ES2899891T3 - Herramienta eléctrica inteligente convertible - Google Patents

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Abstract

Herramienta que puede convertirse para ser usada en una de entre una primera configuración y una segunda configuración, comprendiendo la herramienta: una unidad (10) base que recibe alimentación y comunicaciones de datos desde una fuente remota, comprendiendo la unidad (10) base: un motor (11); un accionamiento (14) de salida que es accionado por el motor (11); y una carcasa (19) que se extiende alrededor del motor (11) y del accionamiento (14) de salida, comprendiendo la carcasa (19) una plataforma (18) de montaje; un módulo (30) no servo-controlado que no incluye un servoamplificador, comprendiendo el módulo no servo-controlado: una primera interfaz (31) de conector; y una primera carcasa que se extiende alrededor de la primera interfaz (31) de conector, comprendiendo la primera carcasa un primer soporte (38); un módulo (40) servoamplificador que comprende: un servoamplificador (50) configurado para supervisar el estado del motor (11) y para realizar ajustes para que el motor (11) funcione con los ajustes deseados; un circuito (41) de procesamiento; una segunda interfaz (43) de conector; y una segunda carcasa que se extiende alrededor del servoamplificador (50), del circuito (41) de procesamiento y de la segunda interfaz (43) de conector, comprendiendo la segunda carcasa un segundo soporte (48); la plataforma (18) de montaje de la unidad (10) base configurada para conectarse de manera desmontable cada vez a uno de entre el módulo (30) no servo-controlado y el módulo (40) servoamplificador; una primera configuración que comprende el módulo (30) no servo-controlado conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad (10) base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad (10) base pasando a través del módulo (30) no servo-controlado; una segunda configuración que comprende el módulo (40) servoamplificador conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad (10) base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad (10) base pasando a través del módulo (40) servoamplificador.

Description

DESCRIPCIÓN
Herramienta eléctrica inteligente convertible
Solicitudes relacionadas
La presente solicitud reivindica la prioridad de la solicitud de patente provisional US con número de serie 62/092047 presentada el 15 de Diciembre de 2014.
Campo técnico
La presente solicitud se refiere a herramientas eléctricas convertibles con una unidad base que puede recibir diferentes módulos de accesorio que permiten diferentes niveles de funcionalidad.
En el documento US 7 090 031 B2, un husillo de apriete comprende una salida de accionamiento; una carcasa adaptada para su montaje de manera desmontable a una plataforma móvil de una estación de procesamiento multiherramienta, incluyendo sustancialmente la carcasa: al menos un motor de accionamiento eléctrico que tiene un servoamplificador asociado; una unidad de engranaje que conecta de manera operativa el motor de accionamiento a la salida de accionamiento; un transductor de medición de husillo operativo para supervisar al menos uno de entre el motor de accionamiento, la unidad de engranaje y la salida de accionamiento; y una unidad de procesamiento de datos de medición en comunicación con el transductor de medición de husillo.
Antecedentes
Las herramientas eléctricas que pueden convertirse para su uso en diferentes entornos y para diferentes situaciones de trabajo tienen muchas ventajas. Una ventaja es que este tipo de herramienta es más rentable. La herramienta puede convertirse y puede usarse en cada situación, previniendo de esta manera que el usuario tenga que comprar herramientas separadas para gestionar las diferentes situaciones. Además, cuando se está usando la herramienta, tal como en una línea de montaje, puede ser más rápido convertir la herramienta para diferentes usos que conmutar entre la primera herramienta y la segunda herramienta.
La conversión de una única herramienta puede permitir que la herramienta permanezca fijada en el interior de un área de trabajo, tal como en el interior de una agrupación de herramientas o que permanezca fijada a un dispositivo robótico. Por el contrario, la desconexión de la primera herramienta, la extracción de la misma desde el área de trabajo, la inserción de una segunda herramienta y la conexión de la segunda herramienta en el área de trabajo puede ser un proceso prolongado. La herramienta puede estar situada también en una posición físicamente difícil de alcanzar por un operador. La conversión de una única herramienta puede ser relativamente fácil en comparación con la retirada y la sustitución de las herramientas.
Sumario
La presente solicitud se refiere a un sistema de herramienta convertible que incluye una unidad base común y múltiples accesorios intercambiables diferentes. Cada uno de los accesorios incluye componentes diferentes y ofrece capacidades diferentes para el funcionamiento de la unidad base. El diseño convertible permite la capacidad de intercambio de componentes para adaptarse a las necesidades del usuario.
