Dispositivo electrónico y sistema para control de aplicaciones que usen al menos un transductor piezoelectrónico, electrostrictivo o magnetostrictivo.

Dispositivo electrónico (1) de control de aplicaciones que utiliza al menos un transductor piezoeléctrico,

electrostrictivo o magnetostrictivo, comprendiendo dicho dispositivo un generador eléctrico de potencia (10) adaptado para alimentar al 5 menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo con una señal de control (S), unos medios electrónicos de control (11) adecuados para controlar automáticamente el generador eléctrico de potencia utilizando una macro-función de control (M), y una memoria electrónica (112) en la que se almacenan:

- una primera familia (A) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (An), permitiendo cada función de control elemental de la primera familia (A) ajustar la amplitud de la señal de control (S),

- una segunda familia (T) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Tn), permitiendo cada función de control elemental de la segunda familia (T) ajustar la duración de la señal de control (S),

- una tercera familia (C) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Cn), permitiendo cada función de control elemental de la tercera familia (C) ajustar el ciclo de la señal de control (S),

- al menos dicha macro-función de control (M), que está constituida por el conjunto de al menos tres funciones de control elementales elegidas respectivamente entre las tres familias de funciones de control (A, T, C) registradas en la memoria.

Dispositivo electrónico y sistema para control de aplicaciones que usen al menos un transductor piezoelectrónico, electrostrictivo o magnetostrictivo 5 Campo técnico La presente invención se refiere al campo del control, por medio de un generador eléctrico de potencia, de aplicaciones que utilicen al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo y en particular

pero no exclusivamente, un transductor ultrasónico.

Técnica anterior

Existen numerosas aplicaciones industriales que utilizan al menos un transductor (igualmente designado como accionador) piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, que permite controlar con la ayuda de un campo eléctrico o magnético un movimiento mecánico, tal como una vibración mecánica, un desplazamiento o un choque mecánico.

Más particularmente, en el caso particular de la generación de vibraciones mecánicas, las ondas mecánicas vibratorias, y particularmente las ondas ultrasónicas, se utilizan en muy numerosos campos industriales, tales como, por ejemplo, y de manera no limitativa y no exhaustiva, la limpieza, el corte, la soldadura, etc.

Cualquiera que sea el tipo de aplicación, se utiliza al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, que se alimenta mediante un generador eléctrico de potencia, y que permite transformar la energía eléctrica suministrada por el generador en un movimiento mecánico.

En el caso particular de un movimiento vibratorio, la energía eléctrica suministrada por el generador se transforma en un movimiento mecánico vibratorio en un intervalo de frecuencias y de amplitudes que dependen principalmente de la aplicación. Numerosas aplicaciones industriales utilizan un movimiento mecánico vibratorio controlado por un transductor que funciona en el campo ultrasónico (frecuencias típicamente superiores a 20 kHz) . Pero ciertas aplicaciones pueden utilizar igualmente un transductor que funcione a unas frecuencias inferiores a 20 kHz.

Más particularmente, en el campo vibratorio, el generador eléctrico de potencia proporciona una señal de potencia, cuya frecuencia y tensión pueden adaptarse por ejemplo a la frecuencia de resonancia o de antirresonancia del

transductor en funcionamiento en su entorno. Generalmente esta señal de potencia proporcionada por el generador es regulable (por ejemplo en frecuencia y/o en amplitud) . Igualmente, en ciertas realizaciones conocidas, esta señal de potencia proporcionada por el generador se controla a partir de consignas exteriores y de informaciones (por ejemplo corriente y tensión) medidas en el transductor.

Durante numerosos años, la parte de control se ha realizado de manera analógica, lo que impone unas regulaciones complejas y convierte a los dispositivos de control en inalterables y difícilmente adaptables. Un ejemplo de control de un transductor ultrasónico con regulación analógica se describe por ejemplo en la Patente de Estados Unidos US 5 406 503.

