ES2969876T3 - Sistema de medición, y un procedimiento en relación con el sistema de medición - Google Patents
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Abstract
Un sistema de medición (2) configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato (4) que involucra movimientos, el sistema (2) comprende una unidad de procesamiento (6) y al menos una unidad de medición (8) configurada para ser dispuesta en dicho aparato (4) y para medir movimientos relacionados con el procedimiento de trabajo, dicha al menos una unidad de medición (8) comprende al menos un miembro sensor (10) configurado para medir al menos aceleraciones, y para generar al menos una señal del sensor (12) dependiendo de la misma, y aplicar dicha(s) señal(es) (12) a dicha unidad de procesamiento (6). La al menos una unidad de medición (8) está configurada para estar dispuesta en dicho aparato (4) de manera que la al menos una unidad de medición (8), durante un procedimiento de medición, se mueve repetitivamente en un bucle (14), mostrando un bucle. trayectoria, en ambas direcciones hacia adelante y hacia atrás a lo largo de la trayectoria del bucle, y para realizar mediciones de al menos aceleraciones durante dicho procedimiento de medición, en donde dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas al menos aceleraciones medidas, y basándose únicamente en dichas al menos aceleraciones medidas, y en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o muchos parámetros de dichas aceleraciones. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Sistema de medición, y un procedimiento en relación con el sistema de medición
Campo técnico
La presente divulgación se refiere a un sistema de medición, y a un procedimiento en relación con un sistema de medición, capaz de determinar una medida que refleja al menos un parámetro del aparato relacionado con los movimientos del procedimiento de trabajo realizados por un aparato. La medida puede reflejar, por ejemplo, degradaciones del rendimiento, errores de cuadratura, etc., y también puede aplicarse para mejorar el rendimiento del aparato, por ejemplo, mediante calibración o puesta a punto.
Antecedentes
En muchos contextos, la industria utiliza diversos tipos de máquinas para mover, procesar y fabricar diversas piezas. Esto implica la necesidad de poder controlar el estado de dichas máquinas para, por ejemplo, poder realizar reparaciones y ajustes a tiempo para evitar tiempos de inactividad o pérdidas de precisión de las piezas que se fabrican. El objetivo es detectar los parámetros de la máquina y sus cambios mediante una solución de medición que pueda integrarse en la maquinaria y permita una automatización flexible de las mediciones. De este modo, se ofrece una posibilidad asequible de supervisión periódica de los parámetros de la máquina. Esta información actualizada sobre el estado y la capacidad de la máquina puede servir de apoyo a la hora de tomar decisiones para lograr una mayor eficacia y utilización de los recursos, por ejemplo, evitando fallos costosos.
La importancia de aumentar la productividad y la calidad en la fabricación conduce a mayores requisitos de controlabilidad de la maquinaria industrial. En el caso de una máquina herramienta o un manipulador industrial, esto lleva a la necesidad de integrar más sistemas de medición en dichos equipos y realizar mediciones con mayor frecuencia. Los ejes de las máquinas herramienta y los manipuladores industriales permiten el movimiento relativo de los componentes del equipo en el sistema de coordenadas global de dicho equipo. Sin embargo, debido, por ejemplo, a errores de montaje, instalación o uso operativo de estos equipos, el rendimiento real se desviará del nominal. Esta desviación depende del tiempo y del funcionamiento, ya que los componentes que intervienen en el movimiento del eje se degradan debido al desgaste. Esto conlleva una pérdida de precisión del equipo y puede provocar averías. Las mediciones integradas, junto con un tratamiento y análisis adecuados de las señales, permiten un funcionamiento avanzado y un mantenimiento predictivo de estos equipos.
Una práctica actual consiste en utilizar un instrumento especial, denominado "ballbar", colocado entre los soportes de piezas de trabajo y los portaherramientas, para comprobar la capacidad de la máquina para realizar un movimiento circular. El equipo de medición del instrumento se utiliza para registrar las desviaciones respecto a un círculo. Pueden realizarse varias pruebas de este tipo en distintos momentos y comparar los resultados para obtener información sobre diversos parámetros de la máquina, como circularidad, servorrespuesta, rectilinealidad, holgura, etc. Las pruebas también pueden realizarse a diferentes velocidades de avance, en diferentes direcciones de avance y utilizando barras de diferentes longitudes, y colocando el soporte de piezas de trabajo en diferentes ubicaciones en el espacio de trabajo del sistema. No obstante, sigue existiendo el inconveniente de las rigideces y de que no es posible automatizar las mediciones.
La patente europea EP-3059548 se refiere a un procedimiento para determinar los parámetros de máquina de un dispositivo mecánico en el que un primer elemento y un segundo elemento son mutuamente móviles en patrones de movimiento ajustables. Mediante la determinación de una diferencia entre una trayectoria de movimiento nominal y una trayectoria de movimiento real, se pueden determinar los parámetros de la máquina que indican un estado del dispositivo mecánico.
El documento US-2018/094946 es otro documento de patente que divulga tecnología de antecedentes relevante, y se refiere a una unidad de medición inercial (IMU) que determina la degradación del rendimiento de un eje lineal e incluye un acelerómetro que, cuando se dispone en un miembro de movimiento del eje lineal que incluye el miembro de movimiento y un miembro base mide la aceleración del miembro de movimiento, y proporciona un desplazamiento del miembro de movimiento en respuesta al movimiento del miembro de movimiento. La unidad de medición inercial también incluye un giroscopio de velocidad que mide una velocidad angular de movimiento del miembro de movimiento; y proporciona un ángulo de rendimiento para el miembro de movimiento en respuesta al movimiento del miembro de movimiento, en el que el desplazamiento y el ángulo de rendimiento determinan la degradación del rendimiento del eje lineal basado en un error en el movimiento lineal del miembro de movimiento a lo largo del miembro base.
El documento US-8401691 proporciona procedimientos y sistemas de metrología dinámica para determinar periódicamente una posición real de una o más máquinas y herramientas con respecto a una pieza de trabajo utilizando uno o más interferómetros láser y acelerómetros MEMS.
El documento US-9144869 se refiere a un dispositivo de medición de la trayectoria de movimiento de una máquina, que incluye acelerómetros, para medir la trayectoria de movimiento de una máquina utilizada en un aparato que controla la posición de la máquina.
El documento US-5834623 se refiere a un aparato y procedimiento para proporcionar una calibración periódica de alta precisión de errores angulares en una máquina herramienta de control numérico.
El documento US-2018/0133860 se refiere a un aparato de medición de trayectoria de movimiento que incluye un sensor de aceleración de tres ejes que mide la aceleración de un sujeto de medición de trayectoria de movimiento y emite el resultado como una señal del sensor de aceleración.