La invención se refiere a una herramienta que puede convertirse para ser usada en una de entre una primera configuración y una segunda configuración. La herramienta incluye una unidad base, un módulo no servo-controlado y un módulo servoamplificador. La unidad base recibe alimentación y comunicaciones de datos desde una fuente remota. La unidad base incluye un motor, un accionamiento de salida accionado por el motor y una carcasa con una plataforma de montaje y que se extiende alrededor del motor y de la unidad de salida. El módulo no servo-controlado incluye una primera interfaz de conector y una primera carcasa que se extiende alrededor de la primera interfaz de conector y que incluye un primer soporte. El módulo no servo-controlado no incluye un servoamplificador. El módulo servoamplificador incluye un servoamplificador, un circuito de procesamiento, una segunda interfaz de conector y una segunda carcasa que se extiende alrededor del servoamplificador, del circuito de procesamiento y de la segunda interfaz de conector. La segunda carcasa incluye un segundo soporte. La plataforma de montaje de la unidad base está configurada para conectarse de manera desmontable en cada momento al módulo no servo-controlado o al módulo servoamplificador. Una primera configuración incluye el módulo no servo-controlado conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad base pasando a través del módulo no servo-controlado. Una segunda configuración incluye el módulo servoamplificador conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad base pasando a través del módulo servoamplificador.
La herramienta puede incluir también un puerto base posicionado en la plataforma de montaje, un primer puerto posicionado en el primer soporte y un segundo puerto posicionado en el segundo soporte. La primera configuración incluye el primer puerto acoplado física y eléctricamente con el puerto base de la unidad base, e incluyendo la segunda configuración el segundo puerto acoplado física y eléctricamente con el puerto base de la unidad base.
La herramienta puede incluir que la unidad base incluya además un transductor de par y una unidad de engranaje.
La herramienta puede incluir que cada uno de entre módulo no servo-controlado y el módulo servo incluya una pantalla de visualización.
La herramienta puede incluir que el motor de la unidad base esté configurado para ser ajustable en base a las señales recibidas desde un servoamplificador remoto.
La herramienta puede incluir que el servoamplificador incluya un convertidor analógico-a-digital.
La invención se refiere también a un método para hacer funcionar una herramienta. El método incluye: conectar eléctrica y físicamente un módulo no servo-controlado a una unidad base con el módulo no servo-controlado posicionado en una posición de montaje en la unidad base y que el módulo no servo-controlado no incluya un servoamplificador; hacer funcionar la herramienta en una primera configuración mientras la alimentación y los datos desde una fuente remota pasan a través del módulo no servo-controlado a la unidad base; retirar el módulo no servocontrolado desde la unidad base; conectar eléctrica y físicamente un módulo servo en la posición de montaje en la unidad base donde el módulo no servo-controlado estaba conectado anteriormente con el módulo servo que comprende un servoamplificador; hacer funcionar la herramienta en una segunda configuración mientras la alimentación y los datos desde la fuente remota pasan a través del módulo servo a la unidad base; y supervisar un motor en la unidad base con el servoamplificador en el módulo servo mientras la herramienta se hace funcionar en la segunda configuración.
El método puede incluir además conectar un puerto base en la unidad base con un primer puerto en el módulo no servo-controlado mientras la herramienta está en la primera configuración y con un segundo puerto en el módulo servo mientras la herramienta está en la segunda configuración.
El método puede incluir además realizar conversiones analógico-a-digital de las señales de motor en el servoamplificador.
El método puede incluir además conectar el módulo servo a una herramienta aguas abajo y transferir alimentación e información de datos a través del módulo servo a la herramienta aguas abajo.
El método puede incluir además poner en contacto una primera carcasa del módulo no servo-controlado contra una carcasa de la unidad base en la primera configuración y poner en contacto una segunda carcasa del módulo servo contra la carcasa de la unidad base en la segunda configuración.
El método puede incluir desactivar la unidad base desconectando tanto el módulo no servo-controlado como el módulo servo desde la unidad base.
El método puede incluir conectar un cable de alimentación y de datos al módulo no servo-controlado en la primera configuración y al módulo servo en la segunda configuración.
El método puede incluir conectar el segundo módulo a la unidad base y posicionar el servoamplificador en el exterior de la carcasa de la unidad base.
Una realización se refiere a un sistema de herramienta convertible que incluye una unidad base con un motor, engranaje, un accionamiento de salida y un receptáculo. El sistema incluye también un primer accesorio configurado para conectarse a la unidad base en el receptáculo. El primer accesorio incluye una interfaz de conector y una pantalla. El sistema incluye también un segundo accesorio configurado para conectarse a la unidad base en el receptáculo. El segundo accesorio incluye un circuito de procesamiento, un servoamplificador, un transductor, una interfaz de conector y una pantalla. El receptáculo en la unidad base está configurado para recibir solo uno de entre los accesorios primero y segundo a la vez.
El receptáculo puede incluir una única posición de montaje configurada para recibir uno de entre los accesorios primero y segundo.
