ES2753535T3 - Dispositivo y método para transmitir y recibir señales ópticas alternas - Google Patents

Abstract

Dispositivo (7) para transmitir y recibir señales ópticas alternas, que comprende: - una primera parte (71) y una segunda parte (72) aisladas eléctricamente entre sí; - un emisor secundario (25) comprendido dentro de la segunda parte (72) y dirigido hacia la primera parte (71), adaptado para transmitir una señal óptica alterna; - un emisor primario (14) comprendido dentro de la primera parte (71) y dirigido hacia la segunda parte (72), adaptado para recibir dicha señal óptica alterna y generar una correspondiente señal eléctrica analógica; y - un detector de señal (105), comprendido dentro de la primera parte (71) y conectado al emisor primario (14), adaptado para extraer un componente de CA con promedio sustancialmente cero a partir de dicha señal eléctrica analógica, adaptándose el componente de CA para contener información útil; caracterizado por que incluye: - un detector de polarización (106), comprendido dentro de la primera parte (71) y conectado al emisor primario (14), adaptado para extraer un componente continuo a partir de dicha señal eléctrica analógica; y - una unidad de procesamiento y control (4) conectada a la primera parte (71), adaptada para recibir el componente de CA y el componente continuo, y verificar, dependiendo del componente continuo, si el componente de CA contiene la información útil.

Description

DESCRIPCIÓN

Dispositivo y método para transmitir y recibir señales ópticas alternas

Campo técnico

La presente invención se refiere a un dispositivo para transmitir y recibir señales ópticas alternas, que comprende una primera parte y una segunda parte aisladas eléctricamente entre sí, un emisor secundario, comprendido dentro de la segunda parte y dirigido hacia la primera parte, adaptado para transmitir una señal óptica alterna, un emisor primario, comprendido dentro de la primera parte y dirigido hacia la segunda parte, adaptado para recibir la señal óptica alterna y generar una correspondiente señal eléctrica analógica, y un detector de señal comprendido dentro de la primera parte y conectado al emisor primario, adaptado para extraer un componente de CA con promedio sustancialmente cero a partir de la señal eléctrica analógica anteriormente mencionada.

La invención también se refiere a un método para transmitir y recibir señales ópticas alternas entre una primera parte y una segunda parte aisladas eléctricamente entre sí, que comprende las etapas de transmisión de una señal óptica alterna, recepción de tal señal óptica alterna y generación de una correspondiente señal eléctrica analógica, y extracción de un componente de CA con promedio sustancialmente cero a partir de la señal eléctrica analógica.

La presente invención puede aplicarse ventajosamente, pero no exclusivamente, a la transmisión de señales de comprobación desde una parte giratoria a una parte estacionaria y recepción pertinente, en particular en una máquina herramienta, a la que se referirá la descripción que sigue sin pérdida de generalidad.

Técnica anterior

Vibraciones no deseadas generalmente están presentes en una máquina herramienta, provocadas por condiciones de desequilibrio de la herramienta giratoria montada en la máquina, de las que son responsables diferentes factores incidentales a la misma herramienta. Por ejemplo, las condiciones de desequilibrio que provocan las vibraciones en una rectificadora se deben a imperfecciones conectadas con la forma o fabricación de la muela, tal como materiales no homogéneos y errores de concentricidad entre la superficie abrasiva externa y el agujero de centrado interno, a saber al montaje impreciso de la muela a la brida giratoria de forma que el centro de gravedad de la muela no se encuentra en el eje de rotación, o a modificaciones debido a desgaste y/o astillado durante la rectificación de las piezas de trabajo que se mecanizan. Tales vibraciones originan imprecisiones en las características de las piezas de trabajo mecanizadas, por ejemplo, ovalidad y formación de lóbulos, y surgimiento de fuerzas y tensiones que pueden dañar la propia máquina herramienta.

Para compensar dichas condiciones de desequilibrio, las rectificadoras pueden incluir un dispositivo de equilibrio con un cabezal de equilibrio conectado a la muela, que gira con esta con respecto a medios de soporte de la máquina herramienta, por ejemplo, un deslizamiento de rueda designado para mover recíprocamente la muela y la pieza de trabajo que se mecaniza, y que comprende masas movibles, las posición de las mismas es ajustable y el correspondiente desplazamiento se produce por medio de motores eléctricos de accionamiento. Además del dispositivo de equilibrio con el cabezal de equilibrio, puede incluirse un sensor de vibración dentro de la rectificadora, por ejemplo, un sensor acústico para detectar emisiones acústicas debido al contacto entre la muela y la pieza de trabajo que se mecaniza o entre la muela y una herramienta repasadora, y para generar señales eléctricas de comprobación. Estas señales de comprobación, junto con las correspondientes señales de control para el deslizamiento de rueda, que controlan la velocidad del desplazamiento recíproco entre la muela y la pieza de trabajo que se mecaniza, se envían a una unidad de procesamiento y control asociada a la parte estacionaria a través de un sistema para transmisión y recepción sin contactos bidireccionalmente, incluyendo un dispositivo transceptor con unidades o cápsulas transceptoras adecuadas. El sistema para transmitir y recibir también habilita la conexión sin contactos entre la unidad de procesamiento y control y el dispositivo de equilibrio, designándose dicho sistema para enviar y recibir, además o como una alternativa a las ya citadas señales de comprobación y señales de control para el deslizamiento de rueda, también señales de diagnóstico respecto al cabezal de equilibrio, así como señales de control para los motores eléctricos de accionamiento, que controlan los desplazamientos de masas movibles.

