CN112179309A - 角度测量装置和用于运行角度测量装置的方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及角度测量装置和用于运行角度测量装置的方法，具体而言涉及角度测量装置，其包括第一构件组、第二构件组以及轴承。第一构件组包括刻度元件，其具有第一分度。第二构件组具有带有位置传感器的第一结构单元以及第二结构单元和平衡联结件，该第二结构单元具有第一、第二和第三位置接收器。第一结构单元与第二结构单元抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地连接。角度测量装置如此配置，使得其能够在第一模式中以及在第二模式中运行。在第一模式中，通过位置传感器能够扫描第一分度以用于确定第一角度位置。在第二模式中通过位置接收器能够扫描第一分度或布置在刻度元件处的另外的分度以用于确定相应一个另外的角度位置。

Description

角度测量装置和用于运行角度测量装置的方法
技术领域
本发明涉及一种根据权利要求1所述的带有刻度元件的用于测量经修正的相对角度位置的角度测量装置以及一种根据权利要求8所述的方法。
背景技术
这种角度测量装置能够例如装配在主轴或圆台处。相关的主轴或圆台通常被使用在加工机器或加工中心中。主轴或马达主轴在工具机器中通常保持旋转的工具、例如铣刀。在圆台处固定有工件，所述工件则例如被切削加工。此外，圆台被使用在测量机器中，其中，在该应用中，测量固定在圆台上的工件。角度测量装置尤其是在工具机器或测量机器中被用于测量旋转运动。存在越来越多的期望来提高这种主轴或圆台的工作效率、尤其是在运行期间的精度。
在EP 2 500 696 A1中公开了一种角度测量装置，该角度测量装置具有多个扫描头并且通过该角度测量装置能够执行自校准方法。
发明内容
本发明基于如下任务，提供一种角度测量装置，该角度测量装置能够实现确定高准确性的角度位置。此外，通过本发明提供一种用于运行角度测量装置的方法，该方法允许角度位置的高准确性的确定。
该任务根据本发明通过权利要求1或8的特征来解决。
因此，角度测量装置包括第一构件组、第二构件组以及轴承。构件组相对于彼此围绕转动轴线通过轴承或借助于轴承能转动地布置。第一构件组包括刻度元件，该刻度元件具有第一分度。第二构件组具有第一结构单元，该第一结构单元本身具有至少一个位置传感器。此外，第二构件组具有第二结构单元，该第二结构单元具有第一位置接收器、第二位置接收器和第三位置接收器。此外，第二构件组具有平衡联结件(Ausgleichskupplung，有时称为补偿联结件)。位置传感器和第一、第二以及第三位置接收器分别以气隙与刻度元件相对而置地布置。第一结构单元借助于平衡联结件与第二结构单元抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地连接，从而位置传感器相对于位置接收器抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地布置。角度测量装置如此配置，使得该角度测量装置能够在第一模式中以及在第二模式中运行。在第一模式中，通过位置传感器能够扫描第一分度以用于确定第一角度位置。在第二模式中，通过位置接收器能够扫描第一分度或布置在刻度元件处的另外的分度以用于确定相应一个另外的角度位置。在构件组之间的经修正的相对角度位置能够基于第一角度位置和所述另外的角度位置确定。
术语“抗扭”在下面应这样理解：关于周向方向位置传感器相对于位置接收器的位置即使在平衡联结件的通常的负荷的情况下也保持不变。与此相反，位置传感器相对于位置接收器的位置由于平衡联结件的轴向和径向屈服性而在平衡联结件的通常的负荷的情况下改变。尤其，位置传感器相对于刻度元件(在轴向上和在径向上)不可运动地布置。
通过使用术语“位置传感器”和“位置接收器”应首先要表述，这些元件装配在不同的结构单元处。相关的元件(位置传感器，位置接收器)能够不同地或相同地构造。
通过位置传感器能够在超过一圈之内绝对地确定刻度元件相对于第二构件组的角度位置。这能够例如通过如下方式实现：第一分度具有绝对的编码道(Codespur，有时称为码轨)，或者然而在刻度元件上安置(aufbringen，有时称为应用)有基准标记，该基准标记结合增量的分度允许对在一圈之内的角度位置的绝对的确定。
