Transductor de posición.

Un transductor de posición (10) que comprende:

una escala alargada (22) que tiene una graduación de detección de la posición prevista sobre la misma,

a lo largo dela longitud de la misma;

un carro (32) que se mueve a lo largo de la escala (22) y que tiene un cabezal de detección (31), el cual lee lagraduación para proporcionar una señal de detección de posición; y

un deslizador (33) acoplado al carro (32) y que mueve el carro a lo largo de la longitud de la escala (22); el carro (32)y el deslizador (33) están acoplados entre sí a través de un miembro elástico (41A, 41B), el cual tiene unaelasticidad en una dirección en la cual el carro (32) y el deslizador (33) son atraídos uno hacia el otro, con el carro(32) y el deslizador (23) estando contactando entre sí, caracterizado por que

se sitúa una bola rodante (40, 42) en un extremo del carro (32) en la dirección de movimiento, y entre el carro (32) yel deslizador (33), en donde la bola rodante (40, 42) está sujeta mediante un rodamiento plano (37) el cual tiene unplano de rodadura perpendicular al la dirección del movimiento del carro y un rodamiento cónico (39) el cual tieneuna superficie cónica de rodadura (39A), la cual tiene un vértice (39a) en la dirección del movimiento del carro (32).

Tipo: Patente Europea. Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: E01107190.

Solicitante: Mori Seiki Co., Ltd.

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 106 Kitakoriyama-cho, Yamamoto-Koriyama City Nara 639-1160 JAPON.

Inventor/es: NISHI, EIICHI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • G01B11/02 FISICA.G01 METROLOGIA; ENSAYOS.G01B MEDIDA DE LA LONGITUD, ESPESOR O DIMENSIONES LINEALES ANALOGAS; MEDIDA DE ANGULOS; MEDIDA DE AREAS; MEDIDA DE IRREGULARIDADES DE SUPERFICIES O CONTORNOS.G01B 11/00 Disposiciones de medida caracterizadas por la utilización de medios ópticos (instrumentos de los tipos cubiertos por el grupo G01B 9/00 en sí G01B 9/00). › para la medida de la longitud, la anchura o el espesor (G01B 11/08 tiene prioridad).
  • G01B21/00 G01B […] › Disposiciones de medida o sus detalles en caso de no adaptarse a los tipos particulares de medios de medida de los otros grupos de esta subclase.
  • G01B21/02 G01B […] › G01B 21/00 Disposiciones de medida o sus detalles en caso de no adaptarse a los tipos particulares de medios de medida de los otros grupos de esta subclase. › para la medida de la longitud, la anchura o el espesor (G01B 21/10 tiene prioridad).
  • G01B21/04 G01B 21/00 […] › mediante la medida de coordenadas de puntos.
  • G01D5/347 G01 […] › G01D MEDIDAS NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; DISPOSICIONES PARA LA MEDIDA DE DOS O MAS VARIABLES NO CUBIERTAS POR OTRA UNICA SUBCLASE; APARATOS CONTADORES DE TARIFA; DISPOSICIONES PARA TRANSFERENCIA O TRANSDUCTORES NO ESPECIALMENTE ADAPTADAS A UNA VARIABLE PARTICULAR; MEDIDAS O ENSAYOS NO PREVISTOS EN OTRO LUGAR.G01D 5/00 Medios mecánicos para la transferencia de la magnitud de salida de un elemento sensor; Medios para la conversión de la magnitud de salida de un elemento sensor en otra variable, en los que la forma o naturaleza del elemento sensor no determinan los medios de conversión; Transductores no especialmente adaptados a una variable específica (G01D 3/00 tiene prioridad; especialmente adaptados para aparatos que dan resultados distintos al valor instantáneo de una variable G01D 1/00). › que utilizan escalas de codificación de desplazamiento.

PDF original: ES-2423210_T3.pdf

 

Transductor de posición.

Fragmento de la descripción:

Transductor de posición Antecedentes de la invención Campo de la invención La presente invención se refiere a un transductor de posición para utilizarlo instalado en el cuerpo de una máquina herramienta, un equipo industrial, un equipo de medida de precisión o similar, cada uno de ellos provisto de una parte móvil o movible y de una parte fija, las cuales se mueven linealmente una con respecto a la otra, para medir una cantidad del trayecto y de la posición desplazada de la parte móvil con respecto a la parte fija.

Descripción del Estado de la técnica relacionado El transductor de posición está instalado en una parte móvil y una parte fija de la máquina herramienta, del equipo industrial, del equipo de medida de precisión o similar (será referida simplemente como “cuerpo de máquina” de aquí en adelante) , los cuales se mueven linealmente una con respecto a otra, para medir una cantidad del trayecto y de la posición desplazada de la parte móvil con respecto a la parte fija, por ejemplo.

