vibration controller. The demultiplexer module 1 is position next to the controller of the equipment actuators of multiaxial vibrations, connecting both blocks through the bus communication 7 that is long enough to allow position both blocks in the required position.
Claims (13)
seleccionado.6. Electronic signal switch according to claim 4 or 5, characterized in that the selector module (2) has display means (11) to indicate to the user the mode of operation
selected.
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| ES200901233A ES2380525B1 (en) | 2009-05-11 | 2009-05-11 | ELECTRONIC SIGNAL SWITCH FOR AUTOMATIC CONTROL OF MULTIAXIAL VIBRATION SYSTEM BY EXTERNAL CONTROLLER |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104035127A (en) * | 2014-06-04 | 2014-09-10 | 同济大学 | SDOF (single degree of freedom) vibrating table testing device |
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2009
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