ES2965683T3 - Método y sistema para monitorizar el rendimiento de un clasificador - Google Patents
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Abstract
Un método para clasificar artículos con un aparato clasificador y un aparato clasificador que tiene un sistema de accionamiento distribuido que incluye al menos un accionamiento que está adaptado para producir y proporcionar fuerza con al menos un cuerpo para impulsar una red sin fin. Un dispositivo de diagnóstico que viaja con la red y está ubicado en uno de los cuerpos de la red sin fin. El dispositivo de diagnóstico está adaptado para monitorear el funcionamiento del aparato clasificador e incluye al menos un sensor que está adaptado para detectar al menos un parámetro de un accionamiento próximo que está próximo al al menos un sensor. Un controlador adaptado para recibir al menos un parámetro del al menos un sensor. Un sensor térmico estacionario también puede monitorear el bucle sin fin a través de otro controlador que recibe datos térmicos del sensor térmico estacionario y correlaciona las imágenes térmicas con una parte del bucle sin fin. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Método y sistema para monitorizar el rendimiento de un clasificador
ANTECEDENTES DE LA INVENCIÓN
La presente invención se refiere a un aparato clasificador y a un método y, en particular, a una técnica para evaluar el aparato clasificador, que incluye, pero no se limita a, determinar los defectos en el aparato clasificador y predecir las necesidades de mantenimiento. La invención puede aplicarse a clasificadores de zapatas y lamas de desplazamiento positivo, sistemas de almacenamiento y recuperación automatizados, clasificadores de banda transversal y similares.
Los aparatos clasificadores tienden a ser sistemas muy grandes. En el caso de las clasificadores de zapatas y lamas de desplazamiento positivo, por ejemplo, la superficie de transporte puede extenderse cientos de pies o más. Si el aparato clasificador se sale de las especificaciones, es posible que un técnico de mantenimiento no lo detecte de inmediato, y puede resultar difícil determinar con precisión si hay una condición que, si no se corrige, puede dar como resultado un tiempo de inactividad prolongado del aparato clasificador.
La US 2002185358 A1 divulga una arquitectura de control para la manipulación de materiales que incluye varios niveles de controladores, por ejemplo tres. Los controladores de nivel inferior interactúan directamente con los sensores y accionadores usados en el sistema de manipulación de materiales, como los ojos fotoeléctricos y los motores usados con las cintas transportadoras. Los controladores de nivel inferior reciben comandos de nivel superior de uno o varios controladores de nivel intermedio. Los controladores de nivel intermedio, a su vez, reciben órdenes e comandos de nivel aún más alto de por lo menos un controlador de nivel superior. Cada controlador de nivel intermedio e inferior está diseñado para incluir suficiente inteligencia para tratar muchas de las señales y mensajes que recibe sin tener que reenviar esas señales o mensajes al controlador de nivel superior siguiente y esperar instrucciones de ese controlador de nivel superior. El sistema distribuye por tanto la inteligencia entre los controladores. El sistema está bien adaptado para su aplicación a sistemas de control de cintas transportadoras. La US 2002185358 A1 divulga un aparato clasificador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 1 y un método de clasificación de artículos con un aparato clasificador de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación 14 del método.
SUMARIO DE LA INVENCIÓN
La presente invención proporciona un aparato clasificador de acuerdo con la reivindicación 1 que tiene un dispositivo de diagnóstico único que es útil para la monitorización continua del rendimiento del clasificador y un método para diagnosticar o proporcionar una evaluación a largo plazo del aparato clasificador. Las realizaciones de la invención son capaces de predecir las necesidades de mantenimiento del aparato clasificador con un tiempo de inactividad mínimo, ya que el aparato clasificador puede estar permanentemente equipado con el dispositivo de diagnóstico y funcionar continuamente con él instalado.
Un método para clasificar artículos con un aparato clasificador y un aparato clasificador que tiene una superficie transportadora que está adaptada para transportar artículos en una dirección de transporte y un mecanismo adaptado para desplazar artículos sobre la superficie transportadora, el aparato clasificador teniendo una banda sin fin de cuerpos que se desplazan en un bucle sin fin que define la superficie transportadora, de acuerdo con la invención, incluye un sistema de accionamiento distribuido que tiene por lo menos un accionamiento que está adaptado para producir para proporcionar fuerza con por lo menos uno de los cuerpos para propulsar la banda sin fin. De acuerdo con la invención, un dispositivo de diagnóstico se desplaza con la banda y se coloca en uno de los cuerpos de la banda sin fin. El dispositivo de diagnóstico está adaptado para monitorizar el funcionamiento del aparato clasificador e incluye por lo menos un sensor que está adaptado para detectar por lo menos un parámetro de un accionamiento próximo que está cerca del por lo menos un sensor, y un controlador adaptado para recibir el por lo menos un parámetro del por lo menos un sensor.
De acuerdo con la invención el sistema de accionamiento distribuido incluye un sistema de motor lineal y el por lo menos un accionamiento comprende por lo menos un primario de motor lineal estacionario que está adaptado para producir un campo magnético para proporcionar fuerza en un secundario de motor lineal con uno de los cuerpos para propulsar la banda sin fin. El por lo menos un parámetro puede incluir una distancia entre el por lo menos un sensor y el primario del motor lineal próximo y/o una temperatura del primario de motor lineal próximo. El dispositivo de diagnóstico puede incluir además un captador inductivo que está adaptado para recibir energía a través de la inducción electromagnética del campo magnético producido por el primario de motor lineal próximo y para proporcionar la energía recibida al dispositivo de diagnóstico. El dispositivo de diagnóstico puede incluir además un módulo de interfaz inalámbrico adaptado para recibir datos del controlador y transmitirlos de manera inalámbrica a un receptor remoto.