Por ejemplo, la Patente de Estados Unidos con número US5688160, que se refiere a un dispositivo de equilibrio conocido al que se asocia un sensor de vibración, muestra un dispositivo transceptor que comprende una primera parte transceptora (estátor), que se conecta estrechamente a una parte estacionaria de la máquina herramienta y puede conectarse a la unidad de procesamiento y control, y una segunda parte transceptora (rotor), que se ubica parcialmente en el huso de la máquina herramienta y gira con este último, y puede cablearse al cabezal de equilibrio, las dos partes transceptoras dirigidos una hacia la otra, en posiciones coaxiales con respecto al eje de rotación de huso al que la muela se fija. En particular, el rotor transmite al estátor la señal que proviene del sensor de vibración y las posibles señales de diagnóstico, que contienen, por ejemplo, información acerca de la condición y/o la operación correcta del cabezal de equilibrio o todo el grupo giratorio. Cuando un dispositivo de equilibrio opera regularmente, tal como el correspondiente a la ya citada Patente de Estados Unidos con número US5688160 y comercializado por Marposs S.p.A., la comunicación entre rotor y estátor se realiza ópticamente y generalmente comienza de una manera en serie, es decir, se transmiten señales digitales. Cuando debería efectuarse ventajosamente un procesamiento de señal más refinado, por ejemplo, cuando la máquina herramienta opera a velocidad alta o en la presencia de considerable ruido de fondo de forma que es útil seleccionar una banda de frecuencia en la que la relación señal a ruido es óptima o amplifica una señal de comprobación o diagnóstico débil, la comunicación entre rotor y estátor se realiza preferentemente de manera exclusiva analógica, por lo tanto, cualquier clase de comunicación en serie entre rotor y estátor se interrumpe. La señal óptica analógica que se refiere a tal comunicación puede separarse en dos componentes: un componente de CA, que trae el contenido de información que proviene del sensor acústico de vibración, y un componente continuo, únicamente funcional para la transmisión óptima del componente de CA y sin contenido de información, que es la razón por la que el componente continuo se elimina normalmente en el estátor. En la comunicación analógica óptica cualquier nivel de la señal recibida por el estátor, dentro de un intervalo determinado, es posible, incluido cero. En consecuencia, un dispositivo transceptor de acuerdo con la técnica conocida no permite reconocer si se provoca una señal nula por el rotor que opera correctamente en ausencia de señales detectadas por el sensor acústico de vibración o por un rotor en mal funcionamiento.

Divulgación de la invención

El objeto de la presente invención es proporcionar un dispositivo y el método relacionado para transmitir y recibir señales ópticas alternas, estando tales dispositivo y método libres de las inconveniencias anteriormente descritas y, simultáneamente, implementándose fácil y económicamente.

De acuerdo con la presente invención, este y otros objetos se alcanzan mediante un dispositivo y un método para transmitir y recibir señales ópticas alternas de acuerdo con la reivindicación 1 y, respectivamente, reivindicación 12, que son una parte esencial de la presente descripción.

Estos y otros objetos y ventajas de la presente invención serán evidentes a partir de la descripción detallada que sigue, de acuerdo con una realización preferida de la invención, proporcionada por medio de ejemplo no limitante.

Breve descripción de los dibujos

La presente invención se describe ahora con referencia a los dibujos adjuntos, proporcionados por medio de ejemplos no limitantes, en los que:

- la Figura 1 es una vista esquemática, con una sección parcial longitudinal, de una máquina herramienta con un dispositivo de acuerdo con una realización preferida de la presente invención;

- la Figura 2 es una sección longitudinal ampliada de un detalle de la Figura 1;

- la Figura 3 es un diagrama de bloques funcional del detalle de la Figura 2; y

- la Figura 4 es un diagrama de bloques funcional de un detalle de una máquina herramienta con un dispositivo de acuerdo con una realización diferente de la presente invención.

Mejor modo de efectuar la invención

Como un ejemplo no limitante de implementación de la presente invención, el diagrama de la Figura 1 muestra una máquina herramienta M, en particular una rectificadora para mecanizar una pieza de trabajo W, que incluye una herramienta o muela 1 conectada a un huso 2 y que gira con este último alrededor de un eje longitudinal A con respecto a medios de soporte 3, por ejemplo, un deslizamiento de rueda, bajo el control de una unidad de procesamiento y control 4.