El receptáculo puede incluir múltiples posiciones de montaje, cada una configurada para recibir al menos uno de los accesorios primero y segundo.
Otra realización se refiere a un sistema de herramienta convertible e incluye una unidad base que incluye un motor y un receptáculo. El sistema incluye también un primer accesorio configurado para conectarse a la unidad base en el receptáculo. El primer accesorio incluye una interfaz de conector para enviar y recibir señales desde el motor y una pantalla. El sistema incluye también un segundo accesorio configurado para conectarse a la unidad base en el receptáculo. El segundo accesorio incluye un circuito de procesamiento y un servoamplificador configurado para enviar y recibir señales con el motor y para controlar el funcionamiento del motor. El receptáculo está configurado para recibir solo uno de los accesorios primero y segundo a la vez.
Otra realización se refiere a un método de uso de un sistema de herramienta convertible. El método incluye: conectar una primera unidad de accesorio a una unidad base, incluyendo el primer accesorio una pantalla para mostrar información acerca del funcionamiento de un motor en la unidad base sin controlar el funcionamiento del motor; desconectar la primera unidad de accesorio desde la unidad base; conectar una segunda unidad de accesorio a la unidad base, incluyendo el segundo accesorio un servoamplificador configurado para controlar el funcionamiento del motor.
Los diversos aspectos de las diversas realizaciones pueden usarse independientemente o en cualquier combinación, según se desee.
Breve descripción de los dibujos
La Figura 1 es una vista esquemática de una herramienta en un estado desmontado que incluye una unidad base que puede conectarse a un primer módulo y a un segundo módulo.
La Figura 2 es una vista lateral de una herramienta en un estado desmontado que incluye una unidad base, un primer módulo y un segundo módulo.
La Figura 3 es una vista esquemática de una unidad base.
La Figura 4 es una vista esquemática de una herramienta en una primera configuración con una unidad base conectada a un primer módulo.
La Figura 5 es una vista lateral de la herramienta de la Figura 4.
La Figura 6 es una vista esquemática de una herramienta posicionada en el interior de un sistema de herramienta.
La Figura 7 es una vista esquemática de una herramienta en una segunda configuración con una unidad base conectada a un segundo módulo.
La Figura 8 es una vista en perspectiva de una herramienta de la Figura 7.
La Figura 9 es una vista esquemática de una herramienta en una segunda configuración, incluyendo el segundo módulo secciones primera y segunda.
La Figura 10 es una vista en perspectiva parcial de la herramienta en una segunda configuración con un segundo módulo conectado a una unidad base.
La Figura 11 es un diagrama de proceso de un método de uso de una herramienta con módulos primero y segundo.
Descripción detallada
La presente solicitud se refiere a una herramienta eléctrica convertible que puede funcionar en configuraciones primera y segunda. La herramienta eléctrica convertible incluye una unidad base configurada para recibir cada vez un primer módulo o un segundo módulo. Los diferentes módulos permiten diferentes niveles de funcionalidad de la herramienta. El primer módulo incluye uno o más componentes que permiten un primer nivel de funcionalidad. El segundo módulo incluye uno o más componentes que permiten un segundo nivel de funcionalidad avanzado. Cada uno de entre unidad base y los módulos primero y segundo incluye interfaces que permiten un acoplamiento físico, así como un acoplamiento de alimentación/datos. Durante el uso, uno de los módulos primero y segundo está conectado a la unidad base para permitir la funcionalidad deseada incorporada con la herramienta. La herramienta puede convertirse también retirando el módulo conectado y sustituyendo el mismo con el otro módulo, permitiendo de esta manera un nivel de funcionalidad diferente.
La Figura 1 ilustra esquemáticamente una herramienta 100 que incluye la unidad 10 base y los módulos 30, 40 primero y segundo. La unidad 10 base incluye una carcasa 19 protectora que se extiende alrededor de los componentes interiores. Una o más plataformas 18 de montaje están posicionadas a lo largo de la carcasa 19 para acoplarse con los módulos 30, 40. Las plataformas 18 pueden incluir uno o más puertos para conectar de manera operativa la alimentación y/o las comunicaciones de datos con los módulos 30, 40. La Figura 1 incluye un par de plataformas 18, aunque otras realizaciones pueden incluir una única plataforma 18 o tres o más plataformas 18. En realizaciones con múltiples plataformas 18, cada una puede ser igual o puede ser diferente. Las plataformas 18 permiten también un acoplamiento físico entre la unidad 10 base y los módulos 30, 40.
Las plataformas 18 pueden incluir diversas características de acoplamiento para conectarse con los módulos 30, 40. Las características incluyen, pero no están limitadas a, rieles, muescas, clips y receptáculos para recibir elementos de sujeción. Las plataformas 18 pueden incluir también uno o más puertos para recibir y/o enviar alimentación y/o datos a y desde una fuente aguas arriba. En una realización, las plataformas 18 incluyen un accesorio macho/hembra con los módulos 30, 40.