位置传感器能够以如下气隙与刻度元件相对而置地布置，该气隙沿径向或轴向方向延伸。同样地，位置接收器能够分别以如下气隙与刻度元件相对而置地布置，该气隙沿径向或轴向方向延伸，其中，在这种情况下，相应的气隙的大小能够通过由负荷引起的移位、移动或翻转在平衡联结件变形的情况下改变。
有利地，第一分度和可选的另外的分度包括有规律的结构，所述有规律的结构沿着第一方向平行于彼此互相靠近排列地布置。在此，第一方向具有沿周向方向的方向分量。
在本发明的另外的设计方案中，第二构件组具有光源，并且第一分度和位置传感器如此设计，使得在构件组之间的相对角度位置能够通过光学原理来确定。
有利地，位置接收器之中的至少两个位置接收器在围绕转动轴线的中心角方面错开至少90°地布置。因此，即例如第一位置接收器相对于第二位置接收器或相对于第三位置接收器在围绕转动轴线的中心角方面错开至少90°地布置。中点角度应理解为中心角，其中，相关的中点处于转动轴线上。
在本发明的另外的设计方案中，位置接收器之中的至少三个位置接收器和可选地还有位置传感器沿着圆线布置。但是尤其是，第一置接收器、第二置接收器、第三置接收器和第四位置接收器也能够(可选地与位置传感器一起)沿着圆线布置。
有利地，刻度元件具有另外的分度，并且刻度元件如此设计，使得第一分度能够根据光学原理扫描，而所述另外的分度能够根据磁原理扫描。在此，第一分度和所述另外的分度能够至少部分地叠加地布置。例如，第一分度和所述另外的分度能够安置在柱状的刻度元件的周面侧处，并且第一分度和所述另外的分度关于轴向方向叠加地设计。
有利地，第二构件组包括壳体，其中，位置传感器以及位置接收器布置在壳体内。
根据另一方面，本发明也包括用于运行角度测量装置的方法。在此，角度测量装置能够在第一模式中以及在第二模式中运行，其中，在第一模式中通过位置传感器扫描第一分度以用于确定第一角度位置，而在第二模式中通过位置接收器扫描第一分度或布置在刻度元件处的另外的分度以用于确定相应一个另外的角度位置。此外，在第二模式中确定在构件组之间的经修正的相对角度位置，其中，经修正的相对角度位置基于第一角度位置和所述另外的角度位置。
根据所述方法的一种改进方案，由在第二模式中确定的另外的角度位置产生修正值，该修正值在第一模式中与测量到的第一角度位置一起用于产生经修正的相对角度位置。
有利地，基于测量到的另外的角度位置确定修正值并且存储该修正值(尤其是存储在角度测量装置中)。
有利地，在第二模式中，刻度元件围绕转动轴线转动超过至少360°、尤其是超过至少720°。
角度测量装置能够按顺序在第一模式中以及在第二模式中运行或者然而能够同时在第一模式中以及在第二模式中运行。
有利地，通过第一位置接收器、第二位置接收器和第三位置接收器能够扫描第一分度或所述另外的分度以用于确定刻度元件在一个平面中的移动。
此外，通过第四位置接收器、第五位置接收器和第六位置接收器能够扫描第二分度以用于确定刻度元件的轴向位置。
有利地，角度测量装置具有存储模块，该存储模块能够被用作数据记录器以用于存储信息，所述信息基于由位置传感器和/或位置接收器产生的信号。
有利地，至少第一分度或所述另外的分度(或两个分度)安置在柱状的刻度元件的周面侧上。
可选地，第一构件组能够包括刻度元件，该刻度元件除了第一分度以外具有第二分度。通过第四、第五和第六位置接收器，则第二分度能够是可扫描的。通过第四、第五和第六位置接收器能够确定刻度元件围绕翻转轴线的翻转并且由此能够确定转动轴线围绕翻转轴线的翻转。第二分度包括有规律的结构，所述有规律的结构沿着第二方向平行于彼此互相靠近排列地布置。第二方向具有沿轴向方向的方向分量。此外，第二分度能够设计为增量的分度或设计为绝对的分度。作为绝对的分度的设计方案具有如下优点：刻度元件的轴向位置也能够在角度测量仪器接通之后直接(尤其是在没有基准移动的情况下)确定，这例如在刻度元件的由温度引起的轴向移位中能够是有帮助的。
第一分度或另外的分度的有规律的结构互相靠近排列地布置所沿着的第一方向能够与周向方向是相同的。同样地，第一方向能够相对于周向方向倾斜或斜倾地布置(然而不垂直于周向方向)。同样地，第二分度的有规律的结构互相靠近排列地布置所沿着的第二方向能够与轴向方向相同地(并且因此平行于转动轴线)布置。同样地，第二方向能够相对于轴向方向倾斜或斜倾地布置(然而不垂直于轴向方向)。例如，第一分度的有规律的结构和第二分度的有规律的结构能够箭头形地相对彼此定向。