Más recientemente, la utilización de soluciones a base de controles digitales ha permitido integrar unas funciones nuevas en el control del funcionamiento del transductor. Unos ejemplos de control de un transductor ultrasónico con regulación digital se describen por ejemplo en las publicaciones siguientes: solicitudes de Patente Europea EP-A-1 835 622, EP-A-1 216 760, EP-A 1 199 047 y EP-A-1 588 671.

Es importante constatar que los dispositivos descritos permanecen bastante inalterables en su modo de realización y son generalmente específicos de una aplicación dada, es decir de un tipo dado de transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo.

Objetivo de la invención 55 Un objetivo de la invención es proponer una nueva solución técnica para el control, por medio de un generador eléctrico de potencia adaptado, de aplicaciones que utilicen al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, solución que presenta la ventaja de ser universal, es decir no específica de una única aplicación, y de ser muy flexible y fácilmente adaptable a unas aplicaciones en unos campos técnicos diferentes y con unos 60 transductores piezoeléctricos, electrostrictivos o magnetostrictivos que tengan unas estructuras y unas propiedades mecánicas diferentes. Otro objetivo de la invención es proponer una solución de control de un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo que puede evolucionar fácilmente, y que puede ser configurada o modificada fácil y rápidamente.

Resumen de la invención La invención tiene así por objetivo un dispositivo electrónico de control de aplicaciones que utiliza al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, comprendiendo dicho dispositivo un generador

eléctrico de potencia adaptado para alimentar al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo con una señal de control, unos medios electrónicos de control adecuados para controlar automáticamente el generador eléctrico de potencia utilizando una macro-función de control (M) , y una memoria electrónica en la que se almacenan:

- una primera familia (A) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (An) , permitiendo cada función de control elemental de la primera familia (A) ajustar la amplitud de la señal de control,

- una segunda familia (T) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales

diferentes (Tn) , permitiendo cada función de control elemental de la segunda familia (T) ajustar la duración de la 15 señal de control,

- una tercera familia (C) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Cn) , permitiendo cada función de control elemental de la tercera familia (C) ajustar el ciclo de la señal de control,

- al menos dicha macro-función de control (M) , que está constituida por el conjunto de al menos tres funciones de

control elementales elegidas respectivamente entre las tres familias de funciones de control (A, T, C) registradas en la memoria.

Más particularmente, pero de manera facultativa según la invención, el dispositivo electrónico de la invención puede comprender las características técnicas adicionales opcionales siguientes, tomadas aisladamente o en combinación:

- la memoria electrónica contiene una cuarta familia (F) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Fn) , permitiendo cada función de control elemental de la cuarta familia (F) ajustar la frecuencia de la señal de control, y dicha macro-función de control (M) está constituida por el conjunto de al menos cuatro funciones de control elementales elegidas respectivamente entre las cuatro familias

de funciones de control (A, T, C, F) registradas en la memoria.

- al menos una función de control elemental de dicha macro-función de control (M) permite ajustar la amplitud o la duración o el ciclo o la frecuencia de la señal de control en función de al menos un valor de regulación que está almacenado en la memoria electrónica.

- la memoria electrónica contiene varias macro-funciones de control (Mn) diferentes, que están constituidas cada

una por el conjunto de al menos tres funciones de control elementales elegidas respectivamente entre la primera, segunda y tercera familias de funciones de control (A, T, C) registradas en la memoria, y preferentemente por el conjunto de al menos cuatro funciones de control elementales elegidas respectivamente entre la primera, segunda, tercera y cuarta familias de funciones de control (A, T, C; F) registradas en la memoria.

-la memoria electrónica contiene el o los valores de regulación de las funciones de control elementales de una 40 única macro-función de control (M) .

- la memoria electrónica contiene el o los valores de regulación de las funciones de control elementales predefinidas de cada macro-función de control registrada en la memoria electrónica.

- el dispositivo comprende al menos un puerto de comunicación que permite realizar la comunicación del

dispositivo con una unidad de procesamiento electrónico programable, del tipo microordenador o autómata 45 programable.

