ES2948815T3 - Codificador rotatorio y método para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio - Google Patents

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ES2948815T3 ES20160455T ES20160455T ES2948815T3 ES 2948815 T3 ES2948815 T3 ES 2948815T3 ES 20160455 T ES20160455 T ES 20160455T ES 20160455 T ES20160455 T ES 20160455T ES 2948815 T3 ES2948815 T3 ES 2948815T3
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Abstract

La invención se refiere a un codificador rotatorio (200) que comprende medios (250, 260; 201; 202; 500) para detectar un mal funcionamiento del codificador rotatorio, comprendiendo el codificador rotatorio un rotor (250), un estator (260) y un eje (210) que tiene una configuración de rodamiento (220), un casquillo axial (230) conectado internamente a la configuración de rodamiento (220) y dispuesto de forma giratoria en una carcasa (280) del codificador giratorio. Se disponen medios de resorte (270) para pretensar el casquillo y la configuración del cojinete. Se dispone una disposición de distanciamiento para cambiar una distancia axial entre el rotor y el estator mediante la rotación del casquillo resultante del mal funcionamiento de la configuración del cojinete y mediante la creación de una mayor distancia entre el rotor y el estator. La distancia aumentada es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del eje, según lo detectado por el codificador rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado. La invención se refiere también a un producto de programa informático que comprende un código de programa (P) para un ordenador (201; 202; 500) para implementar un método según la invención. La invención se refiere también a un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio y un conjunto (100) que comprende el codificador rotatorio. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)

Description

DESCRIPCIÓN
Codificador rotatorio y método para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio
Campo técnico
La presente invención se refiere a un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio, el codificador rotatorio comprende un rotor, un estator y un árbol que tiene una configuración de rodamiento. La invención se refiere también a un producto de programa informático que comprende un código de programa para un ordenador para implementar un método de acuerdo con la invención. Se relaciona también con un codificador rotatorio y un ensamble equipado con el codificador rotatorio.
Técnica antecedente
Los codificadores rotatorios se utilizan en la industria para monitorizar la posición y velocidad y normalmente se montan sobre un árbol de un motor o en una caja de engranajes de un ensamble. Los codificadores rotatorios pueden estar equipados con una unidad de rotor y una unidad de estator para detectar parámetros operativos del árbol del ensamble.
Los codificadores rotatorios se montan sobre un árbol del codificador rotatorio y se pueden utilizar varios rodamientos para una operación adecuada. En caso de que los rodamientos del codificador rotatorio se bloqueen o se vuelvan lentos, se incrementa un par de accionamiento sobre el árbol del codificador rotatorio y eventualmente puede provocar que se rompa una conexión entre el árbol del codificador rotatorio y el árbol del ensamble.
La patente estadounidense No. 6,630,659 divulga un transductor de posición que comprende un disco codificador conectado rígidamente a un rotor de un motor eléctrico rotatorio alrededor de un eje, el disco codificador tiene una pista anular para indicar directamente una posición angular del disco codificador.
El documento DE 102018210989 divulga un dispositivo de medición para un husillo o para una mesa rotatoria con al menos dos sensores de primera y segunda posición dispuestos para ser poder rotar alrededor de un eje de rotación.
El documento DE 2010046251 divulga un dispositivo de medición de posición rotacional para un rotor, que comprende un sensor magnético dispuesto frente a un sensor de disco de código óptico y una unidad de evaluación para determinar un desplazamiento del rotor.
El documento DE 2012207656 divulga un dispositivo de medición de posición que comprende una unidad de escaneo que genera señales de salida, de tal manera que se determina un ángulo o rotación asociada con el movimiento relativo entre un ítem sujeto a medición y la unidad de escaneo.
Resumen de la invención
Un objeto de la presente divulgación es proporcionar un codificador rotatorio y un método correspondiente, que busca mitigar, aliviar o eliminar una o más de las deficiencias identificadas anteriormente en la técnica y las desventajas, individualmente o en cualquier combinación.
Un objeto de la presente invención en la reivindicación 1 es proponer un método novedoso y ventajoso para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio y proporcionar de esta manera una operación más fiable y seguro de un codificador rotatorio.
Otro objeto de la invención en la reivindicación 6 es proponer un codificador rotatorio novedoso y ventajoso y un producto de programa informático novedoso y ventajoso en la reivindicación 12 para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio y para lograr una detección automatizada y fácil de utilizar de los rodamientos con mal funcionamiento de un codificador rotatorio.
Las realizaciones ventajosas se representan en las reivindicaciones dependientes. Sustancialmente, las mismas ventajas de las etapas del método propuesto son válidas para los medios correspondientes del codificador rotatorio propuesto.
De acuerdo con la invención, se proporciona un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador rotatorio, el codificador rotatorio comprende un rotor, un estator y un árbol que tiene una configuración de rodamiento, el método comprende las etapas de:
- proporcionar un casquillo axial conectado internamente a la configuración de rodamiento y dispuesto de forma rotatoria en una carcasa del codificador rotatorio, el codificador rotatorio comprende una disposición de distanciamiento que se dispone para cambiar una distancia axial entre el rotor y el estator;
- tensar previamente el casquillo y la configuración de rodamiento en una primera dirección axial por medio de un miembro de resorte;
- desplazar el casquillo y la configuración de rodamiento junto con el rotor en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo resultante del mal funcionamiento de la configuración de rodamiento y mediante la creación de una mayor distancia entre el rotor y estator provocada por la disposición de distanciamiento, cuya mayor distancia es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol, según se detectada por el codificador rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
La disposición de distanciamiento puede, de acuerdo con un ejemplo, comprender una serie de miembros alargados, tales como pasadores, que se disponen en una hendidura respectiva durante la operación normal, sin mal funcionamiento, del codificador rotatorio. Por la presente, de acuerdo con un ejemplo, el casquillo comprende al menos una hendidura, cada una de las cuales se dispone para recibir un pasador. La disposición de distanciamiento puede ser cualquier medio adecuado que se dispone para aumentar la distancia entre el rotor y el estator en un estado de mal funcionamiento del codificador rotatorio.
En el presente documento, las posiciones angulares del árbol corresponden a las posiciones angulares del rotor.
La detectabilidad reducida de las posiciones angulares del rotor/árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, se puede relacionar con los valores de amplitud de las mediciones de las posiciones angulares del rotor/árbol. De acuerdo con un ejemplo, se determina que existe una detectabilidad disminuida relacionada con las posiciones angulares del rotor/árbol ésta a punto de alcanzarse si al menos un número de valores de amplitud de las mediciones de posiciones angulares están por debajo de un nivel de umbral predeterminado durante un intervalo de tiempo predeterminado.
La detectabilidad reducida de las posiciones angulares del rotor/árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, se puede relacionar con una frecuencia de detección de las posiciones angulares del rotor/árbol. De acuerdo con un ejemplo, se determina que una detectabilidad disminuida en relación con las posiciones angulares del rotor/árbol ésta a punto de alcanzarse si la frecuencia de detección de las posiciones angulares está por debajo de un nivel de umbral predeterminado durante un intervalo de tiempo predeterminado. En dicho caso, la detección de las posiciones angulares del rotor/árbol no se interrumpe por completo, pero no se detectan/registran con precisión una serie de mediciones durante el intervalo de tiempo predeterminado.
Por lo tanto, se proporciona una operación segura y fiable del codificador rotatorio. Por la presente, se puede interrumpir la operación de un ensamble asociado antes de que se produzca un daño o desgaste grave de los componentes del ensamble y/o del codificador rotatorio. Por la presente, se pueden sostener altos estándares de operación, que involucran un pequeño número de perturbaciones inesperadas.