Cada uno de los módulos 30, 40 primero y segundo está configurado para conectarse a la unidad 10 de base en una de las plataformas 18. Cada uno de los módulos 30, 40 incluye una carcasa 39, 49 protectora, respectivamente, que se extiende alrededor de los componentes interiores. Cada uno de los módulos 30, 40 incluye también una o más plataformas 38, 48 de montaje respectivamente, cada una de las cuales puede incluir uno o más puertos. Las plataformas 38, 48 permiten la conexión con el módulo base 10 y la conexión con controladores aguas arriba, por ejemplo, tal como mediante uno o más cables. Las plataformas 38, 48 pueden incluir diversas características para permitir la conexión, tales como rieles, muescas, clips y receptáculos para recibir elementos de sujeción, así como para permitir una conexión operativa para transferir alimentación y/o datos.
La Figura 2 ilustra los módulos 30, 40 que pueden conectarse a la unidad 10 base. El segundo módulo 40 puede ser físicamente más grande que el primer módulo 30. Esta diferencia de tamaño es causada por la mayor funcionalidad lógica en el segundo módulo 40. Tal como se ilustra en la Figura 2, los módulos 30, 40 incluyen también plataformas 38, 48 exteriores para conectarse con otros componentes en el sistema 200 de herramienta para la transmisión de datos/alimentación.
La Figura 3 ilustra esquemáticamente los componentes de la unidad 10 base. La unidad 10 base incluye un motor 11, una unidad 12 de engranaje, un transductor 13 de par y un accionamiento 14 de salida que están posicionados en el interior de una carcasa 19 exterior. El motor 11 está alimentado eléctricamente y produce una fuerza de rotación. La unidad 12 de engranaje acopla la fuerza de rotación desde el motor 11 al accionamiento 14 de salida. El transductor 13 de par está operativo para supervisar el motor 11 de accionamiento, la unidad 12 de engranaje y/o el accionamiento 14 de salida. El transductor 13 de medición puede estar configurado para medir uno o más parámetros, tales como el ángulo de rotación, el par aplicado o las primeras derivadas de cualquiera de estos parámetros con respecto al tiempo. El accionamiento 14 de salida puede ser recto, descentrado o en ángulo, según se necesite o se desee.
Las Figuras 4 y 5 ilustran un primer módulo 30 conectado a la unidad 10 base en la plataforma 18. Las plataformas 18, 38 están acopladas entre sí permitiendo una conexión física, así como una transferencia de datos y/o de alimentación desde el primer módulo 30 a la unidad 10 base. Además, el primer módulo 30 incluye una segunda plataforma 38 exterior para la conexión con cables para recibir alimentación y/o datos desde una fuente aguas arriba. La interfaz 31 de conector puede incluir también un dispositivo de direccionamiento, por ejemplo, en la forma de conmutadores giratorios para enviar y recibir señales desde el procesador de control. Hay provista una pantalla 32 en el primer módulo 30 que incluye una pantalla para indicar aspectos operativos de la herramienta 100. La pantalla 32 puede ser una pantalla de cristal líquido (LCD) convencional o una pantalla táctil. Una o más entradas pueden estar asociadas también con la pantalla 32 para que el operador conmute entre la visualización de las diversas características operativas diferentes.
El primer módulo 30 no incluye un servoamplificador. Esto es ventajoso para su uso en condiciones en las que el entorno de trabajo podría dañar el servoamplificador o si no podría prevenir su funcionamiento apropiado. De esta manera, el servoamplificador se posiciona de manera remota con relación al primer módulo 30 en el interior de un controlador aguas arriba.
La Figura 6 ilustra la herramienta 100 que incluye la unidad 10 base y el primer módulo 30 en el interior de un sistema 200 de herramienta. Un controlador 91 de herramienta controla el funcionamiento de una o más herramientas 100. Un controlador 90 de sistema controla y supervisa el funcionamiento del sistema 200 de herramienta mediante el controlador 91 de herramienta. Un dispositivo 93 robótico está configurado para posicionar las herramientas 100 en la posición operativa deseada. Una fuente 92 de alimentación proporciona alimentación a uno o más de los componentes del sistema 200. El sistema 200 puede incluir una o más herramientas 100 diferentes o idénticas que pueden ser idénticas o diferentes. En los sistemas 200 con múltiples herramientas 100, dos o más de las herramientas 100 pueden estar agrupadas juntas en una agrupación de herramientas que monta las herramientas 100 juntas en un bastidor. Los cables 95 permiten la alimentación y/o los datos entre los diversos componentes.
