[發(fā)明專利]位置測(cè)量裝置和用于運(yùn)行位置測(cè)量裝置的方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710466577.5
• 申請(qǐng)日: 2017-06-19
• 公開（公告）號(hào): CN107687829B
• 公開（公告）日: 2022-07-08
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 埃爾瑪·邁爾;安德烈·維甘徳
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 約翰內(nèi)斯·海德漢博士有限公司
• 主分類號(hào): G01B21/00
• 分類號(hào): G01B21/00
• 代理公司: 北京康信知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限責(zé)任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

本發(fā)明涉及一種位置測(cè)量裝置，包括：具有測(cè)量刻度的刻度載體；掃描單元，其可相對(duì)于測(cè)量刻度沿測(cè)量方向移動(dòng)地設(shè)置，掃描單元用于通過掃描測(cè)量刻度產(chǎn)生位置相關(guān)的掃描信號(hào)；用于將掃描信號(hào)處理成位置信號(hào)的信號(hào)處理單元；和信號(hào)接口，能夠經(jīng)由信號(hào)接口將位置信號(hào)輸出至后續(xù)電子裝置。在信號(hào)處理單元中設(shè)置有至少一個(gè)校正單元，借助校正單元能夠校正至少一個(gè)掃描信號(hào)的至少一個(gè)信號(hào)誤差，以及設(shè)置有監(jiān)控單元，借助監(jiān)控單元能夠確定達(dá)到信號(hào)誤差的極限值，并且隨后能夠至少將觸發(fā)事件的校正單元去激活。此外，本發(fā)明涉及用于運(yùn)行位置測(cè)量裝置的方法。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種位置測(cè)量裝置以及一種用于運(yùn)行位置測(cè)量裝置的方法。

背景技術(shù)

增量位置測(cè)量裝置在自動(dòng)化技術(shù)中并且尤其在機(jī)床中用于：測(cè)量可移動(dòng)的部件的位置變化。因此，增量旋轉(zhuǎn)傳感器測(cè)量旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，例如旋轉(zhuǎn)的軸的旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)。相反，增量長(zhǎng)度測(cè)量設(shè)備測(cè)量可彼此相互移動(dòng)設(shè)置的機(jī)器部件的線性移動(dòng)。

在已知的增量位置測(cè)量裝置中由檢測(cè)器單元掃描刻度軌跡，所述刻度軌跡由規(guī)則設(shè)置的編碼元件構(gòu)成。在此，能夠使用極其不同的物理掃描原理，例如光學(xué)的、磁性的、電感性的或電容性的掃描原理。從掃描中得出的檢測(cè)器信號(hào)在相同運(yùn)動(dòng)(恒定速度或者恒定轉(zhuǎn)速)的情況下優(yōu)選盡可能是正弦形的，位置信息例如能夠通過對(duì)所經(jīng)過的信號(hào)周期計(jì)數(shù)，或者當(dāng)需要提高的分辨率時(shí)，附加地通過將信號(hào)周期劃分成多個(gè)長(zhǎng)度或角度區(qū)段(內(nèi)插)來獲得。當(dāng)在掃描時(shí)產(chǎn)生兩個(gè)檢測(cè)器信號(hào)時(shí)，能夠獲得方向信息，所述檢測(cè)器信號(hào)具有例如彼此間90°的相移。為了實(shí)現(xiàn)用于增量位置測(cè)量裝置的原理所決定的相對(duì)位置測(cè)量的絕對(duì)基準(zhǔn)點(diǎn)，通常在至少一個(gè)位置處產(chǎn)生參考脈沖。對(duì)此，能夠在單獨(dú)的刻度軌跡上設(shè)置有適當(dāng)?shù)目潭冉Y(jié)構(gòu)，所述刻度結(jié)構(gòu)同樣被檢測(cè)器單元掃描。

由檢測(cè)器單元獲取的檢測(cè)器信號(hào)在信號(hào)處理單元中處理，并且對(duì)應(yīng)于輸出接口的規(guī)定進(jìn)行調(diào)整。用于增量位置測(cè)量裝置的已知接口例如對(duì)于增量信號(hào)而言需要1V的峰值間值(Spitze-Spitze-Wert)。信號(hào)在運(yùn)動(dòng)速度(轉(zhuǎn)速)恒定的情況下盡可能是正弦形的并且圍繞基準(zhǔn)電位(通常接地電位0V)對(duì)稱地變化。增量位置信號(hào)之間的相移為90°。參考脈沖RI是對(duì)稱的并且其最大值相對(duì)于增量位置信號(hào)處于限定的位置處。

信號(hào)處理單元能夠在寬的界限之內(nèi)補(bǔ)償由檢測(cè)器單元所獲取的檢測(cè)器信號(hào)的老化所決定的變換，如信號(hào)幅度的降低。該方案的缺點(diǎn)是：當(dāng)達(dá)到信號(hào)處理單元的調(diào)節(jié)極限時(shí)，在必須維護(hù)或更換位置測(cè)量裝置之前僅存在短暫的籌備時(shí)間。此外，通過信號(hào)處理單元優(yōu)化檢測(cè)器信號(hào)使關(guān)于測(cè)量刻度校準(zhǔn)檢測(cè)器單元變難，因?yàn)樵谏形淳_改進(jìn)(Anbau)明顯有誤的檢測(cè)器信號(hào)的情況下就已經(jīng)能夠獲得已最佳的位置信號(hào)。

DE 195 21 252 A1公開一種位置測(cè)量裝置，其中在干擾的情況下能夠?qū)⑤敵龇糯笃鞯囊粋€(gè)或多個(gè)輸出端切換為是高歐姆的。然而這導(dǎo)致設(shè)備立即緊急停止，因此不存在預(yù)防性維護(hù)的可能性。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是：提供一種改進(jìn)的位置測(cè)量裝置，其中能夠及早地以信號(hào)方式通知信號(hào)誤差。

所述目的通過根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置實(shí)現(xiàn)。

提出一種位置測(cè)量裝置，其包括：具有測(cè)量刻度的刻度載體；掃描單元，所述掃描單元可相對(duì)于測(cè)量刻度沿測(cè)量方向移動(dòng)地設(shè)置，所述掃描單元用于通過掃描測(cè)量刻度產(chǎn)生位置相關(guān)的掃描信號(hào)；用于將掃描信號(hào)處理成位置信號(hào)的信號(hào)處理單元；和信號(hào)接口，能夠經(jīng)由所述信號(hào)接口將位置信號(hào)輸出至后續(xù)電子裝置。在信號(hào)處理單元中設(shè)置有至少一個(gè)校正單元，借助所校正單元能夠校正至少一個(gè)掃描信號(hào)的至少一個(gè)信號(hào)誤差，以及設(shè)置有監(jiān)控單元，借助所述監(jiān)控單元能夠確定達(dá)到信號(hào)誤差的極限值，并且隨后能夠至少將觸發(fā)事件的校正單元去激活。

根據(jù)本發(fā)明的位置測(cè)量裝置的有利的設(shè)計(jì)方案從優(yōu)選的實(shí)施方式中得出。

此外，本發(fā)明的目的是提出一種方法，其中能夠及早地以信號(hào)方式通知信號(hào)誤差。

所述目的通過根據(jù)本發(fā)明的用于運(yùn)行位置測(cè)量裝置的方法實(shí)現(xiàn)。