El por lo menos un sensor puede incluir un sensor de aceleración que está adaptado para detectar que el sensor de aceleración se desplaza con la banda sin fin. El por lo menos un sensor puede incluir un sensor de magnetismo adaptado para detectar los campos magnéticos que rodean al sensor de magnetismo a medida que el sensor de magnetismo se desplaza con la banda sin fin. El aparato clasificador puede incluir por lo menos una superficie estacionaria que esté adyacente a una parte de borde lateral de la banda sin fin de cuerpos y en donde el por lo menos un sensor incluye además un sensor de distancia adaptado para medir una distancia entre el sensor de distancia y la por lo menos una superficie estacionaria y está colocado en un extremo de uno de los cuerpos. Los cuerpos pueden ser lamas.
Un método para clasificar artículos con un aparato clasificador y un aparato clasificador que tiene una superficie de transporte adaptada para transportar artículos en una dirección de transporte y un mecanismo para desplazar artículos en la superficie de transporte, el aparato clasificador teniendo una banda sin fin de cuerpos que se desplazan en un bucle sin fin que define la superficie de transporte incluye un dispositivo de diagnóstico que se desplaza con la banda y está colocado en uno de los cuerpos de la banda sin fin. El dispositivo de diagnóstico está adaptado para monitorizar el funcionamiento del aparato clasificador e incluye por lo menos un sensor, un controlador y un módulo de interfaz inalámbrica. El sensor está adaptado para detectar datos de diagnóstico del funcionamiento del aparato clasificador. El controlador está adaptado para recibir datos de diagnóstico del por lo menos un sensor. El módulo de interfaz inalámbrica está adaptado para recibir datos de diagnóstico del controlador y para transmitir los datos de diagnóstico de manera inalámbrica a un receptor remoto. Un dispositivo de captación de energía en la banda sin fin está adaptado para recibir energía eléctrica de manera inalámbrica y suministrar energía eléctrica al dispositivo de diagnóstico.
El dispositivo de captación de energía puede estar adaptado para convertir el movimiento de la banda sin fin en energía eléctrica. La banda sin fin puede ser propulsada por al menos un primario de motor lineal que está adaptado para producir un campo magnético que proporcione fuerza para propulsar la banda sin fin, y en donde el dispositivo de captación de energía puede incluir un captador inductivo adaptado para recibir energía a través de la inducción electromagnética del campo magnético producido por el por lo menos un primario del motor lineal. El dispositivo de diagnóstico puede incluir un sensor de aceleración, un sensor inercial, un sensor de temperatura, un sensor de distancia y/o un sensor de campo magnético.
Por lo menos una superficie estacionaria puede estar adyacente a una parte de borde lateral de la banda sin fin de cuerpos y en donde el por lo menos un sensor puede incluir además un sensor de distancia adaptado para medir una distancia entre el sensor de distancia y la por lo menos una superficie estacionaria y colocado en un extremo de uno de los cuerpos. El por lo menos un sensor puede incluir por lo menos un sensor de temperatura, en donde el por lo menos un sensor de temperatura mide por lo menos una de una temperatura del primario del motor lineal cercano o una temperatura del sensor de temperatura. El módulo de interfaz inalámbrica usa Wi-Fi para transmitir de manera inalámbrica los datos de diagnóstico a un receptor remoto.
El receptor remoto puede estar adaptado para analizar los datos de diagnóstico recibidos e identificar una posible condición de fallo. La posible condición de fallo puede identificarse sobre la base de, por lo menos en parte, una comparación de los datos de diagnóstico recibidos con por lo menos uno de un umbral correspondientes o con los datos históricos. El dispositivo de diagnóstico puede incluir además un módulo de almacenamiento de datos, en donde los datos de diagnóstico se almacenan con el módulo de almacenamiento de datos hasta que el módulo de interfaz inalámbrica transmite de manera inalámbrica los datos de diagnóstico al receptor remoto. Los cuerpos pueden estar hechos de metal extruido y en donde el módulo de interfaz inalámbrica incluye además una antena colocada adyacente a un extremo de uno de los cuerpos para reducir la posibilidad de que el cuerpo se convierta en un escudo Faraday para la antena.
Un método de clasificación de artículos con un aparato clasificador y un aparato clasificador que tiene una superficie de transporte que está adaptada para transportar artículos en una dirección de transporte y un mecanismo adaptado para desplazar artículos en la superficie de transporte, el aparato clasificador teniendo una banda sin fin de cuerpos que se desplazan en un bucle sin fin que define la superficie de transporte incluye un sistema de accionamiento distribuido que tiene por lo menos un accionamiento estacionario que está adaptado para producir para proporcionar fuerza con por lo menos uno de los cuerpos para impulsar la banda sin fin. Un sistema de detección de puntos calientes térmicos incluye un dispositivo de diagnóstico que se desplaza con la banda y un sensor térmico estacionario. El dispositivo de diagnóstico está colocado en uno de los cuerpos de la banda sin fin y está adaptado para monitorizar el funcionamiento del aparato clasificador y tiene por lo menos un sensor adaptado para detectar un parámetro de temperatura de un accionamiento cercano que está cerca del por lo menos un sensor, y un controlador adaptado para recibir el por lo menos un parámetro de temperatura del por lo menos un sensor. El sensor térmico estacionario monitoriza el bucle sin fin y funciona con otro controlador que está adaptado para recibir datos térmicos del sensor térmico estacionario y correlacionar las imágenes térmicas con una parte del bucle sin fin.
