[發明專利]位置測量裝置和用于運行位置測量裝置的方法

有效

• 申請號: 201811093992.1
• 申請日: 2018-09-19
• 公開（公告）號: CN109520452B
• 公開（公告）日: 2022-09-06
• 發明（設計）人: 英戈·約阿希姆斯塔勒;塞巴斯蒂安·倫茨;托馬斯·蓋斯勒;約翰內斯·索愛爾
• 申請（專利權）人: 約翰內斯.海德漢博士有限公司
• 主分類號: G01B21/00
• 分類號: G01B21/00
• 代理公司: 北京康信知識產權代理有限責任公司 11240
• 代理人: 余剛;李慧

一種位置測量裝置，具有：刻度載體，其上布置有測量刻度，至少一個位置傳感器，利用其能夠通過掃描測量刻度產生與位置相關的測量信號，處理單元，利用其能夠將與位置相關的測量信號處理為位置信號，接口單元，用于通過至少一個數據傳輸通道將位置信號傳輸到后續電子設備，其中，位置測量裝置還被分配有至少一個運動傳感器，該運動傳感器產生時變測量信號，這些信號被傳送到信號分析單元，利用該信號分析單元能夠在頻域中對測量信號進行評估，并且該評估與能夠從評估電子設備傳輸至接口單元的參數并且由對測量信號的評估產生的結果數據相關，該結果數據從接口單元被傳輸至后續電子設備。此外，本發明涉及一種用于運行這種位置測量裝置的方法。

技術領域

本發明涉及一種位置測量裝置，以及一種用于運行位置測量裝置的方法。具體地，本發明涉及一種對頻域中的傳感器的時變測量信號的評估。

背景技術

位置測量裝置用于自動化技術中，特別是在機床中應用于對可動部件的位置或位置變化的測量。例如，轉速編碼器或角度測量設備測量例如旋轉的軸的旋轉運動。相反，長度測量設備測量能彼此相對移動地布置的機器部件的線性位移。

基本上，增量測量和絕對測量的位置測量裝置之間是不同的，其中，使用了不同的物理測量原理，例如光學原理、磁學原理、電感原理或電容原理。

增量測量的位置測量裝置通過掃描布置在刻度載體上的增量刻度軌跡來產生位置信號。增量刻度軌跡具有在測量方向上規則地布置的刻度元件，在光學掃描原理的情況下例如是一系列半透明和不透明的刻度標記。這種類型的測量相對地取決于原理，因為各個刻度周期的掃描信號是難以區分的。通過對信號周期進行或對信號周期進行計數來執行位置測量。為了得到絕對參考點，通常設置有另一個刻度軌跡，其具有參考圖案，通過對該參考圖案的掃描在定義的位置處產生所謂的參考脈沖，其產生用于位置測量的參考點。

在絕對地測量的位置測量裝置的情況中，刻度軌跡具有絕對編碼，從而在任何時間都可以通過掃描刻度軌跡確定出絕對位置值。

增量位置信號或絕對位置值被傳送給后續電子設備以進行進一步處理。如果在其中使用位置測量裝置的機器是機床，則后續的電子裝置例如是數字控制器。

通過將位置測量裝置與在其中使用該位置測量裝置的機器以機械的方式耦聯，而產生相互作用。因此，機器在位置測量裝置附近的機械振動會影響該位置測量裝置并且降低位置信號的質量并進而降低測量精度。位置信號的質量又影響驅動調節回路的精度，其中位置信號被用作實際位置值。為了對機器進行優化必要的是了解這種相互作用。對此，一種手段是在后續電子設備中對位置信號或位置值進行頻率分析。有幫助的是常常使用附加的傳感器，例如加速度傳感器。然而，特別是在絕對位置測量裝置的情況中，這種可能性受到用于傳輸位置值和傳感器值的數字接口的有限帶寬的限制。

EP 2 375 221 A2提出，在位置測量裝置中已經就對加速度傳感器的測量值進行頻率分析，并從中得出關于位置測量裝置上的負載的結論。

發明內容

本發明的一個目的是提供一種改進的解決方案，以分析位置測量裝置的環境中的機械振動。

該目的通過根據本發明的位置測量裝置實現。

現在提出一種位置測量裝置，具有：

刻度載體，在其上布置有測量刻度；

至少一個位置傳感器，利用該位置傳感器通過掃描測量刻度能夠產生與位置相關的測量信號；

處理單元，利用該處理單元可以將與位置相關的測量信號處理成位置信號；以及

接口單元，用于通過至少一個數據傳輸通道將位置信號傳輸給后續電子設備，