La máquina herramienta M incluye también un sistema de control de herramienta 9 que comprende un mecanismo de equilibrio 6 y un sensor acústico de vibración 8, por ejemplo, piezoeléctrico, y un dispositivo para transmitir y recibir o transceptor 7 que se conecta eléctricamente por medio de un cable 5 al mecanismo de equilibrio 6 y al sensor piezoeléctrico 8 para habilitar la conexión sin contactos de estos dos últimos a la unidad de procesamiento y control 4, como se ilustrará mejor a continuación. El mecanismo de equilibrio 6, el sensor piezoeléctrico 8, parte del transceptor 7 y el cable 5 se ubican dentro de un agujero longitudinal 20 del huso 2. El mecanismo de equilibrio 6 se designa para equilibrar la muela 1 de acuerdo con un método de por sí conocido y usa, por ejemplo, masas movibles, la posición de las mismas es ajustable a través de motores eléctricos de accionamiento controlados por medio de señales enviadas por la unidad de procesamiento y control 4 a través del transceptor 7 (las masas y los motores no se muestran en la Figura). El sensor piezoeléctrico 8 se adapta para detectar vibraciones provocadas por el contacto entre la muela 1 y la pieza de trabajo W que se mecaniza, y enviar a la unidad de procesamiento y control 4, a través del transceptor 7, una correspondiente señal de comprobación que se procesa de una forma conocida para modificar la velocidad del desplazamiento recíproco entre deslizamiento de rueda y pieza de trabajo W durante el procedimiento de rectificación.

El transceptor 7 sustancialmente comprende dos partes eléctricamente aisladas, por ejemplo, separadas, entre sí, como se ilustra esquemáticamente en la Figura 2 en una distancia ampliada intencionadamente con respecto a la Figura 1 para un mejor entendimiento, una primera parte o parte estacionaria 71 conectada a los medios de soporte 3 a través de un brazo 30, y una segunda parte o parte giratoria 72 ubicada dentro del agujero 20 del huso 2 y adaptada para girar con este último alrededor de un eje longitudinal A. El transceptor 7 realiza una conexión sin contactos entre la unidad de procesamiento y control 4, conectada a la parte estacionaria 71, y componentes del sistema de control de herramienta 9, el sensor piezoeléctrico 8 entre estos, conectados a la parte giratoria 72.

Haciendo referencia a la Figura 2, la parte estacionaria 71 comprende una primera carcasa 11 con un primer elemento de referencia y soporte 12, y circuitos primarios 13 fijados al primer elemento de referencia y soporte 12, que contienen dispositivos optoelectrónicos con un emisor primario o fotodiodo 14 y un emisor primario o LED 15, ambos dirigidos hacia la parte giratoria 72. Una primera cápsula cilíndrica ferromagnética 16, también fijada al primer elemento de referencia y soporte 12, define un asiento para devanados eléctricos primarios 17, conectados eléctricamente a su vez a los circuitos primarios 13. La parte giratoria 72 comprende una segunda carcasa 21, insertada en el agujero 20 del huso 2, con un segundo elemento de referencia y soporte 22. Circuitos secundarios 23, que contienen dispositivos optoelectrónicos con un receptor secundario o fotodiodo 24 y un emisor secundario o LED 25, ambos dirigidos hacia la parte estacionaria 71, se ubican y fijan dentro de la segunda carcasa 21. Una segunda cápsula cilíndrica ferromagnética 26, conectada al segundo elemento de referencia y soporte 22, define un asiento adicional para devanados eléctricos secundarios 27, conectados eléctricamente a los circuitos secundarios 23.

Por ejemplo, el LED secundario 25 se adapta para transmitir una señal óptica alterna, por ejemplo, para comprobar, mientras el LED primario 15 se adapta para transmitir una señal óptica alterna de operación, por ejemplo, control y/o petición. El fotodiodo primario 14 y fotodiodo secundario 24 se adaptan para recibir, respectivamente, tales señales ópticas y generar correspondientes y señales eléctricas analógicas de operación.

Los bloques funcionales de la Figura 3, que muestra elementos de arquitectura ya mostrados en la Figura 2, ilustran de una forma muy esquemática algunas funciones de los circuitos primarios 13 y circuitos secundarios 23, respectivamente de la parte estacionaria 71 y la parte giratoria 72 del transceptor 7.