有利地，刻度元件在平面中的移动能够通过磁原理确定。在这种情况下，刻度元件的分度的结构尤其是构造为磁结构，即构造为局部限定的一系列的磁性的北极和南极。在该设计方案中，位置传感器和/或位置接收器设计为磁传感器。位置传感器和/或位置接收器能够例如基于磁阻原理工作或设计为霍尔-位置接收器。备选地，位置接收器也能够基于光学或感应测量原理，其中，各原理的组合也是可行的，从而第一分度能够根据与第二分度不同的原理来扫描。
例如将如下环形体考虑作为刻度元件，该环形体能够固定在毂处。但是备选地，第一分度和/或第二分度或另外的分度也能够直接地安置在毂上。
有利地，位置传感器和位置接收器与电子模块电连接，其中，通过电子模块能够确定刻度元件的角度位置、刻度元件在垂直于转动轴线的平面中的移动或位置以及刻度元件的翻转。此外，可选地能够通过电子模块确定轴向位置。
在必然(naturgemäß，有时称为自然)设计得相应刚性的主轴或圆台中，这种翻转是相对小的并且相对于理想的转动轴线处于小于一角分、例如100角秒直至50角秒的范围内。由此，通过这些翻转也仅存在最小的位置变化，从而位置接收器必定具有非常高的分辨率，以便能够提供关于翻转的可靠的结论或定量值。由于转动轴线如有可能旋转，所描述的翻转能够导致刻度元件的抖动运动，其中，通过角度测量装置引起的抖动运动尤其是能够通过加入测量到的角度位置定量地确定。
位置接收器能够有利地具有小于2μm、尤其是小于1μm、尤其是小于750nm的分辨率。这些针对分辨率的值不仅能够实现用于确定轴向位置而且用于确定横向位置(即在垂直于转动轴线的平面中)。
根据所述方法的一种改进方案，通过第一位置接收器、第二位置接收器和第三位置接收器扫描第一分度或布置在刻度元件处的另外的分度以用于确定相应一个另外的角度位置。由所探测的另外的角度位置确定或计算刻度元件在所述平面中的移动。
通过角度测量装置即不仅能够在线地探测例如圆台的角度位置，而且能够在线地探测例如圆台的轴移位。尤其，基于刻度元件在垂直于转动轴线的平面中的角度位置和位置的测量值能够在加工或测量过程中通过数值控制器对理论位置进行修正。由此，能够例如修正工件在加工期间的位置。尤其，角度测量装置能够如此配置，使得在与数值控制器共同作用的情况下产生修正值，所述修正值基于通过角度测量装置测量到的位置数据结合绝对的角度位置。
通过这样设计的角度测量装置因此能够根据测量到的角度位置在其余五个自由度下定量地探测刻度元件或转动轴线的移位或运动。
本发明的有利的构造方案由从属权利要求得出。
附图说明
根据本发明的角度测量装置的其他细节和优点由随后依据附图对实施例的描述得出。
附图中：
图1示出角度测量装置的分解图，
图2示出角度测量装置的另外的分解图，
图3示出角度测量装置的俯视图，
图4示出角度测量装置的部分剖面图，
图5示出角度测量装置的另外的部分剖面图，
图6示出根据第一实施例的角度测量装置的刻度元件的细节图，
图7示出用于运行角度测量装置的方法的流程图，
图8示出用于运行根据另一种变型方案的角度测量装置的方法的流程图，
图9示出根据另一种实施例的角度测量装置的刻度元件的细节图。
具体实施方式
在图1和2中分别示出角度测量装置的分解图，如该角度测量装置例如能够装入在工具机器、如铣削机器的圆台轴线处。角度测量装置包括第一构件组1和第二构件组2。第一构件组1根据图3能够相对于第二构件组2围绕转动轴线A转动，从而第一构件组1则能够作用为转子，而第二构件组2也能够被称为定子。此外，根据图4，角度测量装置包括轴承3，该轴承在此设计为滚动轴承。
第一构件组1具有刻度元件1.1，该刻度元件抗转动地固定在毂1.2处(例如参见图4或5)。毂1.2用于接纳轴、例如圆台的轴，从而则所述轴刚性地且抗转动地与毂1.2连接。
第二构件组2具有第一结构单元2.1，该第一结构单元在此两件式地构造并且由此包括第一部件2.1a和第二部件2.1b，该第一部件在此能够被称为固定颚板，该第二部件在所提出的实施例中能够被称为支承板。在第一部件2.1a处固定有位置传感器2.11，该位置传感器以径向气隙与刻度元件1.1相对而置地布置(参见图4)。
