ES2320855T3 - Equipo de medicion de la posicion. - Google Patents
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Abstract
Equipo de medición de la posición con - un medio de medición (2); - una unidad de exploración (4) para la exploración del medio de medición (2), -- un dispositivo de ajuste (10) con un elemento de graduación (13, 130) para el ajuste de la situación de la unidad de exploración (4) con respecto al medio de medición (2), donde entre el elemento de graduación (1, 130) y la unidad de exploración (4) se dispone un mecanismo de desmultiplicación, que transforma un movimiento de graduación del elemento de graduación (13, 130) en un movimiento de graduación más corto de la unidad de exploración (4), caracterizado porque - el mecanismo de desmultiplicación presenta una disposición de palanca (11, 12) con articulaciones (14, 15, 18, 19, 21, 22, 23, 24), que transforma el movimiento de graduación del elemento de graduación (13, 130) en un movimiento de graduación lineal de la unidad de exploración (4) con respecto al medio de medición (2).
Description
Equipo de medición de la posición.
La invención se refiere a un equipo de medición
de la posición de acuerdo con el preámbulo de la reivindicación
1.
Un equipo de medición de la posición de este
tipo se conoce a partir del documento DE 43 17 022 C1. La situación
de una unidad de exploración con respecto a un disco graduado se
ajusta mediante un elemento de graduación de un dispositivo de
ajuste, porque el elemento de graduación actúa en forma de un
tornillo en una palanca de un mecanismo de desmultiplicación y
gradúa de forma desmultiplicada la unidad de exploración. Este
movimiento de graduación es un movimiento de basculación alrededor
de una articulación flexible del dispositivo de ajuste.
De acuerdo con el documento DE 28 44 066 A1, del
documento US 4870272A y del documento DE 40 01 848 C1, la
graduación se realiza asimismo por una palanca, que bascula la
unidad de exploración alrededor de una articulación flexible.
Sin embargo, en la práctica también se requieren
movimientos de graduación lineales de la unidad de exploración con
respecto al medio de medición como se explica, a modo de ejemplo, en
el documento EP 0 158 066 A1. Para el ajuste de cuatro barreras de
luz dispuestas con desplazamiento en el espacio entre sí de una
unidad de exploración de un equipo de medición angular, la unidad
de exploración se puede desplazar en sentido radial por orificios
alargados. Este desplazamiento radial se denomina en ese documento
desplazamiento paralelo y se realiza por dos orificios alargados.
Sin embargo, de este modo no es posible ningún ajuste preciso.
Por tanto, es objetivo de la invención indicar
un equipo de medición de la posición con un dispositivo de ajuste,
con el que se pueda graduar de forma lineal con alta precisión la
unidad de exploración con respecto al medio de medición.
Este objetivo se resuelve de acuerdo con la
invención mediante un equipo de medición de la posición con las
características de la reivindicación 1.
La ventaja obtenida mediante la invención
consiste en que la unidad de exploración se puede graduar de forma
lineal con alta precisión con un dispositivo sencillo. El movimiento
de graduación de un elemento de graduación se transforma de forma
desmultiplicada en un movimiento de graduación lineal de la unidad
de exploración, por lo que se posibilita un ajuste preciso. Además,
se puede realizar un pequeño tamaño de construcción.
En las reivindicaciones dependientes se indican
realizaciones ventajosas.
La invención se explicará a continuación con más
detalle mediante los ejemplos de realización. Se muestra
En la Figura 1, una vista en alzado de un equipo
de medición angular con un dispositivo de ajuste,
En la Figura 2, el dispositivo de ajuste de
acuerdo con la Figura 1 representado de forma aumentada,
En la Figura 3, el dispositivo de ajuste en una
ubicación de ajuste adicional,
En la Figura 4, una segunda realización del
dispositivo de ajuste,
En la Figura 5, un tercer ejemplo de realización
del dispositivo de ajuste,
En la Figura 6, un cuarto ejemplo de realización
del dispositivo de ajuste,
En la Figura 7, un quinto ejemplo de
realización del dispositivo de ajuste.
