ES2928780T3 - Accionamiento de máquina de coser - Google Patents
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Abstract
Un sistema codificador magnético (2) del accionamiento de una máquina de coser comprende un disco (5) magnetizado, una pista incremental (8) y una pista de referencia (9). La pista incremental (8) se extiende alrededor del disco (5) y tiene elementos polares alternos (10) que sirven como marcas incrementales. La pista de referencia (9) está configurada como sección anular en el disco (5) y tiene un monopolo (11). Esto da como resultado un sistema codificador magnético (2) por ejemplo para un servomotor de una máquina de coser. (Traducción automática con Google Translate, sin valor legal)
Description
DESCRIPCIÓN
Accionamiento de máquina de coser
La presente solicitud de patente reivindica la prioridad de la solicitud de patente alemana DE 102017218354.3.
La invención se refiere a un accionamiento para máquinas de coser. Además, la invención se refiere a una máquina de coser con un accionamiento de máquina de coser de acuerdo con la invención.
Un accionamiento de máquina de coser se conoce, en particular, por los documentos DE 197 14 520 A1 y US 5,860,377 A.
Por lo tanto, es objetivo de la presente invención mejorar el estado de la técnica conocido de tal manera que un accionamiento de máquina de coser pueda fabricarse de forma sencilla y económica y, al mismo tiempo, pueda manejarse de manera funcionalmente segura. Este objetivo se consigue por medio de un accionamiento de máquina de coser de acuerdo con las características de la reivindicación 1.
El accionamiento de máquina de coser de acuerdo con la invención tiene una pista de referencia que comprende un monopolo. Se entiende por monopolo una magnetización de la pista de referencia en la que la densidad de flujo magnético de un polo tiene un valor máximo mucho mayor en términos de magnitud que la densidad de flujo magnético del polo opuesto, en este caso insignificante. La relación entre los valores máximos de las densidades de flujo entre el polo que actúa de forma prácticamente exclusiva y el polo opuesto insignificante es al menos superior a 5. En el accionamiento de máquina de coser de acuerdo con la invención, el monopolo presenta una densidad de flujo magnético B1 en una primera zona que es mayor al menos en un factor de 10 que una densidad de flujo magnético B2 al menos en una segunda zona.
Mediante el diseño de la pista de referencia con al menos un monopolo, se reduce el esfuerzo constructivo en comparación con los sistemas conocidos por el estado de la técnica. La configuración de un monopolo puede reducir los errores e imprecisiones en la evaluación de las señales detectables. Además, gracias al diseño de la pista de referencia con un monopolo, son posibles mayores tolerancias de fabricación para la magnetización, lo que tiene como consecuencia una fabricación más sencilla del sistema de codificador de acuerdo con la invención.
La pista de referencia puede estar configurada por un disco magnético, en particular ferrítico, pudiendo estar unido el disco puede a un eje, en particular a un eje de motor, de manera resistente al giro. El monopolo de la pista de referencia comprende únicamente una sección parcial en dirección circunferencial del disco. Además de la pista de referencia, el disco también comprende adicionalmente una pista incremental que está realizada en toda la extensión del disco. Mediante el diseño de la pista de referencia con un monopolo, la influencia magnética recíproca entre la pista incremental y la pista de referencia se reduce en comparación con los sistemas de codificación convencionales. En consecuencia, se garantiza una mayor seguridad funcional del sistema de codificador. Además, son concebibles en particular diseños más compactos o más pequeños del sistema de codificador de acuerdo con la invención, ya que la pista incremental y la pista de referencia pueden estar más juntas sin influirse mutuamente.
Ventajosamente, la pista incremental y la pista de referencia son circulares y coaxiales entre sí. En particular, la pista de referencia presenta un radio menor que la pista incremental, aunque también es concebible una configuración opuesta. Al mismo tiempo, las pidas pueden ser coaxiales con el eje. También es concebible que las pistas sean excéntricas entre sí y con respecto al eje y/o angulares, en particular poligonales, por ejemplo, pentagonales o hexagonales.
La pista incremental, así como la pista de referencia, pueden fijarse a un lado superior y/o a un lado inferior del disco y/o a una pared de envoltura exterior del disco.
También es concebible que se utilicen otras pistas además de la pista de referencia y la pista incremental. Las otras pistas están configuradas ventajosamente como sección parcial a lo largo de una extensión del disco y están fijadas al disco en una posición diferente a las pistas incremental y de referencia. Ventajosamente, las otras pistas presentan monopolos.
