FR2541163A1 - Magnetic position detector, especially for a safety system for an ultrasonic welding machine - Google Patents
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Abstract
Description
La présente invention est relative à un détecteur magnétique de position, c'est-à-dire à un dispositif permettant de détecter les positions successives d'un ensemble mobile dont le mouvement est interrompu par des arrêts successifs, répartis le long de la course de cet ensemble mobile, ce détecteur, à chaque position arret, pouvant servir à commander un certain nombre de fonctions annexes. The present invention relates to a magnetic position detector, that is to say to a device making it possible to detect the successive positions of a mobile assembly whose movement is interrupted by successive stops, distributed along the travel of this mobile assembly, this detector, at each stop position, which can be used to control a certain number of additional functions.
L'invention s'applique en particulier, étant bien entendu que cette application ne constitue qu'un exemple non -limitatif, aux systèmes de sécurité et de commande des machines à souder par ultra-sons. The invention applies in particular, it being understood that this application is only a non-limiting example, for the safety and control systems of ultrasonic welding machines.
Un détecteur magnétique de position conforme à la présente invention comprend : un plongeur magnétique constitué d'un barreau de fer doux, dont l'une des extrémités au moins est munie d'un aimant, ce plongeur magnétique étant monté sur l'ensemble mobile dont on veut détecter les positions d'arrêt ; une bobine d'induction, comportant un grand nombre de spires, disposée à l'extrémité libre dudit plongeur magnétique, de manière que, pendant le déplacement de l'ensemble mobile, au travers de cette bobine, le plongeur magnétique produise un courant dans ladite bobine, ce courant induit étant coupé brutalement lors de l'arrêt du système mobile, et un dispositif électronique de réception et de traitement du signal émis à chaque coupure brutale de courant induit, pour détecter les positions d'arrêt successives du système mobile et commander des fonctions annexes. A magnetic position detector according to the present invention comprises: a magnetic plunger consisting of a soft iron bar, at least one of the ends of which is provided with a magnet, this magnetic plunger being mounted on the mobile assembly, we want to detect the stop positions; an induction coil, comprising a large number of turns, arranged at the free end of said magnetic plunger, so that, during the movement of the mobile assembly, through this coil, the magnetic plunger produces a current in said coil, this induced current being abruptly cut off when the mobile system is stopped, and an electronic device for receiving and processing the signal emitted at each sudden cut in induced current, for detecting the successive stop positions of the mobile system and controlling additional functions.
Selon une caractéristique de l'invention, un seul aimant est positionné à l'une des extrémités du barreau de fer doux, l'ensemble étant solidarisé par une vis ou similaire. According to a characteristic of the invention, a single magnet is positioned at one of the ends of the soft iron bar, the assembly being secured by a screw or the like.
Selon une autre caractéristique de cette invention, le dispositif électronique de réception et de traitement des signaux d'arrêt du système mobile comprend : deux comparateurs recevant, d'une part, une tension de référence, et, d'autre part, la tension qui apparaît aux bornes de la bobinelors des déplacements du système mobile, cette tension changeant l'état de sortie de l'un ou de l'autre desdits comparateurs ; une bascule dont les changements d'état sont commandés par l'un desdits comparateurs ; un circuit inverseur-amplificateur et un circuit de sortie, par exemple un relais, qui est excité lorsque l'inverseur change d'état, lors de l'arrêt du système mobile. According to another characteristic of this invention, the electronic device for receiving and processing stop signals from the mobile system comprises: two comparators receiving, on the one hand, a reference voltage, and, on the other hand, the voltage which appears at the terminals of the coil during movement of the mobile system, this voltage changing the output state of one or the other of said comparators; a flip-flop whose state changes are controlled by one of said comparators; an inverter-amplifier circuit and an output circuit, for example a relay, which is energized when the inverter changes state, when the mobile system stops.
Selon une variante de cette invention, le barreau fer doux comporte un aimant à chacune de ses extrémités. According to a variant of this invention, the soft iron bar has a magnet at each of its ends.
D'autres caractéristiques et avantages de cette invention ressortiront de la description faite ci-après, en référence au dessin annexé, qui en illustre deux exemples de réalisation dépourvus de tout caractère limitatif. Other characteristics and advantages of this invention will emerge from the description given below, with reference to the appended drawing, which illustrates two embodiments thereof which are in no way limiting in nature.