El controlador 90 de sistema controla el funcionamiento global del sistema 200. Típicamente, el controlador 20 está alojado en un armario o similar, a cierta distancia desde la herramienta 100. El controlador 90 de sistema puede incluir un circuito de control con uno o más procesadores y/o microcontroladores que controla el funcionamiento global según las instrucciones de programa almacenadas en la memoria. Pueden incluirse diversos tipos de memoria para almacenar las instrucciones de programa y los datos necesarios para el funcionamiento, y otra memoria para almacenar los datos temporales requeridos para realizar sus operaciones. El controlador 90 de sistema puede incluir también una interfaz de usuario que puede incluir uno o más dispositivos de entrada de usuario, tales como un teclado, un panel táctil, teclas de función, una rueda de desplazamiento u otro tipo de dispositivo de entrada de ordenador. Puede incluirse también una pantalla, tal como una pantalla de cristal líquido (LCD) convencional o una pantalla táctil que funciona también como un dispositivo de entrada de usuario.
El controlador 91 de herramienta controla y supervisa las operaciones de la herramienta 100. El controlador 91 puede incluir un circuito de control y una memoria asociada para actuar a través de las instrucciones de programa para controlar la herramienta 100. El controlador 91 de herramienta puede incluir además una interfaz y una pantalla para la interacción con un usuario. En una realización, tal como se ilustra en la Figura 6, el controlador 91 de herramienta es un componente separado que está en comunicación con el controlador 90 de sistema. Otras realizaciones pueden incluir la funcionalidad del controlador 91 de herramienta realizada por el controlador 90 de sistema.
El controlador 91 de herramienta incluye un servoamplificador 50 para supervisar la herramienta 100. El servoamplificador 50 está conectado de manera operativa al motor 11 en la unidad 10 base para ayudar al control del mismo. El servoamplificador 50 recibe señales de comando relacionadas con uno o más de entre una velocidad, un par o una posición deseados. El servoamplificador 50 supervisa el estado del motor 11 y realiza ajustes para que el motor 11 funcione con los ajustes deseados. El controlador 91 de herramienta está configurado para incluir un servoamplificador 50 separado para cada herramienta 100 en el sistema 200 de herramienta. La Figura 6 incluye una única herramienta 100 y, de esta manera, un único servoamplificador 50. El controlador 91 de herramienta puede estar alojado en un armario que facilita la adición y la retirada de servoamplificadores 50, según sea necesario.
Un sistema de cableado que comprende cables 95 permite la comunicación entre los componentes del sistema 200. Los cables 95 están configurados para transportar diversas señales de datos. En una realización, el sistema 200 se comunica a través de una LAN. En una realización, las comunicaciones se realizan a través de un bus de comunicaciones. El sistema de cableado puede estar configurado además para proporcionar alimentación desde la fuente 92 de alimentación a la herramienta 100. La fuente 92 de alimentación puede proporcionar un único voltaje, tal como 24 VCC, o múltiples voltajes, tales como 380 VCC y 24 VCC, dependiendo del tipo y del número de herramientas 100.
Las Figuras 7 y 8 ilustran la herramienta 100 en una segunda configuración de herramienta que incluye el segundo módulo 40 conectado a la unidad 10 base. El segundo módulo 40 incluye un circuito 41 de procesamiento, un servoamplificador 50, una interfaz 43 de conector y una pantalla 44.
El circuito 41 de procesamiento recibe los datos de medición desde el transductor 13 de par y procesa los datos y, a continuación, suministra parte o la totalidad de los datos procesados a la interfaz 43 para la comunicación con el procesador 90 de control y/o el procesador 91 de herramienta. El servoamplificador 50 está posicionado en el interior del módulo 40 y realiza el mismo proceso que el servoamplificador 50 situado de manera remota de la primera configuración (es decir, recibir señales de comando relacionadas con uno o más de entre una velocidad, un par o una posición deseados; supervisar el estado del motor 11 y realizar ajustes para que el motor 11 opere con los ajustes deseados). El servoamplificador 50 convierte también las señales analógicas en señales digitales. El servoamplificador 50 puede incluir un par de placas de circuito con una primera placa configurada como placa de medición para los diversos aspectos supervisados y una segunda placa para la alimentación y la lógica. Los servoamplificadores 50 usados para los módulos 30, 40 primero y segundo realizan funciones similares o idénticas, pero tienen aspectos eléctricos y estructurales diferentes.
La pantalla 44 puede incluir indicadores y/o una pantalla para indicar los aspectos operativos de la herramienta 100. La pantalla 44 puede ser la misma que la pantalla 32 descrita anteriormente. La pantalla 44 puede incluir también características adicionales, tales como uno o más dispositivos de entrada para que el operador conmute entre la visualización de las diferentes características operativas. La interfaz 43 de conector permite suministrar alimentación desde la fuente 92 de alimentación y transferir datos al procesador 90 de control. La interfaz 43 de conector puede incluir uno o más puertos de entrada y salida, y puede incluir un dispositivo de direccionamiento para enviar y recibir señales desde el procesador de control. En una realización, las interfaces 43, 31 de conector son iguales.