El método puede comprender la etapa de desplazar el casquillo y la configuración de rodamiento junto con el rotor en la segunda dirección axial una distancia adaptada a un método de detección del codificador rotatorio. Los ejemplos de dichos métodos de detección pueden incluir tecnologías de detección capacitiva, óptica, inductiva y magnética. Por la presente, se proporciona un método versátil. Al desplazar el casquillo y la configuración de rodamiento junto con el rotor en la segunda dirección axial sobre la base de un método de detección del codificador rotatorio, se logra una forma robusta de interrupción de la señal. Además, por la presente no es necesario que el espacio entre el rotor y el estator sea mayor de lo necesario, lo que ventajosamente puede dar como resultado un diseño compacto del codificador rotatorio.
El método puede comprender la etapa de generar una señal de alarma cuando está disponible una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, está a punto de alcanzar un nivel por debajo de un umbral predeterminado. Por la presente, se proporciona un método automatizado y fácil de utilizar.
El método puede comprender la etapa de interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, está a punto de alcanzar un nivel por debajo de un umbral predeterminado. Por la presente, se proporciona un método automatizado y fácil de utilizar.
El método puede comprender la etapa de generar una señal de alarma cuando se está a punto alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio. Por la presente, se puede informar a un operador del codificador rotatorio sobre la detección interrumpida y tomar las medidas adecuadas, tal como interrumpir la operación de un montaje que está dispuesto con el codificador rotatorio.
El método puede comprender la etapa de interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio. Por la presente, se proporciona un método fácil de utilizar.
Ventajosamente se puede conseguir de esta manera un cierre controlado del ensamble.
El método puede comprender la etapa de proporcionar más de una hendidura al casquillo, cada una de las hendiduras se puede disponer para recibir un pasador respectivo. Por la presente, se consigue una operación más equilibrada del codificador rotatorio. Al proporcionar una pluralidad de hendiduras que sostienen un pasador respectivo simétricamente en el casquillo, se logra un nivel reducido de emisiones de ruido. Al proporcionar una pluralidad de hendiduras que sostienen un pasador respectivo simétricamente en el casquillo, se logra un nivel reducido de vibraciones durante la operación del codificador.
De acuerdo con la invención, se proporciona un codificador rotatorio que comprende medios para detectar el mal funcionamiento del codificador rotatorio, el codificador rotatorio comprende un rotor, un estator y un árbol que tiene una configuración de rodamiento, el codificador rotatorio comprende además:
- un casquillo axial conectado internamente a la configuración de rodamiento y dispuesto de forma rotatoria en una carcasa del codificador rotatorio;
- medios de resorte que se disponen para tensar previamente el casquillo y la configuración de rodamiento en una primera dirección axial;
- una disposición de distanciamiento que se dispone para cambiar una distancia axial entre el rotor y el estator, en el que el casquillo y la configuración de rodamiento junto con el rotor se disponen para ser desplazados en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo resultante del mal funcionamiento de la configuración de rodamiento y mediante la creación de una mayor distancia entre el rotor y el estator, cuya mayor distancia es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
El codificador rotatorio puede comprender medios que se disponen para desplazar el casquillo y la configuración de rodamiento junto con el rotor en la segunda dirección axial una distancia adaptada a un método de detección del codificador rotatorio. La disposición de distanciamiento puede comprender al menos una hendidura y pasadores respectivos, en los que los pasadores se pueden sacar de posición de las hendiduras cuando la configuración de rodamiento tiene mal funcionamiento.
El codificador rotatorio puede comprender:
- medios dispuestos para generar una señal de alarma cuando una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, está a punto de alcanzar un nivel por debajo de un umbral predeterminado; y/o
- medios dispuestos para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol, según se detecta por el codificador rotatorio, está a punto de alcanzar un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
El codificador rotatorio puede comprender:
- medios que se disponen para generar una señal de alarma cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio; y/o
- medios que se disponen para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio.
Los medios que se disponen para generar una señal de alarma pueden comprender una unidad de control electrónico (ECU). Los medios que se disponen para interrumpir automáticamente la operación del ensamble pueden comprender una unidad de control electrónico.
De acuerdo con un ejemplo, el codificador rotatorio puede comprender más de una hendidura del casquillo, cada una de las hendiduras se dispone para recibir un pasador respectivo. Por ejemplo, se pueden proporcionar 3, 4 o 5 hendiduras, cada una de las cuales se asocia con un pasador. Los pasadores pueden ser cualquier miembro alargado adecuado para el propósito. Los pasadores pueden consistir en cualquier metal o aleación de metal. Los pasadores pueden consistir al menos parcialmente en un material plástico o cualquier otro material adecuado.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un ensamble que comprende un codificador rotatorio de acuerdo con la divulgación. El ensamble puede ser cualquier dispositivo, sistema, instalación, máquina, plataforma, configuración en la que sea aplicable el codificador rotatorio. El ensamble puede comprender cualquiera de una configuración de motor eléctrico, motor de combustión y árbol de transmisión.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo una cualquiera de las etapas del método representado en el presente documento.
De acuerdo con un aspecto de la invención, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por un ordenador, hacen que el ordenador lleve a cabo una cualquiera de las etapas del método representado en el presente documento.
De acuerdo con la invención, se proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por una disposición de control electrónico, hacen que la disposición de control electrónico lleve a cabo cualquiera de las etapas del método representado en el presente documento.
De acuerdo con la invención, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por una disposición de control electrónico, hacen que la disposición de control electrónico lleve a cabo una cualquiera de las etapas del método representado en el presente documento.
Los objetos, ventajas y características novedosas adicionales de la presente invención resultarán evidentes para un experto en la técnica a partir de los siguientes detalles, y también al poner en práctica la invención. Mientras que la invención se describe a continuación, se debe observar que no se limita a los detalles específicos descritos. Un experto en la técnica que tenga acceso a las enseñanzas del presente documento reconocerá aplicaciones, modificaciones e incorporaciones adicionales en otros campos, que están dentro del alcance de las reivindicaciones adjuntas y, por lo tanto, de la invención.
Breve descripción de los dibujos
Para una comprensión más completa de las realizaciones de la presente invención y sus objetivos y ventajas adicionales, la descripción detallada que se establece a continuación se debe leer junto con los dibujos acompañantes, en los que las mismas anotaciones de referencia indican ítems similares en los diversos diagramas, y en los que:
La Figura 1 ilustra esquemáticamente un ensamble de acuerdo con una realización de la invención;
La Figura 2 ilustra esquemáticamente un codificador rotatorio de acuerdo con una realización de la invención;
La Figura 3a ilustra esquemáticamente dos estados diferentes de un codificador rotatorio de acuerdo con una realización de la invención;
La Figura 3b ilustra esquemáticamente dos estados diferentes de un codificador rotatorio de acuerdo con una realización de la invención;
La Figura 4a es un diagrama de flujo esquemático de un método de acuerdo con una realización de la invención;
La Figura 4b es un diagrama de flujo esquemático de un método de acuerdo con una realización de la invención; y
La Figura 5 ilustra esquemáticamente un ordenador de acuerdo con una realización de la invención.
Descripción detallada
La Figura 1 representa una vista lateral de un ensamble 100. El ensamble 100 ejemplificado es una grúa para el movimiento de diversos productos. El ensamble 100 comprende una unidad 120 de motor que se dispone para controlar la operación de una unidad 130 de cilindro para sujetar un cable 180 de grúa. La unidad 130 de cilindro se puede denominar alternativamente “tambor”. El cable 180 de grúa se adapta para sujetar de forma separable una carga 170 en un extremo del mismo. La grúa se puede proporcionar con una serie de miembros 160 de soporte. Se dispone una primera disposición 201 de control electrónico para comunicación con una segunda disposición 202 de control electrónico a través de un enlace L202. Alternativamente, la primera disposición 201 de control se dispone para comunicación directamente con la unidad 120 de motor. La segunda disposición 202 de control se dispone para comunicación con la unidad 120 de motor a través de un enlace L120. La primera y/o segunda disposición de control se puede disponer para controlar la operación del ensamble 100, por ejemplo, al controlar la unidad 120 de motor. Por la presente, se puede controlar el movimiento rotacional/lateral de la unidad 130 de cilindro y por la presente la carga 170 se puede transportar/posicionar/mover, en direcciones verticales y laterales, de acuerdo con las señales de comando del operador. Alternativamente, la operación de la unidad 130 de cilindro se puede realizar de forma automática/autónoma por medio de la segunda disposición 202 de control.