En particular, los circuitos secundarios 23 incluyen una interfaz 50 para la interacción de la parte giratoria 72 con los dispositivos conectados al huso 2, por ejemplo, con los motores eléctricos de accionamiento y/o el sensor piezoeléctrico 8, ninguno de los cuales se muestra en la Figura 3, un segundo adaptador 201 que conecta la interfaz 50 al LED secundario 25, un rectificador 202 de la corriente alterna de suministro transmitida a través del acoplamiento inductivo electromagnético entre los devanados eléctricos secundarios 27 y devanados eléctricos primarios 17, para alimentar todos los circuitos de la parte giratoria 72, y un segundo demodulador 204 que conecta el fotodiodo secundario 24 a la interfaz 50. El segundo adaptador 201 tiene la tarea de modular de una forma adecuada, analógica o digitalmente, por ejemplo, la señal eléctrica de comprobación enviada por el sensor piezoeléctrico 8 a través de la interfaz 50, para transmitir la misma ópticamente al LED secundario 25, y puede comprender uno o más amplificadores de señales, un modulador analógico y un modulador de manipulación por interrupción, conectándose estos dos a un multiplexor adaptado para controlar el accionamiento analógico o digital del LED secundario 25. El uno o más amplificadores de señales, los moduladores y el multiplexor no se muestran en la figura. El segundo demodulador 204 tiene la tarea de transformar la señal eléctrica analógica de control y/o petición recibida por el fotodiodo secundario 24 en una correspondiente señal eléctrica digital adecuadamente demodulada, por ejemplo, para comenzar el procedimiento de equilibrio, es decir, para controlar los motores eléctricos de accionamiento a través de la interfaz 50.

Los circuitos primarios 13 comprenden un primer adaptador 101 que conecta el LED primario 15 a la unidad de procesamiento y control 4 y tiene una función diferente de la del segundo adaptador 201, adaptándose para transformar la señal eléctrica de control y/o petición procedente de la unidad de procesamiento y control 4 en una señal adecuadamente modulada para transmitirse ópticamente al LED primario 15, un oscilador 102 conectado a la unidad de procesamiento y control 4 y a los devanados eléctricos primarios 17 para generar una corriente alterna de suministro adaptada para transmitirse a la parte giratoria 72 a través del acoplamiento inductivo ya citado, y un circuito de habilitación 103 adaptado para habilitar las funciones del oscilador 102 a continuación de una señal apropiada procedente de la unidad de procesamiento y control 4. Además, los circuitos primarios 13 incluyen tres bloques diferentes para procesar la señal óptica de comprobación enviada por el LED secundario 25 y recibida por el fotodiodo primario 14: un primer demodulador 104 que, como el segundo demodulador 204, tiene la tarea de transformar la señal eléctrica analógica de comprobación emitida desde el fotodiodo primario 14 en señal eléctrica digital, un detector de señal 105, que comprende por ejemplo, un filtro de paso de banda y uno o más amplificadores (no mostrados en la Figura), y un detector de polarización 106, que puede incluir un filtro de paso de banda, uno o más amplificadores y una galga para cuadrantes con histéresis (no mostrada en la Figura). El detector de señales 105 y el detector de polarización 106 tienen la función de extraer de la señal analógica de comprobación, respectivamente, un componente de CA con promedio sustancialmente cero, que se adapta para contener información útil para comprobar el mecanizado de la pieza de trabajo W, y un componente continuo o señal de polarización, que se adapta para incluir información acerca de la presencia y/o la operación correcta del LED secundario 25, por tanto de la parte giratoria 72, e indicativa de la validez del componente de CA, a saber del hecho de que tal componente de CA contiene la información útil anteriormente mencionada. El primer demodulador 104, el detector de señales 105 y el detector de polarización 106 se conectan a la unidad de procesamiento y control 4, que es capaz de recibir y discriminar entre las señales eléctricas analógicas y digitales introducidas para seleccionar la que procesar cada vez.

A continuación se describe extensamente un método para transmitir y recibir señales ópticas alternas de acuerdo con la presente invención, siendo tal método útil, por ejemplo, para la operación del sensor piezoeléctrico 8 de la rectificadora M.