此外，第二构件组2包括第二结构单元2.2，该第二结构单元也构造成两件式的。因此，第二结构单元2.2包括第一部件2.2a和第二部件2.2b，该第二部件在此也能够被称为法兰。直接在第一部件2.2a处（该第一部件设计为保持环）装配有多个位置接收器2.20至2.26。根据图5，位置接收器2.20至2.26以径向气隙与刻度元件1.1相对而置地布置。根据在此所描述的实施方式，角度测量装置详细地包括第一位置接收器2.21、第二位置接收器2.22、第三位置接收器2.23、第四位置接收器2.24、第五位置接收器2.25、第六位置接收器2.26以及第七位置接收器2.20。位置接收器2.20至2.26沿周向方向u分别彼此错开地布置。
第二构件组2包括平衡联结件2.3。该平衡联结件用于平衡由必然的制造和装配不准确性引起的移动。借助于平衡联结件2.3，第一结构单元2.1与第二结构单元2.2抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地连接。在所提出的实施例中，通过螺纹连接（所述螺纹连接示例性地在图1中通过虚线示出），第一结构单元2.1的第一部件2.1b与平衡联结件2.3的三个接片2.31,2.33,2.35连接。而第二结构单元2.2的第二部件2.2b与平衡联结件2.3的三个另外的接片2.32,2.34,2.36连接。以这种方式，位置传感器2.11相对于多个位置接收器2.20至2.26抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地或柔性地布置。
在平衡联结件2.3与第一结构单元2.1并且与第二结构单元2.2以上述方式连接之后，第一部件2.2a能够与第二结构单元2.2的第二部件2.2b通过螺纹紧固件连接。在这之后，位置传感器2.11以及位置接收器2.20至2.26轴向地布置在刻度元件1.1的高度上。
依据图1应尤其是说明平衡联结件2.3的装入情况，而在图2中应阐明关于第二结构单元2.2的情况，该第二结构单元包括第一部件2.2a和第二部件2.2b。在装配过程中，第二结构单元2.2轴向地运动经过第一结构单元2.1的第二部件2.1b。
此外，第二构件组2包括壳体2.4，该壳体与第二结构单元2.2的第二部件2.2b连接并且通常为了测量运行而刚性地固定在机器部件处。壳体2.4用于保护角度测量装置的内部空间免受环境影响。就此而言，通常在毂1.2与壳体2.4之间设置有密封件，但所述密封件为了清楚起见在图中未示出。
如上所述，在角度测量装置的根据规定的运行中，毂1.2刚性地且抗转动地与可转动的轴连接，并且壳体或第二结构单元2.2的第二部件2.2b与静止的机器部件连接。轴相对于机器部件的偏心率、抖动运动或轴向移动在角度测量装置中、尤其是在轴承3中引起反作用力。为了限制反作用力的大小设置平衡联结件2.3，该平衡联结件在径向方向和轴向方向上是屈服的或能弹性变形。另一方面，平衡联结件2.3是抗扭的，从而不妨碍角度位置的测量的准确度。位置传感器2.11刚性地与第一结构单元2.1的第二部件2.1b连接。平衡联结件2.3的变形对位置传感器2.11相对于刻度元件1.1的位置不产生影响。与此相反，位置接收器2.20至2.26能够在平衡联结件2.3的弹性的范围内相对于刻度元件1.1(在轴向上和在径向上)移位。
在所提出的实施例中，位置传感器2.11以及位置接收器2.20至2.26构造成几乎相同的并且所有都沿着圆线布置。在图4中示出带有位置传感器2.11的剖面图(穿过图3中的线D-D)，而在图5中示出带有位置接收器2.20至2.26之中的位置接收器2.21的剖面图(穿过图3中的线F-F)。相关的位置接收器2.11,2.21分别包括LED 2.111,2.211、聚光器2.112,2.212和传感器元件2.113,2.213。传感器元件2.113,2.213在此设计为电路板上的所谓的Opto-ASIC(光电专用集成电路)。用作光源的LED 2.111,2.211将光通过聚光器2.112,2.212发送到刻度元件1.1上。LED 2.111,2.211，聚光器2.112,2.212和传感器元件2.113,2.213在此与角度测量装置2的第二构件组、即与定子相关联。在所提出的实施例中，每个位置接收器2.11,2.20至2.26具有一个壳体，在该壳体中布置有相应的传感器元件2.113,2.213。备选于此，也能够放弃壳体或也能够是多个传感器元件布置在一个且同一壳体中。例如也能够是多个或所有位置接收器2.11,2.20至2.26装配到一个且同一电路板上。