El equipo de medición angular de acuerdo con la
Figura 1 consiste en un disco graduado 1, que se aloja de forma
giratoria alrededor del eje de giro D. El disco graduado 1 lleva
como medio de medición una graduación angular incremental 2, cuyas
rayas de graduación están orientadas de forma radial. Para la
medición de la ubicación de giro del disco graduado 1 con respecto
a un estator 3 se fija de forma ajustable en el estator 3 una
unidad de exploración 4. La unidad de exploración 4 está construida
de forma conocida, de tal forma que en la Figura 1 se representa
para la explicación solamente la red de exploración 5 de la unidad
de exploración 4.
La unidad de exploración 4 se monta en un
soporte 16 de un dispositivo de ajuste 10. El dispositivo de ajuste
10 presenta dos palancas 11 y 12 con superficies de tope 11.10 y
12.10. Estas superficies de tope 11.10 y 12.10 sirven de forma
conocida (documento DE 32 28 507 C2) para la asignación de la unidad
de exploración 4 con respecto al disco graduado 1. Para esto se
proporciona en el estator 3, en el que se aloja el disco graduado
1, un collar de centrado 6 que tiene un recorrido concéntrico con
respecto al eje de giro D, en el que el dispositivo de ajuste 10 se
pone en contacto con las superficies de tope 11.10 y 12.10. El
diámetro del collar de centrado 6 está sometido a tolerancias, de
tal forma que la situación radial de la unidad de exploración 4 por
el collar de centrado 6 no se corresponde siempre a los
requerimientos. Para la compensación de tolerancias de diámetro del
collar de centrado 6, la unidad de exploración 4 se tiene que
graduar linealmente exclusivamente de forma radial sin modificación
de la coincidencia con respecto al eje de giro D (sentido R). Esta
graduación lineal se realiza con el dispositivo de ajuste 10 y se
explica con más detalle mediante la Figura 2.
Como se representa de forma ampliada en la
Figura 2, el dispositivo de ajuste 10 consiste en un mecanismo de
palanca construido de forma simétrica con dos palancas 11, 12 que,
con un elemento de graduación 13 común, se pueden bascular
respectivamente alrededor de una articulación flexible 14, 15. Las
articulaciones flexibles 14, 15 se disponen entre el soporte 16 de
la unidad de exploración 4 y las palancas 11, 12 y están
configuradas en forma de articulaciones de punto débil, de tal
forma que el dispositivo de ajuste 10 se puede fabricar como una
pieza.
Cada una de las dos palancas 11, 12 presenta un
brazo de palanca corto 11.1, 12.1 que parte de la articulación
flexible 14, 15 y un brazo de palanca más largo 11.2, 12.2. En los
dos brazos de palanca más largos 11.2, 12.2 actúa el elemento de
graduación común 13, con el que los dos brazos de palanca más largos
11.2. 12.2 se basculan en sentido contrario alrededor de las
articulaciones flexibles 14, 15. En los brazos de palanca más
cortos 11.1, 12.1 se moldean las superficies de tope 11.10, 12.10.
El movimiento del elemento de graduación 13 se transforma por las
dos palancas 11, 12 de forma desmultiplicada en un movimiento
orientado en sentido opuesto de las dos superficies de tope 11.10,
12.10. Manteniendo en contacto las superficies de tope 11.10, 12.10
con el collar de centrado 6 se mueve el soporte 16 y, por lo tanto,
la unidad de exploración 4 durante el accionamiento del elemento de
graduación 13 de forma lineal en sentido radial R.
Es particularmente ventajoso si los dos brazos
de palanca 11.2, 12.2 están unidos entre sí por un yugo común 17,
en el que actúa el elemento de graduación 13. El yugo 17 une los dos
brazos de palanca largos 11.2 ,12.2 como una pieza entre sí y está
configurado como barra flexible o miembro de deformación. En el
centro del yugo 17, el elemento de graduación actúa en forma de un
tornillo 13 y dobla el yugo 17 en sentido radial R. El tornillo 13
se apoya en el soporte 16. El doblamiento del yugo 17 provoca un
acortamiento del yugo 17 y, por tanto, una basculación de las dos
palancas 11 y 12 en sentidos opuestos tramos respectivamente
iguales. Para la aplicación del movimiento de basculación sobre las
palancas 11, 12 es ventajoso si entre el yugo 17 y los brazos de
palanca más largos 11.2 y 12.2 se dispone respectivamente una
articulación flexible 18, 19.