Los traductores de posición convencionales incluyen una escala graduada alargada prevista para detectar una posición durante el movimiento relativo de las partes móvil y fija, y una unidad sensora, la cual tiene dispuesta en la misma un cabezal de detección, el cual lee una graduación dispuesta sobre la escala. La escala está fijada a la parte fija mientras que la unidad sensora esta fijada a la parte móvil. La unidad sensora incluye un deslizador dispuesto sobre la escala para leer un desplazamiento sobre la graduación, por medio del cabezal de detección, y un soporte acoplado al deslizador para avanzar junto con la parte móvil del cuerpo de la máquina, estando acoplado el deslizador al carro mediante un acoplamiento.

En el transductor de posición constituido como el anterior, dado que el soporte avanza junto con la parte móvil del cuerpo de la máquina, con un movimiento lineal, el deslizador es presionado o empujado por el acoplamiento que conecta el deslizador y al soporte, mediante el acoplador, contra el soporte y se desplaza sobre y longitudinalmente a la escala. El transductor de posición lee, mediante el cabezal de detección dispuesto sobre el deslizador, un desplazamiento del deslizador sobre la graduación de la escala, para medir una cantidad del trayecto y de la posición desplazada de la parte móvil con respecto a la parte fija.

En el transductor de posición convencional, dado que la parte móvil del cuerpo de la máquina, instalada como se ha descrito, se mueve linealmente, el soporte se mueve siguiendo un movimiento ondulante o creciente de la parte móvil del cuerpo de la máquina. También, en el transductor de posición, el deslizador esta dispuesto en contacto con la escala y se mueve siguiendo una condición de superficie de la escala, de forma más específica, una ondulación o crecimiento de la superficie de de la escala. Es decir, en el transductor de posición, se miden una posición relativamente móvil y una distancia movida relativa, mediante el deslizador y el soporte destinados para movimientos diferentes, respectivamente, y de manera que las posiciones del deslizador y del soporte son posiblemente desviadas entre sí, durante el transcurso de una medida. En el transductor de posición de este tipo, el deslizador y el soporte están acoplados entre sí, aplicando una fuerza al deslizador o al soporte, de forma independiente, a un punto de contacto en el acoplamiento que conecta el deslizador y el soporte. De forma que, la desviación posicional anterior provoca un vector dinámico en una dirección distinta a la dirección del movimiento del deslizador, en otras palabras, en una dirección en la cual el movimiento lineal del deslizador está impedido, lo cual resulta en un error de medida debido a un error de retorno o en una degradación de la precisión de repetibilidad. Generalmente, cuando el transductor de posición está constituido para obtener un alto rendimiento y una alta resolución, entre otros, una fricción de contacto, debida al vector dinámico desarrollado en el acoplamiento que conecta el deslizador y el soporte, impedirá al deslizador moverse linealmente, lo cual influenciará la precisión de repetibilidad y el error de retorno.

Para solucionar el problema anterior, se ha propuesto proporcionar, en el acoplamiento que conecta el deslizador y el carro, un mecanismo universal cuya posición es variable para satisfacer una instalación fuera de tolerancia y unas dimensiones de la pieza fuera de tolerancia.

Como una de dichas soluciones al problema anterior, se conoce un transductor de posición de la descripción en la solicitud de patente japonesa publicada no examinada No. 4-231810, en la cual una unidad de escaneado, la cual escanea una placa con escala, es montada, con una acoplamiento fijado en una dirección de medida, en una base de montaje de la máquina herramienta, consistiendo el acoplamiento en una primera pieza de acoplamiento con forma de placa fijada a la unidad de escaneado y una segunda pieza de acoplamiento con forma de pasador, fijada a un carro y la cual tiene una cara extrema esférica, y se proporciona una capa del deslizamiento entre las piezas del acoplamiento. En este transductor de posición por tanto constituido, se genera un rozamiento no medible entre las

piezas de acoplamiento, para prevenir la degradación de la precisión de medida incluso cuando tiene lugar un movimiento relativo.

Como otra de dichas soluciones, un traductor de posición es conocido de la descripción de la solicitud de patente japonesa publicada no examinada No. 5-87552, en la cual un miembro de acoplamiento intermedio se acopla, de forma deslizante, a un lado del deslizador del miembro de acoplamiento y el acoplamiento intermedio y un lado del carro del miembro de acoplamiento se ponen en contacto lineal entre sí en una conexión cóncavo - convexa, para corregir un error de precisión detectado.