El sensor térmico estacionario puede incluir un sensor de imágenes térmicas y el otro controlador puede determinar cuál o cuáles de los cuerpos se correlacionan con cualquier imagen térmica que identifique un punto caliente térmico. El bucle sin fin puede estar soportado en partes de extremos laterales opuestas y el sensor térmico estacionario puede estar dirigido a las partes de extremos laterales del bucle sin fin.
El sistema de accionamiento distribuido puede incluir por lo menos un primario del motor lineal estacionario que está adaptado para producir un campo magnético para proporcionar fuerza en un secundario del motor lineal con uno de los cuerpos para propulsar la banda sin fin. El por lo menos un sensor puede detectar además una distancia entre el por lo menos un sensor y el primario del motor lineal cercano.
Estos y otros objetos, ventajas y características de esta invención se harán evidentes tras la revisión de la siguiente memoria descriptiva junto con los dibujos.
BREVE DESCRIPCIÓN DE LOS DIBUJOS
La FIG. 1 es una vista en perspectiva de un aparato clasificador de acuerdo con una realización;
La FIG. 2 es una vista en sección tomada a lo largo de las líneas M-M de la Fig. 1 que ilustra un primario y un secundario del motor lineal dentro de una lama;
La FIG. 3 es una vista en perspectiva de una banda sin fin con una parte de una lama retirada para revelar un dispositivo de diagnóstico;
La FIG. 4 es una vista en perspectiva de un primer sensor del dispositivo de diagnóstico;
La FIG. 5 es una vista en perspectiva de un segundo sensor del dispositivo de diagnóstico;
La FIG. 6 es un diagrama de bloques de un circuito electrónico de un dispositivo de diagnóstico;
La FIG. 7 es un diagrama tridimensional que ilustra la capacidad de detección de un sensor de aceleración; La FIG. 8 es un diagrama tridimensional que ilustra la capacidad de detección de un sensor giroscópico;
La FIG. 9 es un diagrama tridimensional que ilustra la capacidad de detección de un sensor de campo magnético; La FIG. 10 es una vista en perspectiva de un aparato clasificador de acuerdo con otra realización;
La FIG. 11 es una vista en perspectiva de un sensor de infrarrojos estacionario;
La FIG. 12 es una vista en perspectiva del sensor de infrarrojos estacionario de la Fig. 11 tomada desde la dirección XII-XII de la Fig. 11;
La FIG. 13 es una ilustración de los píxeles de detección térmica de los rodamientos que pasan por el sensor de infrarrojos de las Figs. 11 y 12; y
Las FIGs .14a-14c son un diagrama de flujo lógico de un programa de acuerdo con una realización de la invención.
DESCRIPCIÓN DE LA REALIZACIÓN PREFERIDA
En referencia ahora a los dibujos y a las realizaciones ilustrativas representadas en los mismos, un aparato clasificador 10 incluye una superficie de transporte 22 adaptada para transportar una pluralidad de artículos 24 en una dirección de transporte 14. En la realización mostrada en la FIG. 1, el aparato clasificador 10 es un clasificador de desplazamiento positivo, aunque se entenderá que pueden usarse otros tipos de aparatos clasificadores de acuerdo con las presentes enseñanzas, tales como, pero no limitados a, clasificadores de tipo carrusel como clasificadores de bandeja basculante y clasificadores de banda transversal, sistemas automatizados de almacenamiento y recuperación, y otros tipos de sistemas de manipulación de materiales.
Como se muestra en la FIG. 1, el aparato clasificador 10 incluye un armazón 18 que está adaptado para soportar de manera móvil una pluralidad de miembros o cuerpos de soporte de material. Los cuerpos están conectados entre sí para formar una banda sin fin 12 que define la superficie de transporte 11 sobre la que se desplazan los artículos. La banda de cuerpos puede estar formada por lamas 20. Una zapata empujadora 26 está montada alrededor de cada lama 20 y está adaptada para desplazarse en dirección lateral. El movimiento lateral de las zapatas empujadoras 26 permite que los artículos que se desplazan sobre la superficie de transporte 11 sean empujados hacia uno de los lados y sobre una cinta transportadora de recogida adyacente u otra estructura (no mostrada) para su posterior transporte al destino final del artículo dentro de un almacén u otro tipo de instalación de manipulación de materiales. Activando selectivamente las zapatas 26 en los momentos adecuados, los artículos pueden ser desviados a una de las cintas transportadoras de recogida previstas. Por tanto, el aparato clasificador 10 funciona como un transportador de clasificación adaptado para clasificar los artículos hasta su destino adecuado, y puede formar parte de un sistema de manipulación de materiales más amplio que incluye las cintas transportadoras de recogida, así como cintas transportadoras adicionales que alimentan el sistema 10 y otras estructuras de manipulación de materiales.
El aparato clasificador 10 incluye un extremo de carga y un extremo de descarga opuesto al extremo de carga. El extremo de carga recibe artículos de una o más cintas transportadoras de alimentación (no mostradas). Una superficie de transporte 11 mueve los artículos recibidos hacia el extremo de descarga, y puede entregarlos a una cinta transportadora de recirculación si las zapatas de empuje 26 no consiguen desviar los artículos hacia una cinta transportadora de recogida adyacente u otra estructura. Cuando las lamas 20 alcanzan el extremo de descarga, rotan hacia abajo hasta una posición más baja, donde se desplazan por debajo de las lamas 20 que definen la superficie de transporte 11. En la posición más baja, las lamas 20 se desplazan en dirección opuesta a la de transporte y vuelven al extremo de carga. En el extremo de carga, las lamas 20 rotan de nuevo a su posición elevada para el transporte adicional de artículos en la dirección de transporte. La trayectoria de las lamas 20 define así un bucle sin fin.