Durante una fase de rectificación inicial, la muela 1 de la rectificadora M gira con una velocidad no alta, las señales se ven afectadas débilmente por ruido y la comunicación entre la parte giratoria 72 y la parte estacionaria 71 se produce de una manera en serie. La unidad de procesamiento y control 4 envía una señal al circuito de habilitación 103 para habilitar el oscilador 102, que genera una corriente alterna de suministro que se transmite a la parte giratoria 72 a través del acoplamiento inductivo entre los devanados eléctricos secundarios 27 y los devanados eléctricos primarios 17, y señal eléctrica de control y/o petición adicional al primer adaptador 101, que transforma la misma en la señal adecuadamente modulada para transmitirse ópticamente por el l Ed primario 15 al fotodiodo secundario 24. En la parte giratoria 72, los devanados eléctricos secundarios 27 transmiten al rectificador 202 la corriente alterna inducida para alimentar los circuitos secundarios 23, y el segundo demodulador 204 transforma la señal eléctrica analógica de control y/o petición recibida por el fotodiodo secundario 24 en la correspondiente señal eléctrica digital demodulada para controlar los motores eléctricos de accionamiento a través de la interfaz 50. Además, el segundo adaptador 201 modula digitalmente la señal eléctrica de comprobación enviada por el sensor piezoeléctrico 8 a través de la interfaz 50 de forma que se transmite ópticamente por el LED secundario 25 al fotodiodo primario 14. El primer demodulador 104 transforma la señal eléctrica analógica emitida desde el fotodiodo primario 14 en la señal eléctrica digital de comprobación, y envía esta última a la unidad de procesamiento y control 4. El detector de señales 105 y el detector de polarización 106 también están operando y, a partir de la misma señal eléctrica analógica de comprobación, extraen un componente de CA y una señal de polarización respectivamente. La unidad de procesamiento y control 4 recibe y discrimina entre las señales eléctricas analógicas y digitales introducidas para seleccionar la que procesar. En particular, de acuerdo con el hecho de que en esta fase la comunicación entre la parte giratoria 72 y la parte estacionaria 71 se produce de una manera en serie, la unidad de procesamiento y control 4 ignora el componente de CA y la señal de polarización, selecciona únicamente la señal eléctrica digital emitida desde el primer demodulador 104 y procesa la misma correctamente de una forma conocida para efectuar la comprobación y modificar la velocidad de desplazamiento recíproco entre deslizamiento de rueda y pieza de trabajo W. En esta fase, la comprobación de la presencia y la operación correcta del LED secundario 25, es decir de la parte giratoria 72, se asigna al protocolo de comunicación en serie.

En una fase, por ejemplo, de rectificación fina, debido a y dependiendo de factores incidentales al tipo de mecanizado y la muela 1 usada por la rectificadora M para finalizar la pieza de trabajo W que se mecaniza, la relación señal a ruido disminuye y la banda de frecuencia en la que está la señal útil, realmente en la que está la relación señal a ruido óptima, se estrecha. Como consecuencia, el procesamiento de las señales transmitidas desde la parte giratoria 72 a la parte estacionaria 71 deben redefinirse, ya que la selección de la banda de frecuencia en la que la relación señal a ruido es óptima, por ejemplo, es esencial. De forma similar a lo que se ha descrito, la alimentación de los circuitos secundarios 23 aún se produce a través del acoplamiento inductivo entre los devanados eléctricos secundarios 27 y devanados eléctricos primarios 17. Por el contrario, la comunicación desde la parte giratoria 72 a la parte estacionaria 71 no debe producirse más de una manera en serie, sino de una manera exclusiva analógica. Con este objetivo, la unidad de procesamiento y control 4 envía a la parte giratoria 72 la señal de petición, de acuerdo con el procedimiento ya descrito, requiriendo un cambio desde comunicación en serie a analógica, y la parte giratoria 72 envía a la unidad de procesamiento y control 4 una señal digital de acuse de recibo, confirmando la recepción de la petición y validando el cambio a comunicación analógica. En este punto, el segundo adaptador 201 modula analógicamente la señal eléctrica de comprobación enviada por el sensor piezoeléctrico 8 a través de la interfaz 50, de forma que el LED secundario 25 transmite ópticamente la misma al fotodiodo primario 14. A partir de la señal eléctrica analógica de comprobación emitida por el fotodiodo primario 14, el detector de señales 105 y el detector de polarización 106 respectivamente extraen un componente de CA, que contiene información útil para comprobar el mecanizado de la pieza de trabajo W, y una señal de polarización, que contiene información acerca de la presencia y/o la operación correcta del LED secundario 25, e indicativa del hecho de que el componente de CA contiene la información útil anteriormente mencionada, y envían las mismas a la unidad de procesamiento y control 4. El primer demodulador 104 también está operando y, a partir de la misma señal eléctrica analógica de comprobación, reconstruye la señal eléctrica digital. La unidad de procesamiento y control 4 recibe y discrimina entre las señales eléctricas digitales y analógicas introducidas para seleccionar la que procesar. En particular, de acuerdo con el hecho de que en esta fase la comunicación entre la parte giratoria 72 y la parte estacionaria 71 se produce de forma analógica, ignora la señal eléctrica digital recibida desde el primer demodulador 104, selecciona el componente de CA extraído por el detector de señales 105 y la señal de polarización emitida desde el detector de polarización 106. A continuación, la unidad de procesamiento y control 4 verifica, dependiendo de la señal de polarización, si el LED secundario 25 está presente y operando correctamente, es decir si el componente de CA contiene información útil, por ejemplo, considera que el LED secundario 25 está presente y operando correctamente, o el componente de CA contiene información útil, cuando la señal de polarización excede un valor predeterminado. Si es así, la unidad de procesamiento y control 4 procesa adecuadamente de una forma conocida el componente de CA para efectuar la comprobación y modificar la velocidad de desplazamiento recíproco entre deslizamiento de rueda y pieza de trabajo W.