El documento US-2014/025195 se refiere a un dispositivo de control numérico por ordenador (CNC) que incluye un acelerómetro integrado, y a un procedimiento para mejorar la precisión de los dispositivos CNC que comprende integrar un acelerómetro dentro de la cabeza lectora de un sistema de realimentación lineal. Las soluciones conocidas hasta ahora han dado a menudo resultados bastante satisfactorios cuando se aplican en entornos específicos, pero aún queda margen para lograr una solución más automatizada, robusta y asequible. Estos enfoques conocidos son sensibles a la desalineación de los sensores con respecto a la dirección de movimiento del eje, con respecto al sistema de coordenadas de la maquinaria o entre sí (si hay más de un sensor). La incertidumbre en la alineación era uno de los principales obstáculos a la hora de utilizar acelerómetros para medir con precisión la trayectoria del movimiento. Además, en algunas de estas soluciones conocidas también se requieren señales de posición de la maquinaria para realizar los cálculos.
El objeto de la presente invención es lograr un sistema de medición con capacidades mejoradas y novedosas, y un procedimiento en relación con el sistema de medición, donde la mejora radica en una mayor precisión, robustez y facilidad de uso, y un ámbito de aplicación más amplio, por ejemplo, para la identificación y supervisión de la degradación del rendimiento, la detección de errores, el cambio en el comportamiento operativo, y la calibración, y la supervisión, en comparación con los sistemas y procedimientos aplicados actualmente.
Sumario
Los objetos antes mencionados se logran, o al menos se mitigan, mediante la presente invención según las reivindicaciones independientes.
Las realizaciones preferentes se exponen en las reivindicaciones dependientes.
Según un primer aspecto, la presente invención se refiere a un sistema de medición (2) configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato (4) que implica movimientos, según se define en la reivindicación 1.
Según un segundo aspecto, la presente invención se refiere a un procedimiento correspondiente tal como se define en la reivindicación 7.
El sistema de medición y el procedimiento relacionado según la presente invención tienen una serie de ventajas en comparación con la técnica aplicada actualmente, algunas de estas ventajas se enumeran a continuación.
Se representa un alto nivel de flexibilidad en la selección de los parámetros de medición cuando se implementa el sistema de medición aquí divulgado, por ejemplo: rango caracterizado, forma de la trayectoria del bucle, velocidades utilizadas, número de repeticiones, pueden utilizarse sensores con menores requisitos de precisión, es decir, sensores más baratos.
Debido a la composición ventajosa del procedimiento aplicado que utiliza el movimiento de bucle, se pueden compensar parámetros importantes relacionados con la alineación entre el sistema de coordenadas sensor-equipo o sensor-sensor. De este modo, se puede aumentar considerablemente la precisión de la lectura del sensor y mejorar la medición de los parámetros de la máquina.
La unidad de medición puede estar integrada en el aparato, por ejemplo, en la máquina herramienta. En general, el sistema de medición puede aplicarse (e integrarse) no sólo a las máquinas herramienta, sino también a los robots industriales.
Si se integra en el equipo, la necesidad de especialistas formados para realizar los procedimientos de medición es limitada o nula, ya que la implementación puede automatizarse.
La unidad de medición puede utilizarse independientemente del controlador de movimiento del aparato medido.
El coste del sistema de medición es inferior al de los equipos utilizados actualmente, por ejemplo, los basados en láser.
El procedimiento puede utilizarse para medir el movimiento sincronizado de al menos dos ejes lineales o al menos un eje rotatorio o articulación de un equipo.
La medición es flexible en la selección del número de repeticiones. A partir de mediciones rápidas y eficaces en el tiempo, con un bajo número de repeticiones, se pueden realizar mediciones más detalladas y precisas con un mayor número de repeticiones. Esto puede ahorrar importantes tiempos de inactividad de las máquinas en producción.
El procedimiento de medición es similar a un ciclo de calentamiento típico de máquinas herramienta o manipuladores industriales, por lo que puede utilizar directamente el ciclo de calentamiento de estas máquinas.
En muchos casos se producen incidentes o accidentes menores o mayores en la producción y una comprobación rápida puede ayudar a determinar si la producción puede reiniciarse o no.
Breve descripción de los dibujos
La figura 1 es un diagrama esquemático de bloques que ilustra el sistema de medición según la presente invención.
La figura 2 ilustra varios aspectos de una realización de la presente invención.
La figura 3 es una vista en perspectiva de un manipulador industrial en el que está implementada la presente invención.
La figura 4 muestra un diagrama que ilustra la variación de posiciones durante el movimiento a lo largo de una trayectoria de bucle en una ilustración ejemplar de una realización.
La figura 5 muestra varios ejemplos de formas 2D de las trayectorias de bucle.
La figura 6 muestra varios ejemplos de formas 3D de las trayectorias de bucle.
La figura 7 es un diagrama de flujo esquemático de un procedimiento según la presente invención.
Descripción detallada
El sistema de medición, y también el procedimiento, se describirán ahora en detalle haciendo referencia a las figuras adjuntas. A lo largo de las figuras, los elementos iguales o similares tienen los mismos signos de referencia. Además, los elementos y las figuras no están necesariamente a escala, sino que se hace hincapié en ilustrar los principios de la invención.
Haciendo referencia a la ilustración esquemática mostrada en la figura 1, se proporciona un sistema de medición 2. El sistema de medición está configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato 4 que implica movimientos.
El aparato 4 puede ser una máquina, una máquina herramienta, un equipo de producción, un robot industrial, etc., capaz de realizar un procedimiento de trabajo que implique movimientos.
El sistema 2 comprende una unidad de procesamiento 6 y al menos una unidad de medición 8. La al menos una unidad de medición 8 está configurada para disponerse en el aparato 4 y medir los movimientos relacionados con el procedimiento de trabajo.
La al menos una unidad de medición 8 comprende al menos un miembro sensor 10 configurado para medir al menos aceleraciones, y para generar al menos una señal de sensor 12 en función de las mismas, y para aplicar la(s) señal(es) 12 a la unidad de procesamiento 6.
La unidad de procesamiento y la al menos una unidad de medición están configuradas para comunicarse entre sí mediante un cable o de forma inalámbrica. Las unidades están provistas de capacidades de comunicación que admiten el tipo de comunicación utilizado, por ejemplo, comunicación por radiofrecuencia de corto alcance, por ejemplo, Bluetooth, si se aplica la comunicación inalámbrica. La unidad de procesamiento puede estar constituida por una sola unidad o comprender varias subunidades descentralizadas, y tiene el rendimiento de procesamiento y la capacidad de memoria necesarios para realizar todos los cálculos, comunicaciones, etc. que requiera la aplicación específica a la que se destine el sistema. Por ejemplo, puede haber una subunidad para la adquisición de datos y otra para el cálculo y el procesamiento.
