DD292093A5 - Verfahren und schaltungsanordnung zum automatischen eichen eines inkrementalen positioniersystems - Google Patents

Abstract

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems mit Genauigkeiten im Mikrometerbereich, bei welchem der Antrieb zum Eichen zunaechst in Richtung zum Bezugspunkt laeuft und je zurueckgelegtem Wegeinkrement einen Impuls liefert, der Ansprechbereich des Sensors, innerhalb dessen der Bezugspunkt liegt, durchfahren wird, wobei innerhalb dieses Ansprechbereiches die vom Antrieb gelieferten Impulse gezaehlt werden und nach durchfahrenem Ansprechbereich der Antrieb gestoppt wird, dasz danach die gezaehlten Impulse bei einer geradzahligen Impulsanzahl halbiert bzw. bei einer ungeradzahligen Impulszahl vor der Halbierung ein Impuls abgezogen werden und der Antrieb wird in der entgegengesetzten Richtung gestartet, worauf die halbierte Anzahl der Impulse ab Erreichen des Ansprechbereiches dekrementiert wird, bis der Wert der Impulsanzahl Null ist, wodurch der zum Positioniersystem gehoerende Zaehler auf seinen Anfangswert gesetzt und der Antrieb gestoppt wird. Es wird eine Schaltungsanordnung zur Durchfuehrung des Verfahrens angegeben. Figur{Verfahren; Schaltungsanordnung; inkrementales Positioniersystem; Eichen; Antrieb; Wegeinkrement; Impulse; Sensor, Ansprechbereich; Bezugspunkt}

Description

Hierzu 1 Seite Zeichnung

Anwendungsgebiet der Erfindung

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems mit Genauigkeiten im Mikrometerbereich.

Charakteristik des bekannten Standes der Technik

Jedes inkrementale Positioniersystam hat bei einer bestimmten mechanischen Einstellung - dem Bezugspunkt - eine Einrichtung, mit deren Hilfe möglichst genau am Bezugspunkt ein Zähler, der die Weg- oder Winkelinkremente erfaßt, die das Positioniersystem von diesem Punkt aus zurücklegt, in die Anfangsstellung gebracht wird.

Bei jedem zurückgelegten Weg- oder Winkelinkrement wird ein elektrischer Impuls oder eine konstante Anzahl von elektrischen Impulsen in einen Zähler eingezählt, so daß der Zählerinhalt die Lage des zu bewegenden Teils verkörpert. Fine Voraussetzung für die Genauigkeit des Positioniersystems ist ein exaktes Eichen, d.h. das Herstellen der genauen Übereinstimmung zwischen der mechanischen Lage „Bezugspunkt" und dem elektrischen Bezugspunkt, der durch einen festgelegten Zählerinhalt dargestellt

Dazu werden z. B. mechanische Anordnungen, die einen elektrischen Kontakt betätigen, verwendet. So ist es gemäß EP 279886 bekannt, daß ein Meßdorri mit einem vorgegebenen Durchmesser in eine Halterung eingesetzt wird und in einem vorgegebenen Abstand vom Ist-Nullpunkt auf einem Kcvdinatentisch zwei jeweils eine aktive Sensorfläche aufweisende ausgangsseitig mit einer elektronischen Auswerteeinheit verbundene Sensoren angeordnet werden, wobei der Meßdorn und/oder der Koordinatentisch relativ zueinander so lange bewegt werden, bis der Rand des Meßdorns beide Sensoren aktiviert und der abgespeicherte Nullpunkt-Sollwert korrigiert wird. Die Unzulänglichkeiten elektronischer Schaltkontakte und der Verschleiß der mechanischen Teile ist dabei besonders nachteilig.

Aus der üblichen Praxis ist auch eine Anordnung bekannt zum Rücksetzen des Zählers am Bezugspunkt unter Anwendung eines Schutzrohrkontaktes, der durch Annäherung eines Dauermagneten geschaltet wird, wenn eine bestimmte Position des Antriebes erreicht ist. Nachteilig hierbei ist die für hohe Ansprüche nicht ausreichende Genauigkeit und die Abhängigkeit von Umgebungstemperatur und Alterung.

Bei den bekannten Verfahren wird das Ansprechen eines Sensors als Kriterium für eine definierte Lage des Positioniersystems herangezogen. I ϊ hat den Nachteil, daß durch Alterung, Temperatur- und/oder Spannungsabhängigkeit des Sensors seine Ansprechschwellü beeinflußt wird und Genauigkeiten im Mikrometerbereich dadurch nicht erreichbar sind.

Ziel der Erfindung

Ziel dor Erfindung ist ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum genauen automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems mit geringem technischen Aufwand und niedrigen Kosten anzugeben.