与此相对地，刻度元件1.1，如已经提到的那样，固定在可转动的毂1.2处。根据图6，刻度元件1.1包括第一分度1.11以及第二分度1.12。刻度元件1.1在所提出的实施例中构造为柱状体或环形体，在所述柱状体或环形体的周面侧处不仅布置有第二分度1.12而且布置有第一分度1.11，其中，第二分度1.12相对于第一分度1.11关于轴向方向z错开地布置。
在图6中示出朝刻度元件1.1的周面侧视图的局部。第二分度1.12包括有规律的结构或线，所述有规律的结构或线沿着第二方向平行于彼此互相靠近排列地布置，其中，第二方向具有沿轴向方向的方向分量。在所提出的实施例中，第二方向与轴向方向z是相同的。
第一分度1.11包括有规律的结构或线，所述有规律的结构或线沿着第二方向平行于彼此互相靠近排列地布置，其中，第二方向具有沿轴向方向的方向分量。第二方向在所提出的实施例中平行于转动轴线A或平行于方向z伸延。此外，第一分度1.11包括基准标记1.111。
换言之，第一分度1.11包括有规律的结构，所述有规律的结构在此设计为线并且沿第二方向定向并且平行于彼此布置。第二方向在所提出的实施例中平行于转动轴线A或平行于方向z伸延。第二分度1.12同样包括有规律的结构，所述有规律的结构在此环绕地设计并且其环绕的纵向侧沿第一方向定向并且平行于彼此布置。第一方向沿周向方向u伸延。
第一分度1.11的结构和第二分度1.12的结构在所提出的实施例中对于光而言设计为反射的条和不反射的条。刻度元件1.1能够通过其第一分度1.11对射入的光相应于刻度元件1.1的或毂1.2的角度位置进行调制。通过第二分度1.12对射入的光相应于刻度元件1.1的或毂1.2的轴向位置进行调制。经调制的光最后在图4和5中打到传感器元件2.113,2.213的光探测器上。
位置接收器2.20至2.26与电子模块电连接。位置接收器2.20至2.26根据图3基本上成对地布置(第一对2.21,2.24、第二对2.22,2.25、第三对2.23,2.26)。在所提出的实施例中，通过第一位置接收器2.21、第二位置接收器2.22和第三位置接收器2.23扫描第一分度1.11。通过第四位置接收器2.24、第五位置接收器2.25和第六位置接收器2.26扫描第二分度1.12，其中，通过这些位置接收器2.24,2.25,2.26能够确定刻度元件1.1的轴向位置。不属于之前提及的对之一的位置接收器2.20同样用于扫描第一分度1.11。
相关的角度测量装置能够选择性地根据图7和8在第一模式I中或在第二模式II中运行，其中，角度测量装置能够在两个模式I，II中同时运行或在彼此相继的时间段中分别仅在一个模式I，II中运行。第一模式I能够定义为本来的测量模式，而第二模式II也能够被称为校准模式。因此，在第二模式II中进行校准移动。角度测量装置能够例如在预限定的运行时间间隔下被置于第二模式II中或能够在特定的圈数之后或在每次接通角度测量装置之后被置于第二模式II中。
第一分度1.11通过第一位置接收器2.21、第二位置接收器2.22和第三位置接收器2.23扫描。在校准移动期间，使刻度元件1.1转动至少360°。这三个位置接收器2.21,2.22,2.23中的每个位置接收器测量所谓的另外的角度位置Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23(图7)。由测量到的另外的角度位置Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23，在电子模块中确定修正值KII并且将该修正值存储在角度测量装置或控制器中。