La al menos una unidad de medición 8 está configurada para estar dispuesta en dicho aparato 4 de manera que la al menos una unidad de medición 8, durante un procedimiento de medición, se mueva repetidamente en un bucle 14, mostrando una trayectoria de bucle, tanto en dirección de avance como de retroceso a lo largo de la trayectoria de bucle 14, que en el ejemplo ilustrado es un círculo, y para realizar mediciones de al menos aceleraciones durante el procedimiento de medición. La unidad de procesamiento 6 está configurada preferiblemente para generar una señal de iniciación de medición 16 que se aplicará al aparato con el fin de ordenar al aparato que realice los movimientos relacionados con el procedimiento de medición, es decir, para ordenar a un controlador del aparato que genere y aplique las instrucciones de control pertinentes a diversas partes del aparato para realizar los movimientos relacionados con el procedimiento de medición. Según otra variante, el aparato 4 puede estar configurado para generar una señal de iniciación de medición 16 que se aplicará a la unidad de procesamiento 6 con el fin de instruir a la unidad de procesamiento 6 para que inicie las mediciones de los movimientos realizados del aparato 4. En otra variante, la unidad de medición 8 y la unidad de procesamiento 6 pueden intercambiar información relacionada con el procedimiento de medición. Estas señales opcionales 16 se indican con líneas discontinuas en la figura 1.
Un bucle se define generalmente como una trayectoria de bucle que tiene una forma que se dobla y se cruza sobre sí misma. En una realización, el bucle es un círculo o una elipse. Otros ejemplos de formas de trayectoria de bucle son: un rectángulo, un cuadrado y trayectorias de bucle más complejas, etc. El bucle definido por la trayectoria de bucle tiene una forma bidimensional o tridimensional. En las figuras 5 y 6 se muestran varios ejemplos de bucles con forma 2D o 3D.
Durante un procedimiento de medición, y por tanto durante el movimiento repetitivo de la unidad de medición a lo largo y alrededor de la trayectoria del bucle, la orientación de la unidad de medición puede ser la misma, por ejemplo en el caso de las mediciones de ejes lineales sincronizados, o puede cambiar, por ejemplo en el caso de la medición de un eje rotatorio.
Durante el procedimiento de medición, la unidad de medición está montada rígidamente en el aparato.
La unidad de procesamiento 6 está configurada para determinar el al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en las al menos aceleraciones medidas de la al menos una unidad de medición 8, y basándose únicamente en las al menos aceleraciones medidas, y que la unidad de procesamiento 6 está configurada para calcular una medida del al menos un parámetro del aparato únicamente basándose en uno o varios parámetros de las aceleraciones.
La unidad de medición puede disponerse en una caja provista de medios de fijación para sujetar la caja al aparato. En una variante, la caja también puede incluir la unidad de procesamiento, es decir, la caja es una unidad autosuficiente capaz de realizar todas las mediciones y cálculos necesarios, y también está provista de un suministro de energía, por ejemplo, una batería.
Así, la al menos una unidad de medición 8, durante el procedimiento de medición, se desplaza repetidamente en ambas direcciones, avance y retroceso, a lo largo de la trayectoria del bucle 14. El número de movimientos repetidos puede variar de forma natural, pero un mayor número de repeticiones aumentará la precisión de las mediciones. En una variación, un procedimiento de medición comprende aproximadamente el mismo número predeterminado de bucles de avance y retroceso que se ejecutan posteriormente.
Según la invención, la unidad de procesamiento 6 está configurada para determinar el al menos un parámetro de aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo basándose en componentes de movimiento, por ejemplo, desviaciones y/o errores, en los movimientos del bucle.
Los parámetros del aparato comprenden insuficiencias de rendimiento, degradaciones (por ejemplo, desgaste y corrosión de los componentes del aparato), parámetros de calibración, errores geométricos (por ejemplo, cuadratura, rectitud, etc.), deformaciones térmicas, deformaciones inducidas por la carga inercial o errores de control del movimiento (desajuste del servo, etc.) del aparato.
En otra realización, el al menos un miembro sensor 10 también está configurado para medir velocidades angulares, y para generar al menos una señal de sensor 12 en función de la misma, y para aplicar dicha señal de sensor 12 a la unidad de procesamiento 6. La al menos una unidad de medición 8, durante un procedimiento de medición, está configurada para realizar mediciones de velocidades angulares y aceleraciones durante el procedimiento de medición. La unidad de procesamiento 6 está entonces configurada para determinar el al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en las aceleraciones medidas y las velocidades angulares medidas de la unidad de medición 8, y sólo basándose en las aceleraciones medidas y dichas velocidades angulares medidas. La unidad de procesamiento 6 está configurada para calcular una medida del al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de las aceleraciones y las velocidades angulares.
En una realización ventajosa, el miembro sensor 10 comprende una disposición de medición de aceleración triaxial y una disposición de medición de velocidad angular triaxial, por ejemplo, un giroscopio triaxial, para proporcionar información de seis grados de libertad a lo largo de la trayectoria del bucle.
Preferiblemente, el uno o varios parámetros de las aceleraciones, y si es aplicable también de las velocidades angulares, es un desfase entre señales, adquiridas de al menos dos ejes de dicho miembro sensor. La amplitud y/o la frecuencia se pueden utilizar de solamente un miembro del sensor también.
Como se han realizado movimientos de avance y retroceso alrededor del bucle, la señal de aceleración, y si procede también la señal de velocidad angular, comprende conjuntos de datos de avance y retroceso de los movimientos repetitivos. A continuación, la unidad de procesamiento está configurada para realizar el cálculo preprocesando la señal de aceleración de entrada y, si procede, también la señal de velocidad angular y, a continuación, volteando uno de los conjuntos de datos de avance y retroceso para que coincidan las posiciones correspondientes de los dos conjuntos de datos. Al hacer coincidir los conjuntos de datos, se puede compensar la alineación de un miembro sensor con respecto a los ejes del aparato y con respecto a otros miembros sensores.
El movimiento en bucle del eje o ejes del aparato se realiza a una velocidad nominal constante a lo largo del movimiento en bucle. La velocidad constante nominal es la velocidad que es una entrada ordenada para la unidad de procesamiento 6. Las vibraciones transitorias pueden afectar a los movimientos del bucle debido a los rápidos cambios de dirección de los ejes. Aunque estas vibraciones también pueden atribuirse a los parámetros del aparato, sus efectos pueden controlarse mediante la selección de la forma del bucle y/o la selección de la velocidad nominal.
En una realización, con el fin de aumentar la precisión de la medición, el procedimiento de medición se puede implementar en diferentes velocidades y también puede utilizar diferentes filtrados para resaltar el efecto de las frecuencias espaciales correspondientes de las desviaciones del movimiento nominal del bucle.
El término de inclinación del vector de gravedad puede compensarse para aumentar la precisión de la medición, especialmente en el caso de considerar parámetros del aparato relacionados con las amplitudes de las señales del sensor. Debido a las inclinaciones dependientes de la posición a lo largo del movimiento del bucle, la señal de aceleración puede verse afectada por la inclinación del vector gravitatorio. El efecto de inclinación puede compensarse, por ejemplo, aplicando distintas velocidades.
