Detector de posición con sensor de inclinación.

Un detector de posición que comprende:

una sección (2) de escala fabricada de un material magnético y grabada con un patrón repetido con un paso uniforme λ

en una superficie; y

una sección (24) de sensor proporcionada independientemente de la sección (2) de escala, comprendiendo la sección (24) de sensor:

un sensor magnético (15) de posición proporcionado en una superficie de la sección (24) de sensor cerca de la superficie de la sección (2) de escala para leer el patrón; y

un sensor magnético de inclinación que comprende una pluralidad de elementos magnéticos (16, 17) sensores de la distancia que comprenden bobinas para detectar una distancia hasta la superficie de la sección (2) de escala en una cantidad media de flujo magnético en una sección que tiene una anchura de múltiplos enteros del paso λ;

en el que la pluralidad de elementos (16, 17) sensores de la distancia están dispuestos en la superficie en la que está ubicado el sensor (15) de posición en posiciones separadas entre sí a lo largo de una dirección de movimiento relativo con respecto a la sección (2) de escala para detectar la inclinación entre la superficie de la sección (2) de escala y la superficie de la sección (24) de sensor en la que está ubicado el sensor (15) de posición en función de información de distancia de la pluralidad de elementos (16, 17) sensores de la distancia,

en el que la sección (24) de sensor tiene una unidad de excitación que comprende un núcleo (12) con forma de E con tres superficies, teniendo cada una una anchura de múltiplos enteros del paso λ y genera un flujo magnético de CA en la superficie de la sección (2) de escala.

Detector de posición con sensor de inclinación Referencia cruzada a solicitud relacionada Se incorpora en la presente memoria por referencia la divulgación completa de la solicitud de patente japonesa nº 2007-73248, presentada el 20 de marzo de 2007 incluyendo la descripción, las reivindicaciones, los dibujos y el abstracto.

Antecedentes de la invención 1. Campo de la invención La presente invención versa acerca de un detector magnético de posición que incluye una sección de escala fabricada de un material magnético y una sección de sensor proporcionada con independencia de esta escala.

2. Descripción de la técnica relacionada Convencionalmente, se ha utilizado un detector de posición en el que una sección de escala y una sección de sensor están separadas para la detección de la posición, por ejemplo, de un eje principal de una máquina herramienta. En tal detector de posición, la sección de escala está fabricada de un material magnético, y la sección de sensor tiene un sensor magnético de posición en su superficie cerca de una superficie circunferencial de la sección de escala. Debido a que tal detector de posición utiliza el campo magnético para una detección de la posición, tiene una excelente resistencia medioambiental al agua, aceite y similares. Existe una ventaja adicional de que es posible utilizar una sección común de sensor para las secciones de escala de distintos tamaños.

La Fig. 4 muestra una vista en planta del detector convencional de posición descrito anteriormente. Una sección 2 de escala está compuesta, por ejemplo, de un material magnético blando cilíndrico y está fijado a un eje 1 de rotación en el lado diana de detección. La sección 2 de escala también tiene concavidades y convexidades de un paso entre dientes en la superficie circunferencial. Una sección 4 de sensor está fijada en una superficie 9 de instalación en el lado no rotativo de una diana de detección utilizando tornillos 7 y 8 de montaje, y hay ubicado un sensor magnético 5 de posición en una superficie 6 cercana a la superficie circunferencial en el lado de la sección 2 de escala. Cuando gira el eje 1 de rotación, el sensor magnético 5 de posición detecta un cambio magnético causado por las concavidades y convexidades en la superficie circunferencial de la sección 2 de escala. La sección 4 de sensor detecta una posición de rotación del eje 1 de rotación en función del cambio magnético detectado por el sensor 5 de posición utilizando un circuito incorporado de procesamiento de señales. La sección 4 de sensor transmite, además, la información de la posición de rotación detectada a un dispositivo externo por medio de un cable 11 utilizando una comunicación en serie.

Con el detector de posición según se muestra en la FIG. 4, existe un problema de que la precisión de detección del detector de posición se deteriora cuando una superficie circunferencial 3 de contacto de la sección 2 de escala y una superficie 6 sobre la que está colocado el sensor 5 de posición no están colocadas en paralelo entre sí con suficiente precisión, es decir, cuando el intervalo entre ellas no es uniforme. Por esta razón, en el ejemplo convencional de la FIG. 4, se proporciona una superficie 10 de guía en la superficie 9 de instalación en el lado no rotativo de la diana de detección. Esta superficie 10 de guía sirve para fijar la sección 2 de escala a la superficie 9 de instalación, de forma que la superficie circunferencial 3 de contacto y la superficie 6 de la sección 4 de sensor son paralelas entre sí con un intervalo uniforme entre las mismas. Además, como procedimiento de fijación de una sección de sensor, como en la publicación japonesa nº Hei 1-239412 expuesta al público, se ha conocido de forma generalizada un procedimiento en el que se inserta temporalmente un dispositivo de fijación entre una sección de escala y una sección de sensor para fijar el sensor. Se describen detectores de posición, por ejemplo, en la publicación japonesa nº Hei 1-239412 expuesta al público, en la publicación japonesa nº Sho 63-205514 expuesta al público y en la publicación japonesa nº Hei 5.87512 expuesta al público.

Con el detector convencional de posición mostrado en la FIG. 4, es necesario mecanizar con precisión las superficies de guía para un uso de fijación tanto en el lado de medición de la diana como en el lado de la sección de sensor. Proporcionar tal superficie precisa de guía conlleva un mecanizado y un montaje difíciles, lo que tiene como resultado un aumento del coste. Además, en un procedimiento que utiliza un dispositivo de fijación, cuando se fabrican secciones de escala de distinto tamaño, es necesario un dispositivo de fijación para cada tamaño. Por consiguiente, es necesario que se proporcione una amplia variedad de dispositivos de fijación para su sustitución en caso de fallo, etc. Incluso cuando se utiliza un dispositivo de fijación, sigue siendo necesaria una superficie precisa de guía en una posición en contacto con un dispositivo de fijación en el lado de la sección de sensor.