在第一模式I中则通过位置传感器2.11以如下方式扫描第一分度1.11，即，通过位置传感器2.11确定刻度元件1.1相对于位置传感器2.11的第一角度位置Pos 2.11。在此，能够绝对地在超过一圈之内确定第一角度位置Pos 2.11。为此目的，能够如在图6中所示使用本身增量的第一分度1.11，通过该第一分度结合基准标记1.111能够超过一圈地产生绝对的第一角度位置Pos 2.11。备选地，第一分度1.11能够绝对地、例如作为伪随机-编码或格雷-编码在编码的意义下设计，即同时产生单义的编码值。位置传感器2.11的信号被导引至如下电子模块，该电子模块装配在第二构件组2中的适合的部位处。第一角度位置Pos 2.11的尤其是数字的值则由该电子模块产生。与测量到的第一角度位置Pos 2.11一起，在第一模式I中在使用修正值KII的情况下在电子模块中计算出在构件组1,2之间的经修正的相对角度位置Pos I，并且将该经修正的相对角度位置作为测量结果输出。
通过修正值KII的所描述的使用，能够例如以这种方式修正刻度元件1.1的在角度测量装置的运行中出现的变形，使得角度位置的高的测量准确度得以确保。
该修正方法能够得到优化，其方式为，不仅将第一位置接收器2.21、第二位置接收器2.22和第三位置接收器2.23用于扫描第一分度1.11，而且附加地将第四位置接收器2.24用于扫描第一分度。在这种情况下，在校准移动期间刻度元件1.1也转动至少360°。根据图8，这四个位置接收器2.20,2.21,2.22,2.23中的每个位置接收器测量另外的角度位置Pos2.20,Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23。由测量到的另外的角度位置Pos 2.20,Pos 2.21,Pos2.22,Pos 2.23，在电子模块中确定修正值KII并且将该修正值存储在角度测量装置或控制器中。该修正值KII在第一模式I中被考虑用于修正测量到的第一角度位置Pos 2.11，从而模块能够计算出在构件组1,2之间的经修正的角度位置Pos I并且将该经修正的角度位置作为测量结果输出。
通过将第一位置接收器2.21的、第二位置接收器2.22的和第三位置接收器2.23的位置信号在电子模块中适当结合，能够确定刻度元件1.1在一个垂直于转动轴线A定向的平面P中的位置（即转动轴线A的实际位置的x、y坐标）。所述位置（该位置也能够被称为横向位置），在所给定的圆台的情况下取决于在加工期间的负荷。此外，当前的横向位置也与毂1.2的经修正的角度位置Pos I相关联。
借助角度测量装置也能够通过适当结合第四位置接收器2.24的、第五位置接收器2.26的和第六位置接收器2.26的位置信号来确定刻度元件1.1围绕处于平面P中的翻转轴线B翻转的程度以及抖动运动的程度和方向。平面P垂直于转动轴线A定向。
通过角度测量装置可行的是，尤其是在圆台中确定毂1.2的绝对的角度位置并且根据该绝对的角度位置测量毂1.2的横向的和轴向的位置。由于所提及的圆台本来就非常刚性地设计，因此在此执行如下位置测量，所述位置测量在μm范围或更小的范围内运动。因此，需要尤其是位置传感器2.11以及位置接收器2.20至2.26的高的分辨率。同样地，能够测量转动轴线A相对于壳体2.2围绕翻转轴线B的翻转。
进一步被处理的位置信号最后经由线缆输出给另外的仪器，例如输出给机器的控制装置。
在所提出的实施例中，位置传感器2.11以及位置接收器2.20至2.26因此是位置接收器，该位置接收器探测角度位置和/或轴向位置。
根据图9阐释第二实施例。图9示出朝刻度元件1.1'的周面侧的视图。刻度元件1.1'包括第一分度1.11，该第一分度相应于第一实施例的第一分度。此外，第一分度1.11包括基准标记1.111。第一分度1.11的和基准标记1.111的结构类似于第一实施例设计为对于光而言反射的条和不反射的条。同样地，第二分度类似于第一实施例设计。
但根据第二实施例，刻度元件1.1'具有另外的分度1.13。所述另外的分度1.13包括有规律的结构或线，其沿着第一方向平行于彼此互相靠近排列地布置，其中，第一方向沿周向方向u具有方向分量。在所提出的实施例中，第一方向与周向方向u相同。在所提出的实施例中，所述另外的分度1.13的结构设计为磁性的北极和南极。第一分度1.11和所述另外的分度1.13至少部分地叠加地布置。
