ES2711666T3 - Dispositivo de detección de tope posterior en un accionador lineal - Google Patents

Dispositivo de detección de tope posterior en un accionador lineal Download PDF

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Abstract

Accionador (5) lineal que consta de medios de accionamiento (10) de un equipo móvil (15) entre una posición de reposo y una posición activa, y un módulo electrónico de control (25) de los medios de accionamiento (10), - el accionador consta, además, de medios de amortiguación del retorno a la posición de reposo del equipo móvil (15), - el módulo electrónico (25) consta de medios de adquisición (65, 67) de una magnitud representativa de la fuerza instantánea proporcionada por los medios de accionamiento (10), y de la derivada con respecto al tiempo de esta magnitud, - el módulo electrónico (25) es capaz de controlar los medios de accionamiento (10) para que la velocidad del equipo móvil (15) durante la fase de retorno de la posición activa hacia la posición de reposo sea decreciente en al menos una parte de dicha fase de retorno, y - el módulo electrónico (25) es capaz de controlar medios de interrupción del funcionamiento (80) de los medios de accionamiento (10) si dicha derivada supera un primer valor predeterminado (S1) durante de la fase de retorno hacia la posición de reposo del equipo móvil (15).

Description

DESCRIPCION
Dispositivo de deteccion de tope posterior en un accionador lineal
[0001] La presente invencion se refiere a un accionador lineal que consta de medios de accionamiento de un equipo movil entre una posicion de reposo y una posicion activa, y un modulo electronico de control de los medios de accionamiento.
[0002] La invencion se aplica a accionadores lineales, concretamente electromecanicos, concebidos para recibir una herramienta, por ejemplo, una herramienta amovible. La herramienta esta accionada por un equipo movil del accionador. Por ejemplo, dicha herramienta es una herramienta de trabajo de tubos.
[0003] Generalmente es necesario detectar la llegada al fin de carrera del equipo movil, para evitar que el accionador resulte danado.
[0004] El documento FR-A-2 873 514 describe un accionador lineal capaz de accionar una herramienta por medio de un tornillo accionado en traslacion por un motor electrico en los dos sentidos a lo largo de su eje, designados como delantero y posterior. Este accionador consta de sensores, en este caso concreto sensores de efecto Hall, para detectar el paso de un marcador unido al tornillo, en este caso concreto un iman, y permite la parada del motor cuando el tornillo llega al fin de carrera delantero y/o posterior.
[0005] No obstante, dicho accionador no es enteramente satisfactorio. En efecto, la presencia de los sensores se traduce en costes de fabricacion suplementarios y aumenta el volumen y el peso del accionador.
[0006] Segun su resumen, el documento US 2002/074866 describe un accionador lineal que consta de amortiguadores delantero y posterior.
[0007] Un objetivo de la invencion es proponer un accionador cuyo numero de sensores es reducido.
[0008] A tal efecto, la invencion tiene como objeto un accionador de acuerdo con la reivindicacion 1.
[0009] En efecto, un pico de la derivada de la magnitud medida esta asociado al tope del equipo movil contra los medios de amortiguacion, lo que indica su llegada al fin de carrera posterior. La interrupcion del funcionamiento de los medios de accionamiento impide la continuacion del movimiento del equipo movil, lo que tendrla potencialmente la consecuencia de danar el accionador.
[0010] Segun realizaciones particulares, la invencion presenta una o varias de las siguientes caracterlsticas, tomadas de forma aislada o segun cualquier combinacion tecnicamente posible:
- el modulo electronico es capaz de controlar los medios de interrupcion del funcionamiento de los medios de accionamiento si dicha magnitud supera un segundo valor predeterminado, durante la fase de retorno a la posicion de reposo del equipo movil.
- los medios de amortiguacion constan de un amortiguador deformable y de forma convergente hacia delante segun un eje de desplazamiento del equipo movil.
- la fase de retorno a la posicion de reposo consta de una primera etapa de retroceso de primera duracion predeterminada y una segunda etapa de puesta en reposo, y la velocidad del equipo movil durante la primera etapa es sustancialmente constante y de media superior a la velocidad media del equipo movil durante la segunda etapa. - dichos medios de accionamiento constan de un motor electrico, y dicha magnitud es la intensidad instantanea de la corriente de alimentacion del motor.
- el accionador es alimentado por una baterla.
- el modulo electronico comprende medios para modificar dicha primera duracion predeterminada en funcion del nivel de carga de la baterla.
[0011] La invencion se entendera mejor con ayuda de la descripcion a continuacion, dada unicamente a modo de ejemplo y realizada haciendo referencia a los dibujos adjuntos, en los que:
- la figura 1 es una representacion esquematica de un accionador de acuerdo con la invencion;
- la figura 2 es un esquema sinoptico del modulo electronico del accionador de la figura 1;
- la figura 3 es un grafico que representa curvas de la intensidad consumida por el accionador de la figura 1 y de la derivada temporal de esta intensidad, durante una fase de retorno a la posicion de reposo.
[0012] Como se ve en la figura 1, un accionador 5 lineal consta de medios de accionamiento 10 de un equipo movil 15 a lo largo de un eje longitudinal X-X' para accionar una herramienta 20, por ejemplo, amovible.
[0013] La herramienta 20 es, por ejemplo, una herramienta de trabajo de tubos.
[0014] El accionador consta tambien de un amortiguador 22. El amortiguador 22 esta dispuesto en el accionador y es atravesado por el eje X-X'. Por ejemplo, el amortiguador 22 esta fijado a un soporte 23 unido al cuerpo 24 del accionador 5.
[0015] Ventajosamente, el amortiguador 22 presenta una forma convergente hacia delante en la direccion X­ X'. Preferentemente, el amortiguador 22 esta realizado en material deformable. Por ejemplo, el amortiguador 22 es una cupula esferica de caucho.
[0016] Los medios de accionamiento 10 estan controlados por un modulo electronico 25. Los medios 10, el equipo movil 15 y el modulo electronico 25 estan dispuestos en el cuerpo 24 del accionador 5.
[0017] Por ejemplo, los medios 10 estan formados por un motor electrico 30, por ejemplo, un motor de corriente continua, y un reductor 35.