La invención tiene igualmente por objetivo un sistema de control de aplicaciones que utiliza al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, comprendiendo dicho sistema un dispositivo electrónico mencionado y una unidad de procesamiento electrónico, que se puede conectar a dicho dispositivo electrónico.

Más particularmente, pero de manera facultativa según... [Seguir leyendo]

1. Dispositivo electrónico (1) de control de aplicaciones que utiliza al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, comprendiendo dicho dispositivo un generador eléctrico de potencia (10)

adaptado para alimentar al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo con una señal de control (S) , unos medios electrónicos de control (11) adecuados para controlar automáticamente el generador eléctrico de potencia utilizando una macro-función de control (M) , y una memoria electrónica (112) en la que se almacenan:

- una primera familia (A) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (An) , permitiendo cada función de control elemental de la primera familia (A) ajustar la amplitud de la señal de control (S) ,

- una segunda familia (T) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales

diferentes (Tn) , permitiendo cada función de control elemental de la segunda familia (T) ajustar la duración de la 15 señal de control (S) ,

- una tercera familia (C) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Cn) , permitiendo cada función de control elemental de la tercera familia (C) ajustar el ciclo de la señal de control (S) ,

- al menos dicha macro-función de control (M) , que está constituida por el conjunto de al menos tres funciones de

control elementales elegidas respectivamente entre las tres familias de funciones de control (A, T, C) registradas en la memoria.

2. Dispositivo según la reivindicación 1, en el que la memoria electrónica (112) contiene una cuarta familia (F) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Fn) , permitiendo cada función de control elemental de la cuarta familia (F) ajustar la frecuencia de la señal de control (S) , y en la que dicha macro-función de control (M) está constituida por el conjunto de al menos cuatro funciones de control elementales elegidas respectivamente entre las cuatro familias de funciones de control (A, T, C, F) registradas en la memoria.

3. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 o 2, en el que al menos una función de control

elemental de dicha macro-función de control (M) permite ajustar la amplitud o la duración o el ciclo o la frecuencia de la señal de control (S) en función de al menos un valor de regulación que está almacenado en la memoria electrónica (112) .

4. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 3, en el que la memoria electrónica (112) contiene varias macro-funciones de control (Mn) diferentes, que están constituidas cada una por el conjunto de al menos tres funciones de control elementales elegidas respectivamente entre la primera, segunda y tercera familias de funciones de control (A, T, C) registradas en la memoria, y preferentemente por el conjunto de al menos cuatro funciones de control elementales elegidas respectivamente entre la primera, segunda, tercera y cuarta familias de funciones de control (A, T, C; F) registradas en la memoria.

5. Dispositivo según la reivindicación 3, en el que la memoria electrónica (112) contiene el o los valores de regulación de las funciones de control elementales de una única macro-función de control (M) .

6. Dispositivo según la reivindicaciones 3 y 4, en el que la memoria electrónica (112) contiene el o los valores de

regulación de las funciones de control elementales predefinidas de cada macro-función de control (Mn) registrada en la memoria electrónica (112) .

7. Dispositivo según una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, que comprende al menos un puerto de comunicación (110b) que permite realizar la comunicación del dispositivo (1) con una unidad de procesamiento 50 electrónico programable (3) , del tipo microordenador o autómata programable.

8. Sistema de control de aplicaciones que utilicen al menos un transductor piezoeléctrico, electrostrictivo o magnetostrictivo, comprendiendo dicho sistema un dispositivo electrónico (1) mencionado en una cualquiera de las reivindicaciones precedentes, y una unidad de procesamiento electrónico (3) , que se puede conectar a dicho 55 dispositivo electrónico.

9. Sistema según la reivindicación 8, en el que la unidad de procesamiento electrónico (3) permite, cuando está conectada al dispositivo electrónico (1) , cargar en la memoria del dispositivo electrónico al menos una macro-función de control (M) .

10. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 o 9, en el que la unidad de procesamiento electrónico (3) permite, cuando está conectada al dispositivo electrónico (1) , cargar en la memoria (112) del dispositivo electrónico las funciones elementales de cada una de las familias de función ( (A, F, T) o (A, F, T, C) ) .

11. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 10, en el que la unidad de procesamiento electrónico

(3) permite, cuando está conectada al dispositivo electrónico (1) , cargar en la memoria (112) del dispositivo electrónico (1) el o los valores de regulación de al menos una macro-función de control (M) .

12. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 11, en el que la unidad de procesamiento electrónico (3) , cuando está conectada a un dispositivo electrónico (1) , permite a un usuario seleccionar una macro-función de control entre un conjunto de macro-funciones de control (Mn) registradas en la memoria del dispositivo, estando concebido el generador eléctrico de potencia (10) del dispositivo para ejecutar dicha macro-función de control que ha sido seleccionada.

13. Sistema según una cualquiera de las reivindicaciones 8 a 12, en el que la unidad de procesamiento electrónico (3) comprende en la memoria al menos todas las funciones elementales de control registradas en el dispositivo electrónico (1) , y un programa de construcción de macro-funciones que, cuando se ejecuta por la unidad de procesamiento electrónico, permite a un usuario construir una macro-función de control (M) a partir de dichas funciones de control elementales.

14. Dispositivo que comprende un generador eléctrico de potencia (10) , unos medios electrónicos de control (11) adecuados para controlar automáticamente el generador eléctrico de potencia, unos medios electrónicos de procesamiento (3) y un programa informático que comprende un medio de código de programa informático 20 adecuado para ser ejecutado por unos medios electrónicos de procesamiento (3) , y que permiten, cuando se ejecuta por unos medios electrónicos de procesamiento (3) , la construcción de macro-funciones de control (M) a partir de una primera familia (A) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (An) , permitiendo cada una ajustar la amplitud de la señal de control (S) que se debe generar por un generador eléctrico de potencia (10) , de una segunda familia (T) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Tn) , permitiendo cada una ajustar la duración de dicha señal de control (S) , y de una tercera familia (C) de funciones de control que comprende varias funciones de control elementales diferentes (Cn) , permitiendo cada una ajustar el ciclo de dicha señal de control (S) .

15. Dispositivo según la reivindicación 14, permitiendo el programa informático la construcción de macro-funciones de control (M) a partir igualmente de una cuarta familia (F) de funciones de control que comprende una o varias funciones de control elementales diferentes (Fn) , permitiendo cada una ajustar la frecuencia de dicha señal de control (S) .

16. Dispositivo que comprende un generador eléctrico de potencia (10) , unos medios electrónicos de control (11) adecuados para controlar automáticamente el generador eléctrico de potencia, unos medios electrónicos de procesamiento (3) y un programa informático que comprende un medio de código de programa informático adecuado para ser ejecutado por unos medios electrónicos de procesamiento (3) , y que permiten, cuando se ejecuta por los medios electrónicos de procesamiento (3) , el parametrizado de una macro-función de control (M) , macro

función de control (M) que comprende una primera función de control elemental (An) , que permite ajustar, preferentemente en función de al menos un valor de regulación, la amplitud de la señal de control (S) que se debe generar por un generador eléctrico de potencia (10) , y una segunda función de control elemental (Tn) , que permite ajustar la duración de dicha señal de control (S) , preferentemente en función del menos un valor de regulación, y una tercera función de control elemental (Cn) , que permite ajustar el ciclo de la señal de control (S) , preferentemente 45 en función de al menos un valor de regulación, permitiendo dicho programa a un usuario definir el o los valores de regulación de la o de las funciones elementales de control.

17. Dispositivo según la reivindicación 16, permitiendo el programa informático el parametrizado de una macro

función de control (M) que comprende igualmente una cuarta función de control elemental (Fn) , que permite ajustar 50 la frecuencia de dicha señal de control (S) , preferentemente en función de al menos un valor de regulación.