Se puede aplicar un filtrado a los datos brutos para considerar las frecuencias espaciales relevantes a lo largo de la trayectoria de movimiento del bucle. Pueden aplicarse varios filtros de conservación de fase, por ejemplo, filtros de paso bajo, paso banda o paso alto, para resaltar los parámetros del aparato más relevantes para la investigación. Las frecuencias seleccionadas para los filtros también están relacionadas con las velocidades seleccionadas para el movimiento del bucle implementado.
Según la invención, la unidad de procesamiento 6 está configurada para realizar el cálculo aplicando una técnica de ajuste predeterminada adaptada al tipo de bucle y la modelización del efecto de los errores en la aceleración medida para conectar el ajuste con el parámetro real del aparato. Si el bucle es circular, se aplica una técnica de ajuste de onda senoidal para determinar una frecuencia, y/o amplitud y/o fase y/o diferencia de fase indicativa del parámetro del aparato.
Según un ejemplo que no forma parte de la invención, la unidad de procesamiento 6 está configurada para realizar el cálculo por integración de la señal del sensor 12 para obtener el desplazamiento para caracterizar los parámetros del aparato, y en el que se realizan dos integraciones para aceleraciones y, si procede, una integración para velocidades angulares.
La figura 3 es una vista en perspectiva que ilustra varias posiciones de montaje de una unidad de medición 8 sobre o dentro de un manipulador industrial. La unidad de medición puede montarse o integrarse en un eje de un manipulador industrial; en o integrarse en una articulación y o un eslabón de un manipulador industrial; en o integrarse en el efector final de un manipulador industrial, y/o en o integrarse en la interfaz mecánica de un manipulador industrial. Naturalmente, son posibles otras posiciones de montaje, por ejemplo, en un objeto sujetado por un efector final.
La Figura 4 muestra un diagrama esquemático de una ilustración ejemplar de una secuencia de operación de implementación de mediciones para una etapa de funcionamiento. Para una trayectoria de bucle comandada en la fase de velocidad nominal se implementa al menos una repetición de la trayectoria de bucle comandada. En este ejemplo, el bucle es un círculo que se muestra en la parte superior de la figura, donde se indican las posiciones A-D. En una variación, sin detener el movimiento comandado se pueden implementar varias repeticiones de la trayectoria del bucle comandado. Para aumentar la precisión de la medición, se puede repetir una etapa de funcionamiento varias veces. Para eliminar el efecto de la fase transitoria puede aplicarse un rebasamiento, que en el caso de la operación ejemplar se ajusta a la mitad de la trayectoria circular.
Las etapas de funcionamiento también pueden implementarse en más de un nivel de velocidad y en diferentes niveles de velocidad nominal. En el diagrama, el eje Y designa la distancia nominal recorrida a lo largo de la trayectoria del bucle.
La Figura 5 muestra varios ejemplos de formas 2D de las trayectorias de bucle; por ejemplo, ejemplos de formas de bucle que incluyen trayectorias más suaves, y ejemplos de formas de bucle que requieren un cambio repentino del movimiento del eje.
La Figura 6 muestra varios ejemplos de formas 3D de las trayectorias de bucle mostradas desde diferentes vistas. Ejemplos de forma de bucle que incluyen trayectorias más suaves y ejemplos que requieren un cambio repentino del movimiento del eje.
La presente invención también se refiere a un procedimiento en relación con un sistema de medición 2 configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato 4 que implica movimientos. El sistema de medición se ha descrito anteriormente en detalle y en el presente documento se remite a dicha descripción.
El procedimiento se describirá ahora haciendo referencia al diagrama de flujo mostrado en la figura 7.
Así, el procedimiento comprende:
• disponer en dicho aparato 4 al menos una unidad de medición 8, que comprenda al menos un miembro sensor 10;
• medir los movimientos relacionados con el procedimiento de trabajo, midiendo al menos las aceleraciones, y
• generar al menos una señal de sensor 12 en función de la misma, y aplicar dicha(s) señal(es) 12 a una unidad de procesamiento 6.
La etapa del procedimiento de disponer la unidad de medición en el aparato 4 comprende disponer la unidad de medición de tal manera que la al menos una unidad de medición 8, durante un procedimiento de medición, se mueva repetitivamente en un bucle 14, mostrando una trayectoria de bucle, tanto en dirección de avance como de retroceso a lo largo de la trayectoria de bucle 14, el procedimiento comprende además:
• realizar mediciones de al menos aceleraciones durante el procedimiento de medición,
• determinar el al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas al menos aceleraciones medidas de dicha al menos una unidad de medición 8, y sólo basándose en las al menos aceleraciones medidas, y
• calcular una medida del al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de las aceleraciones.
Un bucle se define generalmente como una trayectoria de bucle que tiene una forma que se dobla y se cruza sobre sí misma. En una realización, el bucle es un círculo o una elipse. Otros ejemplos de formas de trayectoria de bucle son: un rectángulo, un cuadrado, etc.
Así, el procedimiento comprende, durante el procedimiento de medición, mover repetidamente la unidad de medición en ambas direcciones, avance y retroceso, a lo largo de la trayectoria del bucle 14. Preferiblemente, un procedimiento de medición comprende que esencialmente un mismo número predeterminado de bucles de avance y retroceso se ejecuten posteriormente.
Según una realización, el procedimiento comprende el control del movimiento de la unidad de medición a lo largo del bucle de forma que se mantenga una velocidad constante nominal a lo largo del movimiento del bucle.
Según otra realización, el procedimiento comprende:
• medir mediante el al menos un miembro sensor 10 también velocidades angulares durante el procedimiento de medición, generar al menos una señal de sensor 12 en dependencia de la misma, y aplicar la al menos una señal de sensor 12 a la unidad de procesamiento 6, el procedimiento comprende además:
<o>determinar el al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en las aceleraciones medidas y las velocidades angulares medidas, y
<o>calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de dichas aceleraciones y dichas velocidades angulares.
Según otra realización, el miembro sensor 10 comprende una disposición de medición de la aceleración triaxial y una disposición de medición de la velocidad angular triaxial, por ejemplo, un giroscopio triaxial, y el procedimiento comprende entonces proporcionar información de seis grados de libertad a lo largo de la trayectoria del bucle.
Preferiblemente, el procedimiento también comprende realizar una operación de preprocesamiento de la señal de aceleración y, si procede, también de la señal de velocidad angular. La señal o señales comprenden conjuntos de datos de avance y retroceso de los movimientos repetitivos, y el preprocesamiento de la señal de aceleración de entrada, y si procede también la señal de velocidad angular, comprende voltear uno de los conjuntos de datos de avance y retroceso atrás para hacer coincidir las posiciones correspondientes de los dos conjuntos de datos.