Un árbol 210 de un codificador 200 rotatorio se puede disponer mecánicamente a través de un embrague 140 a un árbol de la unidad 130 de cilindro. La segunda disposición 202 de control se puede disponer para controlar la operación del embrague 140. De acuerdo con un ejemplo, el árbol 210 del codificador 200 rotatorio se dispone mecánicamente en el árbol de la unidad 130 de cilindro a través de un medio de acoplamiento. El medio de acoplamiento que se dispone para conectar el árbol 210 del codificador 200 rotatorio y un árbol externo, tal como el árbol de la unidad 130 de cilindro, se representa con mayor detalle con referencia a la Figura 2. La primera disposición 201 de control se dispone para comunicación con el codificador rotatorio a través de un enlace L201. El codificador 200 rotatorio se dispone para determinar los parámetros operativos del ensamble 100. Dichos parámetros operativos pueden ser, por ejemplo, velocidad de rotación del árbol de la unidad de cilindro y/o posiciones de rotación relativas del árbol de la unidad de cilindro.
El método y el codificador rotatorio divulgados en el presente documento son aplicables a los sistemas de molino de papel y laminadores. El método y el codificador rotatorio divulgados en el presente documento son aplicables a sistemas de ascensores, sistemas de plataformas petrolíferas y diversas herramientas de máquinas. Por lo tanto, el codificador rotatorio puede ser aplicable a una gran variedad de ensambles.
El método propuesto y el codificador rotatorio propuesto son aplicables a varios ensambles que comprenden un motor/motor para rotar un árbol. El ensamble puede ser un vehículo tal como una máquina minera, tractor, volquete, cargadora de ruedas, máquina forestal, excavadora, vehículo de construcción de carreteras, niveladora, vehículo de emergencia o vehículo oruga. El método propuesto y el codificador rotatorio propuesto son, de acuerdo con un aspecto de la divulgación, muy adecuados para otras aplicaciones que comprenden un árbol rotatorio distinto de los vehículos, por ejemplo, embarcación. La embarcación puede ser de cualquier tipo, por ejemplo, lanchas a motor, barcos a vapor, transbordadores, buques o submarinos.
El método y el codificador rotatorio divulgados en el presente documento son aplicables a varios ensambles/plataformas estacionarios que comprenden un árbol de rotación, tal como un molino de viento para generar electricidad.
De acuerdo con un ejemplo, se proporciona una cantidad de codificadores 200 rotatorios al ensamble 100 para detectar parámetros operativos de varios componentes/unidades/disposiciones del ensamble 100. Dicha cantidad de codificadores 200 rotatorios puede ser 2, 3, 4 o mayor.
El término “enlace” se refiere en el presente documento a un enlace de comunicación que puede ser una conexión física tal como un cable multinúcleo, una línea de comunicación optoelectrónica o una conexión no física tal como una conexión inalámbrica, por ejemplo, un enlace de radio o un enlace de microondas.
El término “disposición de control electrónico” se define de acuerdo con una realización en el presente documento como una disposición que comprende solo una disposición de control electrónico o una serie de disposiciones de control electrónico conectadas. Dicha disposición de control electrónico o dicha cantidad de disposiciones de control electrónico se pueden disponer para realizar las etapas de acuerdo con el método representado en el presente documento.
La terminología utilizada en el presente documento tiene el propósito de describir aspectos particulares de la divulgación solamente, y no pretende limitar la divulgación. Como se utiliza en el presente documento, las formas singulares “un”, “una” y “el” también incluyen las formas plurales, a menos que el contexto indique claramente lo contrario.
En algunas implementaciones y de acuerdo con algunos aspectos de la divulgación, las funciones o etapas señaladas en los bloques pueden ocurrir fuera del orden indicado en las ilustraciones operativas. Por ejemplo, dos bloques mostrados en sucesión se pueden, de hecho, ejecutar sustancialmente al mismo tiempo o, a veces, los bloques se pueden ejecutar en el orden inverso, dependiendo de la funcionalidad/acciones involucradas. También, las funciones o etapas anotadas en los bloques, de acuerdo con algunos aspectos de la divulgación, se pueden ejecutar continuamente en un bucle.
Debe enfatizarse que el término “comprende/que comprende” cuando se utiliza en esta especificación se toma para especificar la presencia de características, enteros, etapas o componentes establecidos, pero no excluye la presencia o adición de uno o más de otras características, enteros, etapas, componentes o grupos de los mismos.
Cabe señalar además que cualquier signo de referencia no limita el alcance de las reivindicaciones, que las realizaciones de ejemplo se pueden implementar al menos en parte por medio de hardware y software, y que varias “disposiciones”, “medios”, “unidades” o “dispositivos” se pueden representar por el mismo ítem de hardware.
La Figura 2 ilustra esquemáticamente un codificador 200 rotatorio de acuerdo con una realización de la invención. El codificador 200 rotatorio comprende un árbol 210. El árbol 210 se configura para adherirse a un dispositivo de rotación de un ensamble, tal como el ensamble 100 representado con mayor detalle con referencia a la Figura 1. El codificador rotatorio se dispone para determinar los valores de un conjunto de parámetros operativos del árbol 210. Los parámetros operativos pueden ser las características de la operación del ensamble 100. De acuerdo con un ejemplo, el conjunto de parámetros operativos puede comprender el parámetro “posición angular predominante del árbol 210”. De acuerdo con un ejemplo, el conjunto de parámetros operativos puede comprender cualquiera de los parámetros: posición angular predominante del árbol 210 y velocidad de rotación del árbol 210.
De acuerdo con un ejemplo, el árbol 210 se puede conectar a un dispositivo de rotación del ensamble por medio de una hendidura 290. Esto permite una conexión de manera fija rotatoria. Alternativamente, el árbol 210 se puede conectar a un dispositivo de rotación del ensamble por medio de cualquier medio de sujeción adecuado. De acuerdo con un ejemplo, la conexión entre el árbol 210 y un dispositivo de rotación del ensamble se realiza a través de un dispositivo de acoplamiento de árboles. De acuerdo con un ejemplo, la conexión entre el árbol 210 y un dispositivo de rotación del ensamble se realiza a través de un embrague. Esto permite una conexión liberable. La conexión entre el árbol 210 y el dispositivo de rotación del ensamble permite el movimiento de un paquete que comprende la configuración 220 de rodamiento, el casquillo 230, el árbol 210 y el rotor 250.
Una configuración 220 de rodamiento se dispone fijamente en el árbol 210. La configuración 220 de rodamiento puede comprender cualesquier rodamientos adecuados. De acuerdo con esta realización, la configuración 220 de rodamiento comprende un conjunto de dos rodamientos de elementos rodantes. Ventajosamente, se proporcionan al menos dos rodamientos de elementos rodantes para lograr una operación equilibrada y de baja vibración del codificador 200 rotatorio.
Un casquillo 230 axial se conecta internamente a la configuración 220 de rodamiento. La configuración 220 de rodamiento se dispone de forma fija en el interior del casquillo 230. El casquillo 230 se dispone de forma rotatoria en una carcasa 280 del codificador 200 rotatorio. Por la presente, una superficie exterior del casquillo 230 no se asegura de forma fija a la carcasa 280. El casquillo 230 axial puede tener una forma cilíndrica. El casquillo 230 puede consistir en cualquier material adecuado, como un metal o una aleación, por ejemplo, cobre o acero inoxidable. La carcasa 280 puede consistir en cualquier material adecuado, como metal, aleación o material plástico.