Sur le dessin
- la Figure 1 est une vue schématique dun premier exemple de réalisation d'un plongeur magnétique du détecteur selon l'invention;
- la Figure 2 est une vue schématique d'un second exemple de réalisation d'un plongeur magnétique selon l'invention;
- la Figure 3 illustre le dispositif électronique associé au plongeur magnétique représenté sur la Figure 1 (montage unidirectionnel) ; et,
- la Figure 4 représente le dispositif électronique associé au plongeur magnétique illustré par la Figure 2 (montage bidirectionnel).On the drawing
- Figure 1 is a schematic view of a first embodiment of a magnetic plunger of the detector according to the invention;
- Figure 2 is a schematic view of a second embodiment of a magnetic plunger according to the invention;
- Figure 3 illustrates the electronic device associated with the magnetic plunger shown in Figure 1 (unidirectional mounting); and,
- Figure 4 shows the electronic device associated with the magnetic plunger illustrated in Figure 2 (bidirectional mounting).
On se réfère en premier lieu aux Figures 1 et 3. We first refer to Figures 1 and 3.
Dans ce premier exemple de réalisation, le détecteur magnétique de position comprend un plongeur magnétique constitué par un barreau de fer doux 10, à l'une des extrémités duquel est positionné un aimant 12, celui-ci étant maintenu par tout moyen approprié, par exemple une vis 14. Le plongeur magnétique ainsi réalisé est monté sur un ensemble mobile dont on veut détecter les positions d'arrêt. A l'extrémité libre de ce plongeur magnétique est disposée une bobine d'induction 16, qui comporte un grand nombre de spires. In this first embodiment, the magnetic position detector comprises a magnetic plunger constituted by a soft iron bar 10, at one end of which is positioned a magnet 12, the latter being held by any suitable means, for example a screw 14. The magnetic plunger thus produced is mounted on a mobile assembly whose stop positions are to be detected. At the free end of this magnetic plunger is arranged an induction coil 16, which has a large number of turns.
Lors des déplacements de l'ensemble mobile sur lequel est monté le plongeur magnétique décrit ci-dessus, le barreau de fer doux 10 induit un courant dans la bobine 16, en raison des variations du flux traversant cette bobine. En effet, le flux magnétique est beaucoup plus concentré au voisinage de l'aimant 12 qu'à l'extrémité du barreau 10, si bien que tout mouvement linéaire du noyau à travers la bobine 16 induit un courant dans cette dernière, par variation du flux qui la traverse.Lorsque l'ensemble mobile sur lequel est monté le plongeur magnétique s'arrete, il se produit une coupure brutale du courant induit. C ette coupure brutale du courant induit constitue un signal, qui est utilisé, selon l'invention, pour détecter la position d'arret du système mobile et commander des fonctions annexes diverses, déterminées par les applications particulières de l'invention. During movement of the mobile assembly on which the magnetic plunger described above is mounted, the soft iron rod 10 induces a current in the coil 16, due to variations in the flux passing through this coil. Indeed, the magnetic flux is much more concentrated in the vicinity of the magnet 12 than at the end of the bar 10, so that any linear movement of the core through the coil 16 induces a current in the latter, by variation of the When the moving assembly on which the magnetic plunger is mounted stops, there is a sudden cut in the induced current. This abrupt cut-off of the induced current constitutes a signal, which is used, according to the invention, to detect the stop position of the mobile system and to control various additional functions, determined by the particular applications of the invention.
Selon l'invention, un dispositif électronique,représent8 sur la
Figure 3, est conçu de manière à traduire en langage- électrique les positions d'arrêt successives du système mobile (du plongeur magnétique) et commander lesdites fonctions annexes.According to the invention, an electronic device, represented on the
Figure 3 is designed to translate into electrical language the successive stop positions of the mobile system (of the magnetic plunger) and control said additional functions.