Cuando se completa la fase de rectificación fina, la unidad de procesamiento y control 4 puede volver a efectuar la comprobación dependiendo únicamente de las señales eléctricas digitales recibidas desde el primer demodulador 104. Con este propósito, por ejemplo, la unidad de procesamiento y control 4 puede enviar una señal adecuada al circuito de habilitación 103 para deshabilitar el oscilador 102, que, apagándose, interrumpe el acoplamiento inductivo entre los devanados eléctricos secundarios 27 y devanados eléctricos primarios 17 y, en consecuencia, evita cualquier comunicación entre la parte giratoria 72 y la parte estacionaria 71. Si se requiere que se inicie una fase adicional de rectificación inicial o fina, la unidad de procesamiento y control 4 envía una nueva señal al circuito de habilitación 103 para habilitar el oscilador 102, se reactiva el acoplamiento inductivo entre los devanados eléctricos secundarios 27 y devanados eléctricos primarios 17, los circuitos secundarios 23 se alimentan de nuevo y la comunicación óptica desde la parte giratoria 72 a la parte estacionaria 71 comienza de muevo de una manera en serie o analógica, dependiendo del tipo de rectificación y de acuerdo con lo que ya se ha descrito.

La señal de polarización emitida desde el detector de polarización 106, además de comprobar la presencia y la operación correcta de la parte giratoria 72, puede usarse ventajosamente para comprobación adicional. Como se conoce, la intensidad de la señal óptica alterna que se propaga desde el LED secundario 25 al fotodiodo primario 14 sufre una atenuación que es una función monótona de la distancia entre los dos, a saber la distancia entre la parte estacionaria 71 y la parte giratoria 72. La señal de polarización es una función de dicha atenuación y, en particular, disminuye a medida que la distancia entre la parte estacionaria 71 y la parte giratoria 72 aumenta. Como consecuencia, la unidad de procesamiento y control 4 puede procesar la señal de polarización para obtener información acerca de dicha distancia, a continuación controlar ventajosamente esta última dependiendo de la señal de polarización. Además, el componente de CA de la señal eléctrica analógica de comprobación presenta una dinámica la amplitud de la misma es una función de la señal de polarización de la misma señal eléctrica analógica. Cuanto menor sea la dinámica del componente de CA, mayor debe ser la ganancia del uno o más amplificadores del detector de señales 105, adaptados para extraer tal componente de CA de la señal eléctrica analógica de comprobación. De acuerdo con lo que se ha dicho hasta ahora, esta ganancia puede controlarse automáticamente dependiendo únicamente de la señal de polarización, con la clara ventaja de adaptar la sensibilidad del detector de señales 105 a las características de la señal eléctrica analógica de comprobación, es decir, como una última etapa, de adaptar la sensibilidad del detector de señales 105 a la intensidad de la señal óptica alterna recibida por el fotodiodo primario 14.

Pueden hacerse variaciones al dispositivo y método descritos hasta ahora para transmitir y recibir señales ópticas, sin alejarse del objeto de la presente invención.

En una realización diferente de la invención, los circuitos secundarios 23 incluyen un detector de polarización adicional, similar al detector de polarización 106, conectado al fotodiodo secundario 24, y una unidad adaptativa de ganancia conectada al segundo adaptador 201 y al detector de polarización adicional. De acuerdo con los diagramas de radiación bien conocidos de los diodos emisores de luz, la señal óptica alterna emitida por el LED secundario 25 se transmite en una gran parte al fotodiodo primario 14, y en una pequeña parte al fotodiodo secundario 24. El fotodiodo secundario 24 recibe tal pequeña parte de la señal óptica alterna emitida por el LED secundario 25 y genera una correspondiente señal eléctrica analógica auxiliar. El detector de polarización adicional tiene la función de extraer un componente continuo auxiliar o señal de polarización auxiliar a partir de dicha señal eléctrica analógica auxiliar, conteniendo la señal de polarización auxiliar información acerca de la intensidad de la señal óptica alterna transmitida por el LED secundario 25, a enviar a la unidad adaptativa de ganancia. Un método que usa tal realización diferente considera que la ganancia del uno o más amplificadores dentro del segundo adaptador 201 puede controlarse ventajosamente de una forma automática y adaptativa dependiendo únicamente de la señal de polarización adicional. En otras palabras, de acuerdo con este método, la unidad adaptativa de ganancia controla la intensidad de la señal óptica alterna transmitida por el LED secundario 25 sobre la base del componente continuo auxiliar, independientemente de una posible variación de las características funcionales, específicamente del punto de operación, del LED secundario 25, debido, por ejemplo, a la desviación térmica de este último.

En un dispositivo de acuerdo con la presente invención, el mecanismo de equilibrio 6 puede comprender ventajosamente sensores adicionales de clase conocida, como sensores magnéticos de efecto Hall que emiten señales indicativas de una configuración predeterminada de las masas movibles o sensores térmicos para comprobar la temperatura de la herramienta 1, convenientemente ubicados dentro del huso 2 y conectados eléctricamente al transceptor 7 a través de cables especializados, teniendo dichos sensores adicionales la función de enviar a la unidad de procesamiento y control 4 correspondientes señales de comprobación para procesar de una forma conocida para controlar el procedimiento de rectificación de la pieza de trabajo W.