Las señales detectables de las pistas pueden alimentarse a diferentes unidades de evaluación de señales. En particular, se utilizan sensores magnetorresistivos, ventajosamente sensores Hall, para evaluar las señales detectables.
Un accionamiento de máquina de coser con un sistema de codificador permite optimizar el control del accionamiento, en particular del motor de la máquina de coser, y puede facilitar así el manejo de una máquina de coser.
Se conoce un sistema de codificador por el documento DE 10 2015 226 666 A2. Se conocen otros sistemas de codificador por los documentos US 2016/0146630 A1, DE 3990206 T1, DE 102011 053309 A1, US 2015/0091554 A1, US 4,551,676 A y JP 2014 161373 A.
Un accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 2 permite reducir fallos e imprecisiones en la evaluación de las señales detectables. Se evita una diafonía entre la pista incremental y la pista de referencia, en particular inducida por campos magnéticos. De acuerdo con un diseño particularmente ventajoso, el disco presenta una depresión entre la pista incremental y la pista de referencia que es totalmente circunferencial. Alternativamente, la depresión también puede estar realizada como sección anular en el disco. Ventajosamente, la depresión se configura en la sección del disco en la que está configurada la pista de referencia. En este sentido, la depresión de la sección en el disco puede tener la misma extensión circunferencial que la pista de referencia. La depresión puede utilizarse para crear un intersticio de aire entre la pista incremental y la pista de referencia, por medio de lo cual se contrarresta cualquier interferencia no deseada entre las dos pistas.
El accionamiento de máquina de coser de acuerdo con las reivindicaciones 3 y 4 permite determinar la pista de referencia de forma fiable y sin interferencias mediante la correspondiente unidad de evaluación de señales. En particular, la intensidad del campo magnético o la densidad de flujo magnético en la primera zona es mayor en un factor de 15 a 25, ventajosamente en un factor 20, que la intensidad del campo magnético o la densidad de flujo magnético en la segunda zona.
El accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 5 permite determinar la pista de referencia de forma fiable y sin interferencias mediante la correspondiente unidad de evaluación de señales. En particular, el monopolo puede extenderse sobre la extensión de dos o más elementos polares de la pista incremental. Ventajosamente, el monopolo se extiende sobre la extensión de un elemento del polo de la pista incremental.
El accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 6 permite detectar el sentido de giro. A este respecto, el número de monopolos puede variar. En particular, dos o más monopolos, ventajosamente cuatro monopolos, están dispuestos en la pista de referencia, aunque también son concebibles más monopolos. Ventajosamente, los monopolos están igualmente espaciados en la dirección circunferencial de la pista de referencia, independientemente de su número. Además, los monopolos pueden presentar diferentes extensiones circunferenciales, en particular con respecto a la extensión de los elementos polares de la pista incremental. En un diseño particularmente ventajoso de la pista de referencia, a partir de un primer monopolo, la extensión circunferencial del siguiente monopolo aumenta la extensión circunferencial de otro elemento polar de la pista incremental.
Un accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 7 sirve para referenciar el punto cero del rotor, por medio de lo cual las señales detectables, en particular en el caso de una pluralidad de monopolos en la pista de referencia, pueden sincronizarse con el control de máquina al que está acoplado el sistema de codificador. En particular, el control de máquina es un control de máquina de coser.
En el accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 8, la evaluación de las señales detectables se lleva a cabo por medio de una unidad de evaluación con microcontrolador y sensores magnéticos integrados, por medio de lo cual se proporciona un sistema de codificador particularmente compacto.
El accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 9 permite una referencia del punto cero independiente.
Las ventajas de la máquina de coser según la reivindicación 10 se corresponden con las ventajas ya explicadas anteriormente con referencia al accionamiento de máquina de coser de acuerdo con la invención.
Ejemplos de realización de la invención se explican a continuación con más detalle con referencia al dibujo. Muestran:
la Figura 1 una vista en perspectiva de un conjunto de sistema de codificador para montar en un servomotor de una máquina de coser;
la Figura 2 una vista superior en perspectiva del conjunto del sistema de codificador;
la Figura 3 una vista de fragmento en perspectiva de un sistema de codificador magnético de acuerdo con un primer ejemplo de realización;
la Figura 4 una vista ampliada del sistema de codificador magnético en la zona del monopolo de acuerdo con la figura 3;
la Figura 5 un diagrama de curvas de la densidad de flujo magnético B de la pista de referencia del sistema de codificador magnético de acuerdo con la figura 3;
la Figura 6 una vista en sección del sistema de codificador magnético de acuerdo con la figura 3;
la Figura 7 una vista de fragmento en perspectiva de un sistema de codificador magnético de acuerdo con un segundo ejemplo de realización.