位置传感器2.11能够则相应于图4根据光学原理扫描第一分度1.11，而位置接收器根据磁原理工作。由此，在第二实施例中，光学地探测第一角度位置Pos 2.11，并且通过磁原理探测所述另外的角度位置Pos 2.20,Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23,Pos 2.24,Pos2.25,Pos 2.26。

Claims (15)

1.角度测量装置，所述角度测量装置包括第一构件组(1)、第二构件组(2)以及轴承(3)，其中，所述构件组(1,2)相对于彼此围绕转动轴线(A)通过所述轴承(3)能转动地布置，其中，
- 所述第一构件组(1)包括刻度元件(1.1;1.1')，所述刻度元件具有第一分度(1.11)；
- 所述第二构件组(2)具有
第一结构单元(2.1)，所述第一结构单元具有位置传感器(2.11)；
第二结构单元(2.2)，所述第二结构单元具有第一、第二和第三位置接收器(2.21,2.22,2.23)；和
平衡联结件(2.3)，其中，
所述位置传感器(2.11)和所述位置接收器(2.21,2.22,2.23)分别以气隙与所述刻度元件(1.1;1.1')相对而置地布置，
所述第一结构单元(2.1)借助于所述平衡联结件(2.3)与所述第二结构单元(2.2)抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地连接，从而所述位置传感器(2.11)相对于所述位置接收器(2.21,2.22,2.23)抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地布置，其中，
所述角度测量装置如此配置，使得所述角度测量装置能够在第一模式(I)中以及在第二模式(II)中运行，其中，
在所述第一模式(I)中能够通过所述位置传感器(2.11)扫描所述第一分度(1.11)以用于确定第一角度位置(Pos 2.11)，并且
在所述第二模式(II)中能够通过所述位置接收器(2.21,2.22,2.23)扫描所述第一分度(1.11)或布置在所述刻度元件(1.1;1.1')处的另外的分度(1.13)以用于确定相应一个另外的角度位置(Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23)，其中，
在所述构件组(1,2)之间的经修正的相对角度位置(Pos I)能够基于所述第一角度位置(Pos 2.11)和所述另外的角度位置(Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23)来确定。
2.根据权利要求1所述的角度测量装置，其中，所述第二构件组(2)具有光源(2.211)，并且所述第一分度(1.11)和所述位置传感器(2.11)如此设计，使得在所述构件组(1,2)之间的相对角度位置能够通过光学原理确定。
3.根据前述权利要求中任一项所述的角度测量装置，其中，所述位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)之中的至少两个位置接收器在围绕所述转动轴线(A)的中心角方面错开至少90°地布置。
4.根据前述权利要求中任一项所述的角度测量装置，其中，至少三个位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)沿着圆线布置。
5.根据前述权利要求中任一项所述的角度测量装置，其中，所述刻度元件(1.1')具有另外的分度(1.13)，并且所述刻度元件(1.1')如此设计，使得所述第一分度(1.11)能够根据光学原理扫描，而所述另外的分度(1.13)能够根据磁原理扫描。
6.根据前述权利要求中任一项所述的角度测量装置，其中，所述第二构件组(2)包括壳体(2.4)，并且所述位置传感器(2.11)以及所述位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)布置在所述壳体(2.4)内。
7.根据前述权利要求中任一项所述的角度测量装置，其中，通过所述第一、第二和第三位置接收器(2.21,2.22,2.23)能够扫描所述第一分度(1.11)或布置在所述刻度元件(1.1;1.1')处的另外的分度(1.13)以用于确定所述刻度元件(1.1;1.1';1.1'')在平面(P)中的移动。