Por ejemplo, el segundo adaptador 201 adicionalmente puede modular digitalmente una señal de comunicación enviada por la interfaz 50 y que incluye información de servicio del protocolo relativo, tal como códigos de identificación de la muela u otra herramienta giratoria 1 de la máquina herramienta M, y/o una señal de diagnóstico, que contiene información acerca de la condición de los circuitos secundarios 23 y otros elementos de la parte giratoria 72, por ejemplo, para detectar posibles cortocircuitos, y/o una así llamada señal de acuse de recibo, para confirmar la correcta recepción por el fotodiodo secundario 24 de la señal de control y/o petición, de modo que pueden transmitirse a la unidad de procesamiento y control 4 y entenderse correctamente.

Como alternativa, como se muestra en la Figura 4, la unidad de procesamiento y control 4 puede comprender una unidad lógica 40, por ejemplo, comprendida dentro de la primera carcasa 11 y conectada a la parte estacionaria 71, en particular al primer demodulador 104, el detector de señales 105 y el detector de polarización 106, y adaptada para implementar al menos algunas de las funciones efectuadas por la unidad de procesamiento y control 4, es decir, cuando la transmisión se produce de una manera en serie, seleccionar y procesar únicamente las señales eléctricas digitales emitida desde el primer demodulador 104 y, como una alternativa, cuando la transmisión se produce de manera exclusiva analógica, seleccionar el componente de CA extraído por el detector de señales 105 y la señal de polarización emitida desde el detector de polarización 106, verifica, dependiendo de la señal de polarización, si el LED secundario 25 está presente y operando correctamente, es decir si el componente de CA contiene información útil, y procesa adecuadamente el componente de CA si es así.

Cuando se completa la fase de rectificación fina, por ejemplo, y se desea volver para efectuar la comprobación dependiendo únicamente de la señal eléctrica digital recibida por el primer demodulador 104, como una alternativa a lo que se describe, es decir, deshabilitación seguida por habilitación del oscilador 102 respectivamente para interrumpir y reactivar el acoplamiento inductivo entre los devanados eléctricos secundarios 27 y devanados eléctricos primarios 17, la unidad de procesamiento y control 4 puede enviar a la parte giratoria 72 la señal de petición, requiriendo un cambio de comunicación analógica a en serie, que la parte giratoria 72 puede responder con una señal analógica de acuse de recibo, confirmando la recepción de la petición y validando el cambio a comunicación en serie.

Un dispositivo para transmitir y recibir de acuerdo con la presente invención puede emplearse en un sistema de control de herramienta que comprende el único sensor acústico 8, o un sensor de vibración similar, o que no incluye el dispositivo de equilibrio 6 de todos modos, con cambios de circuito apropiados y simplificaciones.

El dispositivo y método para transmitir y recibir señales ópticas alternas descrito anteriormente, y las variaciones relativas, muestran muchas ventajas ya que se implementan fácil y económicamente y habilitan una transmisión fiable también de forma analógica, empleándose en particular para transmitir y recibir señales de comprobación desde una parte giratoria 72 a una parte estacionaria 71. De hecho está claro para un experto en la materia que el dispositivo y el método para transmitir y recibir señales ópticas alternas de acuerdo con la presente invención habilitan verificar de una forma simple y efectiva si la recepción de una señal óptica alterna con promedio cero, por ejemplo, transmitida desde una parte giratoria 72 a una parte estacionaria 71, se provoca o no por un malfuncionamiento de la misma parte giratoria 72.

Claims (16)

REIVINDICACIONES

1. Dispositivo (7) para transmitir y recibir señales ópticas alternas, que comprende:

- una primera parte (71) y una segunda parte (72) aisladas eléctricamente entre sí;

- un emisor secundario (25) comprendido dentro de la segunda parte (72) y dirigido hacia la primera parte (71), adaptado para transmitir una señal óptica alterna;

- un emisor primario (14) comprendido dentro de la primera parte (71) y dirigido hacia la segunda parte (72), adaptado para recibir dicha señal óptica alterna y generar una correspondiente señal eléctrica analógica; y - un detector de señal (105), comprendido dentro de la primera parte (71) y conectado al emisor primario (14), adaptado para extraer un componente de CA con promedio sustancialmente cero a partir de dicha señal eléctrica analógica, adaptándose el componente de CA para contener información útil;

caracterizado por que incluye:

- un detector de polarización (106), comprendido dentro de la primera parte (71) y conectado al emisor primario (14), adaptado para extraer un componente continuo a partir de dicha señal eléctrica analógica; y

- una unidad de procesamiento y control (4) conectada a la primera parte (71), adaptada para recibir el componente de CA y el componente continuo, y verificar, dependiendo del componente continuo, si el componente de CA contiene la información útil.

2. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento y control (4) se adapta para verificar, dependiendo del componente continuo, si el emisor secundario (25) está presente y operando correctamente.

3. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la unidad de procesamiento y control (4) se adapta para procesar el componente continuo para obtener información acerca de la distancia entre dicha primera parte (71) y dicha segunda parte (72).

4. Dispositivo de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende una unidad lógica (40) adaptada para verificar, dependiendo del componente continuo, si el componente de CA contiene la información útil o el emisor secundario (25) está presente y operando correctamente, y procesar el componente de CA si es así.

5. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende un primer demodulador (104), comprendido dentro de la primera parte (71) y conectado al emisor primario (14), adaptado para transformar dicha señal eléctrica analógica en señal eléctrica digital.

6. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 5, en el que la unidad de procesamiento y control (4) se adapta para seleccionar y procesar dicha señal eléctrica digital, y, como una alternativa, seleccionar dicho componente de Ca y componente continuo, verificar, dependiendo del componente continuo, si el componente de CA contiene la información útil o el emisor secundario 25 está presente y operando correctamente, y procesar el componente de CA si es así.

7. Dispositivo (7) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la primera parte (71) comprende un emisor primario (15) dirigido hacia la segunda parte (72), adaptado para transmitir una señal óptica alterna, y la segunda parte (72) comprende un receptor secundario (24) dirigido hacia la primera parte (71), adaptado para recibir la señal óptica alterna transmitida por el emisor primario (15) y generar una correspondiente señal eléctrica analógica.

8. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 1, en el que la segunda parte (72) comprende un receptor secundario (24), adaptado para recibir la señal óptica alterna transmitida por el emisor secundario (25) y generar una correspondiente señal eléctrica analógica auxiliar, y un detector de polarización adicional, conectado a dicho receptor secundario (24), adaptado para extraer un componente continuo auxiliar a partir de dicha señal eléctrica analógica auxiliar.

9. Dispositivo (7) de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la segunda parte (72) comprende una unidad de ganancia adaptativa, conectada al detector de señales (105) y al detector de polarización (106) y adaptada para procesar el componente continuo auxiliar para obtener información acerca de la intensidad de las señales ópticas alternas transmitida por el emisor secundario (25).

10. Dispositivo (7) de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones anteriores, en el que la segunda parte (72) se adapta para rotar sobre un eje longitudinal (A).

11. Método para transmitir y recibir señales ópticas alternas entre una primera parte (71) y una segunda parte (72) aisladas eléctricamente entre sí, que comprende las siguientes etapas de:

- transmisión de una señal óptica alterna;

- recepción de la señal óptica alterna y generación de una correspondiente señal eléctrica analógica; y

- extracción de un componente de CA con promedio sustancialmente cero a partir de la señal eléctrica analógica, adaptándose el componente de CA para contener información útil;

caracterizándose el método por el hecho de que incluye las etapas adicionales de:

- extracción de un componente continuo a partir de la señal eléctrica analógica; y

- verificación, dependiendo del componente continuo, de si el componente de CA contiene la información útil.

12. Método de acuerdo con la reivindicación 11, que comprende la etapa adicional de transformación de dicha señal eléctrica analógica en señal eléctrica digital.

13. Método de acuerdo con la reivindicación 12, que comprende las etapas adicionales de selección de dicha señal eléctrica digital, o, como una alternativa, dicho componente de CA y componente continuo.

14. Máquina herramienta (M) para mecanizar una pieza de trabajo mecánica (W), que incluye un sensor acústico de vibración (8), un dispositivo (7) para transmitir y recibir señales ópticas alternas de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, y una unidad de procesamiento y control (4), en el que la unidad de procesamiento y control (4) se conecta a dicha primera parte (71), y el sensor acústico de vibración (8) se conecta a dicha segunda parte (72).

15. Sistema de control de herramienta (9) para una máquina herramienta (M) para mecanizar una pieza de trabajo mecánica (W), que incluye una unidad de procesamiento y control (4) y una herramienta (1) conectada a un huso (2) y que gira con el mismo, que comprende un sensor acústico de vibración (8) adaptado para detectar vibraciones debido al contacto entre dicha herramienta giratoria (1) y la pieza de trabajo mecánica (W), y un dispositivo (7) para transmitir y recibir de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 10, conectado al sensor de vibración (8) para una conexión sin contactos de este último a la unidad de procesamiento y control (4).

16. Sistema de control de herramienta (9) de acuerdo con la reivindicación 15, que comprende un mecanismo de equilibrio (6) conectado al dispositivo (7) para una conexión sin contactos de este último a la unidad de procesamiento y control (4), en el que el mecanismo de equilibrio (6) se designa para equilibrar la herramienta (1) por medio de señales enviadas por la unidad de procesamiento y control (4) a través del dispositivo (7).