Un miembro 270 de resorte se dispone para tensar previamente un paquete que comprende el casquillo 230, la configuración 220 de rodamiento, el árbol 210 y el rotor 250 en una dirección hacia el estator 260. Esta dirección se denomina primera dirección axial. El miembro 270 de resorte puede ser cualquier elemento de resorte adecuado. De acuerdo con una realización, el miembro de resorte es un resorte ondulado. El resorte ondulado puede comprender un alambre plano enrollado con ondas. El resorte ondulado puede ser un resorte ondulado de una sola vuelta. El resorte ondulado puede ser un resorte ondulado de múltiples vueltas. El miembro 270 de resorte puede, de acuerdo con un ejemplo, ser un resorte helicoidal. De acuerdo con una realización, el miembro 270 de resorte comprende una cantidad de elementos de resorte que se disponen para tensar previamente el paquete que comprende la configuración 220 de rodamiento y el casquillo 230 en la primera dirección axial del árbol 210.
El casquillo 230 comprende al menos una hendidura. De acuerdo con una realización de ejemplo, el casquillo 230 comprende una primera hendidura 245a y una segunda hendidura 245b. De acuerdo con un ejemplo, la primera hendidura 245a y la segunda hendidura 245b se disponen diametralmente opuestas entre sí. Esto proporciona ventajosamente una operación más equilibrada del codificador 200 rotatorio. Se puede proporcionar cualquier cantidad adecuada de hendiduras al casquillo 230. Preferiblemente, las hendiduras se distribuyen uniformemente en el casquillo 230. Cada hendidura del casquillo 230 se proporciona en un primer extremo del casquillo 230 que se orienta hacia el rotor 250. El casquillo 230 tiene un segundo extremo que se orienta hacia el miembro 270 de resorte. Cada hendidura proporciona un perfil que tiene una extensión en dirección axial del casquillo 230. Cada hendidura proporciona un perfil que tiene una extensión en dirección circunferencial del casquillo 230.
Cada una de las hendiduras proporcionadas del casquillo 230 se dispone para recibir un pasador respectivo. Alternativamente, se puede disponer cualquier estructura adecuada, tal como un tornillo, un miembro alargado, una protuberancia, para forzar el casquillo 230 cuando el casquillo gira hacia el miembro 270 de resorte. De acuerdo con este ejemplo, la primera hendidura 245a se dispone para recibir un primer pasador 240a y la segunda hendidura 245a se dispone para recibir un segundo pasador 240b. El primer pasador 240a y el segundo pasador 240b se disponen de tal manera que provocan un movimiento axial del casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento cuando salen de la hendidura respectiva cuando el casquillo 230 es forzado en la rotación debido a un mal funcionamiento de la configuración 220 del rodamiento. El primer pasador 240a y el segundo pasador 240b están por la presente en contacto con porciones respectivas de la carcasa 280. Por la presente, los pasadores se disponen para empujar/mover un paquete que comprende la configuración 220 de rodamiento y el casquillo en una dirección axial hacia el miembro 270 resorte. Por la presente, se logra un desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260, cuyo desplazamiento de acuerdo con un ejemplo es suficiente para interrumpir la detección de posiciones angulares del árbol 210/rotor 250 proporcionado por el codificador 200 rotatorio. Por la presente, se logra un desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260, cuyo desplazamiento de acuerdo con un ejemplo es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250 proporcionado por el codificador 200 rotatorio a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
Los perfiles de las hendiduras y los pasadores respectivos se diseñan de acuerdo con un método de detección del codificador 200 rotatorio, por ejemplo, método de detección óptica o método de detección inductiva. Por la presente, se predetermina y adapta un desplazamiento del casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento junto con el rotor 250 y el árbol 210 al método de detección del codificador rotatorio. Se puede determinar empíricamente un desplazamiento requerido para la interrupción de la señal entre el rotor 250 y el estator 260 del codificador 200 rotatorio.
El codificador 200 rotatorio funciona al estar configurado para detectar la rotación relativa del rotor 250 y el estator 260. La rotación del rotor 250 con respecto al estator 260 se puede detectar utilizando cualquier tecnología capaz de detectar dichos cambios. Ejemplos de dichas tecnologías incluyen detección capacitiva, óptica, inductiva y magnética. El codificador 200 rotatorio se puede configurar como un codificador rotatorio incremental y/o absoluto. Los términos rotor y estator se pueden referir tanto a componentes individuales como a agregados que cumplen una función común de rotor o estator.
El rotor 250 comprende además un primer disco que tiene una escala para detección de la rotación relativa entre el rotor 250 y el estator 260. El primer disco se monta en el árbol 210. Cuando el árbol 210 rota con respecto al estator 260, el circuito de medición de rotación en el estator 260 puede detectar cambios en la escala con respecto al circuito de medición de rotación. Por ejemplo, la escala puede comprender elementos inductivos, capacitivos y/o magnéticos configurados para hacer que una señal inductiva, capacitiva o magnética correspondiente cuando el primer disco se rota con respecto al estator 260. La escala puede ser parte de un codificador rotatorio óptico en el que el codificador rotatorio se configura para hacer brillar una luz sobre un fotodiodo a través de rendijas en el primer disco. Alternativamente, se puede utilizar una versión reflectiva de una tecnología de medición de rotación óptica para un codificador rotatorio óptico. Alternativamente, cualesquier componentes adecuados que se dispongan para detectar parámetros operativos se puede utilizar en el codificador 200 rotatorio. Los componentes se eligen sobre la base del método de detección de parámetros operativos del codificador 200 rotatorio.
El estator 260 comprende un segundo disco. El segundo disco comprende un aparato de medición configurado para detectar el movimiento relativo del primer y segundo discos, por ejemplo, al detectar dichas señales inductivas, capacitivas o magnéticas. El segundo disco puede ser una placa de circuito impreso.
De acuerdo con un ejemplo, el estator 260 no tiene conformación de disco y se puede denominar “escáner” o “unidad de escaneo”.
Se dispone una primera disposición 201 de control para la comunicación con el codificador 200 rotatorio a través de un enlace L201. De acuerdo con una realización, la primera disposición 201 de control se dispone para comunicación con el circuito de medición de rotación en el estator 260 a través del enlace L201. Por la presente, el estator 260 se dispone para enviar señales que comprenden información acerca de los parámetros operativos a la primera disposición 201 de control a través del enlace L201.
La primera disposición 201 de control se dispone para determinar los valores de los parámetros operativos. La primera disposición 201 de control se dispone para presentar valores determinados de los parámetros operativos a través de cualquier medio de presentación adecuado (no mostrado) a un operador del ensamble 100 y/o el codificador 200 rotatorio. La primera disposición 201 de control se dispone para determinar si se interrumpe la detección de los parámetros operativos. De acuerdo con un ejemplo, la disposición 201 de control se dispone para determinar si la detección de parámetros operativos se interrumpe debido a un desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260 provocado por un mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento.
De acuerdo con una realización, la primera disposición 201 de control se dispone para generar una señal de alarma cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de posiciones angulares del árbol 210/rotor 250, según se detecta por el codificador 200 rotatorio. Por lo tanto, la primera disposición 201 de control se dispone para proporcionar la señal de alarma a cualquier medio, tal como los medios de presentación, que se disponen para indicar el mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento a un operador.
De acuerdo con una realización, la primera disposición 201 de control se dispone para interrumpir automáticamente la operación del ensamble 100 conectado al codificador 200 rotatorio cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250, según se detecta por el codificador 200 rotatorio.
Un operador del ensamble 100 y/o el codificador 200 rotatorio, cuando corresponda, puede reiniciar la operación del ensamble 100 manualmente. Esto se puede realizar por medio de la primera disposición 201 de control y/o la segunda disposición 202 de control a través de una interfaz de usuario adecuada.
De acuerdo con un ejemplo, una operación de reinicio del ensamble 100 puede, cuando corresponda, realizarse automáticamente. Por la presente, se puede proporcionar un circuito de retención para, por ejemplo, el circuito de medición de rotación en el estator 260.
De acuerdo con un ejemplo, la detección de parámetros operativos se reanuda automáticamente después de la interrupción de la señal cuando corresponda.