Darlegung des Wesens der Erfindung

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Schaltungsanordnung zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems mit einer Genauigkeit von einigen Mikrometern anzugeben, bei dem Alterung des Sensors, Temperaturänderungen und/oder Schwankungen der Betriebsspannung keinen Einfluß auf die Genauigkeit der Eichung haben.

Bei einem Verfahren zum automatischen Eichen eines inkromentalen Positioniersystems, bei welchem der Antrieb zum Eichen zunächst in Richtung zum Bezugspunkt läuft und je zurückgelegtem Weginkrement einen Impuls liefert, wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Ansprechbereich des Sensors durchfahren wird, innerhalb dessen sich der Bezugspunkt befindet, wobei innerhalb dieses Ansprechbereiches die vom Antrieb gelieferten Impulse gezählt werden und nach durchfahrenem Ansprechbereich der Antrieb gestoppt wird, daß danach die gezählten Impulse bei einer geradzahligen Impulsanzahl halbiert bzw. bei einer ungeradzahligen Impulsanzahl vor der Halbierung ein Impuls abgezogen und der Antrieb in entgegengesetzter Richtung gestartet wird, worauf die halbierte Impulsanzahl ab Erreichen des Ansprechbereiches des Sensors dekrementiert wird, bis die Impulsanzahl Null ist, wodurch der zum Positioniersystem gehörende Zähler auf seinen Anfangswert gesetzt und der Antrieb gestoppt wird.

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des Verfahrens zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems an einem Bezugspunkt mit einem Impulse liefernden Antrieb und einem Sensor wird erfindungsgemäß dadurch realisiert, daß der Eingang der Schaltungsanordnung mit einem Takteingang eines Zählers und mit einem ersten Eingang eines Gatters verbunden ist und daß am Ausang des Sensors ein zweiter Eingang des Gatters, ein Freigabeeingang des Zählers und ein Eingang eines Monoflops angeschlossen ist, wobei eir dritter Eingang des Gatters mit einem Ausgang Flipflops und ein Ausgang des Gatters mit einem Takteingang eines Rückwärtszählers sowie ein Ausgang des Monoflops mit einem Takteingang des Flipflops mit einem Ladeeingang des Rückwartszählers und mit einem ersten Ausgang der Schaltungsanordnung verbunden ist und daß an einem Übertragsausgang des Rückwärtszählers ein Rücksetzeingang des Flipflops und ein zweiter Ausgang der Schaltungsanordnung und ein Rücksetzeingang des Zählers angeschlossen ist und daß Parallelausgänge (Ai... A_n) des Zählers mit Paralleleingängen (E₀ ... E_n - ι) des Rückwärtszählers verbunden sind.

Ausführungsbeispiel

Eine Schaltungsanordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens soll nachstehend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden.

Die dazugehörige Zeichnung zeigt ein Blockschaltbild der erfindungsgemäßen Schaltungsanordnung. Ein Eingang 1 der Schaltungsanordnung ist mit einem Takteingang 2 eines Zählers 3 und mit einem ersten Eignang 4 eines Gatters 5 verbunden. An einem Ausgang 6 eines Sensors 7 iii ein zweiter Eingang 8 des Gatters 5, ein Freigabeeingang 9 des Zählers 3 und ein Eingang 10 eines Monoflops 11 angeschlossen. Ein dritter Eingang 12 des Gatters 5 ist mit einem Ausgang 13 eines Flipflops 14 verbunden. Ein Ausgang 15 des Gatters 5 ist mit einem Takteingang 16 eines Rückwärtszählers 17 verbunden. Ein Ausgang 18 des Monoflops 11 ist mit einem Takteingang 19 des Flipflops 14, mit einem Ladeeingang 20 des Rückwärtszählers 17 und mit einem ersten Ausgang 21 der Schaltungsanordnung verbunden. An einem Übertragsausgang 22 des Rückwartszählers 17 ist ein Rücksetzeingang 23 des Flipflops 14, ein zweiter Ausgang 24 der Schaltungsanordnung und ein Rücksetzeingang 25 des Zählers 3 angeschlossen. Parallelausgänge A₁, A₂... A_n des Zählers 3 sind mit Paralleleingängen E₀, E₁...E_n _, des Rückwärtszählers 17 verbunden.