Si la situación radial de la unidad de
exploración 4 se ajusta correctamente por el dispositivo de ajuste
10 con el mecanismo de desmultiplicación, que consiste en las
palancas 11, 12 y las articulaciones flexibles 14, 15, la misma se
fija por elementos de fijación no representados en el estator 3. En
la Figura 2 se representan esquemáticamente las perforaciones de
fijación 7, 8 provistas para esto.
Con el dispositivo de ajuste 10 también es
posible una graduación de la unidad de exploración 4
transversalmente con respecto al sentido radial R. Para esto se
proporciona un elemento de graduación adicional 9, que actúa en uno
de los dos brazos de palanca más largos 11.2, 12.2 y desvía el mismo
transversalmente con respecto al sentido radial R. Este ejemplo de
realización se representa en la Figura 3.
En las Figuras 2 y 3 se representan las palancas
11, 12 en ubicación no desviada con líneas continuas y en ubicación
desviada, es decir, en situación ajustada, con líneas
discontinuas.
Como alternativa al yugo 17 en forma de un
miembro de deformación, el acoplamiento de las dos palancas 11, 12
se puede realizar con un elemento de graduación 130 de acuerdo con
la Figura 4. Para la basculación en sentido opuesto de las dos
palancas 11, 12, las mismas están unidas por el tornillo 130. Con el
giro del tornillo 130, las dos palancas 11, 12 se mueven tramos
iguales en sentido opuesto.
Si se quiere girar solamente una de las dos
palancas 11, 12, el tornillo 130 se tiene que apoyar en una parte
del estator 3 (estator 3 representado en la Figura 3) o en el
soporte 16, lo que se indica por la anilla de seguridad 30.
El elemento de graduación 13 de acuerdo con la
Figura 3 también puede de ser de un modo no mostrado, en vez del
tornillo, un excéntrico, cuya superficie excéntrica se pone en
contacto para el doblamiento del yugo 17 con el mismo o, para la
desviación de solamente una palanca 11, 12, se pone en contacto con
la misma. En el ejemplo de realización de acuerdo con la Figura 4
también se puede provocar el desplazamiento en sentido opuesto de
las dos palancas 11, 12 por una cuña, que actúa al mismo en las dos
palancas 11, 12.
En los ejemplos de realización que se han
explicado hasta ahora, durante el ajuste, todo el dispositivo de
ajuste 10 con la unidad de exploración 4 se tiene que aproximar al
collar de centrado 6. En los ejemplos de realización que se
explican más adelante, el dispositivo de ajuste 10 se puede fijar
por una pieza estacionaria 20 de forma rígida en el estator 3 y la
unidad de exploración 4 se puede ajustar con respecto a esta pieza
fijada 20 del dispositivo de ajuste 10. Para esto, el dispositivo de
ajuste 10 se orienta y fija con las superficies de tope 11.10,
12.10 en el collar de centrado 6. Para la fijación en el estator 3
se proporcionan las perforaciones de fijación 27 y 28.
El soporte 16 de la unidad de exploración 4 se
puede graduar mediante un mecanismo de desmultiplicación de forma
análoga a los ejemplos de realización que ya se han explicado con
respecto a la pieza estacionaria 20 en sentido radial R. Las partes
con la misma función se indican con las mismas referencias en todos
los ejemplos de realización.
El mecanismo de desmultiplicación consiste a su
vez en una disposición de palanca construida con simetría especular
con dos palancas 11, 12, que se pueden bascular de forma opuesta
mediante un elemento de graduación 13. Las palancas 11, 12 están
articuladas por articulaciones flexibles 14, 15 en la pieza
estacionaria 20 y están unidas entre sí por un yugo común 17. El
yugo 17, a su vez, es un miembro de deformación, en cuyo centro
actúa el elemento de graduación 13. Con un doblamiento central del
miembro de deformación se acorta la unión común de las dos palancas
11, 12, lo que conduce a una desviación de las dos palancas 11, 12
tramos iguales en sentidos opuestos. El elemento de graduación 13
se puede apoyar en el estator 3 o, de acuerdo con la Figura 6, en
el soporte 16.