Se dispone una segunda disposición 202 de control para comunicación con la primera disposición 201 de control a través de un enlace L202. Se puede conectado de forma liberable a la primera disposición 201 de control. Puede ser una disposición de control externa al ensamble 100. Se puede adaptar para realizar las etapas de acuerdo con las realizaciones de la divulgación del presente documento. Se puede utilizar para realizar una carga cruzada de software en la primera disposición 201 de control, particularmente software para aplicar el método de acuerdo con la divulgación del presente documento. Alternativamente, se puede disponer para comunicación con el primer dispositivo de control 201 a través de una red interna del ensamble 100. Se puede adaptar para realizar funciones que corresponden a aquellas del primer dispositivo de control 201, tales como generar una señal de alarma cuando está a punto de alcanzar la detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250, según se detecta por el codificador 200 rotatorio, y/o cuando se reduce una detectabilidad de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250, según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado. La segunda disposición 202 de control se puede disponer para operar el ensamble 100. Por ejemplo, la segunda disposición 202 de control se puede disponer para controlar la operación del motor 120 y el embrague 140 del ensamble 100.
De acuerdo con un ejemplo, el codificador 200 rotatorio se dispone para conectarse a un ensamble 100 para detectar parámetros operativos del mismo. De acuerdo con un ejemplo, un conjunto que comprende el codificador 200 rotatorio y la primera disposición 201 de control se dispone para conectarse a un ensamble que comprende la segunda disposición 202 de control, en el que la segunda disposición 202 de control es una disposición de control externa al codificador 200 rotatorio. El conjunto que comprende el codificador 200 rotatorio y la primera disposición 201 de control, por lo tanto, de acuerdo con un ejemplo, se puede disponer para ser “enchufado” a un ensamble 100 donde los parámetros operativos se deben detectar para varios propósitos.
De acuerdo con una realización, el circuito de medición de rotación en el estator 260 se puede disponer para realizar las mismas funciones que la primera disposición 201 de control y la segunda disposición 202 de control. Las etapas del método que se divulgan en el presente documento, por lo tanto, se pueden realizar por cualquiera de los circuitos de medición de rotación en el estator 260, la primera disposición 201 de control y la segunda disposición 202 de control.
Se dispone un miembro 290 de conexión en el árbol 210. El miembro 290 de conexión puede estar formado integralmente con el árbol 210. De acuerdo con una realización, el miembro 290 de conexión tiene una o más hendiduras. Esto se ilustra esquemáticamente en la Figura 2. De acuerdo con otro ejemplo, el miembro de conexión se forma como una o más protuberancias. El miembro 290 de conexión se dispone para fijar el árbol 210 a un árbol de un ensamble 100. En otras palabras, el miembro 290 de conexión se configura para asegurar de forma fija el árbol 210 a un árbol que es externo al codificador 200 rotatorio.
De acuerdo con una versión, los medios de sujeción del árbol externos al codificador 200 rotatorio se pueden disponer para interactuar con la al menos una hendidura del árbol 210 para lograr una conexión fijamente asegurada entre los dos árboles. De acuerdo con otra versión, los medios de sujeción del árbol externos al codificador 200 rotatorio se pueden disponer para interactuar con la al menos una protuberancia del árbol 210 para lograr una conexión fijamente asegurada entre los dos árboles. Los medios para conectar el árbol externo y el árbol 210 se pueden denominar medios de acoplamiento.
Cabe señalar que un paquete que comprende la configuración 220 de rodamiento, el casquillo 230, el árbol 210 y el rotor 250 se dispone para ser desplazado en la segunda dirección axial. El paquete se dispone para moverse de tal manera que la distancia entre el rotor 250 y el estator 260 aumenta desde una primera distancia d1 hasta una segunda distancia d2 (véase Fig. 3b). Por la presente, el miembro 290 de conexión y/o el árbol externo se disponen para permitir tal movimiento del paquete.
De acuerdo con un ejemplo, se utiliza un árbol 210 liso y los árboles se conectan por medio de abrazaderas. De acuerdo con un ejemplo, el árbol 210 es un árbol hueco para permitir la recepción de un árbol externo.
De acuerdo con un ejemplo, se puede proporcionar cualquier dispositivo de bloqueo adecuado para asegurar de manera fija el árbol 210 al árbol que es externo al codificador 200 rotatorio.
El miembro 290 de conexión se puede configurar para asegurar de manera liberable el árbol 210 al árbol que es externo al codificador 200 rotatorio.
El codificador 200 rotatorio se puede configurar además para escenarios de compatibilidad electromagnética. La carcasa 280 del codificador 200 rotatorio se puede disponer para fijar y proteger componentes EMC frágiles de las vibraciones. De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio comprende además descarga electrostática, ESD, blindaje dispuesto para proteger el codificador 200 rotatorio de carga y/o descarga electrostática. De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio comprende además un blindaje electromagnético dispuesto para evitar que la radiación electromagnética hacia y/o desde el codificador 200 rotatorio exceda un umbral predeterminado. De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio se configura para funcionar sin degradación en presencia de una perturbación electromagnética predeterminada. En otras palabras, de acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio se configura para ser electromagnéticamente inmune a una interferencia de radiofrecuencia predeterminada.
De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio puede comprender además un conjunto de componentes de sellado dispuestos en el codificador 200 rotatorio. El conjunto de componentes de sellado se dispone para sellar el codificador 200 rotatorio de un entorno.
De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio comprende un conjunto de componentes de sellado. El conjunto de componentes de sellado se dispone para sellar el codificador 200 rotatorio de un entorno.
De acuerdo con algunos aspectos, el codificador 200 rotatorio comprende un conjunto de separadores. El conjunto de separadores se configura para fijar una posición relativa entre dos o más componentes del codificador 200 rotatorio.
Cabe señalar que se pueden implementar muchas versiones diferentes de la disposición de distanciamiento. La disposición de distanciamiento puede, de acuerdo con un ejemplo, proporcionar una estructura invertida, en comparación con lo que se representó anteriormente, en la que las hendiduras, como se representa con referencia a la Figura 2 y la Figura 3a, se reemplazan con protuberancias y los pasadores se reemplazan con una contraparte con una hendidura. De acuerdo con este ejemplo, el casquillo 230 se proporciona con una serie de protuberancias y la carcasa se proporciona con las correspondientes hendiduras, cada una de las hendiduras se dispone para recibir una respectiva protuberancia. La función de dicho diseño es similar a la función del diseño representado con referencia a la Figura 2 y la Figura 3a, a saber, que el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento junto con el rotor 250 se desplazan en la segunda dirección axial por medio de la rotación del casquillo 230 como resultado del mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento y por medio de la creación de una mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260 provocada por la disposición de distanciamiento. La mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260 es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250, según se detecta por el codificador 200 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
De acuerdo con un ejemplo, la disposición de distanciamiento puede comprender una serie de hendiduras que se proporcionan sobre una superficie exterior de la configuración 220 de rodamiento, cada hendidura se dispone para recibir una protuberancia de la carcasa 280. De acuerdo con otro ejemplo, la disposición de distanciamiento puede comprender una serie de protuberancias que se proporciona sobre una superficie exterior de la configuración 220 de rodamiento, cada protuberancia se dispone en una hendidura respectiva de la carcasa 280.
La Figura 3a ilustra esquemáticamente dos estados diferentes de un codificador 200 rotatorio. El codificador 200 rotatorio se ilustra en una vista en sección transversal. De acuerdo con esta realización, se proporcionan dos hendiduras (245a, 245b) en el casquillo 230. Sin embargo, solo se ilustra una hendidura 245a. La hendidura 245b y un pasador correspondiente 240b no se ilustran. A la izquierda se ilustra un primer estado A del codificador rotatorio. A la derecha se ilustra un segundo estado B del codificador rotatorio.
El primer estado A se refiere a un estado normal de operación del codificador 200 rotatorio. En el presente documento, una distancia entre el rotor 250 y el estator 260 es suficiente para la detección normal/deseada/precisa de los parámetros operativos del árbol 210. Ejemplos de dichos parámetros operativos pueden ser la posición de rotación relativa del árbol 210 y la velocidad angular del árbol 210. La distancia entre el rotor 250 y el estator 260 puede ser una distancia óptima para la detección precisa y fiable de los parámetros operativos del árbol 210.