Un sistema de accionamiento distribuido, como un sistema de propulsión de motor lineal, acciona el aparato clasificador 10 y mueve las lamas 20 a lo largo del bucle sin fin. Como se muestra en la FIG. 2, el sistema de propulsión de motor lineal incluye uno o más accionamientos estacionarios como primarios de motor lineal 28 y una pluralidad de secundarios de motor lineal 32 en las lamas 20. Los secundarios de motor lineal 32 pueden incluir una placa magnética 30. Usando los campos magnéticos producidos por los primarios del motor lineal 28, los secundarios del motor lineal 32 proporcionan un empuje o propulsión que tiende a propulsar la banda sin fin. A modo de ejemplo, pueden encontrarse detalles adicionales sobre la construcción y el funcionamiento de los motores lineales en un aparato clasificador en la Patente de Estados Unidos de titularidad compartida N° 7.086.519 titulada POSITIVE DISPLACEMENT SHOE AND SLAT SORTER APPARATUS AND METHOD. Alternativamente, el sistema de accionamiento distribuido puede incluir una pluralidad de accionamientos mecánicos distribuidos para propulsar las lamas como se divulga en la Patente de Estados Unidos de titularidad compartida N° 8.813.943 titulada POSITIVE DISPLACEMENT SORTER, y en la Patente de Estados Unidos de titularidad compartida N° 9.499.346 titulada DISTRIBUTED SORTER DRIVE USING ELECTRO-ADHESION.
Los sistemas de manipulación de materiales, como el aparato clasificador 10, son sistemas muy grandes y complejos que tienen una vida útil de muchos años. Con el tiempo, a medida que las piezas se desgastan y se acumulan residuos en el sistema, se requiere mantenimiento para que el sistema funcione correctamente. Dicho mantenimiento es más eficaz si se realiza para corregir los problemas antes de que se produzcan fallos. Tales fallos pueden prolongar el tiempo de inactividad del sistema y aumentar el coste de las reparaciones. Sin embargo, determinar cuándo hay que realizar el mantenimiento es difícil debido a la limitada accesibilidad de muchos componentes del aparato clasificador 10. Por ejemplo, los primarios del motor lineal 28 están comúnmente dispuestos inmediatamente debajo de la superficie de transporte 11, y normalmente requieren una parada y un desmontaje parcial del aparato clasificador 10 para poder acceder a los primarios. Para recopilar información precisa para el mantenimiento predictivo durante el funcionamiento del sistema y/o detectar otros fallos latentes, se proporciona un montaje de lamas modificado 50 que incluye una lama modificada 51 y un dispositivo de diagnóstico 52. La lama modificada 51 es generalmente la misma que cualquiera de las lamas no modificadas 20 y están equipadas con una zapata de empuje totalmente funcional 26 con la excepción de que la lama modificada 51 incluye cualquier montaje o abertura necesaria para la instalación y funcionamiento de uno o más dispositivos de diagnóstico 52. Aunque es posible que una de las lamas no modificadas 20 pueda retirarse y sustituirse por el montaje de lama modificado 50 (FIG. 3), en la realización ilustrada, el montaje de lama modificado 50 es un accesorio permanente en el aparato clasificador 10 o puede retirarse después de recopilar la información y sustituirse por una lama no modificada.
El dispositivo de diagnóstico 52 incluye por lo menos un sensor 54 que se desplaza con la banda y puede estar adaptado para detectar por lo menos un parámetro de un primario del motor lineal 28 u otro accionamiento distribuido. El sensor 54 puede detectar cualquier tipo de parámetro del primario del motor lineal 28 relevante para determinar el rendimiento, predecir el mantenimiento o diagnosticar fallos. Por ejemplo, el sensor 54 puede detectar la temperatura del primario del motor lineal 28 o el sensor 54 puede detectar la distancia del primario desde el sensor 54, que es proporcional al espacio de aire entre el primario del motor lineal 28 y el secundario del motor lineal 32, o ambos parámetros. En la realización ilustrada, el sensor 54 incluye un primer montaje de sensor 70 (FIG. 4) que incluye un sensor de distancia sin contacto 72 y un sensor de temperatura sin contacto 74. Un sensor de distancia sin contacto 72 mostrado generando un haz 72a puede, por ejemplo, usar un láser conocido como sensor de tiempo de vuelo para determinar la distancia al primario del motor lineal 28. Dicho sensor puede ser capaz de determinar la distancia con una resolución de menos de 1 milímetro. La distancia entre el secundario del motor lineal 32 y el primario del motor lineal 28 es de importancia crítica. Una distancia superior a la óptima disminuirá la eficacia del motor lineal al disminuir el par proporcionado por el motor, mientras que una distancia inferior a la óptima supondrá un riesgo de contacto entre el primario 28 y el secundario 32. Un sensor de temperatura sin contacto 74 genera un haz 74a que puede, por ejemplo, usar un termómetro infrarrojo para detectar la temperatura del primario del motor lineal 28. Tal información es un indicador directo de la salud del primario del motor lineal u otro accionamiento distribuido.