El segundo módulo 40 está configurado para conectarse a la unidad 10 base de una manera similar a la del primer módulo 30. Esto puede incluir una o más plataformas con elementos de sujeción mecánicos, rieles, retenes de bloqueo, superficies de rampa correspondientes y conectores macho y hembra que permitan un ajuste por fricción. En una realización, las características del accesorio son las mismas en los accesorios 30, 40 primero y segundo. De esta manera, los accesorios 30, 40 pueden usarse de manera intercambiable con la unidad 10 base. Por ejemplo, un primer trabajo puede requerir una funcionalidad limitada para la herramienta. 100 y, de esta manera, puede conectarse el primer módulo 30 a la unidad 10 base. Posteriormente, un segundo trabajo puede requerir una funcionalidad adicional, que requiere que el operador retire el primer módulo 30 y sustituya el mismo con el segundo módulo 40.
La segunda configuración puede usarse en un sistema similar al usado con la primera configuración. La diferencia entre las dos configuraciones es que el servoamplificador 50 está situado en el segundo módulo 40 en la segunda configuración (y no en el controlador 91 de herramienta). Esto permite la colocación de más lógica de la herramienta 100 en la propia herramienta, en lugar colocar la misma en una posición remota.
Una realización de una segunda configuración de una herramienta se divulga en la patente US N° 7.090.031.
El segundo módulo 40 puede construirse como una única unidad, o puede construirse a partir de múltiples unidades diferentes. Las Figuras 7 y 8 incluyen el segundo módulo 40 como una única unidad. La Figura 9 ilustra una realización en la que el segundo módulo 40 incluye una primera unidad 40a y una segunda unidad 40b. Cada una de las unidades 40a, 40b separadas puede incluir características de conexión separadas para conectarse a la unidad 10 base y/o a otras unidades. Además, cada una de las unidades separadas puede incluir carcasas separadas. Los diversos componentes del segundo módulo 40 pueden dividirse en unidades separadas en una diversidad de maneras diferentes. En una realización, el servoamplificador 50 está en una primera unidad 40a, y el resto de los componentes están alojados en una segunda unidad 40b.
La unidad 10 base puede estar configurada para recibir cada uno de los módulos 30, 40 primero y segundo en la misma plataforma 18. Es decir, el primer módulo 30 está conectado a la plataforma 18 de la unidad 10 base en la primera configuración 100, y el segundo módulo 40 está conectado a la misma plataforma 18 en la segunda configuración. La herramienta 100 puede estar configurada también para que los diferentes módulos 30, 40 se conecten a diferentes plataformas 18 en la unidad 10 base. De esta manera, el primer módulo 30 se conecta a una primera plataforma 18 en la primera configuración, y el segundo módulo 40 se conecta a una segunda plataforma 18 diferente en la segunda configuración.
Tal como se ilustra en la Figura 5 con la primera configuración de herramienta, el primer módulo 30 incluye una plataforma 38 expuesta con un único puerto para conectarse con un cable 95 a los componentes aguas arriba del sistema 200. El único puerto permite recibir alimentación desde la fuente 92 de alimentación y comunicarse con al menos uno de los controladores 90, 91. Un servoamplificador 50 separado está asociado con cada herramienta 100. De esta manera, para cada herramienta 100, el sistema 200 incluye un servoamplificador 50 dedicado separado en el controlador 91 de herramienta. En sistemas 200 de herramienta relativamente grandes con un gran número de herramientas 100, pueden emplearse múltiples controladores 91 de herramienta diferentes para alojar los diferentes servoamplificadores 50. Cada uno de los controladores 91 de herramienta puede comunicarse con un controlador 90 de sistema común.
La segunda configuración de herramienta posiciona un servoamplificador 50 dedicado en el interior de cada uno de los módulos 40 en la herramienta 100. El sistema 200 incluye un único controlador 91 de herramienta que supervisa múltiples herramientas 100.
La segunda configuración de herramienta puede permitir también que las herramientas 100 se conecten entre sí en una configuración “Daisy-Chain”. La Figura 10 ilustra una configuración del segundo módulo 40 que permite esta configuración al tener puertos primero y segundo en la plataforma 38. El primer puerto es para conectarse a un nodo aguas arriba (tal como el controlador 91 de herramienta o una herramienta 100 aguas arriba) y está configurado para alimentación y datos. El segundo puerto está conectado a un nodo aguas abajo (otra herramienta 100) y, asimismo, está configurado para alimentación y datos. Las herramientas 100 están conectadas entre sí con un primer cable 95 conectado al primer puerto y un segundo cable 95 conectado al segundo puerto. La última herramienta 100 en la cadena (es decir, la herramienta 100 más aguas abajo) puede incluir una tapa de terminación en el segundo puerto para prevenir una transferencia de alimentación y/o datos más aguas abajo. De esta manera, la alimentación y los datos a los componentes aguas abajo pasan a través de las herramientas 100 aguas arriba.