Como se ilustra con referencia al codificador rotatorio que se encuentra en el primer estado A, el miembro 270 de resorte se dispone para tensar previamente el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento en una primera dirección axial del árbol 210, es decir, hacia el estator 260 El pasador 240a se proporciona en la hendidura 245a. El pasador 240b se proporciona en la hendidura 245b.
El segundo estado B se refiere a un estado de operación del codificador 200 rotatorio en donde se está a punto de alcanzar un mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento. Por la presente, se ha aumentado un par de accionamiento de la configuración 220 de rodamiento hasta cierto nivel debido a que la configuración 220 de rodamiento está bloqueada o se ha vuelto lenta. En el presente documento se ha aumentado la distancia entre el rotor 250 y el estator 260, en comparación con la distancia de acuerdo con el primer estado operativo A, hasta tal punto que se interrumpe la detección de parámetros operativos del árbol 210. El desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260 por la presente no es lo suficientemente pequeño para una detección precisa y confiable de los parámetros operativos del árbol 210.
Como se ilustra con referencia a que el codificador 200 rotatorio está en el segundo estado B, el miembro 270 de resorte está en un estado comprimido provocado por el movimiento del casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento en la segunda dirección axial del árbol 210, es decir, lejos del estator 260. Los pasadores 240a y 240b no se proporcionan en la hendidura 245a y 245b, respectivamente, pero están afectando el casquillo 230, la configuración 220 de rodamiento y el rotor 250 para moverse en la segunda dirección axial, por lo que se logra el segundo estado operativo B. Una fuerza generada por la dislocación de los pasadores por la presente es superior a la de ganar fuerza del miembro 270 de resorte. Cuando los pasadores abandonan la hendidura respectiva, se logra una mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260. Los pasadores por la presente fuerzan a salir de la hendidura respectiva por medio de la rotación del casquillo 230 debido al mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento. Esta nueva mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260 es suficiente para interrumpir la detección de parámetros operativos del rotor 250 y el estator 260.
La forma/perfil de la al menos una hendidura del casquillo 230 puede ser cualquier forma/perfil adecuado. Las dimensiones de la al menos una hendidura del casquillo 230 pueden ser cualesquier dimensiones adecuadas. De acuerdo con un ejemplo, las hendiduras del casquillo 230 presentan una conformación de V. De acuerdo con un ejemplo, las hendiduras del casquillo presentan una conformación de U. De acuerdo con un ejemplo, las hendiduras del casquillo 230 presentan una conformación cóncava.
La forma/perfil de las clavijas del codificador 200 rotatorio puede ser cualquier forma/perfil adecuado. Las dimensiones de los pasadores del codificador 200 rotatorio pueden ser cualquier dimensión adecuada. De acuerdo con un ejemplo, los pasadores del codificador 200 rotatorio presentan un área de sección transversal circular. De acuerdo con un ejemplo, los pasadores del codificador 200 rotatorio presentan un área de sección transversal elíptica.
Cabe señalar que la forma/perfil y las dimensiones de las hendiduras del casquillo 230, así como la forma/perfil y las dimensiones de los pasadores correspondientes, se eligen para provocar una interrupción de la detección de parámetros operativos por medio del rotor 250 y el estator 260 cuando la configuración 220 de rodamiento tiene mal funcionamiento. El mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento se puede relacionar con el bloqueo de los rodamientos o que la configuración 220 de rodamiento se vuelva lenta por cualquier motivo.
La Figura 3b ilustra esquemáticamente las distancias entre el rotor 250 y el estator 260 en el primer estado operativo A y el segundo estado operativo B.
En el primer estado operativo A, el rotor 250 y el estator 260 están separados por una distancia d1. La distancia d1 es una distancia predeterminada, que permite la detección adecuada de los parámetros operativos del árbol 210.
En el segundo estado operativo B, el rotor 250 y el estator 260 están separados por una distancia d2. La distancia d2 es una distancia predeterminada, que no permite la detección adecuada de los parámetros operativos del árbol 210. En el segundo estado operativo B, la detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250 está a punto de alcanzar un nivel por debajo de un umbral predeterminado. En el segundo estado operativo B se está a punto de alcanzar la detección completamente interrumpida de las posiciones angulares del árbol 210/rotor 250.
La distancia d2 es mayor que la distancia d1.
La Figura 4a ilustra esquemáticamente un diagrama de flujo de un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador 200 rotatorio, el codificador 200 rotatorio comprende un rotor 250, un estator 260 y un árbol 210 que tiene una configuración 220 de rodamiento, de acuerdo con un ejemplo de la presente invención. Una etapa s401 del método comprende la etapa de proporcionar un casquillo 230 axial conectado internamente a la configuración 220 de rodamiento y dispuesto de manera rotatoria en una carcasa 280 del codificador rotatorio, el codificador rotatorio comprende una disposición de distanciamiento que se dispone para cambiar una distancia axial entre el rotor 250 y el estator 260.
Una etapa s402 del método comprende la etapa de tensar previamente el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento en una primera dirección axial por medio de un miembro 270 de resorte.
Una etapa s403 del método comprende la etapa de desplazar el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento junto con el rotor 250 en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo 230 que resulta del mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento y por medio de la creación de una mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260 provocada por la disposición de distanciamiento, dicha mayor distancia es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol 210, según se detecta por el codificador 100 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
La detectabilidad se puede relacionar con las amplitudes de las señales de posición angular medidas. El umbral predeterminado puede ser cualquier umbral adecuado, por ejemplo, 90 %, 80 % o 50 % de la amplitud promedio de las señales de posición angular medidas de un determinado intervalo de tiempo predeterminado. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser cualquier intervalo de tiempo adecuado, por ejemplo, 1 segundo o 5 segundos. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser menor de 1 segundo. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser superior a 5 segundos.
La detectabilidad se puede relacionar con la frecuencia de las posiciones angulares realmente detectadas durante un intervalo de tiempo predeterminado. El umbral predeterminado puede ser cualquier umbral adecuado, por ejemplo, 90 %, 80 % o 50 % de la frecuencia de detección de la frecuencia de detección normal/correcta durante un intervalo de tiempo predeterminado. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser cualquier intervalo de tiempo adecuado, por ejemplo, 1 segundo o 5 segundos. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser menor de 1 segundo. El intervalo de tiempo predeterminado puede ser mayor de 5 segundos.
Después de la etapa s403 del método, se termina/devuelve el método.
La Figura 4b ilustra esquemáticamente un diagrama de flujo de un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador 200 rotatorio, el codificador 200 rotatorio comprende un rotor 250, un estator 260 y un árbol 210 que tiene una configuración 220 de rodamiento.
El método comprende una etapa s410 del método. La etapa s410 del método comprende la etapa de proporcionar un casquillo 230 axial conectado internamente a la configuración 220 de rodamiento y dispuesto de forma rotatoria en una carcasa 280 del codificador 200 rotatorio, el casquillo 230 comprende al menos una hendidura cada una dispuesta para recibir un pasador respectivo. La al menos una hendidura se forma para tener una profundidad en la dirección axial del casquillo 230. Por lo presente, la al menos una hendidura se dispone para recibir un pasador respectivo en una dirección ortogonal a la dirección axial del casquillo 230. La etapa s410 puede comprender la etapa de proporcionar más de una hendidura al casquillo 230, cada una de las hendiduras se dispone para recibir un pasador respectivo. Después de la etapa s410 del método se puede realizar una etapa s420 del método posterior.
La etapa s420 del método puede comprender la etapa de tensar previamente el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento en una primera dirección axial por medio de un miembro 270 de resorte. La fuerza de actuación del miembro 270 de resorte se puede elegir sobre la base de características del codificador 200 rotatorio, tales como parámetros de diseño de las hendiduras y los respectivos pasadores.
Después de la etapa s420 del método se puede realizar una etapa s430 del método posterior.