Según la invención, el procedimiento comprende realizar el cálculo aplicando una técnica de ajuste predeterminada adaptada al tipo de bucle y la modelización del efecto de los errores en la aceleración medida para conectar el ajuste con el parámetro real del aparato. Si el bucle es circular, se aplica una técnica de ajuste de onda senoidal para determinar una frecuencia y/o amplitud y/o diferencia de fase indicativa del parámetro del aparato (por ejemplo, la cuadratura).
Según un ejemplo que no forma parte de la invención, el procedimiento también puede comprender realizar el cálculo por integración de la señal del sensor para obtener el desplazamiento para caracterizar los parámetros del aparato, y en el que se realizan dos integraciones para las aceleraciones y, si procede, una integración para las velocidades angulares.
Para ilustrar mejor las ventajas del sistema de medición y del procedimiento, y a modo de ejemplo, a continuación se describen la metodología, la experimentación, el análisis de datos y la validación y verificación de un sistema y procedimiento de medición basado en una IMU y en un bucle (por ejemplo, circular o elíptico).
El sistema y procedimiento divulgados permiten una identificación robusta de los parámetros del aparato y su cambio o degradación en el tiempo, por ejemplo, la cuadratura, en condiciones industriales. Las etapas principales incluyen la simulación opcional de componentes de movimiento, incluidas posiciones, velocidades y aceleraciones, tanto para casos nominales como para casos afectados por errores - parte (a), la realización de pruebas y preprocesamiento de datos de medición - parte (b), y el análisis de datos para determinar cómo un parámetro del aparato, por ejemplo, la cuadratura - parte (c). Para realizar más pruebas y usos reales del sistema de medición, basta con aplicar las partes (b) y (c).
En un ejemplo ejemplar, el movimiento circular generado por dos ejes lineales puede modelarse como movimiento armónico complejo, siguiendo la formulación de Lissajous. Las aceleraciones ideales en las direcciones X e Y(ax y ay) a lo largo de una trayectoria circular pueden describirse con ecuaciones paramétricas:
(t^iVcosfaijí-éy+Cy -eos(uiyt+njl-dy)(1)
(t)= Ay'COS(COyt+7r/2-0y)+ CV COSCCOxt-í?*) (2)
En las ecuaciones anteriores,AxyAyson las amplitudes,WxyWyson las frecuencias, yQxyQyson los desplazamientos de fase para las direcciones X e Y respectivamente. Los términosCxy Cy son las amplitudes de vibración resultantes de la desalineación entre los ejes del sensor y el movimiento medio de los ejes de la máquina, que pueden expresarse mediante £c. La relación entre las amplitudes de vibración y la desalineación del sensor se describe en la ecuación 3. Hay que tener en cuenta que el movimiento medio del eje no se conoce a priori.
Para un radio y velocidad de avance dados, se pueden calcular las posiciones, velocidades y aceleraciones incluyendo, las frecuenciasWxyWyy las amplitudesAxyAyde las aceleraciones. A continuación, se consideraron los efectos de tres fuentes de error principales, incluyendo:
i) £c, la desalineación entre los ejes de la máquina herramienta y los ejes del sensor debida a imprecisiones de ajuste (que determinaCxy Cy),
ii)EScox,la cuadratura de los ejes de los sensores y
iii)Ecox,la cuadratura de los ejes medios de la máquina herramienta
Tradicionalmente, las matrices de transformación homogéneas (HTM) se utilizan para expresar los efectos de estas fuentes de error en las posiciones comandadas. Teniendo en cuenta la velocidad de avance programada, las posiciones nominales dependientes del tiempo se utilizan como entrada a los HTM para calcular las correspondientes posiciones reales dependientes del tiempo. Mediante diferenciaciones, puede deducirse el efecto de los errores de alineación sobre la aceleración en función del tiempo. A continuación, las aceleraciones calculadas pueden relacionarse con los parámetros de amplitud y desfase de las ecuaciones 1 y 2. Al insertar la ecuación 3 en las ecuaciones 1 y 2 se obtienen expresiones para las aceleraciones X e Y que dependen de la desalineación & . Esta relación de las amplitudes también puede confirmarse mediante HTM dependientes del tiempo. Esta simulación de trayectorias de movimiento y el efecto de los distintos parámetros del aparato en las señales de los sensores pueden simularse también en el caso de distintas trayectorias de bucle.
El error de cuadratura resulta en dos sinusoides paraax (t)yay (t)con una diferencia de fase entre las dos, en el caso de una trayectoria de bucle circular. Esto confirma la analogía con la curva de Lissajous, donde el desfase variable cambia la relación de aspecto de la elipse resultante. La forma elíptica de la trayectoria de posición "circular" está ampliamente aceptada como característica cuantificable del error de cuadratura entre los dos ejes lineales.
Una implicación importante de las simulaciones es que el desfase se atribuye con E<cox>y ES<cox>(donde X e Y son direcciones de un sistema de coordenadas cartesianas dextrógiro):
Ecox+EScox - 9y- 0 x(4)
La limitación es que la separación de la máquina herramienta y la cuadratura de los ejes del sensor es difícil. Sin embargo, con la aplicación de las direcciones de avance y retroceso a lo largo de la trayectoria del bucle, después de voltear los conjuntos de datos para que coincidan con las posiciones correspondientes se puede determinar laEScox. Así, también se puede determinar laEcox. Además, se comprobó que las magnitudes simuladas de la desalineación £c, que son realistas para el procedimiento de alineación dado, afectan de forma despreciable al desfase. Esto permite que el desfase de las señales de aceleración sea un indicador sólido de la cuadratura. Sin embargo, al mismo tiempo la desalineación £c afecta significativamente a las amplitudes del sensor. Por lo tanto, en el caso de una investigación basada en la amplitud, una etapa importante es la determinación y compensación de la desalineación. Para detectar los valores deQxy 0y es necesario aplicar importantes etapas relacionados con el filtrado de los datos brutos y el ajuste adecuado de los parámetros de los componentes del movimiento de aceleración .
Este ejemplo muestra la implementación del procedimiento en el caso de un bucle que tiene una forma circular y el parámetro del sensor considerado es el desfase entre dos miembros del sensor.
Experimentación
Las pruebas se realizaron en condiciones industriales en una máquina herramienta de tres ejes con rangos de desplazamiento de los ejes de X: 1000 mm, Y: 510 mm, y Z: 561 mm. La cadena cinemática de la máquina es [t-(C)-Z-b-Y'-X'-w] donde los ejes X e Y se apilan para representar el movimiento de la mesa.
Se indujeron seis niveles de cuadratura, incluido el de referencia, modificando mecánicamente la relación entre los ejes X (superior) e Y (inferior). El procedimiento para cambiar y medir la cuadratura se realizó de la siguiente manera:
(1) aflojar mecánicamente los pernos que unen los carros de los ejes X e Y;
(2) aplicar una carga externa para empujar el eje X fuera de su orientación con respecto a Y, manteniendo fijo el eje Y;
(3) apretar los pernos con una llave dinamométrica, y
(4) medir la cuadratura inducida con un bloque cuadrado y un ballbar doble telescópico (DBB). Los datos del bloque cuadrado y del DBB se utilizaron con fines de validación y verificación.