Auf Befehl zum Eichen des nicht dargestellten Positioniersystems setzt sich der Antrieb in Richtung Bezugspunkt in Bewegung und liefert in bekannter Weise je zurückgelegtem Weginkrement einen Impuls an den zum Positioniersystem gehörenden nicht dargestellten Zähler und auch an den Eingang 1 der Schaltungsanordnung. Kurz vor dem Erreichen des Bezugspunktes spricht der Sensor 7 an und gibt von seinem Ausgang 6 oin Signal an den Freigabeeingang 9 des Zählers 3, so daß die über den Eingang 1 der Schaltungsanordnung an den Eingang 2 des Zählers 3 gelangenden Impulse eingezählt werden. Sobald der Antrieb den Ansprechbereich des Sensors 7 durchfahren hat und ihn wieder verläßt, tritt ein Signalwechsel am Ausgang 6 des Sensors 7 auf. Dadurch wird einerseits durch Sperrung des Freigabeeinganges 9 des Zählers 3 ein weiterer Impulseinlauf in den Zähler 3 verhindert und andererseits das flankengetriggerte Monoflop 11 zur Abgabe eines Impulses an seinem Ausgang 18 veranlaßt. Dieser Impuls bewirkt über eine am ersten Ausgang 21 der Schaltungsanordnung angeschlossene, nicht dargestellte Schaltung, daß der Antrieb gestoppt wird und nach einer Verzögerung in der entgegengesetzten Richtung wieder gestartet wird, daß das Flipflop 14 über den Takteingang 19 gesetzt wird, und daß der Rückwärtszähler 17-veranlaßt durch den Impuls an seinem Ladeeingang 20 - die an seinen Eingängen E₀... E_n . _t anliegenden Signale übernimmt, infolge der neuen Bewegungsrichtung gelangt der Antrieb wieder in den Ansprechbereich des Sensors 7 und dessen Ausgang 6 liefert wieder High-Potential, so daß die am Eingang 1 der Schaltungsanordnung vom Positioniersystem kommenden Impulse das Gatter 5 passieren können und der Inhalt des Rückwartszählers 17 dekrumentiert wird. Ist der Inhalt des Rückwärtszählers 17 Null, liefert dessen Übertragsausgang 22 einen Impuls, der den Zähler 3 und das Flipflop 14 rücksetzt, wodurch Gatter 5 sperrt und damit keine weiteren Impulse in den Rückwärtszähler 17 einlaufen können und der den am zweiten Ausgang 24 der Schaltungsanordnung angeschlossenen zum Positioniersystem gehörenden nicht dargestellten Zähler auf seinen Anfangswert setzt und den Antrieb ausschaltet.

Claims (2)

1. Verfahren zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems, bei welchem der Antrieb zum Eichen zunächst in Richtung zum Bezugspunkt läuft und je zurückgelegtem Weginkrement einen Impuls liefert, dadurch gekennzeichnet, daß der Ansprechbereich des Sensors durchfahren wird, innerhalb dessen sich der Bezugspunkt befindet, wobei innerhalb dieses Ansprechbereiches die vom Antrieb gelieferten Impulse gezählt werden und nach durchfahrenem Ansprechbereich der Antrieb gestoppt wird, daß danach die gezählten Impulse bei einer geradzahligen Impulsanzahl halbiert bzw. bei einer ungeradzahligen Impulsanzahl vor der Halbierung ein Impuls abgezogen und der Antrieb in entgegengesetzter Richtung gestartet wird, worauf die halbierte Impulsanzahl ab Erreichen des Ansprechbereiches des Sensors dekrementiert wird, bis die Impulsanzahl Null ist, wodurch der zum Positioniersystem gehörende Zähler auf seinen Anfangswert gesetzt und der Antrieb gestoppt wird.

2. Schaltungsanordnung zum automatischen Eichen eines inkrementalen Positioniersystems an einem Bezugspunkt mit einem Impulse liefernden Antrieb und einem Sensor, dadurch gekennzeichnet, daß der Eingang (1) der Schaltungsanordnung mit einem Takteingang (2) eines Zählers (3) und mit einem ersten Eingang (4) eines Gatters (5) verbunden ist und daß am Ausgang (6) des Sensors (7) ein zweiter Eingang (8) des Gatters (5), ein Freigabeeingang (9) des Zählers (3) und ein Eingang (10) eines Monoflops (11 Jangeschlossen ist, wobei ein dritter Eingang (12) des Gatters (5) mit einem Ausgang (13) eines Flipflops (14) und ein Ausgang (15) des Gatters (5) mit einem Takteingang (16) eines Rückwärtszählers (17) sowie ein Ausgang (18) des Monoflops (11) mit einom Takteingang (19) des Flipflops (14), mit einem Ladeeingang (20) des Rückwärtszählers (17) und mit einem ersten Ausgang (21) der Schaltungsanordnung verbunden ist und daß an einem Übertragsausgang (22) des Rückwärtszählers (17) ein Rücksetzeingang (23) des Flipflops (14) und ein zweiter Ausgang (24)derSchaltungsanordnung und ein Rücksetzeingang (25) des Zählers (3) angeschlossen ist und daß Parallelausgänge (A₁... A_n) des Zählers (3) mit Paralleleingängen (E₀ ... E_n _ ,) des Rückwärtszählers (17) verbunden sind.