[0018] Por ejemplo, el equipo movil 15 es un tornillo 40 que se extiende segun el eje longitudinal X-X'. El tornillo 40 esta accionado en traslacion a lo largo del eje X-X' por el motor 30, por medio del reductor 35, entre una posicion avanzada del tornillo 40 fuera del cuerpo 24 del accionador 5, llamada posicion activa, y una posicion retrasada, llamada posicion de reposo, representada en la figura 1, en la que una parte posterior 42 del tornillo 40 esta en contacto con el amortiguador 22.
[0019] El modulo electronico 25 controla en particular la alimentacion electrica del motor 30 suministrada por una fuente de alimentacion, por ejemplo, una baterla 45.
[0020] El accionador 5 consta tambien de un interruptor manual 50 para permitir al usuario controlar los movimientos del accionador 5. El interruptor manual 50 permite, por ejemplo, activar el retorno del equipo movil 15 a la posicion de reposo.
[0021] El interruptor manual 50 esta conectado al modulo electronico 25.
[0022] Preferentemente, el modulo electronico 25 es tambien capaz de controlar el retorno del equipo movil 15 a la posicion de reposo, por ejemplo, despues de que el equipo movil 15 haya pasado un periodo predeterminado en la posicion activa.
[0023] Como se ve en la figura 2, el modulo electronico 25 consta de un modulo de control 55 conectado a un modulo de potencia 60.
[0024] El modulo de potencia 60 garantiza la gestion de la alimentacion electrica del motor 30 y esta interpuesto entre la baterla 45 y el motor 30.
[0025] El modulo de potencia 60 comprende medios de adquisicion 65 de la intensidad instantanea de la corriente de alimentacion del motor 30.
[0026] El interruptor 50 esta conectado al modulo de control 55.
[0027] El modulo de control 55 consta de medios de calculo 67 de la derivada con respecto al tiempo de la intensidad de la corriente de alimentacion.
[0028] El modulo de control 55 consta, ademas, de medios de comparacion 70 de la derivada con respecto al tiempo de la intensidad de la corriente de alimentacion con un primer valor predeterminado S1 y de la intensidad de esta corriente con un segundo valor predeterminado S2, para accionar un interruptor principal 80 de corte de la alimentacion del motor 30 si la derivada de la intensidad de la corriente de alimentacion, respectivamente la intensidad de esta corriente, se vuelve superior al primer valor predeterminado S1, respectivamente el segundo valor predeterminado S2, durante una fase de retorno del equipo movil 15 a la posicion de reposo, en las condiciones descritas a continuacion.
[0029] El modulo de control 55 consta tambien un reloj 75 para medir el tiempo transcurrido desde el inicio de la fase de retorno a la posicion de reposo del equipo movil 15.
[0030] El funcionamiento del accionador 5 se explicara en relacion con la figura 3.
[0031] La figura 3 representa la variacion a lo largo del tiempo de la corriente de alimentacion del motor 30, curva 85, y de la derivada con respecto al tiempo de esta corriente, curva 90, tras la activacion, por ejemplo, por medio del interruptor manual 50, del retorno del equipo movil 15 a la posicion de reposo a partir de la posicion activa. En un motor electrico de corriente continua, la intensidad de la corriente de alimentacion del motor y la fuerza suministrada por este siendo proporcionales entre si, las curvas 85 y 90 son bien representativas de la fuerza suministrada por el motor 30 y de la derivada con respecto al tiempo de esta fuerza, respectivamente.
[0032] Durante la fase de retorno hacia la posicion de reposo a partir de la posicion activa, el tornillo 40 progresa en el cuerpo 24 del accionador 5, acercandose la parte posterior 42 del tornillo 40 al amortiguador 22. Preferentemente, el modulo electronico 25 controla el motor 30 para accionar el tornillo 40 durante una primera etapa de retroceso de primera duracion predeterminada T1 a una primera velocidad v1, por ejemplo, una velocidad v1 constante.
[0033] Al concluir la primera duracion predeterminada T1, por ejemplo 3,9 unidades de tiempo, el modulo electronico 25 controla el motor 30 para accionar el tornillo 40 hacia la posicion de reposo a una segunda velocidad v2 durante una segunda etapa de puesta en reposo.
[0034] Ventajosamente, la velocidad v1 es superior a la velocidad v2 para permitir un retorno rapido del tornillo 40 a la posicion de reposo y reducir, de este modo, la duracion del ciclo de utilizacion del accionador 5, al tiempo que se limita la velocidad de impacto de la parte posterior 42 del tornillo 40 contra el amortiguador 22.
[0035] Cuando la parte posterior 42 del tornillo 40 entra en contacto con el amortiguador 22, el motor 30 suministra una fuerza suplementaria para compensar la resistencia del amortiguador 22, lo que se traduce en un aumento de la corriente de alimentacion del motor 30 y una variacion de su derivada con respecto al tiempo, como se ve en las curvas 85 y 90 respectivamente, a partir de 6,3 unidades de tiempo.
[0036] Cuando, a 6,5 unidades de tiempo, el valor de la derivada de la intensidad de la corriente de alimentacion del motor 30 supera el primer valor predeterminado S1, y el valor de la intensidad de la corriente de alimentacion del motor 30 supera el segundo valor predeterminado S2, los medios de comparacion 70 accionan el interruptor principal 80.
[0037] Preferentemente, la primera duracion predeterminada T1 depende del nivel de carga de la baterla 45. Por ejemplo, la primera duracion predeterminada T1 es una funcion lineal decreciente de la carga de la baterla 45, para compensar la calda de potencia suministrada por la baterla 45 durante su descarga.
[0038] Recurrir un amortiguador 22 de materia deformable limita la amplitud de los picos de intensidad y de derivada de la intensidad, lo que permite una mejor protection del motor 30.
[0039] Ademas, debido a la forma convergente del amortiguador 22 a lo largo del eje X-X', la superficie de contacto entre la parte posterior 42 del tornillo 40 y el amortiguador 22 es pequena, lo que reduce el par que se ejerce sobre el amortiguador 22 y aumenta su vida util.
[0040] De acuerdo con otra realization (no representada) de un accionador de acuerdo con la invention, los medios de accionamiento 10 constan de medios hidraulicos, por ejemplo, un gato. El modulo electronico 25 consta, por ejemplo, de medios de adquisicion de una magnitud que depende de la fuerza instantanea suministrada por el gato, por ejemplo, la presion del fluido de alimentacion del gato.