El movimiento de basculación de las dos palancas
11, 12 se transmite de forma desmultiplicada al soporte 16 con la
unidad de exploración 4. El movimiento de basculación realizado por
el brazo de palanca largo 11.2 y 12.2 se transmite al brazo de
palanca más corto 11.1 y 12.1. La transmisión posterior se realiza
mediante respectivamente una barra de guía 21, 22 en forma de una
biela de empuje, que se fija por un lado en el brazo de palanca
corto 11.1, 12.1 y por otro lado en el soporte 16. Cada barra de
guía 21, 22 se fija por un lado en el brazo de palanca corto 11.1,
12.1 por una articulación flexible 23, 24, y por otro lado, en el
soporte 16 por otra articulación flexible 25, 26. Las barras de
guía 21, 22 transmiten el movimiento de basculación de las dos
palancas 11, 12 en un movimiento de graduación lineal del soporte 16
exclusivamente en sentido radial R. De este modo, la unidad de
exploración 4 está acoplada por los dos sitios de fijación en forma
de articulaciones flexibles 25, 26 con la disposición de palanca
11, 12 y las barras de guía 21, 22. El movimiento de basculación de
las palancas 11, 12 se transforma por las barras de guía 21, 22 en
un desplazamiento paralelo de los dos sitios de fijación.
También los dispositivos de ajuste de acuerdo
con las Figuras 5 y 6 permiten adicionalmente un ajuste de la
unidad de exploración en un sentido transversal con respecto al
sentido radial R, porque, como se representa en la Figura 3, un
elemento de graduación adicional 9 actúa solamente en una de las dos
palancas 11, 12.
Después del ajuste realizado, la unidad de
exploración 4 se fija en el estator 3. Para esto se proporcionan en
el soporte 16 perforaciones de fijación 7, 8.
De forma análoga al ejemplo de realización de
acuerdo con la Figura 4, las dos palancas 11, 12 también pueden
estar acopladas entre sí por un tornillo común 130, como se
representa en la Figura 7.
Es particularmente ventajoso si todas las
palancas 11, 12 y las articulaciones flexibles 14, 15, 18, 19, 23 a
26 del mecanismo de desmultiplicación se sitúan en un plano común y
están configuradas como una pieza. Los ejes de giro de las
articulaciones flexibles 14, 15, 18, 19, 23 a 26 están orientados de
forma paralela entre sí.
El dispositivo de acuerdo con la invención
también se puede utilizar para ajustar la unidad de exploración en
otros sentidos de movimiento rectilíneos, por ejemplo, para el
ajuste de la distancia de exploración entre la graduación 2 y la
red de exploración 5. La invención, por lo demás, no está limitada
al equipo de medición angular descrito. El medio de medición, en
vez de un disco graduado 1, puede ser también solamente un sector o
una escala lineal. El medio de medición puede estar configurado de
manera que se pueda explorar fotoeléctricamente, de forma
capacitiva, magnética o inductiva. La graduación también puede ser
una graduación periódica incremental o una codificación absoluta de
una pista o varias pistas.
Claims (12)
1. Equipo de medición de la posición con
- -
- un medio de medición (2);
- -
- una unidad de exploración (4) para la exploración del medio de medición (2),
- -
- un dispositivo de ajuste (10) con un elemento de graduación (13, 130) para el ajuste de la situación de la unidad de exploración (4) con respecto al medio de medición (2), donde entre el elemento de graduación (1, 130) y la unidad de exploración (4) se dispone un mecanismo de desmultiplicación, que transforma un movimiento de graduación del elemento de graduación (13, 130) en un movimiento de graduación más corto de la unidad de exploración (4), caracterizado porque
- -
- el mecanismo de desmultiplicación presenta una disposición de palanca (11, 12) con articulaciones (14, 15, 18, 19, 21, 22, 23, 24), que transforma el movimiento de graduación del elemento de graduación (13, 130) en un movimiento de graduación lineal de la unidad de exploración (4) con respecto al medio de medición (2).
2. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 1, caracterizado porque el elemento de
graduación (13, 130) actúa al mismo tiempo en dos palancas (11, 12)
y cada una de las dos palancas (11, 12) se aloja de forma
basculante respectivamente alrededor de una articulación flexible
(14, 15).
3. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 2, caracterizado porque las dos
palancas (11, 12) están acopladas entre sí por un yugo (17), en el
que actúa el elemento de graduación común (13), donde durante el
accionamiento del elemento de graduación (13, 130), las dos palancas
(11, 12) pueden bascular en sentido opuesto.
4. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 3, caracterizado porque el yugo (17)
es un miembro de deformación, que se moldea como una pieza en las
dos palancas (11, 12).
5. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con una de las reivindicaciones precedentes, caracterizado
porque el dispositivo de ajuste (10) presenta superficies de tope
(11.10, 12.10) separadas entre sí, con las que se puede orientar la
unidad de exploración (4) con respecto al medio de medición (2) y
porque estas superficies de tope (11.10, 12.10) se pueden graduar
por la disposición de palanca (11, 12) mediante un elemento de
graduación común (13, 130).
6. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 5, caracterizado porque el medio de
medición es una graduación angular (2), que se aloja de forma
giratoria alrededor de un eje de giro (D) en un estator (3) y en el
estator (3) se dispone un collar de centrado (6) que tiene un
recorrido concéntrico con respecto al eje de giro (D), en el que se
apoya el dispositivo de ajuste (10) mediante dos superficies de
tope (11.10, 12.10) y la disposición de palanca (11, 12) se dispone
entre el elemento de graduación (13, 130) y las superficies de tope
(11.10, 12.10) para el desplazamiento de las superficies de tope
(11.10, 12.10).
7. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 6, caracterizado porque la disposición
de palanca comprende dos palancas (11, 12), que se pueden bascular
en sentido opuesto por acción del elemento de graduación (13, 130)
respectivamente alrededor de una articulación flexible (14, 15),
donde una de las articulaciones flexibles (14, 15) se dispone
respectivamente entre la unidad de exploración (4) y una de las
palancas (11, 12).
8. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 7, caracterizado porque cada una de
las dos palancas (11, 12) presenta un brazo de palanca corto (11.1,
12.1) que parte de la articulación flexible (14, 15) y un brazo de
palanca más largo (11.2, 12.2) que parte de la articulación flexible
(14, 15), donde en el brazo de palanca más largo (11.2, 12.2) actúa
el elemento de graduación (13, 130) y en el brazo de palanca más
corto (11.1, 12.1) se dispone una de las superficies de tope (11.10,
12.10).
9. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con una de las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado porque
el dispositivo de ajuste (10) presenta una pieza estacionaria (20),
en la que se acopla de forma graduable la unidad de exploración (4)
por articulaciones flexibles (25, 26) y las articulaciones flexibles
(25, 26) se pueden desplazar en paralelo entre sí en la unidad de
exploración (4) por la disposición de palanca (11, 12).
10. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 9, caracterizado porque la disposición
de palanca consiste en dos palancas (11, 12), donde respectivamente
una palanca (11, 12) actúa en una de las articulaciones flexibles
(25, 26) de la unidad de exploración (4) y las dos palancas (11, 12)
se pueden bascular de forma común por el elemento de graduación
(13, 130).
11. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 10, caracterizado porque las dos
palancas (11, 12) están acopladas con una barra de guía (21, 22),
que transforma el movimiento de basculación de las palancas (11,
12) en un movimiento paralelo de las articulaciones flexibles (25,
26) de la unidad de exploración (4).
12. Equipo de medición de la posición de acuerdo
con la reivindicación 11, caracterizado porque las barras de
guía (21, 22) están acopladas respectivamente por la articulación
flexible (25, 26) en la unidad de exploración (4) y están acopladas
por una articulación flexible adicional (23, 24) en la palanca (11,
12).
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