8.用于运行角度测量装置的方法，所述角度测量装置包括第一构件组(1)、第二构件组(2)以及轴承(3)，其中，所述构件组(1,2)相对于彼此围绕转动轴线(A)通过所述轴承(3)能转动地布置，其中，
- 所述第一构件组(1)包括刻度元件(1.1;1.1')，所述刻度元件具有第一分度(1.11)，
- 所述第二构件组(2)具有
第一结构单元(2.1)，所述第一结构单元具有位置传感器(2.11)；
第二结构单元(2.2)，所述第二结构单元具有多个位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)；和
平衡联结件(2.3)，其中，
所述位置传感器(2.11)和所述位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)分别以气隙与所述刻度元件(1.1;1.1')相对而置地布置，
所述第一结构单元(2.1)借助于所述平衡联结件(2.3)与所述第二结构单元(2.2)抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地连接，从而所述位置传感器(2.11)相对于所述多个位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)抗扭地但在轴向上和在径向上屈服地布置，其中，
所述角度测量装置能够在第一模式(I)中以及在第二模式(II)中运行，其中，
在所述第一模式(I)中通过所述位置传感器(2.11)扫描所述第一分度(1.11)以用于确定第一角度位置(Pos 2.11)，并且
在所述第二模式(II)中通过所述位置接收器(2.20,2.21,2.22,2.23)扫描所述第一分度(1.11)或布置在所述刻度元件(1.1;1.1')处的另外的分度(1.13)以用于确定相应一个另外的角度位置(Pos 2.20,Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23)，其中，
基于所述第一角度位置(Pos 2.11)和所述另外的角度位置(Pos 2.20,Pos 2.21,Pos2.22,Pos 2.23)来确定在所述构件组(1,2)之间的经修正的相对角度位置(Pos I)。
9. 根据权利要求8所述的方法，其中，由在所述第二模式(II)中确定的另外的角度位置(Pos 2.20,Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23)产生修正值(KII)，所述修正值在所述第一模式(I)中与测量到的第一角度位置(Pos 2.11)一起用于产生所述经修正的相对角度位置(Pos I)。
10. 根据权利要求8或9所述的方法，其中，基于测量到的所述另外的角度位置(Pos2.20,Pos 2.21,Pos 2.22,Pos 2.23)确定修正值(KII)并且存储该修正值。
11.根据权利要求8、9或10所述的方法，其中，在所述第二模式(II)中，所述刻度元件(1.1;1.1')围绕所述转动轴线(A)转动超过至少360°、尤其是超过至少720°。
12.根据权利要求8、9、10或11所述的方法，其中，所述角度测量装置按顺序在所述第一模式(I)中以及在所述第二模式(II)中运行。
13.根据权利要求8、9、10、11或12所述的方法，其中，所述角度测量装置同时在所述第一模式(I)中以及在所述第二模式(II)中运行。
14. 根据权利要求8、9、10、11、12或13所述的方法，其中，通过所述第一、第二和第三位置接收器(2.21,2.22,2.23)扫描所述第一分度(1.11)或布置在所述刻度元件(1.1;1.1')处的另外的分度(1.13)以用于确定相应一个另外的角度位置(Pos 2.20,Pos 2.21,Pos2.22,Pos 2.23)并且确定由此产生的、所述刻度元件(1.1;1.1';1.1'')在平面(P)中的移动。
15.根据权利要求8、9、10、11、12、13或14所述的方法，其中，通过所述第四、第五和第六位置接收器(2.24,2.25,2.26)扫描所述第二分度(1.12)以用于确定所述刻度元件(1.1)的轴向位置。
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