El documento WO 2005/124283 A2 da a conocer un aparato para determinar un alineamiento angular de una cabeza de lectura con respecto a una escala, en el que el aparato comprende una escala y una cabeza de lectura y en el que la cabeza de lectura tiene al menos un sensor que produce una salida que depende del alineamiento angular de la cabeza de lectura con respecto a la escala.

El documento US 5 241 173 A se refiere a una cabeza de lectura para producir señales cuando se desplaza por una escala que tiene un detector configurado para detectar el alineamiento de señales en cuadratura. En particular, la cabeza de lectura se desplaza por una escala, produciendo señales de onda cuadrada en cuadratura en líneas. Estas son contactadas por medio de un contador externo para indicar la posición en la escala. Las ondas cuadradas no pueden ser utilizadas para monitorizar la orientación y la separación de la cabeza de lectura con respecto a la escala. Para conseguir esto, en el documento US 5 241 173 A, circuitería en la cabeza de lectura monitoriza las señales sinusoidales en cuadratura a partir de las que se producen las ondas cuadradas, y proporciona una indicación sencilla de visto bueno/visto malo en un LED cuando estas señales tienen una amplitud aceptable y se encuentran en una relación aceptable en cuadratura.

Sumario de la invención Se consiguen los objetos de la presente invención por medio de las materias objeto de las reivindicaciones independientes.

En la presente invención, preferentemente, se proporciona una sección de sensor con un sensor de inclinación que detecta una inclinación entre una superficie de una sección de escala y una superficie de la sección de sensor en la que hay ubicado un sensor de posición. Como tal, es posible reconocer la información de inclinación detectada por medio de este sensor de inclinación cuando la sección de sensor está fijada a una diana de detección. Por ejemplo, durante la fijación de la sección de sensor, es posible llevar a cabo un ajuste para la instalación, mientras que se monitoriza una pantalla NC, un dispositivo dedicado de visualización, un medio de visualización de LED montado en la sección de sensor o similar. Con tal configuración, no hay necesidad de proporcionar una superficie de guía para un uso de fijación o un dispositivo dedicado de fijación para conseguir una inclinación uniforme durante la fijación de la sección de sensor, reduciendo, de ese modo, el coste. También es posible fijar la sección de sensor a una diana de detección con más precisión que en el procedimiento que utiliza una superficie de guía, mejorando, de ese modo, la precisión de detección de un detector de posición. Además, también es posible detectar un fallo en un estado de configuración de la sección de sensor y la sección de escala comprobando de forma apropiada la información del sensor de inclinación.

De esta forma, según la presente invención, relativa a un detector magnético de posición en el que una sección de escala y una sección de sensor están separadas, es posible fijar de forma precisa una sección de sensor a una diana de detección de forma económica y precisa.

Breve descripción de los dibujos La FIG. 1 es una vista en planta que ilustra un detector de posición con un sensor de inclinación según una realización de la presente invención; la FIG. 2 es una perspectiva superior que ilustra una estructura interior de la sección 12 de sensor de la FIG. 1; la FIG. 3 muestra una configuración de una placa 24 de circuito impreso de la FIG. 2; y la FIG. 4 es una vista en planta que ilustra un detector convencional de posición.

Descripción de la realización... [Seguir leyendo]

1. Un detector de posición que comprende:

una sección (2) de escala fabricada de un material magnético y grabada con un patrón repetido con un paso uniforme en una superficie; y 5 una sección (24) de sensor proporcionada independientemente de la sección (2) de escala, comprendiendo la sección (24) de sensor:

un sensor magnético (15) de posición proporcionado en una superficie de la sección (24) de sensor cerca de la superficie de la sección (2) de escala para leer el patrón; y un sensor magnético de inclinación que comprende una pluralidad de elementos magnéticos (16, 17)

sensores de la distancia que comprenden bobinas para detectar una distancia hasta la superficie de la sección (2) de escala en una cantidad media de flujo magnético en una sección que tiene una anchura de múltiplos enteros del paso ; en el que la pluralidad de elementos (16, 17) sensores de la distancia están dispuestos en la superficie en la que está ubicado el sensor (15) de posición en posiciones separadas entre sí a lo largo de una dirección de movimiento relativo con respecto a la sección (2) de escala para detectar la inclinación entre la superficie de la sección (2) de escala y la superficie de la sección (24) de sensor en la que está ubicado el sensor (15) de posición en función de información de distancia de la pluralidad de elementos (16, 17) sensores de la distancia, en el que la sección (24) de sensor tiene una unidad de excitación que comprende un núcleo (12) con forma de E con tres superficies, teniendo cada una una anchura de múltiplos enteros del paso y genera un flujo magnético de CA en la superficie de la sección (2) de escala.

2. El detector de posición según la Reivindicación 1, en el que las bobinas de la pluralidad de elementos (16, 17) sensores de la distancia están conectados entre sí en serie.

3. El detector de posición según la Reivindicación 2, en el que el sensor (15) de posición y el sensor de 25 inclinación están compuestos de un patrón conductor en la misma placa de circuito impreso.

4. El detector de posición según la Reivindicación 1, en el que la sección (2) de escala es un disco circular y graba un patrón reiterado en su superficie circunferencial.

5. El detector de posición según la Reivindicación 1, en el que la información de inclinación detectada por el sensor de inclinación es enviada a un dispositivo externo utilizando una comunicación en serie.