La etapa s430 del método puede comprender la etapa de desplazar el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento junto con el rotor 250 en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo 230 debido a un mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento de tal manera que los pasadores dejen la hendidura respectiva y, por lo tanto, provoquen un desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260 suficiente para interrumpir la detección de las posiciones angulares del árbol 210 proporcionadas por el codificador 200 rotatorio. Por la presente, una interrupción confiable de la detección proporcionada por el codificador 200 rotatorio. La rotación del casquillo se introduce de manera mecánica cuando la configuración 220 de rodamiento tiene mal funcionamiento. Se introduce un mayor desplazamiento entre el rotor 250 y el estator 260 en un estadio temprano de mal funcionamiento que puede reducir las implicaciones. La etapa s430 del método puede comprender la etapa de desplazar el casquillo 230 y la configuración 220 de rodamiento junto con el rotor 250 en la segunda dirección axial una distancia adaptada a un método de detección del codificador 200 rotatorio. Al diseñar las hendiduras y los respectivos pasadores se proporciona una interrupción adecuada de la detección de parámetros operativos. Después de la etapa s430 del método se puede realizar una etapa s440 del método posterior.
La etapa s440 del método puede comprender la etapa de generar una señal de alarma cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida del codificador 200 rotatorio. Por la presente, se puede informar a un operador en un estadio temprano acerca de que la configuración 220 de rodamiento tiene mal funcionamiento. Por la presente, el operador puede interrumpir manualmente la operación del codificador 200 y/o la operación del ensamble 100, por ejemplo, al controlar el motor 120 para que se detenga o al controlar un embrague 140 del ensamble 100 para desenganchar y reducir el par proporcionado por el motor 120. Después de la etapa s440 del método, se puede realizar una etapa s450 del método posterior.
La etapa s450 del método puede comprender la etapa de interrumpir automáticamente la operación de un ensamble 100 conectado al codificador 200 rotatorio. Esto se puede realizar por medio de la primera disposición 201 de control, la segunda disposición 202 de control o el circuito de medición de rotación del estator 260. Por la presente, se puede disponer una disposición de control para controlar automáticamente el motor 120 para que se detenga o para controlar un embrague 140 del ensamble 100 para desenganchar y reducir el par proporcionado del motor 120. De acuerdo con un ejemplo, una unidad de freno del ensamble se opera para reducir la velocidad de rotación del árbol del ensamble 100 y/o el árbol 210 del codificador rotatorio. Esto se puede realizar por medio de la primera disposición 201 de control, la segunda disposición 202 de control o el circuito de medición de rotación del estator 260.
De acuerdo con un ejemplo, la operación interrumpida del ensamble 100 conectado al codificador 200 rotatorio se realiza al desconectar la alimentación, apagando de esta manera el ensamble al menos parcialmente. Esto se puede realizar por medio de la primera disposición 201 de control, la segunda disposición 202 de control o el circuito de medición de rotación del estator 260.
Después de la etapa s450 del método se finaliza el método.
La Figura 5 es un diagrama de una versión de un dispositivo 500. Las disposiciones 201 y 202 de control descritas con referencia a la Figura 2 y la Figura 3a pueden comprender en una versión el dispositivo 500. De acuerdo con un ejemplo, el circuito de medición de rotación del estator 260 puede comprender el dispositivo 500. El dispositivo 500 comprende una memoria 520 no volátil, una unidad 510 de procesamiento de datos y una memoria 550 de lectura/escritura. La memoria 520 no volátil tiene un primer elemento 530 de memoria en el que un programa informático, por ejemplo, un sistema operativo, se almacena para controlar la función del dispositivo 500. El dispositivo 500 comprende además un controlador de bus, un puerto de comunicación en serie, medios de E/S, un convertidor A/D, una unidad de entrada y transferencia de hora y fecha, un contador de eventos y un controlador de interrupciones (no representado). La memoria 520 no volátil también tiene un segundo elemento 540 de memoria.
De acuerdo con una realización de ejemplo, se proporciona un programa informático que comprende rutinas para determinar el mal funcionamiento de un codificador 200 rotatorio, el codificador rotatorio comprende un rotor 250, un estator 260 y un árbol 210 que tiene una configuración 220 de rodamiento.
El programa informático P puede comprender rutinas para detectar la capacidad de detección reducida de las posiciones angulares del árbol 210, según se detecta por el codificador 100 rotatorio, hasta un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
El programa informático P puede comprender rutinas para detectar una interrupción de la detección de posiciones angulares del árbol 210, proporcionada por el codificador 200 rotatorio, debido a una mayor distancia entre el rotor 250 y el estator 260 provocada por el mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento.
El programa informático P puede comprender rutinas para generar una señal de alarma cuando está a punto de alcanzar una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol 210, según se detecta por el codificador 100 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
El programa informático P puede comprender rutinas para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble 100 conectado al codificador 200 rotatorio cuando se está a punto de alcanzar la detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol 210, según se detecta por el codificador 100 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
El programa informático P puede comprender rutinas para generar una señal de alarma cuando se está a punto de alcanzar una detección interrumpida de posiciones angulares del árbol 210, proporcionada por el codificador 200 rotatorio. El programa informático P puede comprender rutinas para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble 100 conectado al codificador 200 rotatorio cuando se está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol 210, proporcionada por el codificador 200 rotatorio.
El programa informático P puede comprender rutinas para realizar una cualquiera de las etapas del proceso detalladas con referencia a la divulgación.
El programa P se puede almacenar en forma ejecutable o en forma comprimida en una memoria 560 y/o en una memoria 550 de lectura/escritura.
Cuando se establece que la unidad 510 de procesamiento de datos realiza una determinada función, significa que realiza una determinada parte del programa que se almacena en la memoria 560 o una cierta parte del programa que se almacena en la memoria 550 de lectura/escritura.
El dispositivo 510 de procesamiento de datos se puede comunicar con un puerto 599 de datos a través de un bus 515 de datos. La memoria 520 no volátil está destinada para comunicación con la unidad 510 de procesamiento de datos a través de un bus 512 de datos. La memoria 560 separada está destinada para comunicarse con la unidad de procesamiento de datos a través de un bus 511 de datos. La memoria 550 de lectura/escritura se dispone para comunicarse con la unidad 510 de procesamiento de datos a través de un bus 514 de datos. Los enlaces L201, L202 y L120, por ejemplo, se pueden conectar al puerto 599 de datos (véase Fig. 1, Fig. 2 y Fig. 3a).
Cuando se reciben datos en el puerto 599 de datos, se almacenan en el segundo elemento 540 de memoria. Cuando se han almacenado los datos de entrada recibidos, la unidad 510 de procesamiento de datos estará preparada para realizar la ejecución del código como se describió anteriormente.
Partes de los métodos descritos en el presente documento se pueden realizar por el dispositivo 500 por medio de la unidad 510 de procesamiento de datos que ejecuta el programa almacenado en la memoria 560 o la memoria 550 de lectura/escritura. Cuando el dispositivo 500 ejecuta el programa, se ejecutan las etapas del método y las etapas del proceso descritos en el presente documento.
Las etapas relevantes del método representadas en el presente documento se pueden realizar por medio de, por ejemplo, el dispositivo 500. Se puede utilizar cualquier circuito de procesamiento adecuado para realizar las etapas del método divulgado.
El circuito de procesamiento se puede disponer en el codificador 200 rotatorio o fuera del codificador 200 rotatorio, como en el ensamble 100.
El producto de programa informático comprende un medio legible por ordenador tal como, por ejemplo, una memoria de bus serie universal (USB), una tarjeta enchufable, una unidad integrada o una memoria de sólo lectura (ROM). El medio legible por ordenador tiene almacenado en el mismo un programa informático que comprende instrucciones de programa. El programa informático se puede cargar en el circuito de procesamiento comprendido en cualquiera de la primera disposición 201 de control, la segunda disposición 202 de control o el circuito de medición de rotación del estator 260. Cuando se carga en el circuito de procesamiento, el programa informático se puede almacenar en una memoria asociada con o comprendida en el circuito de procesamiento y ejecutado por un procesador. De acuerdo con algunas realizaciones, el programa informático puede, cuando se carga y ejecuta en el circuito de procesamiento, provocar la ejecución de pasos de método de acuerdo con, por ejemplo, los métodos ilustrados en las Figuras 4a y 4b o descritos de otro modo en el presente documento.