Como se muestra en la FIG. 6, el dispositivo de diagnóstico 52 también incluye un controlador 92 que está adaptado para recibir los parámetros del por lo menos un sensor 54. El controlador 92, por ejemplo, puede ser un procesador, un microprocesador, una matriz de puerta programable en campo (FPGA), o similar. El controlador 92 puede realizar análisis, compresión u otra manipulación de los parámetros. El controlador 92 puede configurar o ajustar los sensores según sea necesario para adquirir datos relevantes. El dispositivo de diagnóstico 52 también puede incluir un sistema de captación de energía, como una bobina receptora de campo, por ejemplo un captador inductivo 60 adaptado para recibir energía de manera inalámbrica a través de la inducción electromagnética del campo magnético producido por los primarios del motor lineal 28. El sistema de captación de energía permite la recepción inalámbrica de energía. Esto proporciona energía para que el dispositivo doméstico 52 pueda llevar a cabo sus funciones sin necesidad de sustituir el dispositivo de almacenamiento de energía 61 por un dispositivo de almacenamiento precargado. De esta manera, el dispositivo de diagnóstico 52 puede colocarse permanentemente dentro del aparato clasificador 10. El captador conductor 60 puede ser de cualquier material conductor, como cobre. El captador conductor 60 puede incluir una bobina de material conductor. El campo magnético producido por el primario del motor lineal 28 puede pasar a través de la bobina e inducir un voltaje, que a su vez crea corriente en la bobina. El captador conductor 60 puede combinarse con un dispositivo de almacenamiento de energía 61, como un supercondensador o una batería. El dispositivo de almacenamiento de energía 61 puede proporcionar alimentación al dispositivo de diagnóstico 52, y permitir un funcionamiento continuo incluso cuando no recibe energía directamente de un primario del motor lineal 28, como cuando el aparato clasificador 10 no está en funcionamiento. El dispositivo de almacenamiento de energía puede precargarse antes de su instalación en el aparato clasificador para proporcionar la energía inicial.
Otras técnicas de captación de energía que se alimentan mediante el movimiento de la banda sin fin 12 incluyen una dinamo accionada desde una de las ruedas 76 que soportan de manera móvil la banda sin fin 12. El cuerpo principal de la dinamo puede montarse en el lama 51 y conectarse de manera accionable con una de las ruedas 76 que soportan esa lama. Otras técnicas de captación de energía más no necesitan el movimiento de la banda sin fin 12 para su funcionamiento. Ejemplos de estas otras técnicas de captación de energía incluyen los sistemas de fundición de energía que transmiten energía de manera inalámbrica a través de canales de radiofrecuencia para la carga por el aire.
El dispositivo de diagnóstico puede incluir un módulo de interfaz inalámbrica 90 que está adaptado para recibir datos del controlador 92 e intercambiar los datos de manera inalámbrica con un receptor remoto 94. El módulo de interfaz inalámbrica 90 puede usar cualquier tecnología inalámbrica adecuada para comunicarse con el receptor remoto 94, como Wi-Fi, Bluetooth o similares. El módulo de interfaz inalámbrica 90 puede conectarse directamente con el receptor remoto 94 o, alternativamente, el módulo de interfaz inalámbrica 90 puede conectarse a través de un intermediario, como un enrutador, conmutador o concentrador. Además, el dispositivo de diagnóstico 52 puede incluir un dispositivo de almacenamiento de datos local, o memoria, para almacenar datos localmente hasta el momento en que los datos se recuperen del dispositivo de diagnóstico 52 o hasta que el módulo de interfaz inalámbrica 90 esté preparado para transmitir los datos. Dicho almacenamiento podría ser de cualquier forma apropiada, como una memoria no volátil o similar. Puede proporcionarse una antena 91 con el módulo de interfaz inalámbrica 90 para aumentar la eficacia de la comunicación inalámbrica. Debido a que la lama 51 modificada puede estar hecha de un metal extruido y por lo tanto actuar como una jaula o escudo de Faraday, la antena 91 puede colocarse en un extremo abierto de la lama 51, como por ejemplo fuera de cualquier placa de montaje de la rueda que encierra la lama (FIG.
5).
El receptor remoto 94 puede ser cualquier dispositivo apropiado capaz de comunicarse inalámbricamente, como un ordenador, un portátil, una tableta o un teléfono móvil. El receptor remoto puede ser capaz de realizar análisis estadísticos avanzados de los datos de diagnóstico para diagnosticar o predecir fallos o necesidades de mantenimiento en el aparato clasificador 10. Tal análisis estadístico puede incluir usar datos históricos del aparato clasificador 10 o datos históricos de otros aparatos clasificadores. El receptor remoto 94 puede ser capaz de monitorizar remotamente los datos de diagnóstico y alertar a los usuarios cuando se alcanzan ciertos umbrales o se detectan otras anomalías en los datos. De esta manera, pueden predecirse las necesidades de mantenimiento y diagnosticarse los fallos con un tiempo de inactividad mínimo del aparato clasificador 10. El receptor remoto 94 puede ser un componente de un sistema de gestión de un almacén o de un sistema de clasificación y puede ser capaz de tomar medidas correctivas autónomas, como apagar el clasificador para evitar que un fallo dañe el aparato clasificador.
El dispositivo de diagnóstico 52 puede incluir varios otros sensores 54. Por ejemplo, el dispositivo de diagnóstico 52 puede incluir un sensor de aceleración, como un acelerómetro 56 que está adaptado para detectar la aceleración del sensor en tres ejes ortogonales X, Y, y Z a medida que se desplaza con la banda sin fin como se ilustra en la FIG. 7. Los datos de aceleración pueden pasarse a través de un procesador de señales digitales para determinar la frecuencia de aceleración de la lama modificada o pueden usarse en medias a largo plazo para determinar la inclinación a nivel del sistema. El dispositivo de diagnóstico 52 puede incluir un sensor de rotación como un giroscopio 57 que está adaptado para detectar la rotación del sensor en tres ejes ortogonales X, Y, y Z a medida que se desplaza con la banda sin fin como se ilustra en la FIG. 8. Una forma común de tal sensor de rotación es un giroscopio digital, pero pueden usarse otros tipos. Los datos de rotación pueden combinarse con los datos de aceleración producidos por el sensor 56 para proporcionar una detección de dirección y movimiento y vibración rotacional robustas y precisas. Además, usando matemáticas bien conocidas, los datos de rotación pueden usarse para determinar la velocidad media y relativa a medida que el sensor de rotación pasa por puntos conocidos, como los extremos de carga y descarga del aparato clasificador 10.