Dans ce premier exemple de réalisation, le dispositif électronique comprend un filtre 18 recevant le signal électrique de la bobine 16 ; deux comparateurs 20 et 20', le premier comparateur recevant à ses entrées respectivement, la tension induite dans la bobine 16 et une tension de référence un circuit mono stable 22 et une bascule 24 ; une porte. logique NON-ET 26 ; un inverseur-amplificateur 28, et un circuit de sortie, réalisé ici sous la forme dlun relais. In this first embodiment, the electronic device comprises a filter 18 receiving the electrical signal from the coil 16; two comparators 20 and 20 ', the first comparator receiving at its inputs respectively, the voltage induced in the coil 16 and a reference voltage a stable mono circuit 22 and a flip-flop 24; a door. NAND logic 26; an inverter-amplifier 28, and an output circuit, produced here in the form of a relay.
Le fonctionnement est le suivant:
Lorsque le système mobile sur lequel est monté le plongeur magnétique (Fig. 1) est au repos, et que le circuit est mis sous tension, aucun signal n'apparaît aux bornes de la bobine 16, étant donné que, dans cet état, il n'existe pas de courant induit dans cette dernière. La sortie Q de la bascule
24 est "0", cette bascule ayant été initialisée par le circuit monostable 22.The operation is as follows:
When the mobile system on which the magnetic plunger is mounted (Fig. 1) is at rest, and the circuit is energized, no signal appears at the terminals of the coil 16, since, in this state, it there is no induced current in the latter. The Q output of the flip-flop
24 is "0", this flip-flop having been initialized by the monostable circuit 22.
Le circuit de sortie (relais 30) n'est pas excité. The output circuit (relay 30) is not energized.
Lorsque le système mobile, donc le capteur magnétique, se déplace
par rapport à la bobine 16, un courant est induit dans cette dernière, et il apparaît une tension à ses bornes, que le système mobile se déplace dans un
sens ou dans l'autre. Cette tension, en fonction de sa polarité, modifie l'état
de sortie de l'un ou de l'autre des comparateurs 20, 20'. Ceux-ci ne comportant pas de contre-réaction, leurs sorties passent brutalement de l'état "0" à l'état "1".When the mobile system, therefore the magnetic sensor, moves
relative to the coil 16, a current is induced in the latter, and it appears a voltage across its terminals, that the mobile system moves in a
one way or the other. This voltage, depending on its polarity, changes the state
of one or other of the comparators 20, 20 ′. These do not include any feedback, their outputs suddenly go from state "0" to state "1".
I1 en résulte que la sortie Q de la bascule 24 change d'état et passe de l'état "0" à l'état "1". Cette sortie de la bascule reste à ce niveau tant qu'une remise à "O" de la bascule n'est pas effectuée. I1 follows that the output Q of flip-flop 24 changes state and goes from state "0" to state "1". This output of the rocker remains at this level until a reset to "O" of the rocker is not carried out.
Pendant ce temps, le circuit inverseur 28 fait apparaître un niveau "0" sur sa sortie, et le circuit de sortie 30 n'est pas excité, étant donné que les états de la porte logique NON-ET 26 et de l'amplificateur-inverseur 28 ne le permettent pas. During this time, the inverter circuit 28 causes a level "0" to appear on its output, and the output circuit 30 is not energized, since the states of the NAND logic gate 26 and of the amplifier- inverter 28 do not allow it.
Lorsque le système mobile sur lequel est monté le capteur magnétique arrête son déplacement, la porte NON-ET 26 et l'amplificateurinverseur 28 changent d'état, le relais 30 constituant le circuit de sortie est
excité, et il reste dans cet état tant que le système mobile et le capteur demeurent à l'arrêt. When the mobile system on which the magnetic sensor is mounted stops moving, the NAND gate 26 and the reversing amplifier 28 change state, the relay 30 constituting the output circuit is
excited, and it remains in this state as long as the mobile system and the sensor remain stationary.
Si, à partir de cette nouvelle position, le système mobile et le capteur magnétique effectuent un nouveau déplacement, le circuit de sortie cesse d'être excité (le relais 30 relâche), et il sera à nouveau excité dès que le système mobile s'arrêtera (dans un sens ou dans l'autre). If, from this new position, the mobile system and the magnetic sensor carry out a new movement, the output circuit ceases to be energized (the relay 30 releases), and it will be energized again as soon as the mobile system will stop (one way or the other).