En la experimentación - para una trayectoria de bucle que representa un círculo - se definieron tanto la cuadratura del eje de la máquina, como la desalineación de los miembros del sensor con respecto al eje de la máquina. Esto permite considerar e investigar la amplitud de la señal del sensor, así como después de la integración necesaria de las señales para producir desplazamientos de la trayectoria del bucle nominal, que se atribuyen a otros parámetros de la máquina.
Validación y verificación
Con fines de validación y verificación se utilizaron dos procedimientos de medición normalizados. El bloque cuadrado se utilizó para aumentar el control sobre la inducción mecánica de errores, y el DBB se seleccionó como segundo instrumento porque es capaz de medir en condiciones similares a las de las pruebas realizadas con acelerómetro (mismo radio de círculo y avance). Se realizaron diez mediciones repetidas antes y después de inducir el error, y también se investigó el efecto del calentamiento de la máquina sobre la cuadratura, que resultó ser insignificante.
Existe una concordancia significativa entre los resultados de la prueba circular basada en la IMU y los resultados de las dos pruebas estandarizadas. Así pues, el procedimiento introducido es capaz de identificar valores de cuadratura verificados con los procedimientos de medición tradicionales. Las incertidumbres estándar de tipo A de los resultados basados en la IMU son el resultado de la convergencia (para 155 etapas de funcionamiento). La validación y la verificación se ven limitadas por las diferencias en los principios de los enfoques.
Conclusiones y debates sobre la metodología ejemplar divulgada
La cuadratura de las máquinas herramienta multieje está directamente relacionada con la calidad de los componentes mecanizados. En este documento se presenta una nueva metodología para medir la cuadratura entre ejes de máquinas herramienta. El procedimiento se basa en mediciones inerciales en las que los datos del acelerómetro triaxial se recogen mientras el sensor se desplaza a lo largo de trayectorias circulares ejecutadas por el movimiento sincronizado de dos ejes lineales apilados. La metodología incluye el preprocesamiento de los datos de medición y el análisis de datos para determinar la cuadratura de dos ejes lineales, y la alineación de los miembros del sensor con respecto a los ejes de la máquina y entre sí.
El procedimiento divulgado se verifica y valida experimentalmente en condiciones industriales en una máquina herramienta de tres ejes comparando los valores de cuadratura cuantificados por el procedimiento basado en la IMU con los de un bloque cuadrado convencional y un ballbar telescópico. Los resultados se confirmaron. La convergencia del valor medio de la cantidad medida puede alcanzarse con el enfoque introducido. Como la IMU puede integrarse en una máquina herramienta (lo que elimina la necesidad de tiempo de configuración) y puede aplicarse directamente como ciclo de calentamiento, puede ahorrarse un valioso tiempo de producción.
La integración presentada de sensores en equipos de producción avanzados puede facilitar el desarrollo de la automatización de la medición hacia el concepto de autodiagnóstico de máquinas herramienta. Al integrar la adquisición y el análisis de datos en el controlador de la máquina herramienta, se puede realizar una compensación para la planificación del procesamiento y la optimización del mantenimiento mediante la supervisión de diversos parámetros de la máquina a través de mediciones periódicas en línea.
La Figura 2 esboza aspectos de una realización de la presente invención, en la que dos ejes de una máquina herramienta mueven una IMU (Etapa 1) en un movimiento nominalmente circular para un númeroNde ciclos en sentido horario (CW) y antihorario (CCW). Los datos de aceleración de la IMU se procesan (Etapa 2-5) para obtener la cuadratura en el tiempo con la eliminación de la necesidad de doble integración. La cuadratura obtenida puede utilizarse además con determinación de umbrales para alertar al fabricante sobre la degradación del rendimiento de la máquina herramienta (etapa 6).
Diversos aspectos del sistema de medición se ilustrarán a continuación mediante ejemplos.
Ejemplo 1
Según un ejemplo ilustrativo, el sistema de medición comprende una caja de sensores con un acelerómetro triaxial, que es la unidad de medición, un soporte para la caja de sensores, y una unidad de adquisición de datos, que es parte integrante de la caja de sensores, o es una unidad externa. La selección de los sensores es crucial para reducir la incertidumbre de las mediciones. El acelerómetro elegido tiene un ancho de banda de 0-300 Hz (correspondiente al punto de media potencia), una sensibilidad nominal de 2000 mV/g y una salida de ruido de 7 |jg rms/VHz. El valor máximo de la sensibilidad del eje transversal es del 3%, lo que define una estimación del límite superior de la cuadraturaEScox.La caja de sensores, incluidos los acelerómetros, se sujetó en el centro de los ejes X e Y y se alineó aproximadamente a lo largo de las ranuras en T de la mesa. Los datos de los sensores se recogen mientras se ejecutan trayectorias circulares mediante el movimiento sincronizado de dos ejes lineales. Las trayectorias circulares incluyen direcciones repetidas en sentido antihorario (CCW) y horario (CW) que se ejecutan posteriormente. Para cada uno de los seis niveles de cuadratura, se recogieron datos de aceleración para 155 etapas de funcionamiento, cada una de ellas compuesta por 30 ciclos (15 ciclos CCW y 15 ciclos CW). Para obtener unas condiciones de medición estables, se aplicó un sobregiro de 180° al principio y al final de cada movimiento CCW o CW. Esto minimizó las vibraciones transitorias para lograr una estabilidad dinámica suficiente de los ciclos repetidos. Además, antes y después de las direcciones CCW y CW se ordenó un periodo de parada en la misma posición, que puede utilizarse para la compensación de desviación cero y deriva.
Pueden seleccionarse varios radios y velocidades de avance para el procedimiento de medición. Sin embargo, es importante que, para maximizar la relación señal-ruido, se desee una mayor velocidad (lo que se traduce en mayores aceleraciones). Al mismo tiempo, la máquina debe ser capaz de realizar las trayectorias con estabilidad y sin efectos significativos de las fuerzas de inercia. Para las pruebas aquí descritas, se seleccionó un radio nominal de 0,1 m y un avance de 0,1 m/s (o 6000 mm/min).
Ejemplo 2
A continuación se describe un procedimiento de medición y, en particular, cómo realiza el cálculo el sistema de medición según una realización de la presente invención.