De acuerdo con una realización, se proporciona un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando el programa se ejecuta por un ordenador, por ejemplo, la primera disposición 201 de control y/o la segunda disposición 202 de control hacen que el ordenador lleve a cabo la etapa de detectar una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol 210, según se detecta por un codificador 200 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado debido a una mayor distancia entre un rotor 250 y un estator 260 provocado por un mal funcionamiento de la configuración 220 de rodamiento.
De acuerdo con una realización, se proporciona un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por un ordenador, por ejemplo, la primera disposición 201 de control y/o la segunda disposición 202 de control hacen que el ordenador lleve a cabo la etapa de detectar una detectabilidad reducida de las posiciones angulares de un árbol 210, detectada por un codificador 200 rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado debido a una mayor distancia entre un rotor 250 y un estator 260 provocado por un mal funcionamiento de una configuración 220 de rodamiento. La descripción de las realizaciones de ejemplo proporcionadas en el presente documento se ha presentado con fines ilustrativos. La descripción no pretende ser exhaustiva ni limitar las realizaciones de ejemplo a la forma precisa divulgada, y son posibles modificaciones y variaciones a la luz de las enseñanzas anteriores o se pueden adquirir de la práctica de diversas alternativas a las realizaciones proporcionadas. Los ejemplos discutidos en el presente documento se eligieron y describieron para explicar los principios y la naturaleza de varias realizaciones de ejemplo y su aplicación práctica para permitir que un experto en la técnica utilice las realizaciones de ejemplo de varias maneras y con varias modificaciones que se adapten al uso contemplado particular. Las características de las realizaciones descritas en el presente documento se pueden combinar en todas las combinaciones posibles de métodos, aparatos, módulos, sistemas y productos de programas informáticos. Se debe apreciar que las realizaciones de ejemplo presentadas en el presente documento se pueden practicar en cualquier combinación entre sí.
En los dibujos y la especificación, se han descrito realizaciones de ejemplo. Sin embargo, se pueden hacer muchas variaciones y modificaciones a estas realizaciones. De acuerdo con lo anterior, aunque se emplean términos específicos, se utilizan únicamente en un sentido genérico y descriptivo y no con fines limitantes, el alcance de las realizaciones se define por las siguientes reivindicaciones.

Claims (13)

REIVINDICACIONES
1. Un método para determinar el mal funcionamiento de un codificador (200) rotatorio provocado por el mal funcionamiento de su configuración de rodamiento, el codificador (200) rotatorio comprende un rotor (250), un estator (260) y un árbol (210) que tiene una configuración (220) de rodamiento, el método comprende las etapas de:
- proporcionar (s401) un casquillo (230) axial conectado internamente a la configuración (220) de rodamiento y dispuesto de forma rotatoria en una carcasa (280) del codificador rotatorio, el codificador (200) rotatorio comprende una disposición de distanciamiento que se dispone para cambiar una distancia axial entre el rotor (250) y el estator (260);
- tensar previamente (s402) el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento en una primera dirección axial por medio de un miembro (270) de resorte;
- desplazar (s403) el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento junto con el rotor (250) en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo (230) que resulta de un mal funcionamiento de la configuración (220) de rodamiento y por medio de la creación de una mayor distancia entre el rotor (250) y el estator (260) provocada por la disposición de distanciamiento, cuya mayor distancia es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
2. El método de acuerdo con la reivindicación 1, que comprende la etapa de:
- desplazar (s430) el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento junto con el rotor (250) en la segunda dirección axial una distancia adaptada a un método de detección del codificador (200) rotatorio.
3. El método de acuerdo con la reivindicación 1 o 2, que comprende las etapas de:
- generar (s440) una señal de alarma cuando se está a punto de alcanzar la detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado; y/o
- interrumpir automáticamente (s450) la operación de un ensamble (100) conectado al codificador (200) rotatorio cuando se está a punto de alcanzar ola detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
4. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-3, que comprende las etapas de:
- generar una señal de alarma cuando se está a punto de alcanzar una detección interrumpida de posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio; y/o
- interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol/rotor, según se detecta por el codificador rotatorio.
5. El método de acuerdo con cualquiera de las reivindicaciones 1-4, que comprende la etapa de:
- proporcionar (s410) al menos una hendidura (245a, 245b) al casquillo (230), cada una de las hendiduras (245a, 245b) se dispone para recibir un pasador (240a, 240b) respectivo.
6. Un codificador (200) rotatorio que comprende medios (250, 260; 201; 202; 500) para detectar el mal funcionamiento de una configuración de rodamiento del codificador (200) rotatorio, el codificador (200) rotatorio comprende un rotor (250), un estator (260) y un árbol (210) que tiene una configuración (220) de rodamiento, el codificador (200) rotatorio comprende además:
- un casquillo (230) axial conectado internamente a la configuración (220) de rodamiento y dispuesto de forma rotatoria en una carcasa (280) del codificador (200) rotatorio;
- medios (270) de resorte que se disponen para tensar previamente el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento en una primera dirección axial;
- una disposición de distanciamiento que se dispone para cambiar una distancia axial entre el rotor (250) y el estator (260), en el que el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento junto con el rotor (250) se disponen para ser desplazados en una segunda dirección axial, opuesta a la primera dirección axial, por medio de la rotación del casquillo (230) que resulta del mal funcionamiento de la configuración (220) de rodamiento y por medio de la creación de una mayor distancia entre el rotor (250) y el estator (260), cuya mayor distancia es suficiente para reducir la detectabilidad de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
7. El codificador (200) rotatorio de acuerdo con la reivindicación 6, que comprende:
- medios (245a; 245b; 240a, 240b) dispuestos para desplazar el casquillo (230) y la configuración (220) de rodamiento junto con el rotor (250) en la segunda dirección axial una distancia adaptada a un método de detección del codificador (200) rotatorio.
8. El codificador (200) rotatorio de acuerdo con la reivindicación 6 o 7, que comprende:
- medios (201; 202; 500) que se disponen para generar una señal de alarma cuando se está a punto de alcanzar una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado; y/o
- medios (201; 202; 500) que se disponen para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble (100) conectado al codificador (200) rotatorio cuando se está a punto de alcanzar una detectabilidad reducida de las posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador (100) rotatorio, a un nivel por debajo de un umbral predeterminado.
9. El codificador (200) rotatorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-8, que comprende:
- medios (201; 202; 500) que se disponen para generar una señal de alarma cuando se está a punto de alcanzar la detección interrumpida de posiciones angulares del árbol (210), según se detecta por el codificador rotatorio; y/o
- medios (201; 202; 500) que se disponen para interrumpir automáticamente la operación de un ensamble conectado al codificador rotatorio cuando se está a punto de alcanzar una detección interrumpida de las posiciones angulares del árbol (210).), según se detecta por el codificador rotatorio.
10. El codificador (200) rotatorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-9, el codificador (200) rotatorio comprende más de una hendidura (245a, 245b) del casquillo (230), cada una de las hendiduras (245a, 245b) se dispone para recibir un pasador (240a, 240b) respectivo.
11. Un ensamble (100) que comprende el codificador (200) rotatorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-10.
12. Un producto de programa informático que comprende instrucciones que, cuando se ejecuta el programa por un ordenador (201; 202; 500), hacen que el ordenador (201; 202; 500) lleve a cabo las etapas del método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 utilizando medios del codificador rotatorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-10.
13. Un medio de almacenamiento legible por ordenador que comprende instrucciones que, cuando se ejecutan por un ordenador (201; 202; 500), hacen que el ordenador (201; 202; 500) lleve a cabo las etapas del método de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1-5 utilizando los medios del codificador rotatorio de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6-10.
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