Dans l'exemple de réalisation décrit ici, le circuit de sortie a été représenté sous la forme d'un relais. Cet exemple ne présente aucun caractère limitatif, ce circuit de sortie 30 pouvant être réalisé sous la forme d'un relais statique de transistors de puissance, d'une électrovanne commandant un circuit pneumatique ou hydraulique, etc. In the embodiment described here, the output circuit has been represented in the form of a relay. This example has no limiting nature, this output circuit 30 being able to be produced in the form of a static relay of power transistors, of a solenoid valve controlling a pneumatic or hydraulic circuit, etc.
La Figure 2 illustre une variante dans laquelle le plongeur magné-tique est constitué d'un barreau de fer doux 10', muni-d'un aimant 12', 12" à chacune de ses extrémités. A ce plongeur magnétique, qui constitue un montage bidirectionnel, est associé le dispositif électronique représenté sur la
Figure 4 Ce dispositif électronique, comportant les mêmes composants que le montage illustré par la Figure 3, et fonctionnant de la même façon que ce dernier, ne sera pas décrit.Figure 2 illustrates a variant in which the magnetic plunger consists of a soft iron rod 10 ', provided with a magnet 12', 12 "at each of its ends. At this magnetic plunger, which constitutes a bidirectional mounting, is associated with the electronic device shown in the
Figure 4 This electronic device, comprising the same components as the assembly illustrated in Figure 3, and operating in the same way as the latter, will not be described.
Le dispositif selon l'invention peut être utilisé pour verrouiller un dispositif de sécurité de machine à souder par ultra-sons, lorsque la sonotrode touche la pièce à souder (le système mobile sur lequel est monté le plongeur magnétique étant alors constitué par l'équipage mobile porteur de la sonotrode. The device according to the invention can be used to lock a safety device for an ultrasonic welding machine, when the sonotrode touches the piece to be welded (the mobile system on which the magnetic plunger is mounted then being formed by the crew mobile carrying the sonotrode.
Ce dispositif peut être également utilisé pour créer un démarrage dynamique de l'énergie ultrasonique, dès que la sonotrode touche la pièce à souder. Parmi les avantages obtenus dans cette application, on peut citer notamment une garantie de la sécurité de presse, et le démarrage dynamique des ultras-sons à l'instant précis où la sonotrode touche la pièce à souder, quelle que soit la hauteur de cette pièce. This device can also be used to create a dynamic start of ultrasonic energy, as soon as the sonotrode touches the part to be welded. Among the advantages obtained in this application, there may be mentioned in particular a guarantee of press security, and the dynamic start of ultrasound at the precise moment when the sonotrode touches the part to be welded, whatever the height of this part. .
Cette invention peut également être appliquée à la distribution de fonctions diverses sur les bras mobiles d'un robot. Un vérin pneumatique, dont la course est interrompue par des arrêts successifs programmés, peut être pourvu d'un dispositif selon l'invention afin de distribuer une série de fonctions diverses, séquences, opérations complexes, etc. This invention can also be applied to the distribution of various functions on the mobile arms of a robot. A pneumatic cylinder, the stroke of which is interrupted by successive programmed stops, can be provided with a device according to the invention in order to distribute a series of various functions, sequences, complex operations, etc.
I1 demeure bien entendu que cette invention n'est pas limitée aux divers exemples de réalisation et d'application décrits et/ou représentés ici, mais qu'elle en englobe toutes les variantes. It remains to be understood that this invention is not limited to the various examples of embodiment and application described and / or represented here, but that it encompasses all variants thereof.
Claims (7)
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302655A FR2541163A1 (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Magnetic position detector, especially for a safety system for an ultrasonic welding machine |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8302655A FR2541163A1 (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Magnetic position detector, especially for a safety system for an ultrasonic welding machine |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| FR2541163A1 true FR2541163A1 (en) | 1984-08-24 |
Family
ID=9286048
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| FR8302655A Withdrawn FR2541163A1 (en) | 1983-02-18 | 1983-02-18 | Magnetic position detector, especially for a safety system for an ultrasonic welding machine |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| FR (1) | FR2541163A1 (en) |
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- 1983-02-18 FR FR8302655A patent/FR2541163A1/en not_active Withdrawn
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