En el transductor de posición descrito en la solicitud de patente japonesa publicada no examinada No. 5-87552, el miembro de acoplamiento intermedio y el lado del deslizador del miembro de acoplamiento ponen en contacto lineal entre sí en una relación cóncavo - convexa, para formar un mecanismo de acoplamiento universal. En este mecanismo de acoplamiento universal, el lado del deslizador del miembro acoplamiento y el miembro de acoplamiento intermedio se mueven con un rozamiento entre ellos, mientras que están en contacto superficial debido a la rectitud de la vibración de la máquina y del recorrido y la de la escala. Concretamente, cuando el rozamiento entre el miembro de acoplamiento intermedio y el lado de carro del miembro de acoplamiento excede una asegurada por la conexión cóncavo - convexa, los miembros de acoplamiento deslizan entre sí con un cambio en la relación regular entre ellos, pero dado que la fuerza de rozamiento cambia, si hay una diferencia en la rugosidad superficial entre los miembros de acoplamiento, se produce una diferencia en la fuerza de rozamiento entre los miembros de acoplamiento y entonces no se puede asegurar una realización del acoplamiento estable mediante dichos medios de acoplamiento.

Como se ha mencionado anteriormente, en el transductor de posición descrito en la solicitud de patente japonesa publicada no examinada No. 4-231810, cuando el acoplamiento, consistente en la primera pieza de acoplamiento con forma de placa fijada a la unidad de escaneado y la segunda pieza de acoplamiento con forma de pasador fijada al carro y que tiene una cara extrema esférica, ha sido utilizado durante mucho tiempo, se formara una concavidad causada por la vibración en la primera pieza de acoplamiento, con la cual colinda la segunda pieza de acoplamiento y posiblemente afectará al rendimiento del acoplamiento estable, el cual, de lo contrario, se podría garantizar.

Además, en un transductor de posición que incluya una unidad base por medio de la cual se fija una escala graduada a un cuerpo base, y una unidad de deslizamiento prevista en la unidad base deslizable con respecto a la unidad base y que tiene un sensor el cual detecta la graduación grabada sobre la escala, si no es perpendicular a una dirección de movimiento, un deslizador y un carro se desviaran el uno del otro para la amplitud de una desviación causada por el movimiento de la máquina y una superficie creciente de la escala y la desviación aparecerá como un error de coseno.

US-A-4, 095, 903 describe un aparato de medida para medir o ajustar las posiciones relativas de dos objetos. El aparato comprende una unidad de lectura para una escala de medida, la cual está conectada, por medio de un acoplamiento, a un objeto, cuya posición relativa va ser medida. El acoplamiento incluye una palanca conectada, con posibilidad de pivotarmiento, al objeto... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un transductor de posición (10) que comprende:

una escala alargada (22) que tiene una graduación de detección de la posición prevista sobre la misma, a lo largo de la longitud de la misma;

un carro (32) que se mueve a lo largo de la escala (22) y que tiene un cabezal de detección (31) , el cual lee la graduación para proporcionar una señal de detección de posición; y

un deslizador (33) acoplado al carro (32) y que mueve el carro a lo largo de la longitud de la escala (22) ; el carro (32) y el deslizador (33) están acoplados entre sí a través de un miembro elástico (41A, 41B) , el cual tiene una elasticidad en una dirección en la cual el carro (32) y el deslizador (33) son atraídos uno hacia el otro, con el carro (32) y el deslizador (23) estando contactando entre sí, caracterizado por que se sitúa una bola rodante (40, 42) en un extremo del carro (32) en la dirección de movimiento, y entre el carro (32) y el deslizador (33) , en donde la bola rodante (40, 42) está sujeta mediante un rodamiento plano (37) el cual tiene un plano de rodadura perpendicular al la dirección del movimiento del carro y un rodamiento cónico (39) el cual tiene una superficie cónica de rodadura (39A) , la cual tiene un vértice (39a) en la dirección del movimiento del carro (32) .

2. El transductor de posición tal y como se establece en la reivindicación 1, caracterizado porque se dispone un rodamiento pivotante, el cual tiene una pluralidad de bolas de pequeño diámetro (42) , sobre la superficie cónica de rodadura (39A) del rodamiento cónico (39) .

3. El transductor de posición tal y como se establece en la reivindicación 1, en donde la bola esta soportada por un par de rodamientos planos cada uno de los cuales tiene un plano de rodadura perpendicular a la dirección del 20 movimiento del carro.

4. El transductor de posición tal y como se establece en la reivindicación 1, en donde la bola esta soportada por un rodamiento plano, el cual tiene un plano de rodadura perpendicular a la dirección del movimiento del carro y por un rodamiento pivotante que tiene una pluralidad de bolas de pequeño diámetro.

sen


 

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