Las aceleraciones medidas se preprocesan primero para preparar un conjunto de datos para el ajuste de los componentes armónicos del movimiento y la determinación del desfase entre las aceleraciones X e Y ajustadas. El preprocesamiento comienza con el filtrado de los datos brutos, que es esencial para detectar las frecuencias espaciales relevantes para el error de cuadratura. Se utilizó un filtro Butterworth paso bajo de primer orden (fase cero), con una frecuencia de corte de 4 Hz. La frecuencia de corte se seleccionó para que fuera lo suficientemente alta como para captar razonablemente la cuadratura, pero lo suficientemente baja como para evitar la sensibilidad de la cantidad de salida en otras frecuencias espaciales. En otras palabras, se seleccionaron 4 Hz mediante iteraciones durante el análisis de frecuencias de corte superiores a 1 Hz, que es mayor que la frecuencia de movimiento fundamental de aproximadamente 0,167 Hz. La última etapa del preprocesamiento es la segmentación de las trayectorias circulares repetidas implementadas en cada etapa de funcionamiento. Tras la segmentación, las señales adquiridas pueden investigarse sin ningún cambio en el desfase de las señales, pero al mismo tiempo se minimiza el efecto de la deriva. La deriva se produce cuando los datos se comparan a partir de un intervalo de tiempo más largo. La deriva fue un importante criterio de optimización para la selección de una mayor velocidad de ensayo con el fin de reducir el tiempo de ensayo.
Después del pre-procesamiento, los datos CW y CCW son comparados para eliminar el efecto del desajuste del servo controlador. Antes, sin embargo, hay que voltear el conjunto de datos CW para que coincidan las posiciones correspondientes con la dirección CCW (positiva). Como el desajuste del servo tiene un efecto de distorsión similar al de la cuadratura en una trayectoria circular, la adquisición de datos CW y CCW es esencial para separar las distintas fuentes. En la siguiente etapa, los datos de aceleración se ajustan de acuerdo con los parámetros del componente de movimiento definidos en las ecuaciones 1 y 2 con un término constante adicional. El ajuste se realiza en dos etapas para obtener las cantidades 0<x>,9yyCy, Cx. En primer lugar, los primeros términos de las ecuaciones 1 y 2 se ajustan a los datos de medición filtrados con frecuencia conocida (0,167 Hz) para resolverAx , Ay, 9xy9y .En segundo lugar, los segundos términos de las ecuaciones 1 y 2 se ajustan a los residuos del ajuste anterior y se determinanCyyCx. Con amplitudes conocidas mediante la ecuación 3, se puede deducir una media para £<c>(que en este experimento se identificó como 2,1°).
La técnica de ajuste de onda senoidal se considera una de las herramientas más potentes para la medición de la diferencia de fase. Se aplicó un procedimiento de mínimos cuadrados con ponderaciones bicuadradas para ambos ajustes. La aplicación de un ajuste robusto es importante, ya que los picos (debidos a la inversión de los ejes) pueden afectar a los resultados. Sin embargo, hay que señalar que estos picos incluidos en los residuos entre el ajuste y los datos preprocesados pueden caracterizar otros parámetros importantes de la máquina. La estrategia de ajuste compuesta es el resultado de una optimización, que se implemento mediante la observación de la convergencia de la media y las desviaciones estándar de los datos de prueba a través de diferentes estrategias de ajuste. Para cada etapa de funcionamiento, se calcula un valor medio de los ciclos repetidos. Con este enfoque, se evita la doble integración a la posición dependiente del tiempo, lo que tiene importantes ventajas para reducir el efecto del ruido durante la cuantificación de la cuadratura. Sin embargo, se necesita una doble integración para investigar los desplazamientos angulares o de traslación en la trayectoria del bucle, que se atribuyen a otros parámetros del aparato, por ejemplo, los parámetros de la máquina (como, por ejemplo, los errores geométricos de la máquina, las degradaciones de los ejes o componentes implicados, etc.).
La convergencia de los valores medios con un número creciente de etapas de funcionamiento es esencial para mejorar la calidad del parámetro máquina caracterizado y también para evaluar la calidad de los ajustes implementados.
La incertidumbre de la prueba puede reducirse aún más mediante la compensación de la deformación térmica de los miembros del sensor. Al poner en marcha las mediciones, la electrónica de los sensores genera calor, lo que provoca una deformación térmica y un ligero cambio de cuadratura entre los dos ejes del sensor(EScox).Esto afecta a la caracterización de los parámetros de la máquina. Este fenómeno puede reducirse mediante un calentamiento adecuado del propio sensor antes de la medición, y/o mediante compensación.
Ejemplo 3
La unidad de medición comprende un acelerómetro triaxial y un giroscopio de velocidad triaxial. Los sensores pueden disponerse en una pequeña caja de sensores sellada para protegerlos del entorno industrial (por ejemplo, fluido de corte y virutas). Los sensores están cableados de forma que un hilo sellado sale de la caja y conecta los sensores a una unidad de procesamiento, es decir, una unidad de adquisición de datos con memoria y procesador. O bien, la unidad de medición está conectada de forma inalámbrica a la unidad de procesamiento, o directamente conectada al sistema de control del aparato o a cualquier sistema de control de línea. Los datos de esta unidad se comparten con un servidor donde se procesan los datos brutos del sensor para obtener los parámetros necesarios de la máquina. La caja de sensores se monta en el eje giratorio móvil o en los ejes lineales de la máquina (o en el efector final de un brazo robótico) y desde esta conexión rígida la configuración puede transmitir datos.
La caja de sensores puede estar incrustada debajo de las partes funcionales de las máquinas (por ejemplo, en el caso de máquinas herramienta debajo de la mesa) para que no interfiera con la funcionalidad principal del sistema, así como puede ser utilizada como una unidad externa y colocarla en el equipo sólo durante las mediciones. Una de las partes fundamentales de la solución es el tratamiento y análisis de los datos adquiridos, que se implementa en un programa informático.
Según una realización del procedimiento, se lleva a cabo el siguiente procedimiento: parada (todos los ejes de la máquina están parados), iniciar y repetir el movimiento de bucle en dirección de avance varias veces, luego parar y permanecer parado de nuevo durante unos segundos, luego ejecutar el movimiento de bucle repetido en dirección de retroceso varias veces y volver a pararse. Las fases de ralentí estacionario del procedimiento de medición pueden utilizarse para la compensación del desplazamiento del cero y/o la compensación del efecto de la deriva entre las fases de ralentí estacionario. Generalmente, el bucle implementado puede ser un círculo, que puede tener diferente radio, y diferente velocidad nominal.
Los ejes del sensor o sensores deben estar lo mejor alineados posible con los ejes correspondientes de la máquina. Sin embargo, el procedimiento compuesto es capaz de compensar la desalineación de los miembros del sensor. Esto es aplicable en general a todas las realizaciones aquí descritas. Mientras que el acelerómetro mide la aceleración en tres dimensiones (luego se integra en la velocidad, que a su vez se integra en el desplazamiento), el giroscopio de velocidad mide la velocidad angular (que luego se integra en el desplazamiento angular).