La Figura 11 ilustra un proceso de uso de la herramienta 100. Inicialmente, el primer módulo 30 está conectada a la unidad 10 base (bloque 1100). Esta primera configuración de herramienta puede ocurrir cuando el entorno requiere que el servoamplificador 50 esté situado de manera remota. En una realización, esto ocurre cuando los armónicos que se producen durante el uso de la herramienta causan daños o problemas de fiabilidad con el servoamplificador 50. Esto puede ocurrir también cuando la herramienta se usa en un entorno físico particularmente no favorable (por ejemplo, frío, calor, humedad extremos). Una vez conectado el primer módulo 30, se hace funcionar la herramienta (bloque 1101). El servoamplificador 50 remoto en el controlador 91 de herramienta supervisa el proceso y puede realizar ajustes operativos de manera correspondiente.
Una vez completada la operación, el primer módulo 30 se retira desde la unidad 10 base (bloque 1102). A continuación, el segundo módulo 40 se conecta a la unidad 10 base (bloque 1103). A continuación, la herramienta 100 se hace funcionar en la segunda configuración con el servoamplificador 50 a bordo (bloque 1104).
Las características de diseño convertible de ubicar el servoamplificador en función de los requisitos operativos de la herramienta se han descrito en el contexto de un husillo. El uso de diversos husillos de apriete accionados eléctricamente para ayudar a automatizar los procesos de producción es bien conocido en la técnica. Por ejemplo, dichos husillos de apriete se emplean comúnmente en una línea de montaje para la producción de vehículos de motor y similares, donde se usan para apretar tornillos o tuercas. Las características de diseño convertible divulgadas en la presente solicitud son aplicables también en otras herramientas eléctricas. Los ejemplos incluyen, pero no se limitan a, robots, automatización discreta y equipo operado manualmente.
Las herramientas y los sistemas de herramienta descritos anteriormente incluyen un sistema de cableado para permitir enlaces de comunicación entre los diferentes componentes. Uno o más de los componentes pueden incluir también una interfaz inalámbrica, tal como mediante una interfaz Bluetooth o una interfaz de red de área local inalámbrica (WLAN). Los componentes de comunicación inalámbrica pueden estar situados en cada uno de los módulos 30, 40 primero y segundo. En otra realización, estos están situados en la unidad 10 base. Algunas realizaciones tienen un sistema 200 que incluye una combinación de cableado y comunicaciones inalámbricas.
Los términos espaciales relativos, tales como "bajo", "debajo", "inferior", "encima", "superior" y similares, se usan para facilitar la descripción para explicar el posicionamiento de un elemento con relación a un segundo elemento. Estos términos pretenden abarcar diferentes orientaciones del dispositivo, además de orientaciones diferentes de las representadas en las figuras. Además, los términos tales como "primero", "segundo" y similares, se usan también para describir diversos elementos, regiones, secciones, etc. y tampoco pretenden ser limitativos. Los términos similares se refieren a elementos similares a lo largo de la descripción.
Tal como se usan en el presente documento, las expresiones "que tiene", "que contiene", "que incluye", "que comprende" y similares son expresiones abiertas que indican la presencia de elementos o características indicados, pero no excluyen elementos o características adicionales. Los artículos "un", "una" y "el", “la” pretenden incluir tanto el plural como el singular, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
La presente invención puede llevarse a la práctica de maneras específicas distintas a las expuestas en el presente documento sin apartarse del alcance y de las características esenciales de la invención.

