[發明專利]自適應參考標記檢測過程

在審

• 申請號: 201780046273.1
• 申請日: 2017-05-17
• 公開（公告）號: CN109477736A
• 公開（公告）日: 2019-03-15
• 發明（設計）人: 科林·基思·豪利;西蒙·艾略特·麥克亞當
• 申請（專利權）人: 瑞尼斯豪公司
• 主分類號: G01D5/244
• 分類號: G01D5/244;G01D5/245;G01D18/00
• 代理公司: 北京柏杉松知識產權代理事務所(普通合伙) 11413
• 代理人: 謝攀;劉繼富

一種編碼器裝置，包括相對于標尺可移動的讀頭，所述讀頭被配置用于產生位置信號，以及當所述讀頭經過所述標尺上的參考標記時產生參考標記信號，該編碼器裝置被配置使得用于產生所述參考標記信號的所述過程響應于環境變化而自動適配，以便至少貫徹維持所述位置與參考標記信號之間的給定關系。

本發明涉及一種編碼器裝置，具體涉及一種包括一個或多個參考標記的編碼器裝置。

用于測量兩個構件的相對位移的已知形式的編碼器裝置包括：一個構件上的標尺和另一個構件上的讀頭。標尺包括一系列標尺標記，例如定義圖案的亮線和暗線。讀頭具有響應于合成圖案的傳感器，從所述合成圖案中生成位置信號，并且從所述合成圖案中可以確定標尺和讀頭的相對位移的度量。在周期性圖案中具有其標記的標尺被稱為增量標尺，并且讀頭的傳感器通常被布置用于產生一對正交相位信號。這種編碼器裝置可以是光學的、磁性的、電容的或電感的。在EP 514081和EP 543513中描述了這種光學裝置的示例。還已知的是提供具有標記的標尺，所述標記限定一系列可唯一地識別的位置，這通常稱為絕對標尺。

還已知的是，對于設置有一個或多個參考標記的標尺，當通過讀頭檢測時，所述參考標記提供參考標記信號使得能夠確定讀頭的預定參考位置。為了使參考標記信號有用，其相對于其他標尺特征的位置必須是已知的并且必須是可重復的。換句話說，由參考標記通道所產生的參考標記信號必須與相應的位置(例如，增量和/或絕對)信號正確對準，并且其與位置信號的關系(例如，其位置)在依賴參考標記的操作期間不得隨時間改變。存在各種校準技術以確保最初獲得參考標記和位置信號的對準(例如，如WO 2007/052052中描述的)。然而，這種對準會隨著時間推移或隨著使用而降級。例如，由于電子部件的漂移、讀頭對準的變化、環境變化(例如溫度、環境照明)等可能發生這種降級。

已知的是在編碼器中提供自動增益控制(AGC)以便維持特定的信號幅度。例如，在光學增量編碼器中，已知的是控制讀頭光源的亮度以便維持增量信號的特定幅度。例如，如果AGC過程識別出增量信號的幅度減小，則已知的是增加光源的亮度以補償這一點。如果增量和參考標記軌道有共同的光源，則AGC過程可能會對增量和參考標記信號具有影響。AGC還用于其他編碼器類型，例如磁性編碼器。例如，DE 29614974公開了一種用于磁性編碼器的AGC形式，以用于溫度補償。DE 29614974還公開了使用限幅器電路，對所述限幅器電路進行溫度補償以對參考信號進行信號整形。

WO 2007/057645描述了一種用于監測參考標記選通脈沖和參考標記脈沖的相位對準降級并且在檢測到顯著降級時生成警告信號的方式。如果接收到這種警告信號，則操作員可以采取適當的動作，例如關掉機器和/或重新校準參考標記。

本發明涉及一種改進的編碼器裝置。具體地，本發明涉及一種編碼器裝置，所述編碼器裝置被配置用于主動地維持增量與參考標記信號之間的給定/特定(例如，期望的)關系。

根據本發明的第一方面，提供了一種編碼器裝置，包括相對于標尺可移動的讀頭，其被配置用于產生位置信號，以及當所述讀頭經過所述標尺上的參考標記時產生參考標記信號，被配置使得用于產生所述參考標記信號的所述過程響應于環境變化而自動適應，以便至少貫徹維持所述位置與參考標記信號之間的給定/特定(例如，預設的)關系。

根據本發明的編碼器裝置可以自動地采取動作以便試圖保持位置與參考標記信號之間的給定/特定關系。這可以提供一種更靈活的編碼器裝置。例如，其可以幫助改進和/或確保參考標記信號的可重復性，盡管環境變化會以其他方式影響位置與參考標記信號之間的關系。當不可能或不希望重新校準編碼器裝置時，這可能是特別有用的。

可選地，位置信號可以指示/用于確定標尺和讀頭的實際/絕對位置。可選地，位置信號可以指示/用于確定標尺和讀頭的相對位置的變化。因此，位置信號可以指示標尺和讀頭的相對移動。

如將理解的，各種環境變化可以(在本發明之外)潛在地影響位置與參考標記信號之間的關系。