A continuación, con referencia a las figuras 1 a 6, se describe un primer ejemplo de realización de un sistema de codificador magnético para una máquina de coser en forma de servomotor de una máquina de coser.
Las figuras 1 y 2 muestran un conjunto de sistema de codificador 1 que se utiliza para fijar un sistema de codificador magnético 2 a un servomotor para una máquina de coser. El servomotor no se muestra en aras de una mayor claridad, pero su posición se indica mediante un árbol de motor 4 con un eje de árbol 4a. Adicionalmente al sistema de codificador magnético 2, el conjunto 1 incluye una brida de montaje 3 mediante la cual el sistema de codificador magnético 2 se fija al servomotor. La brida de montaje 3 y el sistema de codificador magnético 2 presentan en cada caso aberturas que parten de sus puntos centrales, por medio de las cuales se fijan al árbol de motor 4 del servomotor. Las aberturas están configuradas con forma circular.
El sistema de codificador magnético 2 comprende un disco anular 5 de material magnético, en particular ferrítico. El disco 5 está unido a este respecto de manera resistente al giro al árbol de motor 4, de modo que una rotación del árbol de motor 4 da lugar simultáneamente a una rotación del disco 5.
La brida de montaje 3 presenta una placa 6 en el lado orientado hacia el disco 5 mediante la cual se fija una unidad de evaluación 7 sobre la brida de montaje 3. La unidad de evaluación 7 sirve para leer una pista incremental 8 fijada al disco 5, así como una pista de referencia 9. La brida de montaje 3 y la unidad de evaluación 7 situada en ella están realizadas de manera estacionaria. Esto significa que una rotación del árbol de motor 4 no da lugar a una rotación de la brida de montaje 3 ni de la unidad de evaluación 7. La figura 3 muestra el disco magnético 5 de acuerdo con un primer ejemplo de realización. La pista incremental 8 y la pista de referencia 9 son circulares y se extienden a este respecto a lo largo del perímetro del disco magnético 5, estando instalada la pista incremental 8 en toda la extensión, mientras que la pista de referencia 9 comprende únicamente una sección parcial de la extensión. La pista incremental 8 presenta elementos de polos alternos 10. En cambio, la pista de referencia 9 comprende exactamente un monopolo 11. Ambas pistas 8, 9 están dispuestas coaxialmente entre sí y coaxialmente al árbol de motor 4. A este respecto, la pista de referencia 9 presenta un radio Ra menor que el radio Rv de la pista incremental 8.
La unidad de evaluación 7 está montada en la brida de montaje 3 frente al disco 5 por medio de la placa 6 y sirve para leer la pista incremental 8 y la pista de referencia 9. A este respecto, a unidad de evaluación 7 está dispuesta de tal manera que un primer sensor magnético detecta la pista incremental 8 y otro sensor magnético detecta la pista de referencia 9. Los dos sensores magnéticos están dispuestos desplazados radialmente entre sí y no se muestran en los dibujos en aras de una mayor claridad.
A partir de la representación ampliada del sistema de codificador magnético de la figura 4, puede verse que el monopolo 11 del ejemplo de realización representado puede entenderse como una estructura de elementos polares 10 con un polo sur S que se extiende en la dirección circunferencial de la pista de referencia 9 y que está delimitado por dos secciones opuestas y muy débilmente pronunciadas del cuasi-polo norte N'. Las dos secciones del cuasi-polo norte N' representan un antipolo del polo sur S y junto con él forman el monopolo 11. La estructura del monopolo 11 también puede entenderse de manera que el polo sur S está compuesto por dos secciones del polo sur, a cada una de las cuales pertenece en cada caso una de las secciones del cuasi polo norte N'. En la zona del polo sur S hay una fuerte intensidad de campo magnético H o densidad de flujo magnético B, mientras que en la zona de las secciones del cuasi-polo norte N' solo hay una muy débil intensidad de campo magnético H o densidad de flujo magnético B.
El diagrama de la figura 5 muestra una curva suavizada de la densidad de flujo magnético B (eje y) sobre la extensión perimetral (eje x) de la pista de referencia 9 de acuerdo con un primer ejemplo de realización. No se puede medir ninguna densidad de flujo magnético B en las zonas no magnetizadas de la pista de referencia 9 más allá del monopolo 11. En la zona perimetral de las secciones del cuasi-polo norte N' del monopolo 11, se configura una cantidad máxima de densidad de flujo magnético B2 mucho más débil que una cantidad máxima de densidad de flujo magnético B1 en la zona de extensión perimetral del polo sur S del monopolo 11. De acuerdo con el ejemplo de realización mostrado, la densidad de flujo magnético B1 es mayor en magnitud, en un factor 23, que las respectivas densidades de flujo magnético B2. La relación |B-i |/|B2| puede ser mayor que 10, puede ser mayor que 15, puede ser mayor que 20 y puede ser incluso mayor que 23.