Claims (14)

REIVINDICACIONES
1. Herramienta que puede convertirse para ser usada en una de entre una primera configuración y una segunda configuración, comprendiendo la herramienta:
una unidad (10) base que recibe alimentación y comunicaciones de datos desde una fuente remota, comprendiendo la unidad (10) base:
un motor (11);
un accionamiento (14) de salida que es accionado por el motor (11); y
una carcasa (19) que se extiende alrededor del motor (11) y del accionamiento (14) de salida, comprendiendo la carcasa (19) una plataforma (18) de montaje; un módulo (30) no servo-controlado que no incluye un servoamplificador, comprendiendo el módulo no servo-controlado:
una primera interfaz (31) de conector; y
una primera carcasa que se extiende alrededor de la primera interfaz (31) de conector, comprendiendo la primera carcasa un primer soporte (38);
un módulo (40) servoamplificador que comprende:
un servoamplificador (50) configurado para supervisar el estado del motor (11) y para realizar ajustes para que el motor (11) funcione con los ajustes deseados;
un circuito (41) de procesamiento;
una segunda interfaz (43) de conector; y
una segunda carcasa que se extiende alrededor del servoamplificador (50), del circuito (41) de procesamiento y de la segunda interfaz (43) de conector, comprendiendo la segunda carcasa un segundo soporte (48);
la plataforma (18) de montaje de la unidad (10) base configurada para conectarse de manera desmontable cada vez a uno de entre el módulo (30) no servo-controlado y el módulo (40) servoamplificador;
una primera configuración que comprende el módulo (30) no servo-controlado conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad (10) base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad (10) base pasando a través del módulo (30) no servo-controlado;
una segunda configuración que comprende el módulo (40) servoamplificador conectado de manera desmontable, física y eléctricamente, a la unidad (10) base con la alimentación y las comunicaciones de datos desde la fuente remota que se reciben en la unidad (10) base pasando a través del módulo (40) servoamplificador.
2. Herramienta según la reivindicación 1, que comprende además un puerto base posicionado en la plataforma (18) de montaje, un primer puerto posicionado en el primer soporte (38) y un segundo puerto posicionado en el segundo soporte (48), comprendiendo la primera configuración el primer puerto acoplado, física y eléctricamente, con el puerto base de la unidad (10) base, y comprendiendo la segunda configuración el segundo puerto acoplado, física y eléctricamente, con el puerto base de la unidad (10) base.
3. Herramienta según la reivindicación 1, en la que la unidad (10) base comprende además un transductor (13) de par y una unidad (12) de engranaje.
4. Herramienta según la reivindicación 1, en la que cada uno de entre el módulo (30) no servo-controlado y el módulo (40) servo comprende una pantalla (32, 44) de visualización.
5. Herramienta según la reivindicación 1, en la que el motor (11) de la unidad (10) base está configurado para ser ajustable en base a las señales recibidas desde un servoamplificador remoto.
6. Herramienta según la reivindicación 1, en la que el servoamplificador (50) comprende un convertidor analógico-adigital.
7. Método para hacer funcionar una herramienta según una de las reivindicaciones anteriores, comprendiendo el método:
conectar eléctrica y físicamente un módulo (30) no servo-controlado a una unidad (10) base con el módulo (30) no servo-controlado posicionado en una posición (18) de montaje en la unidad (10) base, el módulo (30) no servocontrolado no incluye un servoamplificador;
hacer funcionar la herramienta en una primera configuración mientras la alimentación y los datos desde una fuente remota pasan a través del módulo (30) no servo-controlado a la unidad (10) base;
retirar el módulo (30) no servo-controlado desde la unidad (10) base;
conectar eléctrica y físicamente un módulo (40) servo en la posición (18) de montaje en la unidad (10) base donde estaba conectado anteriormente el módulo (30) no servo-controlado, comprendiendo el módulo (40) servo un servo amplificador (50);
hacer funcionar la herramienta en una segunda configuración mientras la alimentación y los datos desde la fuente remota pasan a través del módulo (40) servo a la unidad (10) base; y
supervisar un motor (11) en la unidad (10) base con el servoamplificador (50) en el módulo (40) servo mientras la herramienta se hacer funcionar en la segunda configuración.
8. Método según la reivindicación 7, que comprende además conectar un puerto base en la unidad (10) base con un primer puerto en el módulo (30) no servo-controlado mientras la herramienta está en la primera configuración y con un segundo puerto en el módulo (40) servo mientras la herramienta está en la segunda configuración.
9. Método según la reivindicación 7, que comprende además realizar conversiones analógico-a-digital de las señales de motor en el servoamplificador (50).
10. Método según la reivindicación 7, que comprende además conectar el módulo (40) servo a una herramienta aguas abajo y transferir alimentación e información de datos a través del módulo (40) servo a la herramienta aguas abajo.
11. Método según la reivindicación 7, que comprende además poner en contacto una primera carcasa del módulo (30) no servo-controlado contra una carcasa de la unidad (10) base en la primera configuración y poner en contacto una segunda carcasa del módulo (40) servo contra la carcasa de la unidad (10) base en la segunda configuración.
12. Método según la reivindicación 7, que comprende además desactivar la unidad (10) base desconectando tanto el módulo (30) no servo-controlado como el módulo (40) servo desde la unidad (10) base.
13. Método según la reivindicación 7, que comprende además conectar un cable de alimentación y de datos al módulo (30) no servo-controlado en la primera configuración y al módulo (40) servo en la segunda configuración.
14. Método según la reivindicación 7, que comprende además conectar el módulo (40) servo a la unidad (10) base y posicionar el servoamplificador (50) en el exterior de la carcasa de la unidad (10) base.
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