Además, el dispositivo de diagnóstico 52 también puede incluir un sensor de magnetismo, como un magnetómetro 58 que está adaptado para detectar campos magnéticos que rodean el sensor de magnetismo en tres planos ortogonales norte (N) sur (S) a medida que el sensor de magnetismo se desplaza con la banda sin fin, como se ilustra en la FIG. 9. Los datos de magnetismo podrían usarse para detectar la orientación y el rumbo del sensor y, de este modo, la localización de la lama modificada 51 en el bucle sin fin. En particular, las señales producidas por un sensor de magnetismo podrían usarse para determinar si la lama modificada 51 se encuentra en la parte superior o en la parte inferior del aparato clasificador 10 o si cambia de dirección debido a errores mecánicos. Los datos de magnetismo también podrían usarse para medir la potencia y dirección de los campos magnéticos producidos por los primarios del motor lineal 28 o la presencia de cualquier campo magnético local que esté distorsionando el campo magnético terrestre. En la realización ilustrada, como se muestra en la FIG. 3, el dispositivo de diagnóstico 52 combina el sensor de aceleración 56, el sensor de rotación 57 y el sensor de magnetismo 58 en una única unidad de medición inercial (IMU) 64. La IMU 64 combina tales sensores para proporcionar mediciones de posición altamente precisas y sensibles.
El aparato clasificador 10 puede incluir una o más superficies laterales estacionarias adyacentes a la banda sin fin de cuerpos para evitar un movimiento lateral excesivo de la banda. El dispositivo de diagnóstico 52 puede incluir un segundo sensor 80 adaptado para medir una distancia entre el sensor de distancia y una de la pluralidad de superficies estacionarias y colocado en uno de los cuerpos de la banda sin fin de cuerpos. Esta medición puede ayudar a alertar a un usuario si la lama modificada 51 no logra mantener una distancia uniforme con respecto a la superficie estacionaria a medida que la lama modificada 51 se desplaza a lo largo de la banda. Como se muestra en la FIG. 5, el segundo montaje de sensores 80 que incluye además un sensor de distancia sin contacto 82 y un sensor de temperatura sin contacto 84. Similar al primer montaje de sensores 70, el segundo montaje de sensores genera un haz de detección térmica 40 para detectar la temperatura y un haz de tiempo de vuelo 42 para detectar la distancia de la superficie estacionaria adyacente.
El dispositivo de diagnóstico 52 divulgado en la presente tiene muchos usos. Como se indica, puede ser una herramienta de auditoría permanente para monitorizar el aparato clasificador 10 a lo largo de su vida útil. Los datos pueden recopilarse, registrarse y compararse continuamente a medida que envejece el sistema. El dispositivo de diagnóstico 52 puede usarse para recopilar datos para compararlos con otros sistemas. También puede usarse como herramienta de instalación. En tal aplicación, el dispositivo se aplica al aparato clasificador después de la instalación para verificar que el sistema cumple las especificaciones de instalación, así como para diagnosticar la naturaleza de cualquier desviación de tales especificaciones. Debido a que a menudo se confía en que los aparatos clasificadores funcionen con poco tiempo de inactividad, es muy beneficioso predecir el mantenimiento y diagnosticar fallos o degradación del rendimiento.
El dispositivo de diagnóstico 52 y el sensor 54 pueden formar parte de un sistema de detección de puntos calientes térmicos 44 que incluye el dispositivo 52 y el sensor que se desplazan con la banda 12 y por lo menos un sensor térmico estacionario, como un sensor de infrarrojos 46a, 46b, que detecta los puntos calientes térmicos a medida que el punto caliente se desplaza más allá del sensor estacionario. El sensor térmico estacionario 46a es una cámara infrarroja montada a cierta distancia de la banda sin fin 12 y que monitoriza la banda sin fin a medida que se desplaza. El sensor 46a se enfoca particularmente en los lados laterales opuestos de la banda sin fin, ya que así es como se sostiene la banda. Por ejemplo, la banda sin fin 12 está soportada por ruedas o cojinetes 76 que están soportados por una pista. Si una rueda o cojinete se bloquea, generará calor que será detectado por el sensor 46a. El sensor 46a está operativo con otro controlador 86 que está adaptado para recibir datos térmicos del sensor térmico estacionario. El controlador 86 puede coordinarse con otro controlador que proporcione el control general del aparato clasificador 10 para correlacionar un punto caliente detectado con una parte del bucle sin fin. Cada lama 20 está numerada de manera única de tal manera que el punto caliente pueda correlacionarse con esa lama para que puedan identificarse y sustituirse la rueda o el cojinete.