Claims (7)

REIVINDICACIONES
1. Accionador (5) lineal que consta de medios de accionamiento (10) de un equipo movil (15) entre una posicion de reposo y una posicion activa, y un modulo electronico de control (25) de los medios de accionamiento 5 (10),
- el accionador consta, ademas, de medios de amortiguacion del retorno a la posicion de reposo del equipo movil (15),
- el modulo electronico (25) consta de medios de adquisicion (65, 67) de una magnitud representativa de la fuerza 10 instantanea proporcionada por los medios de accionamiento (10), y de la derivada con respecto al tiempo de esta magnitud,
- el modulo electronico (25) es capaz de controlar los medios de accionamiento (10) para que la velocidad del equipo movil (15) durante la fase de retorno de la posicion activa hacia la posicion de reposo sea decreciente en al menos una parte de dicha fase de retorno, y
15 - el modulo electronico (25) es capaz de controlar medios de interruption del funcionamiento (80) de los medios de accionamiento (10) si dicha derivada supera un primer valor predeterminado (S1) durante de la fase de retorno hacia la posicion de reposo del equipo movil (15).
2. Accionador (5) de acuerdo con la reivindicacion 1, en el que el modulo electronico (25) es capaz de 20 controlar los medios de interrupcion del funcionamiento (80) de los medios de accionamiento (10) si dicha magnitud supera un segundo valor predeterminado (S2), durante la fase de retorno a la posicion de reposo del equipo movil (15).
3. Accionador (5) de acuerdo con la revindication 1 o 2, en el que los medios de amortiguacion constan 25 de un amortiguador (22) deformable y de forma convergente hacia delante segun un eje de desplazamiento (X-X') del equipo movil (15).
4. Accionador (5) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la fase de retorno a la posicion de reposo consta de una primera etapa de retroceso de primera duration predeterminada (T1) y 30 una segunda etapa de puesta en reposo, y porque la velocidad (v1) del equipo movil (15) durante la primera etapa es sustancialmente constante y de media superior a la velocidad (v2) media del equipo movil (15) durante la segunda etapa.
5. Accionador (5) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que dichos 35 medios de accionamiento (10) constan de un motor electrico (30), y porque dicha magnitud es la intensidad instantanea de la corriente de alimentacion del motor (30).
6. Accionador (5) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, que es alimentado por una baterla (45).
40
7. Accionador (5) de acuerdo con la reivindicacion 6, en el que el modulo electronico (25) comprende medios para modificar dicha primera duracion predeterminada (T1) en funcion del nivel de carga de la baterla (45).
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