Una característica esencial para lograr el efecto es que la repetibilidad del equipo/máquina medido tiene que estar en un rango aceptable; la suposición es que el equipo implementa aproximadamente la misma trayectoria una y otra vez.
La sensibilidad, el nivel de ruido y el sesgo de los sensores deben seleccionarse cuidadosamente.
La presente invención no se limita a las realizaciones preferentes descritas anteriormente.
Por lo tanto, las realizaciones anteriores no deben tomarse como limitativas del alcance de la invención, que se define por las reivindicaciones adjuntas.
Claims (10)
1. Un sistema de medición (2) configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato (4) que implica movimientos, el sistema (2) comprende una unidad de procesamiento (6) y al menos una unidad de medición (8) configurada para ser dispuesta en dicho aparato (4) y para medir movimientos relacionados con el procedimiento de trabajo, dicha al menos una unidad de medición (8) comprende al menos un miembro sensor (10) configurado para medir al menos aceleraciones, y para generar al menos una señal de sensor (12) en dependencia de las mismas, y para aplicar dicha(s) señal(es) (12) a dicha unidad de procesamiento (6),
en el que dicha al menos una unidad de medición (8) está configurada para ser dispuesta en dicho aparato (4) de forma que la al menos una unidad de medición (8), durante un procedimiento de medición, se desplace repetidamente en un bucle (14), mostrando una trayectoria de bucle, tanto en dirección de avance como de retroceso a lo largo de la trayectoria de bucle (14), y para realizar mediciones de al menos aceleraciones durante dicho procedimiento de medición,
en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas al menos aceleraciones medidas, y sólo basándose en dichas al menos aceleraciones medidas, y en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato sólo basándose en uno o varios parámetros de dichas aceleraciones, en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo basándose en componentes de movimiento en movimientos de bucle y en la que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para realizar dicho cálculo aplicando una técnica de ajuste predeterminada adaptada al tipo de bucle y a la modelización del efecto de los errores en la aceleración medida para conectar el ajuste con el parámetro real del aparato, y si el bucle es circular se aplica una técnica de ajuste de onda senoidal para determinar una frecuencia, y/o amplitud y/o diferencia de fase indicativa del parámetro del aparato.
2. El sistema de medición (2) según la reivindicación 1, en el que el movimiento de la unidad de medición a lo largo del bucle es tal que se ordena una velocidad nominal constante a lo largo del movimiento del bucle.
3. El sistema de medición (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1-2, en el que dicho al menos un miembro sensor (10) también está configurado para medir velocidades angulares, y para generar al menos una señal de sensor (12) dependiendo de las mismas, y para aplicar dicha al menos una señal de sensor (12) a dicha unidad de procesamiento (6), en el que la al menos una unidad de medición (8), durante un procedimiento de medición, está configurada para realizar mediciones de velocidades angulares durante dicho procedimiento de medición, y en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas aceleraciones medidas y dichas velocidades angulares medidas de dicha unidad de medición (8), y basándose únicamente en dichas aceleraciones medidas y dichas velocidades angulares medidas, y en el que dicha unidad de procesamiento (6) está configurada para calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de dichas aceleraciones y dichas velocidades angulares.
4. El sistema de medición (2) según la reivindicación 3, en el que dicho miembro sensor (10) comprende una disposición de medición de aceleración triaxial, y una disposición de medición de velocidad angular triaxial, para proporcionar información de seis grados de libertad a lo largo de la trayectoria del bucle.
5. El sistema de medición (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4, en el que dicho uno o varios parámetros de dichas aceleraciones, y eventualmente también de velocidades angulares, es un desfase entre señales, adquirido a partir de al menos dos ejes de dicho(s) miembro(s) sensor(es).
6. El sistema de medición (2) según cualquiera de las reivindicaciones 1-5, en el que dicha trayectoria de bucle tiene una forma que se dobla y se cruza sobre sí misma.
7. Un procedimiento en relación con un sistema de medición (2) configurado para determinar al menos un parámetro del aparato relacionado con un procedimiento de trabajo de un aparato (4) que implica movimientos, el procedimiento comprende:
- disponer en dicho aparato (4) al menos una unidad de medición (8) que comprenda al menos un miembro sensor (10);
- medir los movimientos relacionados con el procedimiento de trabajo, midiendo al menos las aceleraciones, y
- generar al menos una señal de sensor (12) en función de la misma, y aplicar dicha(s) señal(es) (12) a una unidad de procesamiento (6),
en el que dicha etapa del procedimiento de disponer dicha unidad de medición en dicho aparato (4) comprende disponer la unidad de medición de tal manera que la al menos una unidad de medición (8), durante un procedimiento de medición, se desplace repetidamente en un bucle (14), mostrando una trayectoria de bucle, tanto en dirección de avance como de retroceso a lo largo de la trayectoria de bucle (14), el procedimiento comprende además:
- realizar mediciones de al menos aceleraciones durante dicho procedimiento de medición,
- determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas al menos aceleraciones medidas, y sólo basándose en dichas al menos aceleraciones medidas mediante dicha unidad de procesamiento (6), y
- calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de dichas aceleraciones por medio de dicha unidad de procesamiento (6),
en el que dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo se determina basándose en los componentes de movimiento en los movimientos del bucle, y en el que el procedimiento comprende además realizar dicho cálculo aplicando una técnica de ajuste predeterminada adaptada al tipo de bucle y modelización del efecto de los errores en la aceleración medida para conectar el ajuste con el parámetro real del aparato, y si el bucle es circular, aplicar una técnica de ajuste de onda senoidal para determinar una frecuencia, y/o amplitud y/o diferencia de fase indicativa del parámetro del aparato.
8. El procedimiento según la reivindicación 7, que comprende controlar el movimiento de la unidad de medición a lo largo del bucle de tal manera que se ordena una velocidad nominal constante a lo largo del movimiento del bucle.
9. El procedimiento según la reivindicación 7 u 8, que comprende:
- medir mediante dicho al menos un miembro sensor (10) también velocidades angulares durante dicho procedimiento de medición, generando al menos una señal de sensor (12) en dependencia de la misma, y aplicando dicha al menos una señal de sensor (12) a dicha unidad de procesamiento (6), el procedimiento comprende además
- determinar dicho al menos un parámetro del aparato de los movimientos del procedimiento de trabajo que se indican en dichas aceleraciones medidas y dichas velocidades angulares medidas, y sólo basándose en dichas al menos aceleraciones medidas y dichas velocidades angulares medidas, y
- calcular una medida de dicho al menos un parámetro del aparato basándose únicamente en uno o varios parámetros de dichas aceleraciones y dichas velocidades angulares.
10. El procedimiento según la reivindicación 9, en el que dicho miembro sensor (10) comprende una disposición de medición de aceleración triaxial, y una disposición de medición de velocidad angular triaxial, y el procedimiento comprende proporcionar información de seis grados de libertad a lo largo de la trayectoria del bucle.
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