Los sensores infrarrojos estacionarios 46b están montados directamente en el armazón 18 a nivel de un tracto 78 que soporta las ruedas o cojinetes 76. De esta manera, las ruedas o cojinetes 76 pasan directamente por los sensores 46b durante el funcionamiento del aparato clasificador. Un sensor de temperatura infrarrojo 96 en la realización ilustrativa es una matriz de sensores 4 X 16 que hace 500 muestras por segundo, permitiendo de este modo la evaluación de temperatura de alta velocidad de objetos en movimiento, concretamente ruedas o cojinetes 76. La salida del sensor de temperatura 96 se suministra a un controlador interno, como un microprocesador para su procesamiento. Se proporciona un sensor de infrarrojos 46b en cada lado del armazón 18 para monitorizar las ruedas o cojinetes que soportan ese lado lateral de la banda sin fin 12. En la FIG. 12 se ilustra el muestreo de la temperatura de las ruedas o cojinetes 76 a medida que pasan por el sensor de temperatura 96. Los sensores de proximidad 98 en lados opuestos del sensor de temperatura 96 proporcionan puntos de activación junto con cálculos de velocidad relativa de las ruedas o cojinetes 76. Esto permite reducir el exceso de datos ya que el sistema puede capturar puntos de interés e ignorar espacios entre capturas deseadas. Una interfaz digital 88 suministra voltaje operativo, así como una salida digital y una entrada digital, por ejemplo, de fotosensores externos o similares. Una interfaz Ethernet 89 proporciona una transferencia de alta velocidad de información térmica tanto local como remotamente a través de servicios en la nube que pueden ser usados por el almacén del controlador del aparato clasificador para hacer coincidir las lecturas de puntos calientes con ruedas o cojinetes particulares o, por lo menos, con la lama 20 que tiene la rueda o el cojinete que ha fallado.
Un programa de diagnóstico 200 que reside en el controlador 92 se inicia en 202 comprobando en 204 el nivel de potencia del dispositivo de almacenamiento de energía 61 y, si se determina en 206 que es adecuado, comienza una rutina de inicio y prueba en 208. Si se determina en 210 que está listo para funcionar, el programa entra en un bucle operativo. Si no, se envían indicadores de error en 212.
En el bucle operacional, se dispara una solicitud de interrupción (IRQ) periódicamente como cada milisegundo. Cuando se determina en 214 que se ha disparado una IRQ, se sondean todos los sensores 54, 56, 57, y 58 en 216 y se cargan los datos en una matriz de memoria en 218. En 220 se sondean los sensores de distancia 72 y 82 y se registran en 222 y en 224 se sondean los sensores IR 74 y 84 y se registran en 226. Cuando se determina en 228 que se han recopilado todos los datos, se realiza una Transformada Rápida de Fourier (FFT) en 230 para los datos del acelerómetro 56 y en 232 para el sensor rotacional 57. En 234 se indica la calidad de la FFT y en 236 se comprimen los datos.
En 238 se determina si la RAM incorporada está disponible y, si lo está, los datos comprimidos se transfieren a la RAM disponible en 244. Si la RAM incorporada no está disponible, entonces en 240 se determina si la RAM local está disponible en el remoto recibido 94. Si lo está, los datos se transfieren en 242. Si no lo está, se establece un indicador de fallo en 246 y se borran los datos más antiguos en 248 para dejar espacio para los nuevos datos.
Si en 214 se determina que el programa está en un intervalo de inactividad entre solicitudes de interrupción, se realiza una determinación en 250 de si la interfaz inalámbrica 90 está activa. Si lo está, se comprueba la disponibilidad de energía en 252 y se determina en 254 si se ha establecido una conexión inalámbrica. Si no lo está, se intenta establecer una conexión inalámbrica en 258. Si en 252 se determina que no hay suficiente energía disponible, el sistema inalámbrico se pone en reposo en 256 para permitir que el dispositivo de almacenamiento 61 se cargue adecuadamente y el sistema se pone en modo de funcionamiento de consumo ultrabajo en 260. Cuando se determina en 262 que se ha establecido una conexión inalámbrica, la RAM local y la RAM incorporada se transfieren en 266, 270 y 272. A continuación, el sistema vuelve a 214 para determinar de nuevo si el sistema está generando una IRQ o permanece en modo inactivo.
Pueden realizarse cambios y modificaciones en las realizaciones específicamente descritas sin apartarse de la invención. Por ejemplo, las figuras representan un sensor combinado de aceleración, rotación y magnético. Sin embargo, estos sensores podrían estar separados o en diferentes combinaciones para lograr el mismo resultado. Las figuras también representan un sensor combinado de temperatura y distancia en un sensor de tiempo de vuelo. De nuevo, estos sensores podrían encontrarse en otras disposiciones para lograr el resultado deseado. La invención puede ser un accesorio permanente en el aparato de clasificación, pero también puede retirarse una vez finalizado el diagnóstico.
Claims (14)
1. Un aparato clasificador (10) que tiene una superficie de transporte (11) que está adaptada para transportar artículos en una dirección de transporte (14) y un mecanismo adaptado para desplazar artículos sobre la superficie de transporte (11), el aparato clasificador (10) teniendo un armazón (18), una banda sin fin (12) formada por una pluralidad de cuerpos interconectados, dicha banda sin fin (12) soportada de manera móvil por dicho armazón (18) y que se desplaza en un bucle sin fin que define la superficie de transporte (11), el aparato clasificador (10) comprendiendo:
un sistema de accionamiento distribuido que tiene una pluralidad de accionamientos que están adaptados para producir una fuerza con los cuerpos para propulsar la banda sin fin (12) en donde el sistema de accionamiento distribuido comprende un sistema de motor lineal y en donde cada accionamiento comprende por lo menos un primario de motor lineal estacionario (28) que está adaptado para producir un campo magnético para proporcionar fuerza en un secundario de motor lineal (32) con uno de los cuerpos para propulsar la banda sin fin (12), un dispositivo de diagnóstico (52) adaptado para monitorizar el funcionamiento del aparato clasificador (10), el dispositivo de diagnóstico (52) comprendiendo un controlador (92) y por lo menos un sensor (54) en comunicación con dicho controlador (92) y adaptado para detectar por lo menos un parámetro de uno de dichos accionamientos que está próximo al por lo menos un sensor (54) y dicho controlador (92) adaptado para recibir el por lo menos un parámetro del por lo menos un sensor (54),caracterizado porque
el dispositivo de diagnóstico (52) se desplaza con la banda sin fin (12) y se coloca en uno de dichos cuerpos de la banda sin fin (12).
2. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el por lo menos un parámetro comprende una temperatura de uno de dichos primarios del motor lineal (28) que está próximo al por lo menos un sensor (54).
3. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 1 o 2, en donde el por lo menos un parámetro comprende una distancia de separación entre el dispositivo de diagnóstico (52) y el primario del motor lineal (28) próximo.
4. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 3, en donde el dispositivo de diagnóstico (52) comprende además un captador inductivo (60) adaptado para recibir energía por inducción electromagnética del campo magnético producido por el primario del motor lineal próximo (28) y para proporcionar la energía recibida al dispositivo de diagnóstico (52).
5. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 4, en donde el dispositivo de diagnóstico (52) comprende además un módulo de interfaz inalámbrica (90) adaptado para recibir datos del controlador (92) y transmitir inalámbricamente los datos a un receptor remoto (94).
6. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el por lo menos un sensor (54) comprende además un sensor de aceleración (56) adaptado para detectar la aceleración a medida que el sensor de aceleración (56) se desplaza con la banda sin fin (12) y/o en donde el por lo menos un sensor (54) comprende además un sensor de magnetismo (58) adaptado para detectar los campos magnéticos que rodean al sensor de magnetismo a medida que el sensor de magnetismo (58) se desplaza con la banda sin fin (12).
7. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 1, que comprende además por lo menos una superficie estacionaria adyacente a una parte de borde lateral de la banda sin fin (12) de cuerpos y en donde el por lo menos un sensor (54) comprende además un sensor de distancia (72; 82) adaptado para medir una distancia entre el sensor de distancia (72; 82) y la por lo menos una superficie estacionaria y colocado en un extremo de uno de los cuerpos.
8. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 1, en donde el dispositivo de diagnóstico comprende un módulo de interfaz inalámbrica (90);
en donde el sensor (54) está adaptado para detectar un dato de diagnóstico del funcionamiento del aparato clasificador (10), en donde el controlador (92) está adaptado para recibir datos de diagnóstico del por lo menos un sensor (54) y el módulo de interfaz inalámbrica (90) está adaptado para recibir datos de diagnóstico del controlador (92) y transmitir inalámbricamente los datos de diagnóstico a un receptor remoto (94); y
un dispositivo de captación de energía en la banda sin fin (12) que está adaptado para recibir inalámbricamente energía eléctrica y suministrar energía eléctrica al dispositivo de diagnóstico (52).
9. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 8, en donde el módulo de interfaz inalámbrica (90) usa Wi-Fi para transmitir de manera inalámbrica los datos de diagnóstico a un receptor remoto (94).
10. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 8, en donde los cuerpos están hechos de metal extruido y en donde el módulo de interfaz inalámbrica (90) comprende además una antena (91) colocada adyacente a un extremo de uno de los cuerpos para reducir la posibilidad de que el cuerpo se convierta en un escudo de Faraday para la antena (91).
11. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 2, que tiene el dispositivo de diagnóstico (52) comprendido en un sistema de detección de puntos calientes térmicos (44) que comprende un sensor térmico estacionario (46a; 46b); y
dicho sensor térmico estacionario (46a; 46b) monitorizando el bucle sin fin y siendo operativo con otro controlador (86) adaptado para recibir datos térmicos del sensor térmico estacionario (46a; 46b) y correlacionar las imágenes térmicas con una parte del bucle sin fin.
12. El aparato clasificador (10) como se reivindica en la reivindicación 11, en donde dicho sensortérmico estacionario (46a; 46b) comprende un sensor de imágenes térmicas y en donde dicho otro controlador (86) determina cuál o cuáles de los cuerpos se correlacionan con cualquier imagen térmica que identifique un punto caliente térmico.
13. El aparato clasificador (10) según se reivindica en la reivindicación 11, en donde dicho bucle sin fin está soportado en partes de extremos laterales opuestas y en donde dicho sensor térmico estacionario (46a; 46b) está dirigido a dichas partes de extremos laterales de dicho bucle sin fin.
14. Un método de clasificación de artículos con un aparato clasificador (10) que tiene una superficie de transporte (11) adaptada para transportar artículos en una dirección de transporte (14) y un mecanismo adaptado para desplazar artículos sobre la superficie de transporte, el aparato clasificador (10) teniendo un armazón (18), una banda sin fin (12) formada por una pluralidad de cuerpos interconectados, dicha banda sin fin (12) soportada de manera móvil por dicho armazón (18) y que se desplaza en un bucle sin fin que define la superficie de transporte (11), el método comprendiendo:
producir un campo magnético con por lo menos un primario del motor lineal estacionario (28) para proporcionar una fuerza en un secundario del motor lineal (32) con uno de los cuerpos para propulsar la banda sin fin (12); colocar un dispositivo de diagnóstico (52) adaptado para monitorizar el funcionamiento del aparato clasificador (10) y que tiene un controlador (92) y por lo menos un sensor (52) en comunicación con dicho controlador (92) y adaptado para detectar por lo menos un parámetro del por lo menos un primario del motor lineal estacionario (28) que está próximo al por lo menos un sensor (54), y dicho controlador (92) adaptado para recibir el por lo menos un parámetro del por lo menos un sensor (54),caracterizado porqueel dispositivo de diagnóstico (52) está colocado en uno de los cuerpos de la banda sin fin (12) y se desplaza con la banda sin fin (12).
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