La figura 6 muestra el disco 5 del sistema de codificador magnético 2 en una vista en sección. El disco 5 presenta una depresión 12 en dirección circunferencial entre la pista de referencia 9 y la pista incremental 8. En el ejemplo de realización mostrado, la depresión 12 está configurada como totalmente circunferencial y sirve para crear un intersticio de aire entre la pista incremental 8 y la pista de referencia 9. De esta manera, se contrarresta cualquier interferencia entre las dos pistas 8 y 9. En particular, de esta manera se evita eficazmente una diafonía inducida por el campo magnético entre las dos pistas 8 y 9.
A continuación, se describe, con referencia a la figura 7, un segundo ejemplo de realización del sistema de codificador magnético para un accionamiento de máquina de coser de acuerdo con la invención. Las partes idénticas reciben las mismas referencias que en el primer ejemplo de realización, a cuya descripción se remite con ello. La diferencia central en comparación con el primer ejemplo de realización es que una pluralidad de monopolos 11 está configurada en la pista de referencia 9 en dirección circunferencial. Los monopolos 11 están dispuestos a este respecto en un ángulo de 90° entre sí. También es concebible fijar un número diferente de monopolos 11 a la pista de referencia 9 en lugar
de cuatro monopolos 11. Los monopolos 11 de la pista de referencia 9 presentan la extensión circunferencial de un elemento polar 10 de la pista incremental 8. Sin embargo, las extensiones circunferenciales de estos monopolos 11 pueden ser diferentes entre sí.
Son concebibles otras variantes del conjunto de sistema de codificador 1, no mostradas. Por ejemplo, la pista incremental 8 puede estar dispuesta en un lado superior y la pista de referencia 9 puede estar situada en un lado inferior del disco 5. También es posible disponer la pista incremental 8 y/o la pista de referencia 9 en una pared de envoltura exterior del disco 5.
Claims (10)
1. Accionamiento de máquina de coser con un sistema de codificador magnético (2), que comprende
- un disco (5) de material magnético,
- una pista incremental (8) y
- una pista de referencia (9),
- estando magnetizado el disco (5),
- extendiéndose la pista incremental (8) completamente alrededor del disco (5) y presentando elementos de polos alternos (10) que sirven como marcadores incrementales,
- estando realizada la pista de referencia (9) como una sección anular en el disco (5);
caracterizado por que
la pista de referencia (9) presenta un monopolo (11) que, en una primera zona, presenta una densidad de flujo magnético B1 que es mayor al menos en un factor de 10 que una densidad de flujo magnético B2 en al menos una segunda zona.
2. Accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 1, caracterizado por que el disco (5) presenta una depresión (12) entre la pista incremental (8) y la pista de referencia (9).
3. Accionamiento de máquina de coser según las reivindicaciones 1 o 2, caracterizado por que el monopolo (11) presenta una densidad de flujo magnético B1 en la primera zona que es mayor al menos en un factor 15 que una densidad de flujo magnético B2 en al menos una segunda zona.
4. Accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 3, caracterizado por que el monopolo (11) presenta una densidad de flujo magnético B1 en la primera zona que es mayor al menos en un factor 20 que la densidad de flujo magnético B2 en la segunda zona.
5. Accionamiento de máquina de coser según las reivindicaciones 1 a 4, caracterizado por que el monopolo (11) se extiende sobre el perímetro de al menos un elemento de polo (10) de la pista incremental (8).
6. Accionamiento de máquina de coser según las reivindicaciones 1 a 5, caracterizado por que la pista de referencia (9) presenta una pluralidad de monopolos (11) en dirección circunferencial.
7. Accionamiento de máquina de coser según las reivindicaciones 1 a 6, caracterizado por que la pista de referencia (9) sirve para referenciar el punto cero.
8. Accionamiento de máquina de coser según las reivindicaciones 1 a 7, caracterizado por una unidad de evaluación (7) con microcontrolador integrado y un primer sensor magnético que detecta la pista incremental (8).
9. Accionamiento de máquina de coser según una de las reivindicaciones 1 a 8, caracterizado por un sensor magnético adicional, independiente, para detectar la pista de referencia (9).
10. Máquina de coser con un accionamiento de máquina de coser según la reivindicación 9.
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